JP3795477B2 - Motor drive device - Google Patents

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路を利用してモータを駆動するモータ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のモータ駆動装置としては、例えば、バッテリ等の蓄電装置(エネルギーストレージデバイス)をインバータ回路を介してモータに接続した構成のものがある。このようなモータ駆動装置においては、蓄電装置から入力される直流の電力を、インバータ回路により交流に変換してモータに供給することで、モータを駆動する。そして、蓄電装置とインバータ回路とを接続する接続線には、電流センサが設けられ、この電流センサにより蓄電装置とインバータ回路との間を流れる電流値を検出する。このように構成されたモータ駆動装置において、前記電流センサに断線又はショートが発生した場合には、電流センサで検出される電流値が、予め設定した規定範囲から外れるため、電流センサの異常を検知することができる。
【0003】
また、バッテリ電圧が基準変動量だけ変動したときのバッテリ電流の変動量を検出し、そのバッテリ電流の変動量が基準値以下である場合に、電流センサの張り付き故障(電流センサの出力が中間のある値に固定されてしまう故障)を判定する技術も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−253682号公報(第2−4頁、第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電流センサの異常原因としては様々な要因があり、上述した断線やショート、張り付き故障の他に、電流センサの特性ずれが考えられる。このような特性ずれが起こった場合、電流センサで検出した電流値やその変動量は、必ずしも設定した規定範囲や基準値から外れるとは限らない。このため、上述した従来の技術のように、蓄電装置とインバータ回路との間を流れる電流値を、基準値と絶対的に比較するだけでは、特性ずれによる電流センサの異常を判定できない場合があるという問題がある。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、原因の如何に関わらず電流センサの異常を検知することが可能なモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1の発明に係るモータ駆動装置は、インバータ回路(例えば実施の形態のPDU3)を介して供給された蓄電装置(例えば実施の形態のバッテリ2)からの入力電力によりモータ(例えば実施の形態のモータ1)を駆動するモータ駆動装置において、前記モータへのトルク指令値から求まる前記インバータ回路に対する電流指令値と前記モータへ供給される相電流との偏差に基づいて、前記インバータ回路に対する電圧指令値を算出する電圧指令値算出手段(例えば実施の形態のフィードバック演算器14a、14b)と、前記電圧指令値に対して前記インバータ回路の損失を補正して補正後電圧指令値を算出する電圧損失補正手段(例えば実施の形態の電圧損失補正器21)と、前記電流指令値と前記補正後電圧指令値とに基づいて、前記蓄電装置から前記インバータ回路へ流れると推定される推定入力電流を算出するインバータ電流推定手段(例えば実施の形態のインバータ電流推定器22)と、前記蓄電装置と前記インバータ回路とを接続する接続線に設けられた電流センサ(例えば実施の形態のバッテリ電流センサ5)により検出した、前記蓄電装置から前記インバータ回路へ流れる実入力電流と、前記推定入力電流とを比較して、その差分が所定範囲を超える場合に、該電流センサを異常と判定する電流センサ判定手段(例えば実施の形態の電流センサ故障検出器19で実行されるステップS5とステップS6の動作)とを備えたことを特徴とする。
【0008】
以上の構成を備えたモータ駆動装置は、モータのトルク指令値としてインバータ回路に対する電流指令値が設定されると、電圧指令値算出手段が、モータへ供給される実際の相電流と電流指令値とを比較して、トルク指令値通りにモータが駆動するように電圧指令値を算出する。一方、電圧損失補正手段は、電流指令値から算出された電圧指令値に対してインバータ回路におけるスイッチング素子の損失を補正することにより、実際にモータへ供給される電圧に対応する補正後電圧指令値を算出する。そして、インバータ電流推定手段が、電流指令値と補正後電圧指令値とに基づいて、蓄電装置からインバータ回路へ流れると推定される推定入力電流を算出するので、電流センサ判定手段は、電流センサで検出した蓄電装置からインバータ回路へ流れる実入力電流と、推定入力電流とを比較することにより、該電流センサの異常の有無を判断することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
(全体構成)
