JP6217299B2

JP6217299B2 - モータ制御システム

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Publication number: JP6217299B2
Application number: JP2013214739A
Authority: JP
Inventors: 亮次佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-10-15
Also published as: JP2015080290A

Description

本発明は、インバータを介してモータを制御するモータ制御システムに関する。

従来、モータの動力によって走行するハイブリッド自動車や電気自動車等の電動車両が知られている。このような電動車両に搭載されるモータ制御システムでは、通常、インバータを用いてモータの駆動が制御されている。

上記モータ駆動システムでは、アクセルやブレーキのユーザ操作等によって指示される要求トルクに従って、インバータ等の駆動回路の動作が制御され、モータが駆動される。このときに、インバータからモータに供給される電流が駆動回路にフィードバックされ、上記要求トルクから計算される電流指令値と一致させるようにフィードバック制御が行われることがある。モータに実際に供給される電流は、インバータとモータとを接続する電力ラインに設けられた電流センサによって検出される。

これに関連する文献として、特許文献１には、誘導電動機のベルトル制御装置において、フィードフォワードよるモータ電圧生成値と、フィードバックによるモータ電圧生成値とを合算したものを、モータの電圧指令値として制御することが記載されている。このベクトル制御装置においても、フィードバック制御に用いられるモータ電流は、モータ相数に対応する３つの電流センサによって検出されることが述べられている。

特開２００１−１６９５９９号公報

電流センサ等の故障が発生すると、フィードバックによるモータ駆動電圧の生成を正しく行うことができなくなる。そのため、電流センサの異常が検出されて車両がフェールセーフモードに移行するまでの間、フィードバック分の電圧が実際よりも大きく、または、小さくなるので、車両出力が変化するための車両の加減速が発生し、ドライバビリティが悪化するという問題がある。ここで、フェールセーフモードとは、電流センサ等に異常があると判断された場合、車両を路肩や修理工場等まで安全に退避走行させるのに必要な動力を確保するための安全対策のことである。

本発明の目的は、電流フィードバック制御における電流センサの故障時のモータ出力変動を小さくして、車両のドライバビリティの低下を抑制できるモータ制御システムを提供することである。

本発明に係るモータ制御システムは、モータと、モータに接続されるインバータと、インバータとモータとの間を流れる電流を検出する電流センサと、インバータを制御して前記モータを駆動させる制御装置とを備えるモータ制御システムであって、前記制御装置は、前記モータのトルク指令とモータ回転速度からフィードフォワード制御により第１電圧指令を生成し、モータのトルク指令を電流指令に変換して前記電流センサによって検出される実電流と前記電流指令との差分である電流偏差からフィードバック制御により第２電圧指令を生成し、前記第１電圧指令および前記第２電圧指令を加算して前記モータの電圧指令値とし、前記電流センサの異常が検出されるとモータのフィードバック制御で用いるゲインを正常時よりも小さくし、前記電流センサの異常の検出は、前記電流センサが測定した電流に基づく電流値が電流閾値より大きくなった状態が所定時間以上継続することをもって実行され、前記電流センサの異常が検出されてから、前記電流センサが測定した電流に基づく電流値が電流閾値より大きくなった状態が更に所定時間継続したときに、フェールセーフモードに移行し、前記制御装置は、ベクトル制御によって前記モータの作動を制御し、前記第２電流指令は、ｄ軸電流偏差をΔＩｄとし、ｑ軸電流偏差をΔＩｑとし、Ｋｐｄ及びＫｐｑをｄｑ軸電流制御の比例ゲインとし、Ｋｉｄ及びＫｉｑをｄｑ軸電流制御の積分ゲインとするとき、ΔＶｄ＝Ｋｐｄ×ΔＩｄ＋Ｋｉｄ×ΔＩｄ×ｄｔで算出されるｄ軸電圧偏差と、ΔＶｑ＝Ｋｐｑ×ΔＩｑ＋Ｋｉｑ×ΔＩｑ×ｄｔで算出されるｑ軸電圧偏差とで構成されるものである。

本発明に係るモータ制御システムによれば、電流センサの異常が検出されるとモータのフィードバック制御に用いるゲインを正常時よりも小さくするので、電流センサから出力される異常検出値の影響を小さくすることができる。これにより、電流センサ異常による影響でモータの電圧指令値が急に変化しにくくなるので、車両の挙動への顕著な影響（例えば、急加速や急減速等）もなくなる。したがって、仮にフィードバック制御系に異常が生じたとしても、ドライバビリティの低下を抑制できる。

