JP5476795B2 - Control device for electric vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、電動機が発生するトルクを車輪に伝達して走行する電動車両の制御装置に関し、特に、電動機やインバータなどの異常状態を検出する技術に関する。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle that travels by transmitting torque generated by an electric motor to wheels, and more particularly to a technique for detecting an abnormal state such as an electric motor or an inverter.
従来、電動車両における電動機やインバータなどの異常状態を検出する技術として、例えば下記特許文献1にて記載された技術が知られている。この特許文献1に記載の技術では、電動機へ流れるU,V,W各相の電流を検出し、検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出して、正の電流積分値と負の電流積分値とを比較することによって異常が発生したかどうかを判定するようにしている。 Conventionally, as a technique for detecting an abnormal state of an electric motor or an inverter in an electric vehicle, for example, a technique described in Patent Document 1 below is known. In the technique described in Patent Document 1, the currents of the U, V, and W phases flowing to the electric motor are detected, the positive integral value and the negative integral value of each phase are calculated based on the detected current, and the positive It is determined whether or not an abnormality has occurred by comparing the current integral value and the negative current integral value.
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、電動機へ流れる交流電流の正区間の積分値と負区間の積分値とを比較することで異常発生の有無を判定する構成であるため、異常判定には少なくとも各相電流1周期分の時間を要し、例えば電動機がロックした状態や極低回転の状態など、各相電流1周期分の時間が長くなる状況では異常判定が遅れてしまい、その間、異常状態が継続されることになるといった問題があった。 However, since the technique described in Patent Document 1 is configured to determine whether or not an abnormality has occurred by comparing the integral value in the positive interval and the integral value in the negative interval of the alternating current flowing to the motor, At least one period of each phase current is required. For example, in a situation where the period of one period of each phase current is long, such as when the motor is locked or extremely low speed rotation, the abnormality determination is delayed. There was a problem that the state would continue.
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みて創案されたものであって、電動車両における電動機やインバータなどの異常状態を適切且つ迅速に判定し、異常状態が継続するのを有効に防止することが可能な電動車両の制御装置を提供することを目的としている。 The present invention was devised in view of the above-described problems of the prior art, and it is effective to appropriately and quickly determine an abnormal state such as an electric motor or an inverter in an electric vehicle and continue the abnormal state. It is an object of the present invention to provide a control device for an electric vehicle that can be prevented.
本発明に係る電動車両の制御装置は、トルク指令値に基づく電流指令値を2N乗した値の積分演算の結果と電動機に供給される実電流を2N乗した値の積分演算の結果との比較、もしくは、電流指令値に基づいて推定される第1のトルク推定値を2N乗した値の積分演算の結果と実電流に基づいて推定される第2のトルク推定値を2N乗した値の積分演算の結果との比較により異常発生の有無を判定する構成とすることにより、上述した課題を解決する。 The control device for an electric vehicle according to the present invention compares the result of integration calculation of a value obtained by raising the current command value based on the torque command value to the 2N power and the result of integration calculation of the value obtained by raising the actual current supplied to the motor to the 2N power. Alternatively, the integration result of the value obtained by integrating the first torque estimated value estimated based on the current command value with the power of 2N and the second torque estimated value estimated based on the actual current with the power of 2N The above-described problem is solved by determining whether or not an abnormality has occurred by comparing with the calculation result.
