JP2022008531A - Motor drive device, and control method of motor drive device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor drive device that enables abnormality detection of current detection means for detecting each phase current with one shunt resistance with a simple configuration, and a control method thereof.
SOLUTION: A motor drive device is provided with: an inverter for supplying AC power to an electric motor; and current detection means for detecting DC bus current of the inverter. An abnormality diagnosis unit 500 of the motor drive device calculates 504 and 505 a q-axis current upper-limit estimation value and a q-axis current lower-limit estimation value on the basis of a diagnostic q-axis voltage command value |Vq| obtained by absolute value processing 503 of a q-axis voltage command value Vq; and calculates 501 and 502 diagnostic q-axis current detection value Iqa on the basis of a q-axis current detection value Iq calculated based on an output of the current detection means, and code information of the q-axis voltage command value Vq. Then, the abnormality diagnosis unit 500 determines 506 that the current detection means is abnormal when an abnormal state in which the diagnostic q-axis current detection value Iqa deviates from a normal range specified between the q-axis current upper-limit estimation value and the q-axis current lower-limit estimation value continues over a predetermined time.
SELECTED DRAWING: Figure 5
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法に関し、詳しくは、1つのシ
ャント抵抗で各相電流を検出する電流検出手段の異常検知に関する。
The present invention relates to a motor drive device and a control method for the motor drive device, and more particularly to an abnormality detection of a current detecting means for detecting each phase current with one shunt resistor.

従来のモータ駆動装置及びその制御方法として、例えば特許文献1に記載されているよ
うに、1つのシャント抵抗の両端電圧を入力して制御用モータ電流を検出する制御用モー
タ電流検出回路と、上記両端電圧を反転入力して診断用モータ電流を検出する診断用モー
タ電流検出回路と、を備え、制御用モータ電流の検出値と診断用モータ電流の検出値とに
基づいて、制御用モータ電流検出回路の異常を検知するものが知られている。
As a conventional motor drive device and its control method, for example, as described in Patent Document 1, a control motor current detection circuit that detects a control motor current by inputting a voltage across one shunt resistor and the above-mentioned It is equipped with a diagnostic motor current detection circuit that detects the diagnostic motor current by inverting the voltage across both ends, and detects the control motor current based on the detection value of the control motor current and the detection value of the diagnostic motor current. Those that detect abnormalities in circuits are known.

特開2013-110864号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-110864

しかし、制御用モータ電流検出回路の異常を検知するためには、上記のように、制御用
モータ電流検出回路以外に他の電流検出回路を備える必要があるため、モータ駆動装置に
おける部品点数が増大し、モータ駆動装置の大型化を招くおそれがある。
However, in order to detect an abnormality in the control motor current detection circuit, as described above, it is necessary to provide another current detection circuit in addition to the control motor current detection circuit, so that the number of parts in the motor drive device increases. However, there is a risk of increasing the size of the motor drive device.

そこで、本発明は以上のような問題点に鑑み、1つのシャント抵抗で各相電流を検出す
る電流検出手段の異常検知を簡易な構成で可能にしたモータ駆動装置及びモータ駆動装置
の制御方法を提供することを目的とする。
Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a control method for a motor drive device and a motor drive device that enables abnormality detection of a current detecting means that detects each phase current with one shunt resistor with a simple configuration. The purpose is to provide.

このため、本願発明に係るモータ駆動装置は、電動モータに交流電力を供給するインバ
ータと、インバータの直流母線電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段の出力に基
づいてインバータを制御するコントローラと、を備え、コントローラは、電流検出手段の
出力に基づいて演算したq軸電流検出値とq軸電圧指令値に基づいて推定したq軸電流推
定値とを比較し、q軸電流検出値がq軸電流推定値から所定時間継続して乖離したときに
電流検出手段の異常を検知する。
Therefore, the motor drive device according to the present invention includes an inverter that supplies AC power to the electric motor, a current detecting means that detects the DC bus current of the inverter, and a controller that controls the inverter based on the output of the current detecting means. , The controller compares the q-axis current detected value calculated based on the output of the current detecting means with the q-axis current estimated value estimated based on the q-axis voltage command value, and the q-axis current detected value is q. When the current deviation from the estimated shaft current value continues for a predetermined time, the abnormality of the current detecting means is detected.

また、本願発明に係るモータ駆動装置の制御方法は、電動モータに交流電力を供給する
インバータとインバータの直流母線電流を検出する電流検出手段とを備えたモータ駆動装
置を制御するものであって、電流検出手段の出力に基づいて演算したq軸電流検出値とq
軸電圧指令値に基づいて推定したq軸電流推定値とを比較し、q軸電流検出値がq軸電流
推定値から所定時間継続して乖離したときに電流検出手段の異常を検知する。
Further, the method for controlling a motor drive device according to the present invention controls a motor drive device including an inverter that supplies AC power to an electric motor and a current detecting means that detects a DC bus current of the inverter. Q-axis current detection value and q calculated based on the output of the current detection means
It is compared with the q-axis current estimated value estimated based on the shaft voltage command value, and when the q-axis current detected value continuously deviates from the q-axis current estimated value for a predetermined time, an abnormality of the current detecting means is detected.

本発明のモータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法によれば、1つのシャント抵抗
で各相電流を検出する電流検出手段の異常検知が簡易な構成で可能となる。
According to the motor drive device and the control method of the motor drive device of the present invention, it is possible to detect an abnormality of the current detecting means for detecting each phase current with one shunt resistance with a simple configuration.

モータ駆動装置を適用した車両用内燃機関の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the internal combustion engine for a vehicle to which a motor drive device is applied. モータ駆動装置及び電動モータの内部構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the internal structure of a motor drive device and an electric motor. コントローラにおける指令電圧設定処理の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of a command voltage setting process in a controller. コントローラにおける相電流検出の一態様を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows one aspect of a phase current detection in a controller. 異常診断部における異常診断処理の概要を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the outline of the abnormality diagnosis processing in an abnormality diagnosis part. q軸電流の正常範囲及び異常範囲を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the normal range and the abnormal range of a q-axis current. 異常診断部における異常診断処理の概要を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the outline of the abnormality diagnosis processing in the abnormality diagnosis part. 電流検出ゲイン低下異常による誤診断を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining a misdiagnosis by a current detection gain drop abnormality. 異常診断処理における診断実施時間を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the diagnosis execution time in an abnormality diagnosis processing. 異常診断部における異常診断処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the abnormality diagnosis processing in the abnormality diagnosis part. 所定時間の設定方法の一例を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating an example of the setting method of a predetermined time.

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図1は、モータ駆動装置を適用した車両用内燃機関の一例を示す。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an example of an internal combustion engine for a vehicle to which a motor drive device is applied.

内燃機関10は、シリンダブロック11と、シリンダブロック11のシリンダボア11
Aに往復動可能に嵌挿されたピストン12と、吸気ポート13A及び排気ポート13Bが
形成されたシリンダヘッド13と、吸気ポート13A及び排気ポート13Bの開口端を開
閉する吸気バルブ14A及び排気バルブ14Bと、を有している。
The internal combustion engine 10 includes a cylinder block 11 and a cylinder bore 11 of the cylinder block 11.
A piston 12 reciprocally inserted into A, a cylinder head 13 in which an intake port 13A and an exhaust port 13B are formed, and an intake valve 14A and an exhaust valve 14B that open and close the opening ends of the intake port 13A and the exhaust port 13B. And have.

ピストン12は、クランクシャフト15に対して、ロアリンク16A及びアッパリンク
16Bを含むコンロッド(コネクティングロッド)16を介して連結されている。そして
、ピストン12の冠面12Aとシリンダヘッド13の下面との間に、燃焼室Sが形成され
ている。シリンダヘッド13には、燃焼室Sに臨んで、燃料を噴射する燃料噴射弁17と
、燃料と空気との混合気を着火する点火栓18とが取り付けられている。
The piston 12 is connected to the crankshaft 15 via a connecting rod 16 including a lower link 16A and an upper link 16B. A combustion chamber S is formed between the crown surface 12A of the piston 12 and the lower surface of the cylinder head 13. A fuel injection valve 17 for injecting fuel and an ignition plug 18 for igniting a mixture of fuel and air are attached to the cylinder head 13 facing the combustion chamber S.

クランクシャフト15は、複数のジャーナル部15Aとクランクピン部15Bとを有し
、シリンダブロック11の主軸受(図示せず)に、ジャーナル部15Aが回転自在に支持
されている。クランクピン部15Bは、ジャーナル部15Aから偏心しており、ここにロ
アリンク16Aが回転自在に連結されている。アッパリンク16Bは、下端側が連結ピン
16Cによりロアリンク16Aの一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン16
Dによりピストン12に回動可能に連結されている。
The crankshaft 15 has a plurality of journal portions 15A and a crankpin portion 15B, and the journal portion 15A is rotatably supported by a main bearing (not shown) of the cylinder block 11. The crankpin portion 15B is eccentric from the journal portion 15A, and the lower link 16A is rotatably connected to the journal portion 15A. The lower end side of the upper link 16B is rotatably connected to one end of the lower link 16A by the connecting pin 16C, and the upper end side is the piston pin 16.
It is rotatably connected to the piston 12 by D.

また、内燃機関10は、燃焼室Sの容積を変更することで、圧縮比を可変とする可変圧
縮比(VCR:Variable Compression Ratio)機構20を備えている。VCR機構20は
、例えば、特開2002-276446号公報に開示されるような複リンク機構によって
、燃焼室Sの容積を変更させることで、内燃機関10の圧縮比を可変とする。
Further, the internal combustion engine 10 is provided with a variable compression ratio (VCR) mechanism 20 that makes the compression ratio variable by changing the volume of the combustion chamber S. The VCR mechanism 20 makes the compression ratio of the internal combustion engine 10 variable by changing the volume of the combustion chamber S by, for example, a double link mechanism as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-276446.

VCR機構20は、コントロールリンク21、コントロールシャフト22及び圧縮比制
御アクチュエータ23を有している。コントロールリンク21は、上端側が連結ピン21
Aによりロアリンク16Aの他端に回動可能に連結され、下端側がコントロールシャフト
22を介してシリンダブロック11の下部に回動可能に連結されている。詳しくは、コン
トロールシャフト22は、回転可能にシリンダブロック11に支持されていると共に、そ
の回転中心から偏心している偏心カム部22Aを有し、この偏心カム部22Aにコントロ
ールリンク21の下端部が回転可能に嵌合している。そして、圧縮比制御アクチュエータ
23の動力源である電動モータMの回転出力は、減速機23Aによって減速されて出力軸
23Bに伝達された後、出力軸23Bに形成されたギア(例えばウォームギア)23Cと
コントロールシャフト22に形成されたギア(例えばウォームホイール)22Bとの噛合
によって、コントロールシャフト22に伝達される。すなわち、圧縮比制御アクチュエー
タ23としての電動モータMはコントロールシャフト22を駆動対象とする。
The VCR mechanism 20 includes a control link 21, a control shaft 22, and a compression ratio control actuator 23. The upper end side of the control link 21 is the connecting pin 21.
The lower end side is rotatably connected to the other end of the lower link 16A by A, and the lower end side is rotatably connected to the lower part of the cylinder block 11 via the control shaft 22. Specifically, the control shaft 22 has an eccentric cam portion 22A that is rotatably supported by the cylinder block 11 and is eccentric from the center of rotation thereof, and the lower end portion of the control link 21 rotates on the eccentric cam portion 22A. Fits as possible. Then, the rotational output of the electric motor M, which is the power source of the compression ratio control actuator 23, is decelerated by the speed reducer 23A and transmitted to the output shaft 23B, and then with a gear (for example, a worm gear) 23C formed on the output shaft 23B. It is transmitted to the control shaft 22 by meshing with a gear (for example, a worm wheel) 22B formed on the control shaft 22. That is, the electric motor M as the compression ratio control actuator 23 drives the control shaft 22.

このようなVCR機構20において、圧縮比制御アクチュエータ23としての電動モー
タMを正転又は逆転させることでコントロールシャフト22の回転角度が制御される。圧
縮比制御アクチュエータ23がコントロールシャフト22を回転させると、コントロール
シャフト22の回転中心から偏心している偏心カム部22Aの中心位置が変化する。これ
により、コントロールリンク21の下端の搖動支持位置が変化することで、ピストン上死
点(TDC)におけるピストン12の位置が高くなったり低くなったりして、燃焼室Sの
容積が増減し、内燃機関10の圧縮比が変更される。
In such a VCR mechanism 20, the rotation angle of the control shaft 22 is controlled by rotating the electric motor M as the compression ratio control actuator 23 in the forward or reverse direction. When the compression ratio control actuator 23 rotates the control shaft 22, the center position of the eccentric cam portion 22A eccentric from the rotation center of the control shaft 22 changes. As a result, the swaying support position at the lower end of the control link 21 changes, and the position of the piston 12 at the top dead center (TDC) of the piston rises or falls, and the volume of the combustion chamber S increases or decreases, resulting in internal combustion. The compression ratio of the engine 10 is changed.

圧縮比制御アクチュエータ23は、電動モータMに加えて、電動モータMを駆動するモ
ータ駆動装置100を内蔵している。モータ駆動装置100は、例えばCAN(Controll
er Area Network)等の車載ネットワークを介して、内燃機関10の燃料噴射弁17及び
点火栓18を電子制御するECU(Engine Control Unit)30に接続されている。
The compression ratio control actuator 23 has a built-in motor drive device 100 for driving the electric motor M in addition to the electric motor M. The motor drive device 100 is, for example, CAN (Controll).
It is connected to an ECU (Engine Control Unit) 30 that electronically controls a fuel injection valve 17 and a spark plug 18 of an internal combustion engine 10 via an in-vehicle network such as er Area Network).