本発明の一実施の形態であるモータ制御システムの構成を概略的に示す図である。図１の制御装置におけるＰＩ制御部を示すブロック図である。図１の制御装置において電流センサの異常が検出されるときの時間とｄｑ軸電流の関係を示すグラフである。図１の制御装置による制御変更処理を時間とトルクの関係で示すグラフである。

以下に、本発明に係る実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

以下では、モータ制御システムが用いられるものとして、モータが搭載される車両を例として説明するが、ベクトル制御を実行するモータ制御システムを用いるものであれば車両以外であってもよい。

また、この車両には、モータとして、モータ機能と発電機機能とを有するモータ・ジェネレータを１台用いるものとして説明するが、これは例示であって、モータ・ジェネレータを２台以上用いるものとしてもよい。また、モータ機能のみを有するモータを１台、発電機機能のみを有するモータを１台用いるものとしてもよい。なお、車両としては、モータの他に、エンジンを搭載するハイブリッド車両であってもよく、この場合、車体に充電口を備えたハイブリッド車両であってもよい。

以下では、モータに接続される電源回路として、電圧源であるバッテリ、電圧変換器、インバータ、平滑コンデンサを含む構成を説明するが、これは例示であって、これら以外の要素を含むものとしてもよい。例えばシステムメインリレー、低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ等を含むことができる。また、バッテリとは別に、燃料電池を電圧源として含むものとしてもよい。また、電圧変換器を省略して、電圧源の電圧がそのままインバータに供給される構成であってもよい。

図１は、車両に搭載されるモータについてのモータ制御システム８の全体構成を示す図である。モータ制御システム８は、モータ３０と、これに接続される電源回路１０と、これらの構成要素の動作を全体として制御する制御装置４０とを備える。制御装置４０は、いくつかの制御機能を有する回路の集合体であって、ここでは、ベクトル制御を行う部分を中心に示され、これとは区別して、特に電流センサの異常検出時に制御方式を変更する部分６２，６４が示してある。

モータ３０は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）であって、電源回路１０に含まれる電圧源としてのバッテリ１２から電力が供給されるときはモータとして機能し、図示されていないエンジンによる駆動時、あるいは車両の制動時には発電機として機能する３相同期型モータである。

モータ３０に設けられる回転位置センサ３２は、ロータの回転位置を回転角度θとして検出する機能を有する。かかる回転位置センサ３２としては、例えばレゾルバを用いることができる。検出された回転角度θのデータは、適当な信号線で制御装置４０に伝送される。制御装置４０においては、ベクトル制御に回転角度θが用いられ、また、回転角度θの時間微分からモータ３０の回転速度ωに換算されてモータ３０の電圧指令算出等に用いられる。

電源回路１０は、モータ３０と接続される回路であり、モータ３０が駆動モータとして機能するときにこれに電力を供給し、あるいはモータ３０が発電機として機能するときは回生電力を受け取ってバッテリ１２を充電する機能を有する。電源回路１０は、２次電池であるバッテリ１２と、バッテリ１２側の平滑コンデンサ１４と、電圧変換器１６と、インバータ２０側の平滑コンデンサ１８と、インバータ２０を含んで構成される。

バッテリ１２は、モータ３０の駆動電力を供給する電圧源であり、例えば、約２００Ｖの端子間電圧を有するリチウムイオン組電池あるいはニッケル水素組電池等を用いることができる。なお、バッテリ１２に代えて、キャパシタ等の蓄電装置を電圧源として用いてもよい。

電圧変換器１６は、バッテリ１２側の電圧をリアクトルのエネルギー蓄積作用を利用して例えば約６５０Ｖに昇圧する機能を有する回路で、昇圧コンバータとも呼ばれる。なお、電圧変換器１６は双方向機能を有し、インバータ２０側からの電力をバッテリ１２側に充電電力として供給するときには、インバータ２０側の高圧をバッテリ１２に適した電圧に降圧する作用も有する。