本発明に係る電動車両の制御装置によれば、電動車両における電動機やインバータなどの異常状態を適切且つ迅速に判定し、異常状態が継続するのを有効に防止することができる。 According to the control apparatus for an electric vehicle according to the present invention, it is possible to appropriately and quickly determine an abnormal state such as an electric motor or an inverter in the electric vehicle and effectively prevent the abnormal state from continuing.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明を適用した電動車両の駆動系システムの概要を示す全体構成図である。電動車両は、走行駆動源として例えば永久磁石型の同期電動機として構成された3相交流モータ1を搭載し、このモータ1が発生するトルクを駆動輪に伝達することで走行する。モータ1には、インバータ2を介してバッテリ3が接続されており、バッテリ3からの直流電力がインバータ2により所望の交流電力に変換されてモータ1に供給される。バッテリ3とインバータ2との間にはリレー4が設けられており、車両コントローラ5の制御によりこのリレー4がオフされると、バッテリ3からモータ1への電力供給が遮断される。また、バッテリ3とインバータ2との間には平滑コンデンサ6が並列に接続されており、直流電力の平滑化が図られている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of a drive system of an electric vehicle to which the present invention is applied. The electric vehicle is equipped with a three-phase AC motor 1 configured as, for example, a permanent magnet type synchronous motor as a travel drive source, and travels by transmitting torque generated by the motor 1 to drive wheels. A battery 3 is connected to the motor 1 via an
インバータ2はモータ1の3相コイルに対応した3つのアームを有し、各アームを平滑コンデンサ6に対してそれぞれ並列に接続した構成である。各アームは、それぞれIGBT等のスイッチング素子を2個直列に接続するとともに各スイッチング素子にそれぞれダイオードを並列接続して構成され、2個のスイッチング素子の間に、モータ1の対応する相のコイルが給電線を介して接続されている。各アームのスイッチング素子は、バッテリ3の+側にコレクタ、−側にエミッタが接続され、ゲート駆動回路7によりオン/オフ制御される。また、各アームのダイオードはスイッチング素子のエミッタからコレクタに向かって順方向になるように接続され、逆方向への電流を阻止する。
The
車両コントローラ5は、例えばCPU、ROM、RAMを備えたマイクロコンピュータとして構成され、電動車両の走行状態を制御する。具体的には、車両コントローラ5は、車両運転者の運転操作に応じたアクセル信号、ブレーキ信号、シフトポジション信号等に基づいて、モータ1に対するトルク指令値T*を算出し、算出したトルク指令値T*を後述するモータコントローラ10に出力する。また、車両コントローラ5は、モータコントローラ10による後述する異常判定処理の結果として異常信号が出力された場合には、モータコントローラ10の動作、つまりインバータ2の動作を停止させるとともに、リレー4をオフしてモータ1への電力供給を遮断させる。
The
モータコントローラ10は、例えばCPU、ROM、RAMを備えたマイクロコンピュータとして構成され、車両コントローラ5からのトルク指令値T*に基づいてパルス変調(PWM)信号を生成し、このPWM信号をゲート駆動回路7に出力することでインバータ2の動作を制御する。また、モータコントローラ10は、このような制御を行う際に、回転子位置センサ8からのセンサ信号θrや電流センサ9からのセンサ信号Iu,Iv,Iwをフィードバック信号として入力して演算に利用する。回転子位置センサ8は、モータ1の回転子位置θrを検出するものであり、例えばモータ1に付設されたレゾルバなどが用いられる。また、電流センサ9は、インバータ2からモータ1に供給される各相の電流(実電流)Iu,Iv,Iwを検出するものである。
The
図2は、モータコントローラ10において実現する機能構成の要部を示す機能ブロック図である。本実施形態のモータコントローラ10は、PWM信号を生成してインバータ2の動作を制御するための駆動制御ブロック20のほかに、本発明に特徴的な機能ブロックとして異常検出ブロック30とを備える。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a main part of a functional configuration realized in the
まず、駆動制御ブロック20について簡単に説明する。駆動制御ブロック20は、電流指令値算出部21と、電流制御部22と、d−q/3相変換部23と、PWM信号生成部24と、3相/d−q変換部25と、θ(位相)演算部26と、回転数(電気角速度)演算部27とで構成される。
First, the
電流指令値演算部21は、車両コントローラ10により算出されるトルク指令値T*と、回転数演算部27により演算されるモータ1の回転数ω(回転速度)とに基づいて、d軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*を算出する。ここで、d軸電流とは、モータ1に流れる3相電流(Iu,Iv,Iw)の励磁電流成分であり、q軸電流とはトルク電流成分である。
The current command
