JP6984300B2 - Three-phase inverter device - Google Patents

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本発明は、モータを駆動する三相インバータ装置に関する。 The present invention relates to a three-phase inverter device that drives a motor.

モータを駆動する三相インバータ装置は、モータに供給する三相電流に基づいてモータの駆動制御を行うため、三相電流を検出するための電流検出部を備えている。電流検出部としては、相電流を電流センサなどにより直接検出する構成だけでなく、IGBTやパワーMOSFETなどのスイッチング素子により構成される各アームに流れる電流である素子電流を検出し、その素子電流の検出値から相電流を推定するといった構成も存在する。 The three-phase inverter device that drives the motor is provided with a current detection unit for detecting the three-phase current in order to control the drive of the motor based on the three-phase current supplied to the motor. The current detector not only directly detects the phase current with a current sensor, but also detects the element current, which is the current flowing through each arm composed of switching elements such as IGBTs and power MOSFETs, and detects the element current. There is also a configuration in which the phase current is estimated from the detected value.

このような電流検出部の故障を検出する従来技術として、例えば特許文献1、2に記載の技術を挙げることができる。なお、以下では、特許文献1記載の構成のことを第1従来構成と呼び、特許文献2記載の構成のことを第2従来構成と呼ぶ。 As a conventional technique for detecting such a failure of the current detection unit, for example, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 can be mentioned. In the following, the configuration described in Patent Document 1 will be referred to as a first conventional configuration, and the configuration described in Patent Document 2 will be referred to as a second conventional configuration.

第1従来構成では、モータが有するロータの回転位置を指令する位置指令値と、電流検出部による電流の検出結果に基づいて推定される上記ロータの回転位置である推定位置と、位置センサにより検出される上記ロータの回転位置である検出位置と、の3つの情報が不一致または制限範囲外の場合に故障と判定するようになっている。 In the first conventional configuration, the position command value that commands the rotation position of the rotor of the motor, the estimated position that is the rotation position of the rotor estimated based on the current detection result by the current detection unit, and the position sensor detect it. When the three pieces of information, which is the rotation position of the rotor and the detection position, do not match or are out of the limited range, it is determined to be a failure.

第2従来構成では、インバータ装置への入力電流のリプルを用いた判定と、インバータ装置から出力される三相電流の総和を用いた判定と、を組み合わせることにより、電流検出部の故障を検出するとともに、故障した電流検出部を特定するようになっている。 In the second conventional configuration, a failure of the current detection unit is detected by combining a determination using the ripple of the input current to the inverter device and a determination using the sum of the three-phase currents output from the inverter device. At the same time, the failed current detector is identified.

特許第5383925号公報Japanese Patent No. 5383925 特開2005−151754号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-151754

第1従来構成では、3つの情報の組み合わせから、位置指令値の異常、位置センサの故障および電流検出部の故障のうちのいずれであるかを区別することができる。しかし、第1従来構成では、電流検出部のうちのいずれが故障しているかを特定することはできないため、電流検出部が故障していることが検出された後は、モータの駆動制御を停止せざるを得ない。 In the first conventional configuration, it is possible to distinguish between the abnormality of the position command value, the failure of the position sensor, and the failure of the current detection unit from the combination of the three pieces of information. However, in the first conventional configuration, it is not possible to specify which of the current detection units is out of order, so the motor drive control is stopped after the current detection unit is detected to be out of order. I have no choice but to do it.

第2従来構成では、モータの駆動制御に使用する2相の電流検出部の組み合わせを変更して制御しながら、入力電流のリプルを用いた判定を実施することにより、電流検出部のうちいずれが故障しているかを特定するようになっている。そのため、第2従来構成では、最大2回目の制御結果が出るまで、故障した電流検出部の特定ができず、それまでの期間は故障した電流検出部による電流検出値を用いた制御が継続されることとなり、その結果、モータのトルク過多、過少の状態が継続するおそれがある。 In the second conventional configuration, one of the current detectors is made by performing a determination using the ripple of the input current while changing and controlling the combination of the two-phase current detectors used for the drive control of the motor. It is designed to identify whether it is out of order. Therefore, in the second conventional configuration, the failed current detection unit cannot be identified until the maximum second control result is obtained, and the control using the current detection value by the failed current detection unit is continued until then. As a result, there is a possibility that the torque of the motor will continue to be excessive or insufficient.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、故障した電流検出部を特定することを可能にしつつ、その特定に要する期間を短く抑えることができる三相インバータ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a three-phase inverter device capable of identifying a failed current detection unit and shortening the period required for the identification. There is something in it.

請求項1に記載の三相インバータ装置(1、31、41)は、モータ(2)を駆動するものであって、位置検出部(10)、三相のハーフブリッジ回路(3u、3v、3w)、電流検出部(4〜9、20)、位置推定部(23)および故障検出処理部(24、44))を備えている。位置検出部は、モータが有するロータの回転位置を検出する。三相のハーフブリッジ回路は、モータに供給するための三相電流を生成する。電流検出部は、ハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子(13〜18)に流れる素子電流またはハーフブリッジ回路の出力電流を検出する。位置推定部は、電流検出部による電流の検出結果に基づいてロータの回転位置を推定する。故障検出処理部は、位置検出部により検出されるロータの回転位置である検出位置と位置推定部により推定されるロータの回転位置である推定位置とを比較した結果に基づいて電流検出部の故障を検出する故障検出処理を実行する。この場合、三相のハーフブリッジ回路を、第1相のハーフブリッジ回路(3u)、第2相のハーフブリッジ回路(3v)および第3相のハーフブリッジ回路(3w)とすると、位置推定部は、第1相および第2相に対応した二相分の電流の検出結果と、第2相および第3相に対応した二相分の電流の検出結果と、第3相および第1相に対応した二相分の電流の検出結果と、のそれぞれを用いて回転位置を推定する。また、この場合、故障検出処理には、検出位置と第1相および第2相に対応した二相分の電流の検出結果を用いて推定された推定位置とを比較し、その推定位置が正常な値であるか否かを判定する第1判定処理と、検出位置と第2相および第3相に対応した二相分の電流の検出結果を用いて推定された推定位置とを比較し、その推定位置が正常な値であるか否かを判定する第2判定処理と、検出位置と第3相および第1相に対応した二相分の電流の検出結果を用いて推定された推定位置とを比較し、その推定位置が正常な値であるか否かを判定する第3判定処理と、第1判定処理、第2判定処理および第3判定処理による判定結果に基づいて電流検出部の故障を検出する故障判定処理と、が含まれる。 The three-phase inverter device (1, 31, 41) according to claim 1 drives a motor (2), and has a position detection unit (10) and a three-phase half-bridge circuit (3u, 3v, 3w). ), A current detection unit (4 to 9, 20), a position estimation unit (23), and a failure detection processing unit (24, 44)). The position detection unit detects the rotational position of the rotor of the motor. The three-phase half-bridge circuit produces a three-phase current to supply to the motor. The current detection unit detects the element current flowing through the switching elements (13 to 18) constituting the half-bridge circuit or the output current of the half-bridge circuit. The position estimation unit estimates the rotation position of the rotor based on the current detection result by the current detection unit. The failure detection processing unit is based on the result of comparing the detection position, which is the rotation position of the rotor detected by the position detection unit, with the estimated position, which is the rotation position of the rotor estimated by the position estimation unit. Executes the failure detection process to detect. In this case, assuming that the three-phase half-bridge circuit is the first-phase half-bridge circuit (3u), the second-phase half-bridge circuit (3v), and the third-phase half-bridge circuit (3w), the position estimation unit , Current detection results for two phases corresponding to the first and second phases, current detection results for the two phases corresponding to the second and third phases, and corresponding to the third and first phases. The rotation position is estimated using each of the two-phase current detection results. Further, in this case, in the failure detection process, the detected position is compared with the estimated position estimated using the detection results of the currents of the two phases corresponding to the first phase and the second phase, and the estimated position is normal. The first determination process for determining whether or not the value is a normal value is compared with the detected position and the estimated position estimated using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the second and third phases. Estimated position estimated using the second determination process to determine whether the estimated position is a normal value and the detection result of the detected position and the currents for the two phases corresponding to the third phase and the first phase. The current detection unit is based on the judgment results of the third judgment process, the first judgment process, the second judgment process, and the third judgment process, which determine whether or not the estimated position is a normal value. It includes a failure determination process for detecting a failure.

上記構成によれば、検出位置および推定位置を比較した結果に基づいて電流検出部の故障を検出する故障検出処理が実行されることにより、故障した電流検出部を特定することができる。すなわち、検出位置と推定位置とが不一致である場合、その推定位置を推定するために用いられた電流の検出結果に対応した電流検出部のいずれかが故障している、と判断することができる。そして、このような検出位置と推定位置との比較を、推定位置を推定するために用いる電流の検出結果を変更しつつ実行すれば、故障した電流検出部を特定することができる。 According to the above configuration, the failed current detection unit can be identified by executing the failure detection process for detecting the failure of the current detection unit based on the result of comparing the detection position and the estimated position. That is, when the detected position and the estimated position do not match, it can be determined that one of the current detection units corresponding to the current detection result used for estimating the estimated position is out of order. .. Then, by executing such a comparison between the detected position and the estimated position while changing the detection result of the current used for estimating the estimated position, the failed current detection unit can be identified.

また、このような故障検出処理は、主に演算を行うことにより実施されるものであり、その所要時間は、第2従来構成では必要であったモータ制御期間に比べ、極めて短い時間となる。したがって、上記構成によれば、故障した電流検出部を特定することを可能にしつつ、その特定に要する期間を短く抑えることができるという優れた効果が得られる。 Further, such a failure detection process is mainly performed by performing an operation, and the required time is extremely shorter than the motor control period required in the second conventional configuration. Therefore, according to the above configuration, it is possible to identify the failed current detection unit, and at the same time, it is possible to obtain an excellent effect that the period required for the identification can be shortened.

第1実施形態に係る三相インバータ装置の構成を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the three-phase inverter apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る電流検出部の故障検出に関連する処理の内容を模式的に示す図The figure which shows typically the content of the process which concerns on the failure detection of the current detection part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るモータ電流推定処理の内容を模式的に示す図The figure which shows typically the content of the motor current estimation processing which concerns on 1st Embodiment 第1実施形態に係る故障検出処理の内容を模式的に示す図The figure which shows typically the content of the failure detection process which concerns on 1st Embodiment 第1実施形態により解消される問題を説明するための図であり、従来構成に係るモータ電流、電流検出部の検出結果、入力電流のリプル判定結果およびトルク出力を模式的に示すタイミングチャートIt is a figure for demonstrating the problem to be solved by 1st Embodiment, and is the timing chart which shows typically the motor current, the detection result of the current detection part, the ripple judgment result of an input current, and the torque output which concerns on the conventional configuration. 第1実施形態に係るモータ電流、電流検出部の検出結果、位置推定結果およびトルク出力を模式的に示すタイミングチャートA timing chart schematically showing the motor current, the detection result of the current detection unit, the position estimation result, and the torque output according to the first embodiment. 第2実施形態に係る故障検出処理の内容を模式的に示す図The figure which shows typically the content of the failure detection process which concerns on 2nd Embodiment 第3実施形態に係る三相インバータ装置の構成を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the three-phase inverter apparatus which concerns on 3rd Embodiment 第3実施形態に係る故障検出処理の内容を模式的に示す図The figure which shows typically the content of the failure detection process which concerns on 3rd Embodiment 第4実施形態により解消される問題を説明するための図であり、モータ制御波形、駆動波形、推定された三相電流の波形および各相の電流検出可否と故障の特定に関する情報の一例を示すタイミングチャートIt is a figure for demonstrating the problem to be solved by 4th Embodiment, and shows an example of a motor control waveform, a drive waveform, an estimated three-phase current waveform, and information about whether or not the current of each phase can be detected, and the identification of a failure. Timing chart 第4実施形態に係る三相インバータ装置の構成を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the three-phase inverter apparatus which concerns on 4th Embodiment 第4実施形態に係る電流検出部の故障検出に関連する処理の内容を模式的に示す図The figure which shows typically the content of the process which concerns on the failure detection of the current detection part which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態に係る第2故障検出処理の内容を模式的に示す図The figure which shows typically the content of the 2nd failure detection processing which concerns on 4th Embodiment 第4実施形態に係るモータ制御波形、駆動波形、推定された三相電流の波形および各相の電流検出可否と故障の特定に関する情報の一例を示すタイミングチャートA timing chart showing an example of information on the motor control waveform, the drive waveform, the estimated three-phase current waveform, and the current detection availability and failure identification of each phase according to the fourth embodiment.

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について図1〜図6を参照して説明する。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, substantially the same configuration is designated by the same reference numeral, and the description thereof will be omitted.
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

図1に示す三相インバータ装置1は、モータ2を駆動するものであり、インバータ主回路3、検出回路4〜9、位置センサ10、コントローラ11などを備えている。モータ2は、例えば車両に搭載される三相交流モータである。インバータ主回路3は、例えば車載のバッテリである直流電源12から一対の直流電源線L1、L2を通じて供給される直流電圧を、U相、V相およびW相の三相の交流電圧に変換して出力する。 The three-phase inverter device 1 shown in FIG. 1 drives a motor 2, and includes an inverter main circuit 3, detection circuits 4 to 9, a position sensor 10, a controller 11, and the like. The motor 2 is, for example, a three-phase AC motor mounted on a vehicle. The inverter main circuit 3 converts, for example, a DC voltage supplied from a DC power supply 12 which is an in-vehicle battery through a pair of DC power supply lines L1 and L2 into three-phase AC voltages of U-phase, V-phase, and W-phase. Output.

インバータ主回路3のU相、V相およびW相、つまり三相の各出力端子は、モータ2の三相の端子にそれぞれ接続されている。これにより、インバータ主回路3からモータ2に対し三相電流、つまり三相のモータ電流Iu、Iv、Iwが供給され、モータ2が駆動される。インバータ主回路3は、直流電源線L1、L2間にそれぞれ接続された三相のハーフブリッジ回路3u、3vおよび3wを備えている。ハーフブリッジ回路3u、3v、3wは、モータ2に供給するための三相のモータ電流Iu、Iv、Iwを生成する。なお、以下では、モータ電流のことを相電流とも呼ぶ。 The U-phase, V-phase, and W-phase, that is, the three-phase output terminals of the inverter main circuit 3 are connected to the three-phase terminals of the motor 2, respectively. As a result, the three-phase current, that is, the three-phase motor currents Iu, Iv, and Iw are supplied from the inverter main circuit 3 to the motor 2, and the motor 2 is driven. The inverter main circuit 3 includes three-phase half-bridge circuits 3u, 3v, and 3w connected between the DC power lines L1 and L2, respectively. The half-bridge circuits 3u, 3v, 3w generate three-phase motor currents Iu, Iv, Iw to supply to the motor 2. In the following, the motor current is also referred to as a phase current.

本実施形態では、U相が第1相に相当し、V相が第2相に相当し、W相が第3相に相当する。したがって、本実施形態では、ハーフブリッジ回路3uが第1相のハーフブリッジ回路に相当し、ハーフブリッジ回路3vが第2相のハーフブリッジ回路に相当し、ハーフブリッジ回路3wが第3相のハーフブリッジ回路に相当する。 In this embodiment, the U phase corresponds to the first phase, the V phase corresponds to the second phase, and the W phase corresponds to the third phase. Therefore, in the present embodiment, the half-bridge circuit 3u corresponds to the first-phase half-bridge circuit, the half-bridge circuit 3v corresponds to the second-phase half-bridge circuit, and the half-bridge circuit 3w corresponds to the third-phase half-bridge. Corresponds to a circuit.

ハーフブリッジ回路3uは、スイッチング素子13、14を備えている。ハーフブリッジ回路3uの上アームを構成するスイッチング素子13は、高電位側の電源線L1と、インバータ主回路3のU相の出力端子となるノードNuとの間に接続されている。ハーフブリッジ回路3uの下アームを構成するスイッチング素子14は、ノードNuと、低電位側の電源線L2との間に接続されている。 The half-bridge circuit 3u includes switching elements 13 and 14. The switching element 13 constituting the upper arm of the half-bridge circuit 3u is connected between the power supply line L1 on the high potential side and the node Nu which is the output terminal of the U phase of the inverter main circuit 3. The switching element 14 constituting the lower arm of the half-bridge circuit 3u is connected between the node Nu and the power line L2 on the low potential side.