図1は、本発明の一実施の形態のモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。図1において、モータ1は、例えば3個のコイル(巻き線)を備えると共に、車両に搭載され、車両を走行駆動するエンジンを補助するか、または車両を走行駆動するように、その回転子が車両の駆動装置(図示せず)に連結された3相の電動機であって、モータ1には、車両に搭載されたバッテリ(蓄電池)2から直流電力を得ると共に、該直流電力を3相の交流電力へ変換してモータ1を駆動し、一方、モータ1の回生電力を直流電力へ変換してバッテリ2を充電する、主にインバータ回路から構成されたPDU(Power Drive Unit )3が接続されている。
【0010】
また、バッテリ2とPDU3とを接続し、バッテリ2とPDU3との間で電力を交換するための電力供給線には、PDU3に印加されるPDU電圧Vpinを検出するためのPDU電圧センサ4と、バッテリ2とPDU3との間を流れるバッテリ電流Ibを測定するためのバッテリ電流センサ5とが設けられている。
【0011】
更に、モータ1とPDU3とを接続する3相電力供給線には、モータ1の相電流を測定するための相電流センサ6a、6bが設けられると共に、モータ1には、モータ1の回転子の回転角度を電圧変化として出力する、例えばレゾルバ等を含む磁極センサ7が設けられている。そして、相電流センサ6a、6bにより検出されたモータ1の相電流と磁極センサ7により検出されたモータ1の回転子の回転角度、及び設定されたモータ1のトルク指令値とに基づいて、本実施の形態のモータ駆動装置の全体動作を制御するCPU(中央演算装置)を備えたECU(Electronic Control Unit )8により、モータ1を駆動するためのPDU3に対する制御が行われる。
【0012】
次に、ECU8について更に詳細に説明すると、ECU8は、磁極センサ7の出力する電圧値を、モータ1の回転子の角度θと角速度ωに変換するR/D(レゾルバ/デジタル)変換器11と、相電流センサ6a、6bにより検出されたモータ1の相電流iu、ivを、電動機のベクトル制御におけるトルク分電流idact(d軸成分)と磁束分電流iqact(q軸成分)へ変換する3相/d−q電流変換器12とを備えている。
【0013】
また、ECU8は、モータ1へのトルク指令値に基づいて設定された、PDU3に対するベクトル制御におけるトルク分電流指令値idtg及び磁束分電流指令値iqtgと、3相/d−q電流変換器12が出力するモータ1のトルク分電流idact及び磁束分電流iqactとの偏差Δid、Δiqを算出する電流演算器13a、13bと、算出されたトルク分電流指令値idtgとトルク分電流idactとの偏差Δid、及び磁束分電流指令値iqtgと磁束分電流iqactとの偏差Δiqから、最適なトルク分電圧指令値Vd(d軸成分)及び磁束分電圧指令値Vq(q軸成分)を算出するフィードバック(F/B)演算器14a、14bとを備えている。
【0014】
また、ECU8は、R/D変換器11が出力するモータ1の角速度ωと、3相/d−q電流変換器12が出力するモータ1のトルク分電流idact及び磁束分電流iqactとに基づいて、フィードバック演算器14a、14bが出力するトルク分電圧指令値Vdと磁束分電圧指令値Vqとの間の干渉を除去するための非干渉制御器15及び電圧演算器16a、16bと、トルク分電圧指令値Vd及び磁束分電圧指令値Vqを、モータ1の3相制御のための3相制御信号(Vu、Vv、Vw)へ変換するd−q/3相電圧変換器17と、d−q/3相電圧変換器17の出力する3相制御信号(Vu、Vv、Vw)を、PUD3に含まれるインバータ回路のスイッチング素子をPWM(Pulse Width Modulation)制御するための3相のPWM制御信号「(UH、UL)、(VH、VL)、(WH、WL)」へ変換するPWMタイマ18とを備えている。
【0015】
更に、ECU8は、トルク分電圧指令値Vdと磁束分電圧指令値Vqに対してPDU3に含まれるインバータ回路の損失を補正し、補正後トルク分電圧指令値Vd及び補正後磁束分電圧指令値Vqを算出すると共に、トルク分電流指令値idtg及び磁束分電流指令値iqtgと、補正後トルク分電圧指令値Vd及び補正後磁束分電圧指令値Vqと、PDU電圧センサ4で検出したPDU3に印加されるPDU電圧Vpinとに基づいて、バッテリ2からPDU3へ流れると推定されるPDU電流(推定入力電流)を算出し、バッテリ電流センサ5で検出したバッテリ2からPDU3へ流れるバッテリ電流Ib(実入力電流)と、PDU電流(推定入力電流)とを比較して、バッテリ電流センサ5の異常の有無を検出する電流センサ故障検出器19を備えている。
【0016】
(電流センサ故障検出器)
次に、図面を参照して上述の電流センサ故障検出器19について更に詳細に説明する。
図2は、電流センサ故障検出器19の構成を示すブロック図である。図2において、まず、トルク分電流指令値idtg及び磁束分電流指令値iqtgは、電圧損失補正器21とインバータ電流推定器22の両方へ入力され、トルク分電圧指令値Vd及び磁束分電圧指令値Vqは、電圧損失補正器21へ入力される。また、PDU電圧Vpinは、インバータ電流推定器22へ入力される。
【0017】
電圧損失補正器21では、入力されたトルク分電流指令値idtg及び磁束分電流指令値iqtgを、まずd−q/uvw変換器31により3相制御成分(u、v、w)へ変換すると共に、求められた3相制御成分(u、v、w)を、PDU3に含まれるインバータ回路の損失を求めるためのマップを記憶した変換テーブル32へ入力し、PDU3に含まれるインバータ回路の損失を算出する。
