JP6683647B2 - Motor drive circuit control device and motor drive circuit diagnostic method - Google Patents
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Description
本発明は、モータ駆動回路の制御装置及びモータ駆動回路の診断方法に関し、詳しくは、インバータと電源との間に接続した電源リレー回路のオン固着異常の有無を検出する技術に関する。 The present invention relates to a motor drive circuit control device and a motor drive circuit diagnosis method, and more particularly to a technique for detecting the presence or absence of an on-sticking abnormality in a power supply relay circuit connected between an inverter and a power supply.
特許文献１には、電動パワーステアリング装置において、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を、インバータのスイッチング素子の制御におけるｑ軸電流の目標値を零としｄ軸電流の目標値を零でない値とすることで、モータの巻線を通して放電させることが開示されている。 In Patent Document 1, in the electric power steering device, the target value of the q-axis current in the control of the switching element of the inverter is set to zero and the target value of the d-axis current is not set to zero. By setting the value, it is disclosed to discharge through the winding of the motor.
ところで、電源とインバータとの間に接続される電源リレー回路が、インバータから電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、第１電源リレーとインバータとの間に接続され、電源からインバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレー（逆接保護リレー）とで構成される場合がある。
ここで、モータ駆動回路の制御装置は、第１電源リレーのオン固着異常（オフ操作してもオン状態に保持される異常）の有無を、第１電源リレー及び第２電源リレーのオフ操作状態で第１電源リレーと第２電源リレーとの間の電圧が設定電圧を超えるか否かに基づき検出することができる。
しかし、電源リレー回路とインバータとの間の電源ラインと接地点との間にコンデンサが接続されるモータ駆動回路では、コンデンサに電荷が溜まっていて、かつ、第２電源リレーがオン固着していると、第１電源リレーがオフ状態でも第１電源リレーと第２電源リレーとの間の電圧が高くなり、第１電源リレーのオン固着異常を誤って検出するという問題があった。
By the way, a power supply relay circuit connected between a power supply and an inverter includes a first power supply relay including a semiconductor switching element having a parasitic diode for conducting a current in a direction from the inverter to the power supply, the first power supply relay and the inverter. And a second power supply relay (reverse connection protection relay) formed of a semiconductor switching element having a parasitic diode that conducts a current in the direction from the power supply to the inverter.
Here, the control device of the motor drive circuit determines whether or not the first power supply relay has an ON-fixed abnormality (abnormality that is kept in the ON state even when the OFF operation is performed), whether or not the first power supply relay and the second power supply relay are OFF operation states. Therefore, it can be detected based on whether the voltage between the first power relay and the second power relay exceeds the set voltage.
However, in the motor drive circuit in which the capacitor is connected between the power supply line between the power supply relay circuit and the inverter and the grounding point, the electric charge is accumulated in the capacitor and the second power supply relay is fixed on. Then, there is a problem that the voltage between the first power supply relay and the second power supply relay becomes high even when the first power supply relay is in an off state, and an on-sticking abnormality of the first power supply relay is erroneously detected.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、コンデンサに蓄積された電荷に影響されて電源リレー回路のオン固着異常が誤って検出されることを抑制できる、モータ駆動回路の制御装置及びモータ駆動回路の診断方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to suppress a false detection of an on-sticking abnormality in a power supply relay circuit that is affected by an electric charge accumulated in a capacitor, and a motor drive circuit control device and a motor. It is an object to provide a method for diagnosing a drive circuit.
そのため、本願発明に係るモータ駆動回路の制御装置は、その一態様として、スイッチング素子を多相ブリッジ接続して構成され、モータの巻線に通電するインバータと、前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路であって、前記インバータから前記電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、前記第１電源リレーと前記インバータとの間に接続され、前記電源から前記インバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレーと、を備えた前記電源リレー回路と、前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、を備えたモータ駆動回路の制御装置であって、前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる放電手段と、前記放電手段による放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出する診断手段と、前記診断手段が前記第１電源リレーのオン固着異常を検出したときに、前記放電手段による放電操作状態からサージ電流を前記電源側又は接地点側に逃がす操作状態に移行させるサージ対策手段と、を含む。 Therefore, the control device of the motor drive circuit according to the present invention is, as one aspect thereof, configured by connecting switching elements in a multi-phase bridge connection, and connected between an inverter for energizing the winding of the motor and the inverter and a power supply. A power supply relay circuit, the first power supply relay comprising a semiconductor switching element having a parasitic diode that conducts a current in a direction from the inverter to the power supply; and a first power supply relay connected between the first power supply relay and the inverter. A second power relay including a semiconductor switching element having a parasitic diode that conducts a current in a direction from the power source to the inverter; and a power source between the power relay circuit and the inverter. Control of a motor drive circuit with a capacitor connected between the line and ground And a discharge means for operating the switching element of the inverter in the OFF operation state of the power supply relay circuit to discharge the electric charge accumulated in the capacitor through the winding of the motor, and discharge by the discharge means. Diagnostic means for detecting an on-sticking abnormality of the first power supply relay when a state in which a current flows through the winding of the motor in an operating state continues for longer than a predetermined time ; Surge detection means for shifting from a discharge operation state by the discharge means to an operation state in which a surge current is released to the power supply side or the ground point side when an on-sticking abnormality is detected .
また、本願発明に係るモータ駆動回路の診断方法は、その一態様として、スイッチング素子を多相ブリッジ接続して構成され、モータの巻線に通電するインバータと、前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路であって、前記インバータから前記電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、前記第１電源リレーと前記インバータとの間に接続され、前記電源から前記インバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレーと、を備えた前記電源リレー回路と、前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、を備えたモータ駆動回路における診断方法であって、前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる第１ステップと、前記第１ステップによる放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出する第２ステップと、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出されたときに、前記放電操作状態からサージ電流を前記電源側又は接地点側に逃がす操作状態に移行させる第３ステップと、を含む。 In one aspect of the method for diagnosing a motor drive circuit according to the present invention, a switching element is configured by multi-phase bridge connection, and is connected between an inverter that energizes a winding of a motor and the inverter and a power supply. A power supply relay circuit, the first power supply relay comprising a semiconductor switching element having a parasitic diode that conducts a current in a direction from the inverter to the power supply; and a first power supply relay connected between the first power supply relay and the inverter. A second power relay including a semiconductor switching element having a parasitic diode that conducts a current in a direction from the power source to the inverter; and a power source between the power relay circuit and the inverter. Diagnostics in a motor drive circuit with a capacitor connected between the line and ground A method, wherein the power source by operating the switching elements of the inverter in the off operation state of the relay circuit, a first step of discharging through a charge accumulated in the capacitor to the winding of the motor, the first step when the state in which current flows through the winding of the motor has continued longer than a predetermined time, the discharge operation state by a second step of detecting the on-fixation abnormality of the first power relay, on the first power supply relay And a third step of shifting from the discharge operation state to an operation state in which a surge current is released to the power supply side or the ground point side when a sticking abnormality is detected .
