JP5454676B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明はモータ制御装置、特に、電流センサと回転角センサ（レゾルバ）とを備えるモータ制御装置に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されるモータ制御装置においては、直流電源からの直流電圧をインバータにより交流電圧に変換してモータジェネレータ（ＭＧ）を駆動する。ＭＧの各相に流れる電流は電流センサで検出され、ＭＧの各相のコイルに印加する電圧指令値が算出される。インバータは、各相コイルの電圧指令に基づいてスイッチングトランジスタをオン／オフして指令されたトルク指令値でＭＧを駆動する。このようなモータ制御装置においては、モータの制御に伴う各種の異常モードを確実に検出してこれに対処することが必要である。

特許文献１には、モータに要求されるトルク指令値と、モータで発生している実トルク推定とに基づいて、モータの異常を検出する異常検出手段を備えるモータ駆動制御装置が開示されている。実トルクは、モータに供給される各相の駆動電流を検出し、検出した駆動電流に基づいてモータのトルク電流成分となるｑ軸電流を算出し、算出されたｑ軸電流と、モータの磁束と、モータの角速度から推定することが開示されている。

特許文献２には、３相交流モータに流れる３相交流電流のうち第１相（例えばｕ相）と第２相（例えばｖ相）の電流を検出し、第１相電流検出値の所定期間の積分値と、第２相電流検出値の所定期間の積分値とを求めて両者を比較し、両者の差が所定値を超えた場合に電流センサが異常であると判断することが開示されている。

特開２００８−９２７０８号公報 特開２００４−５６８８９号公報

ところで、電流センサの異常を検出するために、電流センサを冗長系あるいは２重系とし、２重系をなすセンサ間の偏差が所定以上ある場合に異常を検出する方式がある。この方式によれば、電流センサの異常を確実に検出することができるものの、２重系とするために部品点数が増大し、コスト増加を招く。そこで、コスト低減を図るべく、電流センサを２重系とすることなく、電流センサの異常を検出できることが望まれる。

モータの各相の電流及び角速度を検出し、これらに基づいてモータの実トルクを推定し、トルク指令と推定した実トルクとの比較に基づいて異常を検出する構成では、モータの異常は検出できるものの、その異常モードあるいは異常箇所を特定することができない。すなわち、電流センサに異常があるとトルク指令値と実トルクは相違するが、角速度センサに異常があっても同様にトルク指令値と実トルクは相違するからである。

本発明は、電流センサを２重系にすることなく、電流センサの異常か、あるいはその他の異常（例えば回転角センサの異常）かを簡易に識別できる装置を提供することにある。

本発明は、多相モータに電力を供給するインバータと、前記インバータの出力側に設けられ、前記多相モータのうちの第１相及び第２相の電流を検出する電流センサと、前記電流センサで検出された第１相の電流と第２相の電流の少なくともいずれか一方の電流から他方の電流を推定する推定手段と、検出された電流と、推定された電流との相違に基づいて前記電流センサの異常を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記推定手段は、前記電流センサで検出された前記第１相の電流に基づいて第２相の電流を推定する手段と、前記電流センサで検出された前記第２相の電流に基づいて第１相の電流を推定する手段と、前記電流センサで検出された第１相の電流と、推定された第２相の電流とに基づいて前記多相モータの第１実トルクを推定する手段と、前記電流センサで検出された第２相の電流と、推定された第１相の電流とに基づいて前記多相モータの第２実トルクを推定する手段とを備え、前記判定手段は、前記多相モータを所望のトルクで駆動するためのトルク指令値と前記第１実トルクとの相違、及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違に基づいて前記電流センサの異常を判定する。

また、本発明の他の実施形態では、前記判定手段は、多相モータを所望のトルクで駆動するためのトルク指令値と前記第１実トルクとの相違、あるいは前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違がある場合に前記電流センサの異常と判定し、前記トルク指令値と前記第１実トルクとの相違及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違がない場合に電流センサの異常でないと判定する。

また、本発明のさらに他の実施形態では、前記判定手段は、前記トルク指令値と前記第１実トルクとの相違が、前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違よりも大きい場合に前記第１相の電流を検出する電流センサの異常と判定し、前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違が、前記トルク指令値と前記第１実トルクとの相違よりも大きい場合に前記第２相の電流を検出する電流センサの異常と判定する。

また、本発明のさらに他の実施形態では、前記多相モータの回転角を検出する回転角センサをさらに備え、前記推定手段は、前記電流センサで検出された前記第１相の電流に基づいて第２相の電流を推定する手段と、前記電流センサで検出された前記第２相の電流に基づいて第１相の電流を推定する手段と、前記電流センサで検出された第１相の電流と、推定された第２相の電流と、前記回転角に基づいて前記多相モータの第１実トルクを推定する手段と、前記電流センサで検出された第２相の電流と、推定された第１相の電流と、前記回転角に基づいて前記多相モータの第２実トルクを推定する手段と、前記電流センサで検出された第１相の電流と、前記電流センサで検出された第２相の電流と、前記回転角に基づいて前記多相モータの第３実トルクを推定する手段とを備え、前記判定手段は、前記多相モータを所望のトルクで駆動するためのトルク指令値と前記第１実トルクとの相違、及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違、並びに前記トルク指令値と前記第３実トルクとの相違に基づいて前記電流センサの異常か前記回転角センサの異常かを判定する。

