JP5056298B2 - Motor control device and abnormality detection method for motor control device - Google Patents
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Description
本発明は、モータ制御装置および異常検出方法に関し、より特定的には、電動車両等に用いられるモータ制御装置およびそれにおいて用いられる異常検出方法に関する。 The present invention relates to a motor control device and an abnormality detection method, and more specifically to a motor control device used in an electric vehicle or the like and an abnormality detection method used in the motor control device.
従来、バッテリー等から供給される直流電流をインバータ等によって3相交流電流に変換し、3相モータを駆動させるモータ制御装置がある。このようなモータ制御装置において、モータ制御装置の異常を検出する技術が考えられている。例えば特許文献1には、3相モータに出力される電流を検出するための電流センサを設け、この電流センサを用いて、モータ制御装置の異常を検出する異常検出装置が開示されている。この異常検出装置では、3相モータに供給されるU相、V相、およびW相の電流のうち、2相の電流を電流センサによって検知する。異常検出装置は、2相の電流を1周期の間読み込んだ後、各相の電流の最大値および最小値を算出する。そして、一方の相の電流の最大値(最小値)と他方の相の電流の最大値(最小値)とを比較することによって、電流センサ(モータ駆動装置)の異常を検出する。
しかしながら、上記特許文献1では、電流センサで電流が検知される2相のそれぞれについて1周期分の電流値のデータを記憶する必要があるので、モータ制御装置の記憶手段において十分な記憶領域を用意しなければならない。また、電流センサの異常を判定するためには、上記2相のそれぞれについて、1周期分の電流値のデータから電流の最大値および最小値を算出しなければならず、制御装置における処理負荷が大きい。 However, in Patent Document 1, since it is necessary to store current value data for one cycle for each of the two phases in which current is detected by the current sensor, a sufficient storage area is prepared in the storage unit of the motor control device. Must. Further, in order to determine the abnormality of the current sensor, the maximum value and the minimum value of the current must be calculated from the current value data for one cycle for each of the two phases, and the processing load on the control device is increased. large.
それ故、本発明の目的は、簡易な構成でモータ制御装置の異常を検出できるようにすることにある。 Therefore, an object of the present invention is to enable detection of an abnormality in a motor control device with a simple configuration.
上記のような目的を達成するために、本発明は、以下に示すような特徴を有している。第1の発明は、3相モータの駆動を制御するモータ制御装置である。モータ制御装置は、駆動手段、制御手段、電流検知手段、角度検知手段、および異常検出手段を備える。駆動手段は、3相モータを駆動するための3相交流電流を3相モータに与える。制御手段は、3相モータに与えるべき3相交流電流を駆動手段に指示する。電流検知手段は、3相モータに与えられる3相交流電流のうち少なくとも2相の電流値を検知する。角度検知手段は、3相モータの回転角度を検知する。異常検知手段は、電流検知手段によって検知された各電流値を取得し、検知された各電流値を用いてモータ制御装置の異常を検知する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following features. 1st invention is a motor control apparatus which controls the drive of a three-phase motor. The motor control device includes drive means, control means, current detection means, angle detection means, and abnormality detection means. The driving means applies a three-phase alternating current for driving the three-phase motor to the three-phase motor. The control means instructs the driving means to supply a three-phase alternating current to be supplied to the three-phase motor. The current detection means detects a current value of at least two phases of the three-phase alternating current given to the three-phase motor. The angle detection means detects the rotation angle of the three-phase motor. The abnormality detection means acquires each current value detected by the current detection means, and detects an abnormality of the motor control device using each detected current value.
第2の発明は、上記第1の発明において、異常検知手段は、2相の各電流値について、電流値が0になると予想される時点において検知される電流値を取得する取得手段と、各電流値の少なくとも一方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合に異常と判断する判断手段とを含む。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the abnormality detection unit acquires, for each of the two-phase current values, an acquisition unit that acquires a current value detected when the current value is expected to be 0, Determination means for determining that an abnormality occurs when the absolute value of the acquired current value is equal to or greater than a predetermined value for at least one of the current values.
第3の発明は、上記第2の発明において、判断手段は、各電流値のいずれか一方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合、推測される異常原因が、一方の電流値が検知された電流検出手段であることを示す情報を記憶する。また、判断手段は、2相の各電流値の両方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合において、検知された2相の各電流値の絶対値の差分が予め定められた所定値よりも小さければ、推測される異常原因が角度検知手段であることを示す情報を記憶する。さらに、差分が所定値以上であれば推測される異常原因が電流検知手段であることを示す情報を記憶する。 According to a third aspect, in the second aspect, the determination means estimates an abnormal condition when the absolute value of the acquired current value is greater than or equal to a predetermined value for any one of the current values. Information indicating that the cause is current detection means in which one of the current values is detected is stored. In addition, the determination means determines the absolute value of each detected current value of the two phases when the absolute value of the acquired current value is equal to or greater than a predetermined value for each of the two phase current values. If the difference is smaller than a predetermined value, information indicating that the estimated cause of abnormality is the angle detection means is stored. Furthermore, if the difference is greater than or equal to a predetermined value, information indicating that the estimated cause of abnormality is the current detection means is stored.
第4の発明は、上記第2の発明において、取得手段は、2相の各交流電流について、電流値が極大値になると予想される時点において検知される電流値を検知極大値として取得し、電流値が極小値になると予想される時点において検知される電流値を検知極小値として取得する。また、判断手段は、各電流値のいずれか一方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合、推測される異常原因が、一方の電流値が検知された電流検出手段であることを示す情報を記憶する。また、各電流値の両方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合において、2相の各電流値についてともに、検知極大値の絶対値と検知極小値の絶対値との差分が予め定められた所定値よりも小さくなれば、推測される異常原因が角度検知手段であることを示す情報を記憶する。さらに、2相の各電流値の少なくとも一方について、検知極大値の絶対値と検知極小値の絶対値との差分が所定値以上となれば、推測される異常原因が電流検知手段であることを示す情報を記憶する。 In a fourth aspect based on the second aspect, the acquisition means acquires, as a detection maximum value, a current value detected at a time when the current value is predicted to be a maximum value for each of the two-phase alternating currents. The current value detected at the time when the current value is expected to be the minimum value is acquired as the detection minimum value. In addition, when the absolute value of the acquired current value is greater than or equal to a predetermined value for any one of the respective current values, the determination unit detects that one of the current values is an estimated cause of abnormality. Information indicating current detection means is stored. In addition, for each current value, when the absolute value of the acquired current value is greater than or equal to a predetermined value, the absolute value of the detection maximum value and the detection minimum value of each of the two-phase current values are both If the difference from the absolute value becomes smaller than a predetermined value, information indicating that the estimated cause of abnormality is the angle detection means is stored. Further, if the difference between the absolute value of the detected maximum value and the absolute value of the detected minimum value is equal to or greater than a predetermined value for at least one of the current values of the two phases, the estimated abnormality cause is the current detecting means. Information to be stored is stored.
第5の発明は、上記第1の発明において、異常検知手段は、2相の各電流値について、電流値が極大値になると予想される時点において検知される電流値を取得する取得手段と、取得された2相の電流値同士の差分が予め定められた所定値以上である場合に異常と判断する判断手段とを含む。 According to a fifth invention, in the first invention, the abnormality detection unit acquires, for each of the two-phase current values, an acquisition unit that acquires a current value detected at a time when the current value is expected to be a maximum value; Determining means for determining that an abnormality occurs when the difference between the acquired two-phase current values is equal to or greater than a predetermined value.
第6の発明は、上記第1の発明において、異常検知手段は、2相の各電流値について、電流値が極小値になると予想される時点において検知される電流値を取得する取得手段と、取得された2相の電流値同士の差分が予め定められた所定値以上である場合に異常と判断する判断手段とを含む。 In a sixth aspect based on the first aspect, the abnormality detection means acquires, for each of the two-phase current values, an acquisition means for acquiring a current value detected at a time when the current value is expected to be a minimum value; Determining means for determining that an abnormality occurs when the difference between the acquired two-phase current values is equal to or greater than a predetermined value.
第7の発明は、上記第1の発明において、異常検知手段は、2相の各電流値について、電流値が互いに等しくなると予想される時点において検知される電流値を取得する取得手段と、2相の電流値同士の差分が予め定められた所定値以上である場合に異常と判断する判断手段とを含む。 In a seventh aspect based on the first aspect, the abnormality detection means obtains current values detected at the time when the current values are expected to be equal to each other for each of the two-phase current values, and 2 Determining means for determining that an abnormality occurs when the difference between the phase current values is equal to or greater than a predetermined value.
第8の発明は、3相モータの駆動を制御するモータ制御装置の異常を検出する方法である。モータ制御装置は、角度検知ステップと異常検出ステップとを備える。角度検知ステップは、3相モータの回転角度を検知する。異常検知ステップは角度検知ステップにおいて検知される回転角度が予め定められた値となる時点で電流検知手段によって検知された各電流値を取得し、検知された各電流値を用いてモータ制御装置の異常を検出する。 The eighth invention is a method of detecting an abnormality in a motor control device that controls driving of a three-phase motor. The motor control device includes an angle detection step and an abnormality detection step. The angle detection step detects the rotation angle of the three-phase motor. The abnormality detection step acquires each current value detected by the current detection means when the rotation angle detected in the angle detection step becomes a predetermined value, and uses each detected current value of the motor control device. Detect anomalies.
