JP2004215328A - 電動駆動制御装置、電動駆動制御方法及びそのプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動機械と、該電動機械を駆動するためにコイルに電流を供給する電流供給部と、前記コイルに供給される電流を検出電流として検出する電流検出部と、前記電流供給部を作動させるための指令値を発生させる指令値発生処理手段と、前記検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出する積分値算出処理手段91と、各積分値を比較し、比較結果に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常発生判断処理手段93とを有する。この場合、検出電流に基づいて積分値が算出され、積分値に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかが判定されるので、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを確実に判定することができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動駆動制御装置、電動駆動制御方法及びそのプログラムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両、例えば、電動車両としての電気自動車に搭載され、電動機械としての駆動モータのトルク、すなわち、駆動モータトルクを発生させ、該駆動モータトルクを駆動輪に伝達するようにした電動駆動装置において、駆動モータは、力行(駆動)時に、バッテリから直流の電流を受けて駆動され、前記駆動モータトルクを発生させ、回生(発電)時に、電気自動車のイナーシャによってトルクを受け、直流の電流を発生させ、該電流をバッテリに供給するようになっている。
【0003】
そして、駆動モータには、回転自在に配設され、N極及びS極の永久磁石から成る磁極対を備えたロータ、該ロータより径方向外方に配設され、U相、V相及びW相のステータコイルを備えたステータ等の電動機械部品が配設される。
【0004】
また、電動車両としてのハイブリッド型車両に搭載され、エンジンのトルク、すなわち、エンジントルクの一部を第1の電動機械としての発電機(発電機モータ)に、残りを駆動輪に伝達するようにした電動駆動装置においては、サンギヤ、リングギヤ及びキャリヤを備えたプラネタリギヤユニットを有し、前記キャリヤとエンジンとを連結し、リングギヤと駆動輪とを連結し、サンギヤと発電機とを連結し、前記リングギヤ及び第2の電動機械としての駆動モータから出力された回転を駆動輪に伝達して駆動力を発生させるようにしている。
【0005】
そして、発電機及び駆動モータには、回転自在に配設され、N極及びS極の永久磁石から成る磁極対を備えたロータ、該ロータより径方向外方に配設され、U相、V相及びW相のステータコイルを備えたステータ等の電動機械部品が配設される。
【0006】
また、前記電気自動車には駆動モータ制御装置が、前記ハイブリッド型車両には発電機制御装置及び駆動モータ制御装置がそれぞれ電動機械制御装置として配設され、該電動機械制御装置において発生させられたU相、V相及びW相のパルス幅変調信号をインバータに送り、該インバータにおいて発生させられた相電流、すなわち、U相、V相及びW相の電流を前記各ステータコイルに供給することによって、前記駆動モータを駆動して駆動モータトルクを発生させたり、発電機を駆動して、発電機のトルク、すなわち、発電機トルクを発生させたりするようになっている。
【0007】
ところで、前記電動駆動装置において、例えば、前記駆動モータ、電動機械部品、インバータにおけるゲート信号線等に異常が発生することがある。そこで、各ステータコイルに供給される各相の電流を検出し、各相の電流をd軸電流及びq軸電流に変換するとともに、該d軸電流及びq軸電流とd軸電流指令値及びq軸電流指令値との偏差に基づいて、又は該偏差の積分値に基づいて、前記駆動モータ、電動機械部品、ゲート信号線等に異常が発生したかどうかを判定するようにした異常判定方法が提供されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
【特許文献1】
特開平11−332002号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の異常判定方法においては、d軸電流とd軸電流指令値との、及びq軸電流とq軸電流指令値との各偏差に基づいて、又は該偏差の積分値に基づいて、異常が発生したことを判定しているが、U相、V相及びW相の各電流に基づいて異常が発生したかどうかを判定しようとしても、U相、V相及びW相には電流指令値が存在しないので異常が発生したかどうかを判定することができない。さらに、前記異常判定方法においては、dq座標軸上で異常を検出するようにしているので、異常の検出は可能であるものの、U相、V相及びW相の電流のうちのいずれの相の電流に異常が発生しているかを判定することはできない。
【0010】
本発明は、前記従来の異常判定方法の問題点を解決して、U相、V相及びW相の電流に基づいて異常が発生したかどうかを判定することができ、U相、V相及びW相の電流のうちのいずれの相の電流に異常が発生したかどうかを判定することができる電動駆動制御装置、電動駆動制御方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の電動駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械を駆動するためにコイルに電流を供給する電流供給部と、前記コイルに供給される電流を検出電流として検出する電流検出部と、前記電流供給部を作動させるための指令値を発生させる指令値発生処理手段と、前記検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出する積分値算出処理手段と、各積分値を比較し、比較結果に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常発生判断処理手段とを有する。
【0012】
本発明の他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記積分値算出処理手段は、前記検出電流が所定の値より大きくなる所定の区間における検出電流に基づいて積分値を算出する。
【0013】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記異常発生判断処理手段は、同相内の正の積分値と負の積分値とを比較する。
【0014】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記異常発生判断処理手段は、各相の正の積分値同士及び負の積分値同士を比較する。
【0015】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、前記異常発生判断処理手段は、各相の正の積分値と負の積分値とを所定の組合わせで比較する。
【0016】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械を駆動するためにコイルに電流を供給する電流供給部と、前記コイルに供給される電流を検出電流として検出する電流検出部と、前記電流供給部を作動させるための指令値を発生させる指令値発生処理手段と、前記検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出する積分値算出処理手段と、前記指令値及び各積分値に基づいて、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常発生判断処理手段とを有する。