【0018】
そして、算出された損失を再度uvw/d−q変換器33へ入力してd−q軸成分に変換すると共に、損失減算器34a、34bを用いて、トルク分電圧指令値Vd及び磁束分電圧指令値Vqから損失成分を減算することにより、PDU3に含まれるインバータ回路の損失が補正された補正後トルク分電圧指令値Vd及び補正後磁束分電圧指令値Vqをインバータ電流推定器22へ出力する。なお、3相制御成分(u、v、w)からPDU3に含まれるインバータ回路の損失を求めるには、変換テーブル32ではなく近似式を用いても良い。
【0019】
一方、インバータ電流推定器22では、バッテリ電流センサ5で検出したPDU3へのバッテリ電流Ib(実入力電流)が、電流指令値から電流制御閉ループ伝達関数相当の遅延をもって追従するため、まず、入力されたトルク分電流指令値idtg及び磁束分電流指令値iqtgを、遅延時間を合わせるために、伝達関数が(1/(1+Ts))で表され、例えばT=1[ms]に設定された一次遅れフィルタ41a、41bによりフィルタリングする。
【0020】
また、電圧指令値には高調波が重畳されているため、入力された補正後トルク分電圧指令値Vd及び補正後磁束分電圧指令値Vqを、高調波を除去するために、伝達関数が(1/(1+Ts))で表され、例えばT=10[ms]に設定された一次遅れフィルタ42a、42bによりフィルタリングする。
【0021】
そして、フィルタリングされたトルク分電流指令値idtg及び磁束分電流指令値iqtgと、フィルタリングされた補正後トルク分電圧指令値Vd及び補正後磁束分電圧指令値Vqは、トルク分(d軸成分)同士、磁束分(q軸成分)同士がそれぞれ乗算器43a、43bにより乗算されて電力次元の指令値のd軸成分とq軸成分とに変換されると共に、電力次元の指令値のd軸成分とq軸成分とが加算器44により加算され、電力次元の指令値となる。
【0022】
更に、加算器44が出力する電力次元の指令値が、除算器45において、インバータ電流推定器22に入力されたPDU電圧センサ4の検出するPDU電圧Vpinにより除算されることで、バッテリ2からPDU3へ流れると推定されるPDU電流Ipin^(推定入力電流)が算出される。
【0023】
(電流センサ故障検出動作)
次に、図面を参照して上述の電流センサ故障検出器19を含むECU8による電流センサ故障検出動作ついて更に詳細に説明する。
図3は、本実施の形態のモータ駆動装置のECU8による電流センサ故障検出動作を示すフローチャートである。図3において、まずECU8は、上述のように、磁極センサ7よりモータ1の回転子の角度θと角速度ωを、相電流センサ6a、6bよりモータ1の相電流iu、ivを、PDU電圧センサ4よりPDU3に印加されるPDU電圧Vpinを、バッテリ電流センサ5よりバッテリ2からPDU3へ流れるバッテリ電流Ib(実入力電流)をそれぞれ取得する(ステップS1)。
【0024】
次に、ECU8は、上述のように、モータ1へのトルク指令値に基づいて、PDU3に対するベクトル制御におけるトルク分電流指令値idtg及び磁束分電流指令値iqtgを求めると共に、フィードバック演算器14a、14b及び非干渉制御器15を利用して、トルク分電流指令値idtgとトルク分電流idactとの偏差Δid、及び磁束分電流指令値iqtgと磁束分電流iqactとの偏差Δiqから、d−q間の干渉が除去された、最適なトルク分電圧指令値Vd及び磁束分電圧指令値Vqを算出する(ステップS2)。
【0025】
次に、ECU8は、上述のように、電流センサ故障検出器19において、トルク分電流指令値idtg及び磁束分電流指令値iqtgを用いて、トルク分電圧指令値Vdと磁束分電圧指令値Vqに対してPDU3に含まれるインバータ回路の損失を補正することにより、補正後トルク分電圧指令値Vd及び補正後磁束分電圧指令値Vqを算出する(ステップS3)と共に、トルク分電流指令値idtg及び磁束分電流指令値iqtgと、補正後トルク分電圧指令値Vd及び補正後磁束分電圧指令値Vqと、PDU電圧センサ4で検出したPDU3に印加されるPDU電圧Vpinとに基づいて、バッテリ2からPDU3へ流れると推定されるPDU電流Ipin^(推定入力電流)を算出する(ステップS4)。
【0026】
そして、ECU8は、電流センサ故障検出器19において、バッテリ電流センサ5で検出したバッテリ2からPDU3へ流れるバッテリ電流Ib(実入力電流)と、推定されたPDU電流Ipin^(推定入力電流)とを比較して、その差分が規定値以上であるか否かを判定する(ステップS5)。
もし、バッテリ電流Ib(実入力電流)とPDU電流Ipin^(推定入力電流)とを比較して、その差分が規定値未満である場合(ステップS5のNO)、バッテリ電流センサ5は特に問題ないので、そのまま電流センサ故障検出動作を終了する。
一方、バッテリ電流Ib(実入力電流)とPDU電流Ipin^(推定入力電流)とを比較して、その差分が規定値以上である場合(ステップS5のYES)、バッテリ電流センサ5には何かしらの異常があると確定する(ステップS6)。
【0027】