上記第1の発明によれば、角度検出手段によって検出される3相モータの回転角度が、予め定められた値となる時点でのみ電流検出手段によって電流値を取得し、異常を判断することができる。したがって、簡易な構成でモータ制御装置の異常を検出することができる。 According to the first aspect of the present invention, the current value is obtained by the current detection means only when the rotation angle of the three-phase motor detected by the angle detection means becomes a predetermined value, and abnormality is determined. it can. Therefore, the abnormality of the motor control device can be detected with a simple configuration.
上記第2の発明によれば、電流値が0になると予想される時点において電流値を取得し、異常を判断することができる。これにより、交流電流を1周期に渡って取得する必要がなくなり、メモリ容量を削減することができる。 According to the second aspect of the invention, it is possible to determine the abnormality by acquiring the current value at the time when the current value is expected to be zero. Thereby, it is not necessary to acquire an alternating current over one period, and the memory capacity can be reduced.
上記第3の発明によれば、電流値が0になると予想される時点において電流値を取得し、異常と判断された場合、2相の各電流値の絶対値を比較することにより、推測される異常原因が角度検出手段か電流検出手段かを判別することができる。 According to the third invention, the current value is acquired at the time when the current value is expected to be zero, and when it is determined to be abnormal, it is estimated by comparing the absolute values of the current values of the two phases. It is possible to determine whether the abnormality cause is an angle detection means or a current detection means.
上記第4の発明によれば、電流値が0になると予想される時点において電流値を取得し、異常と判断された場合、電流値の検知極大値および検知極小値の絶対値を比較することにより、推測される異常原因が角度検出手段か電流検出手段かを判別することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the current value is acquired at the time when the current value is expected to be zero, and when it is determined to be abnormal, the detected maximum value of the current value and the absolute value of the detected minimum value are compared. Thus, it is possible to determine whether the estimated cause of abnormality is the angle detection means or the current detection means.
上記第5の発明によれば、2相の各電流値について、電流値が極大値になると予想される時点で電流値を取得しても異常を検出することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to detect an abnormality even if the current value is acquired at the time when the current value is expected to be a maximum value for each of the two-phase current values.
上記第6の発明によれば、2相の各電流値について、電流値が極小値になると予想される時点で電流値を取得しても異常を検出することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to detect an abnormality even if the current value is acquired at the time when the current value is expected to be a minimum value for each of the two-phase current values.
上記第7の発明によれば、2相の各電流値について、電流値が等しくなると予想される時点で電流値を取得しても異常を検出することができる。 According to the seventh aspect of the invention, it is possible to detect an abnormality even if the current values are obtained at the time when the current values are expected to be equal for the two-phase current values.
上記第8の発明によれば、3相モータの回転角度を検知する角度検知ステップと角度検知ステップにおいて検知される回転角度が予め定められた値となる時点で電流検知手段によって検知された各電流値を取得する異常検出ステップとでモータ制御装置の異常を検出することができる。 According to the eighth aspect of the invention, the angle detection step for detecting the rotation angle of the three-phase motor, and each current detected by the current detection means when the rotation angle detected in the angle detection step becomes a predetermined value. The abnormality of the motor control device can be detected by the abnormality detection step of acquiring the value.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係るモータ制御装置の構成および動作について説明する。図1は、第1の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。図1において、モータ制御装置は、モータ10と、モータ制御部11と、モータ駆動部12と、第1の電流センサ13と、第2の電流センサ14とを備えている。本実施形態では、モータ制御装置が電気自動車において用いられる場合を例として説明する。なお、第1の実施形態では、モータ10が請求項に記載の3相モータに、モータ駆動部12が駆動手段にそれぞれ相当する。また、第1の電流センサ13と第2の電流センサ14とは請求項に記載の電流検知手段に相当する。
(First embodiment)
The configuration and operation of the motor control device according to the first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the motor control device according to the first embodiment. In FIG. 1, the motor control device includes a
モータ10は、3相モータであり、U相ステータコイル101と、V相ステータコイル102と、W相ステータコイル103の3つのステータコイルを有する。また、モータ10は、モータ10の回転角度を検知する角度センサ104を有する。具体的には、モータ10は磁極対を備えたロータを有しており、角度センサ104は当該ロータの回転角度を検知する。角度センサ104によって検知された回転角度の情報は、モータ制御部11に出力される。モータ制御部11は、上記角度センサ104によって検知される回転角度から、モータ10に与えられる交流電流の電気角θを知ることができる。なお、第1の実施形態では、角度センサ104は請求項に記載の角度検知手段に相当する。
The
モータ制御部11は、モータ10の駆動を制御する手段であり、CPU(中央演算装置)およびメモリ等で構成される。具体的には、モータ制御部11は、モータ10において発生させるべきトルクを示す指令(トルク指令)を外部から取得する。トルク指令は、例えば、モータ制御装置が搭載されている電気自動車のアクセルペダルに対して行われる操作(アクセルペダルの踏み込み量)等に基づいて決められる。モータ制御部11は、トルク指令を受けると、当該トルク指令に応じたトルクを発生させるための3相交流波形を作成する指示をモータ駆動部12に対して行う。なお、第1の実施形態では、モータ制御部11は請求項に記載の制御手段に相当する。
The
モータ駆動部12は、モータ制御部11からの指示に従って、上記トルク指令に応じた所望の振幅および位相を有するように、U相、V相および、W相の3相交流電流を生成する。本実施形態では、モータ駆動部12は、インバータ回路等を有しており、電気自動車に搭載される直流バッテリーからの直流電流から上記3相交流電流を生成する。モータ駆動部12によって生成された3相交流電流は、モータ10へ出力される。すなわち、U相の電流IuはU相ステータコイル101に、V相の電流IvはV相ステータコイル102に、W相の電流IwはW相ステータコイル103にそれぞれ出力される。その結果、モータ10が駆動し、モータ10のロータにトルクが発生する。
The
図2は、3相交流電流の一例を示す図である。図2に示すように、3相交流電流は、U相、V相およびW相の各電流の位相(電気角)が互いに2π/3(120°)ずれるように生成される。モータ制御部11は、3相交流電流が所望の振幅および位相となるようにモータ駆動部12に指示を行う。換言すれば、モータ制御部11は、電気角と各相の電流の電流値との関係、すなわち、電気角が任意の値をとる時点において電流値がとるべき値を知っている。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a three-phase alternating current. As shown in FIG. 2, the three-phase alternating current is generated such that the phases (electrical angles) of the U-phase, V-phase, and W-phase currents are shifted from each other by 2π / 3 (120 °). The
第1の電流センサ13は、モータ駆動部12のU相の出力端とU相ステータコイルとの間に接続され、U相の電流Iuの大きさを検知する。また、第2の電流センサ14は、モータ駆動部12のV相の出力端とV相ステータコイルとの間に接続され、V相の電流Ivの大きさを検知する。各電流センサ13および14の検知結果は、モータ制御部11に出力される。なお、本実施形態および後述する第2〜第4の実施形態では、U相の電流値IuとV相の電流値Ivとを検知するように2つの電流センサを配置しているが、各電流センサは、3相のうちどの2相の電流値を検知するものであってもよい。
The first
上記のような構成のモータ制御装置において、正常に動作している場合には各電流センサにおいて、モータ制御部11が指示している電流値と同じ(ほぼ同じ)電流値が検知される。一方、モータ制御部11が指示している電流値とは異なる電流値が検知された場合、モータ制御装置は異常であると判断される。例えば、図2に示すような3相交流電流を生成することをモータ制御部11が指示している場合において、電気角θ=150°の場合にV相の電流値(第2の電流センサ14によって検知される電流値)が0[A]であれば、モータ制御装置の動作は正常であると判断される。一方、電気角θ=150°の場合にV相の電流値が0[A]と異なっていれば、モータ制御装置の動作は異常であると判断される。本実施形態では、モータ制御装置の異常を検出するための動作(処理)は、モータ制御部11によって行われる。つまり、本実施形態では、モータ制御部11が請求項に記載の異常検出手段に相当する。本実施形態では、モータ制御部11は、モータ10を制御する機能に加えて、モータ制御装置の異常を検出する機能を有するものとしたが、他の実施形態では、モータ制御装置の異常を検出する手段(回路)が、モータ10を制御する手段(回路)とは別に設けられてもよい。以下、モータ制御装置の異常を検出するための動作を説明する。
In the motor control device configured as described above, when operating normally, each current sensor detects the same (substantially the same) current value as the current value indicated by the
以下、図3を参照して、モータ制御装置における異常検出動作について説明する。図3は、第1の実施形態に係るモータ制御装置のモータ制御部11における処理の流れを示すフローチャートである。なお、ここでは、モータ制御部11における処理のうち、モータ制御装置の異常を検出するための処理について主に説明する。また、ここでは、(正常であれば)図2に示す3相交流電流が生成・出力される場合を例として説明する。