上記発明によると、コンデンサに蓄積されていた電荷を放電させることでモータの巻線に電流が流れるが、コンデンサ放電が終了してもモータの巻線に電流が流れ続ける場合は、オフ操作している電源リレー回路が実際にはオン状態であって電源からインバータに電力が供給されていると推定できる。 According to the above invention, the electric current stored in the motor winding is discharged by discharging the electric charge accumulated in the capacitor.However, if the electric current continues to flow in the motor winding even after the capacitor discharge is completed, turn off the motor. It can be inferred that the power supply relay circuit that is present is actually in the on state and power is being supplied from the power supply to the inverter.
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係るモータ駆動回路の一態様を示す回路図である。
モータ１２は、車両の電動パワーステアリング装置や内燃機関の可変圧縮比機構などの電動アクチュエータを構成する。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a circuit diagram showing an aspect of a motor drive circuit according to the present invention.
The motor 12 constitutes an electric actuator such as an electric power steering device of a vehicle or a variable compression ratio mechanism of an internal combustion engine.
モータ１２は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルを備えた３相の永久磁石同期モータであり、モータ駆動回路２１で駆動される。
モータ駆動回路２１は、インバータ２２、インバータ２２のドライバ２３、コンデンサ２４、電源リレー回路２５、及び、電源リレー回路２５のドライバ２６などを含んで構成される。
The motor 12 is a three-phase permanent magnet synchronous motor including a U-phase coil, a V-phase coil and a W-phase coil, and is driven by the motor drive circuit 21.
The motor drive circuit 21 includes an inverter 22, a driver 23 for the inverter 22, a capacitor 24, a power supply relay circuit 25, a driver 26 for the power supply relay circuit 25, and the like.
モータ駆動回路２１は、制御装置としてのマイクロコンピュータ２７によって制御される。マイクロコンピュータ２７は、プロセッサ、メモリなどを含んで構成される。
インバータ２２は、駆動ライン２８Ｕ、２８Ｖ、２８Ｗを介してモータ１２のＵ相、Ｖ相及びＷ相をそれぞれ相毎に駆動する３組のスイッチング素子を備えた３相ブリッジ回路であり、各スイッチング素子はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ３１−３６で構成される。
The motor drive circuit 21 is controlled by a microcomputer 27 as a control device. The microcomputer 27 includes a processor and a memory.
The inverter 22 is a three-phase bridge circuit that includes three sets of switching elements that drive the U-phase, V-phase, and W-phase of the motor 12 for each phase via the drive lines 28U, 28V, and 28W. Are N-channel MOSFETs 31-36.
ＭＯＳＦＥＴ３１、３２は、電源ライン３７と電流検出抵抗３８の一端との間にドレイン・ソース間が直列接続され、ＭＯＳＦＥＴ３１とＭＯＳＦＥＴ３２との接続点に駆動ライン２８Ｕの一端が接続される。
ＭＯＳＦＥＴ３３、３４は、電源ライン３７と電流検出抵抗３８の一端との間にドレイン・ソース間が直列接続され、ＭＯＳＦＥＴ３３とＭＯＳＦＥＴ３４との接続点に駆動ライン２８Ｖの一端が接続される。
In the MOSFETs 31 and 32, the drain and the source are connected in series between the power supply line 37 and one end of the current detection resistor 38, and one end of the drive line 28U is connected to the connection point between the MOSFET 31 and the MOSFET 32.
In the MOSFETs 33 and 34, the drain and the source are connected in series between the power supply line 37 and one end of the current detection resistor 38, and one end of the drive line 28V is connected to the connection point between the MOSFET 33 and the MOSFET 34.
また、ＭＯＳＦＥＴ３５、３６は、電源ライン３７と電流検出抵抗３８の一端との間にドレイン・ソース間が直列接続され、ＭＯＳＦＥＴ３５とＭＯＳＦＥＴ３６との接続点に駆動ライン２８Ｗの一端が接続されている。
電流検出抵抗３８は、その他端が接地され、インバータ２２を流れる電流（インバータ２２の直流母線電流）を検出してマイクロコンピュータ２７に検出信号Ｓを供給する。
ここで、各ＭＯＳＦＥＴ３１−３６におけるソース・ドレイン間に順方向に接続されているダイオードＤ１−Ｄ６は寄生ダイオードである。
Further, in the MOSFETs 35 and 36, the drain and source are connected in series between the power supply line 37 and one end of the current detection resistor 38, and one end of the drive line 28W is connected to the connection point between the MOSFET 35 and the MOSFET 36.
The other end of the current detection resistor 38 is grounded, detects the current flowing through the inverter 22 (DC bus current of the inverter 22), and supplies the detection signal S to the microcomputer 27.
Here, the diodes D1-D6 connected in the forward direction between the source and drain of each MOSFET 31-36 are parasitic diodes.
電源ライン３７は、電源リレー回路２５を介して、電源であるバッテリＢＡに接続される。
電源ライン３７と接地点との間には、コンデンサ２４が接続されている。
コンデンサ２４は、バッテリＢＡからインバータ２２への電力供給を補助するとともに、サージ電流などのノイズ成分を除去する。
The power supply line 37 is connected to the battery BA, which is a power supply, via the power supply relay circuit 25.
The capacitor 24 is connected between the power supply line 37 and the ground point.
The capacitor 24 assists power supply from the battery BA to the inverter 22 and removes noise components such as surge current.
電源リレー回路２５は、電源リレー（第１電源リレー）としてのＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ３９と、逆接保護リレー（第２電源リレー）としてのＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ４０とのドレイン・ソース間が直列接続されて構成される。
ＭＯＳＦＥＴ３９は、インバータ２２からバッテリＢＡに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードＤ１３を有する半導体スイッチング素子であり、このＭＯＳＦＥＴ３９とインバータ２２との間に接続されるＭＯＳＦＥＴ４０は、バッテリＢＡからインバータ２２に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードＤ１４を有する半導体スイッチング素子である。
The power supply relay circuit 25 is configured such that an N-channel MOSFET 39 as a power supply relay (first power supply relay) and an N-channel MOSFET 40 as a reverse connection protection relay (second power supply relay) are connected in series between drains and sources. It
The MOSFET 39 is a semiconductor switching element having a parasitic diode D13 that conducts a current in the direction from the inverter 22 to the battery BA, and the MOSFET 40 connected between the MOSFET 39 and the inverter 22 is in the direction from the battery BA to the inverter 22. It is a semiconductor switching element having a parasitic diode D14 that conducts the current.