【0017】
本発明の電動駆動制御方法においては、電動機械を駆動するためにコイルに電流を供給し、前記コイルに供給される電流を検出電流として検出し、電流供給部を作動させるための指令値を発生させ、前記検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出し、各積分値を比較し、比較結果に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する。
【0018】
本発明の電動駆動制御方法のプログラムにおいては、コンピュータを、電流供給部を作動させるための指令値を発生させる指令値発生処理手段、電流検出部によって検出された検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出する積分値算出処理手段、並びに各積分値を比較し、比較結果に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常発生判断処理手段として機能させる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この場合、電動車両としての電気自動車について説明する。
【0020】
図1は本発明の第1の実施の形態における電動駆動制御装置の機能ブロック図である。
【0021】
図において、31は電動機械としての駆動モータ、40は該駆動モータ31を駆動するために図示されないコイルに電流を供給する電流供給部としてのインバータ、33、34は前記コイルに供給される電流を検出電流として検出する電流検出部としての電流センサ、47は前記インバータ40を作動させるための指令値を発生させる指令値発生処理手段としてのトルク指令・電流指令変換部、91は前記検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出する積分値算出処理手段、93は、各積分値を比較し、比較結果に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常発生判断処理手段である。
【0022】
図2は本発明の第1の実施の形態における電気自動車の概略図、図3は本発明の第1の実施の形態における駆動モータ制御装置のブロック図である。
【0023】
図において、31は電動機械としての駆動モータであり、該駆動モータ31は電気自動車の図示されない駆動軸等に取り付けられる。本実施の形態においては、前記駆動モータ31としてDCブラシレス駆動モータが使用される。前記駆動モータ31は、回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータより径方向外方に配設されたステータを備える。前記ロータは、前記駆動軸と連結された図示されない出力軸に図示されないハブを介して取り付けられたロータコア、及び該ロータコアの円周方向における複数箇所に配設された永久磁石を備え、該永久磁石のS極及びN極によって磁極対が構成される。また、前記ステータは、円周方向における複数箇所に、径方向内方に向けて突出させてティースが形成された図示されないステータコア、並びに前記ティースに巻装されたU相、V相及びW相のコイルとしてのステータコイル11〜13を備える。なお、前記出力軸に、磁極位置θを検出するための磁極位置検出部としてレゾルバ71が配設され、該レゾルバ71は、センサ出力として磁極位置信号SGθを発生させ、電動機械制御装置としての駆動モータ制御装置45に送る。なお、前記駆動モータ31、インバータ40、図示されない駆動輪等によって電動駆動装置が構成される。
【0024】
そして、前記駆動モータ31を駆動して電気自動車を走行させるために、バッテリ14からの直流の電流が電流供給部としてのインバータ40によって相電流、すなわち、U相、V相及びW相の電流Iu、Iv、Iwに変換され、各相の電流Iu、Iv、Iwはそれぞれ各ステータコイル11〜13に供給される。
【0025】
そのために、前記インバータ40は、6個のスイッチング素子としてのトランジスタTr1〜Tr6を備え、各トランジスタTr1〜Tr6を選択的にオン・オフさせることによって、前記各相の電流Iu、Iv、Iwを発生させることができるようになっている。
【0026】
なお、本実施の形態においては、電流供給部としてインバータ40を使用するようになっているが、該インバータ40に代えて、2〜6個のスイッチング素子を一つのパッケージに組み込むことによって形成されたIGBT等のパワーモジュールを使用したり、IGBTにドライブ回路等を組み込むことによって形成されたIPMを使用したりすることもできる。
【0027】
ところで、前記ステータコイル11〜13はスター結線されているので、各相のうちの二つの相の電流の値が決まると、残りの一つの相の電流の値も決まる。したがって、各相の電流Iu、Iv、Iwを制御するために、例えば、ステータコイル11、12のリード線にU相及びV相の電流Iu、Ivを検出電流iu、ivとして検出する電流検出部としての電流センサ33、34が配設され、該電流センサ33、34は、検出電流iu、ivを駆動モータ制御装置45に送り、該駆動モータ制御装置45は検出電流iu、ivに基づいて検出電流iw
iw=−iu−iv
を算出することによって検出する。
【0028】
本実施の形態においては、U相及びV相の電流Iu、Ivを検出するために電流センサ33、34が配設され、前記モータ制御装置によって検出電流iwを算出するようになっているが、W相の電流Iwを検出するための電流センサを配設することもできる。
【0029】
前記駆動モータ制御装置45には、コンピュータとして機能する図示されないCPUのほかに、データを記録したり、各種のプログラムを記録したりするためのRAM、ROM等の図示されない記録装置が配設される。
【0030】
そして、前記RAMには、各種のプログラム、データ等が記録されるようになっているが、プログラム、データ等を同じ外部の記録媒体に記録することもできる。その場合、例えば、前記駆動モータ制御装置45にフラッシュメモリを配設し、前記外部の記録媒体から前記プログラム、データ等を読み出してフラッシュメモリに記録する。したがって、外部の記録媒体を交換することによって、前記プログラム、データ等を更新することができる。
【0031】
そして、前記駆動モータ制御装置45の磁極位置算出部46は、磁極位置信号SGθを読み込み、磁極位置信号SGθに従って磁極位置θを算出する。また、前記駆動モータ制御装置45の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、駆動モータ回転速度算出処理を行い、磁極位置算出部46によって算出された磁極位置θに基づいて駆動モータ31の回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度NMを算出する。また、前記駆動モータ制御装置45の図示されない車速検出処理手段は、車速検出処理を行い、前記駆動モータ回転速度NMに対応する車速Vを検出し、検出された車速Vを、電気自動車の全体の制御を行う図示されない車両制御装置に送る。
【0032】