ECU30は、マイクロコンピュータを内蔵し、内燃機関10の運転状態を検出するた
めに、内燃機関10の回転速度Neを検出する回転速度センサ31、内燃機関10の負荷
Qを検出する負荷センサ32、及び、内燃機関10の実際の圧縮比に相当するパラメータ
としてコントロールシャフト22の回転角度を検出する回転角度センサ33の各出力信号
を入力するように構成されている。ここで、内燃機関10の負荷Qとしては、例えば、吸
気負圧、吸気流量、過給圧力、アクセル開度、スロットル開度など、トルクと密接に関連
する状態量を使用することができる。ECU30は、例えば、内燃機関10において回転
速度及び負荷に適合した圧縮比が設定されたマップを参照する等して、内燃機関10の回
転速度Ne及び負荷Qに応じた目標圧縮比を演算し、さらに、目標圧縮比に応じたコント
ロールシャフト22の目標角度を演算する。そして、ECU30は、回転角度センサ33
によって検出されたコントロールシャフト22の検出角度が目標角度に近づくように電動
モータMの目標トルクを演算し、この目標トルクをモータ駆動装置100に対する指令ト
ルクとして含む指令信号をモータ駆動装置100に出力する。
The ECU 30 has a built-in microcomputer, and in order to detect the operating state of the internal combustion engine 10, the rotation speed sensor 31 for detecting the rotation speed Ne of the internal combustion engine 10, the load sensor 32 for detecting the load Q of the internal combustion engine 10, and the load sensor 32. As a parameter corresponding to the actual compression ratio of the internal combustion engine 10, each output signal of the rotation angle sensor 33 for detecting the rotation angle of the control shaft 22 is configured to be input. Here, as the load Q of the internal combustion engine 10, for example, a state quantity closely related to torque such as intake negative pressure, intake flow rate, supercharging pressure, accelerator opening degree, and throttle opening degree can be used. The ECU 30 calculates a target compression ratio according to the rotation speed Ne and the load Q of the internal combustion engine 10, for example, by referring to a map in which the compression ratio suitable for the rotation speed and the load is set in the internal combustion engine 10. Further, the target angle of the control shaft 22 according to the target compression ratio is calculated. Then, the ECU 30 is a rotation angle sensor 33.
The target torque of the electric motor M is calculated so that the detection angle of the control shaft 22 detected by the motor motor M approaches the target angle, and a command signal including this target torque as a command torque for the motor drive device 100 is output to the motor drive device 100. ..

図2は、電動モータ及びモータ駆動装置の内部構成を示す。電動モータMは、3相ブラ
シレスモータであり、スター結線されたU相コイルMu、V相コイルMv、W相コイルM
wの3相コイルをそれぞれ巻き回した円筒状のステータ(図示省略)と、このステータの
中央部に形成されている空間において軸線中心に回転可能に配置されたロータ(永久磁石
回転子)MRと、を備えている。また、モータ駆動装置100は、インバータ200、電
流検出部300及びコントローラ400を備えている。
FIG. 2 shows the internal configuration of the electric motor and the motor drive device. The electric motor M is a three-phase brushless motor, and is a star-connected U-phase coil Mu, V-phase coil Mv, and W-phase coil M.
A cylindrical stator (not shown) around which each of the three-phase coils of w is wound, and a rotor (permanent magnet rotor) MR rotatably arranged at the center of the axis in the space formed in the center of the stator. , Is equipped. Further, the motor drive device 100 includes an inverter 200, a current detection unit 300, and a controller 400.

インバータ200は、直流の車載電源Eと接続され、電動モータMに対して交流電力を
供給するように、逆並列のダイオード201d~206dを1対1でそれぞれ含むスイッ
チング素子201~206を3相ブリッジ接続してなる電気回路を有している。スイッチ
ング素子201~206は、例えば、FET(Field Effect Transistor)又はIGBT
(Insulated Gate Bipolar Transistor)等、電力制御の用途に用いられる半導体素子で
構成されている。スイッチング素子201~206の各制御端子(ゲート端子)はコント
ローラ400の出力ポートに接続されている。
The inverter 200 is connected to a DC in-vehicle power source E, and has a three-phase bridge of switching elements 201 to 206 including antiparallel diodes 201d to 206d on a one-to-one basis so as to supply AC power to the electric motor M. It has a connected electric circuit. The switching elements 201 to 206 are, for example, FET (Field Effect Transistor) or IGBT.
It is composed of semiconductor elements used for power control applications such as (Insulated Gate Bipolar Transistor). Each control terminal (gate terminal) of the switching elements 201 to 206 is connected to the output port of the controller 400.

電流検出部300は、インバータ200の直流母線電流を検出する電流検出手段であり
、1つのシャント抵抗301及び検出回路302を有している。シャント抵抗301は、
各相の下アームと車載電源Eの接地側との間に直列に接続され、オペアンプ等を含む検出
回路302は、シャント抵抗301の両端と接続されている。検出回路302は、シャン
ト抵抗301を流れる電流の大きさに応じて変化する、シャント抵抗301の両端電位差
を検出し、この電位差に対応する電圧をアナログの電流検出電圧としてコントローラ40
0へ出力する。
The current detecting unit 300 is a current detecting means for detecting the DC bus current of the inverter 200, and has one shunt resistor 301 and a detection circuit 302. The shunt resistor 301 is
The lower arm of each phase is connected in series between the ground side of the vehicle-mounted power supply E, and the detection circuit 302 including the operational amplifier and the like is connected to both ends of the shunt resistor 301. The detection circuit 302 detects a potential difference between both ends of the shunt resistor 301, which changes according to the magnitude of the current flowing through the shunt resistor 301, and uses the voltage corresponding to this potential difference as the analog current detection voltage of the controller 40.
Output to 0.

コントローラ400は、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Process
ing Unit)等のマイクロプロセッサ、及び、ROM(Read Only Memory)、RAM(Rand
om Access Memory)等のメモリデバイスを含むマイクロコンピュータを備えている。また
、コントローラ400は、例えば、ホール素子、ホールIC(Integrated Circuit)、レ
ゾルバ等、電動モータMにおけるロータMRの磁極位置を検出する磁極位置センサPSと
接続され、磁極位置センサPSから出力された磁極位置検出信号を入力する。そして、コ
ントローラ400のマイクロコンピュータは、電流検出部300の検出回路302から出
力された電流検出電圧、電動モータMにおけるロータMRの磁極位置を検出する磁極位置
センサPSから出力された磁極位置検出信号、及び、ECU30から出力された指令信号
(指令トルク)に基づいて、インバータ200におけるスイッチング素子201~206
のオン・オフ状態の切り替えを制御する制御信号を、スイッチング素子201~206の
各制御端子へ出力するように構成されている。
The controller 400 includes a CPU (Central Processing Unit) and an MPU (Micro Process).
Microprocessors such as ing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Rand)
It is equipped with a microcomputer that includes memory devices such as om Access Memory). Further, the controller 400 is connected to a magnetic pole position sensor PS that detects the magnetic pole position of the rotor MR in the electric motor M, such as a Hall element, a Hall IC (Integrated Circuit), a resolver, etc., and the magnetic pole output from the magnetic pole position sensor PS. Input the position detection signal. Then, the microcomputer of the controller 400 has a current detection voltage output from the detection circuit 302 of the current detection unit 300, a magnetic pole position detection signal output from the magnetic pole position sensor PS for detecting the magnetic pole position of the rotor MR in the electric motor M, and a magnetic pole position detection signal. The switching elements 201 to 206 in the inverter 200 are based on the command signal (command torque) output from the ECU 30.
The control signal for controlling the switching of the on / off state of is output to each control terminal of the switching elements 201 to 206.

具体的には、コントローラ400は、インバータ200のスイッチング素子201~2
06のオン・オフを三角波比較方式のPWM(Pulse Width Modulation)によって制御し
て、電動モータMに印加する電圧を制御する。三角波比較方式のPWM制御においては、
三角波キャリアと電圧指令値(デューティ指令値)とを比較することで、各スイッチング
素子201~206のオン・オフ状態を切り替えるタイミング、換言すれば、スイッチン
グ素子201~206に対する制御信号であるPWMパルスの立ち上げ及び立ち下げのタ
イミングを検出する。
Specifically, the controller 400 is the switching element 201 to 2 of the inverter 200.
The on / off of 06 is controlled by PWM (Pulse Width Modulation) of a triangular wave comparison method to control the voltage applied to the electric motor M. In the PWM control of the triangular wave comparison method,
By comparing the triangular wave carrier and the voltage command value (duty command value), the timing for switching the on / off state of each switching element 201 to 206, in other words, the PWM pulse which is a control signal for the switching elements 201 to 206. Detects the start-up and start-down timings.

なお、コントローラ400は、各相の上アームにおけるスイッチング素子201,20
3,205のオン・オフ状態の切り替えを制御するPWMパルスに対し、各相の下アーム
におけるスイッチング素子202,204,206のオン・オフ状態の切り替えを制御す
るPWMパルスを逆相とする相補方式で、インバータ200におけるスイッチング素子2
01~206をPWM制御する。つまり、1つの相の上アームにおけるスイッチング素子
201,203,205のオン・オフ状態の切り替えを制御するPWMパルスが論理レベ
ルでハイ(High)のとき、同じ相の下アームにおけるスイッチング素子202,204,
206のオン・オフ状態の切り替えを制御するPWMパルスは論理レベルでロー(Low)
となり、全相の上アームがオンのときに全相の下アームがオフに、全相の下アームがオン
のときに全相の上アームがオフになる。
The controller 400 is a switching element 201, 20 in the upper arm of each phase.
Complementary method in which the PWM pulse that controls the switching of the on / off state of the switching elements 202, 204, 206 in the lower arm of each phase is the opposite phase to the PWM pulse that controls the switching of the on / off state of 3,205. Then, the switching element 2 in the inverter 200
PWM control of 01 to 206. That is, when the PWM pulse that controls the switching of the switching elements 201, 203, 205 in the upper arm of one phase is high at the logic level, the switching elements 202, 204 in the lower arm of the same phase. , ,
The PWM pulse that controls the switching of the 206 on / off state is low at the logic level.
When the upper arm of all phases is on, the lower arm of all phases is turned off, and when the lower arm of all phases is on, the upper arm of all phases is turned off.

図3は、コントローラ400の機能ブロック図であり、ベクトル制御方式による3相指
令電圧Vu、Vv、Vwの設定処理を示す。コントローラ400は、機能ブロックとして
、相電流検出部401、ロータ角度演算部402、ロータ角速度演算部403、3相-2
軸変換部404、d軸電流指令値設定部405、q軸電流指令値設定部406、ベクトル
制御部407、2軸-3相変換部408及びPWMパルス生成部409を有している。
FIG. 3 is a functional block diagram of the controller 400, and shows a setting process of three-phase command voltages Vu, Vv, and Vw by a vector control method. As a functional block, the controller 400 includes a phase current detection unit 401, a rotor angle calculation unit 402, a rotor angular velocity calculation unit 403, and a three-phase-2.
It has an axis conversion unit 404, a d-axis current command value setting unit 405, a q-axis current command value setting unit 406, a vector control unit 407, a 2-axis 3-phase conversion unit 408, and a PWM pulse generation unit 409.

相電流検出部401は、電流検出部300の検出回路302から出力された電流検出電
圧をA/D(Analog to Digital)変換し、変換後のA/D変換値からインバータ200
の直流母線電流を算出し、算出した直流母線電流に基づいて各相の相電流を相電流検出値
Iu,Iv,Iwとして検出する。すなわち、モータ駆動装置100は、1つのシャント
抵抗301で電動モータMの各相の相電流を検出するように構成されている。なお、相電
流の検出方法については後述する。
The phase current detection unit 401 converts the current detection voltage output from the detection circuit 302 of the current detection unit 300 into A / D (Analog to Digital), and converts the converted A / D conversion value into the inverter 200.
The DC bus current is calculated, and the phase current of each phase is detected as the phase current detection values Iu, Iv, and Iw based on the calculated DC bus current. That is, the motor drive device 100 is configured to detect the phase current of each phase of the electric motor M with one shunt resistor 301. The method of detecting the phase current will be described later.

ロータ角度演算部402は、磁極位置センサPSから出力された磁極位置検出信号に基
づいて、電動モータMにおけるロータMRの磁極位置θを演算する。ロータ角速度演算部
403は、ロータ角度演算部402で算出したロータMRの磁極位置θの時間変化からロ
ータMRの角速度ωを演算する。
The rotor angle calculation unit 402 calculates the magnetic pole position θ of the rotor MR in the electric motor M based on the magnetic pole position detection signal output from the magnetic pole position sensor PS. The rotor angular velocity calculation unit 403 calculates the angular velocity ω of the rotor MR from the time change of the magnetic pole position θ of the rotor MR calculated by the rotor angle calculation unit 402.

3相-2軸変換部404は、相電流検出部401で検出した相電流検出値Iu,Iv,
Iwを、そのときのロータMRの磁極位置θに基づいて、2軸の回転座標系(d-q座標
系)におけるd軸電流検出値Id及びq軸電流検出値Iqに変換する。
The three-phase-two-axis conversion unit 404 has phase current detection values Iu, Iv, detected by the phase current detection unit 401.
Iw is converted into a d-axis current detection value Id and a q-axis current detection value Iq in a two-axis rotating coordinate system (dq coordinate system) based on the magnetic pole position θ of the rotor MR at that time.

d軸電流指令値設定部405は、d-q座標系におけるd軸電流の指令値(d軸電流指
令値)Idを例えば零に設定する。q軸電流指令値設定部406は、ECU30からの
指令トルクを電動モータMに固有のトルク定数Ktで除算する等により、d-q座標系に
おけるq軸電流の指令値(q軸電流指令値)Iqを設定する。
The d-axis current command value setting unit 405 sets the command value (d-axis current command value) Id * of the d-axis current in the dq coordinate system to, for example, zero. The q-axis current command value setting unit 406 divides the command torque from the ECU 30 by the torque constant Kt peculiar to the electric motor M, for example, to divide the command torque of the q-axis current in the dq coordinate system (q-axis current command value). Set Iq * .