また、本発明のさらに他の実施形態では、前記判定手段は、多相モータを所望のトルクで駆動するためのトルク指令値と前記第１実トルクとの相違、あるいは前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違がある場合に前記電流センサの異常と判定し、前記トルク指令値と前記第１実トルクとの相違及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違がなく前記トルク指令値と前記第３実トルクとの相違がある場合に前記回転角センサの異常と判定する。

また、本発明のさらに他の実施形態では、前記多相モータをゼロトルクで駆動する手段をさらに備え、前記判定手段は、前記トルク指令値と前記第１実トルクとの相違及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違がなく前記トルク指令値と前記第３実トルクとの相違がある場合に、前記駆動手段で駆動した後の前記第３実トルクがゼロでない場合に前記回転角センサの異常と判定し、前記駆動手段で駆動した後の前記第３実トルクがゼロである場合に前記電流センサ及び前記回転角センサ以外の異常と判定する。

本発明によれば、電流センサを２重系にすることなく、電流センサの異常か、あるいはその他の異常かを簡易に識別することができる。

実施形態の構成ブロック図である。 ＭＧＥＣＵの機能ブロック図である。 実施形態における異常検出処理のフローチャートである。 他の実施形態における異常検出処理のフローチャートである。 さらに他の実施形態における異常検出処理のフローチャートである。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

１．モータ制御装置の基本構成
まず、モータ制御装置の基本構成について説明する。ハイブリッド車両に搭載されるモータ制御装置である。モータ制御装置は、図１に示されるように、電源であるバッテリ１０と、ハイブリッドＥＣＵ（電子制御装置）１５と、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）２０とを備える。

バッテリ１０は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等から構成され、直流電圧をＰＣＵ２０に供給するとともに、ＰＣＵ２０からの直流電圧により充電される。

ハイブリッドＥＣＵ１５は、運転状況や車両状況を示す各種センサの出力、例えばアクセル開度や車輪速等のセンサ出力に基づいて、ハイブリッド車両を統括的に制御する。

ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の力行動作時にはハイブリッドＥＣＵ１５からの制御指令に従ってバッテリ１０からの直流電圧を昇圧するとともに、昇圧した直流電圧を交流電圧に変換してＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。また、ＰＣＵ２０は、ＭＧ１，ＭＧ２の回生制動時には、ハイブリッドＥＣＵ１５からの制御指令に従って、ＭＧ１，ＭＧ２の発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１０を充電する。ＰＣＵ２０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２と、コンバータ１１０と、平滑コンデンサＣ２と、インバータ１１２，１１４と、レゾルバ１２４と、ＭＧＥＣＵ１４０を備える。

システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は、バッテリ１０からインバータ１１２，１１４に対する電力供給経路をオン／オフする。システムメインリレーＳＭＲ１は、バッテリ１０の正極と電源ライン１０３との間に接続される。システムメインリレーＳＭＲ２は、バッテリ１０の負極とアースライン１０２との間に接続される。システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は、それぞれＭＧＥＣＵ１４０からの制御信号ＳＥによりオン／オフ制御される。

コンバータ１１０は、昇降圧チョッパ回路により構成され、リアクトルＬ１と、電力用半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２を備える。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、電源ライン１０３とアースライン１０２との間に直列接続される。リアクトルＬ１は、システムメインリレーＳＭＲ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードとの間に接続される。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のエミッタ・コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すように逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲートには、ゲート制御信号が供給され、このゲート制御信号に応答してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオン／オフ制御される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）で構成される。コンバータ１１０は、電源ライン１０３とアースライン１０２との間にバッテリ１０からの電圧Ｖｂを入力し、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御により入力電圧Ｖｂを昇圧してモータ駆動のための電圧（モータ動作電圧）を出力する。コンバータ１１０での昇圧比は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比、すなわちデューティ比に応じて決定される。また、コンバータ１１０は、回生制動時には回生された電圧を降圧してバッテリ１０に戻す。すなわち、コンバータ１１０は双方向コンバータである。

ＭＧＥＣＵ１４０は、ハイブリッドＥＣＵ１５からのＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ１＊、Ｔｍ２＊に基づいてモータ動作電圧の電圧指令値Ｖｍ＊を生成し、生成した電圧指令値Ｖｍ＊に基づいてコンバータ１１０での昇圧比を決定する。そして、ＭＧＥＣＵ１４０は、この昇圧比が実現されるように、ゲート制御信号をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に出力する。

平滑コンデンサＣ２は、電源ライン１０３及びアースライン１０２の間に接続され、コンバータ１１０から出力されたモータ動作電圧を平滑化してインバータ１１２，１１４に供給する。電圧センサ１２２は、平滑コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわちモータ動作電圧を検出してＭＧＥＣＵ１４０に出力する。

インバータ１１２は、車輪を駆動するＭＧ２に対してモータ動作電圧を三相交流に変換して出力する。また、インバータ１１２は、回生制動に伴ってＭＧ２において発電された電力をコンバータ１１０に戻す。インバータ１１２は、電源ライン１０３及びアースライン１０２の間に並列される、Ｕ相アーム１１５、Ｖ相アーム１１６、Ｗ相アーム１１７を構成するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８を備える。各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のコレクタ・エミッタ間には逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続される。インバータ１１２の各相アームの中間点は、三相の永久磁石モータであるＭＧ２の各相コイルの各相端に接続される。各相コイルの他端は中性点に共通接続される。なお、三相のうちの二相に電流センサが設けられ、電流が検出される。本実施形態では、Ｖ相及びＷ相にそれぞれ電流センサ１２５が設けられ、Ｖ相電流及びＷ相電流がそれぞれ検出される。Ｖ相の電流センサ及びＷ相の電流センサは、検出したＶ相電流及びＷ相電流をそれぞれＭＧＥＣＵ１４０に出力する。