そして、該車両制御装置の図示されない車両用指令値発生処理手段は、車両用指令値発生処理を行い、前記車速V及び図示されないアクセル開度検出部において検出されたアクセル開度を読み込み、車速V及びアクセル開度に基づいて車両要求トルクTO* を算出し、該車両要求トルクTO* に対応させて駆動モータトルクTMの目標値を表す駆動モータ目標トルク(トルク指令値)TM* を発生させ、該駆動モータ目標トルクTM* を前記駆動モータ制御装置45に送る。次に、該駆動モータ制御装置45は、前記駆動モータ目標トルクTM* を受けると、駆動モータ31の制御を行う。
【0033】
なお、駆動モータ制御装置45の図示されないメモリはd軸用及びq軸用の電流指令値マップを備える。
【0034】
そして、駆動モータ制御装置45の図示されない電流用の指令値発生処理手段としてのトルク指令・電流指令変換部47は、指令値発生処理を行い、バッテリ電圧検出センサ15によって検出されたバッテリ14の電圧、すなわち、バッテリ電圧VBを読み込むとともに、駆動モータ回転速度NMを読み込み、前記各電流指令値マップを参照して、前記駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を、インバータ40を作動させるための電流用の指令値として算出し、減算器62、63に送る。
【0035】
ところで、前記駆動モータ制御装置45においては、ロータにおける磁極対の方向にd軸を、該d軸と直角の方向にq軸をそれぞれ採ったd−q軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御が行われるようになっている。
【0036】
そのために、前記駆動モータ制御装置45は、電流センサ33、34から検出電流iu、ivを読み込む。そして、駆動モータ制御装置45の第1の変換処理手段としてのUV−dq変換部61は、第1の変換処理を行い、前記検出電流iu、iv及び前記磁極位置θに基づいて三相/二相変換を行い、検出電流iu、ivをそれぞれd軸電流id及びq軸電流iqに変換する。
【0037】
次に、d軸電流idは減算器62に送られ、該減算器62においてd軸電流idと前記d軸電流指令値id* とのd軸電流偏差Δidが算出され、該d軸電流偏差Δidが電圧指令値発生部64に送られる。一方、q軸電流iqは減算器63に送られ、該減算器63においてq軸電流iqと前記q軸電流指令値iq* とのq軸電流偏差Δiqが算出され、該q軸電流偏差Δiqが電圧指令値発生部65に送られる。
【0038】
そして、前記電圧指令値発生部64、65は、前記d軸電流偏差Δid及びq軸電流偏差Δiqが零(0)になるように、2軸上のインバータ出力としてのd軸電圧指令値Vd* 及びq軸電圧指令値Vq* をそれぞれ発生させ、該d軸電圧指令値Vd* 及びq軸電圧指令値Vq* をそれぞれ駆動モータ制御装置45の第2の変換処理手段としてのdq−UV変換器67に送る。
【0039】
なお、前記電圧指令値発生部64、65によって駆動モータ制御装置45の電圧用の第1の指令値発生処理手段が構成され、電圧指令値発生部64、65は、前記検出電流iu、iv、iwに基づいて、前記d軸電圧指令値Vd* 及びq軸電圧指令値Vq* を電圧用の第1の指令値として発生させる。
【0040】
続いて、前記dq−UV変換器67は、第2の変換処理を行い、前記d軸電圧指令値Vd* 、q軸電圧指令値Vq* 及び磁極位置θを読み込み、二相/三相変換を行い、d軸電圧指令値Vd* 及びq軸電圧指令値Vq* をU相、V相及びW相の電圧指令値Vu* 、Vv* 、Vw* に変換し、該電圧指令値Vu* 、Vv* 、Vw* をPWM発生器68に送る。なお、前記dq−UV変換器67によって駆動モータ制御装置45の電圧用の第2の指令値発生処理手段が構成され、dq−UV変換器67は、前記電圧指令値Vu* 、Vv* 、Vw* を電圧用の第2の指令値として発生させる。
【0041】
前記PWM発生器68は、前記各相の電圧指令値Vu* 、Vv* 、Vw* 及び前記バッテリ電圧VBに基づいて、前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に対応するパルス幅を有する各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを発生させ、ドライブ回路51に送る。
【0042】
該ドライブ回路51は、前記各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを受けて、トランジスタTr1〜Tr6を駆動するための6個のゲート信号をそれぞれ発生させ、該ゲート信号をインバータ40に送る。該インバータ40は、前記ゲート信号がオンの間だけトランジスタTr1〜Tr6をオンにして各相の電流Iu、Iv、Iwを発生させ、該各相の電流Iu、Iv、Iwを前記各ステータコイル11〜13に供給する。
【0043】
このように、駆動モータ目標トルクTM* に基づいてトルク制御が行われ、駆動モータ31が駆動されて電動車両が走行させられる。なお、17はインバータ40とバッテリ14との間に配設された平滑用のコンデンサである。また、前記PWM発生器68、ドライブ回路51、インバータ40等によって、駆動モータ31を駆動する駆動装置部が構成される。
【0044】
ところで、前記電動駆動装置において、例えば、前記駆動モータ31、駆動モータ31の電動機械部品、インバータ40、ゲート信号をインバータ40に送るためのゲート信号線等に異常が発生することがあるが、その場合、前記駆動モータ制御装置45の図示されない異常判定処理手段によって、異常判定処理を行い、異常が発生したかどうかを判定するようにしている。
【0045】
次に、異常判定処理手段の動作について説明する。
【0046】
図4は本発明の第1の実施の形態における異常判定処理手段の動作を示すメインフローチャート、図5は本発明の第1の実施の形態におけるU相電流異常判定処理のサブルーチンを示す図、図6は本発明の第1の実施の形態におけるV相電流異常判定処理のサブルーチンを示す図、図7は本発明の第1の実施の形態におけるW相電流異常判定処理のサブルーチンを示す図、図8は本発明の第1の実施の形態におけるU相電流異常判定処理の動作を示すタイムチャートである。
【0047】
この場合、検出電流iu、iv、iwに基づいて、各相の正及び負の積分値を算出し、同相内で正の積分値と負の積分値とを比較し、比較結果に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判定するようになっている。
【0048】
そのために、まず、異常判定処理手段の判定条件成立判断処理手段は、判定条件成立判断処理を行い、駆動モータ目標トルクTM* を読み込み、該駆動モータ目標トルクTM* の変化率ΔTM* を算出する。続いて、判定条件成立判断処理手段は、前記変化率ΔTM* が閾(しきい)値TM* thより小さいかどうかによって判定条件が成立するかどうかを判断する。変化率ΔTM* が閾値TM* thより小さく、判定条件が成立する場合、異常判定処理手段のU相電流異常判定処理手段は、U相電流異常判定処理を行い、U相の電流が異常であるかどうか判定し、次に、異常判定処理手段のV相電流異常判定処理手段は、V相電流異常判定処理を行い、V相の電流が異常であるかどうか判定し、続いて、異常判定処理手段のW相電流異常判定処理手段は、W相電流異常判定処理を行い、W相の電流が異常であるかどうか判定する。また、変化率ΔTM* が閾値TM* th以上であり、判定条件が成立しない場合、処理を終了する。
【0049】
駆動モータ目標トルクTM* が大きく変化し、変化率ΔTM* が閾値TM* th以上である場合、駆動モータ31(図2)に供給される電流Iu、Iv、Iwが安定しないが、このように、駆動モータ31に供給される電流Iu、Iv、Iwが安定するまで各相の電流Iu、Iv、Iwが異常であるかどうかの判定が禁止されるので、判定の精度を高くすることができる。