ベクトル制御部407は、d軸電流指令値Id及びq軸電流指令値Iq、ロータ角
速度演算部403で算出した角速度ω、3相-2軸変換部404で相電流検出値Iu,I
v,Iwを変換して得られたd軸電流検出値Id及びq軸電流検出値Iqに基づいて、d
-q座標系におけるd軸電圧の指令値(d軸電圧指令値)Vd及びq軸電圧の指令値(q
軸電圧指令値)Vqを演算する。要するに、ベクトル制御部407は、ロータMRの角速
度を考慮しつつ、PI制御等の電流フィードバック制御によって、d軸電流検出値Idを
d軸電流指令値Idに近づけ、かつ、q軸電流検出値Iqをq軸電流指令値Iqに近
づけるように、d軸電圧指令値Vd及びq軸電圧指令値Vqを演算する。
The vector control unit 407 has a d-axis current command value Id * and a q-axis current command value Iq * , an angular velocity ω calculated by the rotor angular velocity calculation unit 403, and phase current detection values Iu and I by the 3-phase-2 axis conversion unit 404.
Based on the d-axis current detection value Id and the q-axis current detection value Iq obtained by converting v and Iw, d
-Q coordinate system d-axis voltage command value (d-axis voltage command value) Vd and q-axis voltage command value (q)
Shaft voltage command value) Calculate Vq. In short, the vector control unit 407 brings the d-axis current detection value Id closer to the d-axis current command value Id * by current feedback control such as PI control while considering the angular velocity of the rotor MR, and the q-axis current detection value. The d-axis voltage command value Vd and the q-axis voltage command value Vq are calculated so that Iq approaches the q-axis current command value Iq * .

2軸-3相変換部408は、ベクトル制御部407で演算されたd軸電圧指令値Vd及
びq軸電圧指令値Vqを、そのときのロータMRの磁極位置θに基づいて、U相電圧指令
値Vu、V相電圧指令値Vv及びW相電圧指令値Vwの3相電圧指令値に変換する。
The 2-axis / 3-phase conversion unit 408 issues the d-axis voltage command value Vd and the q-axis voltage command value Vq calculated by the vector control unit 407 to the U-phase voltage command based on the magnetic pole position θ of the rotor MR at that time. It is converted into a three-phase voltage command value of a value Vu, a V-phase voltage command value Vv, and a W-phase voltage command value Vw.

また、2軸-3相変換部408は、3相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正することに
より、三角波キャリアの谷を中心として生成されるPWMパルスを前後にシフトさせるパ
ルスシフト処理を行う。このパルスシフト処理は、相電流を検出するタイミングを生成す
るために必要となる処理であり、詳細については後述する。
Further, the 2-axis / 3-phase conversion unit 408 performs pulse shift processing for shifting the PWM pulse generated around the valley of the triangular wave carrier back and forth by correcting the three-phase voltage command values Vu, Vv, and Vw. .. This pulse shift process is a process required to generate a timing for detecting the phase current, and the details will be described later.

PWMパルス生成部409では、スイッチング素子201~206を駆動するためのP
WMパルスの立ち上げタイミング及び立ち下げタイミングを、3相電圧指令値Vu,Vv
,Vwと三角波キャリアとの比較に基づいて決定し、生成したPWMパルスをインバータ
200のスイッチング素子201~206の各制御端子に出力する。
In the PWM pulse generation unit 409, P for driving the switching elements 201 to 206.
The start-up timing and start-down timing of the WM pulse are set to the three-phase voltage command values Vu, Vv.
, Vw is determined based on the comparison between the triangular wave carrier, and the generated PWM pulse is output to each control terminal of the switching elements 201 to 206 of the inverter 200.

例えば、PWMパルス生成部409は、U相電圧指令値Vuと三角波キャリアとを比較
し、U相電圧指令値Vuが三角波キャリアよりも大きいときに、U相の上アームにおける
スイッチング素子201を駆動するためのPWMパルスを論理レベルでハイレベルに設定
し、U相電圧指令値Vuが三角波キャリアよりも小さいときにU相の上アームにおけるス
イッチング素子201を駆動するためのPWMパルスを論理レベルでローレベルに設定す
る。また、PWMパルス生成部409は、U相の上アームにおけるスイッチング素子20
1を駆動するためのPWMパルスの反転信号を、U相の下アームにおけるスイッチング素
子202を駆動するためのPWMパルスとして生成する。
For example, the PWM pulse generation unit 409 compares the U-phase voltage command value Vu with the triangular wave carrier, and drives the switching element 201 in the upper arm of the U-phase when the U-phase voltage command value Vu is larger than the triangular wave carrier. The PWM pulse for driving the switching element 201 in the upper arm of the U phase is set to a high level at the logic level when the U-phase voltage command value Vu is smaller than the triangular wave carrier. Set to. Further, the PWM pulse generation unit 409 is a switching element 20 in the upper arm of the U phase.
An inversion signal of the PWM pulse for driving 1 is generated as a PWM pulse for driving the switching element 202 in the lower arm of the U phase.

同様にして、PWMパルス生成部409は、V相の上下アームにおけるスイッチング素
子203,204を駆動するためのPWMパルス、及び、W相の上下アームにおけるスイ
ッチング素子205,206を駆動するためのPWMパルスを生成する。
Similarly, the PWM pulse generation unit 409 has a PWM pulse for driving the switching elements 203 and 204 in the upper and lower arms of the V phase and a PWM pulse for driving the switching elements 205 and 206 in the upper and lower arms of the W phase. To generate.

次に、相電流検出部401における相電流の検出方法について説明する。 Next, a method of detecting the phase current in the phase current detecting unit 401 will be described.

相電流検出部401は、電流検出電圧に基づいて算出したインバータ200の直流母線
電流が、スイッチング素子201~206に出力されるPWMパルスの組み合わせ次第で
1つの相の相電流に相当することを利用して、電動モータMの各相の相電流を相電流検出
値Iu,Iv,Iwとして検出する。
The phase current detection unit 401 utilizes the fact that the DC bus current of the inverter 200 calculated based on the current detection voltage corresponds to the phase current of one phase depending on the combination of PWM pulses output to the switching elements 201 to 206. Then, the phase current of each phase of the electric motor M is detected as the phase current detection values Iu, Iv, and Iw.

例えば、U相の上アームのスイッチング素子201がオン状態で、V相の上アームのス
イッチング素子203及びW相の上アームのスイッチング素子205が共にオフ状態であ
る場合は、U相コイルMuに流れた電流がV相コイルMv及びW相コイルMwに分かれて
流れ、相電流検出部401は、算出した直線母線電流をU相の相電流検出値Iuとして検
出することになる。つまり、各相の上アームのスイッチング素子201,203,205
のうちの1つをオン状態に制御しつつ他の2つをオフ状態に制御するPWMパルスの組み
合わせ状態において、相電流検出部401は、上アームのスイッチング素子201,20
3,205のうちオン状態に制御されている1つの相の相電流を検出することになる。
For example, when the switching element 201 of the upper arm of the U phase is on and the switching element 203 of the upper arm of the V phase and the switching element 205 of the upper arm of the W phase are both off, the current flows to the U phase coil Mu. The current flows separately into the V-phase coil Mv and the W-phase coil Mw, and the phase current detection unit 401 detects the calculated linear bus current as the U-phase phase current detection value Iu. That is, the switching elements 201, 203, 205 of the upper arm of each phase
In the combined state of the PWM pulse that controls one of them to the on state and the other two to the off state, the phase current detection unit 401 uses the switching elements 201 and 20 of the upper arm.
The phase current of one of the 3,205 phases controlled to the on state will be detected.

また、U相の上アームのスイッチング素子201及びV相の上アームのスイッチング素
子203が共にオン状態で、W相の上アームのスイッチング素子205がオフ状態である
場合は、U相コイルMuに流れた電流及びV相コイルMvに流れた電流が合流してW相コ
イルMwに流れることになり、相電流検出部401は、算出した直線母線電流をW相の相
電流検出値Iwとして検出することになる。つまり、各相の上アームのスイッチング素子
201,203,205のうちの2つをオン状態に制御しつつ他の1つをオフ状態に制御
するPWMパルスの組み合わせ状態において、相電流検出部401は、上アームのスイッ
チング素子201,203,205のうちオフ状態に制御されている1つの相の相電流を
検出することになる。
Further, when both the switching element 201 of the upper arm of the U phase and the switching element 203 of the upper arm of the V phase are in the ON state and the switching element 205 of the upper arm of the W phase is in the OFF state, the current flows to the U phase coil Mu. The current and the current flowing through the V-phase coil Mv merge and flow into the W-phase coil Mw, and the phase current detection unit 401 detects the calculated linear bus current as the W-phase phase current detection value Iw. become. That is, in the combined state of the PWM pulse that controls two of the switching elements 201, 203, 205 of the upper arm of each phase to the on state and the other one to the off state, the phase current detection unit 401 , The phase current of one of the switching elements 201, 203, 205 of the upper arm controlled to the off state is detected.

したがって、相電流検出部401は、PWMパルスが各相の上アームにおけるスイッチ
ング素子201,203,205のうちの1つ又は2つをオン状態に制御する論理レベル
となる時間を相電流検出時間とする。相電流検出部401は、各相電流検出時間において
、1つだけオン状態となる上アームのスイッチング素子の相、あるいは、1つだけオフ状
態となる上アームのスイッチング素子の相を、相電流が検出される相として特定する。そ
して、相電流検出部401は、相電流検出時間内に相電流検出タイミング(例えば電流検
出電圧のA/D変換におけるサンプリングタイミング)を設定し、この相電流検出タイミ
ングで電流検出電圧をサンプリングし、サンプリング値から求めた直流母線電流の電流値
をそのときに検出対象として特定されている相の相電流検出値とする。
Therefore, the phase current detection unit 401 sets the time at which the PWM pulse becomes the logical level for controlling one or two of the switching elements 201, 203, 205 in the upper arm of each phase to the ON state as the phase current detection time. do. In the phase current detection unit 401, the phase current is the phase of the switching element of the upper arm that is turned on only by one or the phase of the switching element of the upper arm that is turned off by only one in each phase current detection time. Identify as the phase to be detected. Then, the phase current detection unit 401 sets the phase current detection timing (for example, the sampling timing in the A / D conversion of the current detection voltage) within the phase current detection time, and samples the current detection voltage at this phase current detection timing. The current value of the DC bus current obtained from the sampling value is used as the phase current detection value of the phase specified as the detection target at that time.

ところで、電動モータMにおける3相の相電流のうち2相までを検出できれば、残りの
1相の相電流は、3相の相電流の総和が零になることを用いて演算により得られる。そこ
で、2軸-3相変換部408は、電動モータMにおける3相のうち2相の各相電流を検出
する相電流検出タイミングを設定できるように、PWMパルスの位相を相毎に変化させる
パルスシフト処理を実施する。
By the way, if up to two of the three-phase phase currents of the electric motor M can be detected, the remaining one-phase phase currents can be obtained by calculation using the fact that the sum of the three-phase phase currents becomes zero. Therefore, the 2-axis-3 phase conversion unit 408 changes the phase of the PWM pulse for each phase so that the phase current detection timing for detecting the phase current of each of the two phases of the three phases in the electric motor M can be set. Perform shift processing.

図4は、パルスシフト処理による相電流検出の一態様を示すタイムチャートである。図
4に示すように、例えば、V相の相電流検出値Iv及びW相の相電流検出値Iwを検出す
る場合には、2軸-3相変換部408は、V相の上アームのスイッチング素子203に対
するPWMパルスの位相を進めるとともに、W相の上アームのスイッチング素子205に
対するPWMパルスの位相を遅くするようにV相電圧指令値Vv及びW相電圧指令値Vw
を補正する。具体的には、2軸-3相変換部408は、V相の上アームのスイッチング素
子203に対するPWMパルスの位相を進める場合、三角波キャリアの谷よりも前半の半
周期(時刻t1~t3)でV相電圧指令値Vvを増大補正し、その増大補正分に応じて、
三角波キャリアの谷よりも後半の半周期(時刻t3~t5)でV相電圧指令値Vvを減少
補正する。また、2軸-3相変換部408は、W相の上アームのスイッチング素子205
に対するPWMパルスの位相を遅くする場合、三角波キャリアの谷よりも前半の半周期(
時刻t1~t3)でW相電圧指令値Vwを減少補正し、その減少補正分に応じて、三角波
キャリアの谷よりも後半の半周期(時刻t3~t5)でW相電圧指令値Vwを増大補正す
る。
FIG. 4 is a time chart showing one aspect of phase current detection by pulse shift processing. As shown in FIG. 4, for example, when detecting the phase current detection value Iv of the V phase and the phase current detection value Iw of the W phase, the 2-axis-3 phase conversion unit 408 switches the upper arm of the V phase. V-phase voltage command value Vv and W-phase voltage command value Vw so as to advance the phase of the PWM pulse with respect to the element 203 and delay the phase of the PWM pulse with respect to the switching element 205 of the upper arm of the W phase.
To correct. Specifically, when advancing the phase of the PWM pulse with respect to the switching element 203 of the upper arm of the V phase, the 2-axis-3 phase conversion unit 408 has a half cycle (time t1 to t3) in the first half of the valley of the triangular wave carrier. The V-phase voltage command value Vv is increased and corrected, and according to the increased correction,
The V-phase voltage command value Vv is reduced and corrected in a half cycle (time t3 to t5) in the latter half of the valley of the triangular wave carrier. Further, the 2-axis-3 phase conversion unit 408 is a switching element 205 of the upper arm of the W phase.
When delaying the phase of the PWM pulse with respect to, the first half cycle (from the valley of the triangular wave carrier)
The W phase voltage command value Vw is reduced and corrected at time t1 to t3), and the W phase voltage command value Vw is increased in the latter half cycle (time t3 to t5) after the valley of the triangular wave carrier according to the reduction correction. to correct.

U相電圧指令値Vuは2軸-3相変換部408によって補正されていないので、U相の
上アームのスイッチング素子201に対するPWMパルスは三角波キャリアの谷(時刻t
3)を中心に生成される。一方、V相電圧指令値Vv及びW相電圧指令値Vwは2軸-3
相変換部408によって補正されているので、V相の上アームのスイッチング素子203
に対するPWMパルスは位相が進められて三角波キャリアの谷(時刻t3)よりも早い時
刻を中心に生成され、W相の上アームのスイッチング素子205に対するPWMパルスは
位相が遅らされて三角波キャリアの谷(時刻t3)よりも遅い時刻を中心に生成される。
Since the U-phase voltage command value Vu is not corrected by the 2-axis-3 phase conversion unit 408, the PWM pulse for the switching element 201 of the upper arm of the U phase is the valley of the triangular wave carrier (time t).
It is generated around 3). On the other hand, the V-phase voltage command value Vv and the W-phase voltage command value Vw are 2-axis-3.
Since it is corrected by the phase conversion unit 408, the switching element 203 of the upper arm of the V phase
The PWM pulse is phase-advanced and generated around a time earlier than the triangle wave carrier valley (time t3), and the PWM pulse for the switching element 205 of the upper arm of the W phase is phase-delayed and the triangle wave carrier valley. It is generated mainly at a time later than (time t3).