レゾルバ１２４は、ＭＧ１，ＭＧ２の回転角を検出してＭＧＥＣＵ１４０に出力する。

インバータ１１４は、コンバータ１１０に対してインバータ１１２と並列的に接続される。インバータ１１４は、ＭＧ１に対してコンバータ１１０の出力するモータ動作電圧を三相交流に変換して出力する。インバータ１１４は、例えばエンジンを始動させる際にＭＧ１を駆動する。また、インバータ１１４は、エンジンのクランクシャフト５０から伝達される回転トルクによりＭＧ１で発電された電力をコンバータ１１０に戻す。インバータ１１４の構成は、インバータ１１２と同様である。

ハイブリッドＥＣＵ１５は、各種センサからの出力１７に基づき、所望の駆動力発生や発電が実行されるように、ＭＧ１，ＭＧ２の運転指令を生成してＭＧＥＣＵ１４０に出力する。運転指令には、ＭＧ１，ＮＧ２の運転許可／禁止や、トルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊がある。

ＭＧＥＣＵ１４０は、ＭＧ１に設けられた電流センサ１２５及びレゾルバ１２４からのＶ相、Ｗ層の電流及び回転子の回転角に基づくフォードバック制御により、ハイブリッドＥＣＵ１５からの運転指令に従ってＭＧ１が動作するようにスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。また、ＭＧＥＣＵ１４０は、ＭＧ２に配置された電流センサ及び回転角センサ（レゾルバ１２４）からのＶ相、Ｗ層の電流及び回転子の回転角に基づくフォードバック制御により、ハイブリッドＥＣＵ１５からの運転指令に従ってＭＧ２が動作するようにスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。また、ＭＧＥＣＵ１４０は、ハイブリッドＥＣＵ１５からの運転指令に基づいて、ＭＧ１，ＭＧ２の高効率化のためのモータ動作電圧の電圧指令値Ｖｍ＊を生成し、電圧指令値Ｖｍ＊に基づいてコンバータ１１０での昇圧比を決定する。さらに、ＭＧＥＣＵ１４０は、回生制動時において、インバータ１１２，１１４から供給された直流電圧を降圧するように、コンバータ１１０を制御する。

２．異常の検出処理
２．１ 第１異常検出処理
上記のように、ＭＧＥＣＵ１４０は、ＭＧ１に設けられた電流センサ１２５及びレゾルバ１２４（回転角センサ）からのＶ相、Ｗ層の電流及び回転子の回転角に基づくフォードバック制御により、ハイブリッドＥＣＵ１５からの運転指令に従ってＭＧ１が動作するようにスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作を制御し、また、ＭＧ２に配置された電流センサ１２５及びレゾルバ１２４からのＶ相、Ｗ層の電流及び回転子の回転角に基づくフォードバック制御により、ハイブリッドＥＣＵ１５からの運転指令に従ってＭＧ２が動作するようにスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。このため、電流センサ１２５あるいはレゾルバ１２４に異常が生じると、ＭＧＥＣＵ１４０はＭＧ１，ＭＧ２を所望のトルクで駆動することが困難となるため、これらのセンサに異常が生じた場合には、迅速かつ確実にこれらの異常を検出することが必要である。

電流センサ１２５の異常を検出するためには、Ｖ相、Ｗ相それぞれの電流センサ１２５を２重系とし、２重系をなすセンサ出力の差が所定値以内であるか否かを判定することで検出することが可能であるが、コスト増加を招く。そこで、電流センサ１２５を２重系にすることなく、電流センサ１２５の異常を検出できれば好適である。

一方、電流センサ１２５を２重系とせず、ハイブリッドＥＣＵ１５から供給されるトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれ実トルク推定値と比較することで異常の有無を検出することが可能であるが、この場合には電流センサ１２５の異常であるか、あるいはレゾルバ１２４の異常であるかを識別することができない。

そこで、本実施形態におけるＭＧＥＣＵ１４０は、トルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれ実トルク推定値と比較することで異常の有無を検出するとともに、Ｖ相電流からＷ相電流を推定し、推定したＷ相電流に基づいて実トルクを推定してトルク指令値と比較する。また、Ｗ相電流からＶ相電流を推定し、推定したＶ相電流に基づいて実トルクを推定してトルク指令値と比較する。仮に、Ｖ相電流を検出する電流センサに異常が生じた場合、そのＶ相電流から推定されたＷ相電流にも異常が生じており、推定されたＷ相電流に基づいて推定された実トルク値も異常値を示すことになるので、トルク指令値との乖離は大きくなる。一方、仮に、Ｗ相電流を検出する電流センサに異常が生じた場合、そのＷ相電流から推定されたＶ相電流にも異常が生じており、推定されたＶ相電流に基づいて推定された実トルク値も異常値を示すことになるので、トルク指令値との乖離は大きくなる。従って、トルク指令値と推定されたＷ相電流値に基づく実トルク値の差と、トルク指令値と推定されたＶ相電流値に基づく実トルク値の差を大小比較することで、いずれの電流センサに異常が生じているかを識別することができる。一方、両者に差がない場合には、電流センサに異常がないことを意味するから、電流センサ１２５以外、具体的にはレゾルバ１２４に異常が生じている可能性が高いと判定することができる。ＭＧＥＣＵ１４０は、このような原理に基づいて、電流センサ１２５の異常であるか、あるいはレゾルバ１２４の異常であるかを識別する。