【0050】
前記U相電流異常判定処理手段、V相電流異常判定処理手段及びW相電流異常判定処理手段において、各相の電流Iu、Iv、Iwの半周期ごと(ゼロクロスからゼロクロスまで)に、検出電流iu、iv、iwの正の積分値Siup、Sivp、Siwpと負の積分値Sium、Sivm、Siwmとが比較される。各相の電流Iu、Iv、Iwの波形は、理論上正弦波になり、その場合、同相内の積分値Siupと積分値Siumとが、積分値Sivpと積分値Sivmとが、積分値Siwpと積分値Siwmとが互いに等しくなる。そこで、積分値Siupと積分値Siumとが、積分値Sivpと積分値Sivmとが、積分値Siwpと積分値Siwmとが互いに等しいかどうかによって各相の電流Iu、Iv、Iwが正常であるか異常であるかを判定するようにしている。
【0051】
そして、各相の電流Iu、Iv、Iwのうちのいずれかの電流が異常である場合、前記異常判定処理手段の異常発生判断処理手段93(図1)は、異常発生判断処理を行い、電動駆動装置に異常が発生したと判定し、ドライブ回路51によって発生させられ、インバータ40に送られるゲート信号をオフにして、駆動モータ31のシャットダウンを行う。
【0052】
このように、実際の検出電流iu、iv、iwに基づいて積分値Siup、Siumが算出され、該積分値Siupと積分値Siumとが、積分値Sivpと積分値Sivmとが、積分値Siwpと積分値Siwmとが比較され、比較結果に基づいて、各相の電流Iu、Iv、Iwが異常であるかどうかの判定が行われるので、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを確実に判定することができる。例えば、短絡によって過電流、過電圧、過熱等の現象が起こった場合に、異常が発生したことを判定することができるだけでなく、過電流、過電圧、過熱等の現象が起こらない場合、例えば、トランジスタTr1〜Tr6が破損したり、ゲート信号線等が断線したりして、前記電動駆動装置に開放による異常が発生した場合においても、異常が発生したことを確実に判定することができる。また、レゾルバ71、図示されないR/Dコンバータ等のように磁極位置θを算出するために必要な電動機械部品に異常が発生した場合、検出電流iu、iv、iwに乱れが生じた場合等においても、異常が発生したことを確実に判定することができる。
【0053】
そして、多くのサンプリングタイミングで読み込んだ検出電流iu、iv、iwを積分して積分値Siup、Sium、Sivp、Sivm、Siwp、Siwmを算出するようになっているので、検出電流iu、iv、iwが小さいときでも、異常が発生したことを確実に判定することができる。
【0054】
さらに、ノイズによる異常の誤判定をなくすこともできる。
【0055】
次に、図4のフローチャートについて説明する。
ステップS1 変化率ΔTM* が閾値TM* thより小さいかどうかを判断する。変化率ΔTM* が閾値TM* thより小さい場合はステップS2に進み、変化率ΔTM* が閾値TM* th以上である場合は処理を終了する。
ステップS2 U相電流異常判定処理を行う。
ステップS3 V相電流異常判定処理を行う。
ステップS4 W相電流異常判定処理を行う。
ステップS5 各相の電流Iu、Iv、Iwのうちのいずれかの電流が異常であるかどうかを判断する。各相の電流Iu、Iv、Iwのうちのいずれかの電流が異常である場合はステップS6に進み、異常でない場合は処理を終了する。
ステップS6 異常が発生したと判断し、シャットダウンを行い、処理を終了する。
【0056】
なお、U相及びV相の電流Iu、Ivを検出する電流センサ33、34のほかに、W相の電流Iwを検出する電流センサが配設される場合、一つの相の電流だけが異常である場合、電流センサが故障していると仮定して、他の二つの相の検出電流に基づいて電流センサが故障している相の検出電流を算出することができる。この場合、各ステータコイルはスター結線又はデルタ結線されていることが前提となる。
【0057】
次に、ステップS2におけるU相電流異常判定処理のサブルーチンについて説明する。
【0058】
この場合、前記U相電流異常判定処理手段の積分値算出処理手段91は、積分値算出処理を行い、あらかじめ設定された所定のサンプリング周期で検出電流iuを読み込み、検出電流iuの積分値Siuを算出するようになっている。そして、前記積分値算出処理が行われている間、前記U相電流異常判定処理手段の正負判定処理手段は、正負判定処理を行い、現在、正の検出電流iuについて正の積分が行われているかどうかを判断する。
【0059】
なお、各サンプリングタイミングi(i=1、2、…)における検出電流iuのサンプリング値をiu(i)(i=1、2、…)とし、前記各サンプリングタイミングiにおける積分値SiuをSiu(i)とすると、積分値Siu(i)は、各サンプリング値iu(i)を前回の積分値Siu(i−1)に加算することによって算出される。したがって、前回の積分値Siu(i−1)が正の値を採るか、負の値を採るかによって、正の積分が行われているかどうかを判断することができる。
【0060】
正の積分が行われている場合、U相電流異常判定処理手段のゼロクロス判定処理手段は、ゼロクロス判定処理を行い、前記検出電流iuに基づいてゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。この場合、ノイズによってゼロクロスを誤って判定することがないように所定の値として設定された調整値をiuthとしたとき、ゼロクロス判定処理手段は、サンプリング値iu(i)が、
iu(i)<iuth
であるかどうかによってゼロクロスの判定を行う。そして、ゼロクロスの判定が行われると、前記積分値算出処理手段91は、正の積分を終了し、前記積分値Siu(i)を正の積分値Siupとして記録装置に記録し、続いて、負の検出電流iuについての負の積分を開始する。
【0061】
一方、正の積分が行われていない場合、すなわち、負の積分が行われている場合、前記ゼロクロス判定処理手段は、前記検出電流iuに基づいて、ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。この場合、ゼロクロス判定処理手段は、サンプリング値iu(i)が、
iu(i)>iuth
であるかどうかによってゼロクロスの判定を行う。そして、ゼロクロスの判定が行われると、前記積分値算出処理手段91は、負の積分を終了し、前記積分値Siu(i)を負の積分値Siumとして記録装置に記録し、続いて、正の検出電流iuについて正の積分を開始する。
【0062】
このようにして、積分値Siup、Siumが記録されると、前記U相電流異常判定処理手段の電流異常判定処理手段は、電流異常判定処理を行い、積分値Siup、Siumを互いに加算し、加算された値の絶対値|Siup+Sium|を積分値差ΔSiuとして算出し、該積分値差ΔSiuが閾値Siuthより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiuが閾値Siuthより大きい場合、電流異常判定処理手段はU相の電流Iuが異常であると判定する。なお、本実施の形態においては、積分値Siup、Siumを互いに加算することによって積分値差ΔSiuを算出するようになっているが、積分値Siup、Siumの各絶対値|Siup|、|Sium|を算出し、各絶対値|Siup|、|Sium|の差を積分値差ΔSiuとすることもできる。
【0063】
また、積分値差ΔSiuが閾値Siuth以下である場合、電流異常判定処理手段は処理を終了する。
【0064】