ハーフブリッジ回路3vは、スイッチング素子15、16を備えている。ハーフブリッジ回路3vの上アームを構成するスイッチング素子15は、電源線L1と、インバータ主回路3のV相の出力端子となるノードNvとの間に接続されている。ハーフブリッジ回路3vの下アームを構成するスイッチング素子16は、ノードNvと、電源線L2との間に接続されている。 The half-bridge circuit 3v includes switching elements 15 and 16. The switching element 15 constituting the upper arm of the half-bridge circuit 3v is connected between the power supply line L1 and the node Nv which is the output terminal of the V phase of the inverter main circuit 3. The switching element 16 constituting the lower arm of the half-bridge circuit 3v is connected between the node Nv and the power supply line L2.

ハーフブリッジ回路3wは、スイッチング素子17、18を備えている。ハーフブリッジ回路3wの上アームを構成するスイッチング素子17は、電源線L1と、インバータ主回路3のW相の出力端子となるノードNwとの間に接続されている。ハーフブリッジ回路3wの下アームを構成するスイッチング素子18は、ノードNwと、電源線L2との間に接続されている。 The half-bridge circuit 3w includes switching elements 17 and 18. The switching element 17 constituting the upper arm of the half-bridge circuit 3w is connected between the power supply line L1 and the node Nw which is the output terminal of the W phase of the inverter main circuit 3. The switching element 18 constituting the lower arm of the half-bridge circuit 3w is connected between the node Nw and the power supply line L2.

スイッチング素子13〜18は、いずれもメインセル19およびセンスセル20を備えたNチャネル型のパワーMOSFETである。メインセル19は、インバータ主回路3からモータ2に対する通電を行うための主たる通電経路に介在している。すなわち、上アームを構成するスイッチング素子13、15、17のメインセル19のドレインは電源線L1に接続され、そのソースはノードNu、Nv、Nwにそれぞれ接続されている。下アームを構成するスイッチング素子14、16、18のメインセル19のドレインはノードNu、Nv、Nwにそれぞれ接続され、そのソースは電源線L2に接続されている。 The switching elements 13 to 18 are all N-channel type power MOSFETs including the main cell 19 and the sense cell 20. The main cell 19 is interposed in a main energization path for energizing the motor 2 from the inverter main circuit 3. That is, the drain of the main cell 19 of the switching elements 13, 15, and 17 constituting the upper arm is connected to the power supply line L1, and the source thereof is connected to the nodes Nu, Nv, and Nw, respectively. The drains of the main cells 19 of the switching elements 14, 16 and 18 constituting the lower arm are connected to the nodes Nu, Nv and Nw, respectively, and their sources are connected to the power supply line L2.

センスセル20は、アーム電流、つまりメインセル19に流れる素子電流を検出するためのものであり、メインセル19に流れる電流に応じた電流が所定の分流比で流れる。なお、この分流比は、メインセル19およびセンスセル20のサイズ比などにより定まる。このような構成によれば、メインセル19に比較的大きな電流が流れる場合でも、その電流検出を容易に行うことができる。 The sense cell 20 is for detecting an arm current, that is, an element current flowing in the main cell 19, and a current corresponding to the current flowing in the main cell 19 flows at a predetermined diversion ratio. The diversion ratio is determined by the size ratio of the main cell 19 and the sense cell 20 and the like. According to such a configuration, even when a relatively large current flows through the main cell 19, the current can be easily detected.

メインセル19およびセンスセル20のゲートは、共通接続されており、その共通のゲートには、コントローラ11から出力される駆動信号が与えられている。具体的には、U相のスイッチング素子13、14のゲートには駆動信号G_up、G_unがそれぞれ与えられ、V相のスイッチング素子15、16には駆動信号G_vp、G_vnがそれぞれ与えられ、W相のスイッチング素子17、18には駆動信号G_wp、G_wnがそれぞれ与えられる。 The gates of the main cell 19 and the sense cell 20 are commonly connected, and a drive signal output from the controller 11 is given to the common gate. Specifically, drive signals G_up and G_un are given to the gates of the U-phase switching elements 13 and 14, respectively, and drive signals G_vp and G_vn are given to the V-phase switching elements 15 and 16 respectively, and the W-phase switching elements 15 and 16 are given drive signals G_vp and G_vn, respectively. Drive signals G_wp and G_wn are given to the switching elements 17 and 18, respectively.

メインセル19およびセンスセル20の各ソースは、検出回路4〜9の入力端子にそれぞれ接続されている。検出回路4〜9は、センスセル20に流れる電流に基づいてスイッチング素子13〜18に流れる素子電流を検出する。したがって、本実施形態では、センスセル20および検出回路4〜9により、電流検出部が構成されている。 Each source of the main cell 19 and the sense cell 20 is connected to the input terminals of the detection circuits 4 to 9, respectively. The detection circuits 4 to 9 detect the element current flowing through the switching elements 13 to 18 based on the current flowing through the sense cell 20. Therefore, in the present embodiment, the sense cell 20 and the detection circuits 4 to 9 constitute a current detection unit.

検出回路4〜9は、スイッチング素子13〜18のセンスセル20に流れる電流を検出し、その検出値を表す電流検出信号を出力する。具体的には、U相の検出回路4、5は、スイッチング素子13、14のセンスセル20に流れる電流の検出値を表す電流検出信号I_up、I_unをそれぞれ出力する。 The detection circuits 4 to 9 detect the current flowing through the sense cells 20 of the switching elements 13 to 18, and output a current detection signal representing the detected value. Specifically, the U-phase detection circuits 4 and 5 output current detection signals I_up and I_un representing the detected values of the current flowing through the sense cells 20 of the switching elements 13 and 14, respectively.

V相の検出回路6、7は、スイッチング素子15、16のセンスセル20に流れる電流の検出値を表す電流検出信号I_vp、I_vnをそれぞれ出力する。W相の検出回路8、9は、スイッチング素子17、18のセンスセル20に流れる電流の検出値を表す電流検出信号I_wp、I_wnをそれぞれ出力する。 The V-phase detection circuits 6 and 7 output current detection signals I_vp and I_vn representing the detected values of the current flowing through the sense cells 20 of the switching elements 15 and 16, respectively. The W-phase detection circuits 8 and 9 output current detection signals I_wp and I_wn representing the detected values of the current flowing through the sense cells 20 of the switching elements 17 and 18, respectively.

検出回路4〜9から出力される電流検出信号I_up〜I_wnは、コントローラ11に与えられる。なお、図示は省略しているが、検出回路4〜9の具体的な構成としては、例えば、メインセル19およびセンスセル20の各ソース電圧が入力されるOPアンプと、そのOPアンプの出力端子およびセンスセル20のソースの間に接続される抵抗と、その抵抗の両端電圧が入力されるA/D変換器と、を備えた構成を採用することができる。 The current detection signals I_up to I_wn output from the detection circuits 4 to 9 are given to the controller 11. Although not shown, specific configurations of the detection circuits 4 to 9 include, for example, an OP amplifier to which the source voltages of the main cell 19 and the sense cell 20 are input, an OP amplifier output terminal, and an OP amplifier output terminal. It is possible to adopt a configuration including a resistor connected between the sources of the sense cell 20 and an A / D converter in which the voltage across the resistor is input.

上記構成によれば、抵抗の両端電圧はセンスセル20に流れる電流に対応した電圧となり、このような電圧をA/D変換して得られるデジタル信号が、電流検出信号としてコントローラ11に送信される。また、上記構成では、OPオペアンプの動作により、メインセル19のソースとセンスセル20のソースが同電位となる。そのため、コントローラ11は、センスセル20に流れる電流に対応した電流検出信号に基づいて、メインセル19に流れる素子電流を精度良く検出することが可能となる。 According to the above configuration, the voltage across the resistor becomes a voltage corresponding to the current flowing through the sense cell 20, and a digital signal obtained by A / D converting such a voltage is transmitted to the controller 11 as a current detection signal. Further, in the above configuration, the source of the main cell 19 and the source of the sense cell 20 have the same potential due to the operation of the OP operational amplifier. Therefore, the controller 11 can accurately detect the element current flowing in the main cell 19 based on the current detection signal corresponding to the current flowing in the sense cell 20.

位置センサ10は、モータ2が有するロータの回転位置を検出するものであり、位置検出部に相当する。位置センサ10は、検出した回転位置に対応した位置検出信号Spをコントローラ11へ出力する。コントローラ11は、モータ2の駆動を制御するものであり、モータ電流推定部21、駆動制御部22、位置推定部23、故障検出処理部24などを備えている。 The position sensor 10 detects the rotational position of the rotor of the motor 2, and corresponds to the position detection unit. The position sensor 10 outputs a position detection signal Sp corresponding to the detected rotation position to the controller 11. The controller 11 controls the drive of the motor 2, and includes a motor current estimation unit 21, a drive control unit 22, a position estimation unit 23, a failure detection processing unit 24, and the like.

モータ電流推定部21は、検出回路4〜9から与えられる電流検出信号I_up〜I_wnに基づいてスイッチング素子13〜18に流れる素子電流を検出する処理と、それら検出した素子電流から相電流Iu、Iv、Iwを推定する処理と、を実行する。上記した素子電流を検出する処理は、モータ2の制御方式に対応した通常の検出タイミングで行われる。例えば、モータ2の制御方式が三角波比較の制御方式である場合、キャリアである三角波信号が最大値または最小値、つまり頂点に達したタイミングが、通常の検出タイミングに相当する。 The motor current estimation unit 21 detects the element current flowing through the switching elements 13 to 18 based on the current detection signals I_up to I_wn given from the detection circuits 4 to 9, and the phase currents Iu and Iv from the detected element currents. , The process of estimating Iw and the execution of. The process for detecting the element current described above is performed at a normal detection timing corresponding to the control method of the motor 2. For example, when the control method of the motor 2 is a control method for comparing triangular waves, the timing at which the triangular wave signal as a carrier reaches the maximum value or the minimum value, that is, the apex corresponds to a normal detection timing.

なお、モータ電流推定部21は、このような通常の検出タイミングにおいて、三相分の素子電流を検出できないことがある。その理由は、次の通りである。すなわち、本実施形態の検出回路4〜9は、上記したような構成であるため、スイッチング素子13〜18がオン駆動されていないと、素子電流を正しく検出することができない。 The motor current estimation unit 21 may not be able to detect the element currents of the three phases at such a normal detection timing. The reason is as follows. That is, since the detection circuits 4 to 9 of the present embodiment have the above-described configuration, the element current cannot be correctly detected unless the switching elements 13 to 18 are driven on.

モータ2の制御状態によっては、通常の検出タイミングと、スイッチング素子13〜18に与えられる駆動信号がオンレベルとなる時間が短い期間、つまりオンパルス幅が短い期間とが重複することがあり、そうすると、モータ電流推定部21は、三相分の素子電流を検出することができない。この場合、モータ電流推定部21は、検出できた二相分の素子電流から検出できなかった残りの一相の素子電流を推定する。 Depending on the control state of the motor 2, the normal detection timing and the period during which the drive signal given to the switching elements 13 to 18 is on-level for a short period, that is, the period during which the on-pulse width is short may overlap. The motor current estimation unit 21 cannot detect the element currents for three phases. In this case, the motor current estimation unit 21 estimates the element current of the remaining one phase that could not be detected from the element currents of the two phases that could be detected.

モータ電流推定部21は、後述する故障検出処理の実行が可能であるか否かを表す可否信号を故障検出処理部24に出力する。詳細は後述するが、モータ電流推定部21は、電流検出信号I_up〜I_wnに基づいて三相分の素子電流を検出することができた場合、それら三相分の素子電流から相電流Iu、Iv、Iwを求めるとともに、故障検出処理の実行が「可」である旨を表す可否信号を出力する。 The motor current estimation unit 21 outputs a possibility signal indicating whether or not the failure detection process described later can be executed to the failure detection processing unit 24. Although the details will be described later, when the motor current estimation unit 21 can detect the element currents of the three phases based on the current detection signals I_up to I_wn, the phase currents Iu and Iv are used from the element currents of the three phases. , Iw is obtained, and a pass / fail signal indicating that the execution of the failure detection process is “possible” is output.

また、モータ電流推定部21は、電流検出信号I_up〜I_wnに基づいて二相分の素子電流しか検出できなかった場合、それら二相分の素子電流から対応する二相の相電流を求めるとともに、それら二相分の素子電流から残りの一相の相電流を推定する。なお、相電流の推定手法については後述する。二相分の素子電流しか検出できなかった場合、モータ電流推定部21は、上述したようにして相電流Iu、Iv、Iwを推定するとともに、故障検出処理の実行が「否」である旨を表す可否信号を出力する。 Further, when the motor current estimation unit 21 can detect only the element currents of two phases based on the current detection signals I_up to I_wn, the motor current estimation unit 21 obtains the corresponding two-phase phase currents from the element currents of those two phases, and also obtains the corresponding two-phase phase currents. The phase current of the remaining one phase is estimated from the element currents of those two phases. The method for estimating the phase current will be described later. When only the element currents for two phases can be detected, the motor current estimation unit 21 estimates the phase currents Iu, Iv, and Iw as described above, and indicates that the execution of the failure detection process is "No". Outputs a pass / fail signal to represent.

駆動制御部22は、電流検出部による電流の検出結果および位置センサ10による回転位置の検出結果に基づいてハーフブリッジ回路3u、3v、3wの動作を制御する。具体的には、駆動制御部22は、モータ電流推定部21により推定された相電流Iu、Iv、Iwおよび位置センサ10から与えられる位置検出信号Spに基づいてインバータ主回路3を駆動するための駆動信号G_up〜G_wnを生成して出力する。このような構成により、モータ2に流れる電流およびモータ2の回転位置がそれぞれ目標値に一致するようにフィードバック制御される。 The drive control unit 22 controls the operation of the half-bridge circuits 3u, 3v, and 3w based on the current detection result by the current detection unit and the rotation position detection result by the position sensor 10. Specifically, the drive control unit 22 drives the inverter main circuit 3 based on the phase currents Iu, Iv, Iw estimated by the motor current estimation unit 21 and the position detection signal Sp given from the position sensor 10. Drive signals G_up to G_wn are generated and output. With such a configuration, the current flowing through the motor 2 and the rotation position of the motor 2 are feedback-controlled so as to match the target values.

駆動制御部22は、上記したようにモータ2の駆動を制御するにあたって、インバータ主回路3の各相のスイッチング状態を指令するための各相スイッチング指令値(電圧瞬時値)を生成するようになっている。駆動制御部22は、その生成した各相スイッチング指令値を位置推定部23へ出力する。 In controlling the drive of the motor 2 as described above, the drive control unit 22 generates each phase switching command value (voltage instantaneous value) for instructing the switching state of each phase of the inverter main circuit 3. ing. The drive control unit 22 outputs the generated phase switching command value to the position estimation unit 23.

位置推定部23は、電流検出部による電流の検出結果に基づいてモータ2のロータの回転位置を推定する。具体的には、位置推定部23は、モータ電流推定部21により推定された相電流Iu、Iv、Iwおよび駆動制御部22から与えられる各相スイッチング指令値に基づいて回転位置を推定する。なお、このような推定についての具体的な手法としては、例えば特開2015−223023号公報に開示されている手法などを採用することができる。 The position estimation unit 23 estimates the rotational position of the rotor of the motor 2 based on the current detection result by the current detection unit. Specifically, the position estimation unit 23 estimates the rotation position based on the phase currents Iu, Iv, Iw estimated by the motor current estimation unit 21 and the phase switching command values given by the drive control unit 22. As a specific method for such estimation, for example, the method disclosed in JP-A-2015-223023 can be adopted.

この場合、位置推定部23は、U相およびV相に対応した二相分の電流の検出結果に基づいてロータの回転位置を推定する。また、位置推定部23は、V相およびW相に対応した二相分の電流の検出結果に基づいてロータの回転位置を推定する。さらに、位置推定部23は、W相およびU相に対応した二相分の電流の検出結果に基づいてロータの回転位置を推定する。 In this case, the position estimation unit 23 estimates the rotation position of the rotor based on the detection result of the currents for the two phases corresponding to the U phase and the V phase. Further, the position estimation unit 23 estimates the rotation position of the rotor based on the detection result of the currents for the two phases corresponding to the V phase and the W phase. Further, the position estimation unit 23 estimates the rotation position of the rotor based on the detection result of the currents for the two phases corresponding to the W phase and the U phase.