かかるパルスシフト処理によって、三角波キャリアの谷よりも前半の半周期(時刻t1
~t3)で、U相の上アームのスイッチング素子201及びV相の上アームのスイッチン
グ素子203がオン状態となり、かつ、W相の上アームのスイッチング素子205がオフ
状態となる相電流検出時間D1が生成される。また、三角波キャリアの谷よりも後半の半
周期(時刻t3~t5)で、U相の上アームのスイッチング素子201及びW相の上アー
ムのスイッチング素子205がオン状態となり、かつ、V相の上アームのスイッチング素
子203がオフ状態となる相電流検出時間D2が生成される。
By such pulse shift processing, the half period (time t1) in the first half of the valley of the triangular wave carrier
In (t3), the phase current detection time D1 in which the switching element 201 of the upper arm of the U phase and the switching element 203 of the upper arm of the V phase are turned on and the switching element 205 of the upper arm of the W phase is turned off. Is generated. Further, in the half cycle (time t3 to t5) in the latter half of the valley of the triangular wave carrier, the switching element 201 of the upper arm of the U phase and the switching element 205 of the upper arm of the W phase are turned on, and the switching element 205 of the upper arm of the W phase is turned on. The phase current detection time D2 in which the switching element 203 of the arm is turned off is generated.

そこで、相電流検出部401は、三角波キャリアの谷よりも前半の半周期(時刻t1~
t3)における相電流検出時間D1のうちの時刻t2を相電流検出タイミングとして設定
し、この相電流検出タイミングで電流検出部300の検出回路302から出力された電流
検出電圧をサンプリングしてW相の相電流を検出する。また、相電流検出部401は、三
角波キャリアの谷よりも後半の半周期(時刻t3~t5)における相電流検出時間D2の
うちの時刻t4を相電流検出タイミングとして設定し、この相電流検出タイミングで電流
検出電圧をサンプリングしてV相の相電流を検出する。そして、相電流検出値Iv及びI
wから、Iu=-(Iv+Iw)なる演算式によって相電流検出値Iuを算出する。
Therefore, the phase current detection unit 401 has a half cycle (time t1 to ~) in the first half of the valley of the triangular wave carrier.
The time t2 of the phase current detection time D1 in t3) is set as the phase current detection timing, and the current detection voltage output from the detection circuit 302 of the current detection unit 300 is sampled at this phase current detection timing to obtain the W phase. Detect the phase current. Further, the phase current detection unit 401 sets the time t4 of the phase current detection time D2 in the half cycle (time t3 to t5) in the latter half of the valley of the triangular wave carrier as the phase current detection timing, and this phase current detection timing. The current detection voltage is sampled with to detect the phase current of the V phase. Then, the phase current detection values Iv and I
From w, the phase current detection value Iu is calculated by the arithmetic expression Iu = − (Iv + Iw).

ここで、コントローラ400には、図3に示すように、q軸電圧指令値Vq、q軸電流
検出値Iq及びロータMRの角速度ωに基づいて、シャント抵抗301を含む電流検出部
300の異常を検知する異常診断部500がさらに備えられている。
Here, as shown in FIG. 3, the controller 400 has an abnormality in the current detection unit 300 including the shunt resistance 301 based on the q-axis voltage command value Vq, the q-axis current detection value Iq, and the angular velocity ω of the rotor MR. An abnormality diagnosis unit 500 for detecting is further provided.

図5は、異常診断部500における異常診断処理の概要を示す。異常診断部500は、
ベクトル制御部407で算出したq軸電圧指令値Vqの符号情報を抽出する符号情報抽出
処理501を行う。そして、異常診断部500は、乗算処理502において、q軸電圧指
令値Vqの符号が負を示す場合には(-1)を、あるいは、q軸電圧指令値Vqの符号が
正を示す場合には(+1)を、3相-2軸変換部404で得られたq軸電流検出値Iqに
乗算して、q軸電流検出値Iqの診断用変換値である診断用q軸電流検出値Iqaを取得
する。要するに、異常診断部500は、乗算処理502において、q軸電圧指令値Vqの
正負に応じてq軸電流検出値Iqの正負を決定している。
FIG. 5 shows an outline of the abnormality diagnosis process in the abnormality diagnosis unit 500. The abnormality diagnosis unit 500
The code information extraction process 501 for extracting the code information of the q-axis voltage command value Vq calculated by the vector control unit 407 is performed. Then, in the multiplication process 502, the abnormality diagnosis unit 500 indicates (-1) when the sign of the q-axis voltage command value Vq indicates negative, or when the sign of the q-axis voltage command value Vq indicates positive. Multiplies (+1) by the q-axis current detection value Iq obtained by the 3-phase-2 axis conversion unit 404, and the diagnostic q-axis current detection value Iqa, which is the diagnostic conversion value of the q-axis current detection value Iq. To get. In short, the abnormality diagnosis unit 500 determines the positive / negative of the q-axis current detection value Iq according to the positive / negative of the q-axis voltage command value Vq in the multiplication process 502.

また、異常診断部500は、ベクトル制御部407で算出したq軸電圧指令値Vqを絶
対値に変換する絶対値処理503を行った後、絶対値に変換されたq軸電圧指令値(診断
用q軸電圧指令値)|Vq|に基づいて、電流検出部300が正常であるときの診断用q
軸電流検出値Iqaとして推定されるq軸電流推定値を決定する。具体的には、異常診断
部500は、種々要因によるq軸電流検出値Iqのばらつきを考慮して、上限推定値演算
処理504によりq軸電流推定値の上限値であるq軸電流上限推定値を演算し、下限推定
値演算処理505によりq軸電流推定値の下限値であるq軸電流下限推定値を演算する。
q軸電流上限推定値及びq軸電流下限推定値は、診断用q軸電流検出値Iqaの正常範囲
を画する閾値となる。q軸電流上限推定値及びq軸電流下限推定値は、概略的には、図6
に示すように、診断用q軸電圧指令値|Vq|とともに徐々に増大し、また、診断用q軸
電流検出値Iqaの正常範囲は、絶対値化したq軸電圧指令値|Vq|とともに徐々に広
がっていく。
Further, the abnormality diagnosis unit 500 performs the absolute value processing 503 for converting the q-axis voltage command value Vq calculated by the vector control unit 407 into an absolute value, and then the q-axis voltage command value converted into an absolute value (for diagnosis). Diagnostic q when the current detection unit 300 is normal based on the q-axis voltage command value) | Vq |
The q-axis current estimated value estimated as the shaft current detected value Iqa is determined. Specifically, the abnormality diagnosis unit 500 considers variations in the q-axis current detection value Iq due to various factors, and uses the upper limit estimation value calculation process 504 to determine the q-axis current upper limit estimation value, which is the upper limit value of the q-axis current estimation value. Is calculated, and the q-axis current lower limit estimated value, which is the lower limit value of the q-axis current estimated value, is calculated by the lower limit estimated value calculation process 505.
The q-axis current upper limit estimated value and the q-axis current lower limit estimated value are threshold values that demarcate the normal range of the diagnostic q-axis current detection value Iqa. The estimated value of the upper limit of the q-axis current and the estimated value of the lower limit of the q-axis current are roughly shown in FIG.
As shown in, the normal range of the diagnostic q-axis current detection value Iqa gradually increases with the diagnostic q-axis voltage command value | Vq |, and the normal range of the diagnostic q-axis current detection value Iqa gradually increases with the absolute value of the q-axis voltage command value | Vq |. It spreads to.

そして、異常診断部500は、乗算処理502で得られた診断用q軸電流検出値Iqa
、上限推定値演算処理504で得られたq軸電流上限推定値、及び、下限推定値演算処理
505で得られたq軸電流下限推定値に基づいて、電流検出部300の異常の有無を判定
する異常判定処理506を行う。
Then, the abnormality diagnosis unit 500 determines the diagnostic q-axis current detection value Iqa obtained by the multiplication process 502.
Based on the q-axis current upper limit estimated value obtained by the upper limit estimated value calculation process 504 and the q-axis current lower limit estimated value obtained by the lower limit estimated value calculation process 505, it is determined whether or not there is an abnormality in the current detection unit 300. The abnormality determination process 506 is performed.

図7は、コントロールシャフト22の回転角度の変化に対する診断用q軸電流検出値I
qaの変化を示す。基本的には、異常診断部500における異常判定処理506では、診
断用q軸電流検出値Iqaがq軸電流推定値から所定時間T継続して乖離する、より詳し
くは、診断用q軸電流検出値Iqaがq軸電流上限推定値とq軸電流下限推定値との間で
規定される正常範囲から逸脱するという異常状態が所定時間T継続したときに、電流検出
部300は異常であると判定する。コントロールシャフト22の検出角度を目標角度に近
づけるべく電動モータMを回転させる際には、q軸電流検出値Iqやその正常範囲が安定
し難いため、異常診断部500による電流検出部300の異常検知は、電動モータMが殆
ど停止した状態で行うことが好ましい。
FIG. 7 shows a diagnostic q-axis current detection value I for a change in the rotation angle of the control shaft 22.
The change of qa is shown. Basically, in the abnormality determination process 506 of the abnormality diagnosis unit 500, the diagnostic q-axis current detection value Iqa deviates continuously from the q-axis current estimated value for a predetermined time T. More specifically, the diagnostic q-axis current detection. When the abnormal state in which the value Iqa deviates from the normal range defined between the estimated value of the upper limit of the q-axis current and the estimated value of the lower limit of the q-axis current continues for a predetermined time, the current detection unit 300 determines that the value is abnormal. do. When the electric motor M is rotated so that the detection angle of the control shaft 22 approaches the target angle, the q-axis current detection value Iq and its normal range are difficult to stabilize, so that the abnormality detection unit 500 detects an abnormality in the current detection unit 300. Is preferably performed in a state where the electric motor M is almost stopped.

ところで、例えばシャント抵抗301の抵抗値が何らかの原因によって低下する等によ
り、電流検出部300の検出回路302から出力される電流検出電圧が実際の直流母線電
流に相当する電圧よりも低い電圧となる異常(以下、「電流検出ゲイン低下異常」という
)が発生した場合には、q軸電流検出値Iqも実際より零に近い値となってしまう。そう
すると、ベクトル制御部407は、q軸電流検出値Iqをq軸電流指令値Iqに近づけ
るべくq軸電圧指令値Vqを上昇させる。しかし、電動モータMのトルクが過大となって
、コントロールシャフト22の回転角度が目標角度を超えてしまうため、ECU30は、
電動モータMが逆方向のトルクを発生するようにコントローラ400に指令トルクを出力
する。そして、ベクトル制御部407は、ECU30が指令トルクを逆方向にしたことに
伴って算出されたq軸電流指令値Iqにq軸電流検出値Iqを近づけるようにq軸電圧
指令値Vqを算出する。ところが、上記のようにq軸電流検出値Iqは実際より零に近い
値となるため、今度は、電動モータMの逆方向のトルクが過大となって、コントロールシ
ャフト22の回転角度が逆方向から目標角度を超えてしまう。
By the way, for example, when the resistance value of the shunt resistance 301 drops for some reason, the current detection voltage output from the detection circuit 302 of the current detection unit 300 becomes a voltage lower than the voltage corresponding to the actual DC bus current. When (hereinafter, referred to as “current detection gain decrease abnormality”) occurs, the q-axis current detection value Iq also becomes a value closer to zero than the actual value. Then, the vector control unit 407 raises the q-axis voltage command value Vq in order to bring the q-axis current detection value Iq closer to the q-axis current command value Iq * . However, the torque of the electric motor M becomes excessive, and the rotation angle of the control shaft 22 exceeds the target angle. Therefore, the ECU 30 uses the ECU 30.
A command torque is output to the controller 400 so that the electric motor M generates torque in the opposite direction. Then, the vector control unit 407 calculates the q-axis voltage command value Vq so that the q-axis current detection value Iq approaches the q-axis current command value Iq * calculated as the ECU 30 reverses the command torque. do. However, as described above, the q-axis current detection value Iq is closer to zero than it actually is, so this time, the torque in the reverse direction of the electric motor M becomes excessive, and the rotation angle of the control shaft 22 is from the reverse direction. It exceeds the target angle.

したがって、電流検出ゲイン低下異常が発生した場合には、図8(a)に示すようにコ
ントロールシャフト22の回転角度が目標角度に収束せずに振動するとともに、図8(b
)に示すように電動モータMが正転及び逆転を繰り返すことが想定される。この状態にお
いて、図8(c)に示すようにq軸電圧指令値Vqが変動するに伴い、図8(d)に示す
ようにq軸電流下限推定値(q軸電流上限推定値についても同様。以下省略)が上下動を
繰り返すことになる。
Therefore, when a current detection gain decrease abnormality occurs, the rotation angle of the control shaft 22 vibrates without converging to the target angle as shown in FIG. 8A, and FIG. 8B
), It is assumed that the electric motor M repeats forward rotation and reverse rotation. In this state, as the q-axis voltage command value Vq fluctuates as shown in FIG. 8 (c), the q-axis current lower limit estimated value (the same applies to the q-axis current upper limit estimated value) as shown in FIG. 8 (d). (Omitted below) will repeat up and down movements.