ところで、前述されたように、ノイズによってゼロクロスを誤って判定することがないように調整値iuthが設定されるようになっているので、図8に示されるように、正の検出電流iuが調整値iuthより大きくなるサンプリングタイミングt1で正の積分値Siupの算出が開始され、負の検出電流iuが調整値iuthより小さくなるサンプリングタイミングt2で、正の積分値Siupの算出が終了され、負の積分値Siumの算出が開始され、正の検出電流iuが調整値iuthより大きくなるサンプリングタイミングt3で負の積分値Siumの算出が終了される。なお、図8において、iu(1)、iu(2)、iu(n)は、サンプリングタイミングt1、t2、tnにおける検出電流iuのサンプリング値である。
【0065】
また、正の検出電流iuが調整値iuth以下になるサンプリングタイミングi、及び負の検出電流iuが調整値iuth以上になるサンプリングタイミングiにおける検出電流iu(i)は、
iu(i)=0
にされ、積分値Siuの算出用として使用されない。したがって、実質的に正の検出電流iuが調整値iuthより大きい区間だけ正の積分値Siupが算出され、実質的に負の検出電流iuが調整値iuthより小さい区間だけ負の積分値Siumが算出される。
【0066】
次に、図5のフローチャートについて説明する。
ステップS2−1 正の積分が行われているかどうかを判断する。正の積分が行われている場合はステップS2−2に、行われていない場合はステップS2−5に進む。
ステップS2−2 サンプリング値iu(i)が調整値iuthより小さいかどうかを判断する。サンプリング値iu(i)が調整値iuthより小さい場合はステップS2−3に、サンプリング値iu(i)が調整値iuth以上である場合はステップS2−9に進む。
ステップS2−3 正の積分を終了し、正の積分値Siupを記録する。
ステップS2−4 負の積分を開始する。
ステップS2−5 負の積分が行われているかどうかを判断する。負の積分が行われている場合はステップS2−6に、行われていない場合はステップS2−9に進む。
ステップS2−6 サンプリング値iu(i)が調整値iuthより大きいかどうかを判断する。サンプリング値iu(i)が調整値iuthより大きい場合はステップS2−7に、サンプリング値iu(i)が調整値iuth以下である場合はステップS2−9に進む。
ステップS2−7 負の積分を終了し、負の積分値Siumを記録する。
ステップS2−8 正の積分を開始する。
ステップS2−9 正の積分値Siup及び負の積分値Siumが記録されたかどうかを判断する。正の積分値Siup及び負の積分値Siumが記録された場合はステップS2−10に進み、記録されていない場合はステップS2−1に戻る。
ステップS2−10 積分値差ΔSiuが閾値Siuthより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiuが閾値Siuthより大きい場合はステップS2−11に進み、積分値差ΔSiuが閾値Siuth以下である場合はリターンする。
ステップS2−11 U相の電流Iuが異常であると判定し、リターンする。
【0067】
次に、ステップS3におけるV相電流異常判定処理のサブルーチンについて説明する。
【0068】
この場合、前記V相電流異常判定処理手段の積分値算出処理手段91は、積分値算出処理を行い、あらかじめ設定された所定のサンプリング周期で検出電流ivを読み込み、検出電流ivの積分値Sivを算出するようになっている。そして、前記積分値算出処理が行われている間、前記V相電流異常判定処理手段の正負判定処理手段は、正負判定処理を行い、現在、正の検出電流ivについて正の積分が行われているかどうかを判断する。なお、前記U相電流異常判定処理と同様に、前回の積分値Siv(i−1)が正の値を採るか、負の値を採るかによって、正の積分が行われているかどうかを判断することができる。
【0069】
正の積分が行われている場合、V相電流異常判定処理手段のゼロクロス判定処理手段は、ゼロクロス判定処理を行い、前記検出電流ivに基づいてゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。この場合、ノイズによってゼロクロスを誤って判定することがないように設定された調整値をivthとしたとき、ゼロクロス判定処理手段は、サンプリング値iv(i)が、
iv(i)<ivth
であるかどうかによってゼロクロスの判定を行う。そして、ゼロクロスの判定が行われると、前記積分値算出処理手段91は、正の積分を終了し、前記積分値Siv(i)を正の積分値Sivpとして記録装置に記録し、続いて、負の検出電流ivについての負の積分を開始する。
【0070】
一方、負の積分が行われている場合、前記ゼロクロス判定処理手段は、前記検出電流ivに基づいて、ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。この場合、ゼロクロス判定処理手段は、サンプリング値iv(i)が、
iv(i)>ivth
であるかどうかによってゼロクロスの判定を行う。そして、ゼロクロスの判定が行われると、前記積分値算出処理手段91は、負の積分を終了し、前記積分値Siv(i)を負の積分値Sivmとして記録装置に記録し、続いて、正の検出電流ivについての正の積分を開始する。
【0071】
このようにして、積分値Sivp、Sivmが記録されると、前記V相電流異常判定処理手段の電流異常判定処理手段は、電流異常判定処理を行い、積分値Sivp、Sivmを互いに加算し、加算された値の絶対値|Sivp+Sivm|を積分値差ΔSivとしてを算出し、該積分値差ΔSivが閾値Sivthより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSivが閾値Sivthより大きい場合、電流異常判定処理手段はV相の電流Ivが異常であると判定する。
【0072】
また、積分値差ΔSivが閾値Sivth以下である場合、電流異常判定処理手段は、積分値Sivp、Sivmをクリアし、処理を終了する。
【0073】
なお、この場合、前記U相電流異常判定処理と同様に、正の検出電流ivが調整値ivthより大きくなるサンプリングタイミングで正の積分値Sivpの算出が開始され、負の検出電流ivが調整値ivthより小さくなるサンプリングタイミングで、正の積分値Sivpの算出が終了され、負の積分値Sivmの算出が開始され、正の検出電流ivが調整値ivthより大きくなるサンプリングタイミングで負の積分値Sivmの算出が終了される。
【0074】
また、実質的に正の検出電流ivが調整値ivthより大きい区間だけ正の積分値Sivpが算出され、実質的に負の検出電流ivが調整値ivthより小さい区間だけ負の積分値Sivmが算出される。
【0075】
次に、図6のフローチャートについて説明する。
ステップS3−1 正の積分が行われているかどうかを判断する。正の積分が行われている場合はステップS3−2に、行われていない場合はステップS3−5に進む。
ステップS3−2 サンプリング値iv(i)が調整値ivthより小さいかどうかを判断する。サンプリング値iv(i)が調整値ivthより小さい場合はステップS3−3に、サンプリング値iv(i)が調整値ivth以上である場合はステップS3−9に進む。
ステップS3−3 正の積分を終了し、正の積分値Sivpを記録する。
ステップS3−4 負の積分を開始する。
ステップS3−5 負の積分が行われているかどうかを判断する。負の積分が行われている場合はステップS3−6に、行われていない場合はステップS3−9に進む。
