KR20160097376A - 전동 모터의 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

전동 모터의 제어 장치 및 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 인버터와 복수의 상에 대응하는 권선으로 구성되는 통전 계통을 복수 구비한 전동 모터의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는, 통전상태에서의 제1 진단 처리에서 하나의 통전 계통에 관해서 이상을 검출하면, 이상을 검출한 통전 계통을 비통전 상태로 하여 제2 진단 처리를 실시한다. 그리고, 제2 진단 처리에서 단락의 발생을 검출하면, 정상인 통전 계통의 제어 이득을 저하시키고, 또한, 정상인 통전 계통에 관한 제1 진단 처리에서 이용하는 임계치를, 이상이 진단되기 어렵게 되는 방향으로 변경하고, 정상인 통전 계통의 통전 제어를 계속한다. 이에 따라, 복수의 통전 계통 중 일부에 단락이 발생했을 때에, 정상인 통전 계통의 출력을 정지해 버리는 것을 억제할 수 있다.

Description

전동 모터의 제어 장치 및 제어 방법{ELECTRIC MOTOR CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD}
본 발명은, 인버터와 복수의 상(相)에 대응하는 권선으로 구성되는 통전 계통을 복수 구비한 전동 모터의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 직류 전원의 전압을 복수 대의 전력 변환기를 통해 다상 교류 전동기에 공급하는 교류 전동기의 제어 장치가 개시되어 있다.
이 제어 장치는, 상기 복수 대의 전력 변환기의 출력 전류를 검출하는 검출 수단과, 상기 전력 변환기의 한쪽의 전류 검출치를 회전 좌표로 변환하는 제1 좌표 변환 수단과, 상기 전력 변환기의 다른 쪽의 전류 검출치를 회전 좌표로 변환하는 제2 좌표 변환 수단과, 상기 제1과 제2 좌표 변환 수단의 출력 신호로부터 평균 출력 전류치를 구하는 평균치 연산 수단과, 상기 평균치 연산 수단의 출력과 여자 전류 지령치 및 토크 전류 지령치로부터 대표의 2상 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성 수단과, 상기 제1과 제2 좌표 변환 수단의 출력으로부터 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성 수단과, 상기 보정 신호 생성 수단의 출력과 상기 전압 지령 생성 수단의 출력으로부터 복수의 2상 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 보정 수단과, 상기 전압 지령 보정 수단의 출력으로부터 3상 전압 지령을 생성하는 복수의 지령 좌표 변환 수단으로 구성되며, 다상 교류 전동기의 불평형 전류를 저감하는 것을 특징으로 한다.
특허문헌1 : 일본 특허 제2614788호 공보
인버터와 복수의 상에 대응하는 권선으로 구성되는 통전 계통을 복수 구비한 전동 모터에 있어서, 단락이 발생한 하나의 통전 계통의 인버터의 스위칭 소자를 전부 오프로 하더라도, 단락한 부위를 경유하여 루프 전류가 생김으로써, 정상인 통전 계통의 통전에서 발생하는 자속을 상쇄(cancel)해 버리는 경우가 있다.
이러한 경우, 정상인 통전 계통의 외관상의 인덕턴스가 작아져 통전 전류가 오버슈트함으로써, 과전류나 통전 제어의 이상이 잘못 검출되어, 정상인 통전 계통의 인버터 출력을 정지시켜 버릴 가능성이 있었다.
본 발명은 상기 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 복수의 통전 계통 중 일부에 단락이 발생했을 때에, 정상인 통전 계통의 출력을 잘못 정지해 버리는 것을 억제할 수 있는, 전동 모터의 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그 때문에, 본원 발명에 따른 전동 모터의 제어 장치는, 복수의 통전 계통 각각에 관해서 단락의 유무를 검출하고, 상기 복수의 통전 계통 중 일부에서 단락이 검출되었을 때에 단락이 검출되지 않은 통전 계통의 제어 파라미터를 변경하는 제어부를 구비한다.
또한, 본원 발명에 따른 전동 모터의 제어 방법은, 각 권선의 전기 상태의 검출 신호를 입력하여, 복수의 통전 계통 각각에 관해서 단락의 유무를 검출하는 단계와, 상기 복수의 통전 계통 각각에 관한 단락 유무의 검출 결과를 판독하여, 상기 복수의 통전 계통 중 일부에서 단락이 검출되었을 때에 단락이 검출되지 않은 통전 계통의 제어 파라미터를 변경하는 단계를 포함한다.
상기 발명에 의하면, 단락이 발생한 통전 계통에 영향을 받아 정상인 통전 계통에 관해서 과전류나 통전 제어의 이상이 잘못 검출되는 것을 억제할 수 있어, 정상인 통전 계통의 출력이 계속되게 할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명 실시형태에 있어서 모터 제어 장치를 적용하는 전동 파워 스티어링 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명 실시형태에 있어서의 제어 장치의 회로 구성도이다.
도 3은 본 발명 실시형태에 있어서의 제어 장치의 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명 실시형태에 있어서의 제어 장치의 회로 구성도이다.
도 5는 본 발명 실시형태에 있어서의 제어 장치의 회로 구성도이다.
도 6은 본 발명 실시형태에 있어서의 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 7은 본 발명 실시형태에 있어서의 진단 처리의 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명 실시형태에 있어서의 진단 처리의 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명 실시형태에 있어서의 진단 처리의 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 10은 본 발명 실시형태에 있어서의 진단 처리의 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 본 발명 실시형태에 있어서의 단락이 발생한 통전 계통의 제어 패턴을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명 실시형태에 있어서의 단락이 발생한 통전 계통의 제어 패턴을 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명 실시형태에 있어서의 단락이 발생한 통전 계통의 제어 패턴을 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명 실시형태에 있어서의 단락이 발생한 통전 계통의 제어 패턴을 도시하는 도면이다.
이하에 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전동 모터의 제어 장치를, 차량용의 전동 파워 스티어링 장치에 있어서 조타 보조력을 발생하는 전동 모터에 적용한 예를 도시한다.
도 1에 도시하는 전동 파워 스티어링 장치(100)는, 차량(200)에 구비되며, 조타 보조력을 전동 모터(130)에 의해서 발생시키는 장치이다.
전동 파워 스티어링 장치(100)는, 스티어링 휠(110), 조타 토크 센서(120), 전동 모터(130), 전자 제어 유닛(150), 전동 모터(130)의 회전을 감속하여 스티어링 샤프트(피니언 샤프트)(170)에 전달하는 감속기(160) 등을 포함하여 구성된다.
조타 토크 센서(120) 및 감속기(160)는, 스티어링 샤프트(170)를 내포하는 스티어링 칼럼(180) 내에 설치된다.
스티어링 샤프트(170)의 선단에는 피니언 기어(171)가 설치되어 있고, 이 피니언 기어(171)가 회전하면, 랙 기어(172)가 차량(200)의 진행 방향 좌우로 수평 이동한다.
랙 기어(172)의 양끝에는 각각 차륜(201)의 조타 기구(202)가 설치되어 있으며, 랙 기어(172)가 수평 이동함으로써 차륜(201)의 방향이 바뀐다.
조타 토크 센서(120)는, 차량의 운전자가 스티어링 조작을 함으로써 스티어링 샤프트(170)에 발생하는 조타 토크를 검출하고, 검출한 조타 토크의 신호(ST)를 전자 제어 유닛(150)에 출력한다.
마이크로컴퓨터, 전동 모터(130)를 구동하기 위한 인버터, 인버터의 구동 회로 등을 구비하는 전자 제어 유닛(150)에는, 조타 보조력의 결정에 이용하는 상태량의 정보로서, 조타 토크 신호(ST) 외에, 차속 센서(190)가 출력하는 차속의 신호(VSP) 등이 입력된다.
그리고, 전자 제어 유닛(150)은, 조타 토크 신호(ST), 차속 신호(VSP) 등의 차량의 운전 상태에 기초하여 전동 모터(130)에의 통전을 PWM(Pulse Width Modulation) 제어하고, 이로써, 전동 모터(130)의 발생 토크, 즉, 조타 보조력을 제어한다. 이와 같이, 전자 제어 유닛(150)은 전동 모터(130)를 구동하는 제어 장치를 구성한다.
또한, 전자 제어 유닛(150)에 포함되는 인버터, 인버터의 구동 회로 중, 인버터, 혹은 인버터 및 구동 회로를, 전자 제어 유닛(150)의 외부에 별개의 부재로서 설치할 수 있다. 이 경우, 전자 제어 유닛(150)과, 인버터, 혹은 인버터 및 구동 회로에 의해서 모터(130)를 구동하는 제어 장치가 구성되게 된다.
도 2는 전자 제어 유닛(150) 및 전동 모터(130)의 회로 구성의 일례를 도시한다.
도 2에 도시하는 전동 모터(130)는, 스타 결선되는 3상 권선(UA, VA, WA)으로 이루어지는 제1 권선 조(2A)와, 마찬가지로 스타 결선되는 3상 권선(UB, VB, WB)으로 이루어지는 제2 권선 조(2B)를 갖는 3상 동기 전동기이며, 제1 권선 조(2A) 및 제2 권선 조(2B)에 있어서 3상 권선(U, V, W)이 상호 접속된 점은 중성점을 이룬다.
제1 권선 조(2A) 및 제2 권선 조(2B)는 도시하지 않는 원통형의 고정자에 설치되고, 이 고정자의 중앙부에 형성한 공간에 영구자석 회전자(201)가 회전 가능하게 구비되며, 제1 권선 조(2A)와 제2 권선 조(2B)는 자기 회로를 공유한다.
그리고, 제1 권선 조(2A)는 제1 인버터(1A)와 직접 접속되고, 제2 권선 조(2B)는 제2 인버터(1B)와 직접 접속되며, 제1 권선 조(2A)에는 제1 인버터(1A)로부터 전력이 공급되고, 제2 권선 조(2B)에는 제2 인버터(1B)로부터 전력이 공급된다.