電流制御部22は、d軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*と、後述する3相/d−q変換部25から入力されるd軸電流Idおよびq軸電流Iqとに基づいて、d軸電圧指令値Vd*およびq軸電圧指令値Vq*を算出する。具体的には、電流指令値と実電流との偏差(Id*−Id)、(Iq*−Iq)をそれぞれ演算し、演算した偏差に対してPI(比例・積分)演算を行うことにより、d軸電圧指令値Vd*およびq軸電圧指令値Vq*を算出する。
The
d−q/3相変換部23は、電流制御部22により算出されたd軸電圧指令値Vd*およびq軸電圧指令値Vq*を、後述するθ(位相)演算部26で算出される位相θに基づいて、3相交流電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に変換する。変換された3相交流電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*は、PWM信号生成部24に出力される。
The dq / 3-
PWM信号生成部24は、3相交流電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*と、三角波信号(キャリア信号)とに基づいて、インバータ2を制御するためのPWM信号を生成する。
The PWM
3相/d−q変換部25は、電流センサ9のセンサ信号(Iu,Iv,Iw)をd軸電流Idおよびq軸電流Iqに変換する。
The three-phase /
θ(位相)演算部26は、回転子位置センサ8のセンサ信号θrに基づき、回転位相θを演算する。
The θ (phase)
回転数演算部27は、回転位相θを微分演算することで回転数(電気角速度)ωを演算する。
The rotation
次に、本発明に特徴的な機能である異常検出ブロック30について説明する。異常検出ブロック30は、LPF31、T*演算部32、ニ乗演算部33、積分演算部34と、T演算部35、二乗演算部36、積分演算部37と、異常判定部38とで構成される。この異常検出ブロック30には、駆動制御ブロック20の電流指令値算出部21にて算出されたd軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*と、3相/d−q変換部25にて実電流Iu,Iv,Iwから求められたd軸電流Id及びq軸電流Iqが入力される。d軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*は、T*演算部32、ニ乗演算部33、積分演算部34での演算に用いられ、d軸電流Id及びq軸電流Iqは、T演算部35、二乗演算部36、積分演算部37での演算に用いられる。
Next, the
ここで、d軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*に対するd軸電流Id及びq軸電流Iqの応答遅れを補償するために、T*演算部32の前段には、電流制御ブロック20でのPI制御の応答特性に合わせて定数設定したLPF(ローパスフィルタ)31が設けられ、このLPF31を通過したd軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*がT*演算部32に入力される。なお、LPF31を設ける代わりに、実電流から求めたd軸電流Id及びq軸電流Iqの応答特性と一致させたd軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*をT*演算部32に入力するようにしてもよい。
Here, in order to compensate for a response delay of the d-axis current Id and the q-axis current Iq with respect to the d-axis current command value Id * and the q-axis current command value Iq *, a current control block is provided before the T * calculation unit 32. LPF (low-pass filter) 31 that is set constant according to the response characteristic of PI control at 20 is provided, and the d-axis current command value Id * and the q-axis current command value Iq * that have passed through the
T*演算部32は、入力されたd軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*に基づいて、下記の式(1)に示すトルク演算を行って、d軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*に対応してモータ1が出力すると推定される第1のトルク推定値を算出する。また、T演算部35は、入力されたd軸電流Idおよびq軸電流Iqに基づいて、下記の式(1)に示すトルク演算を行って、実際にモータ1が出力していると推定される第2のトルク推定値を算出する。
Trq=p×φa×Iq+p×(Ld−Lq)×Id×Iq ・・・(1)
Ld,Lq,φa:モータ定数、p:対極数、Trq:トルク
The T * calculation unit 32 performs a torque calculation shown in the following equation (1) based on the input d-axis current command value Id * and q-axis current command value Iq *, and the d-axis current command value Id *. And a first estimated torque value estimated to be output from the motor 1 in correspondence with the q-axis current command value Iq *. Further, it is estimated that the