しかし、q軸電流下限推定値は、電動モータMの回転速度が上昇するに従って増大する
誘起電圧の影響によって、図6のように診断用q軸電圧指令値|Vq|に基づいて算出さ
れるq軸電流下限推定値よりも低下してしまう。このため、電動モータMの回転速度が比
較的低い場合には、診断用q軸電流検出値Iqaはq軸電流下限推定値を下回って異常範
囲に含まれる一方、電動モータMの回転速度が比較的高い場合には、診断用q軸電流検出
値Iqはq軸電流下限値を上回って正常範囲に含まれてしまう。したがって、図8(e)
に示すように、診断用q軸電流検出値Iqaが異常範囲に含まれてからの異常状態の継続
時間を示すNGカウンタが所定時間Tに到達する前に、診断用q軸電流検出値Iqaが正
常範囲に含まれる正常状態となると、RAM等の書き換え可能なメモリに記憶されている
NGカウンタは零にリセットされるため、電流検出部300の異常を検知できないという
誤診断のおそれがある。
However, the q-axis current lower limit estimated value is calculated based on the diagnostic q-axis voltage command value | Vq | as shown in FIG. 6 due to the influence of the induced voltage that increases as the rotation speed of the electric motor M increases. It will be lower than the estimated lower limit of the shaft current. Therefore, when the rotation speed of the electric motor M is relatively low, the diagnostic q-axis current detection value Iqa is below the q-axis current lower limit estimated value and is included in the abnormal range, while the rotation speed of the electric motor M is compared. If the target is high, the diagnostic q-axis current detection value Iq exceeds the q-axis current lower limit value and is included in the normal range. Therefore, FIG. 8 (e)
As shown in the above, the diagnostic q-axis current detection value Iqa is set before the NG counter indicating the duration of the abnormal state after the diagnostic q-axis current detection value Iqa is included in the abnormal range reaches the predetermined time T. When the normal state included in the normal range is reached, the NG counter stored in the rewritable memory such as RAM is reset to zero, so that there is a risk of misdiagnosis that the abnormality of the current detection unit 300 cannot be detected.

そこで、異常診断部500では、図9(a)に示すように、電動モータMの回転速度が
零を含む比較的低い所定範囲Rにあるときを、異常を検知するための診断実施時間として
いる。所定範囲Rは、電流検出ゲイン低下異常が発生している場合に、図9(b)に示す
ように、診断用q軸電流検出値Iqaがq軸電流下限推定値を下回って、診断用q軸電流
検出値Iqaが異常状態となるように予め設定される。異常診断部500は、電動モータ
Mの回転速度が所定範囲Rにあるか否かによって診断実施時間の開始及び終了のタイミン
グを判断するために、ロータ角速度演算部403で得られたロータMRの角速度ωを用い
る。
Therefore, as shown in FIG. 9A, the abnormality diagnosis unit 500 sets the diagnosis execution time for detecting the abnormality when the rotation speed of the electric motor M is in a relatively low predetermined range R including zero. .. In the predetermined range R, when the current detection gain decrease abnormality occurs, as shown in FIG. 9B, the diagnostic q-axis current detection value Iqa is lower than the q-axis current lower limit estimated value, and the diagnostic q is The shaft current detection value Iqa is preset so as to be in an abnormal state. The abnormality diagnosis unit 500 determines the start and end timings of the diagnosis execution time depending on whether or not the rotation speed of the electric motor M is within the predetermined range R, so that the angular velocity of the rotor MR obtained by the rotor angular velocity calculation unit 403 is determined. Use ω.

また、異常診断部500は、診断実施時間において診断用q軸電流検出値Iqaが異常
状態であるときには、図9(c)に示すように、RAM等に記憶されているNGカウンタ
を診断実施時間分増大させ、診断実施時間終了後、NGカウンタの値を保持するように構
成されている。
Further, when the diagnostic q-axis current detection value Iqa is in an abnormal state during the diagnosis execution time, the abnormality diagnosis unit 500 sets the NG counter stored in the RAM or the like as the diagnosis execution time as shown in FIG. 9 (c). It is configured to increase by the amount and hold the value of the NG counter after the end of the diagnosis execution time.

そして、異常診断部500は、図9(d)に示すように、NGカウンタが診断実施時間
の積算によって所定時間Tに到達したときに、電流検出部300が異常であると判定して
、シャント抵抗301を含む電流検出部300の合理性を示すNGフラグを異常であるこ
とを示す値に変化させる。
Then, as shown in FIG. 9D, the abnormality diagnosis unit 500 determines that the current detection unit 300 is abnormal when the NG counter reaches the predetermined time T by accumulating the diagnosis execution time, and shunts. The NG flag indicating the rationality of the current detection unit 300 including the resistor 301 is changed to a value indicating an abnormality.

図10は、車両のイグニッションスイッチがオン操作されてモータ駆動装置100に電
源供給されたことを契機として、異常診断部500において繰り返し実行される異常診断
処理を示す。
FIG. 10 shows an abnormality diagnosis process that is repeatedly executed by the abnormality diagnosis unit 500 when the ignition switch of the vehicle is turned on and power is supplied to the motor drive device 100.

ステップS1(図中では「S1」と略記する。以下同様。)では、異常診断部500は
、診断実施条件が成立しているか否かを判定する。かかる診断実施条件が成立するのは、
ECU30からコントローラ400に対して電動モータMの駆動指令信号が出力される等
の駆動許可条件が成立していること、異常時に車載電源Eからインバータ200に対する
電力供給を停止するフェールセーフリレーがシャットダウン(遮断)動作中でないこと、
及び、電動モータMの回転速度が前述の所定範囲Rに含まれることの3条件が全て成立す
る場合である。電動モータMの回転速度が所定範囲Rに含まれているか否かは、ロータ角
速度演算部403で得られたロータMRの角速度ωに基づいて判定することができる。そ
して、異常診断部500は、診断実施条件が成立していると判定した場合には(YES)
、処理をステップS2へ進める一方、診断実施条件が成立していないと判定した場合には
(NO)、異常診断処理を終了する。
In step S1 (abbreviated as "S1" in the figure; the same applies hereinafter), the abnormality diagnosis unit 500 determines whether or not the diagnosis execution conditions are satisfied. It is only when such diagnosis implementation conditions are satisfied.
The drive permission condition such that the drive command signal of the electric motor M is output from the ECU 30 to the controller 400 is satisfied, and the fail-safe relay that stops the power supply from the vehicle-mounted power supply E to the inverter 200 shuts down (in the event of an abnormality). Shutdown) Not in operation,
Further, it is a case where all three conditions that the rotation speed of the electric motor M is included in the above-mentioned predetermined range R are satisfied. Whether or not the rotational speed of the electric motor M is included in the predetermined range R can be determined based on the angular velocity ω of the rotor MR obtained by the rotor angular velocity calculation unit 403. Then, when the abnormality diagnosis unit 500 determines that the diagnosis execution condition is satisfied, (YES).
, While proceeding to step S2, if it is determined that the diagnosis execution condition is not satisfied (NO), the abnormality diagnosis process is terminated.

ステップS2では、異常診断部500は、診断用q軸電圧指令値|Vq|に対してフィ
ルタ処理を行う。かかるフィルタ処理は、q軸電圧指令値Vqに基づくPWMパルスをイ
ンバータ200に出力して電動モータMを駆動する場合に、q軸電流検出値Iqがq軸電
圧指令値Vqに対応した値となるまでの時間的な遅れ、すなわち、電動モータMのモータ
特性(例えばインダクタンス)による電流応答遅れ(1次遅れ)が発生することを考慮し
て行うものである。したがって、異常診断部500は、上記の電流応答遅れを考慮してq
軸電流上限推定値及びq軸電流下限推定値を演算できるように、診断用q軸電圧指令値|
Vq|に対してフィルタ処理を行う。
In step S2, the abnormality diagnosis unit 500 performs a filter process on the diagnostic q-axis voltage command value | Vq |. In this filtering process, when the PWM pulse based on the q-axis voltage command value Vq is output to the inverter 200 to drive the electric motor M, the q-axis current detection value Iq becomes a value corresponding to the q-axis voltage command value Vq. This is performed in consideration of the time delay until, that is, the current response delay (first-order delay) due to the motor characteristics (for example, inductance) of the electric motor M. Therefore, the abnormality diagnosis unit 500 considers the above-mentioned current response delay and q
Diagnostic q-axis voltage command value so that the estimated axis current upper limit and the estimated q-axis current lower limit can be calculated |
Filter processing is performed for Vq |.

ステップS3では、異常診断部500は、ステップS1でフィルタ処理がなされた診断
用q軸電圧指令値|Vq|に基づいて、q軸電流上限推定値及びq軸電流下限推定値を演
算する。診断用q軸電流検出値Iqaの正常範囲は、電流検出電圧のA/D変換等による
電圧検出、電流検出部300による電流検出、電動モータMのモータ特性(誘起電圧定数
、q軸抵抗)、相補方式のスイッチング切り換え時におけるデッドタイムに起因した電圧
降下代、ロータ角度検出、及び、内燃機関10の油温又は排気性能の複数からなる、診断
用q軸電流検出値Iqaの複数のばらつき要因のうち、少なくとも1つの要因におけるば
らつきに応じて変化する。
In step S3, the abnormality diagnosis unit 500 calculates the q-axis current upper limit estimated value and the q-axis current lower limit estimated value based on the diagnostic q-axis voltage command value | Vq | filtered in step S1. The normal range of the diagnostic q-axis current detection value Iqa is voltage detection by A / D conversion of the current detection voltage, current detection by the current detection unit 300, motor characteristics of the electric motor M (induced voltage constant, q-axis resistance), Multiple variable factors of the diagnostic q-axis current detection value Iqa, which consist of a voltage drop allowance due to dead time at the time of switching of the complementary method, rotor angle detection, and a plurality of oil temperature or exhaust performance of the internal combustion engine 10. Of these, it varies depending on the variation in at least one factor.

例えば、異常診断部500は、以下のようにしてq軸電流上限推定値及びq軸電流下限
推定値を演算する。電圧検出のばらつきの最大値を考慮してq軸電流上限推定値を演算し
た場合には、電圧検出のばらつきの最小値を考慮してq軸電流下限推定値を演算する。電
流検出のばらつきの最大値を考慮してq軸電流上限推定値を演算した場合には、電流検出
のばらつきの最小値を考慮してq軸電流下限推定値を演算する。誘起電圧定数のばらつき
の最小値を考慮してq軸電流上限推定値を演算した場合には、誘起電圧定数のばらつきの
最大値を考慮してq軸電流下限推定値を演算する。q軸抵抗のばらつきの最小値を考慮し
てq軸電流上限推定値を演算した場合には、q軸抵抗のばらつきの最大値を考慮してq軸
電流下限推定値を演算する。デッドタイムによる電圧降下代のばらつきの最小値を考慮し
てq軸電流上限推定値を演算した場合には、デッドタイムによる電圧降下代のばらつきの
最大値を考慮してq軸電流下限推定値を演算する。ロータ角度検出ばらつきの最大値を考
慮してq軸電流上限推定値を演算した場合には、ロータ角度検出ばらつきの最小値を考慮
してq軸電流下限推定値を演算する。
For example, the abnormality diagnosis unit 500 calculates the q-axis current upper limit estimated value and the q-axis current lower limit estimated value as follows. When the q-axis current upper limit estimated value is calculated in consideration of the maximum value of the voltage detection variation, the q-axis current lower limit estimated value is calculated in consideration of the minimum value of the voltage detection variation. When the q-axis current upper limit estimated value is calculated in consideration of the maximum value of the current detection variation, the q-axis current lower limit estimated value is calculated in consideration of the minimum value of the current detection variation. When the q-axis current upper limit estimated value is calculated in consideration of the minimum value of the variation of the induced voltage constant, the q-axis current lower limit estimated value is calculated in consideration of the maximum value of the variation of the induced voltage constant. When the q-axis current upper limit estimated value is calculated in consideration of the minimum value of the variation in the q-axis resistance, the q-axis current lower limit estimated value is calculated in consideration of the maximum value of the variation in the q-axis resistance. When the q-axis current upper limit estimation value is calculated in consideration of the minimum value of the voltage drop allowance variation due to the dead time, the q-axis current lower limit estimation value is calculated in consideration of the maximum value of the voltage drop allowance variation due to the dead time. Calculate. When the q-axis current upper limit estimated value is calculated in consideration of the maximum value of the rotor angle detection variation, the q-axis current lower limit estimated value is calculated in consideration of the minimum value of the rotor angle detection variation.

ステップS4では、異常診断部500は、q軸電圧指令値Vqが零よりも大きいか否か
を判定する。そして、異常診断部500は、q軸電圧指令値Vqが零よりも大きいと判定
した場合には(YES)、処理をステップS5へ進める一方、q軸電圧指令値Vqが零以
下であると判定した場合には(NO)、処理をステップS6へ進める。
In step S4, the abnormality diagnosis unit 500 determines whether or not the q-axis voltage command value Vq is larger than zero. Then, when the abnormality diagnosis unit 500 determines that the q-axis voltage command value Vq is larger than zero (YES), the process proceeds to step S5, while the q-axis voltage command value Vq is determined to be zero or less. If so, the process proceeds to step S6 (NO).

ステップS5では、異常診断部500は、3相-2軸変換部404で得られたq軸電流
検出値Iqを異常診断処理における診断用q軸電流検出値Iqaとして決定する。一方、
ステップS6では、異常診断部500は、3相-2軸変換部404で得られたq軸電流検
出値Iqに(-1)を乗算した値を診断用q軸電流検出値Iqaとして決定する。
In step S5, the abnormality diagnosis unit 500 determines the q-axis current detection value Iq obtained by the three-phase / two-axis conversion unit 404 as the diagnostic q-axis current detection value Iqa in the abnormality diagnosis process. on the other hand,
In step S6, the abnormality diagnosis unit 500 determines the value obtained by multiplying the q-axis current detection value Iq obtained by the three-phase / two-axis conversion unit 404 by (-1) as the diagnostic q-axis current detection value Iqa.