제1 인버터(1A)는, 제1 권선 조(2A)의 U상 코일(UA), V상 코일(UA) 및 W상 코일(WA)을 각각으로 구동하는 3조의 반도체 스위치(UHA, ULA), 반도체 스위치(VHA, VLA), 반도체 스위치(WHA, WLA)를 갖춘 3상 브릿지 회로로 이루어진다.
또한, 제2 인버터(1B)는, 제2 권선 조(2B)의 U상 코일(UB), V상 코일(UB) 및 W상 코일(WB)을 각각으로 구동하는 3조의 반도체 스위치(UHB, ULB), 반도체 스위치(VHB, VLB), 반도체 스위치(WHB, WLB)를 갖춘 3상 브릿지 회로로 이루어진다.
본 실시형태에서는, 제1 인버터(1A) 및 제2 인버터(1B)를 구성하는 각 반도체 스위치로서 N 채널형 MOSFET를 이용한다.
제1 인버터(1A) 및 제2 인버터(1B)에 있어서, 반도체 스위치(UH, UL)는, 전원(VB)과 접지점 사이에 드레인-소스 사이가 직렬 접속되고, 반도체 스위치(UH)와 반도체 스위치(UL)의 접속점에 U상 코일(U)이 접속된다.
또한, 제1 인버터(1A) 및 제2 인버터(1B)에 있어서, 반도체 스위치(VH, VL)는, 전원(VB)과 접지점 사이에 드레인-소스 사이가 직렬 접속되고, 반도체 스위치(VH)와 반도체 스위치(VL)의 접속점에 V상 코일(V)이 접속된다.
또한, 제1 인버터(1A) 및 제2 인버터(1B)에 있어서, 반도체 스위치(WH, WL)는, 전원(VB)과 접지점 사이에 드레인-소스 사이가 직렬 접속되고, 반도체 스위치(WH)와 반도체 스위치(WL)의 접속점에 W상 코일(W)이 접속된다.
또, 반도체 스위치(UH)와 반도체 스위치(UL)의 접속점, 반도체 스위치(VH)와 반도체 스위치(VL)의 접속점 및 반도체 스위치(WH)와 반도체 스위치(WL)의 접속점은 인버터 출력점을 구성한다.
제1 구동 회로(303A)는, 제1 인버터(1A)를 구성하는 각 반도체 스위치를 구동하는 회로이며, 제1 인버터(1A)에 있어서의 고전위 측의 스위칭 소자인 반도체 스위치(VHA, UHA, WHA)를 각각으로 구동하는 3개의 고전위 측의 드라이버와, 제1 인버터(1A)에 있어서의 저전위 측의 스위칭 소자인 반도체 스위치(VLA, ULA, WLA)를 각각으로 구동하는 3개의 저전위 측의 드라이버를 구비하고 있다.
또한, 제2 구동 회로(303B)는, 제2 인버터(1B)를 구성하는 각 반도체 스위치를 구동하는 회로이며, 제2 인버터(1B)에 있어서의 고전위 측의 스위칭 소자인 반도체 스위치(VHB, UHB, WHB)를 각각으로 구동하는 3개의 고전위 측의 드라이버와, 제2 인버터(1B)에 있어서의 저전위 측의 스위칭 소자인 반도체 스위치(VLB, ULB, WLB)를 각각으로 구동하는 3개의 저전위 측의 드라이버를 구비하고 있다.
또, 고전위 측의 스위칭 소자를 상류 측의 구동 소자 혹은 상측 아암이라고 부르고, 저전위 측의 스위칭 소자를 하류 측의 구동 소자 혹은 하측 아암이라고 부를 수 있다.
그리고, 제1 구동 회로(303A) 및 제2 구동 회로(303B)는, 마이크로컴퓨터(302)로부터의 지령 신호에 따라서 인버터(1A, 1B)를 구성하는 각 반도체 스위치를 구동한다.
상기한 것과 같이, 본 실시형태의 전동 모터의 제어 장치는, 제1 권선 조(2A), 제1 인버터(1A)를 포함하는 제1 통전 계통과, 제1 권선 조(2B), 제2 인버터(1B)를 포함하는 제2 통전 계통의 2개의 통전 계통을 갖추고 있다.
또, 제1 통전 계통을 제1 채널(ch1)이라고 부르고, 제2 통전 계통을 제2 채널(ch2)이라고 부를 수 있다.
또한, 전원(VB)과 제1 인버터(1A) 사이에, 제1 인버터(1A)에의 전원 공급을 차단하기 위한 전원 릴레이(304A)를 설치하고, 전원(VB)과 제2 인버터(1B) 사이에, 제2 인버터(1B)에의 전원 공급을 차단하기 위한 전원 릴레이(304B)를 설치해 놓는다.
본 실시형태에 있어서, 전원 릴레이(304A) 및 전원 릴레이(304B)는 반도체 스위치로 구성되며, 전원 릴레이(304A, 304B)를 구성하는 반도체 스위치는 구동 회로(305A, 305B)에 의해 구동된다.
또, 전원 릴레이(304A, 304B)로서, 접점을 물리적으로 움직여 개폐하는 전자 릴레이를 이용할 수 있다.
전원 릴레이(304A, 304B)의 구동 회로(305A, 305B)는, 마이크로컴퓨터(302)로부터의 지령 신호에 따라서 전원 릴레이(304A, 304B)를 구성하는 반도체 스위치를 구동한다. 즉, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 인버터(1A)에의 전원 공급과 제2 인버터(1B)에의 전원 공급을 각각 독립적으로 차단할 수 있게 되어 있다.
또한, 인버터(1A, 1B)에 공급되는 전원 전압의 변동을 억제하기 위해서, 전원 릴레이(304A, 304B)와 인버터(1A, 1B) 사이의 전원 라인과 접지점을 접속하는 콘덴서(306A, 306B)를 설치해 놓는다.
또한, 각 권선 조(2A, 2B)의 각 권선단 전압을 각각으로 검출하는 전압 모니터 회로(307)를 설치해 놓고, 전압 모니터 회로(307)는, 각 권선 조(2A, 2B)의 각 권선단 전압의 검출 신호를 마이크로컴퓨터(302)에 출력한다. 추가로, 인버터(1A, 1B)의 스위칭 소자가 전부 오프로 되었을 때의 각 권선단의 전위를 고정하기 위해서, 각 권선 조(2A, 2B)의 U 상(UA, UB)을 풀업하기 위한 풀업 저항(RA, RB)을 설치해 놓는다.
각도 센서(308)는, 로터(201)의 각도를 검출하여, 각도 데이터의 신호를 마이크로컴퓨터(302)에 출력한다.
더욱이, 제1 인버터(1A) 및 제2 인버터(1B)의 저전위 측의 반도체 스위치(UL, VL, WL)의 소스와 접지점의 사이에, 전동 모터(130)의 구동 전류(모터 전류)를 검출하는 전류 검출기(301A, 301B)가 각각 접속된다.
또, 전류 검출기(301A, 301B)는, 전류 검출 저항, 전류 검출 수단 혹은 전류 센서라고 부를 수 있다.
전류 검출기(301A, 301B)의 출력은 증폭 회로(311A, 311B)에 입력되고, 증폭 회로(311A, 311B)의 출력은 마이크로컴퓨터(302) 및 피크 홀드 회로(312A, 312B)에 입력되고, 피크 홀드 회로(312A, 312B)의 출력은 마이크로컴퓨터(302)에 입력된다.
즉, 마이크로컴퓨터(302)는, 통전 계통마다의 모터 구동 전류의 검출치를 입력함과 더불어, 모터 구동 전류의 검출치의 피크치를 입력한다.
또, 도 3에 도시하는 것과 같이, 제1 인버터(1A)의 출력점과 3상 권선(UA, VA, WA)을 연결하는 상 라인 각각에, 상 릴레이(313A(U), 313A(V), 313A(W))를 설치하고, 마찬가지로, 제2 인버터(1B)의 출력점과 3상 권선(UB, VB, WB)을 연결하는 상 라인 각각에, 상 릴레이(313B(U), 313B(V), 313B(W))를 설치할 수 있다.
또, 상 라인을 구동 라인 또는 통전 라인이라고 부를 수 있다.
또한, 도 4에 도시하는 것과 같이, 전류 검출기(301A, 301B)와 함께, 3상 권선(U, V, W) 각각에 흐르는 상 전류를 검출하는 상 전류 검출기(314A(U), 314A(V), 314A(W), 314B(U), 314B(V), 314B(W))를 설치할 수 있다.
도 4에서, 상 전류 검출기(314A(U), 314A(V), 314A(W))는, 제1 인버터(1A)의 출력점과 3상 권선(UA, VA, WA)을 연결하는 상 라인에 배치되고, 상 전류 검출기(314B(U), 314B(V), 314B(W))는, 제2 인버터(1B)의 출력점과 3상 권선(UB, VB, WB)을 연결하는 상 라인에 배치된다.
더욱이, 도 5에 도시하는 것과 같이, 인버터(1A, 1B)의 출력점과 3상 권선(U, V, W)을 연결하는 상 라인에, 상 릴레이(313) 및 상 전류 검출기(314)를 각각 설치할 수 있다.
도 5에 도시한 예에서는, 인버터(1A, 1B)의 출력점과 3상 권선(U, V, W)을 연결하는 상 라인에, 상 전류 검출기(314)를 각각 설치하고, 추가로, 이러한 상 전류 검출기(314)와 각 권선 사이에 상 릴레이(313)를 배치해 놓는다.
도 3 및 도 5에 도시한 상 릴레이(313A(U), 313A(V), 313A(W), 313B(U), 313B(V), 313B(W))는, N 채널형 MOSFET 등의 반도체 스위치로 구성되며, 마이크로컴퓨터(302)에 의해서 온/오프가 제어된다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시한 상 전류 검출기(314A(U), 314A(V), 314A(W), 314B(U), 314B(V), 314B(W))의 출력은 각각 마이크로컴퓨터(302)에 입력되고, 상 전류 검출기(314)와 마이크로컴퓨터(302)를 접속하는 라인 각각에는, 증폭 회로(315A), 및 상 전류 검출기(314)의 출력에 병렬하는 콘덴서(C)와 직렬하는 저항기(R)로 이루어지는 로우 패스 필터 회로(315B)를 배치해 놓는다.