Hereinafter, an abnormality detection operation in the motor control device will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing in the
図3に示すフローチャートは、モータ制御部11が所定のプログラムを実行することにより行われる。また、図3に示すフローチャートに示される処理は、モータ制御装置の電源がON(例えば、モータ制御装置が搭載された車両のイグニッションスイッチがON)されることによって開始される。また当該処理は、後述する終了条件が満たされるか、または、モータ制御装置の電源がOFF(例えば、イグニッションスイッチがOFF)されることによって終了される。
The flowchart shown in FIG. 3 is performed by the
図3において、まずステップS301において、モータ制御部11は、モータ10の回転角度を角度センサ104から取得し、電気角θを算出する。なお、ステップS301は所定時間間隔で繰り返し実行される。
In FIG. 3, first, in step S301, the
ステップS301の次のステップS302において、モータ制御部11は、現在の電気角(ステップS301で算出された電気角)θがθ=90°または270°であるか否かを判定する。判定結果が肯定である場合、ステップS303およびS304の処理が実行される。一方、判定結果が否定である場合、ステップS303およびS304の処理はスキップされてステップS305の処理が実行される。
In step S302 following step S301, the
ステップS303において、モータ制御部11は、第1の電流センサ13から電流値Iuを取得し、ステップS304に処理を進める。さらにステップS304において、モータ制御部11は、ステップS303で取得した電流値Iuの情報をモータ制御部11内のメモリに記憶する。なお、モータ制御部11は、取得された電流値Iuの情報のうちで最新のもののみをメモリに保存しておけばよい。ステップS304の後、ステップS305の処理が実行される。
In step S303, the
ステップS305において、モータ制御部11は、現在の電気角(ステップS301で算出された電気角)θがθ=150°または330°であるか否かを判定する。判定結果が肯定である場合、ステップS306の処理が実行される。一方、判定結果が否定である場合、ステップS301の処理が再度実行される。
In step S305, the
ステップS306において、モータ制御部11は、第2の電流センサ14から電流値Ivを取得し、ステップS307に処理を進める。さらにステップS307において、モータ制御部11は、ステップS306で取得した電流値Ivの情報をモータ制御部11内のメモリに記憶する。なお、モータ制御部11は、取得された電流値Ivの情報のうちで最新のもののみをメモリに保存しておけばよい。ステップS307の後、ステップS308の処理が実行される。
In step S306, the
以上のように、モータ制御部11は、角度センサ104を用いることで所定時間間隔でモータ10の回転角度を検知し(ステップS301)、電気角θがθ=90°または270°のときのみ(ステップS302でYes)、U相の電流値Iuを取得する(ステップS303)。また、電気角θがθ=150°または330°のときのみ(ステップS305でYes)、V相の電流値Ivを取得する(ステップS306)。このように、本実施形態によれば、角度センサ104を用いることによって電気角が特定の値となるときの電流値のみを取得することができるので、交流電流を1周期にわたって取得および記憶する必要がなくなり、必要なメモリ容量を削減することができる。なお、第1の実施形態では、ステップS303およびS306を実行するモータ制御部11が、請求項に記載の取得手段に相当する。
As described above, the
なお、図2に示すように、電気角θ=90°および270°は、電流値Iuが0[A]になると予想される電気角であり、電気角θ=150°および330°は電流値Ivが0[A]になると予想される電気角θである。つまり、本実施形態では、各電流値IuおよびIvが0[A]になると予想される時点での各電流値を取得する。 As shown in FIG. 2, the electrical angles θ = 90 ° and 270 ° are electrical angles at which the current value Iu is expected to be 0 [A], and the electrical angles θ = 150 ° and 330 ° are current values. This is the electrical angle θ that Iv is expected to be 0 [A]. That is, in this embodiment, each current value at the time when each current value Iu and Iv is expected to be 0 [A] is acquired.
上記ステップS307の後、ステップS308以降の処理が実行される。ステップS308〜S315の処理においては、上記ステップS303およびS306で取得された電流値が、本来とるべき値(モータ制御部11が指示した値)となっているか否かによって、モータ制御装置が正常であるか否かが判定される。つまり、ステップS308〜S315以降の処理を実行するモータ制御部11が、請求項に記載の判断手段に相当する。
After step S307, the processes after step S308 are executed. In the processing of steps S308 to S315, the motor control device is normal depending on whether or not the current value acquired in steps S303 and S306 is the value that should be originally taken (the value instructed by the motor control unit 11). It is determined whether or not there is. In other words, the
ステップS308において、モータ制御部11は、上記ステップS304で記憶した電流値Iuの情報を参照して、電流値Iuが0[A]であるか否かを判定する。ステップS308の判定において、電流値Iuが0[A]であると判定された場合、モータ制御部11はステップS309に処理を進める。一方、電流値Iuが0[A]でないと判定された場合、モータ制御部11は、後述するステップS311に処理を進める。
In step S308, the
なお、ステップS308においては、第1の電流センサ13によって検知された電流値Iuと、電流値Iuがとるべき目標値(0[A])とが等しいか否かを判定するが、両者が厳密に等しいか否かを判定する必要はない。すなわち、ステップS308において、モータ制御部11は、検知された電流値Iuが、上記目標値を中心とした予め定められた所定値以内の範囲に含まれているか否かを判定すればよい。なお、後述するステップS309およびS311における判定においてもステップS308と同様、2つの値が厳密に等しいか否かを判定する必要はない。
In step S308, it is determined whether the current value Iu detected by the first
ステップS309において、モータ制御部11は、上記ステップS307で記憶した電流値Ivの情報を参照して、電流値Ivが0[A]であるか否かを判定する。ステップS309の判定において、電流値Ivが0[A]であると判定された場合、モータ制御部11は、ステップS301に処理を進める。つまり、ステップS308およびS309において電流値IuおよびIvがともに0[A]であった場合、モータ制御部11はモータ制御装置が正常であると判断して、モータ10の制御動作を継続する。一方、ステップS309の判定において、電流値Ivが0[A]でないと判定された場合、モータ制御部11はステップS310に処理を進める。
In step S309, the
ステップS310において、モータ制御部11は、モータ制御装置が異常であると判断する。ここで、ステップS310が実行される場合とは、U相の電流値Iuが正常な値(=0[A])であるにもかかわらず、V相の電流値Ivが正常でない値(≠0[A])となる場合である。この場合には、第2の電流センサ14が異常であると推測することができる。したがって、ステップS310においては、モータ制御部11は、異常箇所が第2の電流センサ14であることをメモリに記憶しておく。なお、電流センサの異常としては、電流センサのオフセット異常や、電流センサ周辺での断線等が考えられる。モータ制御部11は、ステップS310の後、後述するステップS316に処理を進める。
In step S310, the
一方、ステップS311において、モータ制御部11は、上記ステップS309と同じ判定処理を行う。すなわち、ステップS307で記憶した電流値Ivの情報を参照して、電流値Ivが0[A]であるか否かを判定する。ステップS311の判定において、電流値Ivが0[A]であると判定された場合、モータ制御部11は、ステップS312に処理を進める。一方、電流値Ivが0[A]でないと判定された場合、モータ制御部11はステップS313に処理を進める。
On the other hand, in step S311, the
ステップS312において、モータ制御部11は、モータ制御装置が異常であると判断する。ここで、ステップS312が実行される場合とは、V相の電流値Ivが正常な値(=0[A])であるにもかかわらず、U相の電流値Iuが正常でない値(≠0[A])となる場合である。この場合には、第1の電流センサ13が異常であると推測することができる。したがって、ステップS312においては、モータ制御部11は、異常箇所が第1の電流センサ13であることをメモリに記憶しておく。モータ制御部11は、ステップS312の後、後述するステップS316に処理を進める。
In step S312, the
ステップS313において、モータ制御部11は、ステップS304で記憶した電流値IuおよびステップS307で記憶した電流値Ivの情報を参照して、電流値Iuの絶対値と電流値Ivの絶対値とが等しいか否かを判定する。ステップS313の判定結果が肯定である場合、モータ制御部11はステップS314に処理を進める。一方、ステップS313の判定結果が否定である場合、モータ制御部11はステップS315に処理を進める。詳細は後述するが、上記ステップS313の処理は、推測される異常原因が電流センサであるか角度センサであるかを判断するための処理である。なお、ステップS313の判定処理においてもステップS308と同様、2つの絶対値が厳密に等しいか否かを判定せずともよく、2つの絶対値の差が、予め定められた所定値以下となるか否かを判定すればよい。
In step S313, the
ステップS314において、モータ制御部11は、モータ制御装置が異常であると判断する。ここで、ステップS314が実行される場合とは、U相およびV相の電流値IuおよびIvがともに正常でない値(≠0[A])となり、かつ、U相の電流値Iuの絶対値とV相の電流値Ivの絶対値とが等しい場合である。ここで、U相およびV相の電流値が正常でない値となる原因として、オフセット異常等によって電流センサが異常である場合と、角度センサ104の検出値がずれている場合とが想定される。ステップS314の場合にはU相およびV相の各絶対値が等しくなるので、仮に電流センサのオフセット異常が原因であるとすれば、2つの電流センサ13および14について同じ量だけオフセットがずれている状況であることになるが、このような状況となる可能性は低い。これに対して、角度センサ104の検出値がずれているために所望の電気角(ここでは、θ=90°,150°,270°,330°)で電流値を検出できていない場合には、所望の電気角から同じ角度だけずれた電気角で電流値が検出されるので、各電流値の絶対値は等しくなる。以上より、ステップS314の場合には角度センサ104の検出値がずれていることが原因であると推測することができる。以上の理由で、ステップS314においては、モータ制御部11は、異常箇所が角度センサ104であることをメモリに記憶しておく。モータ制御部11は、ステップS314の後、後述するステップS316に処理を進める。
In step S314, the
一方、ステップS315において、モータ制御部11は、モータ制御装置が異常であると判断する。ここで、ステップS315が実行される場合とは、U相およびV相の電流値IuおよびIvがともに正常でない値(≠0[A])となり、かつ、U相の電流値Iuの絶対値とV相の電流値Ivの絶対値とが等しくない場合である。ここで、上述したように、U相およびV相の電流値が正常でない値となる原因としては、オフセット異常等によって各電流センサが異常である場合と、角度センサ104の検出値がずれている場合とが想定される。また、角度センサ104の検出値がずれている場合には各電流値の絶対値は等しくなる。しかし、ステップS315の場合には各電流値の絶対値は等しくないので、角度センサ104の異常ではないと判断できる。したがって、ステップS315の場合には各電流センサ13および14の異常であると推測することができる。以上の理由で、ステップS315においては、モータ制御部11は、異常箇所が各電流センサ13および14であることをメモリに記憶しておく。モータ制御部11は、ステップS315の後、後述するステップS316に処理を進める。
On the other hand, in step S315, the
以上のステップS308〜S315で述べたように、本実施形態においては、検知された電流値Iuおよび電流値Ivによって、以上箇所を次のように推測する。
Iu=0かつIv≠0のとき:第2の電流センサの異常
Iu≠0かつIv=0のとき:第1の電流センサの異常
Iu≠0かつIv≠0、かつ、|Iu|=|Iv|のとき:角度センサの異常
Iu≠0かつIv≠0、かつ、|Iu|≠|Iv|のとき:各電流センサの異常
また、上記のように推測された結果は、モータ制御部11のメモリに保存される。したがって、モータ制御装置の異常を点検する際、点検者は、メモリに保存された情報を参照することによって、異常箇所を容易に推測することができる。
As described in steps S308 to S315 above, in the present embodiment, the above location is estimated as follows based on the detected current value Iu and current value Iv.