ステップS3−6 サンプリング値iv(i)が調整値ivthより大きいかどうかを判断する。サンプリング値iv(i)が調整値ivthより大きい場合はステップS3−7に、サンプリング値iv(i)が調整値ivth以下である場合はステップS3−9に進む。
ステップS3−7 負の積分を終了し、負の積分値Sivmを記録する。
ステップS3−8 正の積分を開始する。
ステップS3−9 正の積分値Sivp及び負の積分値Sivmが記録されたかどうかを判断する。正の積分値Sivp及び負の積分値Sivmが記録された場合はステップS3−10に進み、記録されていない場合はステップS3−1に戻る。
ステップS3−10 積分値差ΔSivが閾値Sivthより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSivが閾値Sivthより大きい場合はステップS3−11に進み、積分値差ΔSivが閾値Sivth以下である場合はリターンする。
ステップS3−11 V相の電流Ivが異常であると判定し、リターンする。
【0076】
次に、ステップS4におけるW相電流異常判定処理のサブルーチンについて説明する。
【0077】
この場合、前記W相電流異常判定処理手段の積分値算出処理手段91は、積分値算出処理を行い、あらかじめ設定された所定のサンプリング周期で検出電流iwを読み込み、該検出電流iwの積分値Siwを算出するようになっている。そして、前記積分値算出処理が行われている間、前記W相電流異常判定処理手段の正負判定処理手段は、正負判定処理を行い、現在、正の検出電流iwについて正の積分が行われているかどうかを判断する。なお、前記U相電流異常判定処理と同様に、前回の積分値Siw(i−1)が正の値を採るか、負の値を採るかによって、正の積分が行われているかどうかを判断することができる。
【0078】
正の積分が行われている場合、W相電流異常判定処理手段のゼロクロス判定処理手段は、ゼロクロス判定処理を行い、前記検出電流iwに基づいてゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。この場合、ノイズによってゼロクロスを誤って判定することがないように設定された調整値をiwthとしたとき、ゼロクロス判定処理手段は、サンプリング値iw(i)が、
iw(i)<iwth
であるかどうかによってゼロクロスの判定を行う。そして、ゼロクロスの判定が行われると、前記積分値算出処理手段91は、正の積分を終了し、前記積分値Siw(i)を正の積分値Siwpとして記録装置に記録し、続いて、負の検出電流iwについての負の積分を開始する。
【0079】
一方、負の積分が行われている場合、前記ゼロクロス判定処理手段は、前記検出電流iwに基づいて、ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。この場合、ゼロクロス判定処理手段は、サンプリング値iw(i)が、
iw(i)>iwth
であるかどうかによってゼロクロスの判定を行う。そして、ゼロクロスの判定が行われると、前記積分値算出処理手段91は、負の積分を終了し、前記積分値Siw(i)を負の積分値Siwmとして記録装置に記録し、続いて、正の検出電流iwについての正の積分を開始する。
【0080】
このようにして、積分値Siwp、Siwmが記録されると、前記W相電流異常判定処理手段の電流異常判定処理手段は、電流異常判定処理を行い、積分値Siwp、Siwmを互いに加算し、加算された値の絶対値|Siwp+Siwm|を積分値差ΔSiwとしてを算出し、該積分値差ΔSiwが閾値Siwthより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiwが閾値Siwthより大きい場合、電流異常判定処理手段はW相の電流Iwが異常であると判定する。
【0081】
また、積分値差ΔSiwが閾値Siwth以下である場合、電流異常判定処理手段は、積分値Siwp、Siwmをクリアし、処理を終了する。
【0082】
なお、この場合、前記U相電流異常判定処理と同様に、正の検出電流iwが調整値iwthより大きくなるサンプリングタイミングで正の積分値Siwpの算出が開始され、負の検出電流iwが調整値iwthより小さくなるサンプリングタイミングで、正の積分値Siwpの算出が終了され、負の積分値Siwmの算出が開始され、正の検出電流iwが調整値iwthより大きくなるサンプリングタイミングで負の積分値Siwmの算出が終了される。
【0083】
また、実質的に正の検出電流iwが調整値iwthより大きい区間だけ正の積分値Siwpが算出され、実質的に負の検出電流iwが調整値iwthより小さい区間だけ負の積分値Siwmが算出される。
【0084】
次に、図7のフローチャートについて説明する。
ステップS4−1 正の積分が行われているかどうかを判断する。正の積分が行われている場合はステップS4−2に、行われていない場合はステップS4−5に進む。
ステップS4−2 サンプリング値iw(i)が調整値iwthより小さいかどうかを判断する。サンプリング値iw(i)が調整値iwthより小さい場合はステップS4−3に、サンプリング値iw(i)が調整値iwth以上である場合はステップS4−9に進む。
ステップS4−3 正の積分を終了し、正の積分値Siwpを記録する。
ステップS4−4 負の積分を開始する。
ステップS4−5 負の積分が行われているかどうかを判断する。負の積分が行われている場合はステップS4−6に、行われていない場合はステップS4−9に進む。
ステップS4−6 サンプリング値iw(i)が調整値iwthより大きいかどうかを判断する。サンプリング値iw(i)が調整値iwthより大きい場合はステップS4−7に、サンプリング値iw(i)が調整値iwth以下である場合はステップS4−9に進む。
ステップS4−7 負の積分を終了し、負の積分値Siwmを記録する。
ステップS4−8 正の積分を開始する。
ステップS4−9 正の積分値Siwp及び負の積分値Siwmが記録されたかどうかを判断する。正の積分値Siwp及び負の積分値Siwmが記録された場合はステップS4−10に進み、記録されていない場合はステップS4−1に戻る。
ステップS4−10 積分値差ΔSiwが閾値Siwthより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiwが閾値Siwthより大きい場合はステップS4−11に進み、積分値差ΔSiwが閾値Siwth以下である場合は処理を終了する。
ステップS4−11 W相の電流Iwが異常であると判定し、処理を終了する。
【0085】
次に、各相間で正の積分値同士を互いに比較し、負の積分値同士を互いに比較するようにした本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【0086】
図9は本発明の第2の実施の形態における異常判定処理手段の動作を示すメインフローチャート、図10は本発明の第2の実施の形態における異常発生判断処理のサブルーチンを示す図である。
【0087】