電源リレー回路２５をＭＯＳＦＥＴ３９のみで構成すると、電源（バッテリＢＡ）の極性を誤って接続した場合に寄生ダイオードＤ１３を介して電流が流れることで回路が損傷する可能性がある。
そこで、ＭＯＳＦＥＴ３９の寄生ダイオードＤ１３とは電流を導通させる方向が逆方向である寄生ダイオードＤ１４を有するＭＯＳＦＥＴ４０を設けることで、電源が逆接されても寄生ダイオードを介して電流が流れることを抑止し、電源の逆接から回路を保護できるよう構成してある。
If the power supply relay circuit 25 is composed of only the MOSFET 39, when the polarity of the power supply (battery BA) is incorrectly connected, current may flow through the parasitic diode D13, which may damage the circuit.
Therefore, by providing the MOSFET 40 having the parasitic diode D14 in which the current conducting direction is opposite to that of the parasitic diode D13 of the MOSFET 39, it is possible to prevent the current from flowing through the parasitic diode even when the power source is reversely connected. It is designed to protect the circuit from the reverse connection of.
ドライバ２３は、インバータ２２における上流側駆動素子（上アーム）であるＭＯＳＦＥＴ３１、３３、３５をそれぞれ駆動するHigh側ドライバ部と、下流側駆動素子（下アーム）であるＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６をそれぞれ駆動するLow側ドライバ部とを備える。
High側ドライバ部の出力端には、ＭＯＳＦＥＴ３１、３３、３５のゲートがそれぞれ接続され、ＭＯＳＦＥＴ３１、３３、３５は、マイクロコンピュータ２７によって個別にオン／オフ制御される。
Low側ドライバ部の出力端には、ＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６のゲートがそれぞれ接続され、ＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６は、マイクロコンピュータ２７によって個別にオン／オフ制御される。
The driver 23 drives the High-side driver section that drives the MOSFETs 31, 33, and 35 that are the upstream drive elements (upper arm) of the inverter 22, and the MOSFETs 32, 34, and 36 that are the downstream drive elements (lower arm), respectively. And a low-side driver unit that operates.
The gates of the MOSFETs 31, 33, and 35 are connected to the output terminals of the high-side driver section, and the MOSFETs 31, 33, and 35 are individually turned on / off by the microcomputer 27.
The gates of the MOSFETs 32, 34 and 36 are connected to the output terminals of the low-side driver section, and the MOSFETs 32, 34 and 36 are individually on / off controlled by the microcomputer 27.
更に、ドライバ２６の出力端には、電源リレー回路２５を構成するＭＯＳＦＥＴ３９、４０のゲートがそれぞれ接続され、ＭＯＳＦＥＴ３９、４０は、マイクロコンピュータ２７によって個別にオン／オフ制御される。
マイクロコンピュータ２７は、電流検出抵抗３８の検出信号Ｓを入力し、検出信号Ｓに基づき検出した各相の相電流を用いた相補３相ＰＷＭ制御によってインバータ２２の各スイッチング素子を駆動制御する。
Further, the output terminals of the driver 26 are connected to the gates of MOSFETs 39 and 40, respectively, which form the power supply relay circuit 25, and the MOSFETs 39 and 40 are individually turned on / off by the microcomputer 27.
The microcomputer 27 inputs the detection signal S of the current detection resistor 38, and drives and controls each switching element of the inverter 22 by complementary three-phase PWM control using the phase current of each phase detected based on the detection signal S.
以下にマイクロコンピュータ２７によるインバータ２２の制御の一態様を説明する。
マイクロコンピュータ２７は、電流検出抵抗３８の検出信号Ｓに基づき検出した相電流検出値Ｉu、Ｉv、Ｉwを、そのときのモータ角度（磁極位置）θに基づいて２軸の回転座標系（ｄ−ｑ座標系）の実電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。
One mode of controlling the inverter 22 by the microcomputer 27 will be described below.
The microcomputer 27 detects the phase current detection values Iu, Iv, and Iw detected based on the detection signal S of the current detection resistor 38 based on the motor angle (magnetic pole position) θ at that time, and is a two-axis rotational coordinate system (d- It is converted into real currents Id and Iq in the q coordinate system.
また、マイクロコンピュータ２７は、指令トルクに応じたｄ軸指令電流及びｑ軸指令電流を演算し、ｄ軸及びｑ軸指令電流、角速度、実電流Ｉｄ，Ｉｑに基づきｄ−ｑ座標系の指令電圧Ｖｑ，Ｖｄを決定し、決定した指令電圧Ｖｑ，Ｖｄを３相指令電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwに変換する。
更に、マイクロコンピュータ２７は、３相指令電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを変調波とするＰＷＭ制御によって３組の相補の駆動パルス信号を生成し、この駆動パルス信号をインバータ２２の各スイッチング素子のゲートに出力することで、モータ１２の回転を制御する。
Further, the microcomputer 27 calculates the d-axis command current and the q-axis command current according to the command torque, and based on the d-axis and q-axis command currents, the angular velocity, and the actual currents Id, Iq, the command voltage of the dq coordinate system. Vq, Vd are determined, and the determined command voltages Vq, Vd are converted into three-phase command voltages Vu, Vv, Vw.
Further, the microcomputer 27 generates three sets of complementary drive pulse signals by PWM control using the three-phase command voltages Vu, Vv, Vw as modulated waves, and these drive pulse signals are applied to the gates of the switching elements of the inverter 22. The output controls the rotation of the motor 12.
また、マイクロコンピュータ２７は、電源リレー回路２５を構成するＭＯＳＦＥＴ３９（第１電源リレー）のオン固着異常（オフ操作してもオン状態に保持される異常）の有無を診断する機能（診断手段）をソフトウェアとして備えている。
図２のフローチャートは、マイクロコンピュータ２７によって実施される、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常の有無を診断する処理の一態様を示す。
なお、図２のフローチャートに示す診断処理は、マイクロコンピュータ２７に電源投入されたときのイニシャル処理として実行される。
Further, the microcomputer 27 has a function (diagnosis means) for diagnosing whether or not the MOSFET 39 (first power relay) forming the power relay circuit 25 has an ON-fixed abnormality (abnormality that is kept in the ON state even when the OFF operation is performed). Prepared as software.
The flowchart of FIG. 2 shows one mode of the processing executed by the microcomputer 27 for diagnosing the presence or absence of the on-sticking abnormality of the MOSFET 39.
The diagnostic process shown in the flowchart of FIG. 2 is executed as an initial process when the microcomputer 27 is powered on.
まず、マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０１で診断条件が成立しているか否かを判断する。
マイクロコンピュータ２７は、例えば、バッテリＢＡの電圧（電源電圧）が標準電圧を含む所定電圧範囲内であり、かつ、電源投入から経過時間が所定時間を超えている電圧安定状態である場合に診断条件の成立を判断する。
なお、診断開始前はモータ１２の駆動開始前であり、インバータ２２のＭＯＳＦＥＴ３１−３６は全てオフに操作され、かつ、電源リレー回路２５を構成するＭＯＳＦＥＴ３９、４０もオフに操作されている。
First, the microcomputer 27 determines in step S101 whether or not the diagnosis condition is satisfied.