When Iu = 0 and Iv ≠ 0: Second current sensor abnormality Iu ≠ 0 and Iv = 0: First current sensor abnormality Iu ≠ 0 and Iv ≠ 0 and | Iu | = | Iv When |: Angle sensor abnormality Iu ≠ 0 and Iv ≠ 0, and | Iu | ≠ | Iv |: Abnormality of each current sensor Further, the estimated result is as follows. Saved in memory. Therefore, when inspecting the abnormality of the motor control device, the inspector can easily guess the abnormal part by referring to the information stored in the memory.
ステップS316において、モータ制御部11は、動作モードをフェールセーフモードに移行する。フェールセーフモードにおいては、モータ駆動部12からモータ10への電力の供給が停止される。また、このとき、モータ制御部11は、電気自動車の操縦者に対してモータ制御装置の異常を通知(警告)するようにしてもよい。ステップS316の後、モータ制御部11は、図3に示す処理を終了する。
In step S316, the
以上のように、第1の実施形態によれば、電気角が予め定められた所定値となる時点での電流値が、本来とるべき値(モータ制御部11によって指示される値)となっているか否かによって、モータ制御装置が正常であるか異常であるかを判断する。このとき、モータ制御部11は、角度センサ104を用いることによって、電気角が上記所定値となる時点での電流値のみを取得することができる。そのため、交流電流を1周期にわたって取得および記憶する場合に比べて、必要なメモリ容量を削減することができる。
As described above, according to the first embodiment, the current value at the time point when the electrical angle reaches a predetermined value is a value that should be originally taken (a value instructed by the motor control unit 11). It is determined whether the motor control device is normal or abnormal depending on whether or not it is present. At this time, by using the
また、第1の実施形態によれば、2相の電流値の絶対値を比較することによって、モータ制御装置の異常原因が電流センサに起因するのか、それとも角度センサに起因するのかを推測することができる。これによれば、モータ制御装置を点検する際に、点検者は異常の原因となる箇所を容易に推測することができる。 Further, according to the first embodiment, by comparing the absolute values of the two-phase current values, it is estimated whether the cause of the abnormality of the motor control device is caused by the current sensor or the angle sensor. Can do. According to this, when inspecting the motor control device, the inspector can easily estimate the location that causes the abnormality.
なお、第1の実施形態(後述する第2〜第4の実施形態においても同様)において、モータ制御部11は、電流値が0[A]となるべき時点の電気角を検出し、当該電気角における電流センサの電流値を取得した。ここで、モータ制御部11が電流値を検出する時点の電気角の値は、3相交流電流の位相が予め定められている(変化しない)場合は、予め定められていてもよいし、当該位相がモータ制御部11によって操作される場合は、モータ制御部11の操作によって適宜変更されてもよい。例えば、図3に示す処理を行う際において、図2に示す3相交流電流が基準となる波形であり、モータ制御部11の操作により図2に示す波形から位相が5°正側にずらされる場合、モータ制御部11は、電気角θ=95°または275°の時点の電流値Iuを取得し、電気角θ=155°または335°の時点の電流値Ivを取得してもよい。
In the first embodiment (the same applies to the second to fourth embodiments described later), the
また、上述した第1の実施形態では、モータ制御装置の異常原因が、第1の電流センサ13、第2の電流センサ14、および角度センサ104のいずれであるかを推測するようにしたが、他の実施形態においては、モータ制御部11は、異常原因を推測しなくてもよい。具体的には、図3に示す処理において、ステップS308およびS309の判定処理のいずれかの判定結果が否定となった場合、ステップS316の処理を実行するようにしてもよい。また、他の実施形態においては、モータ制御装置の異常原因が、第1の電流センサ13および第2の電流センサ14のいずれであるかを推測するようにしてもよい。具体的には、図3に示す処理において、ステップS311の判定処理の結果が否定となる場合、ステップS313の処理を実行せずに、ステップS314の処理を実行するようにしてもよい。この場合、ステップS315の処理は不要である。以上の処理によっても第1の実施形態と同様、モータ制御装置の異常を検出することが可能である。
In the first embodiment described above, the cause of the abnormality of the motor control device is estimated as one of the first
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を説明する。上述した第1の実施形態に係るモータ制御装置では、電流値IuおよびIvが0[A]と予想される電気角での電流値を用いて異常判定を行った。第2の実施形態では、各電流値IuおよびIvの極大値および極小値と予想される電流値を用いて異常判定を行う場合を説明する。なお、第2の実施形態に係るモータ制御装置の構成は、図1に示す構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the motor control apparatus according to the first embodiment described above, the abnormality determination is performed using the current value at the electrical angle at which the current values Iu and Iv are expected to be 0 [A]. In the second embodiment, a case will be described in which abnormality determination is performed using current values Iu and Iv that are predicted to be local maximum values and local minimum values. The configuration of the motor control device according to the second embodiment is the same as the configuration shown in FIG.
第2の実施形態においても第1の実施形態と同様、図2に示す3相交流電流がモータ10に与えられる場合を例として考える。図2においては、外部からのトルク指令が一定である場合、すなわち電流振幅が一定である場合、正常であれば、U相およびV相の電流値は次の条件を満たす。すなわち、各電流値は、電気角θ=0°で電流値Iuが極小値Iuminに、電気角θ=180°で電流値Iuが極大値Iumaxに、電気角θ=60°で電流値Ivが極大値Ivmaxに、電気角θ=240°で電流値Ivが極小値Ivminになる。さらに、電流値Iumaxと電流値Ivmaxとは一致し、電流値Iuminと電流値Ivminとは一致する。したがって、第2の実施形態においては、これらの条件が満たされない場合にモータ制御装置が異常であると判断する。以下、第2の実施形態におけるモータ制御装置の動作の詳細を説明する。 Also in the second embodiment, as in the first embodiment, a case where a three-phase alternating current shown in FIG. In FIG. 2, when the torque command from the outside is constant, that is, when the current amplitude is constant, the current values of the U-phase and V-phase satisfy the following conditions if they are normal. That is, the current value Iu is the minimum value Iumin at the electrical angle θ = 0 °, the current value Iu is the maximum value Iumax at the electrical angle θ = 180 °, and the current value Iv is at the electrical angle θ = 60 °. The current value Iv becomes the minimum value Ivmin at the electrical angle θ = 240 ° to the maximum value Ivmax. Furthermore, the current value Iumax and the current value Ivmax coincide with each other, and the current value Iumin and the current value Ivmin coincide with each other. Accordingly, in the second embodiment, it is determined that the motor control device is abnormal when these conditions are not satisfied. Hereinafter, the details of the operation of the motor control device according to the second embodiment will be described.