Trq = p × φa × Iq + p × (Ld−Lq) × Id × Iq (1)
Ld, Lq, φa: motor constant, p: number of counter electrodes, Trq: torque
T*演算部32により算出された第1のトルク推定値(T*)は、ニ乗演算部33において二乗された後、積分演算部34において前回値に加算演算(積分)される。また、T演算部35により算出された第2のトルク推定値(T)は、ニ乗演算部36において二乗された後、積分演算部37において前回値に加算演算(積分)される。そして、積分演算器34の演算結果∫(T*)2と積分演算器37の演算結果∫(T)2とが、それぞれ異常判定部38に入力される。
The first torque estimated value (T * ) calculated by the T * calculator 32 is squared by the
異常判定部38は、積分演算器34の演算結果∫(T*)2と積分演算器37の演算結果∫(T)2とを比較して、一方の演算結果と他方の演算結果とが所定値以上乖離している場合、つまり、下記の式(2)に示すように、積分値∫(T*)2と∫(T)2の差分の絶対値が所定の閾値Const.を超えている場合に、例えばインバータ2のスイッチング素子のオープン故障やモータ1のコイル断線などの何らかの異常が発生していると判断して、異常信号を出力する。
|∫(T*)2−∫(T)2|>Const. ・・・(2)
| ∫ (T * ) 2 −∫ (T) 2 |> Const. ... (2)
図3は、モータコントローラ10の異常検出ブロック30により実施される処理内容を示すフローチャートである。本発明を適用した電動車両の駆動系システムでは、モータ1の回転数が急変していない状態、つまり駆動制御ブロック20の回転数演算部27にて算出された回転数ωの単位時間当たりの変化量が基準値未満の場合に、モータコントローラ10の異常検出ブロック30において図3に示す一連の処理が所定周期毎に繰り返されることによって、電動車両におけるモータ1やインバータ2などの異常状態を適切且つ迅速に判定できるようにしている。
FIG. 3 is a flowchart showing the contents of processing performed by the
図3のフローが開始されると、まず、ステップS10において、所定の積分期間が経過したかどうかを判定する。この処理は、例えば積分カウンタにて積分時間をカウントし、所定の積分時間が経過したときにリセットパルスを出力するなどの処理として実行すればよい。そして、所定の積分時間が経過している場合にはステップS20へ進み、経過していない場合にはステップS30へ進む。 When the flow of FIG. 3 is started, first, in step S10, it is determined whether or not a predetermined integration period has elapsed. This processing may be executed as processing such as counting the integration time with an integration counter and outputting a reset pulse when a predetermined integration time has elapsed. If the predetermined integration time has elapsed, the process proceeds to step S20, and if not, the process proceeds to step S30.
ステップS20では、前回の処理周期までの積分演算による積分値をクリアして、ステップS30へ進む。 In step S20, the integration value obtained by the integration calculation up to the previous processing cycle is cleared, and the process proceeds to step S30.
ステップS30では、d軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*に基づいて、上記式(1)に示したトルク演算を実施して第1のトルク推定値(T*)を算出し、この第1のトルク推定値(T*)を二乗して、ステップS40へ進む。 In step S30, based on the d-axis current command value Id * and the q-axis current command value Iq * , the torque calculation shown in the above equation (1) is performed to calculate the first torque estimated value (T * ). Then, the first torque estimated value (T * ) is squared, and the process proceeds to step S40.
ステップS40では、前回の処理周期までの(T*)の二乗総和にステップS30で算出した(T*)の二乗値を新たに加算することで、(T*)の二乗の積分値∫(T*)2を算出し、ステップS50へ進む。 At step S40, by newly adding the squared value of the calculated in step S30 to the square sum of (T *) to the previous processing cycle (T *), the square integral value of (T *) ∫ (T * ) Calculate 2 and go to step S50.