The microcomputer 27, for example, when the voltage (power supply voltage) of the battery BA is within a predetermined voltage range including the standard voltage, and the elapsed time from power-on exceeds a predetermined time, is in a stable voltage condition, the diagnostic condition. Determine the establishment of.
It should be noted that before the diagnosis is started, the drive of the motor 12 is not started, all the MOSFETs 31 to 36 of the inverter 22 are turned off, and the MOSFETs 39 and 40 constituting the power supply relay circuit 25 are also turned off.
マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０１で診断条件が成立していると判断すると、ステップＳ１０２に進み、コンデンサ２４に蓄積されていた電荷を放電させるためのモータ駆動回路２１の操作状態（放電操作状態）の継続時間が所定時間ＴＨ１よりも長くなっているか否かを判断する。
ここで、マイクロコンピュータ２７は、放電操作を開始していない場合にステップＳ１０２からステップＳ１０３に進み、また、放電操作の継続時間が所定時間ＴＨ１以内である場合も、ステップＳ１０２からステップＳ１０３に進む。
When the microcomputer 27 determines in step S101 that the diagnosis condition is satisfied, the microcomputer 27 proceeds to step S102 and indicates the operation state (discharge operation state) of the motor drive circuit 21 for discharging the electric charge accumulated in the capacitor 24. It is determined whether the duration is longer than the predetermined time TH1.
Here, the microcomputer 27 proceeds from step S102 to step S103 when the discharge operation is not started, and also proceeds from step S102 to step S103 when the duration of the discharge operation is within the predetermined time TH1.
マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０３で、モータ１２をインバータ２２からの電圧で駆動するときのｑ軸電圧Ｖｑを０Ｖに、ｄ軸電圧Ｖｄを０Ｖでない所定電圧（所定電圧＞０Ｖ）に設定し、係るｑ軸電圧Ｖｑ及びｄ軸電圧Ｖｄをモータ１２に印加するようにインバータ２２を制御することで、コンデンサ２４に蓄積されていた電荷をモータ１２の巻線に通して放電させる。
つまり、マイクロコンピュータ２７は、電源リレー回路２５のオフ操作状態でインバータ２２のスイッチング素子を操作し、コンデンサ２４に蓄積された電荷をモータ１２の巻線に通して放電させる機能（放電手段）をソフトウェアとして備えている。
In step S103, the microcomputer 27 sets the q-axis voltage Vq when the motor 12 is driven by the voltage from the inverter 22 to 0V, and sets the d-axis voltage Vd to a predetermined voltage other than 0V (predetermined voltage> 0V). By controlling the inverter 22 to apply the q-axis voltage Vq and the d-axis voltage Vd to the motor 12, the electric charge accumulated in the capacitor 24 is discharged through the winding of the motor 12.
That is, the microcomputer 27 operates the switching element of the inverter 22 while the power relay circuit 25 is in the OFF operation state, and causes the electric charge accumulated in the capacitor 24 to be discharged through the winding of the motor 12 by software. Is equipped with.
ｑ軸電圧Ｖｑを０Ｖとすることでモータ１２は回転しないが、ｄ軸電圧Ｖｄを０Ｖでない所定電圧とすることで、停止しているモータ１２のロータ角度θに応じた２相又は３相に電流を流すようにインバータ２２が制御され、かつ、電源リレー回路２５のオフ操作によりバッテリＢＡからの電源供給が断たれているので、コンデンサ２４に蓄積されていた電荷は、オン制御されるＭＯＳＦＥＴ３１−３６及びモータ１２の巻線を通って放電される。 By setting the q-axis voltage Vq to 0V, the motor 12 does not rotate, but by setting the d-axis voltage Vd to a predetermined voltage other than 0V, two-phase or three-phase depending on the rotor angle θ of the stopped motor 12 is obtained. Since the inverter 22 is controlled so as to pass a current and the power supply from the battery BA is cut off by the OFF operation of the power supply relay circuit 25, the charge accumulated in the capacitor 24 is controlled to be turned on. 36 and the windings of the motor 12 are discharged.
ここで、放電操作状態でのｄ軸電圧Ｖｄが高いと、モータ１２の巻線に大きな電流が流れることになり、放電操作状態でのｄ軸電圧Ｖｄが低いとモータ１２の巻線に流れる電流は小さくなるもののコンデンサ２４に蓄積されていた電荷を放電するのに要する時間が長くなってしまう。そこで、放電操作状態でのｄ軸電圧Ｖｄは、モータ１２の巻線に流れる電流を許容範囲内に抑制しつつ放電による時間が可及的に短くなる電圧値として適合され、マイクロコンピュータ２７のメモリに予め記憶される。 Here, if the d-axis voltage Vd in the discharge operation state is high, a large current will flow in the winding of the motor 12, and if the d-axis voltage Vd in the discharge operation state is low, the current flowing in the winding of the motor 12 will be. However, the time required to discharge the electric charges accumulated in the capacitor 24 becomes long. Therefore, the d-axis voltage Vd in the discharge operation state is adapted as a voltage value that suppresses the current flowing through the winding of the motor 12 within an allowable range and shortens the time due to discharge as much as possible. Stored in advance.
また、マイクロコンピュータ２７が放電操作状態を継続させる所定時間ＴＨ１は、コンデンサ２４に蓄積されていた電荷の放電開始から放電終了までに要すると見込まれる時間を基準に予め設定され、マイクロコンピュータ２７のメモリに記憶されている。
なお、マイクロコンピュータ２７は、所定時間ＴＨ１を、コンデンサ２４の容量や放電時のｄ軸指令電圧Ｖｄなどに応じて異なる値に設定する。また、マイクロコンピュータ２７は、コンデンサ２４に蓄積されている電荷を推定し、電荷の蓄積量が多いほど所定時間ＴＨ１をより長く変更することができる。
Further, the predetermined time TH1 during which the microcomputer 27 continues the discharge operation state is set in advance on the basis of the time expected to be required from the discharge start of the charge accumulated in the capacitor 24 to the discharge end, and the memory of the microcomputer 27 is set. Remembered in.
The microcomputer 27 sets the predetermined time TH1 to a different value depending on the capacity of the capacitor 24, the d-axis command voltage Vd at the time of discharging, and the like. Further, the microcomputer 27 estimates the electric charge accumulated in the capacitor 24 and can change the predetermined time TH1 longer as the accumulated amount of electric charge increases.
マイクロコンピュータ２７は、上記のようにしてコンデンサ２４に蓄積されている電荷の放電を実施し、ステップＳ１０４では、放電操作状態からインバータ２２のＭＯＳＦＥＴ３１−３６を全てオフして放電操作状態を終了させた場合にサージ電圧が発生する条件であるか否か、換言すれば、サージ対策処理の実施が要求される状態であるか否かを判断する。
マイクロコンピュータ２７は、放電操作状態の継続時間が所定時間ＴＨ１に近づき（放電操作終了タイミング直前で）のコンデンサ２４からの放電が略終了していると見込まれる状態で、電流検出抵抗３８で検出されるインバータ２２を流れる電流（インバータ２２の直流母線電流）が所定電流値を超えている場合に、サージ電圧の発生条件であると判断する。
The microcomputer 27 discharges the electric charge accumulated in the capacitor 24 as described above, and in step S104, all the MOSFETs 31 to 36 of the inverter 22 are turned off from the discharge operation state to end the discharge operation state. In this case, it is determined whether or not the condition is such that a surge voltage is generated, in other words, whether or not the surge countermeasure process is required to be performed.