図4は、第2の実施形態に係るモータ制御装置のモータ制御部11における処理の流れを示すフローチャートである。図4に示すフローチャートに示される処理は、モータ制御装置の電源がONされることによって開始される。また当該処理は、後述する終了条件が満たされるか、または、モータ制御装置の電源がOFFされることによって終了される。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process flow in the
図4に示すステップS401〜S407の処理は、ステップS402およびS405の判定における電気角の値が異なる以外は、第1の実施形態におけるステップS301〜S307と同様の処理である。すなわち、ステップS402において、モータ制御部11は、現在の電気角θがθ=0°または180°であるか否かを判定する。判定結果が肯定である場合、ステップS403およびS404の処理が実行される。一方、判定結果が否定である場合、ステップS405の処理が実行される。また、ステップS405において、モータ制御部11は、現在の電気角θがθ=60°または240°であるか否かを判定する。判定結果が肯定である場合、ステップS406の処理が実行される。一方、判定結果が否定である場合、ステップS401の処理が再度実行される。また、ステップS401,S403,S404,S406,およびS407の処理は、ステップS301,S303,S304,S306,およびS307の処理と同じである。なお、以下では、電流値が極大値になると予想される時点において検知された電流値(ステップS404において取得された電流値)を検知極大値と呼び、電流値が極小値になると予想される時点において検知された電流値(ステップS407において取得された電流値)を検知極小値と呼ぶ。ステップS404およびS407において、モータ制御部11は、取得された電流値IuまたはIvの情報のうちで検知極大値および検知極小値についてそれぞれ最新のもののみをメモリに保存しておけばよい。
The processes in steps S401 to S407 shown in FIG. 4 are the same processes as steps S301 to S307 in the first embodiment, except that the electrical angle values in the determinations in steps S402 and S405 are different. That is, in step S402, the
以上のように、第2の実施形態においては、モータ制御部11は、電気角θがθ=0°または180°のときのみ(ステップS402でYes)、U相の電流値Iuを取得する(ステップS403)。また、電気角θがθ=60°または240°のときのみ(ステップS405でYes)、V相の電流値Ivを取得する(ステップS406)。つまり、第2の実施形態では、各電流値IuおよびIvが極大値または極小値になると予想される時点での各電流値を取得する。
As described above, in the second embodiment, the
ステップS407の後、ステップS408以降の処理が実行される。ステップS408以降においては、上記ステップS403およびS406で取得された電流値が、本来とるべき値(モータ制御部11が指示した値)となっているか否かによって、判定結果に応じてモータ制御装置が正常であるか否かが判定される。 After step S407, the processing after step S408 is executed. In step S408 and subsequent steps, the motor controller according to the determination result determines whether the current value acquired in steps S403 and S406 is a value to be originally taken (a value instructed by the motor control unit 11). It is determined whether or not it is normal.
ステップS408において、モータ制御部11は、上記ステップS404およびS407で記憶した電流値IuおよびIvの情報を参照して、U相の電流値の検知極大値Iumax(電気角θ=180°での電流値Iu)と、V相の電流値の検知極大値Ivmax(電気角θ=60°での電流値Iv)とが等しいか否かを判定する。ステップS408の判定結果が肯定である場合、モータ制御部11はステップS409に処理を進める。一方、ステップS408の判定結果が否定である場合、モータ制御部11は後述するステップS412に処理を進める。
In step S408, the
なお、ステップS408においては、U相の電流値の検知極大値Iumaxと、V相の電流値の検知極大値Ivmaxとが等しいか否かを判定するが、両者が厳密に等しいか否かを判定する必要はない。すなわち、ステップS408において、モータ制御部11は、U相の電流値の検知極大値IumaxとV相の電流値の検知極大値Ivmaxとの差分が予め定められた所定値よりも小さいか否かを判定すればよい。なお、後述するステップS409およびS410における判定においてもステップS408と同様、2つの電流値が厳密に等しいか否かを判定する必要はなく、2つの電流値の差分が予め定められた所定値よりも小さいか否かを判定すればよい。
In step S408, it is determined whether or not the detected maximum value Iumax of the U-phase current value is equal to the detected maximum value Ivmax of the V-phase current value, but it is determined whether or not both are strictly equal. do not have to. That is, in step S408, the
ステップS409において、モータ制御部11は、上記ステップS404およびS407で記憶した電流値IuおよびIvの情報を参照して、U相の電流値の検知極小値Iumin(電気角θ=0°での電流値Iu)と、V相の電流値の検知極小値Ivmin(電気角θ=240°での電流値Iv)とが等しいか否かを判定する。ステップS409の判定結果が肯定である場合、モータ制御部11はステップS410に処理を進める。一方、ステップS409の判定結果が否定である場合、モータ制御部11は後述するステップS412に処理を進める。
In step S409, the
ステップS410において、モータ制御部11は、上記ステップS404またはS407で記憶した電流値IuまたはIvの情報を参照して、U相またはV相のいずれかについて、電流値の検知極大値と検知極小値とが等しいか否かを判定する。なお、ステップS410の処理が実行される場合、U相とV相との間で検知極大値および検知極小値は等しいので、ステップS410においては、検知極大値と検知極小値とが等しいか否かの判定をU相またはV相のいずれかについて行えばよい。ステップS410の判定結果が肯定である場合、モータ制御部11はステップS401に処理を進める。つまり、U相とV相との間で検知極大値および検知極小値が等しく(S408およびS409でYes)、かつ、各相において検知極大値と検知極小値とが等しい(S410でYes)場合、モータ制御部11はモータ制御装置が正常であると判断して、モータ10の制御動作を継続する。一方、ステップS410の判定結果が否定である場合、モータ制御部11は後述するステップS411に処理を進める。
In step S410, the
ステップS411において、モータ制御部11は、モータ制御装置が異常であると判断する。ここで、ステップS411が実行される場合とは、U相とV相との間で検知極大値および検知極小値が等しい(S408およびS409でYes)ものの、検知極大値の絶対値と検知極小値の絶対値とが異なる(S410でNo)場合である。この場合には、各電流センサ13および14の双方がオフセット異常等の異常であると推測することができる。したがって、ステップS411においては、モータ制御部11は、異常箇所が2つの電流センサ13および14であることをメモリに記憶しておく。ステップS411の後、モータ制御部11は後述するステップS413に処理を進める。
In step S411, the
ステップS412において、モータ制御部11は、モータ制御装置が異常であると判断する。ここで、ステップS412が実行される場合とは、U相とV相との間で検知極大値および検知極小値の少なくとも一方が異なっている(S408およびS409のいずれかでNo)場合である。この場合、各電流センサ13および14の少なくとも一方がオフセット異常等の異常であると推測することができる。したがって、ステップS412においては、モータ制御部11は、異常箇所が2つの電流センサ13および14の少なくともいずれかであることをメモリに記憶しておく。ステップS412の後、モータ制御部11は後述するステップS413に処理を進める。
In step S412, the
ステップS413において、モータ制御部11は、動作モードをフェールセーフモードに移行する。ステップS413の処理は、第1の実施形態におけるステップS316の処理と同じである。ステップS413の後、モータ制御部11は、図4に示す処理を終了する。
In step S413, the
以上のように、第2の実施形態によれば、極大値または極小値となると予想される時点での電流値を検知し、検知された検知極大値および検知極小値が各相の間で等しいか否かによって、モータ制御装置が正常であるか異常であるかを判断する。ここで、第1の実施形態と同様、モータ制御部11は、角度センサ104を用いることによって、極大値または極小値と予想される時点での電流値のみを取得することができる。そのため、交流電流を1周期にわたって取得および記憶する場合に比べて、必要なメモリ容量を削減することができる。
As described above, according to the second embodiment, the current value at the time when the maximum value or the minimum value is expected to be detected is detected, and the detected maximum value and the detected minimum value are equal between the phases. Whether the motor control device is normal or abnormal is determined. Here, as in the first embodiment, the
また、第2の実施形態によれば、検知された検知極大値と検知極小値との絶対値を比較する(ステップS410)ことによって、モータ制御装置の異常原因が両方の電流センサに起因するのか、それとも少なくとも一方の電流センサに起因するのかを推測することができる。これによれば、モータ制御装置を点検する際に、点検者は異常の原因となる箇所を容易に推測することができる。 Further, according to the second embodiment, by comparing the absolute value of the detected maximum value and the detected minimum value (step S410), whether the cause of the abnormality of the motor control device is caused by both current sensors. It can be estimated whether it is caused by at least one of the current sensors. According to this, when inspecting the motor control device, the inspector can easily estimate the location that causes the abnormality.