도 6은 마이크로컴퓨터(302)에 있어서의 인버터(1A, 1B)의 제어 기능의 일례를 도시하는 기능 블록도이다.
목표치 연산부(6)는, 조타 토크나 차속이나 전동 모터(130)의 회전 속도 등의 조건에 기초하여 목표 어시스트 토크, 즉, 전동 모터(130)의 출력 토크의 목표치를 연산한다.
여기서, 목표치 연산부(6)는, 제1 통전 계통의 목표 어시스트 토크와, 제2 통전 계통의 목표 어시스트 토크를 개별적으로 설정하여, 제1 통전 계통에서의 통전 제어에서 발생시키는 모터 토크와, 제2 통전 계통에서의 통전 제어에서 발생시키는 모터 토크의 합계로 목표의 조타 보조력을 발생시킨다.
각도 연산부(10)는, 각도 센서(308)의 신호를 입력하여 전동 모터(130)의 로터(201)의 각도를 연산한다.
모터 회전 연산부(5)는, 각도 연산부(10)가 연산한 로터(201)의 각도 정보를 토대로 전동 모터(130)의 회전 속도(rpm)를 연산하고, 모터 회전 속도의 신호를 출력 전압 연산부(4) 및 목표치 연산부(6)에 출력한다.
출력 전압 연산부(4)는, 각 통전 계통의 목표 어시스트 토크의 데이터, 전동 모터(130)의 회전 속도의 데이터, 추가로 3상 2상 변환부(11)에서 연산된 통전 계통마다의 d축 실제 전류치 Id, q축 실제 전류치 Iq를 입력한다.
그리고, 출력 전압 연산부(4)는, 제1 인버터(1A)의 d축 전압 지령치 Vd1, q축 전압 지령치 Vq1 및 제2 인버터(1B)의 d축 전압 지령치 Vd2, q축 전압 지령치 Vq2를 연산하여 출력한다.
3상 2상 변환부(11)는, 전류 검출기(314A(U), 314A(V), 314A(W))의 출력 신호, 즉, 제1 권선 조(2A)의 각 상에 흐르는 실제 전류의 검출치를 토대로 제1 통전 계통의 d축 실제 전류치 Id1 및 q축 실제 전류치 Iq1를 연산한다.
또한, 3상 2상 변환부(11)는, 전류 검출기(314B(U), 314B(V), 314B(W))의 출력 신호, 즉, 제2 권선 조(2B)의 각 상에 흐르는 실제 전류의 검출치에 기초하여 제2 통전 계통의 d축 실제 전류치 Id2, q축 실제 전류치 Iq2를 연산한다.
그리고, 3상 2상 변환부(11)는, 제1 통전 계통의 d축 실제 전류치 Id1, q축 실제 전류치 Iq1 및 제2 통전 계통의 d축 실제 전류치 Id2, q축 실제 전류치 Iq2의 데이터를, 출력 전압 연산부(4)와 목표치 연산부(6)에 각각 출력한다.
출력 전압 연산부(4)가 출력하는 d축 전압 지령치 Vd1, q축 전압 지령치 Vq1는 제1 출력 듀티 연산부(7A)에 입력된다.
제1 출력 듀티 연산부(7A)는, d축 전압 지령치 Vd1, q축 전압 지령치 Vq1 및 제1 인버터(1A)의 전원 전압에 기초하여, 제1 인버터(1A)의 PWM 제어에 있어서의 d축 듀티 Dutyd1 및 q축 듀티 Dutyq1를 연산한다.
또한, 출력 전압 연산부(4)가 출력하는 d축 전압 지령치 Vd2 및 q축 전압 지령치 Vq2는 제2 출력 듀티 연산부(7B)에 입력된다.
제2 출력 듀티 연산부(7B)는, d축 전압 지령치 Vd2, q축 전압 지령치 Vq2 및 제2 인버터(1B)의 전원 전압에 기초하여, 제2 인버터(1B)의 PWM 제어에 있어서의 d축 듀티 Dutyd2 및 q축 듀티 Dutyq2를 연산한다.
제1의 2상 3상 변환부(8A)는, 제1 출력 듀티 연산부(7A)로부터 출력되는 d축 듀티 Dutyd1, q축 듀티 Dutyq1, 추가로 전동 모터(130)의 로터 각도의 정보를 입력한다. 그리고, 제1의 2상 3상 변환부(8A)는, 제1 권선 조(2A)의 3상 각각의 듀티 지령치 DutyU1, DutyV1, DutyW1를 연산하여 출력한다.
또한, 제2의 2상 3상 변환부(8B)는, 제2 출력 듀티 연산부(7B)로부터 출력되는 d축 듀티 Dutyd2, q축 듀티 Dutyq2, 추가로 전동 모터(130)의 로터 각도의 정보를 입력한다. 그리고, 제2의 2상 3상 변환부(8B)는, 제2 권선 조(2B)의 3상 각각의 듀티 지령치 DutyU2, DutyV2, DutyW2를 연산하여 출력한다.
제1 데드타임 보상부(9A)는, 제1의 2상 3상 변환부(8A)로부터 출력되는 듀티 지령치 DutyU1, DutyV1, DutyW1를 입력하고, 데드타임 보상을 실시한 듀티 지령치 DutyU1, DutyV1, DutyW1를 연산하여 인버터(1A)에 출력한다.
또한, 제2 데드타임 보상부(9B)는, 제2의 2상 3상 변환부(8B)로부터 출력되는 듀티 지령치 DutyU2, DutyV2, DutyW2를 입력하고, 데드타임 보상을 실시한 듀티 지령치 DutyU2, DutyV2, DutyW2를 연산하여 인버터(1B)에 출력한다.
데드타임 보상이란, 인버터(1A, 1B)의 상하측 아암이 단락하지 않도록 삼각파와 지령치를 비교한 결과인 PWM 신호의 상승을 데드타임분만큼 늦춰 스위칭 소자의 게이트 신호를 작성하는 PWM 제어에 있어서, 데드타임 전압에 의한 전압 강하 등을 억제하기 위한 처리이다.
또한, 판정부(12)는, 상 전류 검출기(314A(U), 314A(V), 314A(W), 314B(U), 314B(V), 314B(W))의 출력, 피크 홀드 회로(312A, 312B)의 출력, 전압 모니터 회로(307)의 출력, 제1 권선 조(2A)의 3상 각각의 듀티 지령치 DutyU1, DutyV1, DutyW1, 제2 권선 조(2B)의 3상 각각의 듀티 지령치 DutyU2, DutyV2, DutyW2 등을 입력한다.
그리고, 판정부(12)는, 상기한 입력 신호에 기초하여 각 통전 계통의 고장 진단을 개별적으로 행하고, 이 고장 진단의 결과에 따라서, 제1 통전 계통의 오프 지령 신호, 제2 통전 계통의 오프 지령 신호의 출력을 제어한다.
판정부(12)가 출력하는 제1 통전 계통의 오프 지령 신호는 제1 온/오프부(13A)에 입력된다. 제1 온/오프부(13A)는, 오프 지령 신호를 입력하면, 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자 모두를 오프로 조작하여, 제1 인버터(1A)의 동작, 바꿔 말하면, 제1 인버터(1A)의 전류 출력을 정지시킨다.
마찬가지로, 판정부(12)가 출력하는 제2 통전 계통의 오프 지령 신호는 제2 온/오프부(13B)에 입력된다. 제2 온/오프부(13B)는, 오프 지령 신호를 입력하면, 제2 인버터(1B)의 스위칭 소자 모두를 오프로 조작하여, 제2 인버터(1B)의 동작, 바꿔 말하면, 제2 인버터(1B)의 전류 출력을 정지시킨다.
또한, 판정부(12)가 출력하는 제1 통전 계통의 오프 지령 신호, 제2 통전 계통의 오프 지령 신호는 목표치 연산부(6)에 출력된다.
그리고, 목표치 연산부(6)는, 판정부(12)에 의한 인버터(1A, 1B)의 정지 지령의 출력 상태에 따라서, 즉, 제1 통전 계통과 제2 통전 계통 양쪽을 동작시키는지, 어느 한쪽을 동작시키는지에 따라서, 통전 계통마다의 목표 어시스트 토크를 연산한다.
이어서, 판정부(12)의 처리 기능을 도 7-도 10의 흐름도에 따라서 설명한다.
도 7-도 10의 흐름도에 도시하는 루틴은, 마이크로컴퓨터(302)가, 미리 정해진 시간마다의 인터럽트 처리에 의해 실행한다.
상기 미리 정해진 시간은 예컨대 1 ms 정도의 시간으로 할 수 있다.
우선, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S501에서는, 제2 통전 계통에 관해서 제2 진단 처리를 하고 있는 경우에 상승시키는 플래그인 제2 계통 진단 플래그가 1로 상승되어 있는지 여부를 검출한다.
또, 상기한 제2 계통 진단 플래그 및 후술하는 제1 계통 진단 플래그는, 「0」인 경우는 제2 진단 처리의 시작 전의 상태를 나타내고, 「1」인 경우는 제2 진단 처리를 실시하는 중임을 나타내고, 「2」인 경우는 제2 진단 처리에 의해 통전 계통이 이상임이 확정되었음을 나타내고, 「3」인 경우는 이상 상태의 검출 결과를 확정하는 처리를 중단한 상태임을 나타낸다.
마이크로컴퓨터(302)는, 제2 계통 진단 플래그=0이며, 제2 통전 계통에 관해서 제2 진단 처리를 시작하기 전인 경우에는, 단계 S502로 진행하여, 제1 통전 계통에 관해서 제1 진단 처리의 결과를 판정한다.