The microcomputer 27 is detected by the current detection resistor 38 in a state in which it is expected that the discharge from the capacitor 24 when the duration of the discharge operation state approaches the predetermined time TH1 (immediately before the discharge operation end timing) is almost completed. When the current flowing through the inverter 22 (DC bus current of the inverter 22) exceeds a predetermined current value, it is determined that the surge voltage is generated.
なお、ステップＳ１０４におけるマイクロコンピュータ２７の判断処理は、放電操作終了タイミングでインバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れ続けているか否かを判断するものであり、係る判断のため、前記所定電流値は、電流検出抵抗３８による電流検出値のばらつきを考慮した０Ａよりも大きい値に設定される。
コンデンサ２４からの放電が実際に終了していてかつバッテリＢＡからモータ１２への電力供給がなければ、インバータ２２のＭＯＳＦＥＴ３１−３６を全てオフしても大きなサージ電圧が発生することはない。
The determination process of the microcomputer 27 in step S104 is to determine whether or not current continues to flow through the windings of the inverter 22 and the motor 12 at the discharge operation end timing. The value is set to a value larger than 0 A in consideration of the variation in the current detection value due to the current detection resistor 38.
If the discharge from the capacitor 24 has actually ended and no power is supplied from the battery BA to the motor 12, even if all the MOSFETs 31 to 36 of the inverter 22 are turned off, a large surge voltage does not occur.
マイクロコンピュータ２７は、放電処理において電源リレー回路２５のＭＯＳＦＥＴ３９、４０をオフ操作状態に保持するが、ＭＯＳＦＥＴ３９がオン固着している場合は、ＭＯＳＦＥＴ４０の寄生ダイオードＤ１４を介してバッテリＢＡからモータ１２への電力供給がなされるため、コンデンサ２４からの電荷の放電が終了すると見込まれる時間を過ぎても、インバータ２２を介してモータ１２の巻線に電流が流れ続けることになり、また、コンデンサ２４からの放電も進まないことになる。 The microcomputer 27 holds the MOSFETs 39 and 40 of the power supply relay circuit 25 in the OFF operation state in the discharge process, but when the MOSFET 39 is fixed to be ON, the battery BA to the motor 12 via the parasitic diode D14 of the MOSFET 40. Since the electric power is supplied, the current continues to flow through the winding of the motor 12 via the inverter 22 even after the time when the discharge of the electric charge from the capacitor 24 is expected to end, and the electric power from the capacitor 24 is also supplied. The discharge will not proceed.
そして、係る放電操作状態からインバータ２２のＭＯＳＦＥＴ３１−３６を全てオフにした場合（図３の時刻ｔ２）、ＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６の寄生ダイオードＤ２、Ｄ４、Ｄ６によってインバータ２２の下流側（接地点側）に電流が流れることが阻止され、また、ＭＯＳＦＥＴ４０（逆接保護リレー）の寄生ダイオードＤ１４によってバッテリＢＡ側に電流が流れることが阻止されるため、放電操作中にモータ１２の巻線に蓄えられたエネルギによってサージ電圧が発生する。 Then, when all the MOSFETs 31 to 36 of the inverter 22 are turned off from the discharge operation state (time t2 in FIG. 3), the parasitic diodes D2, D4, and D6 of the MOSFETs 32, 34, and 36 cause the downstream side (ground point side) of the inverter 22. ) Is prevented from flowing, and the parasitic diode D14 of the MOSFET 40 (reverse connection protection relay) prevents current from flowing to the battery BA side, so that it is stored in the winding of the motor 12 during the discharging operation. Energy causes a surge voltage.
換言すれば、マイクロコンピュータ２７は、コンデンサ２４から電荷を放電させる放電操作状態で、インバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れる状態が、コンデンサ２４からの放電が略終了すると見込まれる時間よりも長く継続する場合は、バッテリＢＡから電源供給されている状態、つまり、電源リレー回路２５のＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常が発生している状態であると判断できる。更に、マイクロコンピュータ２７は、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常が発生していることで、そのまま放電操作を終了させる処理としてインバータ２２のＭＯＳＦＥＴ３１−３６を全てオフにした場合、サージ電圧が発生することを予測できる。 In other words, the microcomputer 27 is in a discharge operation state in which electric charge is discharged from the capacitor 24, and a state in which a current flows through the windings of the inverter 22 and the motor 12 is longer than a time period in which the discharge from the capacitor 24 is expected to be substantially completed. When it continues for a long time, it can be determined that power is being supplied from the battery BA, that is, a state in which the on-fixing abnormality of the MOSFET 39 of the power relay circuit 25 has occurred. Further, the microcomputer 27 can predict that a surge voltage will be generated if all the MOSFETs 31 to 36 of the inverter 22 are turned off as a process for ending the discharge operation as it is because the on-fixation abnormality of the MOSFET 39 has occurred. .
なお、マイクロコンピュータ２７は、インバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れ続けている状態（サージ電圧の発生条件、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常）を、電流検出抵抗３８で検出される電流に基づき検知できる他、電圧センサ４１で検出されるインバータ２２の上流側電圧が所定電圧（所定電圧＞０Ｖ）を超えているときに、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常の発生によってインバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れ続けていて、サージ電圧の発生条件が成立していると判断することができる。 The microcomputer 27 detects a state in which current continues to flow through the windings of the inverter 22 and the motor 12 (surge voltage generation condition, ON fixation abnormality of the MOSFET 39) based on the current detected by the current detection resistor 38. Besides, when the upstream side voltage of the inverter 22 detected by the voltage sensor 41 exceeds a predetermined voltage (predetermined voltage> 0V), a current in the inverter 22 and the winding of the motor 12 is generated due to the occurrence of the ON fixation abnormality of the MOSFET 39. Can continue to flow, and it can be determined that the condition for generating the surge voltage is satisfied.
マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０４で、放電操作を終了させた場合にサージ電圧が発生する条件であると判断したとき、つまり、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常によりバッテリＢＡからインバータ２２に電源供給され、放電操作に伴ってインバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れ続けている状態であることを推定したときは、ステップＳ１０５に進む。
マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０５で、ＭＯＳＦＥＴ３９についてオン固着異常の発生を判定し、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出した履歴を保存したり、オン固着異常の発生を示す診断信号を外部に出力したり、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常に対処するためのフェイルセーフ処理の実施を設定したりする。
When the microcomputer 27 determines in step S104 that the surge voltage is generated when the discharge operation is terminated, that is, the on-fixed abnormality of the MOSFET 39 causes the battery BA to supply power to the inverter 22 to perform the discharge operation. Accordingly, when it is estimated that the current continues to flow through the windings of the inverter 22 and the motor 12, the process proceeds to step S105.