ステップS50では、d軸電流Idおよびq軸電流Iqに基づいて、上記式(1)に示したトルク演算を実施して第2のトルク推定値(T)を算出し、この第2のトルク推定値(T)を二乗して、ステップS60へ進む。 In step S50, based on the d-axis current Id and the q-axis current Iq, the torque calculation shown in the above equation (1) is performed to calculate the second torque estimated value (T), and this second torque estimation The value (T) is squared and the process proceeds to step S60.
ステップS60では、前回の処理周期までの(T)の二乗総和にステップS50で算出した(T)の二乗値を新たに加算することで、(T)の二乗の積分値∫(T)2を算出し、ステップS70へ進む。 In step S60, the square value of (T) calculated in step S50 is newly added to the square sum of (T) up to the previous processing cycle, so that the square integral value ∫ (T) 2 of (T) is obtained. Calculate and go to step S70.
ステップS70では、ステップS40およびステップS60で算出した∫(T*)2、∫(T)2を減算し、絶対値比較する。そして、これらの差分の絶対値が所定の閾値Const.よりも大きければ、指令値よりも実値の偏差が大きい状態としてインバータ2のスイッチング素子のオープン故障や、モータ1のコイル断線等が発生していると判断し、ステップS80へ進む。一方、∫(T*)2と∫(T)2の差分の絶対値が所定の閾値Const.よりも小さければ、正常状態であると判定してステップS10へ戻り、次の周期に同様の処理を繰り返し実施する。
In step S70, ∫ (T * ) 2 and ∫ (T) 2 calculated in step S40 and step S60 are subtracted and absolute values are compared. The absolute value of these differences is a predetermined threshold value Const. If it is greater than the command value, it is determined that the deviation of the actual value is larger than the command value and that an open failure of the switching element of the
ステップS80では、車両コントローラ5に対して異常信号を出力して異常検出ブロック30での処理を終了する。モータコントローラ10から車両コントローラ5に異常信号が出力されると、車両コントローラ5は、モータコントローラ10の動作、つまりインバータ2の動作を停止させるとともに、リレー4をオフしてモータ1への電力供給を遮断させる。
In step S80, an abnormality signal is output to the
図4は、モータコントローラ10の異常検出ブロック30による演算結果の一例を示したものであり、インバータ2に異常が発生した場合の異常発生前後における演算結果をグラフ化したものである。図4(a)では、トルク指令値T*と実トルクTとの関係を示し、図4(b)では、積分カウンタのリセットパルス出力タイミングを示し、図4(c)では、第1のトルク推定値(T*)の二乗の積分値∫(T*)2と第2のトルク推定値(T)の二乗の積分値∫(T)2との関係を示している。
FIG. 4 shows an example of a calculation result by the
この図4から分かるように、インバータ2のスイッチング素子のオープン故障などの異常が発生すると、実トルクTがトルク指令値T*に対して大きく変動することになる。また、電流指令値からトルク演算して求めた第1のトルク推定値を二乗積分した演算結果∫(T*)2と、実電流からトルク演算して求めた第2のトルク推定値を二乗積分した演算結果∫(T)2とを見ると、異常発生前は両者がほぼ一致しているのに対して、異常発生後は両者の差が顕著に現われている。したがって、予め異常発生に起因した∫(T*)2と∫(T)2との差を判別可能な適切な値に閾値Const.を設定しておき、両者の差が閾値Const.を超えているかどうかを確認することで異常検知が可能となり、モータ1が極低回転で動作している場合などにおいても、モータ1やインバータ2などの異常状態を適切且つ迅速に判定することができる。
As can be seen from FIG. 4, when an abnormality such as an open failure of the switching element of the
また、積分カウンタのリセットパルスを所定間隔毎に出力して、積分値∫(T*)2および∫(T)2を所定時間毎にクリアすることで、異常発生以外の外乱による両者の差分が積算されることによる誤検出を有効に防止することができる。このときの所定時間は、システムから要求される検出時間との兼ね合いにより、最適な時間を設定しておけばよい。 In addition, the integration counter reset pulse is output at predetermined intervals, and the integral values ∫ (T * ) 2 and ∫ (T) 2 are cleared at predetermined intervals, so that the difference between the two due to disturbance other than the occurrence of an abnormality can be obtained. It is possible to effectively prevent erroneous detection due to integration. The predetermined time at this time may be set to an optimum time in consideration of the detection time required from the system.