후술하는 것과 같이, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 통전 계통 및 제2 통전 계통 각각에 관해서, 통전 상태에서의 제1 진단 처리와, 이 제1 진단 처리에 의한 판정 결과를 검증하기 위한 비통전 상태에서의 제2 진단 처리를 행하게 되어 있고, 제2 통전 계통에 관한 제2 진단 처리를 실시하지 않은 경우에는, 제1 통전 계통에 관한 제1 진단 처리의 결과를 판정한다.
마이크로컴퓨터(302)는, 제1 진단 처리로서, 3상 각각의 전류 검출치를 합계한 값의 이상 유무, 모터 전류치가 임계치를 넘는 과전류의 유무, 통전 제어의 이상 유무 등을, 인버터의 스위칭 소자의 PWM 조작 상태에서 진단한다.
상세하게는, 마이크로컴퓨터(302)는, 각 통전 계통의 상 전류 검출치의 합계의 절대치가 임계치(임계치>0)를 넘은 상태가 설정 시간만큼 계속되었을 때에, 그 통전 계통에 관해서 이상의 발생을 판정하고, 합계 이상 플래그를 1로 상승시킨다. 즉, 마이크로컴퓨터(302)는, 상 전류치의 합계가 영 근방인 경우에 상기 통전 계통에 관해서 정상 판정을 하고, 상 전류치의 합계가 영 근방의 정상 범위에서 벗어난 경우에 상기 통전 계통에 관해서 이상 판정을 한다.
또한, 마이크로컴퓨터(302)는, 각 통전 계통의 모터 전류치의 피크치가 설정 전류치를 넘은 상태가 미리 정해진 시간 계속되었을 때에, 그 통전 계통에 관해서 과전류의 발생을 판정하고, 과전류 플래그를 1로 상승시킨다. 즉, 마이크로컴퓨터(302)는, 모터 전류치의 피크치가 허용 최대치를 넘는 값을 유지하는 경우에, 통전 전류의 오버슈트 등의 이상 발생을 판정한다.
더욱이, 마이크로컴퓨터(302)는, 각 통전 계통에 있어서, PWM 제어에 있어서의 출력 듀티비로부터 추정한 상 전류 추정치와 상 전류 검출치의 차의 절대치가 미리 정해진 전류치를 넘는 상태가 미리 정해진 시간만큼 계속되면, 상기 통전 계통에 관해서 통전 제어의 이상을 판정하고, 제어 이상 플래그를 1로 상승시킨다. 즉, 마이크로컴퓨터(302)는, 듀티비의 설정에 알맞은 전류가 각 상에 흐르고 있지 않은 상태에서, 제어 편차가 허용 오차를 넘어 큰 경우에, 그 통전 계통에 관해서 통전 제어의 이상을 판정한다.
상기한 것과 같이, 제1 진단 처리에서는, 통전 계통에 이상의 유무가 개별적으로 진단되지만, 이상 요인의 특정은 이루어지지 않는다.
단계 S502에서, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 통전 계통에 관해서 제1 진단 처리 결과를 나타내는, 합계 이상 플래그(1), 과전류 플래그(1), 제어 이상 플래그(1) 모두가 0이고, 제1 통전 계통의 이상을 제1 진단 처리에서 검출하지 않은 경우, 단계 S503으로 진행한다.
단계 S503에서, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 통전 계통에 관해서 제2 진단 처리를 하고 있는 경우에 1로 상승시키는 플래그인 제1 계통 진단 플래그가 1로 상승되어 있는지 여부를 검출한다.
그리고, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 계통 진단 플래그=0이며, 제1 통전 계통에 관해서 제2 진단 처리를 시작하기 전인 경우에는, 단계 S504로 진행하여, 제2 통전 계통에 관한 제1 진단 처리의 결과를 판정한다.
즉, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S504에서, 제2 통전 계통에 관한 제1 진단 처리 결과를 나타내는, 합계 이상 플래그(2), 과전류 플래그(2), 제어 이상 플래그(2) 모두가 0인지 적어도 하나가 1인지를 판정한다.
그리고, 마이크로컴퓨터(302)는, 합계 이상 플래그(2), 과전류 플래그(2), 제어 이상 플래그(2) 모두가 0인 경우, 즉, 제2 통전 계통의 이상을 제1 진단 처리에서 검출하지 않은 경우, 본 루틴을 그대로 종료시킨다.
여기서, 예컨대, 제1 통전 계통에, 3상 전류 합계치의 이상, 과전류, 통전 제어의 이상 중 적어도 하나가 발생하여, 합계 이상 플래그(1), 과전류 플래그(1), 제어 이상 플래그(1) 중 적어도 하나가 1이 되면, 마이크로컴퓨터(302)는 단계 S502에서 단계 S505로 진행하게 된다.
단계 S505에서, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 진단 처리에서 이상을 검출한 제1 통전 계통에 관해서, 고장 부위를 특정하기 위한 진단 처리인 제2 진단 처리를 실시하는 중인지 여부를 검출한다.
제1 통전 계통에 관한 제1 진단 처리에서 고장이 검출된 당초에, 제2 진단 처리가 실시되고 있지 않은 상태라면, 마이크로컴퓨터(302)는 단계 S505에서 단계 S506으로 진행한다.
단계 S506에서, 마이크로컴퓨터(302)는, 제2 진단 처리를 실시하기 위해서 제1 통전 계통의 인버터(1A)의 PWM 조작을 정지하고, 인버터(1A)의 스위칭 소자 모두를 오프 상태로 고정하는 처리, 즉, 제1 통전 계통을 비통전 제어 상태로 하는 처리를 실시함과 더불어, 제1 계통 진단 플래그를 1로 상승시키는 처리를 실시한다.
이어서, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S507로 진행하여, 제1 통전 계통의 제1 인버터(1A)의 PWM 조작을 정지하고 나서, 즉, 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자 모두를 오프 상태로 고정하는 제어를 하고 나서 미리 정해진 시간이 경과했는지 여부를 판단한다.
단계 S507의 미리 정해진 시간은, 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자 모두를 오프 상태로 고정하는 제어를 하고 나서, 실제로 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자 모두가 오프 상태로 안정되기까지의 시간에 기초하여 미리 적합화된 시간이다.
그리고, 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자 모두를 오프 상태로 고정하는 제어를 하고 나서 상기 미리 정해진 시간이 경과했으면, 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자 모두가 실제로 오프 상태로 안정되어 있을 것이라고 추정할 수 있도록 상기 미리 정해진 시간이 설정되어 있다.
제1 인버터(1A)의 스위칭 소자 모두를 오프 상태로 고정하는 제어를 하고 나서 미리 정해진 시간이 경과하지 않은 경우, 즉, 오프 상태로 안정될 때까지의 대기 상태라면, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S507부터 그대로 본 루틴을 종료시키고, 다음 단계로의 이행을 지연시킨다.
이에 따라, 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자가 실제로 오프 상태로 안정되지 않은 상태에서 진단 처리가 실시되어 이상의 유무가 잘못 진단되는 것을 억제한다.
예컨대, 제1 통전 계통과 제2 통전 계통 사이에서의 단락이 발생한 경우, 한쪽 통전 계통의 인버터의 전체 스위칭 소자를 오프로 제어함으로써, 단락 경로를 통한 전류의 유입, 유출은 정지하고, 다른 쪽 통전 계통에 있어서의 각 상 전류는 정상치로 되돌아가게 된다. 그러나, 인버터를 오프로 한 제어의 직후에 오프 상태로 안정되지 않은 상태에서는, 단락 경로를 통한 전류의 유입, 유출의 영향이 남아 있어, 다른 쪽 통전 계통에 있어서의 각 상 전류가 이상치를 보일 가능성이 있다.
그래서, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 진단 처리에서 이상을 검출한 통전 계통의 전체 스위칭 소자를 오프 제어하고 나서, 전체 스위칭 소자가 실제로 오프 상태로 안정될 때까지의 시간이 경과하고 나서 단계 S508 이후로 진행한다.
그리고, 인버터(1A)의 전체 스위칭 소자를 오프 상태로 고정하는 제어를 하고 나서 미리 정해진 시간이 경과하면, 마이크로컴퓨터(302)는 단계 S507에서 단계 S508로 진행한다.
단계 S508에서, 마이크로컴퓨터(302)는, 제2 통전 계통의 3상 전류 검출치의 합계의 절대치가 임계치를 넘은 상태가 미리 정해진 시간 이상 계속되고 있는지 여부를 판정한다.
그리고, 제2 통전 계통의 3상 전류 검출치의 합계의 절대치가 임계치를 넘지 않거나 혹은 합계의 절대치가 임계치를 넘었더라도 그 계속 시간이 미리 정해진 시간에 달하지 않은 경우, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S509로 진행하여, 제1 통전 계통의 고장 부위를 특정하는 진단인 제2 진단 처리를 시작한다.
또, 단계 S506에서의 처리 후에 단계 S509로 진행함으로써, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S509에서의 제1 통전 계통에 관한 제2 진단 처리를, 인버터(1A)의 스위칭 소자 모두가 오프된 상태, 즉, 제1 통전 계통의 비통전 제어 상태에서 실시하게 된다.
마이크로컴퓨터(302)는, 제2 진단 처리로서, 통전 계통 사이에서의 단락의 유무를 진단하는 처리, 천락(天絡)·지락(地絡)의 유무를 진단하는 처리, 통전 라인의 단선 유무를 진단하는 처리, 상 전류의 검출 기능의 고장 유무를 진단하는 처리, 모터 전류의 피크 검출 기능의 고장 유무를 진단하는 처리 등을 실시한다.
마이크로컴퓨터(302)는, 이상을 검출한 제1 통전 계통의 권선 조 중 1상으로의 출력 전압을 하이 또는 로우로 하고, 이러한 상 출력 제어가, 제2 통전 계통의 상 전류 검출치 또는 제2 통전 계통의 3상 전류 검출치의 합계에 영향을 주는 경우에, 계통사이에서의 단락의 발생을 검출한다. 여기서, 마이크로컴퓨터(302)는, 출력 전압을 하이 또는 로우로 하는 1상을 순차 전환하여, 3상 전부에서 출력 전압의 제어가 제2 통전 계통의 상 전류에 영향을 주지 않는 경우에, 통전 계통 사이에서의 단락은 없다고 판정한다.