In step S105, the microcomputer 27 determines the occurrence of the on-sticking abnormality in the MOSFET 39, saves the history of detecting the on-sticking abnormality of the MOSFET 39, and outputs a diagnostic signal indicating the occurrence of the on-sticking abnormality to the outside. The execution of fail-safe processing for coping with the on-sticking abnormality of the MOSFET 39 is set.
一方、マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０４で、放電操作を終了させた場合にサージ電圧が発生する条件ではないと判断したとき、つまり、放電開始から放電終了が見込まれる時間が経過した時点でインバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れなくなっているときは、ＭＯＳＦＥＴ３９は正常にオフ状態になっていて通常にコンデンサ２４からの放電が終了していると推定し、後述するサージ対策処理を実施することなくそのまま本ルーチンを終了させる。
マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０５で、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出した後、ステップＳ１０６に進み、サージ電流を逃がすためのモータ駆動回路２１の操作状態（サージ対策操作状態）の継続時間が所定時間ＴＨ２よりも長くなっているか否かを判断する。
On the other hand, when the microcomputer 27 determines in step S104 that the surge voltage is not generated when the discharge operation is terminated, that is, when the time when the discharge is expected to end after the discharge starts, the inverter 22 Also, when no current flows in the winding of the motor 12, it is estimated that the MOSFET 39 is normally in the off state and the discharge from the capacitor 24 is normally completed, and a surge countermeasure process described later is performed. This routine is terminated without any change.
After detecting the on-sticking abnormality of the MOSFET 39 in step S105, the microcomputer 27 proceeds to step S106 to continue the operation state (surge countermeasure operation state) of the motor drive circuit 21 for releasing the surge current for a predetermined time TH2. To determine if it is longer than.
そして、サージ対策操作状態の継続時間が所定時間ＴＨ２内であれば、マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０７（サージ対策手段）に進み、サージ電流をバッテリＢＡ側（電源側）又は接地点側に逃がすためのモータ駆動回路２１の操作を実施する。
つまり、マイクロコンピュータ２７は、コンデンサ２４に蓄積されている電荷を放電させるための操作を所定時間ＴＨ１だけ行った時点でインバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れ続けている場合にＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出し、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出すると、放電操作状態からサージ対策操作状態に移行させ、サージ対策操作状態を所定時間ＴＨ２だけ継続させる。
If the duration of the surge countermeasure operation state is within the predetermined time TH2, the microcomputer 27 proceeds to step S107 (surge countermeasure) to release the surge current to the battery BA side (power source side) or the ground point side. The motor drive circuit 21 is operated.
That is, the microcomputer 27 turns on the MOSFET 39 when current continues to flow through the windings of the inverter 22 and the motor 12 at the time when the operation for discharging the electric charge accumulated in the capacitor 24 is performed for a predetermined time TH1. When the sticking abnormality is detected and the ON sticking abnormality of the MOSFET 39 is detected, the discharge operation state is shifted to the surge countermeasure operation state and the surge countermeasure operation state is continued for a predetermined time TH2.
マイクロコンピュータ２７は、インバータ２２の下流側駆動素子であるＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６を全てオン操作してサージ電流を接地点側に流すか、及び／又は、ＭＯＳＦＥＴ４０（逆接保護リレー）をオン操作してサージ電流がバッテリＢＡ側に戻るようにすることで、サージ電圧を抑制する。
ここで、マイクロコンピュータ２７は、図４に示すように、放電操作として、前述のようにｑ軸電圧Ｖｑを０Ｖにｄ軸電圧Ｖｄを０Ｖでない所定電圧に設定し、係る電圧が印加されるようにインバータ２２をＰＷＭ制御し、時刻ｔ１の放電開始から所定時間ＴＨ１が経過した時刻ｔ２において、ｑ軸電圧Ｖｑ及びｄ軸電圧Ｖｄを０Ｖとするインバータ２２のＰＷＭ制御に移行させることで、インバータ２２の下流側駆動素子であるＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６を相補制御によってオンさせることができる。
The microcomputer 27 turns on all the MOSFETs 32, 34, 36 which are the drive elements on the downstream side of the inverter 22 to flow the surge current to the ground point side, and / or turns on the MOSFET 40 (reverse connection protection relay). The surge voltage is suppressed by allowing the surge current to return to the battery BA side.
Here, as shown in FIG. 4, the microcomputer 27 sets the q-axis voltage Vq to 0V and the d-axis voltage Vd to a predetermined voltage other than 0V as described above so that the voltages are applied as a discharge operation. PWM control of the inverter 22 is performed, and at time t2 when a predetermined time TH1 has elapsed from the start of discharge at time t1, the inverter 22 is switched to PWM control to set the q-axis voltage Vq and the d-axis voltage Vd to 0V. The MOSFETs 32, 34, 36, which are the drive elements on the downstream side of, can be turned on by complementary control.
インバータ２２の全相の下流側駆動素子がオンされると、モータ１２の巻線から下流側駆動素子を介して接地点に向けてサージ電流が流れ、放電操作中にモータ１２の巻線に蓄えられたエネルギに因るサージ電圧が抑制される。また、ＭＯＳＦＥＴ４０（逆接保護リレー）をオンされると、モータ１２の巻線から上流側駆動素子の寄生ダイオードＤ１、Ｄ３、Ｄ５、ＭＯＳＦＥＴ４０、ＭＯＳＦＥＴ３９を介してバッテリＢＡにサージ電流が戻され、放電操作中にモータ１２の巻線に蓄えられたエネルギに因るサージ電圧が抑制される。 When the downstream drive elements of all phases of the inverter 22 are turned on, a surge current flows from the winding of the motor 12 toward the ground point via the downstream drive element, and the surge current is stored in the winding of the motor 12 during the discharge operation. The surge voltage due to the stored energy is suppressed. When the MOSFET 40 (reverse connection protection relay) is turned on, a surge current is returned from the winding of the motor 12 to the battery BA through the parasitic diodes D1, D3, D5 of the upstream drive element, the MOSFET 40, and the MOSFET 39, and the discharge operation is performed. The surge voltage due to the energy stored in the winding of the motor 12 therein is suppressed.