バッテリ１２側の平滑コンデンサ１４と、インバータ２０側の平滑コンデンサ１８は、それぞれの側の正極母線と負極母線との間における電圧、電流の変動を抑制し平滑化する機能を有する。なお、インバータ２０側の正極母線と負極母線との間の電圧ＶＨは、システム電圧と呼ばれるものである。

インバータ２０は、制御装置４０の制御の下で作動する複数のスイッチング素子を含んで構成され、交流電力と直流電力との間の電力変換を行う回路である。インバータ２０は、車両が力行のとき、バッテリ１２側からの直流電力を交流３相駆動電力に変換し、モータ３０に駆動電力として供給する直交変換機能と、車両が制動のとき、逆にモータ３０からの交流３相回生電力を直流電力に変換し、バッテリ１２側に充電電流として供給する交直変換機能とを有する。

インバータ２０とモータ３０とを接続する３つの各配線を流れる電流は、モータ３０の各相に流れる電流として、適当な電流センサ３１を用いて検出され、制御装置４０に伝送される。モータ３０の各相コイルは中性点で共通接続されるので、モータ３０を流れる各相電流は、（Ｕ相電流値Ｉｕ＋Ｖ相電流値Ｉｖ＋Ｗ相電流値Ｉｗ）＝０となる。したがって、３つの相電流をそれぞれ検出しなくても、２つの相電流を検出し、残りの相電流は上記の関係を用いて計算から求めることができる。図１の例では、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖを検出することが示されているので、残りのＷ相電流Ｉｗは計算で求めることになる。検出される各相電流は、適当な信号線で制御装置４０に伝送される。制御装置４０では、ベクトル制御において、まずｄ軸電流値Ｉｄとｑ軸電流値Ｉｑに変換され、これがｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と比較されて電流フィードバック制御に用いられる。

制御装置４０は、電源回路１０等の制御を通して、車両に搭載されるモータ３０の作動を全体として制御する機能を有する。特にここでは、ベクトル制御によってモータ３０の作動を制御し、また電流センサ３１に異常が検出されてフェールセーフモードに移行する間の制御方式を切り替える機能を有する。最初に、ベクトル制御に関する部分を説明し、その後に、制御方式の切り替えに関する部分ついて説明する。

モータ３０の動作制御は、モータ３０の動作条件によって矩形波モード、過変調モード、正弦波ＰＷＭモードの間で切り替えられる。ここでは、主として、正弦波ＰＷＭ制御を行う構成について説明する。

ベクトル制御に関する部分は、正弦波ＰＷＭ制御における電流フィードバック制御を行う部分である。すなわち、正弦波ＰＷＭ制御モードにおいては、３相２相座標変換部４２においてモータ３０の各相電流値をｄ軸電流値Ｉｄとｑ軸電流値Ｉｑとに変換し、一方でトルク指令値Ｔｑ＊からｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する。そして、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊にｄ軸電流値Ｉｄをフィードバックし、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊にｑ軸電流値Ｉｑをフィードバックする電流フィードバックが行われる。

上記３相２相座標変換部４２は、モータ３０の各相電流のうち２つの電流値と回転角度θを取得し、各相電流値に基づいてｄ軸電流値Ｉｄとｑ軸電流値Ｉｑを算出する機能を有する。図１の例では、Ｕ相電流値ＩｕとＶ相電流値Ｉｖと、モータ３０の回転角度θに基づいて座標変換が行われている。

上記トルク指令値Ｔｑ＊は、図示されていないアクセルの開度等から求められるユーザの要求トルクに基づいて算出される。電流指令生成部４４は、例えば予め作成したテーブルやマップ等を用いて、トルク指令値Ｔｑ＊をｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の組として算出する機能を有する。

また、制御装置４０は、予め作成されたＶｄｑマップ６０を備える。Ｖｄｑマップ６０
は、図示しない記憶装置に記憶されている。Ｖｄｑマップ６０は、入力されるトルク指令
値Ｔｑ＊に応じて、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の組を第１電圧指令として生成する機能を有する。生成されたｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊は、後述するＰＩ制御部５０に入力され。なお、本実施形態では、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊はマップから生成されるとして説明したが、これに限定されるものではなく、マップ以外の形態（例えばテーブル等）で記憶されていてもよいし、あるいは、トルク指令値Ｔｑ＊とモータ回転速度ω（またはモータ回転数）に基づいて算出されてもよい。