また、上述した第2の実施形態においても第1の実施形態と同様、モータ制御部11は異常原因を推測しなくてもよい。具体的には、図4に示す処理において、ステップS410およびS411の処理を省略し、ステップS409の判定結果が肯定の場合、ステップS401の処理を実行するようにしてもよい。以上の処理によっても第1の実施形態と同様、モータ制御装置の異常を検出することが可能である。
Also in the second embodiment described above, similarly to the first embodiment, the
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態を説明する。上述した第2の実施形態に係るモータ制御装置では、各電流値IuおよびIvの極大値および極小値と予想される電流値を用いて異常判定を行った。第3の実施形態では、2相の電流値が等しくなると予想される電気角における電流値を検知し、当該検知された電流値を用いて異常判定を行う場合を説明する。なお、第3の実施形態に係るモータ制御装置の構成は、図1に示す構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In the motor control device according to the second embodiment described above, abnormality determination is performed using the current values Iu and Iv that are expected to be the maximum and minimum values. In the third embodiment, a case will be described in which a current value at an electrical angle at which two-phase current values are expected to be equal is detected, and an abnormality determination is performed using the detected current value. The configuration of the motor control device according to the third embodiment is the same as the configuration shown in FIG.
第3の実施形態においても第1および第2の実施形態と同様、図2に示す3相交流電流がモータ10に与えられる場合を例として考える。図2においては、正常であれば、電気角θ=120°の時点および300°の時点においては、U相の電流値IuとV相の電流値Ivとが等しくなる。したがって、第3の実施形態においては、電気角θ=120°の時点および300°の時点における電流値がU相とV相とで異なる場合に、モータ制御装置が異常であると判断する。以下、第3の実施形態におけるモータ制御装置の動作の詳細を説明する。 Also in the third embodiment, as in the first and second embodiments, a case where the three-phase alternating current shown in FIG. In FIG. 2, if it is normal, the U-phase current value Iu and the V-phase current value Iv are equal at the time of the electrical angle θ = 120 ° and the time of 300 °. Therefore, in the third embodiment, it is determined that the motor control device is abnormal when the current values at the time of the electrical angle θ = 120 ° and the time of 300 ° are different between the U phase and the V phase. The details of the operation of the motor control device according to the third embodiment will be described below.
図5は、第3の実施形態に係るモータ制御装置のモータ制御部11における処理の流れを示すフローチャートである。図5に示すフローチャートに示される処理は、モータ制御装置の電源がONされることによって開始される。また当該処理は、後述する終了条件が満たされるか、または、モータ制御装置の電源がOFFされることによって終了される。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing in the
まずステップS501において、モータ制御部11は、モータ10の回転角度を角度センサ104から取得し、電気角θを算出する。ステップS501の処理は第1の実施形態におけるステップS301の処理と同じであり、所定時間間隔で実行される。
First, in step S501, the
ステップS501の次のステップS502において、モータ制御部11は、現在の電気角θがθ=120°または300°であるか否かを判定する。判定結果が肯定である場合、ステップS503の処理が実行される。一方、判定結果が否定である場合、ステップS501の処理が再度実行される。
In step S502 following step S501, the
ステップS503において、モータ制御部11は、第1の電流センサ13から電流値Iuを取得するとともに、第2の電流センサ14から電流値Ivを取得し、次のステップS504に処理を進める。ステップS504において、モータ制御部11は、ステップS503で取得した電流値Iuと電流値Ivとの情報をモータ制御部11内のメモリに記憶する。なお、モータ制御部11は、電流値IuおよびIvのそれぞれについて、電気角θ=120°の場合に取得された最新の電流値と、電気角θ=300°の場合に取得された最新の電流値とをメモリに保存しておけばよい。
In step S503, the
以上のように、第3の実施形態においては、モータ制御部11は、角度センサ104を用いることで所定時間間隔でモータ10の回転角度を検出し(ステップS501)、電気角θがθ=120°または300°のときのみ(ステップS502でYes)、U相の電流値IuおよびV相の電流値Ivを取得する(ステップS503)。このように、ステップS501〜ステップS504の処理によって、電流値Iuと電流値Ivとが等しくなると予想される電気角でのみ電流値を取得することができる。したがって、交流電流を1周期にわたって取得および記憶する必要がなく、必要なメモリ容量を削減することができる。
As described above, in the third embodiment, the
上記ステップS504の後、ステップS505以降の処理が実行される。ステップS505以降においては、上記ステップS503で取得された各相の電流値が互いに等しいか否かによって、判定結果に応じてモータ制御装置が正常であるか否かが判定される。 After step S504, the processes after step S505 are executed. After step S505, whether or not the motor control device is normal is determined according to the determination result depending on whether or not the current values of the respective phases acquired in step S503 are equal to each other.
ステップS505において、モータ制御部11は、上記ステップS504で記憶した電流値IuおよびIvの情報を参照して、電流値Iuと電流値Ivとが等しいか否かを判定する。なお、ここで参照される電流値Iuは電気角θ=120°の時点における電流値Iu(120°)であり、電流値Ivは電気角θ=120°の時点における電流値Iv(120°)である。なお、ステップS505においても前述したステップS308やS408等と同様、2つの電流値が等しいか否かを厳密に判定する必要はなく、2つの電流値の差分が予め定められた所定値よりも小さいか否かを判定すればよい(後述するステップS506においても同様)。ステップS505の判定結果が肯定である場合、モータ制御部11はステップS506に処理を進める。一方、ステップS505の判定結果が否定である場合、モータ制御部11は後述するステップS507に処理を進める。
In step S505, the
ステップS506において、モータ制御部11は、上記ステップS504で記憶した電流値Iuと電流値Ivとを情報を参照して、電流値Iuと電流値Ivとが等しいか否かを判断する。なお、ここで参照される電流値Iuは電気角θ=300°の時点における電流値Iu(300°)であり、電流値Ivは電気角θ=300°の時点における電流値Iv(300°)である。ステップS505の判定結果が肯定である場合、モータ制御部11はステップS501に処理を進める。つまり、電気角θ=120°および300°の各時点におけるU相とV相との電流値が等しい場合(ステップS505でYES)、モータ制御部11はモータ制御装置が正常であると判断して、モータ10の制御動作を継続する。一方、ステップS505の判定結果が否定である場合、モータ制御部11は後述するステップS507に処理を進める。
In step S506, the
ステップS507において、モータ制御部11はモータ制御装置が異常であると判断する。ここで、ステップS507が実行される場合とは、電気角θ=120°の時点および電気角θ=300°の時点の少なくとも一方の時点において、U相とV相との電流値が異なる場合である。この場合、電流センサおよび角度センサの少なくとも一方の異常等の理由で、モータ制御装置が異常であると判断することができる。なお、本実施形態の方法では、異常の原因箇所が電流センサであるか角度センサであるかを推測することはできない。そのため、ステップS507においては、モータ制御部11は、異常箇所が2つの電流センサ13および14ならびに角度センサ104の少なくともいずれかであることをメモリに記憶しておく。
In step S507, the
ステップS508において、モータ制御部11は、動作モードをフェールセーフモードに移行する。ステップS508の処理は、第1の実施形態におけるステップS316の処理と同じである。ステップS508の後、モータ制御部11は、図5に示す処理を終了する。
In step S508, the
以上に示した第3の実施形態によれば、角度センサ104を用いることによって、U相とV相との間で電流値が等しくなると予想される時点での電流値のみを取得することができる。したがって、第1および第2の実施形態と同様、交流電流を1周期にわたって取得および記憶する場合に比べて、必要なメモリ容量を削減することができる。
According to the third embodiment described above, by using the
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態を説明する。上述した第1の実施形態に係るモータ制御装置では、電流値IuおよびIvが0[A]と予想される電気角での電流値を用いて異常原因の推測を行った。第4の実施形態では、各電流値IuおよびIvの極大値および極小値と予想される電流値を用いて異常原因の推測を行う場合を説明する。なお、第4の実施形態に係るモータ制御装置の構成は、図1に示す構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. In the motor control device according to the first embodiment described above, the cause of the abnormality is estimated using the current value at the electrical angle at which the current values Iu and Iv are expected to be 0 [A]. In the fourth embodiment, a case will be described in which the cause of abnormality is estimated using the current values Iu and Iv, which are the maximum value and the minimum value. The configuration of the motor control device according to the fourth embodiment is the same as the configuration shown in FIG.
図6は、第4の実施形態に係るモータ制御装置のモータ制御部11における処理の流れを示すフローチャートである。図6に示すフローチャートに示される処理は、モータ制御装置の電源がONされることによって開始される。また当該処理は、後述する終了条件が満たされるか、または、モータ制御装置の電源がOFFされることによって終了される。
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing in the
図6に示すステップS601〜S607の処理は、ステップS602およびS605の判定における電気角の値が異なる以外は、第1の実施形態におけるステップS301〜S307と同様の処理である。すなわち、ステップS602において、モータ制御部11は、現在の電気角θがθ=0°,90°,180°,または270°であるか否かを判定する。判定結果が肯定である場合、ステップS603およびS604の処理が実行される。一方、判定結果が否定である場合、ステップS605の処理が実行される。また、ステップS605において、モータ制御部11は、現在の電気角θがθ=60°,150°,240°,または330°であるか否かを判定する。判定結果が肯定である場合、ステップS606の処理が実行される。一方、判定結果が否定である場合、ステップS601の処理が再度実行される。また、ステップS601,S603,S604,S606,およびS607の処理は、ステップS301,S303,S304,S306,およびS307の処理と同じである。なお、ステップS604およびS607において、モータ制御部11は、取得された電流値IuまたはIvの情報のうちで検知極大値、検知極小値、および0[A]となると予想される電流値の情報について、それぞれ最新のもののみをメモリに保存しておけばよい。
The processes in steps S601 to S607 shown in FIG. 6 are the same processes as steps S301 to S307 in the first embodiment, except that the electrical angle values in the determinations in steps S602 and S605 are different. That is, in step S602, the
第4の実施形態においても、第1の実施形態と同様の方法でモータ制御装置の異常判定を行う。すなわち、ステップS608,S609,およびS611の判定処理は、第1の実施形態におけるステップS308,S309,S311と同じである。また、ステップS610およびS612の処理は、第1の実施形態におけるステップS310およびS312と同じである。 Also in the fourth embodiment, abnormality determination of the motor control device is performed by the same method as in the first embodiment. That is, the determination processing in steps S608, S609, and S611 is the same as steps S308, S309, and S311 in the first embodiment. Further, the processes in steps S610 and S612 are the same as steps S310 and S312 in the first embodiment.