故障検出処理部24は、電流検出部の故障を検出するための故障検出処理を実行することができる。詳細は後述するが、故障検出処理は、位置センサ10により検出されるロータの回転位置である検出位置と位置推定部23により推定されるロータの回転位置である推定位置とを比較した結果に基づいて電流検出部の故障を検出する処理である。なお、検出位置は、位置検出信号Spに基づいて取得される。故障検出処理部24は、モータ電流推定部21から与えられる可否信号が「可」である場合には故障検出処理を実行するが、可否信号が「否」である場合には故障検出処理を実行しない。 The failure detection processing unit 24 can execute a failure detection process for detecting a failure of the current detection unit. Although the details will be described later, the failure detection process is based on the result of comparing the detection position which is the rotation position of the rotor detected by the position sensor 10 with the estimated position which is the rotation position of the rotor estimated by the position estimation unit 23. This is a process for detecting a failure of the current detection unit. The detection position is acquired based on the position detection signal Sp. The failure detection processing unit 24 executes the failure detection process when the pass / fail signal given from the motor current estimation unit 21 is "possible", but executes the failure detection process when the pass / fail signal is "no". do not do.

前述したように、本実施形態では、電流検出部は、センスセル20および検出回路4〜9により構成されている。したがって、この場合、電流検出部の故障には、検出回路4〜9の回路故障だけでなく、センスセル20を含むスイッチング素子13〜18の素子故障およびセンスセル20に関連する配線の断線などの配線故障も含まれる。 As described above, in the present embodiment, the current detection unit is composed of the sense cell 20 and the detection circuits 4 to 9. Therefore, in this case, the failure of the current detection unit includes not only the circuit failure of the detection circuits 4 to 9, but also the element failure of the switching elements 13 to 18 including the sense cell 20 and the wiring failure such as the disconnection of the wiring related to the sense cell 20. Is also included.

本実施形態の故障検出処理には、第1判定処理、第2判定処理、第3判定処理および故障判定処理が含まれている。第1判定処理は、検出位置とU相およびV相に対応した二相分の電流の検出結果を用いて推定された推定位置(以下、第1推定位置と称す)とを比較し、その第1推定位置が正常な値であるか否かを判定する処理である。 The failure detection process of the present embodiment includes a first determination process, a second determination process, a third determination process, and a failure determination process. In the first determination process, the detection position is compared with the estimated position estimated using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the U phase and the V phase (hereinafter referred to as the first estimated position), and the first determination process is performed. 1 This is a process of determining whether or not the estimated position is a normal value.

第2判定処理は、検出位置とV相およびW相に対応した二相分の電流の検出結果を用いて推定された推定位置(以下、第2推定位置と称す)とを比較し、その第2推定位置が正常な値であるか否かを判定する処理である。第3判定処理は、検出位置とW相およびU相に対応した二相分の電流の検出結果を用いて推定された推定位置(以下、第3推定位置と称す)とを比較し、その第3推定位置が正常な値であるか否かを判定する処理である。故障判定処理は、第1判定処理、第2判定処理および第3判定処理による判定結果に基づいて電流検出部の故障を検出する処理である。 In the second determination process, the detection position is compared with the estimated position estimated using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the V phase and the W phase (hereinafter referred to as the second estimated position), and the second determination process is performed. 2 This is a process of determining whether or not the estimated position is a normal value. In the third determination process, the detection position is compared with the estimated position estimated using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the W phase and the U phase (hereinafter referred to as the third estimated position), and the third determination process is performed. 3 This is a process of determining whether or not the estimated position is a normal value. The failure determination process is a process of detecting a failure of the current detection unit based on the determination results of the first determination process, the second determination process, and the third determination process.

次に、上記構成の作用について説明する。
[1]電流検出部の故障検出に関連する処理の全体の流れ
コントローラ11による処理のうち、電流検出部の故障検出に関連する処理は、図2に示すような内容の処理となる。まず、ステップS100では、電流検出信号I_up〜I_wnに基づいてスイッチング素子13〜18に流れる素子電流が検出されるとともに、位置検出信号Spに基づいてモータ2のロータの回転位置が検出される。
Next, the operation of the above configuration will be described.
[1] Overall flow of processing related to failure detection of the current detection unit Among the processes by the controller 11, the processing related to failure detection of the current detection unit is the processing as shown in FIG. First, in step S100, the element current flowing through the switching elements 13 to 18 is detected based on the current detection signals I_up to I_wn, and the rotational position of the rotor of the motor 2 is detected based on the position detection signal Sp.

ステップS100における電流の検出と回転位置の検出とは同じタイミングで行われるようになっている。なぜなら、第1〜第3判定処理では、検出位置と推定位置とが比較され、その比較結果に基づいて推定位置が正常な値であるか否かが判定されるようになっている。ここで、電流の検出と回転位置の検出とが異なるタイミングで行われたとすると、電流検出部に故障などの異常が生じていなくても検出位置と推定位置とが大きく異なる可能性があり、そうすると、上記判定に誤りが生じるおそれがある。 The current detection and the rotation position detection in step S100 are performed at the same timing. This is because, in the first to third determination processes, the detected position and the estimated position are compared, and it is determined whether or not the estimated position is a normal value based on the comparison result. Here, if the current detection and the rotation position detection are performed at different timings, the detection position and the estimated position may differ significantly even if an abnormality such as a failure does not occur in the current detection unit. , There is a possibility that an error may occur in the above determination.

このような誤判定を防止するため、上記比較は、同じタイミングにおける検出位置と推定位置とを用いて行う必要がある。したがって、本実施形態では、電流の検出と回転位置の検出とを同じタイミングで行うようにしている。なお、ここで言う「同じタイミング」とは、それぞれの検出タイミングが完全に同時であり、少しのずれも無いものだけでなく、上記した誤判定の発生を防止できる程度の多少のずれについては許容することができる。 In order to prevent such an erroneous determination, it is necessary to perform the above comparison using the detected position and the estimated position at the same timing. Therefore, in the present embodiment, the current detection and the rotation position detection are performed at the same timing. The "same timing" here means that the detection timings are completely the same and there is no deviation, but also a slight deviation that can prevent the above-mentioned erroneous judgment is allowed. can do.

また、この場合の検出タイミングは、モータ2の制御方式に対応した通常の検出タイミングとなる。例えば、三角波比較の制御方式の場合、キャリアである三角波信号が頂点、つまり最大値または最小値に達したタイミングが、通常の検出タイミングに相当する。 Further, the detection timing in this case is a normal detection timing corresponding to the control method of the motor 2. For example, in the case of the triangle wave comparison control method, the timing at which the triangular wave signal as a carrier reaches the apex, that is, the maximum value or the minimum value corresponds to the normal detection timing.

ステップS200では、ステップS100で検出された素子電流から相電流Iu、Iv、Iwを推定するモータ電流推定処理が実行される。なお、モータ電流推定処理の内容については後述する。ステップS300では、可否信号に基づいて、三相分の素子電流の検出ができ、それら素子電流の検出値から三相電流を推定したか否かが判断される。三相分の素子電流の検出ができなかった場合、ステップS300で「NO」となり、処理が終了となる。一方、三相分の素子電流の検出ができた場合、ステップS300で「YES」となり、ステップS400に進む。ステップS400では、電流検出部の故障を検出する故障検出処理が実行される。なお、故障検出処理の内容については後述する。 In step S200, the motor current estimation process for estimating the phase currents Iu, Iv, and Iw from the element current detected in step S100 is executed. The details of the motor current estimation process will be described later. In step S300, the element currents for three phases can be detected based on the pass / fail signal, and it is determined whether or not the three-phase current is estimated from the detected values of the element currents. If the element currents for the three phases cannot be detected, the result is "NO" in step S300, and the process ends. On the other hand, if the element currents for the three phases can be detected, the result is "YES" in step S300, and the process proceeds to step S400. In step S400, a failure detection process for detecting a failure of the current detection unit is executed. The details of the failure detection process will be described later.

[2]モータ電流推定処理の内容
本実施形態のモータ電流推定処理は、図3に示すような内容の処理となっている。まず、ステップS201では、通常の検出タイミングにおいて三相分の素子電流を検出できたか否かが判断される。通常の検出タイミングにおいて三相分の素子電流を検出できた場合、ステップS201で「YES」となり、ステップS202に進む。
[2] Contents of motor current estimation processing The motor current estimation processing of the present embodiment has the contents as shown in FIG. First, in step S201, it is determined whether or not the element current for three phases can be detected at the normal detection timing. If the element currents for three phases can be detected at the normal detection timing, the result is “YES” in step S201, and the process proceeds to step S202.

ステップS202では、検出された各素子電流の値から各相電流Iu、Iv、Iwの値が求められる。具体的には、相電流Iuの値がU相の素子電流の検出値に更新され、相電流Ivの値がV相の素子電流の検出値に更新され、相電流Iwの値がW相の素子電流の検出値に更新される。 In step S202, the values of the phase currents Iu, Iv, and Iw are obtained from the detected values of the element currents. Specifically, the value of the phase current Iu is updated to the detected value of the element current of the U phase, the value of the phase current Iv is updated to the detected value of the element current of the V phase, and the value of the phase current Iw is the W phase. It is updated to the detected value of the element current.

なお、上述した各相の素子電流の検出値は、各相の上アームまたは下アームの素子電流の検出値であり、図3および以下の説明では、検出値I_u*、検出値I_v*、検出値I_w*と表す。ステップS202の実行後は、ステップS203に進む。この場合、三相分の素子電流を検出することができている。そのため、ステップS203において、可否信号が「可」に設定される。 The detected value of the element current of each phase described above is the detected value of the element current of the upper arm or the lower arm of each phase, and in FIG. 3 and the following description, the detected value I_u *, the detected value I_v *, and the detection. It is expressed as a value I_w *. After the execution of step S202, the process proceeds to step S203. In this case, the element current for three phases can be detected. Therefore, in step S203, the pass / fail signal is set to "possible".

通常の検出タイミングにおいて三相分の素子電流を検出できなかった場合、ステップS201で「NO」となり、ステップS204に進む。ステップS204では、U相の素子電流が検出できなかったか否かが判断される。U相の素子電流が検出できなかった場合、ステップS204で「YES」となり、ステップS205に進む。 If the element current for three phases cannot be detected at the normal detection timing, the result is "NO" in step S201, and the process proceeds to step S204. In step S204, it is determined whether or not the U-phase element current could be detected. If the U-phase element current cannot be detected, the result is "YES" in step S204, and the process proceeds to step S205.

ステップS205では、検出値I_v*、I_w*から各相電流Iu、Iv、Iwの値が求められる。具体的には、ステップS205では、相電流Ivの値が検出値I_v*に更新され、相電流Iwの値が検出値I_w*に更新される。また、相電流Iuの値は、検出値I_v*、I_w*を用いた計算により求められる。 In step S205, the values of the respective phase currents Iu, Iv, and Iw are obtained from the detected values I_v * and I_w *. Specifically, in step S205, the value of the phase current Iv is updated to the detected value I_v *, and the value of the phase current Iw is updated to the detected value I_w *. Further, the value of the phase current Iu is obtained by calculation using the detected values I_v * and I_w *.

すなわち、本実施形態の構成では、各回路が正常であれば、相電流Iu、Iv、Iwの総和がゼロとなる、つまり「Iu+Iv+Iv=0」が成立する。そこで、ステップS205では、相電流Iu、Iv、Iwの総和がゼロとなることを利用し、相電流Iuの値は、下記(1)式に基づいて計算される。
Iu=−I_v*−I_w* …(1)
That is, in the configuration of the present embodiment, if each circuit is normal, the sum of the phase currents Iu, Iv, and Iw becomes zero, that is, "Iu + Iv + Iv = 0" is established. Therefore, in step S205, the value of the phase current Iu is calculated based on the following equation (1) by utilizing the fact that the sum of the phase currents Iu, Iv, and Iw becomes zero.
Iu = -I_v * -I_w * ... (1)

一方、U相の素子電流が検出できた場合、ステップS204で「NO」となり、ステップS206に進む。ステップS206では、V相の素子電流が検出できなかったか否かが判断される。V相の素子電流が検出できなかった場合、ステップS206で「YES」となり、ステップS207に進む。 On the other hand, if the element current of the U phase can be detected, the result becomes "NO" in step S204, and the process proceeds to step S206. In step S206, it is determined whether or not the V-phase element current could be detected. If the element current of the V phase cannot be detected, the result is "YES" in step S206, and the process proceeds to step S207.

ステップS207では、検出値I_u*、I_w*から各相電流Iu、Iv、Iwの値が求められる。具体的には、ステップS207では、相電流Iuの値が検出値I_u*に更新され、相電流Iwの値が検出値I_w*に更新される。また、相電流Ivの値は、検出値I_u*、I_w*を用いた計算により求められる。この場合、相電流Ivの値は、ステップS205と同様、相電流Iu、Iv、Iwの総和がゼロとなることを利用し、下記(2)式に基づいて計算される。
Iv=−I_u*−I_w* …(2)
In step S207, the values of the phase currents Iu, Iv, and Iw are obtained from the detected values I_u * and I_w *. Specifically, in step S207, the value of the phase current Iu is updated to the detected value I_u *, and the value of the phase current Iw is updated to the detected value I_w *. Further, the value of the phase current Iv is obtained by calculation using the detected values I_u * and I_w *. In this case, the value of the phase current Iv is calculated based on the following equation (2) by utilizing the fact that the sum of the phase currents Iu, Iv, and Iw becomes zero as in step S205.
Iv = -I_u * -I_w * ... (2)

一方、V相の素子電流が検出できた場合、ステップS206で「NO」となり、ステップS208に進む。ステップS208では、検出値I_u*、I_v*から各相電流Iu、Iv、Iwの値が求められる。具体的には、ステップS208では、相電流Iuの値が検出値I_u*に更新され、相電流Ivの値が検出値I_v*に更新される。また、相電流Iwの値は、検出値I_u*、I_v*を用いた計算により求められる。この場合、相電流Iwの値は、ステップS205、S207と同様、相電流Iu、Iv、Iwの総和がゼロとなることを利用し、下記(3)式に基づいて計算される。
Iw=−I_u*−I_v* …(3)
On the other hand, if the element current of the V phase can be detected, the result becomes "NO" in step S206, and the process proceeds to step S208. In step S208, the values of the respective phase currents Iu, Iv, and Iw are obtained from the detected values I_u * and I_v *. Specifically, in step S208, the value of the phase current Iu is updated to the detected value I_u *, and the value of the phase current Iv is updated to the detected value I_v *. Further, the value of the phase current Iw is obtained by calculation using the detected values I_u * and I_v *. In this case, the value of the phase current Iw is calculated based on the following equation (3) by utilizing the fact that the sum of the phase currents Iu, Iv, and Iw becomes zero as in steps S205 and S207.
Iw = -I_u * -I_v * ... (3)

ステップS205、S207またはS208の実行後は、ステップS209に進む。この場合、三相分の素子電流を検出することができていない。そのため、ステップS209において、可否信号が「否」に設定される。このようにする理由は、次の通りである。すなわち、三相分の素子電流を検出できなかった場合、素子電流を検出できなかった相の相電流は、上記(1)〜(3)式に基づいて計算される。 After the execution of steps S205, S207 or S208, the process proceeds to step S209. In this case, the element currents for the three phases cannot be detected. Therefore, in step S209, the pass / fail signal is set to "no". The reason for doing this is as follows. That is, when the element current for three phases cannot be detected, the phase current of the phase for which the element current cannot be detected is calculated based on the above equations (1) to (3).

したがって、この場合、三相の総和は必ずゼロとなる。このように三相の総和が必ずゼロとなる状態では、後述する故障検出処理において正確な判定を行うことができない。このようなことから、三相分の素子電流を検出することができない場合、故障判定処理が実行されることがないように、可否信号が「否」に設定されるようになっている。ステップS203またはS209の実行後、モータ電流推定処理が終了となる。 Therefore, in this case, the sum of the three phases is always zero. In such a state where the sum of the three phases is always zero, accurate determination cannot be made in the failure detection process described later. For this reason, when the element currents for the three phases cannot be detected, the pass / fail signal is set to "No" so that the failure determination process is not executed. After the execution of step S203 or S209, the motor current estimation process ends.