なお、上述の実施の形態では、ECU8に含まれる電流センサ故障検出器19で実行されるステップS5とステップS6の動作が、電流センサ判定手段に相当する。
また、モータ1を駆動するための電力を蓄電する装置は、バッテリ2に限らず、直流電力を蓄電可能な、キャパシタ等を含む蓄電装置(エネルギーストレージデバイス)であれば何を用いても良い。
【0028】
以上説明したように、本実施の形態のモータ駆動装置によれば、モータ1のトルク指令値としてPDU3に対する電流指令値が設定されると、フィードバック演算器14a、14bが、モータ1へ供給される相電流と電流指令値とを比較して、トルク指令値通りにモータ1が駆動するように電圧指令値を算出する。一方、電圧損失補正器21は、電流指令値から算出された電圧指令値に対してPDU3におけるスイッチング素子の損失を補正することにより、実際にモータ1へ供給される電圧に対応する補正後電圧指令値を算出する。
【0029】
そして、インバータ電流推定器22が、電流指令値と補正後電圧指令値とに基づいて、バッテリ2からPDU3へ流れると推定されるPDU電流Ipin^(推定入力電流)を算出するので、電流センサ故障検出器19に含まれる電流センサ判定手段は、バッテリ電流センサ5で検出したバッテリ2からPDU3へ流れるバッテリ電流Ib(実入力電流)と、PDU電流Ipin^(推定入力電流)とを比較することにより、バッテリ電流センサ5の異常の有無を判断することができる。
【0030】
従って、バッテリ電流センサ5の異常の有無を、高精度でかつ安定して検出することができるという効果が得られる。
【0031】
【発明の効果】
以上の如く、本発明のモータ駆動装置によれば、インバータ電流推定手段が、電流指令値と補正後電圧指令値とに基づいて、蓄電装置からインバータ回路へ流れると推定される推定入力電流を算出するので、電流センサ判定手段は、電流センサで検出した蓄電装置からインバータ回路へ流れる実入力電流と、推定入力電流とを比較することにより、該電流センサの異常の有無を判断することができる。
従って、原因の如何に関わらず、高精度でかつ安定した電流センサの異常を検知することが可能なモータ駆動装置を実現することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態のモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 同実施の形態のモータ駆動装置に備えられた電流センサ故障検出器の構成を示すブロック図である。
【図3】 同実施の形態のモータ駆動装置による電流センサ故障検出動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 モータ
2 バッテリ(蓄電装置)
3 PDU(インバータ回路)
5 バッテリ電流センサ(電流センサ)
14a、14b フィードバック演算器(電圧指令値算出手段)
19 電流センサ故障検出器
21 電圧損失補正器(電圧損失補正手段)
22 インバータ電流推定器(インバータ電流推定手段)
S5、S6 電流センサ判定手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor drive device that drives a motor using an inverter circuit.
[0002]
[Prior art]
As a conventional motor drive device, for example, there is a configuration in which a power storage device (energy storage device) such as a battery is connected to a motor via an inverter circuit. In such a motor drive device, the motor is driven by converting DC power input from the power storage device into AC by an inverter circuit and supplying the AC to the motor. A current sensor is provided on a connection line connecting the power storage device and the inverter circuit, and a current value flowing between the power storage device and the inverter circuit is detected by the current sensor. In the motor driving apparatus configured as described above, when the current sensor is disconnected or short-circuited, the current value detected by the current sensor is out of the preset specified range. can do.