第4の実施形態においては、ステップS611の判定結果が否定である場合、ステップS613において、上記ステップS604およびS607で記憶した電流値IuおよびIvの情報を参照して、U相およびV相のそれぞれについて、電流値の検知極大値Imaxの絶対値と、検知極小値Iminの絶対値とが等しいか否かを判定する。すなわち、U相およびV相の両方について、検知極大値Imaxの絶対値と検知極小値Iminの絶対値とが等しいか否かを判定する。詳細は後述するが、上記ステップS613の処理は、推測される異常原因が電流センサであるか角度センサであるかを判断するための処理である。なお、ステップS613の判定処理においても、前述したステップS308等と同様、2つの値が厳密に等しいか否かを判定する必要はなく、2つの電流値の差分が予め定められた所定値よりも小さいか否かを判定すればよい。ステップS613の判定結果が肯定である場合、モータ制御部11はステップS614に処理を進める。一方、ステップS613の判定結果が否定である場合、モータ制御部11は後述するステップS615に処理を進める。
In the fourth embodiment, when the determination result of step S611 is negative, in step S613, referring to the information of the current values Iu and Iv stored in steps S604 and S607, the U phase and the V phase respectively. Is determined whether or not the absolute value of the detected maximum value Imax of the current value is equal to the absolute value of the detected minimum value Imin. That is, it is determined whether the absolute value of the detected maximum value Imax is equal to the absolute value of the detected minimum value Imin for both the U phase and the V phase. Although details will be described later, the process of step S613 is a process for determining whether the estimated cause of abnormality is a current sensor or an angle sensor. In the determination process in step S613, it is not necessary to determine whether or not the two values are exactly equal as in step S308 and the like described above, and the difference between the two current values is greater than a predetermined value. What is necessary is just to determine whether it is small. If the determination result of step S613 is affirmative, the
ステップS614において、モータ制御部11は、モータ制御装置が異常であると判断する。ここで、ステップS614が実行される場合とは、U相およびV相の電流値IuおよびIvがともに正常でない値(≠0[A])となり、かつ、U相およびV相についてともに電流値の検知極大値Imaxの絶対値と、検知極小値Iminの絶対値とが等しい場合である。この場合、電流値の検知極大値Imaxの絶対値と検知極小値Iminの絶対値とが等しいので、電流センサのオフセット異常ではないと考えられるため、異常は角度センサ104の検出値がずれていることが原因であると推測することができる。以上の理由で、ステップS614においては、モータ制御部11は、異常箇所が角度センサ104であることをメモリに記憶しておく。モータ制御部11は、ステップS614の後、後述するステップS616に処理を進める。
In step S614, the
一方、ステップS615において、モータ制御部11は、モータ制御装置が異常であると判断する。ここで、ステップS615が実行される場合とは、U相およびV相の電流値IuおよびIvがともに正常でない値(≠0[A])となり、かつ、U相およびV相の少なくともいずれか一方について電流値の検知極大値Imaxの絶対値と、検知極小値Iminの絶対値とが異なる場合である。この場合、電流値の検知極大値Imaxの絶対値と検知極小値Iminの絶対値とが異なるので、異常は各電流センサ13および14のオフセット異常が原因であると推測することができる。以上の理由で、ステップS615においては、モータ制御部11は、異常箇所が各電流センサ13および14であることをメモリに記憶しておく。モータ制御部11は、ステップS615の後、後述するステップS616に処理を進める。
On the other hand, in step S615, the
ステップS616において、モータ制御部11は、動作モードをフェールセーフモードに移行する。ステップS616の処理は、第1の実施形態におけるステップS316の処理と同じである。ステップS616の後、モータ制御部11は、図6に示す処理を終了する。
In step S616, the
以上に示した第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同様、交流電流を1周期にわたって取得および記憶する場合に比べて、必要なメモリ容量を削減することができる。さらに、第4の実施形態によれば、電流値の検知極大値および検知極小値の絶対値を比較することによって、モータ制御装置の異常原因が電流センサに起因するのか、それとも角度センサに起因するのかを推測することができる。これによれば、モータ制御装置を点検する際に、点検者は異常の原因となる箇所を容易に推測することができる。 According to the fourth embodiment described above, the required memory capacity can be reduced as compared with the case where the alternating current is acquired and stored over one period, as in the first embodiment. Furthermore, according to the fourth embodiment, by comparing the absolute value of the detection maximum value and the detection minimum value of the current value, the cause of the abnormality of the motor control device is caused by the current sensor or the angle sensor. Can be guessed. According to this, when inspecting the motor control device, the inspector can easily estimate the location that causes the abnormality.
本発明のモータ制御装置は、電気自動車等のモータ制御装置に好適に使用することができる。 The motor control device of the present invention can be suitably used for a motor control device such as an electric vehicle.
10 モータ
101 U相ステータコイル
102 V相ステータコイル
103 W相ステータコイル
104 角度センサ
11 モータ制御部
12 モータ駆動部
13 第1の電流センサ
14 第2の電流センサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記3相モータを駆動するための3相交流電流を前記3相モータに与える駆動手段と、
前記3相モータに与えるべき3相交流電流を前記駆動手段に指示する制御手段と
前記3相モータに与えられる3相交流電流のうちの少なくとも2相の電流値を検知する電流検知手段と、
前記3相モータの回転角度を検知する角度検知手段と、
前記角度検知手段によって検知される回転角度が予め定められた値となる時点で前記電流検知手段によって検知された各電流値を取得し、当該検知された各電流値を用いてモータ制御装置の異常を検出する異常検出手段とを備え、
前記異常検出手段は、
前記2相の各電流値について、電流値が0になると予想される時点において検知される電流値を取得する取得手段と、
前記2相の各電流値の少なくともいずれか一方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合、異常と判断する判断手段とを含み、
前記判断手段は、
前記2相の各電流値のいずれか一方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合、推測される異常原因が、当該一方の電流値が検知された前記電流検知手段であることを示す情報を記憶し、
前記2相の各電流値の両方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合において、検知された前記2相の各電流値の絶対値の差分が予め定められた所定値よりも小さければ、推測される異常原因が前記角度検知手段であることを示す情報を記憶し、当該差分が当該所定値以上であれば、推測される異常原因が前記電流検知手段であることを示す情報を記憶する、モータ制御装置。 A motor control device for controlling the driving of a three-phase motor,
Drive means for providing the three-phase motor with a three-phase alternating current for driving the three-phase motor;
Control means for instructing the driving means to supply a three-phase alternating current to be supplied to the three-phase motor; current detecting means for detecting a current value of at least two phases of the three-phase alternating current supplied to the three-phase motor;
Angle detection means for detecting the rotation angle of the three-phase motor;
Each current value detected by the current detection means is acquired when the rotation angle detected by the angle detection means becomes a predetermined value, and an abnormality of the motor control device is detected using each detected current value. Bei example and an abnormality detection means for detecting,
The abnormality detection means includes
Obtaining means for obtaining a current value detected at a time when the current value is expected to be 0 for each of the current values of the two phases;
Determination means for determining that an abnormality occurs when the absolute value of the acquired current value is equal to or greater than a predetermined value for at least one of the current values of the two phases;
The determination means includes
For any one of the two-phase current values, if the absolute value of the acquired current value is greater than or equal to a predetermined value, the estimated cause of abnormality is that the one current value is detected. Stores information indicating current detection means,
For both of the two-phase current values, when the absolute value of the acquired current value is greater than or equal to a predetermined value, a difference between the detected absolute values of the two-phase current values is predetermined. If the difference is smaller than the predetermined value, information indicating that the estimated abnormality cause is the angle detection unit is stored. If the difference is equal to or greater than the predetermined value, the estimated abnormality cause is the current detection unit. A motor control device that stores information indicating that
前記3相モータを駆動するための3相交流電流を前記3相モータに与える駆動手段と、
前記3相モータに与えるべき3相交流電流を前記駆動手段に指示する制御手段と
前記3相モータに与えられる3相交流電流のうちの少なくとも2相の電流値を検知する電流検知手段と、
前記3相モータの回転角度を検知する角度検知手段と、
前記角度検知手段によって検知される回転角度が予め定められた値となる時点で前記電流検知手段によって検知された各電流値を取得し、当該検知された各電流値を用いてモータ制御装置の異常を検出する異常検出手段とを備え、
前記異常検出手段は、
前記2相の各電流値について、電流値が極大値になると予想される時点において検知される電流値を検知極大値として取得するとともに、電流値が極小値になると予想される時点において検知される電流値を検知極小値として取得する取得手段と、
前記2相の各電流値の少なくともいずれか一方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合、異常と判断する判断手段とを含み、
前記判断手段は、
前記2相の各電流値のいずれか一方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合、推測される異常原因が、当該一方の電流値が検知された前記電流検知手段であることを示す情報を記憶し、
前記2相の各電流値の両方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合において、前記2相の各電流値についてともに、前記検知極大値の絶対値と前記検知極小値の絶対値との差分が予め定められた所定値よりも小さくなれば、推測される異常原因が前記角度検知手段であることを示す情報を記憶し、前記2相の各電流値の少なくとも一方について、前記検知極大値の絶対値と前記検知極小値の絶対値との差分が当該所定値以上となれば、推測される異常原因が前記電流検知手段であることを示す情報を記憶する、モータ制御装置。 A motor control device for controlling the driving of a three-phase motor,
Drive means for providing the three-phase motor with a three-phase alternating current for driving the three-phase motor;
Control means for instructing the driving means to supply a three-phase alternating current to be supplied to the three-phase motor;
Current detection means for detecting a current value of at least two phases of the three-phase alternating current given to the three-phase motor;
Angle detection means for detecting the rotation angle of the three-phase motor;
Each current value detected by the current detection means is acquired when the rotation angle detected by the angle detection means becomes a predetermined value, and an abnormality of the motor control device is detected using each detected current value. An abnormality detecting means for detecting