ステップS7では、異常診断部500は、診断用q軸電流検出値Iqaがq軸電流上限
推定値以上であるか否かを判定する。そして、異常診断部500は、診断用q軸電流検出
値Iqaがq軸電流上限推定値以上であると判定した場合には(YES)、診断用q軸電
流検出値Iqaが正常範囲を逸脱して異常範囲に含まれるので、処理をステップS9へ進
める。一方、異常診断部500は、診断用q軸電流検出値Iqaがq軸電流上限推定値未
満であると判定した場合には(NO)、処理をステップS8へ進める。
In step S7, the abnormality diagnosis unit 500 determines whether or not the diagnostic q-axis current detection value Iqa is equal to or greater than the q-axis current upper limit estimated value. When the abnormality diagnosis unit 500 determines that the diagnostic q-axis current detection value Iqa is equal to or greater than the q-axis current upper limit estimated value (YES), the diagnostic q-axis current detection value Iqa deviates from the normal range. Since it is included in the abnormal range, the process proceeds to step S9. On the other hand, if the abnormality diagnosis unit 500 determines that the diagnostic q-axis current detection value Iqa is less than the q-axis current upper limit estimated value (NO), the process proceeds to step S8.

ステップS8では、異常診断部500は、診断用q軸電流検出値Iqaがq軸電流下限
推定値以下であるか否かを判定する。そして、異常診断部500は、診断用q軸電流検出
値Iqaがq軸電流下限推定値以下であると判定した場合には(YES)、診断用q軸電
流検出値Iqaが正常範囲を逸脱して異常範囲に含まれるので、処理をステップS9へ進
める。一方、異常診断部500は、診断用q軸電流検出値Iqaがq軸電流下限推定値よ
りも大きいと判定した場合には(NO)、診断用q軸電流検出値Iqaは正常範囲に含ま
れるので、ステップS9を省略して、処理をステップS10へ進める。
In step S8, the abnormality diagnosis unit 500 determines whether or not the diagnostic q-axis current detection value Iqa is equal to or less than the q-axis current lower limit estimated value. When the abnormality diagnosis unit 500 determines that the diagnostic q-axis current detection value Iqa is equal to or less than the q-axis current lower limit estimated value (YES), the diagnostic q-axis current detection value Iqa deviates from the normal range. Since it is included in the abnormal range, the process proceeds to step S9. On the other hand, when the abnormality diagnosis unit 500 determines that the diagnostic q-axis current detection value Iqa is larger than the q-axis current lower limit estimated value (NO), the diagnostic q-axis current detection value Iqa is included in the normal range. Therefore, step S9 is omitted and the process proceeds to step S10.

ステップS9では、異常診断部500は、例えば、ステップS1において診断実施条件
が成立したと判定されてからの経過時間等、異常診断処理における経過時間で、RAM等
の書き換え可能なメモリに記憶されているNGカウンタをカウントアップする(増大させ
る)。
In step S9, the abnormality diagnosis unit 500 is stored in a rewritable memory such as RAM with the elapsed time in the abnormality diagnosis process, such as the elapsed time from the determination that the diagnosis execution condition is satisfied in step S1. Count up (increase) the existing NG counter.

ステップS10では、異常診断部500は、NGカウンタが所定時間T以上であるか否
かを判定する。そして、異常診断部500は、NGカウンタが所定時間T以上であると判
定し場合には(YES)、処理をステップS11へ進めて、電流検出部300が異常であ
ると判定するとともに、NGフラグを、異常を示す値に変化させる。一方、異常診断部5
00は、NGカウンタが所定時間T未満であると判定した場合には(NO)、ステップS
11を省略して、異常診断処理を終了する。
In step S10, the abnormality diagnosis unit 500 determines whether or not the NG counter is T or more for a predetermined time. Then, when the abnormality diagnosis unit 500 determines that the NG counter is T or more for a predetermined time (YES), the process proceeds to step S11, the current detection unit 300 determines that the abnormality is present, and the NG flag is flagged. To a value indicating an abnormality. On the other hand, the abnormality diagnosis unit 5
If 00 is determined by the NG counter to be less than the predetermined time T (NO), step S
11 is omitted, and the abnormality diagnosis process is terminated.

ステップS10の所定時間Tは、電流検出ゲイン低下異常によって、図11(a)に示
すように電動モータMの回転速度Nがハンチングを起こして、図11(b)に示すように
コントロールシャフト22が回転振動したときであっても、VCR機構20ないし内燃機
関10に対する影響が低い時間内で電流検出部300の異常を判定できるようにすべく、
以下のように設定可能である。
During the predetermined time T in step S10, the rotation speed N of the electric motor M causes hunting as shown in FIG. 11A due to the abnormal decrease in the current detection gain, and the control shaft 22 causes the control shaft 22 as shown in FIG. 11B. In order to be able to determine the abnormality of the current detection unit 300 within a time when the influence on the VCR mechanism 20 or the internal combustion engine 10 is low even when the rotation vibration occurs.
It can be set as follows.

先ず、異常診断部500は、図11(a)に示すように、電動モータMの回転速度Nの
ハンチング波形から回転速度Nの変動周期TA及び回転速度Nの最大変動量N(ピーク
値)を検出する。そして、異常診断部500は、電動モータMの回転速度Nが図11(a
)のハンチング波形で継続するものと仮定して、回転速度Nの変動周期TA及び回転速度
Nの最大変動量Nに基づいて、電動モータMの回転速度Nが所定範囲R(N1~N2)
に含まれている時間すなわち診断実施時間TBを推定する。例えば、電動モータMの回転
速度Nのハンチング波形を、αを初期位相とした正弦波で近似すると、
N1=N×SIN{(2π/TA)×t+α}…(1)、及び
N2=N×SIN{(2π/TA)×tii+α}…(2)
という2つの関係式(1)及び(2)から時刻t及びtiiを演算し、時刻t及びt
iiに基づいて診断実施時間TBを演算できる。
First, as shown in FIG. 11A, the abnormality diagnosis unit 500 has a fluctuation cycle TA of the rotation speed N and a maximum fluctuation amount N p (peak value) of the rotation speed N from the hunting waveform of the rotation speed N of the electric motor M. Is detected. Then, in the abnormality diagnosis unit 500, the rotation speed N of the electric motor M is shown in FIG. 11 (a).
), The rotation speed N of the electric motor M is within a predetermined range R (N1 to N2) based on the fluctuation period TA of the rotation speed N and the maximum fluctuation amount Np of the rotation speed N, assuming that the hunting waveform continues.
The time included in, that is, the diagnosis execution time TB is estimated. For example, if the hunting waveform of the rotation speed N of the electric motor M is approximated by a sine wave with α as the initial phase,
N1 = N p × SIN {(2π / TA) × ti + α } … (1), and N2 = N p × SIN {(2π / TA) × tii + α}… (2)
The time ti and tii are calculated from the two relational expressions (1) and (2), and the time ti and t are calculated.
The diagnosis execution time TB can be calculated based on ii .

また、異常診断部500は、コントロールシャフト22の回転角度のハンチング波形に
おける回転角度θの最大変動量Lp-p(ピークピーク値)を検出する。そして、異常診
断部500は、コントロールシャフト22の回転角度θが図11(b)のハンチング波形
で継続するものと仮定して、検出した回転角度θの最大変動量Lp-p及び変動周期TA
に基づいて、異常状態を継続してもVCR機構20ないし内燃機関10に対して殆ど影響
を及ぼさない時間の最長値(異常継続許容時間)TCを推定する。例えば、コントロール
シャフト22の回転角度θが1周期変動すると、その変動量は回転角度θの最大変動量L
p-pの2倍の回転角度に相当する変動量(2×Lp-p)となる。これに対し、電動モ
ータMの回転速度のハンチングがVCR機構20ないし内燃機関10に対して殆ど影響を
及ぼさないときの変動量の限界値としてLmaxが予め設定されているとすると、異常継
続許容時間TCは、以下の関係式(3)によって演算される。
TC=(Lmax/(2×Lp-p))×TA…(3)
Further, the abnormality diagnosis unit 500 detects the maximum fluctuation amount Lpp (peak peak value) of the rotation angle θ in the hunting waveform of the rotation angle of the control shaft 22. Then, the abnormality diagnosis unit 500 assumes that the rotation angle θ of the control shaft 22 continues in the hunting waveform of FIG. 11B, and the maximum fluctuation amount Lpp and the fluctuation cycle TA of the detected rotation angle θ.
Based on the above, the longest value (allowable time for abnormal continuation) TC of a time that has almost no effect on the VCR mechanism 20 or the internal combustion engine 10 even if the abnormal state is continued is estimated. For example, when the rotation angle θ of the control shaft 22 fluctuates by one cycle, the fluctuation amount is the maximum fluctuation amount L of the rotation angle θ.
The amount of fluctuation (2 × L pp ) corresponds to a rotation angle twice that of pp . On the other hand, if Lmax is preset as the limit value of the amount of fluctuation when the hunting of the rotational speed of the electric motor M has almost no effect on the VCR mechanism 20 or the internal combustion engine 10, the abnormal continuation allowable time TC is calculated by the following relational expression (3).
TC = (Lmax / (2 x L pp )) x TA ... (3)

そして、異常診断部500は、上記のようにして演算された、ハンチング波形の周期T
A、診断実施時間TB及び異常継続許容時間TCに基づいて、所定時間Tを演算する。例
えば、NGカウンタが所定時間Tに到達するまでの周期をPとすると、以下の2つの関係
式(4)及び(5)が成立する。
T=2×TB×P…(4)
TC≧TA×P…(5)
Then, the abnormality diagnosis unit 500 has the period T of the hunting waveform calculated as described above.
A, the predetermined time T is calculated based on the diagnosis execution time TB and the abnormal continuation allowable time TC. For example, assuming that the period until the NG counter reaches the predetermined time T is P, the following two relational expressions (4) and (5) are established.
T = 2 x TB x P ... (4)
TC ≧ TA × P ... (5)

したがって、上記の2つの関係式(4)及び(5)からPを消去すると、
T≦(2×TB×TC)/TA…(6)
という関係式(6)が得られ、異常判定の精度を重視する場合には、所定時間Tを長くす
ることが好ましいので、所定時間Tは、
T=(2×TB×TC)/TA…(7)
という関係式(7)で定義されることになる。これにより、電流検出ゲイン低下異常によ
るVCR機構20ないし内燃機関10の2次故障を抑制しつつ、比較的良好な精度で異常
を判定することができる。
Therefore, if P is deleted from the above two relational expressions (4) and (5),
T≤ (2 x TB x TC) / TA ... (6)
When the relational expression (6) is obtained and the accuracy of abnormality determination is emphasized, it is preferable to lengthen the predetermined time T. Therefore, the predetermined time T is
T = (2 x TB x TC) / TA ... (7)
It will be defined by the relational expression (7). As a result, it is possible to determine the abnormality with relatively good accuracy while suppressing the secondary failure of the VCR mechanism 20 or the internal combustion engine 10 due to the abnormality of the current detection gain decrease.

このようなモータ駆動装置100によれば、コントローラ400が、1つのシャント抵
抗301を含む電流検出部300の検出回路302から出力された電流検出電圧に基づい
てq軸電流検出値Iqを演算し、また、電流指令値Id,Iq、電流検出値Id,I
q、角速度ωに基づいてq軸電圧指令値Vqを演算する。そして、コントローラ400は
、q軸電流検出値Iqから演算した診断用q軸電流検出値Iqaが、診断用q軸電圧指令
値|Vq|に基づいて設定されたq軸電流推定値から所定時間継続して乖離するか否かに
よって、電流検出部300の異常の有無を判定している。このため、モータ駆動装置10
0は、電流検出部300の異常を検知するために、電流検出部300以外の他の電流検出
手段を用いていない。したがって、モータ駆動装置100によれば、部品点数を増大させ
ることなく、簡易な構成で電流検出部300の異常を検知することができる。
According to such a motor drive device 100, the controller 400 calculates the q-axis current detection value Iq based on the current detection voltage output from the detection circuit 302 of the current detection unit 300 including one shunt resistor 301. In addition, the current command values Id * , Iq * , and the current detection values Id, I
The q-axis voltage command value Vq is calculated based on q and the angular velocity ω. Then, in the controller 400, the diagnostic q-axis current detection value Iqa calculated from the q-axis current detection value Iq continues for a predetermined time from the q-axis current estimated value set based on the diagnostic q-axis voltage command value | Vq |. Then, it is determined whether or not the current detection unit 300 has an abnormality depending on whether or not the current detection unit 300 deviates from the current state. Therefore, the motor drive device 10
0 does not use any current detecting means other than the current detecting unit 300 in order to detect the abnormality of the current detecting unit 300. Therefore, according to the motor drive device 100, it is possible to detect an abnormality in the current detection unit 300 with a simple configuration without increasing the number of parts.

また、モータ駆動装置100によれば、電流検出ゲイン低下異常により電動モータMの
回転速度がハンチングしたときに、電動モータMの回転速度の上昇に伴ってq軸電流下限
推定値が誘起電圧の影響により低下して、診断用q軸電流検出値Iqaが正常範囲に含ま
れてしまう場合でも、以下のようにして電流検出部300の異常を検知することができる
。すなわち、異常診断部500は、電動モータMの回転速度が比較的低い所定範囲Rとな
るときを診断実施時間としているので、q軸電流下限推定値が誘起電圧の影響を受け難く
、診断用q軸電流検出値Iqaがq軸電流下限推定値を下回った状態で異常の有無を判定
することができる。そして、異常診断部500は、各診断実施時間でカウントアップした
NGカウンタの値を保持するように構成されているので、NGカウンタが所定時間Tに到
達したときに電流検出部300の異常を検知することができる。
Further, according to the motor drive device 100, when the rotation speed of the electric motor M is hunted due to an abnormality in the decrease in the current detection gain, the estimated value of the lower limit of the q-axis current is affected by the induced voltage as the rotation speed of the electric motor M increases. Even when the diagnostic q-axis current detection value Iqa is included in the normal range, the abnormality of the current detection unit 300 can be detected as follows. That is, since the abnormality diagnosis unit 500 sets the diagnosis execution time when the rotation speed of the electric motor M is within a predetermined range R, which is relatively low, the q-axis current lower limit estimated value is not easily affected by the induced voltage, and the diagnostic q. The presence or absence of an abnormality can be determined in a state where the shaft current detection value Iqa is below the q-axis current lower limit estimated value. Since the abnormality diagnosis unit 500 is configured to hold the value of the NG counter counted up at each diagnosis execution time, the abnormality of the current detection unit 300 is detected when the NG counter reaches the predetermined time T. can do.