マイクロコンピュータ２７は、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を診断したときに、放電操作状態から上記のサージ対策操作状態に移行させ、サージ対策操作状態を所定時間ＴＨ２だけ継続させるので、サージ電圧の発生が抑止され、サージ電圧によってコンデンサ２４やＭＯＳＦＥＴ３１−３６などの回路部品が損傷することを抑制できる。
なお、マイクロコンピュータ２７は、サージ対策操作状態を継続させる所定時間ＴＨ２を、放電操作中にモータ１２の巻線に蓄えられるエネルギが大きいほど長い時間に設定する。ここで、放電操作中にモータ１２の巻線に蓄えられるエネルギは、放電操作におけるｄ軸電圧Ｖｄの設定値などに応じて変化する。
When the microcomputer 27 diagnoses an on-sticking abnormality of the MOSFET 39, it shifts from the discharge operation state to the surge countermeasure operation state and continues the surge countermeasure operation state for a predetermined time TH2, so that the generation of surge voltage is suppressed. It is possible to suppress damage to circuit components such as the capacitor 24 and the MOSFETs 31 to 36 due to the surge voltage.
The microcomputer 27 sets the predetermined time TH2 for continuing the surge countermeasure operation state to a longer time as the energy stored in the winding of the motor 12 during the discharge operation is larger. Here, the energy stored in the winding of the motor 12 during the discharging operation changes according to the set value of the d-axis voltage Vd in the discharging operation and the like.
以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
モータ１２が第１系統の巻線群と第２系統の巻線群とを備え、第１系統の巻線群が第１インバータで、第２系統の巻線群が第２インバータでそれぞれに駆動されるシステムにおいて、各インバータ毎に放電操作、診断処理、サージ対策操作を行わせることができる。
Although the contents of the present invention have been specifically described with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can adopt various modifications based on the basic technical idea and teaching of the present invention. is there.
The motor 12 includes a first system winding group and a second system winding group, the first system winding group is a first inverter, and the second system winding group is a second inverter, respectively. In this system, it is possible to perform discharge operation, diagnostic processing, and surge countermeasure operation for each inverter.
また、放電操作を行っての診断処理は、電源投入時に実施する構成に限定されず、例えば、モータ１２を電動アクチュエータとして用いる装置の動作停止時に実施することができる。
また、制御装置（マイクロコンピュータ２７）は、コンデンサ２４が放電状態であって、電源リレー回路２５のＭＯＳＦＥＴ３９及びＭＯＳＦＥＴ４０がオフ操作状態であるときに、ＭＯＳＦＥＴ３９とＭＯＳＦＥＴ４０との間の電圧が設定電圧よりも高いときに、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出することができる。換言すれば、図２のフローチャートに例示した診断処理によると、コンデンサ２４に電荷が蓄積されている状態で、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常の有無を診断できる。
Further, the diagnostic process by performing the discharge operation is not limited to the configuration performed when the power is turned on, and can be performed when the operation of the device that uses the motor 12 as the electric actuator is stopped, for example.
Further, when the capacitor 24 is in the discharging state and the MOSFET 39 and the MOSFET 40 of the power supply relay circuit 25 are in the off operation state, the control device (microcomputer 27) causes the voltage between the MOSFET 39 and the MOSFET 40 to be higher than the set voltage. When it is high, the on-fixation abnormality of the MOSFET 39 can be detected. In other words, according to the diagnosis processing illustrated in the flowchart of FIG. 2, it is possible to diagnose the presence or absence of the on-sticking abnormality of the MOSFET 39 in the state where the electric charge is accumulated in the capacitor 24.
また、インバータ２２の各駆動ライン２８Ｕ、２８Ｖ、２８Ｗにそれぞれ相リレーを設け、制御装置（マイクロコンピュータ２７）は、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出したときに、相リレーのオフ操作を行ってバッテリＢＡからモータ１２の巻線に通電されることを抑制できる。
また、モータ駆動回路２１のスイッチング素子は、電界効果トランジスタＦＥＴに限定されず、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの他の半導体スイッチング素子を採用することができる。
Further, each of the drive lines 28U, 28V, 28W of the inverter 22 is provided with a phase relay, and when the control device (microcomputer 27) detects the on-sticking abnormality of the MOSFET 39, the control device turns off the phase relay to make the battery BA. Therefore, it is possible to suppress the energization of the winding of the motor 12.
Further, the switching element of the motor drive circuit 21 is not limited to the field effect transistor FET, and other semiconductor switching element such as IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be adopted, for example.
ここで、上述した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
モータ駆動回路の制御装置は、その一態様として、スイッチング素子を多相ブリッジ接続して構成され、モータの巻線に通電するインバータと、前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路と、前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、を備えたモータ駆動回路の制御装置であって、前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる放電手段と、前記放電手段による放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記電源リレー回路のオン固着異常を検出する診断手段と、を含む。
Here, the technical idea that can be understood from the above-described embodiment will be described below.
A control device for a motor drive circuit, as one aspect thereof, is configured by connecting switching elements in a multi-phase bridge connection, an inverter for energizing a winding of a motor, and a power supply relay circuit connected between the inverter and a power supply, A controller for a motor drive circuit, comprising: a capacitor connected between a power supply line between the power supply relay circuit and the inverter; and a ground point, wherein the inverter of the inverter is in an off operation state of the power supply relay circuit. Discharging means for operating the switching element to discharge the electric charge accumulated in the capacitor through the winding of the motor, and a state in which a current flows through the winding of the motor in a discharging operation state by the discharging means for a predetermined time or more. Diagnostic means for detecting an on-sticking abnormality of the power relay circuit when the power relay circuit continues for a long time.
前記モータ駆動回路の制御装置の好ましい態様において、前記電源リレー回路は、前記インバータから前記電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、前記第１電源リレーと前記インバータとの間に接続され、前記電源から前記インバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレーとで構成され、前記診断手段は、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出し、前記診断手段が前記第１電源リレーのオン固着異常を検出したときに、前記放電手段による放電操作状態からサージ電流を前記電源側又は接地点側に逃がす操作状態に移行させるサージ対策手段を更に含む。 In a preferred aspect of the motor drive circuit control device, the power supply relay circuit includes a first power supply relay including a semiconductor switching element having a parasitic diode that conducts a current in a direction from the inverter to the power supply, and the first power supply. A second power supply relay that is connected between the relay and the inverter and includes a semiconductor switching element that has a parasitic diode that conducts a current in the direction from the power supply to the inverter. An operation for releasing a surge current from the discharge operation state by the discharging means to the power supply side or the ground point side when the ON-fixation abnormality of the power supply relay is detected and the diagnosis means detects the ON-fixation abnormality of the first power supply relay. It further includes a surge countermeasure for shifting to the state.
別の好ましい態様では、前記サージ対策手段は、前記インバータの全相の下段スイッチング素子をオン操作する。
さらに別の好ましい態様では、前記サージ対策手段は、ｑ軸電圧及びｄ軸電圧が零になるように前記インバータのスイッチング素子を制御する。
In another preferred aspect, the surge countermeasure unit turns on the lower switching elements of all the phases of the inverter.
In yet another preferred aspect, the surge countermeasure controls the switching element of the inverter so that the q-axis voltage and the d-axis voltage become zero.