図２は、図１における制御装置４０のＰＩ制御部５０を示すブロック図である。図２に示すように、ＰＩ制御部５０は、減算器４６，４８、ＰＩ演算部５１、および、加算器４７，４９を含む。

減算器４６は、ＰＩ制御部５０に入力されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊からｄ軸電流値Ｉｄを減算してこれらの差分であるｄ軸電流偏差ΔＩｄを算出する機能を有する。また、減算器４８は、ＰＩ制御部５０に入力されたｑ軸電流指令値Ｉｑ＊からｑ軸電流値Ｉｑを減算してｑ軸電流偏差ΔＩｑを算出する機能を有する。ここで、ｄ軸電流値Ｉｄおよびｑ軸電流値Ｉｑは、３相２相座標変換部４２からＰＩ制御部５０に入力されるモータ実電流に相当する。

ＰＩ演算部５１は、ｄ軸電流偏差ΔＩｄとｑ軸電流偏差ΔＩｑについて、所定のゲインの下で比例積分制御を行ってこれらに対応するｄ軸電圧偏差ΔＶｄとｑ軸電圧偏差ΔＶｑをそれぞれ第２電圧指令として生成する機能を有する。具体的には、ＰＩ演算部５１は、下記の式（１），（２）によりｄ軸電圧偏差ΔＶｄとｑ軸電圧偏差ΔＶｑを算出する。
ΔＶｄ＝Ｋｐｄ（Ｉｄ＊−Ｉｄ）＋Ｋｉｄ（Ｉｄ＊−Ｉｄ）ｄｔ（１）
ΔＶｑ＝Ｋｐｑ（Ｉｑ＊−Ｉｑ）＋Ｋｉｑ（Ｉｑ＊−Ｉｑ）ｄｔ（２）
ここで、式（１），（２）において、Ｋｐｄ、Ｋｐｑはｄｑ軸電流制御の比例ゲイン、Ｋｉｄ、Ｋｉｑはｄｑ軸電流制御の積分ゲインである。

加算器４７は、ＰＩ演算部５１により算出されたｄ軸電圧偏差ΔＶｄをｄ軸電圧指令Ｖｄ＊に加算してｄ軸電圧指令値Ｖｄ♯を生成する機能を有する。また、加算器４９は、ＰＩ演算部５１により算出されたｑ軸電圧偏差ΔＶｑをｑ軸電圧指令Ｖｑ＊に加算してｑ軸電圧指令値Ｖｑ♯を生成する機能を有する。ＰＩ制御部５０において生成されたｄ軸電圧指令Ｖｄ♯およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ♯は、２相３相座標変換部５６に入力される。

２相３相座標変換部５６は、上記の３相２相座標変換部４２と互いに逆変換の関係にあるもので、ｄｑ電圧値を各相電圧値に変換する機能を有する。すなわち、モータ３０の回転角度θに基づいて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ♯とｑ軸電圧指令値Ｖｑ♯を、各相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する機能を有する。なお、これらの変換に際し、インバータ２０に電圧変換器１６から供給されるシステム電圧ＶＨも反映される。

ＰＷＭ生成部５４は、各相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと所定の搬送波であるキャリアとの比較によって、インバータ２０を構成する各スイッチング素子に対する制御信号を発生する機能を有する。インバータ２０は、上記のように交流電力と直流電力との間の電力変換を行う回路であり、図１の例では６つのスイッチング素子を含むので、ＰＷＭ生成部５４からは６つの制御信号がインバータ２０に供給される。これによって、各相電圧指令値に対応する各相のＰＷＭ信号がモータ３０に供給される。

このようにして、正弦波ＰＷＭ制御モードにおいては、トルク指令値Ｔｑ＊に対応する電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に対し、モータ３０の実電流値Ｉｄ，Ｉｑがフィードバックされる制御が行われる。

以上でベクトル制御に関する部分の説明を行ったので、次に、制御装置４０において電流センサ３１に異常が検出されたとき制御方式の変更について図３及び図４も参照して説明する。図３は、図１の制御装置４０において電流センサ３１の異常が検出されるときの時間とｄｑ軸電流の関係を示すグラフである。また、図４は、図１の制御装置４０による制御変更処理を時間とトルクの関係で示すグラフである。