なお、前述の実施形態において、d軸電流指令値設定部405では、d軸電流指令値I
を零に設定していたが(「Id=0制御」)、電動モータMの種類に応じたベクトル
制御方式に変更することで、d軸電流指令値設定部405はd軸電流指令値Idを零以
外の値に設定することができる。例えば、電動モータMがロータMRの内部に永久磁石を
埋め込んだ埋込磁石構造のIPM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)で
ある場合には、「Id=0制御」以外のベクトル制御方式を採用することができる。
In the above-described embodiment, the d-axis current command value setting unit 405 uses the d-axis current command value I.
Although d * was set to zero (“Id = 0 control”), by changing to the vector control method according to the type of the electric motor M, the d-axis current command value setting unit 405 has the d-axis current command value. Id * can be set to a non-zero value. For example, when the electric motor M is an IPM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) having an embedded magnet structure in which a permanent magnet is embedded in the rotor MR, a vector control method other than "Id = 0 control" should be adopted. Can be done.

「Id=0制御」以外のベクトル制御方式を採用する場合、異常診断部500は、前述
の実施形態と同様に、d軸電圧指令値Vd及びd軸電流検出値Idに基づいて、電流検出
部300の異常を検知することができる。すなわち、異常診断部500は、d軸電圧指令
値Vdを絶対値処理及びフィルタ処理して得られる診断用d軸電圧指令値|Vd|に基づ
いてd軸電流上限推定値及びd軸電流下限推定値を演算し、d軸電流検出値Idとd軸電
圧指令値Vdの符号情報とに基づいて診断用d軸電流検出値Idaを演算する。そして、
異常診断部500は、診断用d軸電流検出値Idaがd軸電流上限推定値とd軸電流下限
推定値との間で規定される正常範囲から逸脱する異常状態が所定時間T継続したときに、
電流検出部300が異常であると判定する。
When a vector control method other than "Id = 0 control" is adopted, the abnormality diagnosis unit 500 is a current detection unit based on the d-axis voltage command value Vd and the d-axis current detection value Id, as in the above-described embodiment. It is possible to detect 300 abnormalities. That is, the abnormality diagnosis unit 500 estimates the d-axis current upper limit and the d-axis current lower limit based on the diagnostic d-axis voltage command value | Vd | obtained by processing the d-axis voltage command value Vd by absolute value processing and filtering. The value is calculated, and the diagnostic d-axis current detection value Ida is calculated based on the code information of the d-axis current detection value Id and the d-axis voltage command value Vd. and,
The abnormality diagnosis unit 500 determines when the abnormal state in which the diagnostic d-axis current detection value Ida deviates from the normal range defined between the d-axis current upper limit estimated value and the d-axis current lower limit estimated value continues for a predetermined time. ,
The current detection unit 300 determines that the abnormality is abnormal.

但し、異常診断部500がd軸電圧指令値Vd及びd軸電流検出値Idに基づいて異常
診断処理を行う場合には、d軸電流上限推定値及びd軸電流下限推定値は電動モータMの
回転速度が上昇しても誘起電圧の影響を受けないため、診断実施時間は電動モータMの回
転速度が所定範囲Rとなるときに限られない。このため、異常診断部500は、ステップ
S1の診断実施条件から、電動モータMの回転速度が前述の所定範囲Rに含まれること、
という条件を除外することができる。したがって、異常診断部500は、ロータMRの角
速度ωの情報を用いることなく、異常診断処理を行うことができる。
However, when the abnormality diagnosis unit 500 performs the abnormality diagnosis processing based on the d-axis voltage command value Vd and the d-axis current detection value Id, the d-axis current upper limit estimated value and the d-axis current lower limit estimated value are the electric motor M. Since the induced voltage is not affected even if the rotation speed increases, the diagnosis execution time is not limited to the time when the rotation speed of the electric motor M falls within the predetermined range R. Therefore, from the diagnosis execution condition of step S1, the abnormality diagnosis unit 500 shall include the rotation speed of the electric motor M within the above-mentioned predetermined range R.
Can be excluded. Therefore, the abnormality diagnosis unit 500 can perform the abnormality diagnosis process without using the information of the angular velocity ω of the rotor MR.

前述の実施形態において、電流検出ゲイン低下異常によって電動モータMの回転速度が
ハンチングしても、電動モータMのモータ特性によりq軸電流検出値が正常範囲に含まれ
て正常状態となるようなことが生じないと想定される場合には、診断実施条件から、電動
モータMの回転速度が前述の所定範囲Rに含まれること、という条件を除外してもよい。
In the above-described embodiment, even if the rotation speed of the electric motor M is hunted due to an abnormality in the current detection gain decrease, the q-axis current detection value is included in the normal range due to the motor characteristics of the electric motor M and the normal state is obtained. If it is assumed that the above-mentioned does not occur, the condition that the rotation speed of the electric motor M is included in the above-mentioned predetermined range R may be excluded from the diagnosis execution conditions.

前述の実施形態の異常診断処理(図10参照)において、異常診断部500は、ステッ
プ8により診断用q軸電流検出値Iqaが正常範囲に含まれて正常状態であると判定した
場合、ステップS10の処理を行う前に、ステップS9のNGカウンタのカウントアップ
処理を省略するだけであった。これに代えて、異常診断部500は、誤診断を低減すべく
、ステップ8により診断用q軸電流検出値Iqaが正常範囲に含まれて正常状態であると
判定した場合、ステップS10の処理を行う前に、NGカウンタをリセットするか、ある
いはカウントダウンし(減少させ)てもよい。
In the abnormality diagnosis process of the above-described embodiment (see FIG. 10), when the abnormality diagnosis unit 500 determines in step 8 that the diagnostic q-axis current detection value Iqa is included in the normal range and is in a normal state, step S10. The count-up process of the NG counter in step S9 was simply omitted before the process of. Instead of this, when the abnormality diagnosis unit 500 determines in step 8 that the diagnostic q-axis current detection value Iqa is included in the normal range and is in a normal state in order to reduce misdiagnosis, the process of step S10 is performed. Before doing so, the NG counter may be reset or counted down (decreased).

前述の実施形態において、異常診断部500がステップS11において電流検出部30
0が異常であると判定して、NGフラグを異常であることを示す値に変化させた場合には
、以下のようにすることができる。すなわち、コントローラ400は、NGフラグの値に
基づいて、VCR機構20ないし内燃機関10の2次故障を抑制すべく、車載電源Eとイ
ンバータ200との間の直流母線に介挿された図示省略のフェールセーフリレーをシャッ
トダウン(遮断)して、電動モータMに対する電力供給を停止することができる。また、
コントローラ400は、フェールセーフリレーのシャットダウンに加えて又はこれとは別
に、例えば、ベクトル制御部407でd軸電圧指令値Vd及びq軸電圧指令値Vqを零に
する等の強制的処理によって、コントローラ400からインバータ200のスイッチング
素子201~206へ出力されるPWMパルスのデューティを零にすることもできる。
In the above-described embodiment, the abnormality diagnosis unit 500 determines the current detection unit 30 in step S11.
When it is determined that 0 is abnormal and the NG flag is changed to a value indicating that it is abnormal, the following can be performed. That is, the controller 400 is not shown by being inserted in the DC bus between the vehicle-mounted power supply E and the inverter 200 in order to suppress the secondary failure of the VCR mechanism 20 or the internal combustion engine 10 based on the value of the NG flag. The fail-safe relay can be shut down (cut off) to stop the power supply to the electric motor M. also,
In addition to or separately from the shutdown of the fail-safe relay, the controller 400 is subjected to a compulsory process such as setting the d-axis voltage command value Vd and the q-axis voltage command value Vq to zero in the vector control unit 407. The duty of the PWM pulse output from the 400 to the switching elements 201 to 206 of the inverter 200 can be set to zero.

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本
的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明で
ある。例えば、モータ駆動装置100はVCR機構20における圧縮比制御アクチュエー
タ23の動力源としての電動モータMを駆動するものとして適用したが、これに限らず、
モータ駆動装置100は、内燃機関10におけるカムの回転位相を可変制御するVTC(
Valve Timing Control)、吸気バルブ14A及び排気バルブ14Bの作動角・リフト量を
可変制御するVEL(Variable Valve Event and Lift Control)、電動ブレーキシステ
ム、電動パワーステアリング等、車載システムを駆動する車載アクチュエータとしての電
動モータに適用可能である。要するに、モータ駆動装置100は、電流検出手段によって
検出された電流検出値が、車載アクチュエータとしての電動モータが駆動する駆動対象で
ある車載システムの動作位置と目標位置との偏差に基づいて演算される目標電流値となる
ように電流フィードバック制御を行うものであればよい。
Although the contents of the present invention have been specifically described with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can adopt various modifications based on the basic technical idea and teaching of the present invention. be. For example, the motor drive device 100 is applied to drive the electric motor M as the power source of the compression ratio control actuator 23 in the VCR mechanism 20, but the present invention is not limited to this.
The motor drive device 100 variably controls the rotation phase of the cam in the internal combustion engine 10 (VTC).
Valve Timing Control), VEL (Variable Valve Event and Lift Control) that variably controls the operating angle and lift amount of the intake valve 14A and exhaust valve 14B, electric braking system, electric power steering, etc. Applicable to electric motors. In short, in the motor drive device 100, the current detection value detected by the current detecting means is calculated based on the deviation between the operating position and the target position of the in-vehicle system to be driven by the electric motor as the in-vehicle actuator. Any current feedback control may be performed so that the target current value is obtained.

電動モータMにおけるロータMRの磁極位置を検出する磁極位置検出手段として、磁極
位置センサPSを例に説明したが、磁極位置センサPSを用いない既知のセンサレス技術
によって磁極位置を検出するようにしてもよい。
As a magnetic pole position detecting means for detecting the magnetic pole position of the rotor MR in the electric motor M, the magnetic pole position sensor PS has been described as an example, but the magnetic pole position may be detected by a known sensorless technique that does not use the magnetic pole position sensor PS. good.

モータ駆動装置100は、圧縮比制御アクチュエータ23に内蔵される構成に限らず、
圧縮比制御アクチュエータ23とは別体に構成することができる。また、モータ駆動装置
100についても、インバータ200とコントローラ400は別体に構成することができ
る。
The motor drive device 100 is not limited to the configuration built in the compression ratio control actuator 23, and the motor drive device 100 is not limited to the configuration built in the compression ratio control actuator 23.
It can be configured separately from the compression ratio control actuator 23. Further, regarding the motor drive device 100, the inverter 200 and the controller 400 can be configured separately.

10…内燃機関、20…VCR機構、22…コントロールシャフト、23…圧縮比制御
アクチュエータ、100…モータ駆動装置、200…インバータ、300…電流検出部、
301…シャント抵抗、302…検出回路、400…コントローラ、401…相電流検出
部、402…ロータ角度演算部、403…ロータ角速度演算部、404…3相-2軸変換
部、407…ベクトル制御部、500…異常診断部、501…符号情報抽出処理、502
…乗算処理、503…絶対値処理、504…上限推定値演算処理、505…下限推定値演
算処理、506…異常判定処理、M…電動モータ、Iq…q軸電流検出値、Iqa…診断
用q軸電流検出値、Vq…q軸電圧指令値、|Vq|…診断用q軸電圧指令値、R…所定
範囲、T…所定時間、TA…電動モータの回転速度の変動周期、N…電動モータの回転
速度の最大変動量、Lp-p…コントロールシャフトの回転角度の最大変動量、PS…磁
極位置センサ
10 ... Internal combustion engine, 20 ... VCR mechanism, 22 ... Control shaft, 23 ... Compression ratio control actuator, 100 ... Motor drive device, 200 ... Inverter, 300 ... Current detector,
301 ... shunt resistance, 302 ... detection circuit, 400 ... controller, 401 ... phase current detection unit, 402 ... rotor angle calculation unit, 403 ... rotor angular velocity calculation unit, 404 ... 3-phase-2 axis conversion unit, 407 ... vector control unit , 500 ... Abnormality diagnosis unit, 501 ... Code information extraction processing, 502
... Multiplication processing, 503 ... Absolute value processing, 504 ... Upper limit estimated value calculation processing, 505 ... Lower limit estimated value calculation processing, 506 ... Abnormality determination processing, M ... Electric motor, Iq ... q-axis current detection value, Iqa ... Diagnostic q Axis current detection value, Vq ... q-axis voltage command value, | Vq | ... Diagnostic q-axis voltage command value, R ... predetermined range, T ... predetermined time, TA ... electric motor rotation speed fluctuation cycle, Np ... electric Maximum fluctuation amount of motor rotation speed, Lpp ... Maximum fluctuation amount of rotation angle of control shaft, PS ... Magnetic pole position sensor

このため、本願発明に係るモータ駆動装置は、電動モータに交流電力を供給するインバータと、インバータの直流母線電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段の出力に基づいてインバータを制御するコントローラと、を備え、コントローラは、電流検出手段の出力に基づいて演算したq軸電流検出値とq軸電圧指令値に基づいて推定したq軸電流推定値とを比較し、q軸電流検出値がq軸電流推定値から乖離している場合にはカウンタの値を増加させる一方、q軸電流検出値がq軸電流推定値から乖離していない場合にはカウンタの値を減少させ、カウンタの値が所定時間に達したときに電流検出手段の異常を検知する。
Therefore, the motor drive device according to the present invention includes an inverter that supplies AC power to the electric motor, a current detecting means that detects the DC bus current of the inverter, and a controller that controls the inverter based on the output of the current detecting means. , The controller compares the q-axis current detected value calculated based on the output of the current detecting means with the q-axis current estimated value estimated based on the q-axis voltage command value, and the q-axis current detected value is q . If the value of the counter deviates from the estimated value of the axis current , the value of the counter is increased, while if the value of the detected q-axis current does not deviate from the estimated value of the q-axis current, the value of the counter is decreased and the value of the counter becomes When a predetermined time is reached, an abnormality in the current detecting means is detected.