まず、前記異常判定処理手段の判定条件成立判断処理手段は、判定条件成立判断処理を行い、駆動モータ目標トルクTM* を読み込み、該駆動モータ目標トルクTM* の変化率ΔTM* を算出する。続いて、判定条件成立判断処理手段は、前記変化率ΔTM* が閾値TM* thより小さいかどうかによって判定条件が成立するかどうかを判断する。変化率ΔTM* が閾値TM* thより小さく、判定条件が成立する場合、異常判定処理手段のU相積分値算出処理手段は、U相積分値算出処理を行い、U相の検出電流iuの正の積分値Siup及び負の積分値Siumを算出し、次に、異常判定処理手段のV相積分値算出処理手段は、V相積分値算出処理を行い、V相の検出電流ivの正の積分値Sivp及び負の積分値Sivmを算出し、続いて、異常判定処理手段のW相積分値算出処理手段は、W相積分値算出処理を行い、W相の検出電流iwの正の積分値Siwp及び負の積分値Siwmを算出する。また、変化率ΔTM* が閾値TM* th以上であり、判定条件が成立しない場合、処理を終了する。続いて、異常発生判断処理手段93(図1)は、異常発生判断処理を行い、前記U相積分値算出処理、V相積分値算出処理及びW相積分値算出処理において算出された各相の積分値Siup、Sium、Sivp、Sivm、Siwp、Siwmに基づいて、各相の正の積分値同士及び負の積分値同士を比較し、比較結果に基づいて、異常が発生したかどうかを判断する。そして、異常が発生した場合、前記異常判定処理手段は、電動駆動装置に異常が発生したと判断し、ドライブ回路51(図2)によって発生させられ、電流供給部としてのインバータ40に送られるゲート信号をオフにして、電動機械としての駆動モータ31のシャットダウンを行う。
【0088】
次に、図9のフローチャートについて説明する。
ステップS11 変化率ΔTM* が閾値TM* thより小さいかどうかを判断する。変化率ΔTM* が閾値TM* thより小さい場合はステップS12に進み、変化率ΔTM* が閾値TM* th以上である場合は処理を終了する。
ステップS12 U相積分値算出処理を行う。
ステップS13 V相積分値算出処理を行う。
ステップS14 W相積分値算出処理を行う。
ステップS15 異常発生判断処理を行う。
ステップS16 異常が発生したかどうかを判断する。異常が発生した場合は ステップS17に進み、発生していない場合は処理を終了する。
ステップS17 シャットダウンを行い、処理を終了する。
【0089】
次に、ステップS12〜S14におけるU相積分値算出処理、V相積分値算出処理及びW相積分値算出処理のサブルーチンについて説明する。
【0090】
この場合、前記U相積分値算出処理手段の積分値算出処理手段91は、第1の実施の形態と同様の積分値算出処理を行い、あらかじめ設定された所定のサンプリング周期で検出電流iuを読み込み、該検出電流iuに基づいて正の積分値Siup、Siumを算出し、積分値Siup、Siumを記録装置に記録する。
【0091】
次に、前記V相積分値算出処理手段の積分値算出処理手段91は、第1の実施の形態と同様の積分値算出処理を行い、あらかじめ設定された所定のサンプリング周期で検出電流ivを読み込み、該検出電流ivに基づいて積分値Sivp、Sivmを算出し、積分値Sivp、Sivmを記録装置に記録する。
【0092】
そして、前記W相積分値算出処理手段の積分値算出処理手段91は、第1の実施の形態と同様の積分値算出処理を行い、あらかじめ設定された所定のサンプリング周期で検出電流iwを読み込み、該検出電流iwに基づいて積分値Siwp、Siwmを算出し、積分値Siwp、Siwmを記録装置に記録する。
【0093】
続いて、ステップS15における異常発生判断処理のサブルーチンについて説明する。
【0094】
まず、前記異常発生判断処理手段93は、前記記録装置から二つの相の各正の積分値、例えば、積分値Siup、Sivpを読み出し、各積分値Siup、Sivpの差の絶対値|Siup−Sivp|を積分値差ΔSiuvpとして算出し、該積分値差ΔSiuvpが閾値δiuvpより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiuvpが閾値δiuvpより大きい場合、前記異常発生判断処理手段93は、U相及びV相の電流Iu、Ivに異常が発生したと判断する。
【0095】
次に、前記異常発生判断処理手段93は、前記記録装置から積分値Sivp、Siwpを読み出し、各積分値Sivp、Siwpの差の絶対値|Sivp−Siwp|を積分値差ΔSivwpとして算出し、該積分値差ΔSivwpが閾値δivwpより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSivwpが閾値δivwpより大きい場合、前記異常発生判断処理手段93は、V相及びW相の電流Iv、Iwに異常が発生したと判断する。
【0096】
続いて、前記異常発生判断処理手段93は、前記記録装置から積分値Siwp、Siupを読み出し、各積分値Siwp、Siupの差の絶対値|Siwp−Siup|を積分値差ΔSiwupとして算出し、該積分値差ΔSiwupが閾値δiwupより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiwupが閾値δiwupより大きい場合、前記異常発生判断処理手段93は、W相及びU相の電流Iw、Iuに異常が発生したと判断する。
【0097】
このようにして、各相の電流Iu、Iv、Iwに異常が発生したかどうかを判断することができる。
【0098】
また、前記異常発生判断処理手段93は、前記記録装置から二つの相の各負の積分値、例えば、積分値Sium、Sivmを読み出し、各積分値Sium、Sivmの差の絶対値|Sium−Sivm|を積分値差ΔSiuvmとして算出し、該積分値差ΔSiuvmが閾値δiuvmより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiuvmが閾値δiuvmより大きい場合、前記異常発生判断処理手段93は、U相及びV相の電流Iu、Ivに異常が発生したと判断する。
【0099】
次に、前記異常発生判断処理手段93は、前記記録装置から積分値Sivm、Siwmを読み出し、各積分値Sivm、Siwmの差の絶対値|Sivm−Siwm|を積分値差ΔSivwmとして算出し、該積分値差ΔSivwmが閾値δivwmより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSivwmが閾値δivwmより大きい場合、前記異常発生判断処理手段93は、V相及びW相の電流Iv、Iwに異常が発生したと判断する。
【0100】
続いて、前記異常発生判断処理手段93は、前記記録装置から積分値Siwm、Siumを読み出し、各積分値Siwm、Siumの差の絶対値|Siwm−Sium|を積分値差ΔSiwumとして算出し、該積分値差ΔSiwumが閾値δiwumより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiwumが閾値δiwumより大きい場合、前記異常発生判断処理手段93は、W相及びU相の電流Iw、Iuに異常が発生したと判断する。
【0101】
このようにして、各相の電流Iu、Iv、Iwに異常が発生したかどうかを判断することができる。
【0102】
このように、実際の検出電流iu、iv、iwに基づいて、各相の正の積分値Siup、Sivp、Siwp、及び負の積分値Sium、Sivm、Siwmが算出され、正の積分値Siup、Sivp、Siwp同士が比較され、負の積分値Sium、Sivm、Siwm同士が比較され、比較結果に基づいて、電流Iu、Iv、Iwに異常が発生したかどうかを判断することができるので、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを確実に判定することができる。
【0103】
例えば、短絡によって過電流、過電圧、過熱等の現象が起こった場合に、異常が発生したことを判定することができるだけでなく、過電流、過電圧、過熱等の現象が起こらない場合、例えば、トランジスタTr1〜Tr6が破損したり、ゲート信号線等が断線したりして、前記電動駆動装置に開放による異常が発生した場合においても、異常が発生したことを確実に判定することができる。また、磁極位置検出部としてのレゾルバ71、R/Dコンバータ等のように磁極位置θを算出するために必要な電動機械部品に異常が発生した場合、検出電流iu、iv、iwに乱れが生じた場合等においても、異常が発生したことを確実に判定することができる。