また、モータ1の回転数が急変していない状態、すなわち単位時間当たりの回転数ωの変化量が基準値未満(あるいはモータ1の回転速度の単位時間当たりの変化率が基準値未満)であることを条件として上述した異常判定の処理を行うようにすることで、トルク変化に起因する変動を異常であると誤検出してしまうことを有効に防止することができる。 In addition, the number of revolutions of the motor 1 does not change suddenly, that is, the amount of change in the number of revolutions ω per unit time is less than the reference value (or the rate of change of the rotation speed of the motor 1 per unit time is less than the reference value) By performing the above-described abnormality determination process on the condition as described above, it is possible to effectively prevent a variation due to a torque change from being erroneously detected as abnormal.
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本発明を適用した電動車両の駆動系システムでは、モータコントローラ10の異常検出ブロック30において、電流指令値からトルク演算して求めた第1のトルク推定値を二乗積分した演算結果∫(T*)2と、実電流からトルク演算して求めた第2のトルク推定値を二乗積分した演算結果∫(T)2とを比較し、これらの演算結果が所定の閾値Const.以上に乖離している場合に異常が発生していると判断するようにしているので、モータ1やインバータ2などの異常状態を適切且つ迅速に判定することができる。また、異常検出ブロック30による異常判定は、指令値や実値がマイナスだった場合の影響を排除することができるので、モータ1がロックしたり極低回転の場合でも異常状態の判定を行うことができる。これにより、異常判定の遅れを回避することができ、異常状態が継続するのを有効に防止することができる。
As described above in detail with reference to specific examples, in the drive system for an electric vehicle to which the present invention is applied, the
また、モータコントローラ10の異常検出ブロック30による異常判定の処理は、モータ1の回転数ωの単位時間当たりの変化量が基準値未満であることを条件として行われるので、異常判定の信頼性を高め、異常状態の誤検出により不必要に電動車両を停止させてしまうといった不都合を有効に回避することができる。
Further, the abnormality determination process by the
さらに、異常判定に用いる積分値∫(T*)2および∫(T)2は、所定の積分時間が経過するとクリアするようにしているので、異常判定の信頼性を高め、異常状態の誤検出により不必要に電動車両を停止させてしまうといった不都合を有効に回避することができる。 Furthermore, since the integral values ∫ (T * ) 2 and ∫ (T) 2 used for abnormality determination are cleared when a predetermined integration time has elapsed, the reliability of abnormality determination is improved, and erroneous detection of abnormal conditions is performed. Therefore, it is possible to effectively avoid the inconvenience that the electric vehicle is stopped unnecessarily.