なお、ＭＧＥＣＵ１４０は、ＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれに配置された電流センサ１２５とレゾルバ１２４の異常を同様のアルゴリズムで識別するので、以下の説明では、ＭＧ２に配置された電流センサ１２５とレゾルバ１２４の異常を識別する場合を例にとり説明する。

図２に、ＭＧＥＣＵ１４０の機能ブロック図を示す。ＭＧＥＣＵ１４０は、Ｗ相電流推定部１４０ａと、Ｖ相電流推定部１４０ｂと、実トルク推定部１４０ｃと、比較部１４０ｄと、判定部１４０ｅとを備える。

Ｗ相電流推定部１４０ａは、ＭＧ２のＶ相の電流を検出するＵ相電流センサから出力されるＶ相電流に基づいて、ＭＧ２のＷ相の電流を推定する。すなわち、ＭＧ２のＷ相の電流を検出するＷ相電流センサでＷ相の電流は検出されるが、これとは別に、Ｖ相電流（検出Ｖ相電流）からＷ相電流を推定する。Ｗ相はＶ相から１２０°位相が遅れているから、検出Ｖ相電流の位相を１２０°遅らせることでＷ相電流を推定できる。Ｗ相電流推定部１４０ａは、推定したＷ相電流（推定Ｗ相電流）を実トルク推定部１４０ｃに出力する。

Ｖ相電流推定部１４０ｂは、ＭＧ２のＷ相の電流を検出するＷ相電流センサから出力されるＷ相電流に基づいて、ＭＧ２のＶ相の電流を推定する。すなわち、ＭＧ２のＶ相の電流を検出するＶ相電流センサでＶ相の電流は検出されるが、これとは別に、Ｗ相電流（検出Ｗ相電流）からＶ相電流を推定する。Ｖ相はＷ相から２４０°位相が遅れているから、検出Ｗ相電流の位相を２４０°遅らせることでＶ相電流を推定できる。Ｖ相電流推定部１４０ｂは、推定したＶ相電流（推定Ｖ相電流）を実トルク推定部１４０ｃに出力する。

実トルク推定部１４０ｃは、Ｖ相電流推定部１４０ｂからの推定Ｖ相電流に基づいて実トルクを推定するとともに、Ｗ相電流推定部１４０ａからの推定Ｗ相電流に基づいて実トルクを推定する。ＭＧ２の実トルクは、一般的に、磁束φとｑ軸電流と角速度ωを用いて、
実トルク＝φ×ｑ軸電流×｜ω｜
で算出される。磁束φはＭＧ２のコイルの巻数や界磁電流等から算出され、ｑ軸電流はＭＧ２の三相電流から公知の三相／二相変換の関数を用いて算出される。ここで、ｄ軸はＭＧ２のベクトル制御における、回転子の磁極が形成する磁束の方向であり、ｑ軸はｄ軸に直交する軸である。角速度ωはレゾルバ１２４で検出される回転角から得られる。実トルク推定部１４０ｃは、検出Ｖ相電流と推定Ｗ相電流とレゾルバ１２４で検出された回転角に基づいて実トルクを推定する。すなわち、実トルク推定部１４０ｃは、検出Ｖ相電流と推定Ｗ相電流を用いて残りのＵ相電流を算出するとともにｑ軸電流を推定し、このｑ軸電流を用いて実トルクを推定する。このようして推定された実トルクを推定Ｗ相電流に基づく実トルクとする。また、実トルク推定部１４０ｃは、検出Ｗ相電流と推定Ｖ相電流とレゾルバ１２４で検出された回転角に基づいて実トルクを推定する。すなわち、実トルク推定部１４０ｃは、検出Ｗ相電流と推定Ｖ相電流を用いて残りのＵ相電流を算出するとともにｑ軸電流を推定し、このｑ軸電流を用いて実トルクを推定する。このようにして推定された実トルクを推定Ｖ相電流に基づく実トルクとする。実トルク推定部１４０ｃは、推定Ｗ相電流に基づく実トルクと、推定Ｖ相電流に基づく実トルクを比較部１４０ｄに出力する。

また、実トルク推定部１４０ｃは、上記の推定とは別に、Ｖ相電流センサで検出されたＶ相電流と、Ｗ相電流センサで検出されたＷ相電流を用いて実トルクを推定する。このようにして検出された実トルクを検出電流に基づく実トルクとする。実トルク推定部１４０ｃは、検出電流に基づく実トルクを比較部１４０ｄに出力する。検出電流に基づく実トルクは、ＭＧ２の制御に何らかの異常が存在するか否かの初期判定のために用いられる。

比較部１４０ｄは、ハイブリッドＥＣＵ１５から出力されたトルク指令値ＴＭ２＊と実トルク推定部１４０ｃから出力された各推定トルクとを比較する。具体的には、比較部１４０ｄは、トルク指令値Ｔｍ２＊と検出電流に基づく実トルクとを比較する。また、比較部１４０ｄは、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｗ相に基づく実トルクとの差分値と、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｖ相に基づく実トルクの差分値とを比較する。比較部１４０ｄは、これらの比較結果を判定部１４０ｅに出力する。