上述したように、本実施形態のモータ電流推定処理では、三相分の素子電流を検出できなかった場合、素子電流を検出できなかった相がどの相であるかについて、U相→V相→W相の順で確認するようになっている。なお、このような確認のための処理の順番は、必ずしもこの順に限らずともよく、入れ替えてもよい。また、このような確認のための処理は、必ずしも図3に示すように逐次処理する必要はなく、並列処理するようにしてもよい。 As described above, in the motor current estimation process of the present embodiment, when the element currents for three phases cannot be detected, the phase in which the element currents could not be detected is U phase → V phase →. It is designed to be confirmed in the order of W phase. The order of processing for such confirmation is not necessarily limited to this order, and may be replaced. Further, such confirmation processing does not necessarily have to be sequential processing as shown in FIG. 3, and parallel processing may be performed.

[3]故障検出処理の内容
本実施形態の故障検出処理は、図4に示すような内容の処理となっている。まず、ステップS401では、U相およびV相に対応した二相分の電流の検出結果を用いて推定された第1推定位置が正常な値(以下、正常値と称す)であるか否かが判断される。
[3] Contents of the failure detection process The failure detection process of the present embodiment has the contents as shown in FIG. First, in step S401, whether or not the first estimated position estimated using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the U phase and the V phase is a normal value (hereinafter referred to as a normal value). Judged.

具体的には、ステップS401では、検出位置と第1推定位置とが比較され、その比較の結果、両者の差が所定の閾値未満である場合には第1推定位置が正常値であると判断され、両者の差が閾値以上である場合には第1推定位置が正常値ではないと判断される。なお、上記閾値は、上記構成における電流検出精度を含めた位置推定精度、位置センサ10の位置検出精度などを考慮したうえで、電流検出部の故障検出について、所望する検出精度が得られるような値に設定すればよい。 Specifically, in step S401, the detected position and the first estimated position are compared, and as a result of the comparison, if the difference between the two is less than a predetermined threshold value, it is determined that the first estimated position is a normal value. If the difference between the two is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the first estimated position is not a normal value. It should be noted that the threshold value is such that the desired detection accuracy can be obtained for the failure detection of the current detection unit in consideration of the position estimation accuracy including the current detection accuracy in the above configuration, the position detection accuracy of the position sensor 10, and the like. You can set it to a value.

第1推定位置が正常値ではない場合、ステップS401で「NO」となり、ステップS402に進む。ステップS402では、V相およびW相に対応した二相分の電流の検出結果を用いて推定された第2推定位置が正常値であるか否かが判断される。具体的には、ステップS402では、検出位置と第2推定位置とが比較され、その比較の結果、両者の差が上記閾値未満である場合には第2推定位置が正常値であると判断され、両者の差が上記閾値以上である場合には第2推定位置が正常値ではないと判断される。 If the first estimated position is not a normal value, the result is "NO" in step S401, and the process proceeds to step S402. In step S402, it is determined whether or not the second estimated position estimated using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the V phase and the W phase is a normal value. Specifically, in step S402, the detected position and the second estimated position are compared, and as a result of the comparison, if the difference between the two is less than the above threshold value, it is determined that the second estimated position is a normal value. If the difference between the two is equal to or greater than the above threshold value, it is determined that the second estimated position is not a normal value.

第2推定位置が正常値ではない場合、ステップS402で「NO」となり、ステップS403に進む。ステップS403では、W相およびU相に対応した二相分の電流の検出結果を用いて推定された第3推定位置が正常値であるか否かが判断される。具体的には、ステップS403では、検出位置と第3推定位置とが比較され、その比較の結果、両者の差が上記閾値未満である場合には第3推定位置が正常値であると判断され、両者の差が上記閾値以上である場合には第3推定位置が正常値ではないと判断される。また、第1推定位置が正常値である場合、ステップS401で「YES」となり、ステップS404に進む。ステップS404は、ステップS402と同じ内容の処理である。 If the second estimated position is not a normal value, the result is "NO" in step S402, and the process proceeds to step S403. In step S403, it is determined whether or not the third estimated position estimated using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the W phase and the U phase is a normal value. Specifically, in step S403, the detected position and the third estimated position are compared, and as a result of the comparison, if the difference between the two is less than the above threshold value, it is determined that the third estimated position is a normal value. If the difference between the two is equal to or greater than the above threshold value, it is determined that the third estimated position is not a normal value. If the first estimated position is a normal value, the result is "YES" in step S401, and the process proceeds to step S404. Step S404 is a process having the same contents as step S402.

ここで、第1推定位置が正常値であり、且つ第2推定位置が正常値ではない場合、ステップS401で「YES」になるとともにステップS404で「NO」となり、ステップS405に進む。この場合、第2推定位置が正常値ではないことからV相およびW相の電流検出部のうち少なくとも一方が故障していると考えられる。また、この場合、第1推定位置が正常値であることからU相およびV相の電流検出部は正常であると考えられる。 Here, when the first estimated position is a normal value and the second estimated position is not a normal value, the result is “YES” in step S401 and “NO” in step S404, and the process proceeds to step S405. In this case, since the second estimated position is not a normal value, it is considered that at least one of the V-phase and W-phase current detection units has failed. Further, in this case, since the first estimated position is a normal value, it is considered that the U-phase and V-phase current detection units are normal.

したがって、この場合、W相の電流検出部が故障していると特定することができる。そこで、ステップS405では、W相の電流検出部に故障が生じていると判断され、その後に実行される各種の制御においてW相の電流検出部による電流の検出結果を用いることが禁止される。 Therefore, in this case, it can be identified that the W-phase current detection unit is out of order. Therefore, in step S405, it is determined that a failure has occurred in the W-phase current detection unit, and it is prohibited to use the current detection result by the W-phase current detection unit in various controls executed thereafter.

また、第1推定位置が正常値ではなく、且つ第2推定位置が正常値である場合、ステップS401で「NO」になるとともにステップS402で「YES」となり、ステップS406に進む。この場合、第1推定位置が正常値ではないことからU相およびV相の電流検出部のうち少なくとも一方が故障していると考えられる。また、この場合、第2推定位置が正常値であることからV相およびW相の電流検出部は正常であると考えられる。 If the first estimated position is not a normal value and the second estimated position is a normal value, the result is "NO" in step S401 and "YES" in step S402, and the process proceeds to step S406. In this case, since the first estimated position is not a normal value, it is considered that at least one of the U-phase and V-phase current detection units has failed. Further, in this case, since the second estimated position is a normal value, it is considered that the V-phase and W-phase current detection units are normal.

したがって、この場合、U相の電流検出部が故障していると特定することができる。そこで、ステップS406では、U相の電流検出部に故障が生じていると判断され、その後に実行される各種の制御においてU相の電流検出部による電流の検出結果を用いることが禁止される。 Therefore, in this case, it can be identified that the U-phase current detection unit is out of order. Therefore, in step S406, it is determined that a failure has occurred in the U-phase current detection unit, and it is prohibited to use the current detection result by the U-phase current detection unit in various controls executed thereafter.

また、第1推定位置および第2推定位置が正常値ではなく、且つ第3推定位置が正常値である場合、ステップS401およびS402で「NO」になるとともにステップS403で「YES」となり、ステップS407に進む。この場合、第1推定位置が正常値ではないことからU相およびV相の電流検出部のうち少なくとも一方が故障していると考えられる。また、この場合、第2推定位置が正常値ではないことからV相およびW相の電流検出部のうち少なくとも一方が故障していると考えられる。さらに、この場合、第3推定位置が正常値であることからW相およびU相の電流検出部は正常であると考えられる。 Further, when the first estimated position and the second estimated position are not normal values and the third estimated position is a normal value, the result is "NO" in steps S401 and S402 and "YES" in step S403, and step S407. Proceed to. In this case, since the first estimated position is not a normal value, it is considered that at least one of the U-phase and V-phase current detection units has failed. Further, in this case, since the second estimated position is not a normal value, it is considered that at least one of the V-phase and W-phase current detection units has failed. Further, in this case, since the third estimated position is a normal value, it is considered that the W phase and U phase current detection units are normal.

したがって、この場合、V相の電流検出部が故障していると特定することができる。そこで、ステップS407では、V相の電流検出部に故障が生じていると判断され、その後に実行される各種の制御においてV相の電流検出部による電流の検出結果を用いることが禁止される。 Therefore, in this case, it can be identified that the V-phase current detection unit is out of order. Therefore, in step S407, it is determined that a failure has occurred in the V-phase current detection unit, and it is prohibited to use the current detection result by the V-phase current detection unit in various controls executed thereafter.

また、第1推定位置、第2推定位置および第3推定位置が正常値ではない場合、ステップS401、S402およびS403で「NO」となり、ステップS408に進む。この場合、第1推定位置、第2推定位置および第3推移位置の全てが正常値ではないことから少なくとも2相に対応する電流検出部、つまり2つ以上の電流検出部が故障していると考えられる。そこで、ステップS408では、2つ以上の電流検出部に故障が生じていると判断される。 If the first estimated position, the second estimated position, and the third estimated position are not normal values, the result is "NO" in steps S401, S402, and S403, and the process proceeds to step S408. In this case, since all of the first estimated position, the second estimated position, and the third transition position are not normal values, the current detection unit corresponding to at least two phases, that is, two or more current detection units are out of order. Conceivable. Therefore, in step S408, it is determined that two or more current detection units have failed.

また、第1推定位置および第2推定位置が正常値である場合、ステップS401およびS402で「YES」となり、ステップS409に進む。この場合、3相の電流検出部の全てが正常であると考えられるため、モータ2の制御を継続することが可能である。そのため、ステップS409において、制御継続可能であると判定され、処理が終了となる。 If the first estimated position and the second estimated position are normal values, "YES" is set in steps S401 and S402, and the process proceeds to step S409. In this case, since it is considered that all of the three-phase current detection units are normal, it is possible to continue the control of the motor 2. Therefore, in step S409, it is determined that the control can be continued, and the process ends.

また、ステップS405、S406またはS407の実行後も、ステップS409に進む。この場合も、2相の電流検出部が正常であると考えられるため、モータ2の制御を継続することが可能である。そのため、ステップS409において、制御継続可能であると判定され、処理が終了となる。 Further, even after the execution of steps S405, S406 or S407, the process proceeds to step S409. In this case as well, since it is considered that the two-phase current detection unit is normal, it is possible to continue the control of the motor 2. Therefore, in step S409, it is determined that the control can be continued, and the process ends.

一方、ステップS408の実行後は、ステップS410に進む。この場合、3相の電流検出部のうち、少なくとも2つ以上の電流検出部が故障していると考えられるため、モータ2の制御を継続することが不可能である。そのため、ステップS410において、制御継続不可であると判定され、処理が終了となる。 On the other hand, after the execution of step S408, the process proceeds to step S410. In this case, it is considered that at least two or more current detection units among the three-phase current detection units are out of order, so that it is impossible to continue the control of the motor 2. Therefore, in step S410, it is determined that control cannot be continued, and the process ends.

図4に示した各処理において、ステップS401が第1判定処理に相当し、ステップS402およびS404が第2判定処理に相当し、ステップS403が第3判定処理に相当する。また、ステップS405、S406、S407およびS408が故障判定処理に相当する。 In each process shown in FIG. 4, step S401 corresponds to the first determination process, steps S402 and S404 correspond to the second determination process, and step S403 corresponds to the third determination process. Further, steps S405, S406, S407 and S408 correspond to the failure determination process.

上述したように、本実施形態の故障検出処理では、検出位置と推定位置との比較を、推定位置を推定するために用いる電流の検出結果を変更しつつ実行することにより、故障した電流検出部を特定するようになっている。つまり、本実施形態の故障検出処理では、第1判定処理、第2判定処理および第3判定処理を所定の順番で組み合わせて実行することにより、故障した電流検出部を特定するようになっている。なお、このような順番は、必ずしも図4に示した順に限らずともよく、入れ替えてもよい。また、これらの処理は、必ずしも図4に示すように逐次処理する必要はなく、並列処理するようにしてもよい。 As described above, in the failure detection process of the present embodiment, the failed current detection unit is compared between the detected position and the estimated position while changing the current detection result used for estimating the estimated position. Is designed to be specified. That is, in the failure detection process of the present embodiment, the failed current detection unit is specified by executing the first determination process, the second determination process, and the third determination process in combination in a predetermined order. .. It should be noted that such an order is not necessarily limited to the order shown in FIG. 4, and may be replaced. Further, these processes do not necessarily have to be sequential processes as shown in FIG. 4, and may be parallel processes.

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態の三相インバータ装置1のコントローラ11は、位置センサ11により検出されるロータの回転位置である検出位置と位置推定部23により推定されるロータの回転位置である推定位置とを比較した結果に基づいて電流検出部の故障を検出する故障検出処理を実行する故障検出処理部24を備えている。このような構成によれば、検出位置および推定位置を比較した結果に基づいて電流検出部の故障を検出する故障検出処理が実行されることにより、故障した電流検出部を特定することができる。すなわち、検出位置と推定位置とが不一致である場合、その推定位置を推定するために用いられた電流の検出結果に対応した電流検出部のいずれかが故障している、と判断することができる。そして、このような検出位置と推定位置との比較を、推定位置を推定するために用いる電流の検出結果を変更しつつ実行すれば、故障した電流検出部を特定することができる。
According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
The controller 11 of the three-phase inverter device 1 of the present embodiment compares the detection position, which is the rotation position of the rotor detected by the position sensor 11, with the estimated position, which is the rotation position of the rotor estimated by the position estimation unit 23. A failure detection processing unit 24 that executes a failure detection process for detecting a failure of the current detection unit based on the result is provided. According to such a configuration, the failed current detection unit can be identified by executing the failure detection process for detecting the failure of the current detection unit based on the result of comparing the detection position and the estimated position. That is, when the detected position and the estimated position do not match, it can be determined that one of the current detection units corresponding to the current detection result used for estimating the estimated position is out of order. .. Then, by executing such a comparison between the detected position and the estimated position while changing the detection result of the current used for estimating the estimated position, the failed current detection unit can be identified.

また、このような故障検出処理は、主に演算を行うことにより実施されるものであり、その所要時間は、前述した第2従来構成では必要であったモータ制御期間に比べ、極めて短い時間となる。したがって、本実施形態によれば、故障した電流検出部を特定することを可能にしつつ、その特定に要する期間を短く抑えることができるという優れた効果が得られる。 Further, such a failure detection process is mainly performed by performing an operation, and the required time is extremely short compared to the motor control period required in the above-mentioned second conventional configuration. Become. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to identify the failed current detection unit, and at the same time, it is possible to obtain an excellent effect that the period required for the identification can be shortened.

以下、このような本実施形態と第2従来構成との差異について、図5および図6を参照して説明する。なお、図5において、最上段は実際の三相のモータ電流を示し、上から2段目は検出された三相のモータ電流(電流の検出結果)を示し、上から三段目は入力電流のリプル判定の結果を示し、最下段はトルク出力を示している。また、図6において、最上段は実際の三相のモータ電流を示し、上から2段目は検出された三相のモータ電流(電流の検出結果であり、モータ電流推定部21により推定された相電流Iu、Iv、Iwに相当)を示し、上から三段目は第1推定位置、第2推定位置および第3推定位置の判定結果を示し、最下段はトルク出力を示している。 Hereinafter, such differences between the present embodiment and the second conventional configuration will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In FIG. 5, the uppermost stage shows the actual three-phase motor current, the second stage from the top shows the detected three-phase motor current (current detection result), and the third stage from the top shows the input current. The result of the ripple judgment is shown, and the lowermost row shows the torque output. Further, in FIG. 6, the uppermost stage shows the actual three-phase motor current, and the second stage from the top shows the detected three-phase motor current (current detection result, which is estimated by the motor current estimation unit 21). The phase currents Iu, Iv, and Iw) are shown, the third row from the top shows the determination results of the first estimated position, the second estimated position, and the third estimated position, and the lowermost row shows the torque output.

図5に示すように、第2従来構成では、フィードバック結果(入力電流のリプル)を用いた故障判定であるため、例えばU相の電流検出部に故障が発生した場合、その故障が発生した後、直ちに判定結果が「異常」とはならず(故障フラグが立たず)、故障発生から故障フラグが立つまでの間に所定の遅延時間Taが存在する。 As shown in FIG. 5, in the second conventional configuration, the failure determination is performed using the feedback result (ripple of the input current). Therefore, for example, when a failure occurs in the U-phase current detection unit, after the failure occurs. , The determination result does not immediately become "abnormal" (the failure flag is not set), and a predetermined delay time Ta exists between the occurrence of the failure and the setting of the failure flag.