또한, 천락·지락의 유무를 진단하는 처리는, 이상을 검출한 제1 통전 계통에 있어서의 권선과 전원 사이의 단락인 천락, 및 이상을 검출한 제1 통전 계통에 있어서의 권선과 접지점 사이의 단락인 지락의 유무를 진단하는 처리이다.
또, 천락에는, 각 권선의 구동 라인과 전원 사이에서의 단락, 고전위 측의 스위칭 소자의 단락이 포함되고, 지락에는, 각 권선의 구동 라인과 접지점 사이에서의 단락, 저전위 측의 스위칭 소자의 단락이 포함된다.
마이크로컴퓨터(302)는, 전원 릴레이(304A, 304B)를 온으로 하고, 인버터(1A, 1B)를 구성하는 스위칭 소자를 전부 오프로 제어하고 있는 상태에서의 각 권선단 전압에 기초하여, 고전위 측의 스위칭 소자 또는 저전위 측의 스위칭 소자의 단락의 유무를 진단한다.
또한, 마이크로컴퓨터(302)는, 전원 릴레이(304A, 304B)를 오프로 하고 있는 상태에서의 각 권선단 전압에 기초하여, 구동 라인과 전원 또는 접지점과의 사이에서의 단락의 유무를 진단한다. 구체적으로는 마이크로컴퓨터(302)는, 전압 모니터 회로(307A)가 검출한 3상 각각의 권선단 전압의 가산치가, 풀업 저항(RA)에 의한 고정 전위에 기초한 미리 정해진 범위를 벗어난 경우에 천락 또는 지락의 발생을 판정한다.
통전 라인의 단선 유무를 진단하는 처리는, 이상을 검출한 제1 통전 계통의 각 권선 각각의 구동 라인에서 단선이 발생했는지 여부를 진단하는 처리이다. 마이크로컴퓨터(302)는, 이상을 검출한 제1 통전 계통의 권선 조 중 1상으로의 출력 전압을 하이 또는 로우로 했을 때에, 제1 통전 계통의 권선 조 중 다른 상의 전압 검출치가, 하이 또는 로우 제어에 상당하는 전압치가 되지 않는 경우에, 통전 라인의 단선 발생을 진단한다. 마이크로컴퓨터(302)는, 출력 전압을 하이 또는 로우로 하는 1상을 순차 전환하여, 3상 모두에서 출력 전압의 제어가 다른 상의 전압 검출치에 반영되는 경우에, 제1 통전 계통에 있어서의 구동 라인의 단선은 없다고 판정한다.
상 전류의 검출 기능의 진단은, 제1 통전 계통의 각 상의 전류 검출 기능, 즉, 상 전류 검출기(314)에 이상이 발생했는지 여부를 진단하는 처리이다. 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자 모두가 오프인 상태에서, 각 권선의 상 전류 검출치의 합계가 미리 정해진 전류치를 넘은 경우에, 상 전류 검출기(314A)의 고장 발생을 진단한다.
모터 전류의 피크 검출 기능의 진단은, 모터 전류의 피크치의 검출 기능, 즉, 피크 홀드 회로(312A)의 고장 유무를 진단하는 처리이다. 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자 모두가 오프인 상태에서, 모터 전류의 피크치의 검출 결과가 미리 정해진 전류치를 넘은 경우에 모터 전류의 피크치의 검출 기능, 즉, 피크 홀드 회로(312A)의 고장 발생을 진단한다.
상기한 것과 같이 하여, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 진단 처리에서 이상의 발생을 검출한 제1 통전 계통에 관해서, 제1 인버터(1A)의 PWM 조작을 정지한 상태에서, 통전 계통 사이에서의 단락, 천락·지락, 통전 라인의 단선, 상 전류의 검출 기능의 고장, 모터 전류의 피크 검출 기능의 고장이 발생했는지 여부를 진단하는 제2 진단 처리를 실시한다.
그리고, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S510으로 진행하여, 제2 진단 처리가 완료되었는지 여부를 검출하여, 제2 진단 처리 도중이라면 본 루틴을 그대로 종료시키고, 제2 진단 처리가 완료되면 단계 S511로 진행한다.
제1 통전 계통에 관한 제2 진단 처리 도중인 경우, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S501에서 제2 계통 진단 플래그가 1이 아니라고 판정하고, 또한 단계 S502에서 제1 통전 계통에 관한 제1 진단 처리에서 이상을 검출했다고 판정하고, 제2 통전 계통의 3상 전류의 합계에 이상이 없으면, 단계 S505-단계 S510로 진행하게 된다.
그리고, 단계 S510에서 제1 통전 계통에 관한 제2 진단 처리가 완료되었음을 검출하면, 단계 S511로 진행한다.
단계 S511에서, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 진단 처리에서 이상 발생을 검출한 제1 통전 계통에 관해서, 제2 진단 처리에서 고장의 발생을 검출했는지 여부를 판별한다.
마이크로컴퓨터(302)는, 제1 진단 처리에서 이상을 검출한 제1 통전 계통에 관해서 제2 진단 처리를 실시한 결과, 제1 통전 계통의 고장의 발생을 검출하면, 단계 S512로 진행한다.
마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S512에서, 제1 통전 계통의 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자를 미리 정해진 상태로 제어하는 페일 세이프(fail safe) 처리를 실시하여, 제1 계통 진단 플래그에 제1 통전 계통의 이상 검출이 확정되었음을 나타내는 「2」를 설정하고, 또한, 합계 이상 플래그(1), 과전류 플래그(1), 제어 이상 플래그(1)에 각각 이상 검출이 확정되었음을 나타내는 「2」를 설정한다.
이어서, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S513으로 진행하여, 제1 통전 계통의 고장 부위 및 제1 통전 계통의 스위칭 소자의 조작 상황에 따라서 제2 통전 계통의 제어 파라미터를 변경하고, 또한 제2 통전 계통의 합계 이상 플래그(2), 과전류 플래그(2), 제어 이상 플래그(2)를 전부 영으로 클리어하고, 또한 제2 통전 계통의 제2 인버터(1B)의 PWM 조작을 시작하게 한다.
즉, 제1 통전 계통에 관한 제1 진단 처리에서 이상이 검출되고, 또한, 제1 통전 계통에 관한 제2 진단 처리에서도 이상이 검출되면, 제1 통전 계통을 비통전 상태로 하여 제1 인버터(1A)의 출력을 정지시키는 한편, 제2 통전 계통의 통전 제어를 실시하여, 제2 인버터(1B)의 출력으로 전동 모터(130)를 구동시킨다.
여기서, 단계 S512에 있어서의 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자를 미리 정해진 상태로 제어하는 페일 세이프 처리의 일례를, 이하에 기재한다.
예컨대, 제2 진단 처리에 포함되는 복수의 진단 처리 중 적어도 하나에서 제1 통전 계통의 이상을 검출한 경우, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 인버터(1A)의 스위칭 소자를 전부 오프 제어 상태로 유지하고, 동작을 계속하게 하는 제2 통전 계통의 제어 파라미터에 관해서도 변경을 하지 않는다.
한편, 제2 진단 처리의 단락 발생을 검출한 경우, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 인버터(1A)의 각 스위칭 소자를, 예컨대, 도 11-도 14에 예시하는 것과 같은 페일 세이프 모드에서 온 또는 오프 제어 상태로 유지한다. 또한, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 통전 계통에 의해서 제2 통전 계통의 자속이 상쇄됨에 따른 외관상의 인덕턴스 저감을 고려하여, 제2 통전 계통의 제어 파라미터를 변경한다. 또한, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 통전 계통에서 발생하는 루프 전류에 의한 브레이크 토크분 및 자속의 상쇄분을 보충하도록, 제2 통전 계통의 목표 어시스트 토크를, 제1 통전 계통이 정상일 때보다도 증대시키는 처리를 한다.
도 11-도 14는 통전 계통에 있어서의 단락의 발생 상태에서의 스위칭 소자의 온/오프 제어 패턴인 페일 세이프 모드의 일례를 도시한다.
또, 도 11-도 14에서는, 단락을, 인버터의 고전위 측의 스위칭 소자의 단락, 인버터의 저전위 측의 스위칭 소자의 단락, 상 구동 라인의 천락, 상 구동 라인의 지락의 4 양태로 경우를 나눈다.
또한, 도 11-도 14에 예시한 페일 세이프 모드는, 제1 통전 계통과 제2 통전 계통에 공통적으로 적용되는 제어 패턴이다.
도 11의 페일 세이프 모드는, 단락이 발생한 통전 계통의 인버터를 구성하는 고전위 측의 스위칭 소자와 저전위 측의 스위칭 소자의 한쪽을 온으로 제어하고, 다른 쪽을 오프로 제어하는 패턴이며, 온 제어하는 스위칭 소자를 고장 양태에 따라서 선택한다.
도 11에 도시한 페일 세이프 모드에서는, 고전위 측의 스위칭 소자 중 어느 것에 단락이 발생한 경우, 고전위 측의 스위칭 소자 모두를 오프로 제어하는 한편, 저전위 측의 스위칭 소자 모두를 온으로 제어하는 패턴이 선택된다.
또한, 도 11에 도시한 페일 세이프 모드에서는, 저전위 측의 스위칭 소자 중 어느 것에 단락이 발생한 경우, 상 구동 라인 중 어느 것에 천락이 발생한 경우, 상 구동 라인 중 어느 것에 지락이 발생한 경우 중 어느 것이라면, 고전위 측의 스위칭 소자 모두를 온으로 제어하는 한편, 저전위 측의 스위칭 소자 모두를 오프로 제어하는 패턴이 선택된다.
또, 고장이 발생한 통전 계통의 인버터에의 전원 공급을 차단하는 전원 릴레이(304)는, 고전위 측의 스위칭 소자의 단락, 인버터의 저전위 측의 스위칭 소자의 단락, 상 구동 라인의 지락 중 어느 한 고장이 발생한 경우는 오프로 제어되지만, 상 구동 라인의 천락이 발생한 경우에는, 전원 릴레이(304A)는 온 또는 오프 중 어디로도 제어될 수 있다.