判定部１４０ｅは、比較部１４０ｄでの比較結果を用いてＭＧ２の制御に何らかの異常が生じたか否か、及び異常が生じた場合にそれが電流センサの異常であるか否かを識別する。

２．２ 第２異常検出処理
図３に、ＭＧＥＣＵ１４０で実行される異常検出処理のフローチャートを示す。まず、ＭＧＥＣＵ１４０のＷ相電流推定部１４０ａで検出Ｖ相電流に基づいて推定Ｗ相電流を生成し、また、Ｖ相電流推定部１４０ｂで検出Ｗ相電流に基づいて推定Ｖ相電流を生成する（Ｓ１０１）。

次に、ＭＧＥＣＵ１４０は、トルク実行監視ダイアグが発生したか否かを判定する（Ｓ１０２）。ここで、トルク実行監視ダイアグとは、トルク指令値Ｔｍ２＊と検出電流に基づく実トルクとの差分値が所定値以上であるか否かを判定する処理であり、トルク指令値Ｔｍ２＊と検出電流に基づく実トルクとの差分値が所定値以上であれば何らかの異常が生じたと判定してダイアグ信号を生成する。所定値は任意に設定し得るが、例えば４０Ｎ・ｍ等に設定することができる。また、単にトルク指令値Ｔｍ２＊と検出電流に基づく実トルクとの差分値が所定値以上であるか否かを判定するのではなく、トルク指令値Ｔｍ２＊と検出電流に基づく実トルクとの差分値が所定値以上である時間が所定時間以上継続するか否かを判定してもよい。所定時間も任意に設定し得るが、例えば１秒間に設定することができる。このトルク実行監視は、比較部１４０ｄで実行することができる。

トルク実行監視ダイアグが発生しない場合（ダイアグ信号が生成されない場合）には、異常は生じておらず正常にＭＧ２の制御が実行されているとして走行を継続する（Ｓ１０３）。また、トルク実行監視ダイアグが発生した場合（ダイアグ信号が生成された場合）には、比較部１４０ｄは、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｗ相電流に基づく実トルクの差分値（絶対値）と、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｖ相電流に基づく実トルクの差分値（絶対値）とを大小比較し、その大小関係が所定時間継続しているか否かを判定する。具体的には、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｗ相電流に基づく実トルクの差分値（絶対値）が、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｖ相電流に基づく実トルクの差分値（絶対値）よりも大きく、かつ、この大小関係が所定時間継続するか否かを判定する（Ｓ１０４）。図では、説明の都合上、推定Ｗ相電流に基づく実トルクをＴ（ｖｗ＊θ）とし、推定Ｖ相電流に基づく実トルクをＴ（ｖ＊ｗθ）としている。ここで、Ｔ（ｖｗ＊θ）におけるｖは検出Ｖ相電流、ｗ＊は推定Ｗ相電流、θは回転角を示し、実トルクがこれらの物理量の関数として決定されることを示す。

そして、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｗ相電流に基づく実トルクの差分値（絶対値）が、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｖ相電流に基づく実トルクの差分値（絶対値）よりも大きく、かつ、この大小関係が所定時間継続する場合には、その結果を判定部１４０ｅに出力する。判定部１４０ｅは、推定Ｗ相電流に異常があるためにトルク指令値Ｔｍ２＊と実トルクとの差分値が大きくなった、すなわち推定Ｗ相電流を推定するための基礎である検出Ｖ相電流が異常であるとして、Ｖ相電流センサの異常と判定する（Ｓ１０５）。

一方、Ｓ１０４でＮＯと判定された場合には、次に、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｖ相電流に基づく実トルクの差分値（絶対値）が、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｗ相電流に基づく実トルクの差分値（絶対値）よりも大きく、かつ、この大小関係が所定時間継続するか否かを判定する（Ｓ１０６）。そして、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｖ相電流に基づく実トルクの差分値（絶対値）が、トルク指令値Ｔｍ２＊と推定Ｗ相電流に基づく実トルクの差分値（絶対値）よりも大きく、かつ、この大小関係が所定時間継続する場合には、その結果を判定部１４０ｅに出力する。判定部１４０ｅは、推定Ｖ相電流に異常があるためにトルク指令値Ｔｍ２＊と実トルクとの差分値が大きくなった、すなわち推定Ｖ相電流を推定するための基礎である検出Ｗ相電流が異常であるとして、Ｗ相電流センサの異常と判定する（Ｓ１０７）。

また、Ｓ１０４でＮＯであり、かつ、Ｓ１０６でもＮＯの場合、つまり、トルク指令値と推定Ｗ相電流に基づく実トルクＴ（ｖｗ＊θ）との間に相違がなく、かつ、トルク指令値と推定Ｖ相電流に基づく実トルクＴ（ｖ＊ｗθ）との間に相違がない、言い換えれば、推定Ｗ相電流に基づく実トルクＴ（ｖｗ＊θ）と推定Ｖ相電流に基づく実トルクＴ（ｖ＊ｗθ）とが等しい、あるいは相違があってもわずかな場合には、判定部１４０ｅは、Ｖ相電流センサ及びＷ相電流センサには異常はなく、これらの電流センサ以外、例えばレゾルバ１２４に異常があると判定する(Ｓ１０８)。