[0003]
Moreover, when the battery current fluctuation amount when the battery voltage fluctuates by the reference fluctuation amount is detected, and the fluctuation amount of the battery current is equal to or less than the reference value, a sticking fault of the current sensor (the output of the current sensor is intermediate) There has also been proposed a technique for determining a failure that is fixed to a certain value (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-253682 (page 2-4, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, there are various causes of abnormalities in the current sensor, and in addition to the disconnection, short-circuit, and sticking failure described above, the current sensor may be misaligned. When such a characteristic deviation occurs, the current value detected by the current sensor and the fluctuation amount thereof do not necessarily deviate from the set specified range or reference value. For this reason, as in the prior art described above, there is a case where it is not possible to determine abnormality of the current sensor due to the characteristic deviation only by absolute comparison of the current value flowing between the power storage device and the inverter circuit with the reference value. There is a problem.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a motor drive device capable of detecting an abnormality of a current sensor regardless of the cause.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a motor drive device according to a first aspect of the present invention provides an input from a power storage device (for example, the battery 2 of the embodiment) supplied via an inverter circuit (for example, the PDU 3 of the embodiment). In a motor driving apparatus that drives a motor (for example, the motor 1 of the embodiment) with electric power, based on a deviation between a current command value for the inverter circuit obtained from a torque command value for the motor and a phase current supplied to the motor. A voltage command value calculation means for calculating a voltage command value for the inverter circuit (for example, feedback calculators 14a and 14b in the embodiment), and correcting the loss of the inverter circuit with respect to the voltage command value. Voltage loss correction means for calculating a voltage command value (for example, the voltage loss corrector 21 of the embodiment), the current command value and the compensation Inverter current estimating means for calculating an estimated input current estimated to flow from the power storage device to the inverter circuit based on a post-voltage command value (for example, the inverter current estimator 22 of the embodiment), and the power storage device The actual input current flowing from the power storage device to the inverter circuit, detected by a current sensor (for example, the battery current sensor 5 of the embodiment) provided in a connection line connecting the inverter circuit, and the estimated input current In comparison, when the difference exceeds a predetermined range, current sensor determination means for determining that the current sensor is abnormal (for example, the operations of step S5 and step S6 executed by the current sensor failure detector 19 of the embodiment). It is characterized by comprising.
[0008]
When a current command value for the inverter circuit is set as the motor torque command value, the motor command device having the above configuration is configured such that the voltage command value calculation means calculates the actual phase current and current command value supplied to the motor. And the voltage command value is calculated so that the motor is driven according to the torque command value. On the other hand, the voltage loss correction means corrects the loss of the switching element in the inverter circuit with respect to the voltage command value calculated from the current command value, thereby correcting the corrected voltage command value corresponding to the voltage actually supplied to the motor. Is calculated. Then, since the inverter current estimation means calculates the estimated input current estimated to flow from the power storage device to the inverter circuit based on the current command value and the corrected voltage command value, the current sensor determination means is a current sensor. By comparing the detected actual input current flowing from the power storage device to the inverter circuit with the estimated input current, it is possible to determine whether the current sensor is abnormal.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(overall structure)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a motor 1 includes, for example, three coils (windings), and is mounted on a vehicle so that a rotor thereof assists an engine that drives the vehicle or drives the vehicle. A three-phase electric motor connected to a vehicle drive device (not shown). The motor 1 obtains DC power from a battery (storage battery) 2 mounted on the vehicle, and supplies the DC power to a three-phase motor. A PDU (Power Drive Unit) 3 mainly composed of an inverter circuit is connected to convert the AC power to drive the motor 1 and convert the regenerative power of the motor 1 to DC power to charge the battery 2. ing.
[0010]
Further, a PDU voltage sensor 4 for detecting a PDU voltage Vpin applied to the PDU 3 is connected to the power supply line for connecting the battery 2 and the PDU 3 and exchanging power between the battery 2 and the PDU 3. A battery current sensor 5 for measuring a battery current Ib flowing between the battery 2 and the PDU 3 is provided.
[0011]
Further, the three-phase power supply line connecting the motor 1 and the PDU 3 is provided with phase current sensors 6 a and 6 b for measuring the phase current of the motor 1, and the motor 1 includes a rotor of the motor 1. A magnetic pole sensor 7 including a resolver or the like that outputs the rotation angle as a voltage change is provided. Then, based on the phase current of the motor 1 detected by the phase current sensors 6a and 6b, the rotation angle of the rotor of the motor 1 detected by the magnetic pole sensor 7, and the torque command value of the motor 1 that has been set, Control over the PDU 3 for driving the motor 1 is performed by an ECU (Electronic Control Unit) 8 having a CPU (Central Processing Unit) that controls the overall operation of the motor drive device of the embodiment.