また、第2従来構成では、誤検出を防止するため、故障検出を確定させるための時間Tb、Tc、Tdが必要となる。その結果、第2従来構成では、U相の電流検出部に故障が発生してから故障した電流検出部が特定されるまでに比較的長い期間を要し、その期間は故障したU相の電流検出部による電流検出値を用いた制御が継続されることになる。そのため、上記期間において、一時的にモータのトルクが不安定(トルク過多、過少の状態)になってしまう。 Further, in the second conventional configuration, in order to prevent erroneous detection, time Tb, Tc, and Td for confirming the failure detection are required. As a result, in the second conventional configuration, it takes a relatively long period from the occurrence of a failure in the U-phase current detection unit to the identification of the failed current detection unit, and that period is the current of the failed U-phase. Control using the current detection value by the detection unit will be continued. Therefore, during the above period, the torque of the motor becomes unstable (excessive or insufficient torque) temporarily.

これに対し、図6に示すように、本実施形態では、フィードバック結果を用いた故障判定ではないため、例えばU相の電流検出部に故障が発生した場合、その故障が発生した後、直ちに判定結果が「異常」となり(故障フラグが立ち)、故障発生から故障フラグが立つまでの間にほとんど遅延時間は存在しない。 On the other hand, as shown in FIG. 6, in the present embodiment, the failure determination is not based on the feedback result. Therefore, for example, when a failure occurs in the U-phase current detection unit, the determination is made immediately after the failure occurs. The result is "abnormal" (fault flag is set), and there is almost no delay time from the occurrence of the failure to the setting of the failure flag.

また、本実施形態では、故障検出を確定させるための時間Teとしては、故障検出に関する処理を実行するための演算に要する時間だけでよく、第2従来構成における時間Tb、Tc、Tdの合計時間に比べて非常に短い時間となる。その結果、本実施形態では、U相の電流検出部に故障が発生してから故障した電流検出部が特定されるまでに要する期間が比較的短い期間となる。そのため、本実施形態によれば、第2従来構成に比べ、モータ2のトルクが不安定になる期間を短い期間に抑えることができる。 Further, in the present embodiment, the time Te for confirming the failure detection is only the time required for the calculation for executing the process related to the failure detection, and the total time of the times Tb, Tc, and Td in the second conventional configuration is sufficient. It will be a very short time compared to. As a result, in the present embodiment, the period required from the occurrence of a failure in the U-phase current detection unit to the identification of the failed current detection unit is relatively short. Therefore, according to the present embodiment, the period in which the torque of the motor 2 becomes unstable can be suppressed to a shorter period than in the second conventional configuration.

本実施形態の故障検出処理には、検出位置と第1推定位置とを比較し、第1推定位置が正常な値であるか否かを判定する第1判定処理と、検出位置と第2推定位置とを比較し、第2推定位置が正常な値であるか否かを判定する第2判定処理と、検出位置と第3推定位置とを比較し、第3推定位置が正常な値であるか否かを判定する第3判定処理と、第1判定処理、第2判定処理および第3判定処理による判定結果に基づいて電流検出部の故障を検出する故障判定処理と、が含まれている。 In the failure detection process of the present embodiment, the first determination process for comparing the detected position with the first estimated position and determining whether or not the first estimated position is a normal value, and the detected position and the second estimation are performed. The second determination process of comparing with the position and determining whether or not the second estimated position is a normal value is compared with the detected position and the third estimated position, and the third estimated position is a normal value. It includes a third determination process for determining whether or not, and a failure determination process for detecting a failure of the current detection unit based on the determination results of the first determination process, the second determination process, and the third determination process. ..

このような故障検出処理によれば、3相の電流検出部のうち、1つの電流検出部が故障した場合には、その故障した電流検出部を特定することができる。そのため、本実施形態によれば、1つの電流検出部が故障した場合でも、正常な残りの2相の電流検出部を用いて安定した制御を継続することができる。また、上記故障検出処理によれば、1つの電流検出部が故障した後にモータ制御が継続されている際、新たに別の電流検出部が故障した場合には、その故障を検出することができる。さらに、上記故障検出処理によれば、モータ2の制御中、3相の電流検出部のうち、2つ以上の電流検出部が故障したことを検出することができる。 According to such a failure detection process, when one of the three-phase current detection units fails, the failed current detection unit can be identified. Therefore, according to the present embodiment, even if one current detection unit fails, stable control can be continued by using the normal remaining two-phase current detection unit. Further, according to the above-mentioned failure detection process, when the motor control is continued after one current detection unit fails, if another current detection unit fails, the failure can be detected. .. Further, according to the failure detection process, it is possible to detect that two or more current detection units among the three-phase current detection units have failed during the control of the motor 2.

三相のハーフブリッジ回路3u、3v、3wを構成するスイッチング素子13〜18は、メインセル19およびセンスセル20を備えた構成である。そして、本実施形態の電流検出部を構成する検出回路4〜9は、センスセル20に流れる電流に基づいてスイッチング素子13〜18に流れる素子電流を検出する構成となっている。このような構成によれば、相電流Iu、Iv、Iwを検出する電流センサを設けた構成に比べ、装置の製造コストを低く抑えるとともに、装置の体格を小さく抑えることができる。そして、本実施形態の故障検出処理によれば、このような素子電流検出の構成の電流検出部についての故障を検出することができ、その故障検出に関して上述したような効果を得ることができる。 The switching elements 13 to 18 constituting the three-phase half-bridge circuits 3u, 3v, and 3w are configured to include a main cell 19 and a sense cell 20. The detection circuits 4 to 9 constituting the current detection unit of the present embodiment are configured to detect the element current flowing through the switching elements 13 to 18 based on the current flowing through the sense cell 20. According to such a configuration, the manufacturing cost of the apparatus can be kept low and the physique of the apparatus can be kept small as compared with the configuration provided with the current sensors for detecting the phase currents Iu, Iv, and Iw. Then, according to the failure detection process of the present embodiment, it is possible to detect a failure of the current detection unit having such an element current detection configuration, and it is possible to obtain the above-mentioned effect with respect to the failure detection.

(第2実施形態)
以下、第2実施形態について図7を参照して説明する。
第2実施形態では、故障検出処理の内容が第1実施形態と異なっている。なお、三相インバータ装置1の構成は、第1実施形態と共通する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIG. 7.
In the second embodiment, the content of the failure detection process is different from that in the first embodiment. The configuration of the three-phase inverter device 1 is the same as that of the first embodiment.

本実施形態の位置推定部23は、第1推定位置、第2推定位置および第3推定位置の推定に加え、U相、V相およびW相に対応した三相分の電流の検出結果に基づいてロータの回転位置を推定する。また、本実施形態の故障検出処理には、さらに、検出位置と三相分の電流の検出結果を用いて推定された推定位置(以下、第4推定位置と称す)とを比較し、その第4推定位置が正常な値であるか否かを判定する第4判定処理が含まれている。 The position estimation unit 23 of the present embodiment is based on the estimation of the first estimated position, the second estimated position, and the third estimated position, as well as the detection results of the currents for the three phases corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase. Estimate the rotation position of the rotor. Further, in the failure detection process of the present embodiment, the detection position is further compared with the estimated position estimated using the detection result of the current for three phases (hereinafter referred to as the fourth estimated position), and the first 4 A fourth determination process for determining whether or not the estimated position is a normal value is included.

この場合、故障検出処理では、第4判定処理が実行された結果、第4推定位置が正常な値であると判定された場合には全ての電流検出部が故障していないと判定され、第4推定位置が正常な値ではないと判定された場合、第1判定処理、第2判定処理および第3判定処理が実行されるようになっている。 In this case, in the failure detection process, as a result of executing the fourth determination process, if it is determined that the fourth estimated position is a normal value, it is determined that all the current detection units have not failed, and the second 4 When it is determined that the estimated position is not a normal value, the first determination process, the second determination process, and the third determination process are executed.

このような本実施形態の故障検出処理は、図7に示すような内容の処理となっている。図7に示すように、本実施形態の故障検出処理では、第1実施形態の故障検出処理のステップS404に代えてステップS421が設けられている。ステップS421は、第4判定処理に相当する処理であり、故障検出処理が開始されると、最初に実行される。 The failure detection process of this embodiment is as shown in FIG. 7. As shown in FIG. 7, in the failure detection process of the present embodiment, step S421 is provided in place of step S404 of the failure detection process of the first embodiment. Step S421 is a process corresponding to the fourth determination process, and is executed first when the failure detection process is started.

ステップS421では、三相分の電流の検出結果を用いて推定された第4推定位置が正常値であるか否かが判断される。具体的には、ステップS421では、検出位置と第4推定位置とが比較され、その比較の結果、両者の差が上記閾値未満である場合には第4推定位置が正常値であると判断され、両者の差が上記閾値以上である場合には第4推定位置が正常値ではないと判断される。 In step S421, it is determined whether or not the fourth estimated position estimated using the detection results of the currents for the three phases is a normal value. Specifically, in step S421, the detected position and the fourth estimated position are compared, and as a result of the comparison, if the difference between the two is less than the above threshold value, it is determined that the fourth estimated position is a normal value. If the difference between the two is equal to or greater than the above threshold value, it is determined that the fourth estimated position is not a normal value.

第4推定位置が正常値である場合、ステップS421で「YES」となり、ステップS409に進む。この場合、3相の電流検出部の全てが正常であると考えられるため、モータ2の制御を継続することが可能である。そのため、ステップS409において、制御継続可能であると判定され、処理が終了となる。 If the fourth estimated position is a normal value, the result is "YES" in step S421, and the process proceeds to step S409. In this case, since it is considered that all of the three-phase current detection units are normal, it is possible to continue the control of the motor 2. Therefore, in step S409, it is determined that the control can be continued, and the process ends.

一方、第4推定位置が正常値ではない場合、ステップS421で「NO」となり、ステップS401に進む。この場合、3相の電流検出部のうち、少なくとも1つに故障が生じていると考えられる。そのため、ステップS401〜S403が実行されることにより故障している電流検出部の特定を試み、その結果に応じてステップS405〜S408の何れかに進むこととなる。 On the other hand, if the fourth estimated position is not a normal value, the result becomes "NO" in step S421, and the process proceeds to step S401. In this case, it is considered that at least one of the three-phase current detectors has a failure. Therefore, by executing steps S401 to S403, an attempt is made to identify the failed current detection unit, and the process proceeds to any of steps S405 to S408 according to the result.

なお、本実施形態におけるステップS401〜S410の処理の流れおよび内容は、第1推定位置が正常値である場合、つまりステップS401で「YES」の場合にステップS405に進むという点を除けば、第1実施形態におけるステップS401〜S410の処理の流れおよび内容と同様であるため、その説明は省略する。 The process flow and contents of steps S401 to S410 in the present embodiment are the first except that the process proceeds to step S405 when the first estimated position is a normal value, that is, when "YES" in step S401. Since the process flow and contents of steps S401 to S410 in one embodiment are the same, the description thereof will be omitted.

以上説明したように、本実施形態の故障検出処理では、最初に第4判定処理が実行されるようになっており、その第4判定処理において第4推定位置が正常値であると判定された場合、全ての電流検出部に故障が生じていないと判断されて、モータ2の制御が継続される。このようにすれば、電流検出部に故障が生じていない定常時、故障検出処理では1つの処理(ステップS421)が実行されるだけでモータ2の制御を継続してもよい、との判断に至ることができる。 As described above, in the failure detection process of the present embodiment, the fourth determination process is first executed, and in the fourth determination process, it is determined that the fourth estimated position is a normal value. In this case, it is determined that no failure has occurred in all the current detection units, and the control of the motor 2 is continued. By doing so, it is determined that the control of the motor 2 may be continued only by executing one process (step S421) in the failure detection process in the steady state where no failure has occurred in the current detection unit. Can be reached.

これに対し、第1実施形態では、定常時、故障検出処理では2つの処理(ステップS401およびS402)を実行しなければモータ2の制御を継続してもよい、との判断に至ることができない。したがって、本実施形態の故障検出処理によれば、第1実施形態の故障検出処理に比べ、定常時におけるコントローラ11における処理負荷を軽減することができるという効果が得られる。 On the other hand, in the first embodiment, it cannot be determined that the control of the motor 2 may be continued unless two processes (steps S401 and S402) are executed in the failure detection process in the steady state. .. Therefore, according to the failure detection process of the present embodiment, there is an effect that the processing load on the controller 11 in the steady state can be reduced as compared with the failure detection process of the first embodiment.

(第3実施形態)
以下、第3実施形態について図8および図9を参照して説明する。
図8に示すように、本実施形態の三相インバータ装置31は、第1実施形態の三相インバータ装置1に対し、コントローラ11に代えてコントローラ32を備えている点などが異なる。コントローラ32は、コントローラ11に対し、三相総和算出部33が追加されている点などが異なる。
(Third Embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
As shown in FIG. 8, the three-phase inverter device 31 of the present embodiment is different from the three-phase inverter device 1 of the first embodiment in that the controller 32 is provided in place of the controller 11. The controller 32 is different from the controller 11 in that a three-phase total calculation unit 33 is added.

三相総和算出部33は、モータ電流推定部21により推定された相電流Iu、Iv、Iw、つまり三相電流の総和の絶対値を算出し、その算出結果を故障検出処理部24へ出力する総和算出処理を実行することができる。この場合、三相総和算出部33には、モータ電流推定部21から出力される可否信号が与えられている。三相総和算出部33は、可否信号が「可」である場合には総和算出処理を実行するが、可否信号が「否」である場合には総和算出処理を実行しない。なお、三相総和算出部33は、可否信号にかかわらず、常に総和算出処理を実行するような構成でもよい。 The three-phase total calculation unit 33 calculates the absolute value of the phase currents Iu, Iv, Iw estimated by the motor current estimation unit 21, that is, the total sum of the three-phase currents, and outputs the calculation result to the failure detection processing unit 24. The sum calculation process can be executed. In this case, the three-phase total calculation unit 33 is given a pass / fail signal output from the motor current estimation unit 21. The three-phase sum calculation unit 33 executes the sum calculation process when the pass / fail signal is “possible”, but does not execute the sum calculation process when the pass / fail signal is “no”. The three-phase sum calculation unit 33 may be configured to always execute the sum calculation process regardless of the pass / fail signal.

本実施形態の故障検出処理には、第2実施形態の故障検出処理に含まれる各処理に加え、総和判定処理が含まれている。総和判定処理は、第1判定処理、第2判定処理、第3判定処理および第4判定処理の全てにおいて推定位置が正常ではないと判定された場合に実行される処理であって、三相電流の総和が正常な値であるか否かを判定する処理である。 The failure detection process of the present embodiment includes a total determination process in addition to each process included in the failure detection process of the second embodiment. The total determination process is a process executed when it is determined that the estimated position is not normal in all of the first determination process, the second determination process, the third determination process, and the fourth determination process, and is a three-phase current. This is a process for determining whether or not the total sum of is a normal value.

そして、本実施形態の故障検出処理では、総和判定処理において三相電流の総和が正常な値であると判定された場合、位置センサ10が故障していると判定され、総和判定処理において三相電流の総和が正常な値ではないと判定された場合、二相分の電流検出部が故障していると判定されるようになっている。 Then, in the failure detection process of the present embodiment, when the total sum of the three-phase currents is determined to be a normal value in the total sum determination process, it is determined that the position sensor 10 is out of order, and the three-phase current is determined in the total sum determination process. When it is determined that the total current is not a normal value, it is determined that the current detection unit for two phases is out of order.

このような本実施形態の故障検出処理は、図9に示すような内容の処理となっている。図9に示すように、本実施形態の故障検出処理は、第2実施形態の故障検出処理に対し、ステップS431およびS432が追加されている点などが異なる。ステップS431は、総和判定処理に相当する処理であり、ステップS421およびS401〜S403の全てで「NO」の場合に実行される。 The failure detection process of this embodiment is as shown in FIG. 9. As shown in FIG. 9, the failure detection process of the present embodiment is different from the failure detection process of the second embodiment in that steps S431 and S432 are added. Step S431 is a process corresponding to the total determination process, and is executed when all of steps S421 and S401 to S403 are "NO".