또, 도 11-도 14에 있어서의 전원 릴레이에 관한 「온 조작 또는 오프 조작」은, 전원 릴레이(304A)는 온 또는 오프 중 어디로도 제어할 수 있음을 나타낸다.
따라서, 도 11의 페일 세이프 모드에서는, 단락이 발생했을 때에 고장 부위에 상관없이 전원 릴레이(304)를 오프로 할 수 있는 것 외에, 고전위 측의 스위칭 소자의 단락, 저전위 측의 스위칭 소자의 단락, 상 구동 라인의 지락 중 어느 것이 발생한 경우에 전원 릴레이(304)를 오프로 하고, 상 구동 라인의 천락이 발생한 경우에 전원 릴레이(304)를 온으로 유지하게 할 수도 있다.
도 11에 도시하는 페일 세이프 모드를 채용하면, 고전위 측의 스위칭 소자 중 어느 것에 단락이 발생한 경우, 고전위 측의 스위칭 소자 모두를 오프로 제어하는 한편 저전위 측의 스위칭 소자 모두를 온으로 제어하기 때문에, 온으로 된 저전위 측의 스위칭 소자를 통해 양방향의 전류가 흐르게 되어, 비통전 제어 상태로 하는 통전 계통에서 발생하는 브레이크 전류는 연속적으로 발생하게 된다. 더욱이, 인버터에의 전원 공급이 전원 릴레이의 오프 제어로 차단되므로, 단락이 발생한 고전위 측의 스위칭 소자 및 온 제어되는 저전위 측의 스위칭 소자를 통해, 전원 라인이 접지점에 단락되는 일이 없다.
또한, 도 11에 도시한 페일 세이프 모드에서는, 저전위 측의 스위칭 소자 모두를 오프로 제어하는 한편 고전위 측의 스위칭 소자 모두를 온으로 제어하면, 온으로 된 전위 측의 스위칭 소자를 통해 양방향의 전류가 흐르게 되어, 브레이크 전류는 연속적으로 발생하게 된다. 더욱이, 인버터에의 전원 공급이 전원 릴레이의 오프 제어로 차단되므로, 단락되어 있는 저전위 측의 스위칭 소자 및 온 제어되는 고전위 측의 스위칭 소자를 통해 전원 라인이 접지점에 단락되는 일이 없다.
또한, 각 상의 구동 라인 중 어느 것이 천락된 경우에, 도 11에 도시한 페일 세이프 모드에 따라서, 저전위 측의 스위칭 소자 모두를 오프로 제어하는 한편 고전위 측의 스위칭 소자 모두를 온으로 제어하면, 온으로 된 고전위 측의 스위칭 소자를 통해 양방향의 전류가 흐르게 되어, 브레이크 전류는 연속적으로 발생하게 됨과 더불어, 저전위 측의 스위칭 소자를 통해 전원 라인이 접지점에 단락되는 일이 없다.
각 상의 구동 라인 중 어느 것이 천락된 경우, 전원 릴레이를 오프 제어하더라도, 상의 구동 라인에 전원이 공급되게 되기 때문에, 전원 릴레이는 온 상태를 유지하게 할 수 있는 것 외에, 제1 통전 계통의 고장에 기초하여 일률적으로 오프로 제어할 수도 있다.
또한, 각 상의 구동 라인 중 어느 것이 지락된 경우, 도 11에 도시한 페일 세이프 모드에 따라서, 저전위 측의 스위칭 소자 모두를 오프로 제어하는 한편, 고전위 측의 스위칭 소자 모두를 온으로 제어하면, 온으로 된 고전위 측의 스위칭 소자를 통해 양방향의 전류가 흐르게 되어, 브레이크 전류는 연속적으로 발생하게 됨과 더불어, 인버터에의 전원 공급이 전원 릴레이의 오프 제어로 차단되므로, 지락 부위를 통해 전원 전력이 접지점에 유입되는 일이 없다.
상기한 것과 같이, 이상이 발생한 통전 계통의 인버터의 스위칭 소자를 도 11에 도시하는 페일 세이프 모드에 따라서 제어함으로써, 통전 이상이 발생한 통전 계통의 고전위 측의 스위칭 소자와 저전위 측의 스위칭 소자의 한쪽을 각 상 사이의 임피던스가 작아지는 통전 상태로 제어하면, 이상이 발생한 통전 계통에서 발생하는 브레이크 전류가 반파(半波) 파형으로 되지 않고 연속적으로 발생하게 된다.
그리고, 브레이크 전류가 연속적으로 발생하면, 브레이크 토크를 상쇄하도록 정상인 통전 계통의 인버터 출력을 보정하는 보상 제어를 행할 때에, 각 상을 흐르는 브레이크 전류의 검출 정밀도는, 브레이크 전류가 반파 파형으로 되는 경우와 비교하여 높아져, 보상 제어의 정밀도가 향상된다.
또한, 도 11에 도시하는 페일 모드에서는, 브레이크 전류가 연속적으로 발생함으로써, 브레이크 전류에 기초한 목표 어시스트 토크의 보상 제어가, 브레이크 전류의 파형이 반파 파형으로 되는 경우와 비교하여 용이하게 되어, 제어 프로그램을 간이화할 수 있다. 이 때문에, 제어 프로그램의 개발 비용을 억제할 수 있고, 또한 제어 프로그램의 용량을 적게 할 수 있으며, 이로써 제품 비용을 억제할 수 있다.
또, 도 11에 도시한 페일 세이프 모드에서는, 단락이 발생한 쪽의 스위칭 소자의 온 제어를 하지 않지만, 도 12에 도시하는 페일 세이프 모드와 같이, 단락이 발생하지 않은 쪽의 스위칭 소자와 함께 단락이 발생한 쪽의 스위칭 소자도 전부 온으로 제어하게 할 수 있다.
또한, 상의 구동 라인 중 어느 것에 지락이 발생한 경우, 전원 릴레이를 오프 제어함으로써 전원 전력이 지락 부위를 통해 접지점에 유입되는 것을 저지할 수 있기 때문에, 도 12의 페일 세이프 모드에 따라서, 고전위 측의 스위칭 소자를 온 제어함과 더불어 저전위 측의 스위칭 소자를 온 제어하게 할 수 있다.
또, 도 11의 페일 세이프 모드와 도 12의 페일 세이프 모드에서, 구동 라인의 천락에 대한 스위칭 소자 및 전원 릴레이의 온/오프 제어는 동일하게 설정된다.
그리고, 도 12에 도시하는 페일 세이프 모드를 채용한 경우도, 도 11의 페일 세이프 모드에 따라서 스위칭 소자를 온/오프 제어하는 경우와 마찬가지로, 브레이크 전류가 연속적으로 발생하게 되어, 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 13에 도시하는 페일 세이프 모드와 같이, 저전위 측의 스위칭 소자 중 어느 것에 단락이 발생한 경우, 및 고전위 측의 스위칭 소자 중 어느 것에 단락이 발생한 경우에, 단락이 발생한 쪽의 스위칭 소자를 온 제어하고, 단락이 발생하지 않은 쪽의 스위칭 소자를 오프로 제어할 수 있다.
그리고, 단락이 발생하지 않은 쪽의 스위칭 소자를 오프로 제어하면, 오프 제어한 스위칭 소자에 의해서 전원 전류가 접지점을 향해서 흐르는 것을 저지할 수 있기 때문에, 전원 릴레이는 온/오프의 어느 상태라도 같은 작용, 효과를 얻을 수 있게 된다.
또한, 도 13에 도시하는 페일 세이프 모드와 같이, 구동 라인 중 어느 것에 지락이 발생한 경우, 고전위 측의 스위칭 소자를 오프로 제어하고, 저전위 측의 스위칭 소자를 온으로 제어할 수 있다. 이 경우, 오프 제어한 고전위 측의 스위칭 소자에 의해서 전원 전류가 접지점을 향해서 흐르는 것을 저지할 수 있기 때문에, 전원 릴레이는 온/오프의 어느 쪽의 상태라도 같은 작용, 효과를 얻을 수 있게 된다.
즉, 도 13에 도시하는 페일 세이프 모드는, 각 인버터에의 전원 공급을 개별적으로 차단하는 전원 릴레이를 갖추지 않는 모터 구동 회로에도 적용할 수 있다.
여기서, 도 11, 도 12, 도 13의 페일 세이프 모드에 있어서, 구동 라인의 천락 대한 스위칭 소자 및 전원 릴레이의 온/오프 제어는 공통이며, 도 13의 제어 패턴에서도 구동 라인의 천락이라면 전원 릴레이는 온 또는 오프 중 어디로도 제어할 수 있다.
즉, 도 13의 페일 세이프 모드에서는, 도 11이나 도 12의 페일 모드를 채용하는 경우와 마찬가지로, 브레이크 전류를 연속적으로 발생시킬 수 있고, 또한, 브레이크 전류가 고장 상태에 영향을 받기 어렵게 된다고 하는 작용 효과를 발휘함과 더불어, 고장 상태에 상관없이 전원 릴레이를 제어할 필요성이 없어진다고 하는 효과가 있다.
또한, 도 14에 도시하는 페일 세이프 모드는, 단락의 발생 부위에 상관없이, 이상이 발생한 통전 계통의 인버터를 구성하는 전체 스위칭 소자를 오프로 제어한다. 여기서, 도 14에 도시하는 페일 세이프 모드에서는, 전원 릴레이(304)는 온 또는 오프 중 어디로도 제어할 수 있다.
도 14에 도시하는 것과 같이, 단락이 발생한 통전 계통의 인버터를 구성하는 스위칭 소자를 전부 오프로 제어하는 모드를 채용하는 경우, 고전위 측의 스위칭 소자의 단락, 저전위 측의 스위칭 소자의 단락, 상 구동 라인의 천락, 상 구동 라인의 지락의 어느 것이 발생한 경우라도, 전원 전력이 접지점에 유입되는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 전자 제어 유닛(150)은, 도 14에 도시하는 페일 세이프 모드에 있어서, 고장 양태와는 무관하게 전원 릴레이(304)를 일률적으로 온 또는 오프로 제어할 수 있다.