以上のようにして、ＭＧＥＣＵ１４０は、ＭＧ２の制御に異常があるか否かを判定し、異常がある場合には、さらにその異常が電流センサ１２５によるものであるか否かを識別することができる。

２．３ 第３異常検出処理
図４に、ＭＧＥＣＵ１４０で実行される他の異常検出処理のフローチャートを示す。Ｓ２０１〜Ｓ２０７の処理は、図３におけるＳ１０１〜Ｓ１０７の処理と同一であるからその説明は省略する。

図３の処理では、Ｓ１０６にてＮＯと判定された場合、つまり推定Ｗ相電流に基づく実トルクＴ（ｖｗ＊θ）と、推定Ｖ相電流に基づく実トルクＴ（ｖ＊ｗθ）とが等しい、あるいは相違があってもわずかな場合には電流センサ以外の異常であると判定したが、図４の処理ではさらにレゾルバ１２４の異常であるかそれ以外の異常であるかを識別する。

すなわち、Ｓ２０６でＮＯと判定された場合、次に、ＭＧＥＣＵ１４０は、ゼロトルク制御（弱め界磁制御）を実行する（Ｓ２０８）。ゼロトルク制御では、ｑ軸電流指令値をゼロとしてＭＧ２のトルクをゼロとする。すなわち、上記のように、ＭＧ２のトルクは、
トルク＝φ×ｑ軸電流×｜ω｜
で与えられるから、ｑ軸電流をゼロとすればＭＧ２のトルクはゼロとなる。そして、ｄ軸電流指令値を小、中、大の３段階に変化させ、それぞれ所定時間（例えば５００ミリ秒）だけＭＧ２に印加する。小、中、大はそれぞれ任意に設定でき、例えば小は１０Ａ、中は４０Ａ、大は７０Ａとすることができる。

そして、実トルク推定部１４０ｃで検出Ｖ相電流、検出Ｗ相電流、レゾルバ１２４で検出した回転角θに基づいて実トルクを推定し、比較部１４０ｄで推定実トルクが実質的にゼロであるか否か、具体的には推定した実トルクがゼロより大きいか否かを判定する（Ｓ２０９）。この判定は、ｄ軸電流指令の小、中、大それぞれに対して行われる。Ｓ２０８でゼロトルク制御を行っているため、本来であればＳ２０９で推定した実トルクはゼロのはずであるが、レゾルバ１２４の異常で回転子の実際の回転角がずれている場合には、実トルクがゼロとならない。そこで、判定部１４０ｅは、ｄ軸電流指令値の小、中、大の全てにおいて実トルクがゼロではない場合に、レゾルバ１２４の異常であると判定する（Ｓ２１０）。なお、Ｓ２０４，Ｓ２０６で電流センサ１２５に異常はないと判定しているので、Ｓ２１０でレゾルバ１２４の異常であると判定できる点に留意されたい。

一方、Ｓ２０９の処理でＮＯ、すなわち実トルクがゼロである場合には、レゾルバ１２４にも異常がないことを意味するから、電流センサ１２５及びレゾルバ１２４以外のシステム異常、例えばハイブリッドＥＣＵ１５やＭＧＥＣＵ１４０のトルク実行監視異常であると判定する（Ｓ２１１）。

２．４ 変形例
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、図４において、Ｓ２０８の処理でｄ軸電流指令値を小、中、大の３段階で実行しているが、いずれかの指令値のみを実行して実トルクがゼロであるか否かを判定してもよい。

また、図４において、Ｓ２０８の処理でｄ軸電流指令値をいずれかの値に固定して複数回ＭＧ２を駆動し、複数回のいずれにおいても実トルクがゼロでない場合にレゾルバ１２４の異常と判定してもよい。

また、図４において、Ｓ２０８の処理でｄ軸電流指令値を小、中、大の３段階で実行した場合に、小、中、大の全てにおいて実トルクがゼロではない場合の他、小、中、大のいずれか２つ以上において実トルクがゼロでない場合にレゾルバ１２４の異常と判定してもよい。要するに、多数決の原理によりレゾルバ１２４の異常を判定してもよい。

また、図４において、Ｓ２０８の処理でｄ軸電流指令値を小、中、大の３段階で実行した場合に、ｄ軸電流指令値の大きさに応じて実トルクが順次増大する場合に、レゾルバ１２４の異常と判定してもよい。

また、図４において、Ｓ２０９の処理で実トルクがゼロより大きいか否かを判定しているが、実トルクのゼロ近傍の所定のしきい値と比較し、実トルクが所定のしきい値以上であるか否かを判定することで実トルクが実質的にゼロであるか否かを判定してもよい。

また、図４において、Ｓ２０９の処理で実トルクがゼロより大きいか否かを判定しているが、実トルクがゼロより大きい場合に、さらにレゾルバ回転数と共線図との比較を行い、偏差の有無を確認した上でレゾルバ１２４の異常を判定してもよい。実トルクがゼロより大きい場合には、実トルクが発生するためＭＧ２の回転数に変動が生じるので、このＭＧ２の回転数の変動を検出することでレゾルバ１２４異常を確認することができる。

また、本実施形態では、電流センサ１２５でＶ相電流とＷ相電流を検出しているが、Ｕ相電流とＶ相電流を検出してもよく、あるいはＵ相電流とＷ相電流を検出してもよい。要するに、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のうちの任意の二相の電流を電流センサ１２５で検出する構成において本発明を適用できる。三相の電流を電流センサ１２５で検出する必要がないのは、三相の電流の和はゼロであるから二相の電流を検出できれば残りの相の電流を算出できるからであるが、三相の電流を電流センサ１２５で検出する構成においても本発明を適用できることは言うまでもない。