ステップS421では、三相電流の総和の絶対値(以下、三相の総和と省略する)が正常値であるか否かが判断される。具体的には、ステップS421では、三相の総和が所定の判定閾値未満である場合には三相の総和が正常値であると判断され、三相の総和が上記判定閾値以上である場合には三相の総和が正常値ではないと判断される。 In step S421, it is determined whether or not the absolute value of the total sum of the three-phase currents (hereinafter, abbreviated as the sum of the three phases) is a normal value. Specifically, in step S421, when the sum of the three phases is less than the predetermined determination threshold value, it is determined that the sum of the three phases is a normal value, and when the sum of the three phases is equal to or more than the above determination threshold value. Is judged that the sum of the three phases is not a normal value.

前述したように、本実施形態では、三相電流の総和がゼロとなる構成になっている。そのため、電流検出部が正常であれば、三相総和算出部により算出される三相の総和は、ゼロとなる。したがって、三相の総和がゼロであるか否かにより、三相の総和が正常値であるか否かを判断することができる。 As described above, in the present embodiment, the total sum of the three-phase currents is zero. Therefore, if the current detection unit is normal, the total sum of the three phases calculated by the three-phase total calculation unit is zero. Therefore, it is possible to determine whether or not the total of the three phases is a normal value depending on whether or not the total of the three phases is zero.

ただし、電流検出に関する構成における各種の誤差の影響により、電流検出部が正常である場合でも、算出される三相の総和が完全にゼロにならないことも考えられる。そのため、本実施形態では、上記判定閾値は、このような誤差の影響により誤判定が生じないような値、例えばゼロよりも所定のマージン分だけ大きい値に設定されている。 However, due to the influence of various errors in the current detection configuration, it is possible that the calculated sum of the three phases will not be completely zero even if the current detection unit is normal. Therefore, in the present embodiment, the determination threshold value is set to a value at which erroneous determination does not occur due to the influence of such an error, for example, a value larger than zero by a predetermined margin.

ここで、三相の総和が判定閾値以上である場合、ステップS431で「NO」となり、ステップS408に進む。この場合、第1〜第4推定位置および三相の総和の全てが正常値ではないことから、少なくとも2相に対応する電流検出部および位置センサ10の一方または双方が故障していると考えられる。そこで、ステップS408へと進み、その後、ステップS410において制御継続不可であると判定され、処理が終了となる。 Here, if the sum of the three phases is equal to or greater than the determination threshold value, the result becomes “NO” in step S431, and the process proceeds to step S408. In this case, since all of the first to fourth estimated positions and the sum of the three phases are not normal values, it is considered that one or both of the current detector and the position sensor 10 corresponding to at least two phases are out of order. .. Therefore, the process proceeds to step S408, after which it is determined in step S410 that control cannot be continued, and the process ends.

一方、三相の総和が判定閾値未満である場合、ステップS431で「YES」となり、ステップS432に進む。この場合、第1〜第4推定位置が正常値ではないと判断されているとともに、三相の総和が正常値であると判断されている。そのため、この場合、電流検出部は正常であるものの、位置センサ10に故障が生じているために、第1〜第4推定位置が正常値ではないと判断されていると考えられる。 On the other hand, if the sum of the three phases is less than the determination threshold value, the result is "YES" in step S431, and the process proceeds to step S432. In this case, it is determined that the first to fourth estimated positions are not normal values, and the sum of the three phases is determined to be normal values. Therefore, in this case, it is considered that although the current detection unit is normal, it is determined that the first to fourth estimated positions are not normal values because the position sensor 10 has a failure.

そこで、ステップS432では、位置センサ10に故障が生じていると判断される。この場合、3相の電流検出部の全てが正常であると考えられるため、モータ制御に用いられるロータの回転位置を検出値から推定値に切り替えることによりモータ2の制御を継続することができる。上記切り替えは、駆動制御部22に対し、位置検出信号Spに代えて位置推定部23により推定された推定位置を与えるようにすることで実現することが可能である。したがって、ステップS432の実行後、ステップS409に進み、制御継続可能であると判定され、処理が終了となる。 Therefore, in step S432, it is determined that the position sensor 10 has a failure. In this case, since it is considered that all of the three-phase current detection units are normal, the control of the motor 2 can be continued by switching the rotation position of the rotor used for the motor control from the detected value to the estimated value. The above switching can be realized by giving the drive control unit 22 the estimated position estimated by the position estimation unit 23 instead of the position detection signal Sp. Therefore, after the execution of step S432, the process proceeds to step S409, it is determined that control can be continued, and the process ends.

以上説明したように、本実施形態の故障検出処理では、第1〜第4推定位置が全て正常値ではないと判定された場合に、三相の総和が正常値であるか否かを判定する総和判定処理が実行されるようになっている。このようにすれば、第1〜第4推定位置が全て正常値ではないと判定された際、2つ以上の電流検出部が故障しているのか、あるいは位置センサ10が故障しているのかを判別することが可能となる。そして、位置センサ10が故障していることが特定された場合、モータ制御に用いられるロータの回転位置を検出値から推定値へと切り替えることにより、モータ2の制御を継続することができる。 As described above, in the failure detection process of the present embodiment, when it is determined that all the first to fourth estimated positions are not normal values, it is determined whether or not the sum of the three phases is a normal value. The summation judgment process is executed. By doing so, when it is determined that all the first to fourth estimated positions are not normal values, it is determined whether two or more current detectors are out of order or the position sensor 10 is out of order. It becomes possible to discriminate. Then, when it is specified that the position sensor 10 is out of order, the control of the motor 2 can be continued by switching the rotation position of the rotor used for the motor control from the detected value to the estimated value.

(第4実施形態)
以下、第4実施形態について図10〜図14を参照して説明する。
前述したように、電流検出部として素子電流検出の構成を採用した場合、通常の検出タイミングにおいて三相分の素子電流を検出できないことがある。特に、三角波比較の制御方式において、高出力や高回転でモータ2が制御される場合、キャリア頂点と駆動信号のオンパルス幅が短い期間とが連続して重なることがあり、三相分の素子電流を検出することができずに故障判定処理を実行することができない期間が継続するおそれがある。
(Fourth Embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 14.
As described above, when the device current detection configuration is adopted as the current detection unit, the device current for three phases may not be detected at the normal detection timing. In particular, in the control method for triangle wave comparison, when the motor 2 is controlled at high output or high rotation, the carrier apex and the period when the on-pulse width of the drive signal is short may continuously overlap, and the element current for three phases may overlap. May continue for a period in which the failure determination process cannot be executed without being able to detect.

図10には、このように連続して三相分の素子電流を検出できない状態の一例が示されている。なお、図10において、最上段はモータ制御波形、具体的にはキャリアである三角波信号、U相変調波信号、V相変調波信号およびW相変調波信号を示し、上から2段目は駆動波形、具体的にはU相駆動信号、V相駆動信号およびW相駆動信号を示し、上から3段目は推定された三相電流の波形を示している。 FIG. 10 shows an example of a state in which the element currents for three phases cannot be continuously detected. In FIG. 10, the uppermost stage shows a motor control waveform, specifically, a triangular wave signal, a U-phase modulated wave signal, a V-phase modulated wave signal, and a W-phase modulated wave signal, which are carriers, and the second stage from the top shows a drive. The waveform, specifically the U-phase drive signal, the V-phase drive signal, and the W-phase drive signal is shown, and the third stage from the top shows the waveform of the estimated three-phase current.

図10に示す例の場合、通常の検出タイミングである時刻t1〜t13の全てにおいて三相分の素子電流を検出することができておらず、その結果、比較的長い期間にわたって故障判定処理を実行することができない。故障判定処理を実行することができない期間が長期化すると、電流検出部に故障が生じた際、その検出が遅れてしまうおそれがある。 In the case of the example shown in FIG. 10, the element currents for three phases cannot be detected at all of the normal detection timings t1 to t13, and as a result, the failure determination process is executed for a relatively long period of time. Can not do it. If the period during which the failure determination process cannot be executed is prolonged, the detection may be delayed when a failure occurs in the current detection unit.

仮に、二相分の素子電流しか検出できない状態で上記各実施形態における故障検出処理を実行したとしても、電流検出部の故障の有無を判断することはできるものの、その故障した電流検出部を特定することができない。以下、この理由について、図10を参照して説明する。 Even if the failure detection process in each of the above embodiments is executed in a state where only the element currents of two phases can be detected, the presence or absence of a failure of the current detection unit can be determined, but the failed current detection unit is specified. Can not do it. Hereinafter, the reason for this will be described with reference to FIG.

なお、図10の最下段には、各相の電流検出可否および故障の特定に関する情報、具体的には、各相の上下アームのいずれに対応した電流検出部による電流の検出結果を用いて推定位置が正常値であるか否かの判定を行ったかという情報、その判定の結果(正常または異常)を表す情報(以下、推定位置の判定情報とも呼ぶ)、電流検出部の故障の有無(可能性)および故障した電流検出部を特定できたか否かという情報が示されている。 At the bottom of FIG. 10, it is estimated using information on whether or not the current of each phase can be detected and identification of a failure, specifically, the current detection result by the current detection unit corresponding to any of the upper and lower arms of each phase. Information on whether or not the position is judged to be a normal value, information indicating the result of the judgment (normal or abnormal) (hereinafter, also referred to as estimated position judgment information), presence or absence of failure of the current detection unit (possible) Information on whether or not the failed current detector could be identified is shown.

図10に示すように、この場合、時刻t4、t6、t11では、U相およびV相に対応した二相分の電流の検出結果を用いた第1判定処理を実行することができるものの、第2、第3判定処理を実行することはできない。また、時刻t2、t5、t7、t9、t12では、V相およびW相に対応した二相分の電流の検出結果を用いた第2判定処理を実行することができるものの、第1、第3判定処理を実行することはできない。また、時刻t1、t3、t8、t10では、U相およびW相に対応した二相分の電流の検出結果を用いた第3判定処理を実行することができるものの、第1、第2判定処理を実行することができない。 As shown in FIG. 10, in this case, at times t4, t6, and t11, although the first determination process using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the U phase and the V phase can be executed, the first determination process can be executed. 2. The third determination process cannot be executed. Further, at times t2, t5, t7, t9, and t12, although the second determination process using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the V phase and the W phase can be executed, the first and third determination processes can be executed. Judgment processing cannot be executed. Further, at times t1, t3, t8, and t10, although the third determination process using the current detection results for the two phases corresponding to the U phase and the W phase can be executed, the first and second determination processes can be executed. Cannot be executed.

そのため、例えば時刻t2とt3の間の所定のタイミングにおいてV相上アームに対応した電流検出部に故障が生じた場合、時刻t4において実行される第1判定処理などによって電流検出部のいずれかに故障が生じていることは検出できるものの、故障した電流検出部を特定することはできない。そこで、本実施形態では、このような問題を解消するための工夫が加えられている。 Therefore, for example, when a failure occurs in the current detection unit corresponding to the V-phase upper arm at a predetermined timing between the times t2 and t3, the current detection unit is subjected to the first determination process executed at the time t4. Although it is possible to detect that a failure has occurred, it is not possible to identify the failed current detector. Therefore, in the present embodiment, a device for solving such a problem is added.

図11に示すように、本実施形態の三相インバータ装置41は、第1実施形態の三相インバータ装置1に対し、コントローラ11に代えてコントローラ42を備えている点などが異なる。コントローラ42は、コントローラ11に対し、記憶部43が追加されている点、故障検出処理部24に代えて故障検出処理部44を備えている点などが異なる。 As shown in FIG. 11, the three-phase inverter device 41 of the present embodiment is different from the three-phase inverter device 1 of the first embodiment in that the controller 42 is provided in place of the controller 11. The controller 42 is different from the controller 11 in that a storage unit 43 is added and a failure detection processing unit 44 is provided in place of the failure detection processing unit 24.

記憶部43には、図10の最下段に示された各相の電流検出可否および故障の特定に関する情報と同様の情報が記憶される。つまり、記憶部43には、各相の上下アームのいずれに対応した電流検出部による電流の検出結果を用いて推定位置が正常値であるか否かの判定を行ったかという情報およびその判定の結果が対応付けられた情報と、電流検出部の故障についての可能性の有無を表す情報と、故障した電流検出部を特定できたか否かという情報とが記憶される。 The storage unit 43 stores information similar to the information related to current detection availability and failure identification of each phase shown in the lowermost part of FIG. That is, the storage unit 43 has information on whether or not the estimated position is a normal value using the current detection result of the current detection unit corresponding to which of the upper and lower arms of each phase, and the determination thereof. Information associated with the results, information indicating whether or not there is a possibility of failure of the current detection unit, and information indicating whether or not the failed current detection unit can be identified are stored.

故障検出処理部44は、第1〜第3実施形態の故障検出処理部24と同様の故障検出処理(以下、第1故障検出処理と称す)に加え、それとは異なる内容の故障検出処理(以下、第2故障検出処理と称す)を実行することができる。故障検出処理部44は、モータ電流推定部21から与えられる可否信号が「可」である場合には第1故障検出処理を実行し、可否信号が「否」である場合には第2故障検出処理を実行する。 The failure detection processing unit 44 has, in addition to the same failure detection processing as the failure detection processing unit 24 of the first to third embodiments (hereinafter referred to as the first failure detection process), a failure detection process having different contents (hereinafter referred to as the failure detection process). , Second failure detection process) can be executed. The failure detection processing unit 44 executes the first failure detection process when the pass / fail signal given from the motor current estimation unit 21 is "possible", and the second failure detection when the pass / fail signal is "no". Execute the process.

次に、上記構成の作用について説明する。
[1]電流検出部の故障検出に関連する処理の全体の流れ
図12に示すように、本実施形態の電流検出部の故障検出に関連する処理は、第1実施形態の電流検出部の故障検出に関連する処理に対し、ステップS500が追加された内容となっている。
Next, the operation of the above configuration will be described.
[1] Overall flow of processing related to failure detection of the current detection unit As shown in FIG. 12, the processing related to failure detection of the current detection unit of the present embodiment is the failure of the current detection unit of the first embodiment. Step S500 is added to the process related to the detection.

本実施形態では、三相分の素子電流の検出ができた場合、ステップS300で「YES」となり、ステップS400に進み、第1故障検出処理が実行される。なお、第1故障検出処理としては、図4、図7および図9に示した故障検出処理のうちいずれかの処理を採用することができる。一方、三相分の素子電流の検出ができなかった場合、ステップS300で「NO」となり、ステップS500に進み、第2故障検出処理が実行される。なお、第2故障検出処理の内容については後述する。 In the present embodiment, when the element currents for three phases can be detected, the result is "YES" in step S300, the process proceeds to step S400, and the first failure detection process is executed. As the first failure detection process, any one of the failure detection processes shown in FIGS. 4, 7 and 9 can be adopted. On the other hand, if the element currents for the three phases cannot be detected, the result becomes "NO" in step S300, the process proceeds to step S500, and the second failure detection process is executed. The content of the second failure detection process will be described later.

[2]第2故障検出処理の内容
第2故障検出処理は、図13に示すような内容の処理となっている。まず、ステップS501では、今回検出された2つのアームに対応した電流検出部による電流の検出結果を用いてロータの回転位置が推定される。なお、以下では、今回検出された2つのアームに対応した電流検出部のことを、単に「今回のアーム」とも呼ぶ。ステップS502では、電流検出部に故障が生じている可能性がないかどうかが判断される。この判断は、記憶部43に記憶された情報に基づいて実施することができる。
[2] Contents of the second failure detection process The second failure detection process has the contents as shown in FIG. First, in step S501, the rotation position of the rotor is estimated using the current detection result by the current detection unit corresponding to the two arms detected this time. In the following, the current detection unit corresponding to the two arms detected this time is also simply referred to as "this arm". In step S502, it is determined whether or not there is a possibility that the current detection unit has a failure. This determination can be performed based on the information stored in the storage unit 43.