이어서, 단계 S513에서의 제어 파라미터의 변경 처리를 상세히 설명한다.
제1 통전 계통에서 단락이 발생하면, 단락 부위를 경유한 루프 전류가 생김으로써, 정상인 제2 통전 계통의 통전에서 발생하는 자속이 상쇄되어, 제2 통전 계통의 인덕턴스가 외관상 작아지며, 제1 통전 계통의 동작을 정지하고, 제2 통전 계통의 통전 제어로 전동 모터(130)를 구동할 때에 통전 전류의 오버슈트가 발생하기 쉽게 된다.
그래서, 마이크로컴퓨터(302)는, 제2 통전 계통에서의 통전 전류가 오버슈트하는 것을 억제하기 위해서, 제2 인버터(1B)의 출력 제어의 응답성을, 제1 통전 계통에 단락이 발생하지 않았을 때보다도 저하시킨다.
구체적으로는, 마이크로컴퓨터(302)는, 제2 인버터(1B)의 출력 제어에 있어서의 제어 이득을 제1 통전 계통에 단락이 발생하지 않았을 때보다도 작게 함으로써, 제2 인버터(1B)의 출력 제어의 응답성을, 제1 통전 계통에 단락이 발생하지 않았을 때보다도 저하시킨다.
예컨대, 마이크로컴퓨터(302)는, 인버터의 출력 제어의 응답성을 저하시키는 처리로서, 제어 편차에 따라서 인버터의 조작량을 결정하는 처리의 이득을 저하시킬 수 있다. 즉, 마이크로컴퓨터(302)는, 인버터의 스위칭 소자의 PWM 제어에 있어서의 듀티비를, 실제 전류치와 지령 전류치의 차에 따른 비례, 적분, 미분 동작으로 결정하는 경우에, 비례 상수, 적분 상수, 미분 상수 중 적어도 하나를, 응답성이 저하되는 방향으로 보정한다.
또한, 제어 이득의 변경으로서, 마이크로컴퓨터(302)는, 전류 검출치의 로우 패스 필터 처리에 있어서의 차단 주파수를 저하시키는 처리를 실시할 수 있다.
상기한 것과 같이 하여 제2 인버터(1B)의 출력 제어의 응답성을 저하시킴으로써, 제2 통전 계통의 코일 인덕턴스가 외관상 작아지더라도, 제2 통전 계통의 통전 전류가 오버슈트하는 것을 억제할 수 있어, 오버슈트의 발생에 따라 제2 통전 계통의 이상이 잘못 검출되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
즉, 단락이 발생한 제1 통전 계통의 동작을 정지시키고, 정상인 제2 통전 계통의 통전 제어에 의해서 전동 모터(130)를 구동하고 있을 때에, 제1 통전 계통의 루프 전류의 영향으로 제2 통전 계통의 통전 전류가 오버슈트하고, 이로 인해 제2 통전 계통의 이상이 판정되어 버리면, 양 통전 계통의 동작을 정지시켜 버리게 되어, 전동 모터(130)의 구동이 불능으로 되어 버린다.
그래서, 제2 통전 계통은 정상 동작할 수 있기 때문에, 제1 통전 계통의 루프 전류의 영향으로 고장 발생이 잘못 진단되는 일이 없도록, 제2 통전 계통의 통전 전류의 오버슈트를 억제하여, 제2 통전 계통에 의한 전동 모터(130)의 구동을 계속할 수 있게 한다.
또한, 제2 통전 계통의 인덕턴스가 외관상 작아지고, 통전 전류가 커짐으로써, 제1 진단 처리의 과전류의 진단이나 통전 제어의 진단에 있어서 이상이 진단되기 쉽게 된다. 그래서, 마이크로컴퓨터(302)는, 제어 파라미터의 변경으로서, 모터 전류 피크치의 임계치나 상 전류의 추정치와 상 전류의 검출치의 차의 임계치 등을 제1 통전 계통이 정상일 때보다도 크게 함으로써, 제2 통전 계통의 이상이 검출되기 어렵게 한다. 이에 따라, 제2 통전 계통에 관한 제1 진단 처리에서의 오진단의 발생을 억제한다.
또한, 마이크로컴퓨터(302)는, 진단 처리에 이용하는 임계치의 변경 대신에, 또는 임계치의 변경과 함께, 모터 전류의 피크치, 상 전류 검출치, 상 전류 추정치와 실제 전류 검출치의 차 등의 검출 데이터를, 이상이 발생되기 어렵게 되는 방향, 즉, 절대치가 작아지는 방향으로 수정할 수 있다.
또, 마이크로컴퓨터(302)는, 제어 이득의 변경과, 제1 진단 처리에서 이용하는 검출 데이터나 임계치 등의 상태량의 변경 중 적어도 한쪽을 실시할 수 있다.
그런데, 상기에서 설명한, 제1 통전 계통에서 이상이 발생했을 때에 적용하는 제1 통전 계통의 스위칭 소자의 제어 패턴인 페일 세이프 모드 및 제2 통전 계통의 제어 파라미터의 변경은, 각 상의 구동 라인에 상 릴레이(313)를 갖추지 않는 경우의 제어예이다.
그리고, 각 상의 구동 라인에 상 릴레이(313)를 갖추는 경우는, 이상이 발생한 제1 통전 계통의 스위칭 소자를 전부 오프 제어하면서 또한 제1 통전 계통의 상 릴레이(313) 모두를 오프 제어하고, 정상인 제2 통전 계통의 제어 파라미터의 변경을 하지 않는 구성으로 할 수 있다.
이것은, 상 릴레이(313)를 갖추는 경우, 모든 상 릴레이(313)를 오프로 함으로써, 단락 부위를 경유하여 루프 전류가 흐르는 것을 억제할 수 있어, 정상인 제2 통전 계통의 통전에서 발생하는 자속이 상쇄되어 버리는 것을 억제할 수 있기 때문이다.
예컨대, 통전 계통 사이에서의 단락이나, 제1 통전 계통이 이상이고 제2 통전 계통이 정상인 경우, 마이크로컴퓨터(302)는, 상술한 단계 S512, 단계 S513의 처리를 실시하여, 제1 통전 계통의 동작을 정지시키고, 제2 통전 계통의 통전 제어를 실시한다.
이 상태에서, 재차 단계 S501로 되돌아간 경우, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S501→단계 S502→단계 S503→단계 S504로 진행하여, 제2 통전 계통이 정상인 동안은, 제1 통전 계통의 동작을 정지시키고, 제2 통전 계통의 통전 제어를 하는 상태를 유지한다.
마이크로컴퓨터(302)는, 제1 통전 계통의 고장이 확정되어, 제1 통전 계통의 동작을 정지시키고, 제2 통전 계통의 통전 제어를 실시하고 있음을, 상술한 제1 계통 진단 플래그 등에 기초하여 판단하고, 이러한 상태에서 제2 통전 계통의 고장을 검출하면, 제2 통전 계통에 관해서도 그 동작을 정지시켜, 전동 모터(130)의 구동을 정지시킨다.
또, 단계 S515-단계 S523의 각 단계는, 상술한 단계 S505-단계 S513과는 대상으로 하는 통전 계통이 다르지만, 단계 S505-단계 S513와 같은 식의 처리를 실시한다.
따라서, 제1 통전 계통이 정상이고, 제2 통전 계통에 이상이 생긴 경우에는, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S504부터 그대로 처리를 종료한 상태에서 단계 S515로 진행하게 되어, 상술한 것과 마찬가지로, 제2 통전 계통에 관한 제2 진단 처리를 실시하여, 제2 진단 처리에서 제2 통전 계통의 이상이 검출되면, 제2 통전 계통의 동작을 정지하고, 제1 통전 계통의 통전 제어에 의해서 전동 모터(130)를 구동하게 된다.
이 때, 제2 통전 계통에 단락이 발생했으면, 마이크로컴퓨터(302)는, 제2 통전 계통의 제2 인버터(1B)를 미리 정해진 상태로 제어하며 또한 제1 통전 계통의 통전 제어에 있어서의 제어 파라미터를 변경한다.
한편, 예컨대, 제1 통전 계통에 단락이 발생하고, 이러한 단락에 영향을 받아 제2 통전 계통의 이상을 제1 진단 처리에서 잘못 진단한 경우, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S504에서 단계 S515, 단계 S516-단계 S517로 진행하고, 인버터의 오프 제어 후의 대기 시간이 경과하고 나서, 단계 S518로 진행하게 된다.
여기서, 제1 통전 계통에 단락이 발생하고 있기 때문에, 오프 제어 후의 대기 시간이 경과하고 나서 단계 S518로 진행되어도, 마이크로컴퓨터(302)는, 제1 통전 계통에 있어서의 3상 전류의 합계가 이상치임을 검출하게 된다.
이에 따라, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S518에서 단계 S524로 진행하고, 제1 계통 진단 플래그가 「3」이 아니므로, 또한 단계 S527로 진행한다.
단계 S527에서, 마이크로컴퓨터(302)는 제1 계통 진단 플래그에 「3」을 설정한다.
이어서, 마이크로컴퓨터(302)는, 단계 S505 이후로 진행하여, 제1 통전 계통에 관한 제2 진단 처리를 실시하여, 제1 통전 계통의 고장을 진단하면, 단계 S512, 단계 S513으로 진행하여, 제1 통전 계통의 동작을 정지시키고, 제2 통전 계통의 통전 제어로 전동 모터(130)를 구동하는 상태로 이행시킨다.
제2 통전 계통에 단락이 발생하고, 이러한 단락에 영향을 받아 제1 통전 계통의 이상을 제1 진단 처리에서 잘못 진단한 경우도 동일한 처리가 실시되게 된다.