また、本実施形態では、ＭＧ１，ＭＧ２を三相モータとしているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、三相以上の多相モータにも同様に適用できる。この場合、多相モータの少なくとも第１相と第２相の電流を検出する電流センサ１２５の異常を判定することができる。すなわち、第１相の電流センサ１２５で検出された第１相電流に基づいて第２相電流を推定して実トルクを推定し、第２相の電流センサ１２５で検出された第２相電流に基づいて第１相電流を推定して実トルクを推定する。

さらに、本実施形態では、トルク指令値と推定した実トルクとの相違を用いて電流センサ１２５の異常を判定しているが、図３のＳ１０１あるいは図４のＳ２０１で検出Ｖ相電流からＷ相電流を推定するとともに検出Ｗ相からＶ相電流を推定した後に、推定Ｗ相電流と検出Ｗ相電流とを比較し、あるいは推定Ｖ相電流と検出Ｖ相電流とを比較することで、より簡易に電流センサ１２５の異常を判定することもできる。前者は、トルクベースの電流センサ異常判定であり、後者は電流ベースの電流センサ異常判定といえる。

図５に、この場合の異常判定処理のフローチャートを示す。Ｓ３０１〜Ｓ３０３の処理は、図３におけるＳ１０１〜Ｓ１０３の処理、及び図４におけるＳ２０１〜Ｓ２０３の処理と同一であるためその説明は省略する。

Ｓ３０２の処理でトルク実行指令ダイアグが発生した場合、次に、比較部１４０ｄで検出Ｗ相電流（図ではＷと略記する）と推定Ｗ相電流（図ではＷ＊と略記する）の差分値（絶対値）が実質的にゼロでない、つまり差分値がゼロより大きい状態が所定時間継続しているか否かを判定する（Ｓ３０４）。仮に、Ｖ相電流センサに異常が生じた場合、検出Ｖ相電流に基づいて生成される推定Ｗ相電流にも異常が生じるから、検出Ｗ相電流と推定Ｗ相電流との間に相違が生じる。そこで、検出Ｗ相電流と推定Ｗ相電流の差分値（絶対値）が実質的にゼロでない、つまり差分値がゼロより大きい状態が所定時間継続している場合には、判定部１４０ｅはＶ相電流センサの異常と判定する（Ｓ３０５）。

一方、Ｓ３０４の処理でＮＯと判定された場合、次に、比較部１４０ｄで検出Ｖ相電流（図ではＶと略記する）と推定Ｖ相電流（図ではＶ＊と略記する）の差分値（絶対値）が実質的にゼロでない、つまり差分値がゼロより大きい状態が所定時間継続しているか否かを判定する（Ｓ３０６）。仮に、Ｗ相電流センサに異常が生じた場合、検出Ｗ相電流に基づいて生成される推定Ｖ相電流にも異常が生じるから、検出Ｖ相電流と推定Ｖ相電流との間に相違が生じる。そこで、検出Ｖ相電流と推定Ｖ相電流の差分値（絶対値）が実質的にゼロでない、つまり差分値がゼロより大きい状態が所定時間継続している場合には、判定部１４０ｅはＷ相電流センサの異常と判定する（Ｓ３０７）。また、Ｓ３０６の処理でＮＯと判定された場合には、電流センサ以外の異常と判定する（Ｓ３０８）。

図５の処理において、Ｓ３０２の処理を省略してもよい。また、Ｓ３０４の処理のみ、あるいはＳ３０６の処理のみを実行してもよい。この場合、Ｖ相電流及びＷ相電流を電流センサで検出するとともに、Ｖ相電流とＷ相電流の少なくともいずれか一方の電流から他方の電流を推定し、検出電流と推定電流との相違に基づいて電流センサの異常を判定するということができる。

以上の処理により、電流センサを２重系にすることなく、電流センサの異常と他の異常（例えばレゾルバ１２４の異常）とを識別することができる。これにより、コスト増加を招くことなく故障箇所を特定することができ、トラブルシューティングが容易化される。

１０ バッテリ、１５ ハイブリッドＥＣＵ、１１０ コンバータ、１１２，１１４ インバータ、１２４ レゾルバ、１２５ 電流センサ、１４０ ＭＧＥＣＵ。

Claims (9)