さらに別の好ましい態様では、前記サージ対策手段は、前記第２電源リレーをオン操作する。
さらに別の好ましい態様では、前記サージ対策手段は、サージ電圧を抑制する操作状態を所定時間だけ保持する。
さらに別の好ましい態様では、前記放電手段は、ｑ軸電圧が零にｄ軸電圧が零でない所定電圧になるように前記インバータのスイッチング素子を制御する。
In still another preferred aspect, the surge countermeasure unit turns on the second power relay.
In still another preferable aspect, the surge countermeasure unit holds an operation state for suppressing the surge voltage for a predetermined time.
In still another preferred aspect, the discharging means controls the switching element of the inverter so that the q-axis voltage becomes zero and the d-axis voltage becomes a non-zero predetermined voltage.
また、モータ駆動回路の診断方法は、スイッチング素子を多相ブリッジ接続して構成され、モータの巻線に通電するインバータと、前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路と、前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、を備えたモータ駆動回路における診断方法であって、前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる第１ステップと、前記放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記電源リレー回路のオン固着異常を検出する第２ステップと、を含む。 Further, a method for diagnosing a motor drive circuit includes an inverter configured to connect switching elements in a multi-phase bridge connection, energizing a winding of a motor, a power supply relay circuit connected between the inverter and a power supply, and the power supply relay. A diagnostic method in a motor drive circuit comprising a capacitor connected between a power supply line between a circuit and the inverter and a ground point, wherein a switching element of the inverter is turned on when the power relay circuit is off. A first step of operating and discharging the electric charge accumulated in the capacitor through the winding of the motor; and a state in which a current flows through the winding of the motor in the discharging operation state for a period longer than a predetermined time. And a second step of detecting an on-sticking abnormality of the power relay circuit.
前記モータ駆動回路の診断方法の好ましい態様において、前記電源リレー回路は、前記インバータから前記電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、前記第１電源リレーと前記インバータとの間に接続され、前記電源から前記インバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレーとで構成され、前記第２ステップは、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出し、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出されたときに、放電操作状態からサージ電流を前記電源側又は接地点側に逃がす操作状態に移行させる第３ステップを更に含む。 In a preferred aspect of the method for diagnosing the motor drive circuit, the power supply relay circuit includes a first power supply relay including a semiconductor switching element having a parasitic diode that conducts a current in a direction from the inverter to the power supply, and the first power supply. A second power supply relay that is connected between the relay and the inverter and that includes a semiconductor switching element that has a parasitic diode that conducts a current in a direction from the power supply to the inverter. (1) Detecting an on-sticking abnormality of the power supply relay, and when detecting an on-sticking abnormality of the first power supply relay, shifting from a discharge operation state to an operation state in which a surge current is released to the power supply side or the ground point side. The method further includes steps.
１２…モータ、２１…モータ駆動回路、２２…インバータ、２３…ドライバ、２７…マイクロコンピュータ（制御装置）、２５…電源リレー回路、３１−３６…ＭＯＳＦＥＴ、３９…ＭＯＳＦＥＴ（電源リレー、第１電源リレー）、４０…ＭＯＳＦＥＴ（逆接保護リレー、第２電源リレー）、ＢＡ…バッテリ（電源）
12 ... Motor, 21 ... Motor drive circuit, 22 ... Inverter, 23 ... Driver, 27 ... Microcomputer (control device), 25 ... Power supply relay circuit, 31-36 ... MOSFET, 39 ... MOSFET (Power supply relay, 1st power supply relay) ), 40 ... MOSFET (reverse connection protection relay, second power supply relay), BA ... battery (power supply)
Claims (7)
前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路であって、
前記インバータから前記電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、
前記第１電源リレーと前記インバータとの間に接続され、前記電源から前記インバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレーと、
を備えた前記電源リレー回路と、
前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、
を備えたモータ駆動回路の制御装置であって、
前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる放電手段と、
前記放電手段による放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出する診断手段と、
前記診断手段が前記第１電源リレーのオン固着異常を検出したときに、前記放電手段による放電操作状態からサージ電流を前記電源側又は接地点側に逃がす操作状態に移行させるサージ対策手段と、
を含む、モータ駆動回路の制御装置。 An inverter that is configured by connecting switching elements in a multi-phase bridge and energizes the windings of the motor,
A power relay circuit connected between the inverter and a power source ,
A first power relay comprising a semiconductor switching element having a parasitic diode for conducting a current in a direction from the inverter to the power source;
A second power relay connected between the first power relay and the inverter, the second power relay including a semiconductor switching element having a parasitic diode that conducts a current in a direction from the power source to the inverter;
And a power relay circuit including
A capacitor connected between a power line between the power relay circuit and the inverter and a ground point;
A control device for a motor drive circuit comprising:
Discharging means for operating the switching element of the inverter in the OFF operation state of the power supply relay circuit to discharge the electric charge accumulated in the capacitor through the winding of the motor.
Diagnostic means for detecting an on-sticking abnormality of the first power supply relay when a state in which a current flows through the winding of the motor in a discharging operation state by the discharging means continues longer than a predetermined time;
When the diagnostic means detects an on-sticking abnormality of the first power supply relay, surge countermeasure means for shifting from a discharge operation state by the discharge means to an operation state in which a surge current is released to the power supply side or the ground point side,
A control device for a motor drive circuit, including:
前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路であって、
前記インバータから前記電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、
前記第１電源リレーと前記インバータとの間に接続され、前記電源から前記インバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレーと、
を備えた前記電源リレー回路と、
前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、
を備えたモータ駆動回路における診断方法であって、
前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる第１ステップと、
前記第１ステップによる放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出する第２ステップと、
前記第１電源リレーのオン固着異常を検出されたときに、前記放電操作状態からサージ電流を前記電源側又は接地点側に逃がす操作状態に移行させる第３ステップと、
を含む、モータ駆動回路の診断方法。 An inverter that is configured by connecting switching elements in a multi-phase bridge and energizes the windings of the motor,
A power relay circuit connected between the inverter and a power source ,
A first power relay comprising a semiconductor switching element having a parasitic diode for conducting a current in the direction from the inverter to the power source;
A second power relay connected between the first power relay and the inverter, the second power relay including a semiconductor switching element having a parasitic diode that conducts a current in a direction from the power source to the inverter;
And a power relay circuit including
A capacitor connected between a power line between the power relay circuit and the inverter and a ground point;
A method for diagnosing a motor drive circuit comprising:
A first step of operating a switching element of the inverter in an off operation state of the power relay circuit to discharge electric charge accumulated in the capacitor through a winding of the motor;
A second step of detecting an on-sticking abnormality of the first power supply relay when a state in which a current flows through the winding of the motor in the discharge operation state of the first step continues longer than a predetermined time;
A third step of shifting from the discharge operation state to an operation state in which a surge current is released to the power supply side or the ground point side, when an on-sticking abnormality of the first power supply relay is detected,
A method for diagnosing a motor drive circuit, including:
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