도 7-도 10의 흐름도에 도시하는 처리에 의하면, 2개의 통전 계통 중 어느 한쪽에 단락이 발생한 경우, 다른 쪽의 정상인 통전 계통의 동작을, 제어 파라미터를 변경한 뒤에 계속하게 한다.
따라서, 단락이 발생한 통전 계통에서 루프 전류가 발생하고, 이로 인해 정상인 통전 계통에서 발생하는 자속이 상쇄되더라도, 정상인 통전 계통에서의 모터 전류가 오버슈트하는 것을 억제하고, 또한, 정상인 통전 계통의 고장이 잘못 진단되는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 통전 계통의 한쪽에 단락이 발생하더라도, 다른 쪽의 정상인 통전 계통에 의해서 전동 모터(130)의 구동을 계속하게 함으로써, 전동 파워 스티어링 장치에 있어서는 어시스트 토크를 발생시킬 수 있다.
또한, 한쪽의 통전 계통에 단락이 발생하고, 다른 쪽의 통전 계통의 통전 전류가 오버슈트하는 상태에서, 다른 쪽의 통전 계통의 이상이 먼저 검출되더라도, 한쪽의 통전 계통의 상 전류의 합계의 이상에 기초하여 한쪽의 통전 계통의 제2 진단 처리를 실시하여, 단락의 발생을 검출할 수 있기 때문에, 잘못해서 양 통전 계통의 동작을 정지시켜 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 통전 계통과 제2 통전 계통 사이에서의 단락이 발생했을 때는, 한쪽의 통전 계통의 전체 스위칭 소자를 오프로 조작한 후, 실제로 오프 상태로 안정되는 기간이 경과하기를 기다리고 나서, 바꿔 말하면, 통전 계통 사이에서의 전류의 유입, 유출이 정지한 상태에서, 다른 쪽의 통전 계통에서의 제어 이상의 유무를 진단한다. 따라서, 통전 계통 사이에서 단락이 발생했을 때에 양쪽의 통전 계통이 이상 판정되어 버리는 것을 억제하고, 다른 쪽의 통전 계통을 동작하게 하여 전동 모터(130)의 구동을 계속하게 할 수 있다.
이상, 바람직한 실시형태를 참조하여 본 발명의 내용을 구체적으로 설명했지만, 본 발명의 기본적 기술 사상 및 교시에 기초하여 당업자라면 다양한 변형 양태를 채용할 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 모터 제어 장치는, 3상 권선(U, V, W)이 스타 결선되는 전동 모터(130) 외에, 3상 권선(U, V, W)이 델타 결선 혹은 삼각 결선이라 불리는 결선 구조로 결선되는 전동 모터에도 적용할 수 있다.
또한, 도 7-도 10의 흐름도에 도시하는 처리에서는, 한쪽의 통전 계통에 관한 제2 진단 처리를 하고 있는 동안은, 다른 쪽의 통전 계통에 관해서 제1 진단 처리에서 이상이 진단되었는지 여부를 체크하지 않는 구성으로 했지만, 한쪽의 통전 계통의 제2 진단 처리 중에, 다른 쪽의 통전 계통에서의 이상이 제1 진단 처리에서 검출되었는지 여부를 체크하여, 이상 진단된 경우에는 그 통전 계통의 전체 스위칭 소자를 오프 제어하여 대기하게 하는 구성으로 할 수 있다.
또한, 3상 권선(U, V, W)으로 이루어지는 권선 조를 3개 이상 구비하고, 각각의 권선 조를 구동하는 인버터를 3개 이상 구비하는 장치에 있어서도 본 발명에 따른 전동 모터의 제어 장치를 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제어 장치를 적용하는 모터는, 차량용의 전동 파워 스티어링 장치에 있어서 조타 보조력을 발생하는 전동 모터에 한정되는 것이 아니라, 엔진의 가변 밸브 작동 기구의 액츄에이터로서의 모터나, 펌프 구동에 이용되는 모터 등의 다양한 모터에 적용할 수 있다.
또한, 복수의 통전 계통 중 어느 것에 고장이 발생했을 때에, 전동 모터를 사용하는 전동 파워 스티어링 장치의 이상을, 램프, 부저 등의 경고 장치를 작동시켜 차량의 운전자에게 알릴 수 있다.
1A: 제1 인버터, 1B: 제2 인버터, 2A: 제1 권선 조, 2B: 제2 권선 조, 4: 출력 전압 연산부, 5: 모터 회전 연산부, 6: 목표치 연산부, 7A: 제1 출력 듀티 연산부, 7B: 제2 출력 듀티 연산부, 8A: 제1의 2상 3상 변환부, 8B: 제2의 2상 3상 변환부, 9A: 제1 데드타임 보상부, 9B: 제2 데드타임 보상부, 11: 3상 2상 변환부, 12: 판정부, 13A: 제1 온/오프부, 13B: 제2 온/오프부, 130: 전동 모터, 150: 전자 제어 유닛(제어 장치), 301UA, 301VA, 301WA, 301UB, 301VB, 301WB: 전류 센서(전류 검출기), 302: 마이크로컴퓨터, 304A, 304B: 전원 릴레이, 307: 전압 모니터 회로, UHA, VHA, WHA, UHB, VHB, WHB: 고전위 측의 스위칭 소자, ULA, VLA, WLA, ULB, VLB, WLB: 저전위 측의 스위칭 소자

Claims (14)

  1. 인버터와 복수의 상(相)에 대응하는 권선으로 구성되는 통전 계통을 복수 구비한 전동 모터의 제어 장치에 있어서,
    상기 복수의 통전 계통 각각에 관해서 단락의 유무를 검출하여, 상기 복수의 통전 계통 중 일부에서 단락이 검출되었을 때에 단락이 검출되지 않은 통전 계통의 제어 파라미터를 변경하는 제어부를 포함하는, 전동 모터의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 통전 상태의 통전 계통에 관해서 이상의 유무를 검출하는 제1 처리와 통전 정지 상태의 통전 계통에 관해서 이상의 유무를 검출하는 제2 처리에 의해서, 상기 복수의 통전 계통 각각에 관해서 단락의 유무를 검출하는 것인, 전동 모터의 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 처리에서 이상이 검출된 통전 계통에 관해서 상기 제2 처리를 실시하고, 상기 제2 처리에서 이상이 검출되지 않았을 때에, 상기 제1 처리에서 이상이 검출되지 않은 통전 계통에 관해서 상기 제2 처리를 실시하는 것인, 전동 모터의 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 처리에서 이상이 검출되지 않은 통전 계통에 관해서 상기 제2 처리를 실시할 때에, 상기 제1 처리에서 이상이 검출된 통전 계통의 인버터의 구동을 가능한 상태로 하는 것인, 전동 모터의 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 통전 계통 중 일부에서 단락이 검출되었을 때에, 단락이 검출되지 않은 통전 계통에 있어서의 출력 제어의 응답성이 상기 복수의 통전 계통 모두에서 단락이 검출되지 않았을 때와 비교하여 저하되도록, 단락이 검출되지 않은 통전 계통의 제어 파라미터를 변경하는 것인, 전동 모터의 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 통전 계통 중 일부에서 단락이 검출되었을 때에, 단락이 검출되지 않은 통전 계통에 있어서의 출력 제어의 이득(gain)을, 상기 복수의 통전 계통 모두에서 단락이 검출되지 않았을 때와 비교하여 저하시키는 것인, 전동 모터의 제어 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 통전 계통 중 일부에서 단락이 검출되었을 때에, 제어 파라미터의 변경으로서, 상기 제1 처리에 있어서 이상이 검출되기 어렵게 되는 방향으로 상기 제1 처리에서 이용하는 상태량을 변경하는 것인, 전동 모터의 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 단락이 검출된 통전 계통에 관해서, 상기 인버터의 구동을 오프로 하는 처리와, 상기 권선의 통전 라인에 배치된 상 릴레이를 오프로 하는 처리 중 적어도 한쪽을 실시하는 것인, 전동 모터의 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 통전 계통 중 일부에서 단락이 검출되었을 때에, 단락이 검출된 통전 계통의 동작을 정지시키고, 단락이 검출되지 않은 통전 계통의 동작을, 제어 파라미터를 변경하여 계속하게 하는 것인, 전동 모터의 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 통전 계통 중 일부에서 단락이 검출되었을 때에, 제어 파라미터의 변경으로서, 단락 유무의 검출에 있어서 비교하는 상태량의 검출치와 임계치 중 적어도 한쪽을 단락이 검출되기 어렵게 되는 방향으로 변경하는 것인, 전동 모터의 제어 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 통전 계통 중 일부에서 단락이 검출되었을 때에, 제어 편차에 따라서 조작량을 결정하는 처리의 이득을, 단락이 검출되지 않은 통전 계통에 관해서 저하시키는 것인, 전동 모터의 제어 장치.
  12. 인버터와 복수의 상에 대응하는 권선으로 구성되는 통전 계통을 복수 구비한 전동 모터의 제어 방법으로서,
    각 권선의 전기 상태의 검출 신호를 입력하여, 상기 복수의 통전 계통 각각에 관해서 단락의 유무를 검출하는 단계와,
    상기 복수의 통전 계통 각각에 관한 단락 유무의 검출 결과를 판독하여, 상기 복수의 통전 계통 중 일부에서 단락이 검출되었을 때에 단락이 검출되지 않은 통전 계통의 제어 파라미터를 변경하는 단계
    를 포함하는, 전동 모터의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 복수의 통전 계통 각각에 관한 단락 유무의 검출 결과를 판독하여, 상기 복수의 통전 계통 중 일부에서 단락이 검출되었을 때에, 단락이 검출된 통전 계통의 동작을 정지시키고, 단락이 검출되지 않은 통전 계통의 동작을 계속하게 하는 단계를 더 포함하는, 전동 모터의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어 파라미터를 변경하는 단계는, 단락이 검출되지 않은 통전 계통에 관해서 단락이 검출되기 어렵게 되도록 제어 파라미터를 변경하는 단계를 포함하는 것인, 전동 모터의 제어 방법.
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