ここで、電流検出部に故障が生じている可能性が無い場合、ステップS502で「YES」となり、ステップS503に進む。ステップS503では、ステップS501で推定された推定位置が正常値であるか否かが判断される。この判断は、前述した第1〜第3判定処理(ステップS401〜S403)と同様の手法で行うことができる。ここで、推定位置が正常値である場合、ステップS503で「YES」となり、ステップS504に進む。この場合、電流検出部に故障が生じている可能性がある、と判断することができないため、ステップS504において、制御継続可能であると判定され、処理が終了となる。 Here, if there is no possibility that the current detection unit has a failure, "YES" is set in step S502, and the process proceeds to step S503. In step S503, it is determined whether or not the estimated position estimated in step S501 is a normal value. This determination can be performed by the same method as the first to third determination processes (steps S401 to S403) described above. Here, if the estimated position is a normal value, the result is "YES" in step S503, and the process proceeds to step S504. In this case, since it cannot be determined that the current detection unit may have a failure, it is determined in step S504 that the control can be continued, and the process ends.

一方、推定位置が正常値ではない場合、ステップS503で「NO」となり、ステップS505に進む。ステップS505では、今回のアームを用いて判定が行われ、その判定の結果が「異常」であったという推定位置の判定情報と、電流検出部が故障している可能性が有るという情報とが記憶部43に記憶される。 On the other hand, if the estimated position is not a normal value, the result becomes "NO" in step S503, and the process proceeds to step S505. In step S505, the determination is made using the arm this time, and the determination information of the estimated position that the determination result is "abnormal" and the information that the current detection unit may be out of order are obtained. It is stored in the storage unit 43.

また、既に電流検出部に故障が生じている可能性が有るという情報が記憶部43に記憶されている場合、ステップS502で「NO」となり、ステップS506に進む。ステップS506では、今回のアームの中に、推定位置の判定情報において「異常」が記憶されたアームが含まれているか否かが判断される。ここで、今回のアームの中に「異常」が記憶されたアームが含まれていない場合、ステップS506で「NO」となり、ステップS507に進む。 If the storage unit 43 already stores information that the current detection unit may have a failure, the result is "NO" in step S502, and the process proceeds to step S506. In step S506, it is determined whether or not the arm in this time includes an arm in which "abnormality" is stored in the determination information of the estimated position. Here, if the arm in which the "abnormality" is stored is not included in the arm this time, the result becomes "NO" in step S506, and the process proceeds to step S507.

ステップS507は、ステップS503と同様の処理であり、ステップS501で推定された推定位置が正常値であるか否かが判断される。ここで、推定位置が正常値である場合、ステップS507で「YES」となり、ステップS504に進む。この場合、異常の可能性が有るアームに対応した電流検出部による電流の検出結果を用いることなく推定された推定位置が正常値であることから、今回のアームに対応した二相の電流検出部に故障は生じていないと考えられる。そのため、ステップS504において、制御継続可能であると判定され、処理が終了となる。 Step S507 is the same process as step S503, and it is determined whether or not the estimated position estimated in step S501 is a normal value. Here, if the estimated position is a normal value, the result is "YES" in step S507, and the process proceeds to step S504. In this case, since the estimated position estimated without using the current detection result by the current detection unit corresponding to the arm with the possibility of abnormality is a normal value, the two-phase current detection unit corresponding to the arm this time is used. It is considered that no failure has occurred. Therefore, in step S504, it is determined that the control can be continued, and the process ends.

一方、推定位置が正常値ではない場合、ステップS507で「NO」となり、ステップS508に進む。この場合、異常の可能性が有るアームに対応した電流検出部による電流の検出結果を用いることなく推定された推定位置が正常値ではないことから、今回のアームに対応した二相の電流検出部のうち少なくとも一方に故障が生じていると考えられる。つまり、この場合、3相の電流検出部のうち、少なくとも2つ以上の電流検出部が故障していると考えられるため、モータ2の制御を継続することが不可能である。そのため、ステップS509に進み、制御継続不可であると判定され、処理が終了となる。 On the other hand, if the estimated position is not a normal value, the result becomes "NO" in step S507, and the process proceeds to step S508. In this case, since the estimated position estimated without using the current detection result by the current detection unit corresponding to the arm that may be abnormal is not a normal value, the two-phase current detection unit corresponding to this arm It is considered that at least one of them has a failure. That is, in this case, it is considered that at least two or more current detection units among the three-phase current detection units are out of order, so that it is impossible to continue the control of the motor 2. Therefore, the process proceeds to step S509, it is determined that the control cannot be continued, and the process ends.

また、今回のアームの中に「異常」が記憶されたアームが含まれている場合、ステップS506で「YES」となり、ステップS510に進む。ステップS510では、今回のアームの中に「異常」が記憶されたアームが1つだけ含まれているか否かが判断される。ここで、今回のアームの両方が「異常」が記憶されたアームである場合、ステップS510で「NO」となり、ステップS504に進む。この場合、同じ2つのアームの組み合わせを用いた判定が既に行われており、その判定の結果として「異常」が記憶されていることになる。したがって、この場合、2つ以上の電流検出部が故障していると判断することおよび故障している電流検出部を特定することはできない。そのため、ステップS504において、制御継続可能であると判定され、処理が終了となる。 If the arm this time includes an arm in which "abnormality" is stored, the result is "YES" in step S506, and the process proceeds to step S510. In step S510, it is determined whether or not only one arm in which the "abnormality" is stored is included in the arm this time. Here, if both of the arms this time are arms in which "abnormality" is stored, the result becomes "NO" in step S510, and the process proceeds to step S504. In this case, the determination using the same combination of the two arms has already been performed, and the "abnormality" is stored as the result of the determination. Therefore, in this case, it is not possible to determine that two or more current detection units are out of order and to specify the out-of-order current detection unit. Therefore, in step S504, it is determined that the control can be continued, and the process ends.

一方、今回のアームの中に「異常」が記憶されたアームが1つだけ含まれている場合、ステップS510で「YES」となり、ステップS511に進む。ステップS511は、ステップS503などと同様の処理であり、ステップS501で推定された推定位置が正常値であるか否かが判断される。ここで、推定位置が正常値ではない場合、ステップS511で「NO」となり、ステップS504に進む。 On the other hand, when only one arm in which "abnormality" is stored is included in the arm this time, "YES" is obtained in step S510, and the process proceeds to step S511. Step S511 is the same process as step S503 and the like, and it is determined whether or not the estimated position estimated in step S501 is a normal value. Here, if the estimated position is not a normal value, the result becomes "NO" in step S511, and the process proceeds to step S504.

この場合、異常の可能性が有るアームが1つだけ含まれた電流の検出結果を用いて推定された推定位置が正常値ではないことから、今回のアームに対応した二相の電流検出部のうち少なくとも一方または双方に故障が生じていると考えられる。ただし、この場合、2つ以上の電流検出部が故障していると判断することおよび故障している電流検出部を特定することはできない。そのため、ステップS504において、制御継続可能であると判定され、処理が終了となる。 In this case, since the estimated position estimated using the current detection result including only one arm with the possibility of abnormality is not a normal value, the two-phase current detector corresponding to this arm It is considered that at least one or both of them have failed. However, in this case, it is not possible to determine that two or more current detection units are out of order and to specify the failure of the current detection unit. Therefore, in step S504, it is determined that the control can be continued, and the process ends.

一方、推定位置が正常値である場合、ステップS511で「YES」となり、ステップS512に進む。この場合、異常の可能性が有る2つのアームのうちの一方が含まれた電流の検出結果を用いて推定された推定位置が正常値であることから、異常の可能性がある2つのアームのうちの他方に対応した電流検出部が故障していると考えられる。そこで、ステップS512では、異常の可能性がある2つのアームのうちの他方に対応した電流検出部が故障していると特定されるとともに、残りのアームが正常であることが特定され、それらを表す情報が記憶部43に記憶される。 On the other hand, when the estimated position is a normal value, "YES" is obtained in step S511, and the process proceeds to step S512. In this case, since the estimated position estimated using the current detection result including one of the two arms having a possibility of abnormality is a normal value, the two arms having a possibility of abnormality have. It is probable that the current detector corresponding to the other of them is out of order. Therefore, in step S512, it is identified that the current detection unit corresponding to the other of the two arms that may be abnormal is out of order, and the remaining arms are identified as normal. The information to be represented is stored in the storage unit 43.

この場合、2相の電流検出部が正常であると考えられるため、モータ2の制御を継続することが可能である。そのため、ステップS512の実行後は、ステップS504に進み、制御継続可能であると判定され、処理が終了となる。なお、図13に示した各処理において、ステップS503、S507およびS511は、検出位置と二相分の電流の検出結果を用いて推定された推定位置とを比較し、その推定位置が正常な値であるか否かを判定する判定処理に相当する。 In this case, since the two-phase current detection unit is considered to be normal, it is possible to continue the control of the motor 2. Therefore, after the execution of step S512, the process proceeds to step S504, it is determined that control can be continued, and the process ends. In each process shown in FIG. 13, steps S503, S507 and S511 compare the detected position with the estimated position estimated using the detection result of the current for two phases, and the estimated position is a normal value. Corresponds to the determination process for determining whether or not.

以上説明したように、本実施形態のコントローラ42が備える故障検出処理部44は、可否信号が「否」である場合、つまり二相分の電流の検出結果しか得られない場合、その二相分の電流の検出結果を用いて行う第2故障検出処理を実行するようになっている。また、本実施形態のコントローラ42は、第2故障検出処理によって得られる各種の情報(各相の電流検出可否および故障の特定に関する情報)が記憶される記憶部43を備えている。このような構成によれば、駆動パルス幅が短い制御が連続するなどして通常の検出タイミングにおいて三相分の素子電流が検出できない状態が継続したとしても、電流検出部の故障を検出するとともに、その故障した電流検出部を特定することができる。 As described above, the failure detection processing unit 44 included in the controller 42 of the present embodiment is divided into two phases when the pass / fail signal is "No", that is, when only the detection result of the current for two phases can be obtained. The second failure detection process performed by using the current detection result of the above is executed. Further, the controller 42 of the present embodiment includes a storage unit 43 that stores various information (information regarding current detection availability of each phase and identification of failure) obtained by the second failure detection process. According to such a configuration, even if the device current for three phases cannot be detected at the normal detection timing due to continuous control with a short drive pulse width, the failure of the current detection unit is detected. , The failed current detector can be identified.

以下、このような本実施形態により得られる効果について、図14に示す具体的な例を参照して説明する。図14において、最上段はモータ制御波形、2段目は駆動波形、3段目は推定された三相電流の波形、最下段は各相の電流検出可否および故障の特定に関する情報を示している。図14に示すように、例えば時刻t2とt3の間の所定のタイミングにおいてV相上アームに対応した電流検出部に故障が生じた場合、次のようにして、電流検出部の故障が検出されるとともに、その故障した電流検出部が特定される。 Hereinafter, the effects obtained by the present embodiment will be described with reference to a specific example shown in FIG. In FIG. 14, the uppermost stage shows the motor control waveform, the second stage shows the drive waveform, the third stage shows the waveform of the estimated three-phase current, and the lowermost stage shows information on whether or not the current of each phase can be detected and the failure identification. .. As shown in FIG. 14, for example, when a failure occurs in the current detection unit corresponding to the V-phase upper arm at a predetermined timing between time t2 and t3, the failure of the current detection unit is detected as follows. At the same time, the failed current detector is identified.

すなわち、時刻t3では、U相下アームおよびW相下アームに対応した電流検出部による電流検出結果を用いた判定(第2故障検出処理)が行われる。この場合、上記各アームに対応した電流検出部はいずれも正常であるため、推定位置の判定情報として「正常」が記憶される。時刻t3において実行される第2故障検出処理の流れは、「S501→S502で「YES」→S503で「YES」→S504」となる。 That is, at time t3, a determination (second failure detection process) is performed using the current detection result by the current detection unit corresponding to the U-phase lower arm and the W-phase lower arm. In this case, since the current detection units corresponding to the above arms are all normal, "normal" is stored as the determination information of the estimated position. The flow of the second failure detection process executed at time t3 is "YES" in S501 → S502 → “YES” → S504 in S503.

時刻t4では、U相上アームおよびV相上アームに対応した電流検出部による電流検出結果を用いた判定が行われる。この場合、V相上アームに対応した電流検出部が故障しているため、推定位置の判定状態として「異常」が記憶されるとともに、電流検出部に故障が生じている可能性として「あり」が記憶される。ただし、この時点では、故障した電流検出部を特定することはできないため、故障特定は「×」となる。時刻t4において実行される第2故障検出処理の流れは、「S501→S502で「YES」→S503で「NO」→S505→S504」となる。 At time t4, a determination is made using the current detection result by the current detection unit corresponding to the U-phase upper arm and the V-phase upper arm. In this case, since the current detection unit corresponding to the V-phase upper arm is out of order, "abnormality" is stored as the determination state of the estimated position, and "yes" is possible that the current detection unit is out of order. Is remembered. However, at this point, since the failed current detection unit cannot be specified, the failure identification is "x". The flow of the second failure detection process executed at time t4 is “YES” in S501 → S502 → “NO” in S503 → S505 → S504.

時刻t5では、V相下アームおよびW相下アームに対応した電流検出部による電流検出結果を用いた判定が行われる。この場合、上記各アームに対応した電流検出部はいずれも正常であるため、推定位置の判定情報として「正常」が記憶される。時刻t5において実行される第2故障検出処理の流れは、「S501→S502で「NO」→S506で「NO」→S507で「YES」→S504」となる。 At time t5, a determination is made using the current detection result by the current detection unit corresponding to the V-phase lower arm and the W-phase lower arm. In this case, since the current detection units corresponding to the above arms are all normal, "normal" is stored as the determination information of the estimated position. The flow of the second failure detection process executed at time t5 is “NO” in S501 → S502 → “NO” in S506 → “YES” → S504 in S507.

時刻t6では、U相上アームおよびV相上アームに対応した電流検出部による電流検出結果を用いた判定が行われる。この場合、V相上アームに対応した電流検出部が故障しているため、推定位置の判定状態として「異常」が記憶されるとともに、電流検出部に故障が生じている可能性として「あり」が記憶される。ただし、この時点では、故障した電流検出部を特定することはできないため、故障特定は「×」となる。時刻t6において実行される第2故障検出処理の流れは、「S501→S502で「NO」→S506で「YES」→S510で「NO」→S504」となる。 At time t6, a determination is made using the current detection result by the current detection unit corresponding to the U-phase upper arm and the V-phase upper arm. In this case, since the current detection unit corresponding to the V-phase upper arm is out of order, "abnormality" is stored as the determination state of the estimated position, and "yes" is possible that the current detection unit is out of order. Is remembered. However, at this point, since the failed current detection unit cannot be specified, the failure identification is "x". The flow of the second failure detection process executed at time t6 is “NO” in S501 → S502 → “YES” in S506 → “NO” → S504 in S510.

時刻t7では、V相下アームおよびW相下アームに対応した電流検出部による電流検出結果を用いた判定が行われる。この場合、上記各アームに対応した電流検出部はいずれも正常であるため、推定位置の判定情報として「正常」が記憶される。時刻t7において実行される第2故障検出処理の流れは、「S501→S502で「NO」→S506で「NO」→S507で「YES」→S504」となる。 At time t7, a determination is made using the current detection result by the current detection unit corresponding to the V-phase lower arm and the W-phase lower arm. In this case, since the current detection units corresponding to the above arms are all normal, "normal" is stored as the determination information of the estimated position. The flow of the second failure detection process executed at time t7 is “NO” in S501 → S502 → “NO” in S506 → “YES” → S504 in S507.

時刻t8では、U相上アームおよびW相上アームに対応した電流検出部による電流検出結果を用いた判定が行われる。この場合、上記各アームに対応した電流検出部はいずれも正常であるため、推定位置の判定状態として「正常」が記憶される。つまり、この時点において、U相上アームおよびV相上アームに対応した電流検出部の少なくとも一方が故障しているという情報と、U相上アームおよびW相上アームに対応した電流検出部がいずれも正常であるという情報とが得られたことになる。 At time t8, a determination is made using the current detection result by the current detection unit corresponding to the U-phase upper arm and the W-phase upper arm. In this case, since the current detection units corresponding to the above arms are all normal, "normal" is stored as the determination state of the estimated position. That is, at this point, the information that at least one of the current detection units corresponding to the U-phase upper arm and the V-phase upper arm is out of order, and the current detection unit corresponding to the U-phase upper arm and the W-phase upper arm are either. It means that the information that is normal is obtained.