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について図5を参照して説明する。本実施形態は、モータコントローラ10の異常検出ブロックの構成が第1の実施形態とは異なるものである。なお、その他の構成および処理の概要は第1の実施形態と同じであるため、以下では、第1の実施形態と同一の構成については同一の符号を用いて詳細な説明は省略し、本実施形態において特徴的な異常検出ブロック40についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the configuration of the abnormality detection block of the
図5は、本実施形態のモータコントローラ10の機能ブロック図である。本実施形態のモータコントローラ10では、第1の実施形態で説明した異常検出ブロック30に代えて異常検出ブロック40が設けられている。この異常検出ブロック40は、電流指令値をもとにトルク演算して求めた第1のトルク推定値(T*)や、実電流をもとにトルク演算して求めた第2のトルク推定値(T)を二乗積分するのではなく、電流指令値や実電流をそのまま二乗積分するようにしている点に特徴がある。
FIG. 5 is a functional block diagram of the
この異常検出ブロック40は、LPF41、ニ乗演算部42、積分演算部43と、二乗演算部44、積分演算部45と、異常判定部46とで構成される。この異常検出ブロック40には、トルクと相関が大きいq軸電流指令値Iq*とq軸電流Iqとが、駆動制御ブロック20からそれぞれ入力される。
The
q軸電流指令値Iq*は、LPF41を通過することでq軸電流Iqの応答特性との一致が図られ、ニ乗演算部42において二乗された後、積分演算部43において前回値に加算演算(積分)される。また、q軸電流Iqは、ニ乗演算部44において二乗された後、積分演算部45において前回値に加算演算(積分)される。そして、積分演算器43の演算結果∫(Iq*)2と積分演算器45の演算結果∫(Iq)2とが、それぞれ異常判定部46に入力される。
The q-axis current command value Iq * is matched with the response characteristic of the q-axis current Iq by passing through the
異常判定部46は、積分演算器43の演算結果∫(Iq*)2と積分演算器45の演算結果∫(Iq)2とを比較して、一方の演算結果と他方の演算結果とが所定値以上乖離している場合、つまり、下記の式(3)に示すように、積分値∫(Iq*)2と∫(Iq)2の差分の絶対値が所定の閾値Const.を超えている場合に、例えばインバータ2のスイッチング素子のオープン故障やモータ1のコイル断線などの何らかの異常が発生していると判断して、異常信号を出力する。
|∫(Iq*)2−∫(Iq)2|>Const. ・・・(2)
| ∫ (Iq * ) 2 −∫ (Iq) 2 |> Const. ... (2)
以上のように、本実施形態のモータコントローラ10では、異常検出ブロック40において、q軸電流指令値Iq*を二乗積分した演算結果∫(Iq*)2と、q軸電流Iqを二乗積分した演算結果∫(Iq)2とを比較し、これらの演算結果が所定の閾値Const.以上に乖離している場合に異常が発生していると判断するようにしているので、第1の実施形態と同様に、モータ1やインバータ2などの異常状態を適切且つ迅速に判定して、異常状態が継続するのを有効に防止することができる。なお、以上の例では、トルクと相関が大きいq軸電流成分を用いて異常検出を行うようにしているが、d軸電流成分を用いても同様に異常の検出を行うことができる。
As described above, in the
以上、本発明の具体的な適用例として第1および第2の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は上記の実施形態として開示した内容に限定されるものではなく、この開示から容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含まれることは勿論である。例えば、上述した第1および第2の実施形態では、二乗積分した演算結果の比較により異常判定を行うようにしているが、2N乗(Nは自然数)した後に積分した演算結果を比較して異常判定を行うようにしても、同様の効果を得ることができる。 As described above, the first and second embodiments have been described as specific application examples of the present invention. However, the technical scope of the present invention is not limited to the contents disclosed as the above-described embodiments. Of course, various modifications, changes, alternative techniques, and the like that can be easily derived are included. For example, in the first and second embodiments described above, abnormality determination is performed by comparing the square-integrated calculation result, but the calculation result integrated after 2N power (N is a natural number) is compared and abnormal. Even if the determination is performed, the same effect can be obtained.