[0012]
Next, the ECU 8 will be described in more detail. The ECU 8 includes an R / D (resolver / digital) converter 11 that converts the voltage value output from the magnetic pole sensor 7 into the angle θ and the angular velocity ω of the rotor of the motor 1. The three-phases for converting the phase currents iu and iv of the motor 1 detected by the phase current sensors 6a and 6b into the torque component current idact (d-axis component) and the magnetic flux component current iqact (q-axis component) in the vector control of the electric motor. / Dq current converter 12.
[0013]
Further, the ECU 8 includes a torque component current command value idtg and a magnetic flux component current command value iqtg in the vector control for the PDU 3 set based on the torque command value to the motor 1, and a three-phase / dq current converter 12. Current calculators 13a and 13b that calculate deviations Δid and Δiq between the torque component current idact and magnetic flux component current iqact of the motor 1 to be output, and the deviation Δid between the calculated torque component current command value idtg and the torque component current idact, And the feedback (F /) for calculating the optimum torque component voltage command value Vd (d-axis component) and the flux component voltage command value Vq (q-axis component) from the deviation Δiq between the flux component current command value iqtg and the flux component current iqact. B) Computation units 14a and 14b are provided.
[0014]
Further, the ECU 8 is based on the angular velocity ω of the motor 1 output from the R / D converter 11 and the torque component current idact and magnetic flux component current iqact of the motor 1 output from the three-phase / dq current converter 12. The non-interference controller 15 and the voltage calculators 16a and 16b for removing the interference between the torque divided voltage command value Vd and the magnetic flux divided voltage command value Vq output from the feedback calculators 14a and 14b, and the torque divided voltage A dq / 3-phase voltage converter 17 that converts the command value Vd and the magnetic flux division voltage command value Vq into a three-phase control signal (Vu, Vv, Vw) for three-phase control of the motor 1, and dq A three-phase PWM control signal for PWM (Pulse Width Modulation) control of a switching element of an inverter circuit included in the PUD 3 using a three-phase control signal (Vu, Vv, Vw) output from the / three-phase voltage converter 17 (UH, UL), (VH, VL), and a PWM timer 18 which converts the (WH, WL) ".
[0015]
Further, the ECU 8 corrects the loss of the inverter circuit included in the PDU 3 with respect to the torque divided voltage command value Vd and the magnetic flux divided voltage command value Vq, and the corrected torque divided voltage command value Vd * and the corrected magnetic flux divided voltage command value. Vq * is calculated, and the torque component current command value idtg and the magnetic flux component current command value iqtg, the corrected torque component voltage command value Vd * and the corrected magnetic flux component voltage command value Vq *, and detected by the PDU voltage sensor 4 Based on the PDU voltage Vpin applied to the PDU 3, a PDU current (estimated input current) estimated to flow from the battery 2 to the PDU 3 is calculated, and the battery current Ib flowing from the battery 2 to the PDU 3 detected by the battery current sensor 5 is calculated. (Actual input current) is compared with the PDU current (estimated input current) to detect whether the battery current sensor 5 is abnormal. A fault detector 19 is provided.
[0016]
(Current sensor failure detector)
Next, the current sensor failure detector 19 will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the current sensor failure detector 19. In FIG. 2, first, the torque component current command value idtg and the magnetic flux component current command value iqtg are input to both the voltage loss corrector 21 and the inverter current estimator 22, and the torque component voltage command value Vd and the magnetic flux component voltage command value are input. Vq is input to the voltage loss corrector 21. The PDU voltage Vpin is input to the inverter current estimator 22.
[0017]
In the voltage loss compensator 21, the input torque component current command value idtg and magnetic flux component current command value iqtg are first converted into three-phase control components (u * , v * , w * ) by the dq / uvw converter 31. In addition to the conversion, the obtained three-phase control components (u * , v * , w * ) are input to the conversion table 32 that stores a map for determining the loss of the inverter circuit included in the PDU 3, and are included in the PDU 3. Calculate the loss of the inverter circuit.
[0018]
Then, the calculated loss is input to the uvw / dq converter 33 again to be converted into a dq axis component, and the torque sub-voltage command value Vd and the magnetic flux voltage are used by using the loss subtracters 34a and 34b. By subtracting the loss component from the command value Vq, the corrected torque component voltage command value Vd * and the corrected magnetic flux component voltage command value Vq * corrected for the loss of the inverter circuit included in the PDU 3 are sent to the inverter current estimator 22. Output. In order to obtain the loss of the inverter circuit included in the PDU 3 from the three-phase control components (u * , v * , w * ), an approximate expression may be used instead of the conversion table 32.