また、本願発明に係るモータ駆動装置の制御方法は、電動モータに交流電力を供給するインバータと前記インバータの直流母線電流を検出する電流検出手段とを備えたモータ駆動装置を制御するものであって、電流検出手段の出力に基づいて演算したq軸電流検出値とq軸電圧指令値に基づいて推定したq軸電流推定値とを比較し、q軸電流検出値がq軸電流推定値から乖離している場合にはカウンタの値を増加させる一方、q軸電流検出値がq軸電流推定値から乖離していない場合にはカウンタの値を減少させ、カウンタの値が所定時間に達したときに電流検出手段の異常を検知する。
Further, the method for controlling a motor drive device according to the present invention is to control a motor drive device including an inverter that supplies AC power to an electric motor and a current detecting means for detecting the DC bus current of the inverter. , The q-axis current detected value calculated based on the output of the current detecting means and the q-axis current estimated value estimated based on the q-axis voltage command value are compared, and the q-axis current detected value deviates from the q-axis current estimated value. If the value of the counter is increased, the value of the counter is increased, and if the detected value of the q-axis current does not deviate from the estimated value of the q-axis current, the value of the counter is decreased. Detects an abnormality in the current detecting means.

モータ駆動装置100は、圧縮比制御アクチュエータ23に内蔵される構成に限らず、圧縮比制御アクチュエータ23とは別体に構成することができる。また、モータ駆動装置100についても、インバータ200とコントローラ400は別体に構成することができる。なお、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に記載する。
(1)電動モータに交流電力を供給するインバータと、
上記インバータの直流母線電流を検出する電流検出手段と、
上記電流検出手段の出力に基づいて上記インバータを制御するコントローラと、
を備えたモータ駆動装置であって、
上記コントローラは、上記電流検出手段の出力に基づいて演算したq軸電流検出値とq軸電圧指令値に基づいて推定したq軸電流推定値とを比較し、上記q軸電流検出値が上記q軸電流推定値から所定時間継続して乖離したときに上記電流検出手段の異常を検知する、モータ駆動装置。
(2)上記(1)に記載されたモータ駆動装置において、
上記コントローラは、上記電動モータの回転速度が零を含む所定範囲にあるときに、上記q軸電流検出値と上記q軸電流推定値とを比較する。
(3)上記(1)又は(2)に記載されたモータ駆動装置において、
上記電動モータは内燃機関用アクチュエータとして用いられるものであり、
上記q軸電流推定値は、上記電流検出手段による電流検出、上記電流検出手段の出力の電圧検出、上記電動モータのモータ特性、上記インバータにおけるスイッチング切り替え時のデッドタイムによる電圧降下代、及び、上記内燃機関の油温又は排気性能のうち少なくとも1つのばらつきを考慮して、q軸電流上限推定値及びq軸電流下限推定値で画される正常範囲として推定される。
(4)上記(1)~(3)のいずれか1つに記載のモータ駆動装置において、
上記所定時間は、上記電動モータの回転速度が変動している場合に、上記回転速度の変動周期、上記回転速度の変動量、及び、上記電動モータが駆動する駆動対象の変動量に基づいて設定される。
(5)上記(1)~(4)のいずれか1つに記載のモータ駆動装置において、
上記q軸電流推定値は、上記q軸電圧指令値の印加に対する上記電動モータのモータ特性による電流応答遅れを考慮して推定される。
(6)上記(1)~(5)のいずれか1つに記載のモータ駆動装置において、
上記q軸電流推定値は、上記q軸電圧指令値を絶対値に変換した診断用q軸電圧指令値に基づいて推定され、
上記q軸電流検出値は、上記q軸電圧指令値の正負に応じて、正負が決定された診断用q軸電流検出値である。
(7)電動モータに交流電力を供給するインバータと上記インバータの直流母線電流を検出する電流検出手段とを備えたモータ駆動装置の制御方法であって、
上記電流検出手段の出力に基づいて演算したq軸電流検出値とq軸電圧指令値に基づいて推定したq軸電流推定値とを比較し、上記q軸電流検出値が上記q軸電流推定値から所定時間継続して乖離したときに上記電流検出手段の異常を検知する、モータ駆動装置の制御方法。
(8)電動モータに交流電力を供給するインバータと、
前記インバータの直流母線電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の出力に基づいて前記インバータを制御するコントローラと、
を備えたモータ駆動装置であって、
前記コントローラは、前記電流検出手段の出力に基づいて演算したd軸電流検出値とd軸電圧指令値に基づいて推定したd軸電流推定値とを比較し、前記d軸電流検出値が前記d軸電流推定値から所定時間継続して乖離したときに前記電流検出手段の異常を検知する、モータ駆動装置。
(9)上記(8)に記載されたモータ駆動装置において、
前記d軸電流推定値は、前記d軸電圧指令値を絶対値に変換した診断用d軸電圧指令値に基づいて推定され、
前記d軸電流検出値は、前記d軸電圧指令値の正負に応じて、正負が決定された診断用d軸電流検出値である、上記(8)に記載のモータ駆動装置。
(10)電動モータに交流電力を供給するインバータと前記インバータの直流母線電流を検出する電流検出手段とを備えたモータ駆動装置の制御方法であって、
前記電流検出手段の出力に基づいて演算したd軸電流検出値とd軸電圧指令値に基づいて推定したd軸電流推定値とを比較し、前記d軸電流検出値が前記d軸電流推定値から所定時間継続して乖離したときに前記電流検出手段の異常を検知する、モータ駆動装置の制御方法。
The motor drive device 100 is not limited to the configuration built in the compression ratio control actuator 23, and can be configured separately from the compression ratio control actuator 23. Further, regarding the motor drive device 100, the inverter 200 and the controller 400 can be configured separately. The technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment are described below.
(1) An inverter that supplies AC power to an electric motor,
A current detecting means for detecting the DC bus current of the inverter and
A controller that controls the inverter based on the output of the current detecting means,
It is a motor drive device equipped with
The controller compares the q-axis current detection value calculated based on the output of the current detection means with the q-axis current estimated value estimated based on the q-axis voltage command value, and the q-axis current detection value is the q. A motor drive device that detects an abnormality in the current detecting means when the current deviation from the estimated shaft current value continues for a predetermined time.
(2) In the motor drive device described in (1) above,
The controller compares the q-axis current detection value with the q-axis current estimated value when the rotation speed of the electric motor is within a predetermined range including zero.
(3) In the motor drive device described in (1) or (2) above,
The above electric motor is used as an actuator for an internal combustion engine.
The q-axis current estimated value includes current detection by the current detecting means, voltage detection of the output of the current detecting means, motor characteristics of the electric motor, voltage drop allowance due to dead time at the time of switching in the inverter, and the above. It is estimated as a normal range defined by the q-axis current upper limit estimated value and the q-axis current lower limit estimated value in consideration of at least one variation in the oil temperature or the exhaust performance of the internal combustion engine.
(4) In the motor drive device according to any one of (1) to (3) above.
The predetermined time is set based on the fluctuation cycle of the rotation speed, the fluctuation amount of the rotation speed, and the fluctuation amount of the drive target driven by the electric motor when the rotation speed of the electric motor fluctuates. Will be done.
(5) In the motor drive device according to any one of (1) to (4) above.
The q-axis current estimated value is estimated in consideration of the current response delay due to the motor characteristics of the electric motor with respect to the application of the q-axis voltage command value.
(6) In the motor drive device according to any one of (1) to (5) above.
The q-axis current estimated value is estimated based on the diagnostic q-axis voltage command value obtained by converting the q-axis voltage command value into an absolute value.
The q-axis current detection value is a diagnostic q-axis current detection value whose positive or negative is determined according to the positive or negative of the q-axis voltage command value.
(7) A control method for a motor drive device including an inverter that supplies AC power to an electric motor and a current detecting means that detects the DC bus current of the inverter.
The q-axis current detected value calculated based on the output of the current detecting means is compared with the q-axis current estimated value estimated based on the q-axis voltage command value, and the q-axis current detected value is the q-axis current estimated value. A method for controlling a motor drive device, which detects an abnormality in the current detecting means when the current continuously deviates from the current for a predetermined time.
(8) An inverter that supplies AC power to an electric motor,
A current detecting means for detecting the DC bus current of the inverter,
A controller that controls the inverter based on the output of the current detecting means,
It is a motor drive device equipped with
The controller compares the d-axis current detected value calculated based on the output of the current detecting means with the d-axis current estimated value estimated based on the d-axis voltage command value, and the d-axis current detected value is the d-axis current detected value. A motor drive device that detects an abnormality in the current detecting means when the current deviation from the estimated shaft current value continues for a predetermined time.
(9) In the motor drive device described in (8) above,
The d-axis current estimated value is estimated based on the diagnostic d-axis voltage command value obtained by converting the d-axis voltage command value into an absolute value.
The motor drive device according to (8) above, wherein the d-axis current detection value is a diagnostic d-axis current detection value whose positive or negative is determined according to the positive or negative of the d-axis voltage command value.
(10) A control method for a motor drive device including an inverter for supplying AC power to an electric motor and a current detecting means for detecting the DC bus current of the inverter.
The d-axis current detected value calculated based on the output of the current detecting means is compared with the d-axis current estimated value estimated based on the d-axis voltage command value, and the d-axis current detected value is the d-axis current estimated value. A method for controlling a motor drive device, which detects an abnormality in the current detecting means when the current continuously deviates from the current for a predetermined time.

Claims (7)

電動モータに交流電力を供給するインバータと、
前記インバータの直流母線電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の出力に基づいて前記インバータを制御するコントローラと、
を備えたモータ駆動装置であって、
前記コントローラは、前記電流検出手段の出力に基づいて演算したq軸電流検出値とq
軸電圧指令値に基づいて推定したq軸電流推定値とを比較し、前記q軸電流検出値が前記
q軸電流推定値から所定時間継続して乖離したときに前記電流検出手段の異常を検知する
、モータ駆動装置。
An inverter that supplies AC power to an electric motor,
A current detecting means for detecting the DC bus current of the inverter,
A controller that controls the inverter based on the output of the current detection means,
It is a motor drive device equipped with
The controller has a q-axis current detection value calculated based on the output of the current detection means and q.
By comparing with the q-axis current estimated value estimated based on the shaft voltage command value, an abnormality of the current detecting means is detected when the q-axis current detected value continuously deviates from the q-axis current estimated value for a predetermined time. Motor drive device.
前記コントローラは、前記電動モータの回転速度が零を含む所定範囲にあるときに、前
記q軸電流検出値と前記q軸電流推定値とを比較する、請求項1に記載のモータ駆動装置
The motor drive device according to claim 1, wherein the controller compares the q-axis current detection value with the q-axis current estimated value when the rotation speed of the electric motor is in a predetermined range including zero.
前記電動モータは内燃機関用アクチュエータとして用いられるものであり、
前記q軸電流推定値は、前記電流検出手段による電流検出、前記電流検出手段の出力の
電圧検出、前記電動モータのモータ特性、前記インバータにおけるスイッチング切り替え
時のデッドタイムによる電圧降下代、及び、前記内燃機関の油温又は排気性能のうち少な
くとも1つのばらつきを考慮して、q軸電流上限推定値及びq軸電流下限推定値で画され
る正常範囲として推定される、請求項1又は2に記載のモータ駆動装置。
The electric motor is used as an actuator for an internal combustion engine.
The q-axis current estimated value is the current detection by the current detecting means, the voltage detection of the output of the current detecting means, the motor characteristics of the electric motor, the voltage drop allowance due to the dead time at the time of switching in the inverter, and the said. The invention according to claim 1 or 2, which is estimated as a normal range defined by the estimated value of the upper limit of the q-axis current and the estimated value of the lower limit of the q-axis current in consideration of the variation of at least one of the oil temperature and the exhaust performance of the internal combustion engine. Motor drive device.
前記所定時間は、前記電動モータの回転速度が変動している場合に、前記回転速度の変
動周期、前記回転速度の変動量、及び、前記電動モータが駆動する駆動対象の変動量に基
づいて設定される、請求項1~3のいずれか1つに記載のモータ駆動装置。
The predetermined time is set based on the fluctuation cycle of the rotation speed, the fluctuation amount of the rotation speed, and the fluctuation amount of the drive target driven by the electric motor when the rotation speed of the electric motor fluctuates. The motor drive device according to any one of claims 1 to 3.
前記q軸電流推定値は、前記q軸電圧指令値の印加に対する前記電動モータのモータ特
性による電流応答遅れを考慮して推定される、請求項1~4のいずれか1つに記載のモー
タ駆動装置。
The motor drive according to any one of claims 1 to 4, wherein the q-axis current estimated value is estimated in consideration of a current response delay due to the motor characteristics of the electric motor with respect to the application of the q-axis voltage command value. Device.
前記q軸電流推定値は、前記q軸電圧指令値を絶対値に変換した診断用q軸電圧指令値
に基づいて推定され、
前記q軸電流検出値は、前記q軸電圧指令値の正負に応じて、正負が決定された診断用
q軸電流検出値である、請求項1~5のいずれか1つに記載のモータ駆動装置。
The q-axis current estimated value is estimated based on the diagnostic q-axis voltage command value obtained by converting the q-axis voltage command value into an absolute value.
The motor drive according to any one of claims 1 to 5, wherein the q-axis current detection value is a diagnostic q-axis current detection value whose positive or negative is determined according to the positive or negative of the q-axis voltage command value. Device.
電動モータに交流電力を供給するインバータと前記インバータの直流母線電流を検出す
る電流検出手段とを備えたモータ駆動装置の制御方法であって、
前記電流検出手段の出力に基づいて演算したq軸電流検出値とq軸電圧指令値に基づい
て推定したq軸電流推定値とを比較し、前記q軸電流検出値が前記q軸電流推定値から所
定時間継続して乖離したときに前記電流検出手段の異常を検知する、モータ駆動装置の制
御方法。
It is a control method of a motor drive device including an inverter that supplies AC power to an electric motor and a current detecting means for detecting the DC bus current of the inverter.
The q-axis current detection value calculated based on the output of the current detection means and the q-axis current estimation value estimated based on the q-axis voltage command value are compared, and the q-axis current detection value is the q-axis current estimation value. A method for controlling a motor drive device, which detects an abnormality in the current detecting means when the current continuously deviates from the current for a predetermined time.
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