1 モータ
8 回転子位置センサ
9 電流センサ
10 モータコントローラ
30 異常検出ブロック
31 LPF
32 T*演算部
33 二乗演算部
34 積分演算部
35 T演算部
36 二乗演算部
37 積分演算部
38 異常判定部
40 異常検出ブロック
41 LPF
42 二乗演算部
43 積分演算部
44 二乗演算部
45 積分演算部
46 異常判定部
1 Motor 8 Rotor Position Sensor 9
32 T * operation unit 33
42 Square operation unit 43
Claims (6)
車両運転者の要求に対応するトルク指令値に基づいて、前記電動機に供給する電流の指令値を算出する電流指令値算出手段と、
前記電動機に供給される実電流を検出する実電流検出手段と、
前記電流指令値算出手段により算出された電流指令値を2N乗(Nは自然数)した後に積分する電流指令値積分手段と、
前記実電流検出手段により検出された実電流値を2N乗(Nは自然数)した後に積分する実電流値積分手段と、
前記電流指令値積分手段の演算結果と前記実電流値積分手段の演算結果とを比較して、一方の演算結果と他方の演算結果とが所定値以上乖離している場合に異常が発生していると判断する異常判定手段と、を備えることを特徴とする電動車両の制御装置。 In a control device for an electric vehicle that travels by transmitting torque generated by an electric motor to wheels,
Current command value calculation means for calculating a command value of a current supplied to the electric motor based on a torque command value corresponding to a request of the vehicle driver;
An actual current detecting means for detecting an actual current supplied to the electric motor;
Current command value integrating means for integrating after the current command value calculated by the current command value calculating means is raised to the 2Nth power (N is a natural number);
An actual current value integrating means for integrating after the actual current value detected by the actual current detecting means is raised to the 2Nth power (N is a natural number);
Comparing the calculation result of the current command value integration means with the calculation result of the actual current value integration means, an abnormality occurs when one calculation result and the other calculation result are more than a predetermined value And an abnormality determination means for determining that there is a control device for an electric vehicle.
車両運転者の要求に対応するトルク指令値に基づいて、前記電動機に供給する電流の指令値を算出する電流指令値算出手段と、
前記電流指令値算出手段により算出された電流指令値に基づいて、前記電動機が出力すると推定される第1のトルク推定値を算出する第1トルク推定手段と、
前記電動機に供給される実電流を検出する実電流検出手段と、
前記実電流検出手段により検出された実電流値に基づいて、前記電動機が実際に出力していると推定される第2のトルク推定値を算出する第2トルク推定手段と、
前記第1トルク推定手段により算出された第1のトルク推定値を2N乗(Nは自然数)した後に積分する第1トルク積分手段と、
前記第2トルク推定手段により算出された第2のトルク推定値を2N乗(Nは自然数)した後に積分する第2トルク積分手段と、
前記第1トルク積分手段の演算結果と前記第2トルク積分手段の演算結果とを比較して、一方の演算結果と他方の演算結果とが所定値以上乖離している場合に異常が発生していると判断する異常判定手段と、を備えることを特徴とする電動車両の制御装置。 In a control device for an electric vehicle that travels by transmitting torque generated by an electric motor to wheels,
Current command value calculation means for calculating a command value of a current supplied to the electric motor based on a torque command value corresponding to a request of the vehicle driver;
First torque estimating means for calculating a first torque estimated value estimated to be output from the electric motor based on the current command value calculated by the current command value calculating means;
An actual current detecting means for detecting an actual current supplied to the electric motor;
Second torque estimating means for calculating a second torque estimated value that is estimated to be actually output from the electric motor based on the actual current value detected by the actual current detecting means;
First torque integrating means for integrating after the first torque estimated value calculated by the first torque estimating means is raised to the 2Nth power (N is a natural number);
Second torque integrating means for integrating after the second torque estimated value calculated by the second torque estimating means is multiplied by 2N (N is a natural number);
When the calculation result of the first torque integration means and the calculation result of the second torque integration means are compared, an abnormality occurs when one calculation result and the other calculation result are more than a predetermined value apart. And an abnormality determination means for determining that there is a control device for an electric vehicle.
前記異常判定手段は、前記電動機の回転数の単位時間当たりの変化量が基準値未満の場合に前記異常の判定を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の電動車両の制御装置。 A rotation speed calculating means for calculating the rotation speed of the electric motor;
The control apparatus for an electric vehicle according to claim 1, wherein the abnormality determination unit determines the abnormality when a change amount per unit time of the rotation speed of the electric motor is less than a reference value.
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