[0019]
On the other hand, in the inverter current estimator 22, the battery current Ib (actual input current) to the PDU 3 detected by the battery current sensor 5 follows from the current command value with a delay corresponding to the current control closed loop transfer function. The transfer function is expressed by (1 / (1 + T 1 s)), for example, T 1 = 1 [ms] in order to match the delay time with the torque current command value idtg and the magnetic flux current command value iqtg. Further, filtering is performed by first-order lag filters 41a and 41b.
[0020]
Further, since harmonics are superimposed on the voltage command value, the input torque component voltage command value Vd * and the corrected magnetic flux component voltage command value Vq * that have been input are transferred to the transfer function in order to remove harmonics. Is represented by (1 / (1 + T 2 s)), for example, filtering is performed by the first-order lag filters 42a and 42b set to T 2 = 10 [ms].
[0021]
The filtered torque component current command value idtg and magnetic flux component current command value iqtg, and the filtered corrected torque component voltage command value Vd * and corrected magnetic flux component voltage command value Vq * are the torque component (d-axis component). ) And magnetic flux components (q-axis components) are multiplied by multipliers 43a and 43b, respectively, to be converted into d-axis components and q-axis components of power-dimensional command values, and d-axis of power-dimensional command values The component and the q-axis component are added by the adder 44 to obtain a power dimension command value.
[0022]
Furthermore, the command value of the power dimension output from the adder 44 is divided by the PDU voltage Vpin detected by the PDU voltage sensor 4 input to the inverter current estimator 22 in the divider 45, whereby the PDU 3 to the PDU 3 PDU current Ipin ^ (estimated input current) that is estimated to flow to is calculated.
[0023]
(Current sensor failure detection operation)
Next, the current sensor failure detection operation by the ECU 8 including the above-described current sensor failure detector 19 will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 3 is a flowchart showing a current sensor failure detection operation by the ECU 8 of the motor drive device of the present embodiment. In FIG. 3, first, as described above, the ECU 8 determines the rotor angle θ and angular velocity ω of the motor 1 from the magnetic pole sensor 7, the phase currents iu and iv of the motor 1 from the phase current sensors 6a and 6b, and the PDU voltage sensor. 4, the PDU voltage Vpin applied to the PDU 3 is acquired, and the battery current Ib (actual input current) flowing from the battery 2 to the PDU 3 is acquired from the battery current sensor 5 (step S1).
[0024]
Next, as described above, the ECU 8 obtains the torque component current command value idtg and the magnetic flux component current command value iqtg in the vector control for the PDU 3 based on the torque command value to the motor 1, and feedback calculators 14a and 14b. And the non-interference controller 15, the deviation Δid between the torque component current command value idtg and the torque component current idact and the difference Δiq between the magnetic flux component current command value iqtg and the magnetic flux component current iqact The optimum torque divided voltage command value Vd and magnetic flux divided voltage command value Vq from which interference has been removed are calculated (step S2).
[0025]
Next, as described above, the ECU 8 uses the torque component current command value idtg and the flux component current command value iqtg in the current sensor failure detector 19 to set the torque component voltage command value Vd and the flux component voltage command value Vq. On the other hand, the corrected torque component voltage command value Vd * and the corrected magnetic flux component voltage command value Vq * are calculated by correcting the loss of the inverter circuit included in the PDU 3 (step S3) and the torque component current command value idtg. And the magnetic flux divided current command value iqtg, the corrected torque divided voltage command value Vd * , the corrected magnetic flux divided voltage command value Vq *, and the PDU voltage Vpin applied to the PDU 3 detected by the PDU voltage sensor 4, A PDU current Ipin ^ (estimated input current) estimated to flow from the battery 2 to the PDU 3 is calculated (step S4).
[0026]
Then, the ECU 8 uses the current sensor failure detector 19 to calculate the battery current Ib (actual input current) flowing from the battery 2 to the PDU 3 detected by the battery current sensor 5 and the estimated PDU current Ipin ^ (estimated input current). In comparison, it is determined whether or not the difference is greater than or equal to a specified value (step S5).
If the battery current Ib (actual input current) is compared with the PDU current Ipin ^ (estimated input current) and the difference is less than the specified value (NO in step S5), the battery current sensor 5 is not particularly problematic. Therefore, the current sensor failure detection operation is finished as it is.