図１に示すように、制御装置４０は、電流センサ異常検出部６２およびｄＰＩ制御変更処理部６４を備える。電流センサ異常検出部６２は、モータ３０を流れる各相電流を計測する電流センサ３１の異常を検出する機能を有する。具体的には、電流センサ異常検出部６２は、３相２相座標変換部４２から取得されるｄ軸電流値Ｉｄおよびｑ軸電流値Ｉｑの各絶対値が所定の電流閾値Ｉｔｈｒより大きいか否かを監視する。

そして、図３に示すように、時間ｔ１でｄ軸電流値Ｉｄおよびｑ軸電流値Ｉｑの各絶対値の少なくとも一方が電流閾値Ｉｔｈｒより大きくなったときに電流センサ３１の異常を疑い、この状態が所定時間以上継続したとき時間ｔ２のタイミングで仮異常フラグを立てる。ここで、時間ｔ１〜ｔ２の時間間隔は、例えば１制御周期、具体的には十〜数十ｍｓｅｃに設定することができる。

それから、電流センサ異常検出部６２は、ｄ軸電流値Ｉｄおよびｑ軸電流値Ｉｑの各絶対値が所定の電流閾値Ｉｔｈｒより大きい状態が予め定めた時間閾値ｔｔｈｒ（例えば２００〜３００ｍｓｅｃ）継続したとき、時間ｔ３のタイミングで電流センサ異常の判断を確定させ、フェールセーフモードに移行する。ここで、フェールセーフモードとは、電流センサ等のフィードバック系に異常があると判断された場合、車両を路肩や修理工場等まで安全に退避走行させるのに必要な動力を確保するための安全対策のことである。具体的には、複数モータタイプの電動車両の場合には電流センサの異常がない他のモータによる走行に切り替える、１モータタイプの電動車両ではモータ電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊またはモータ電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を制限して低車速での正弦波ＰＷＭ制御のみを許可する、ハイブリッド車両ではエンジン走行に切り替える等である。

なお、電流センサ異常検出部６２は、ｄ軸電流値Ｉｄおよびｑ軸電流値Ｉｑの各絶対値が所定の電流閾値Ｉｔｈｒより大きい状態が上記時間閾値ｔｔｈｒを超えて継続しない場合、センサ仮異常フラグを解除して、電流センサ３１に異常が発生していないと判断する。このようにすることで、ノイズ等の外乱で電流値が瞬間的に大きくなったときに電流センサ異常が直ちに検出されるのを回避することができる。

ＰＩ制御変更処理部６４は、電流センサ異常検出部６２からセンサ異常確定信号が入力されると、ＰＩ制御部におけるＰＩ演算部５１の処理を変更する。具体的には、ＰＩ制御の演算（上記式（１），（２））に用いる比例ゲインＫｐｄ，Ｋｐｑおよび積分ゲインＫｉｄ、Ｋｉを正常時よりも小さく設定する。より具体的には、比例ゲインＫｐｄ，Ｋｐｑおよび積分ゲインＫｉｄ、Ｋｉをいずれもゼロに設定する。

これにより、ＰＩ演算部５１により算出されるｄ軸電圧偏差ΔＶｄとｑ軸電圧偏差ΔＶｑはいずれもゼロになる。したがって、加算器４７，４９を介してＰＩ制御部５０から出力されるｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ♯，Ｖｑ♯は、トルク指令値Ｔｑ＊およびモータ回転速度ωに基づいてＶｄｑマップ６０から導出されるｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊がそのままｄ軸電圧指令値Ｖｄ♯およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ♯となる。

つまり、この場合、電流センサ３１による検出値を用いた電流フィードバック制御ではなく、トルク指令値Ｔｑ＊およびモータ回転速度ωに基づくフィードフォワード制御が実行されることになる。このように、電流センサ３１の異常が検出されるとモータ３０のフィードバック制御に用いるゲインを正常時よりも小さくするので、電流センサ３１から出力される異常検出値の影響を小さくすることができる。これにより、電流センサ異常による影響でモータ３０の電圧指令値が急に変化しにくくなるので、車両の挙動への顕著な影響（例えば、急加速や急減速等）もなくなる。したがって、仮にフィードバック制御系に異常が生じたとしても、ドライバビリティの低下を抑制できる。