これらの情報を総合すれば、V相上アームに対応した電流検出部が故障していることを特定することができる。したがって、この時点において、故障した電流検出部が「V相上」であることが特定される。なお、時刻t8において実行される第2故障検出処理の流れは、「S501→S502で「NO」→S506で「YES」→S510で「YES」→S511で「YES」→S512→S504」となる。 By combining these information, it is possible to identify that the current detection unit corresponding to the V-phase upper arm is out of order. Therefore, at this point, it is specified that the failed current detection unit is "on the V phase". The flow of the second failure detection process executed at time t8 is "S501-> S502 for" NO "-> S506 for" YES "-> S510 for" YES "-> S511 for" YES "-> S512-> S504". ..

このように、本実施形態によれば、図14に示すように、通常の検出タイミングでの三相分の素子電流の検出が比較的長い期間にわたってできない場合でも、二相分の素子電流の検出結果に基づいて行われる第2故障検出処理が実行されることにより、電流検出部の故障を検出するとともに、その故障した電流検出部を特定することができる。したがって、本実施形態によれば、例えば三角波比較の制御方式において高出力や高回転でモータ2が制御される場合など、通常の検出タイミングにおいて三相分の素子電流を検出することができない状態が連続するような場合でも、電流検出部に故障が生じた際、その故障を素早く検出するとともに、その故障した電流検出部を特定することができる。 As described above, according to the present embodiment, as shown in FIG. 14, even if the element current for three phases cannot be detected for a relatively long period of time at the normal detection timing, the element current for two phases can be detected. By executing the second failure detection process performed based on the result, it is possible to detect the failure of the current detection unit and identify the failed current detection unit. Therefore, according to the present embodiment, for example, when the motor 2 is controlled at high output or high rotation in the control method for triangle wave comparison, the element current for three phases cannot be detected at the normal detection timing. Even in the case of continuous operation, when a failure occurs in the current detection unit, the failure can be quickly detected and the failed current detection unit can be identified.

(その他の実施形態)
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
(Other embodiments)
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be arbitrarily modified, combined, or extended without departing from the gist thereof.
The numerical values and the like shown in each of the above embodiments are examples and are not limited thereto.

検出回路4〜9は、スイッチング素子13〜18に流れる素子電流を検出する構成であればよく、その具体的な構成は適宜変更可能である。例えば、ハーフブリッジ回路3u、3v、3wに流れる電流が比較的小さい場合、スイッチング素子13〜18としてセンスセル20を備えない構成を用いるとともに、メインセル19に流れる素子電流をシャント抵抗などにより直接検出する構成としてもよい。この場合、検出回路4〜9およびシャント抵抗などにより電流検出部が構成される。 The detection circuits 4 to 9 may be configured to detect the element current flowing through the switching elements 13 to 18, and the specific configuration thereof can be appropriately changed. For example, when the current flowing through the half-bridge circuits 3u, 3v, and 3w is relatively small, a configuration without a sense cell 20 is used as the switching elements 13 to 18, and the element current flowing through the main cell 19 is directly detected by a shunt resistor or the like. It may be configured. In this case, the current detection unit is configured by the detection circuits 4 to 9 and the shunt resistor.

電流検出部としては、スイッチング素子13〜18の素子電流を検出する構成に限らずともよく、ハーフブリッジ回路3u、3v、3wから出力される三相電流を検出するホール式の電流センサなどにより構成してもよい。このような構成を採用する場合、スイッチング素子13〜18としてセンスセル20を備えない構成を用いるとともに、検出回路4〜9を省くことができる。また、この場合、電流センサによる検出値がそのまま相電流Iu、Iv、Iwの値になり、また、素子電流検出の構成のように電流検出ができない期間が存在しない。そのため、上記構成を採用する場合、図2などに示した電流検出部の故障検出に関連する処理におけるステップS200およびS300の処理が不要となる。 The current detection unit is not limited to the configuration of detecting the element currents of the switching elements 13 to 18, and is configured by a Hall-type current sensor or the like that detects the three-phase current output from the half-bridge circuits 3u, 3v, and 3w. You may. When such a configuration is adopted, a configuration that does not include the sense cell 20 as the switching elements 13 to 18 can be used, and the detection circuits 4 to 9 can be omitted. Further, in this case, the value detected by the current sensor becomes the value of the phase currents Iu, Iv, and Iw as it is, and there is no period during which the current cannot be detected as in the configuration of the element current detection. Therefore, when the above configuration is adopted, the processing of steps S200 and S300 in the processing related to the failure detection of the current detection unit shown in FIG. 2 and the like becomes unnecessary.

ハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子としては、パワーMOSFETであるスイッチング素子13〜18に限らずともよく、例えばIGBTなど、種々のパワー素子、つまりパワーデバイスを用いることができる。 The switching element constituting the half-bridge circuit is not limited to the switching elements 13 to 18 which are power MOSFETs, and various power elements such as IGBTs, that is, power devices can be used.

第3実施形態では、三相電流の総和の絶対値を求め、その絶対値と判定閾値との比較を行うようにしていたが、三相電流の総和の絶対値を求めなくともよい。この場合、ステップS421について、判定閾値をプラスとマイナスの2つの閾値として、三相電流の総和が、マイナスの閾値からプラスの閾値の範囲内の値に含まれるか否かを判断するように変更を加えればよい。 In the third embodiment, the absolute value of the total sum of the three-phase currents is obtained and the absolute value is compared with the determination threshold value, but it is not necessary to obtain the absolute value of the total sum of the three-phase currents. In this case, in step S421, the determination threshold is set to two thresholds, plus and minus, and it is determined whether or not the sum of the three-phase currents is included in the value within the range from the minus threshold to the plus threshold. Should be added.

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 The present disclosure has been described in accordance with the examples, but it is understood that the present disclosure is not limited to the examples and structures. The present disclosure also includes various variations and variations within a uniform range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms that include only one element, more, or less, are within the scope and scope of the present disclosure.

1、31、41…三相インバータ装置、2…モータ、3u、3v、3w…ハーフブリッジ回路、4〜9…検出回路、10…位置センサ、13〜18…スイッチング素子、19…メインセル、20…センスセル、23…位置推定部、24、44…故障検出処理部、33…三相総和算出部。 1, 31, 41 ... Three-phase inverter device, 2 ... Motor, 3u, 3v, 3w ... Half bridge circuit, 4-9 ... Detection circuit, 10 ... Position sensor, 13-18 ... Switching element, 19 ... Main cell, 20 ... Sense cell, 23 ... Position estimation unit, 24, 44 ... Failure detection processing unit, 33 ... Three-phase total calculation unit.

Claims (5)

モータ(2)を駆動する三相インバータ装置(1、31、41)であって、
前記モータが有するロータの回転位置を検出する位置検出部(10)と、
前記モータに供給するための三相電流を生成する三相のハーフブリッジ回路(3u、3v、3w)と、
前記ハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子(13〜18)に流れる素子電流または前記ハーフブリッジ回路の出力電流を検出する電流検出部(4〜9、20)と、
前記電流検出部による電流の検出結果に基づいて前記ロータの回転位置を推定する位置推定部(23)と、
前記位置検出部により検出される前記ロータの回転位置である検出位置と前記位置推定部により推定される前記ロータの回転位置である推定位置とを比較した結果に基づいて前記電流検出部の故障を検出する故障検出処理を実行する故障検出処理部(24、44)と、
を備え
前記三相のハーフブリッジ回路を、第1相のハーフブリッジ回路(3u)、第2相のハーフブリッジ回路(3v)および第3相のハーフブリッジ回路(3w)とすると、
前記位置推定部は、前記第1相および前記第2相に対応した二相分の前記電流の検出結果と、前記第2相および前記第3相に対応した二相分の前記電流の検出結果と、前記第3相および前記第1相に対応した二相分の前記電流の検出結果と、のそれぞれを用いて前記回転位置を推定し、
前記故障検出処理には、
前記検出位置と前記第1相および前記第2相に対応した二相分の前記電流の検出結果を用いて推定された前記推定位置とを比較し、その推定位置が正常な値であるか否かを判定する第1判定処理と、
前記検出位置と前記第2相および前記第3相に対応した二相分の前記電流の検出結果を用いて推定された前記推定位置とを比較し、その推定位置が正常な値であるか否かを判定する第2判定処理と、
前記検出位置と前記第3相および前記第1相に対応した二相分の前記電流の検出結果を用いて推定された前記推定位置とを比較し、その推定位置が正常な値であるか否かを判定する第3判定処理と、
前記第1判定処理、前記第2判定処理および前記第3判定処理による判定結果に基づいて前記電流検出部の故障を検出する故障判定処理と、
が含まれる三相インバータ装置。
A three-phase inverter device (1, 31, 41) that drives a motor (2).
A position detection unit (10) that detects the rotation position of the rotor of the motor, and
A three-phase half-bridge circuit (3u, 3v, 3w) that generates a three-phase current to supply to the motor, and
A current detection unit (4 to 9, 20) for detecting the element current flowing through the switching elements (13 to 18) constituting the half-bridge circuit or the output current of the half-bridge circuit, and
A position estimation unit (23) that estimates the rotation position of the rotor based on the current detection result of the current detection unit, and a position estimation unit (23).
A failure of the current detection unit is caused based on the result of comparing the detection position which is the rotation position of the rotor detected by the position detection unit and the estimated position which is the rotation position of the rotor estimated by the position estimation unit. The failure detection processing unit (24, 44) that executes the failure detection process to be detected, and
Equipped with
When the three-phase half-bridge circuit is a first-phase half-bridge circuit (3u), a second-phase half-bridge circuit (3v), and a third-phase half-bridge circuit (3w), it is assumed.
The position estimation unit detects the currents of the two phases corresponding to the first phase and the second phase, and the currents of the two phases corresponding to the second phase and the third phase. And the detection result of the current for two phases corresponding to the third phase and the first phase, and the rotation position is estimated by using each of them.
For the failure detection process,
The detected position is compared with the estimated position estimated using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the first phase and the second phase, and whether or not the estimated position is a normal value. The first judgment process to determine whether or not
The detected position is compared with the estimated position estimated using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the second phase and the third phase, and whether or not the estimated position is a normal value. The second judgment process to determine whether or not
The detected position is compared with the estimated position estimated using the detection results of the currents for the two phases corresponding to the third phase and the first phase, and whether or not the estimated position is a normal value. The third judgment process to determine whether or not
A failure determination process for detecting a failure of the current detection unit based on the determination results of the first determination process, the second determination process, and the third determination process.
Includes a three-phase inverter device.
前記スイッチング素子は、メインセル(19)およびセンスセル(20)を備え、
前記電流検出部は、前記センスセルに流れる電流に基づいて前記素子電流を検出する構成である請求項1に記載の三相インバータ装置。
The switching element includes a main cell (19) and a sense cell (20).
The three-phase inverter device according to claim 1, wherein the current detection unit detects the element current based on the current flowing through the sense cell.
前記位置推定部は、さらに、三相分の前記電流の検出結果を用いて前記回転位置を推定し、
前記故障検出処理には、
さらに、前記検出位置と前記三相分の前記電流の検出結果を用いて推定された前記推定位置とを比較し、その推定位置が正常な値であるか否かを判定する第4判定処理が含まれ、
前記第4判定処理において前記推定位置が正常な値であると判定された場合、前記電流検出部が故障していないと判定され、
前記第4判定処理において前記推定位置が正常な値ではないと判定された場合、前記第1判定処理、前記第2判定処理および前記第3判定処理が実行される請求項1または2に記載の三相インバータ装置。
The position estimation unit further estimates the rotation position using the detection results of the currents for three phases.
For the failure detection process,
Further, a fourth determination process of comparing the detected position with the estimated position estimated using the detection result of the current for the three phases and determining whether or not the estimated position is a normal value is performed. Included,
When it is determined in the fourth determination process that the estimated position is a normal value, it is determined that the current detection unit has not failed, and it is determined that the current detection unit has not failed.
The fourth determination process according to claim 1 or 2 , wherein when the estimated position is determined not to be a normal value, the first determination process, the second determination process, and the third determination process are executed. Three-phase inverter device.
さらに、前記電流検出部による前記三相分の電流の検出結果に基づいて前記モータに供給される三相電流の総和を算出する三相総和算出部(33)を備え、
前記故障検出処理には、
さらに、前記第1判定処理、前記第2判定処理、前記第3判定処理および前記第4判定処理の全てにおいて前記推定位置が正常ではないと判定された場合に実行される処理であって、前記三相電流の総和が正常な値であるか否かを判定する総和判定処理が含まれ、
前記総和判定処理において前記三相電流の総和が正常な値であると判定された場合、前記位置検出部が故障していると判定され、
前記総和判定処理において前記三相電流の総和が正常な値ではないと判定された場合、前記二相分の前記電流検出部が故障していると判定される請求項に記載の三相インバータ装置。
Further, a three-phase total calculation unit (33) for calculating the total of the three-phase currents supplied to the motor based on the detection result of the currents for the three phases by the current detection unit is provided.
For the failure detection process,
Further, the process is executed when it is determined that the estimated position is not normal in all of the first determination process, the second determination process, the third determination process, and the fourth determination process. It includes a total sum determination process that determines whether the total sum of the three-phase currents is a normal value.
When it is determined in the total sum determination process that the total sum of the three-phase currents is a normal value, it is determined that the position detection unit is out of order.
The three-phase inverter according to claim 3 , wherein when it is determined in the total sum determination process that the total sum of the three-phase currents is not a normal value, it is determined that the current detection unit for the two phases is out of order. Device.
モータ(2)を駆動する三相インバータ装置(1、31、41)であって、
前記モータが有するロータの回転位置を検出する位置検出部(10)と、
前記モータに供給するための三相電流を生成する三相のハーフブリッジ回路(3u、3v、3w)と、
前記ハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子(13〜18)に流れる素子電流または前記ハーフブリッジ回路の出力電流を検出する電流検出部(4〜9、20)と、
前記電流検出部による電流の検出結果に基づいて前記ロータの回転位置を推定する位置推定部(23)と、
前記位置検出部により検出される前記ロータの回転位置である検出位置と前記位置推定部により推定される前記ロータの回転位置である推定位置とを比較した結果に基づいて前記電流検出部の故障を検出する故障検出処理を実行する故障検出処理部(24、44)と、
を備え
前記スイッチング素子は、メインセル(19)およびセンスセル(20)を備え、
前記電流検出部は、前記センスセルに流れる電流に基づいて前記素子電流を検出する構成であり、
さらに、各種の情報が記憶される記憶部(43)を備え、
前記故障検出処理部(44)は、三相分の前記電流の検出結果が得られた場合には前記故障検出処理と同じ内容の第1故障検出処理を実行するとともに、二相分の前記電流の検出結果しか得られない場合には前記故障検出処理と異なる内容の第2故障検出処理を実行し、
前記第2故障検出処理には、前記検出位置と前記二相分の電流の検出結果を用いて推定された前記推定位置とを比較し、その推定位置が正常な値であるか否かを判定する判定処理が含まれ、
前記記憶部には、前記判定処理の判定結果が記憶される三相インバータ装置。
A three-phase inverter device (1, 31, 41) that drives a motor (2).
A position detection unit (10) that detects the rotation position of the rotor of the motor, and
A three-phase half-bridge circuit (3u, 3v, 3w) that generates a three-phase current to supply to the motor, and
A current detection unit (4 to 9, 20) for detecting the element current flowing through the switching elements (13 to 18) constituting the half-bridge circuit or the output current of the half-bridge circuit, and
A position estimation unit (23) that estimates the rotation position of the rotor based on the current detection result of the current detection unit, and a position estimation unit (23).
A failure of the current detection unit is caused based on the result of comparing the detection position which is the rotation position of the rotor detected by the position detection unit and the estimated position which is the rotation position of the rotor estimated by the position estimation unit. The failure detection processing unit (24, 44) that executes the failure detection process to be detected, and
Equipped with
The switching element includes a main cell (19) and a sense cell (20).
The current detection unit is configured to detect the element current based on the current flowing through the sense cell.
Further, it is provided with a storage unit (43) for storing various information.
When the detection result of the current for three phases is obtained, the failure detection processing unit (44) executes the first failure detection process having the same contents as the failure detection process, and the current for two phases. If only the detection result of is obtained, the second failure detection process having different contents from the failure detection process is executed.
In the second failure detection process, the detected position is compared with the estimated position estimated using the detection result of the current for the two phases, and it is determined whether or not the estimated position is a normal value. Judgment processing is included
A three-phase inverter device that stores the determination result of the determination process in the storage unit.
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