On the other hand, when the battery current Ib (actual input current) is compared with the PDU current Ipin ^ (estimated input current) and the difference is not less than the specified value (YES in step S5), the battery current sensor 5 has something to do with it. It is determined that there is an abnormality (step S6).
[0027]
In the above-described embodiment, the operations of step S5 and step S6 executed by the current sensor failure detector 19 included in the ECU 8 correspond to the current sensor determination means.
Further, the device for storing the electric power for driving the motor 1 is not limited to the battery 2, and any device can be used as long as it is a power storage device (energy storage device) including a capacitor or the like that can store DC power.
[0028]
As described above, according to the motor drive device of the present embodiment, when the current command value for PDU 3 is set as the torque command value of motor 1, feedback calculators 14 a and 14 b are supplied to motor 1. The phase current and the current command value are compared, and the voltage command value is calculated so that the motor 1 is driven according to the torque command value. On the other hand, the voltage loss corrector 21 corrects the loss of the switching element in the PDU 3 with respect to the voltage command value calculated from the current command value, thereby correcting the corrected voltage command corresponding to the voltage actually supplied to the motor 1. Calculate the value.
[0029]
Then, the inverter current estimator 22 calculates the PDU current Ipin ^ (estimated input current) that is estimated to flow from the battery 2 to the PDU 3 based on the current command value and the corrected voltage command value. The current sensor determination means included in the detector 19 compares the battery current Ib (actual input current) flowing from the battery 2 to the PDU 3 detected by the battery current sensor 5 with the PDU current Ipin ^ (estimated input current). The presence or absence of abnormality of the battery current sensor 5 can be determined.
[0030]
Therefore, the effect that the presence or absence of abnormality of the battery current sensor 5 can be detected with high accuracy and stability can be obtained.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the motor drive device of the present invention, the inverter current estimating means calculates the estimated input current estimated to flow from the power storage device to the inverter circuit based on the current command value and the corrected voltage command value. Therefore, the current sensor determination means can determine whether or not there is an abnormality in the current sensor by comparing the actual input current flowing from the power storage device detected by the current sensor to the inverter circuit and the estimated input current.
Therefore, there is an effect that it is possible to realize a motor driving device capable of detecting a current sensor abnormality with high accuracy and stability regardless of the cause.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a current sensor failure detector provided in the motor drive device of the same embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a current sensor failure detection operation by the motor drive device of the same embodiment;
[Explanation of symbols]
1 Motor 2 Battery (power storage device)
3 PDU (Inverter circuit)
5 Battery current sensor (current sensor)
14a, 14b Feedback calculator (voltage command value calculation means)
19 Current sensor failure detector 21 Voltage loss corrector (voltage loss correction means)
22 Inverter current estimator (Inverter current estimation means)
S5, S6 Current sensor determination means

Claims (1)

インバータ回路を介して供給された蓄電装置からの入力電力によりモータを駆動するモータ駆動装置において、
前記モータへのトルク指令値から求まる前記インバータ回路に対する電流指令値と前記モータへ供給される相電流との偏差に基づいて、前記インバータ回路に対する電圧指令値を算出する電圧指令値算出手段と、
前記電圧指令値に対して前記インバータ回路の損失を補正して補正後電圧指令値を算出する電圧損失補正手段と、
前記電流指令値と前記補正後電圧指令値とに基づいて、前記蓄電装置から前記インバータ回路へ流れると推定される推定入力電流を算出するインバータ電流推定手段と、
前記蓄電装置と前記インバータ回路とを接続する接続線に設けられた電流センサにより検出した、前記蓄電装置から前記インバータ回路へ流れる実入力電流と、前記推定入力電流とを比較して、その差分が所定範囲を超える場合に、該電流センサを異常と判定する電流センサ判定手段と
を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。
In a motor drive device that drives a motor by input power from a power storage device supplied via an inverter circuit,
Voltage command value calculating means for calculating a voltage command value for the inverter circuit based on a deviation between a current command value for the inverter circuit obtained from a torque command value for the motor and a phase current supplied to the motor;
Voltage loss correction means for correcting the loss of the inverter circuit with respect to the voltage command value and calculating a corrected voltage command value;
Inverter current estimating means for calculating an estimated input current estimated to flow from the power storage device to the inverter circuit based on the current command value and the corrected voltage command value;
The actual input current detected by the current sensor provided in the connection line connecting the power storage device and the inverter circuit and flowing from the power storage device to the inverter circuit is compared with the estimated input current. A motor drive device comprising: current sensor determination means for determining that the current sensor is abnormal when exceeding a predetermined range.
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