The abnormality detection means includes
For each of the two-phase current values, the current value detected at the time when the current value is expected to be the maximum value is acquired as the detection maximum value, and is detected at the time when the current value is expected to be the minimum value. Acquisition means for acquiring a current value as a detection minimum value;
Determination means for determining that an abnormality occurs when the absolute value of the acquired current value is equal to or greater than a predetermined value for at least one of the current values of the two phases;
Before Symbol determination means,
For either one of the current values of the two phases, when the absolute value of the obtained current value is equal to or higher than the predetermined value, the abnormality cause to be inferred that, said one current value is detected the Stores information indicating current detection means ,
For each of the two-phase current values, when the absolute value of the acquired current value is equal to or greater than a predetermined value, the absolute value of the detected maximum value is determined for each of the two-phase current values. If the difference between the absolute value of the detected minimum value is smaller than a predetermined value, information indicating that the estimated cause of abnormality is the angle detecting means is stored, and each current value of the two phases For at least one of the above, if the difference between the absolute value of the detected maximum value and the absolute value of the detected minimum value is equal to or greater than the predetermined value, information indicating that the estimated cause of abnormality is the current detecting means is stored. to, motors control device.
前記3相モータを駆動するための3相交流電流を前記3相モータに与える駆動ステップと、
前記駆動ステップで前記3相モータに与えるべき3相交流電流を制御する制御ステップと、
前記3相モータに与えられる3相交流電流のうちの少なくとも2相の電流値を検知する電流検知ステップと、
前記3相モータの回転角度を検知する角度検知ステップと、
前記角度検知ステップにおいて検知される回転角度が予め定められた値となる時点で前記電流検知ステップによって検知された各電流値を取得し、当該検知された各電流値を用いてモータ制御装置の異常を検出する異常検出ステップとを備え、
前記異常検出ステップは、
前記2相の各電流値について、電流値が0になると予想される時点において検知される電流値を取得するステップと、
前記2相の各電流値の少なくともいずれか一方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合、異常と判断するステップとを含み、
前記異常と判断するステップにおいて、
前記2相の各電流値のいずれか一方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合、推測される異常原因が、当該一方の電流値が検知された前記電流検知ステップにあることを示す情報を記憶し、
前記2相の各電流値の両方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合において、検知された前記2相の各電流値の絶対値の差分が予め定められた所定値よりも小さければ、推測される異常原因が前記角度検知ステップにあることを示す情報を記憶し、当該差分が当該所定値以上であれば、推測される異常原因が前記電流検知ステップにあることを示す情報を記憶する、異常検出方法。 A method of detecting an abnormality in a motor control device that controls driving of a three-phase motor,
A driving step of supplying a three-phase AC current for driving the three-phase motor to the three-phase motor;
A control step for controlling a three-phase alternating current to be given to the three-phase motor in the driving step;
A current detecting step of detecting a current value of at least two phases of the three-phase alternating current applied before Symbol 3-phase motor,
An angle detection step of detecting a rotation angle of the three-phase motor;
Each current value detected by the current detection step is acquired when the rotation angle detected in the angle detection step becomes a predetermined value, and an abnormality of the motor control device is detected using the detected current value. An anomaly detection step for detecting
The abnormality detection step includes:
Obtaining a current value detected at a time when the current value is expected to be 0 for each of the current values of the two phases;
A step of determining an abnormality when the absolute value of the acquired current value is equal to or greater than a predetermined value for at least one of the two-phase current values,
In the step of judging the abnormality,
For any one of the two-phase current values, if the absolute value of the acquired current value is greater than or equal to a predetermined value, the estimated cause of abnormality is that the one current value is detected. Stores information indicating that it is in the current detection step,
For both of the two-phase current values, when the absolute value of the acquired current value is greater than or equal to a predetermined value, a difference between the detected absolute values of the two-phase current values is predetermined. If the difference is smaller than the predetermined value, information indicating that the estimated abnormality cause is in the angle detection step is stored, and if the difference is equal to or greater than the predetermined value, the estimated abnormality cause is the current detection step. An anomaly detection method for storing information indicating that there is a problem.
前記3相モータを駆動するための3相交流電流を前記3相モータに与える駆動ステップと、 A driving step of supplying a three-phase AC current for driving the three-phase motor to the three-phase motor;
前記駆動ステップで前記3相モータに与えるべき3相交流電流を制御する制御ステップと、 A control step for controlling a three-phase alternating current to be given to the three-phase motor in the driving step;
前記3相モータに与えられる3相交流電流のうちの少なくとも2相の電流値を検知する電流検知ステップと、 A current detection step of detecting a current value of at least two phases of the three-phase alternating current applied to the three-phase motor;
前記3相モータの回転角度を検知する角度検知ステップと、 An angle detection step of detecting a rotation angle of the three-phase motor;
前記角度検知ステップにおいて検知される回転角度が予め定められた値となる時点で前記電流検知ステップによって検知された各電流値を取得し、当該検知された各電流値を用いてモータ制御装置の異常を検出する異常検出ステップとを備え、 Each current value detected by the current detection step is acquired when the rotation angle detected in the angle detection step becomes a predetermined value, and an abnormality of the motor control device is detected using the detected current value. An anomaly detection step for detecting
前記異常検出ステップは、 The abnormality detection step includes:
前記2相の各電流値について、電流値が極大値になると予想される時点において検知される電流値を検知極大値として取得するとともに、電流値が極小値になると予想される時点において検知される電流値を検知極小値として取得するステップと、 For each of the two-phase current values, the current value detected at the time when the current value is expected to be the maximum value is acquired as the detection maximum value, and is detected at the time when the current value is expected to be the minimum value. Obtaining a current value as a detection minimum value;
前記2相の各電流値の少なくともいずれか一方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合、異常と判断するステップとを含み、 A step of determining an abnormality when the absolute value of the acquired current value is equal to or greater than a predetermined value for at least one of the two-phase current values,
前記異常と判断するステップにおいて、 In the step of judging the abnormality,
前記2相の各電流値のいずれか一方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合、推測される異常原因が、当該一方の電流値が検知された前記電流検知ステップにあることを示す情報を記憶し、 For any one of the two-phase current values, if the absolute value of the acquired current value is greater than or equal to a predetermined value, the estimated cause of abnormality is that the one current value is detected. Stores information indicating that it is in the current detection step,
前記2相の各電流値の両方について、取得された電流値の絶対値が予め定められた所定値以上である場合において、前記2相の各電流値についてともに、前記検知極大値の絶対値と前記検知極小値の絶対値との差分が予め定められた所定値よりも小さくなれば、推測される異常原因が前記角度検知ステップにあることを示す情報を記憶し、前記2相の各電流値の少なくとも一方について、前記検知極大値の絶対値と前記検知極小値の絶対値との差分が当該所定値以上となれば、推測される異常原因が前記電流検知ステップにあることを示す情報を記憶する、異常検出方法。 For each of the two-phase current values, when the absolute value of the acquired current value is equal to or greater than a predetermined value, the absolute value of the detected maximum value is determined for each of the two-phase current values. If the difference between the absolute value of the detection minimum value is smaller than a predetermined value, information indicating that the estimated cause of abnormality is in the angle detection step is stored, and each current value of the two phases If at least one of the difference between the absolute value of the detected maximum value and the absolute value of the detected minimum value is greater than or equal to the predetermined value, information indicating that the estimated cause of abnormality is in the current detecting step is stored. An abnormal detection method.
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