1. 多相モータに電力を供給するインバータと、
   前記インバータの出力側に設けられ、前記多相モータのうちの第１相及び第２相の電流を検出する電流センサと、
   前記電流センサで検出された第１相の電流と第２相の電流の少なくともいずれか一方の電流から他方の電流を推定する推定手段と、
   検出された電流と、推定された電流との相違に基づいて前記電流センサの異常を判定する判定手段と、
   を備え、
   前記推定手段は、
   前記電流センサで検出された前記第１相の電流に基づいて第２相の電流を推定する手段と、
   前記電流センサで検出された前記第２相の電流に基づいて第１相の電流を推定する手段と、
   前記電流センサで検出された第１相の電流と、推定された第２相の電流とに基づいて前記多相モータの第１実トルクを推定する手段と、
   前記電流センサで検出された第２相の電流と、推定された第１相の電流とに基づいて前記多相モータの第２実トルクを推定する手段と、
   を備え、
   前記判定手段は、前記多相モータを所望のトルクで駆動するためのトルク指令値と前記第１実トルクとの相違、及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違に基づいて前記電流センサの異常を判定することを特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項２記載のモータ制御装置において、
   前記判定手段は、多相モータを所望のトルクで駆動するためのトルク指令値と前記第１実トルクとの相違、あるいは前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違がある場合に前記電流センサの異常と判定し、前記トルク指令値と前記第１実トルクとの相違及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違がない場合に電流センサの異常でないと判定することを特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項３記載のモータ制御装置において、
   前記判定手段は、前記トルク指令値と前記第１実トルクとの相違が、前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違よりも大きい場合に前記第１相の電流を検出する電流センサの異常と判定し、前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違が、前記トルク指令値と前記第１実トルクとの相違よりも大きい場合に前記第２相の電流を検出する電流センサの異常と判定することを特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項２記載のモータ制御装置において、さらに、
   前記多相モータの回転角を検出する回転角センサ
   を備え、
   前記推定手段は、
   前記電流センサで検出された前記第１相の電流に基づいて第２相の電流を推定する手段と、
   前記電流センサで検出された前記第２相の電流に基づいて第１相の電流を推定する手段と、
   前記電流センサで検出された第１相の電流と、推定された第２相の電流と、前記回転角に基づいて前記多相モータの第１実トルクを推定する手段と、
   前記電流センサで検出された第２相の電流と、推定された第１相の電流と、前記回転角に基づいて前記多相モータの第２実トルクを推定する手段と、
   前記電流センサで検出された第１相の電流と、前記電流センサで検出された第２相の電流と、前記回転角に基づいて前記多相モータの第３実トルクを推定する手段と、
   を備え、
   前記判定手段は、前記多相モータを所望のトルクで駆動するためのトルク指令値と前記第１実トルクとの相違、及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違、並びに前記トルク指令値と前記第３実トルクとの相違に基づいて前記電流センサの異常か前記回転角センサの異常かを判定することを特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項５記載のモータ制御装置において、
   前記判定手段は、多相モータを所望のトルクで駆動するためのトルク指令値と前記第１実トルクとの相違、あるいは前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違がある場合に前記電流センサの異常と判定し、前記トルク指令値と前記第１実トルクとの相違及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違がなく前記トルク指令値と前記第３実トルクとの相違がある場合に前記回転角センサの異常と判定することを特徴とするモータ制御装置。
6. 請求項６記載のモータ制御装置において、さらに、
   前記多相モータをゼロトルクで駆動する手段
   を備え、
   前記判定手段は、前記トルク指令値と前記第１実トルクとの相違及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違がなく前記トルク指令値と前記第３実トルクとの相違がある場合に、前記駆動手段で駆動した後の前記第３実トルクがゼロでない場合に前記回転角センサの異常と判定し、前記駆動手段で駆動した後の前記第３実トルクがゼロである場合に前記電流センサ及び前記回転角センサ以外の異常と判定することを特徴とするモータ制御装置。
7. 請求項２記載のモータ制御装置において、
   前記多相モータはＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる三相モータであり、
   前記第１相及び第２相は、前記Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうちのいずれか２つの相であることを特徴とするモータ制御装置。
8. 請求項２記載のモータ制御装置において、
   前記多相モータはＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる三相モータであり、
   前記第１相は前記Ｖ相、前記第２相はＷ相であり、
   前記推定手段は、
   前記電流センサで検出された前記Ｖ相の電流に基づいてＷ相の電流を推定する手段と、
   前記電流センサで検出された前記Ｗ相の電流に基づいてＶ相の電流を推定する手段と、
   前記電流センサで検出されたＶ相の電流と、推定されたＷ相の電流とに基づいて前記多相モータの第１実トルクを推定する手段と、
   前記電流センサで検出された第２相の電流と、推定された第１相の電流とに基づいて前記多相モータの第２実トルクを推定する手段と、
   を備え、
   前記判定手段は、前記多相モータを所望のトルクで駆動するためのトルク指令値と前記第１実トルクとの相違、及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違に基づいて前記電流センサの異常を判定することを特徴とするモータ制御装置。
9. 請求項５記載のモータ制御装置において、
   前記多相モータはＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる三相モータであり、
   前記第１相は前記Ｖ相、前記第２相はＷ相であり、
   前記推定手段は、
   前記電流センサで検出された前記Ｖ相の電流に基づいてＷ相の電流を推定する手段と、
   前記電流センサで検出されたＷ相の電流に基づいてＶ相の電流を推定する手段と、
   前記電流センサで検出されたＶ相の電流と、推定されたＷ相の電流と、前記回転角に基づいて前記多相モータの第１実トルクを推定する手段と、
   前記電流センサで検出されたＷ相の電流と、推定されたＶ相の電流と、前記回転角に基づいて前記多相モータの第２実トルクを推定する手段と、
   前記電流センサで検出されたＶ相の電流と、前記電流センサで検出されたＷ相の電流と、前記回転角に基づいて前記多相モータの第３実トルクを推定する手段と、
   を備え、
   前記判定手段は、前記多相モータを所望のトルクで駆動するためのトルク指令値と前記第１実トルクとの相違、及び前記トルク指令値と前記第２実トルクとの相違、並びに前記トルク指令値と前記第３実トルクとの相違に基づいて前記電流センサの異常か前記回転角センサの異常かを判定することを特徴とするモータ制御装置。

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