図４を参照すると、従来のトルク変動状態が一点鎖線で示され、本実施形態におけるフィードフォワード制御によるトルク変動状態が実線７１で示されている。従来構成であれば、電流センサの仮異常（時間ｔ２）からフェールセーフモードに移行するまでの間も電流フィードバック制御が行われていたことから、電流センサ３１の異常によってトルクが急激に大きく（または小さく）なることによって、車両のユーザに対してトルク変動による急加速感（または急減速感）を与えることがある。これに対し、本実施形態によれば、図４中の実線７１で示すように、電流センサの仮異常検出時におけるトルク変動を小さくすることができ、その結果、ドライバビリティの低下を抑制できるのである。

なお、本発明は上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載される事項およびその均等な範囲で種々の改良や改良が可能である。

例えば、上記においては、電流センサ３１の仮異常検出時に比例ゲインＫｐｄ，Ｋｐｑおよび積分ゲインＫｉｄ，Ｋｉｑをいずれもゼロに設定するとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、比例ゲインＫｐｄ，Ｋｐｑのみをゼロにする、または、比例ゲインＫｐｄ，Ｋｐｑおよび積分ゲインＫｉｄ、Ｋｉの各値を正常時よりも小さくしてもよい。

比例ゲインＫｐｄ，Ｋｐｑのみをゼロした場合、積分ゲインＫｉｄ、Ｋｉを含む積分項の値がΔＶｄ，ΔＶｑとして出力されることになり、図７中の実線７２で示すようにトルクＴｑは前回算出値Ｔｑ＿ｐｒｅに維持されることになる。また、比例ゲインＫｐｄ，Ｋｐｑおよび積分ゲインＫｉｄ、Ｋｉの各値を正常時よりも小さくした場合、図７中の実線７３で示すように、トルクＴｑはセンサ異常の影響を受けて大きくなるものの時間増加率が抑制されることでユーザに与える急加速等の違和感を抑えることができる。これらによっても、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

８モータ制御システム、１０電源回路、１２バッテリ、１４，１８平滑コンデンサ、１６電圧変換器、２０インバータ、３０モータ、３１電流センサ、３２回転位置センサ、４０制御装置、４２３相２相座標変換部、４４電流指令生成部、４６，４８減算器、４７，４９加算器、５０ＰＩ制御部、５１ＰＩ演算部、５６２相３相座標変換部、５４ＰＷＭ生成部、６０Ｖｄｑマップ、６２電流センサ異常検出部、６４制御変更処理部、７１，７２，７３実線。

Claims

モータと、モータに接続されるインバータと、インバータとモータとの間を流れる電流を検出する電流センサと、インバータを制御して前記モータを駆動させる制御装置とを備えるモータ制御システムであって、
前記制御装置は、前記モータのトルク指令とモータ回転速度からフィードフォワード制御により第１電圧指令を生成し、モータのトルク指令を電流指令に変換して前記電流センサによって検出される実電流と前記電流指令との差分である電流偏差からフィードバック制御により第２電圧指令を生成し、前記第１電圧指令および前記第２電圧指令を加算して前記モータの電圧指令値とし、前記電流センサの異常が検出されるとモータのフィードバック制御で用いるゲインを正常時よりも小さくし、
前記電流センサの異常の検出は、前記電流センサが測定した電流に基づく電流値が電流閾値より大きくなった状態が所定時間以上継続することをもって実行され、
前記電流センサの異常が検出されてから、前記電流センサが測定した電流に基づく電流値が電流閾値より大きくなった状態が更に所定時間継続したときに、フェールセーフモードに移行し、
前記制御装置は、ベクトル制御によって前記モータの作動を制御し、
前記第２電流指令は、ｄ軸電流偏差をΔＩｄとし、ｑ軸電流偏差をΔＩｑとし、Ｋｐｄ及びＫｐｑをｄｑ軸電流制御の比例ゲインとし、Ｋｉｄ及びＫｉｑをｄｑ軸電流制御の積分ゲインとするとき、ΔＶｄ＝Ｋｐｄ×ΔＩｄ＋Ｋｉｄ×ΔＩｄ×ｄｔで算出されるｄ軸電圧偏差と、ΔＶｑ＝Ｋｐｑ×ΔＩｑ＋Ｋｉｑ×ΔＩｑ×ｄｔで算出されるｑ軸電圧偏差とで構成される、モータ制御システム。