【0104】
また、多くのサンプリングタイミングで読み込んだ検出電流iu、iv、iwを積分して積分値Siup、Siumを算出するようになっているので、検出電流iu、iv、iwが小さいときでも、異常が発生したことを確実に判定することができる。
【0105】
さらに、ノイズによる異常の誤判定をなくすこともできる。
【0106】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS15−1 積分値差ΔSiuvpが閾値δiuvpより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiuvpが閾値δiuvpより大きい場合はステップS15−2に、積分値差ΔSiuvpが閾値δiuvp以下である場合はステップS15−3に進む。
ステップS15−2 異常が発生したと判断する。
ステップS15−3 積分値差ΔSivwpが閾値δivwpより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSivwpが閾値δivwpより大きい場合はステップS15−4に、積分値差ΔSivwpが閾値δivwp以下である場合はステップS15−5に進む。
ステップS15−4 異常が発生したと判断する。
ステップS15−5 積分値差ΔSiwupが閾値δiwupより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiwupが閾値δiwupより大きい場合はステップS15−6に、積分値差ΔSiwupが閾値δiwup以下である場合はステップS15−7に進む。
ステップS15−6 異常が発生したと判断する。
ステップS15−7 積分値差ΔSiuvmが閾値δiuvmより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiuvmが閾値δiuvmより大きい場合はステップS15−8に、積分値差ΔSiuvmが閾値δiuvm以下である場合はステップS15−9に進む。
ステップS15−8 異常が発生したと判断する。
ステップS15−9 積分値差ΔSivwmが閾値δivwmより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSivwmが閾値δivwmより大きい場合はステップS15−10に、積分値差ΔSivwmが閾値δivwm以下である場合はステップS15−11に進む。
ステップS15−10 異常が発生したと判断する。
ステップS15−11 積分値差ΔSiwumが閾値δiwumより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSiwumが閾値δiwumより大きい場合はステップS15−12に進み、積分値差ΔSiwumが閾値δiwum以下である場合はリターンする。
ステップS15−12 異常が発生したと判断し、リターンする。
【0107】
次に、指令値が出力されているときに、各相の検出電流iu、iv、iwの積分値Siup、Sium、Sivp、Sivm、Siwp、Siwmを算出し、指令値が出力されているにもかかわらず、積分値が十分な値になっていないときに、電動駆動装置に異常が発生したと判定するようにした本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、メインフローチャートについては、第2の実施の形態における異常判定処理手段のメインフローチャートと同じであるので、図9を援用して説明を省略し、ステップS15における異常発生判断処理のサブルーチンについてだけ説明する。
【0108】
図11は本発明の第3の実施の形態における異常発生判断処理のサブルーチンを示す図である。
【0109】
ところで、指令値、例えば、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* のうちのいずれか一方が零でない場合、各相の電流Iu、Iv、Iwの波形は、理論上正弦波になると考えられる。そこで、異常発生判断処理手段93は、異常判定変量としてd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を読み込み、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* がいずれも零であるかどうかを判断し、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* のうちの少なくとも一方が零でない場合に、各相の電流Iu、Iv、Iwが電動機械としての駆動モータ31(図1)に供給されているかどうかによって、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断するようにしている。
【0110】
そのために、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* のうちの少なくとも一方が零でない場合、前記異常発生判断処理手段93は、積分値Siup、Sium、Sivp、Sivm、Siwp、Siwmを読み出し、積分値Siup、Siumの各絶対値|Siup|、|Sium|のうちの少なくとも一方が閾値Sthより小さいかどうかを判断し、各絶対値|Siup|、|Sium|のうちの少なくとも一方が閾値Sthより小さい場合、U相の電流Iuが異常であると判断する。
【0111】
次に、前記異常発生判断処理手段93は、積分値Sivp、Sivmの各絶対値|Sivp|、|Sivm|のうちの少なくとも一方が閾値Sthより小さいかどうかを判断し、各絶対値|Sivp|、|Sivm|のうちの少なくとも一方が閾値Sthより小さい場合、V相の電流Ivが異常であると判断する。
【0112】
続いて、前記異常発生判断処理手段93は、積分値Siwp、Siwmの各絶対値|Siwp|、|Siwm|のうちの少なくとも一方が閾値Sthより小さいかどうかを判断し、各絶対値|Siwp|、|Siwm|のうちの少なくとも一方が閾値Sthより小さい場合、W相の電流Iwが異常であると判断する。
【0113】
なお、前記閾値Sthは、零に近い所定の値にされる。
【0114】
このように、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が出力されているにもかかわらず、積分値Siup、Sium、Sivp、Sivm、Siwp、Siwmが十分に大きくならない場合に、電流Iu、Iv、Iwに異常が発生したと判断されるようになっている。したがって、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを確実に判定することができる。
【0115】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS15−21 d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* がいずれも零であるかどうかを判断する。d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* がいずれも零である場合は処理を終了し、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* のうちの少なくとも一方が零でない場合はステップS15−22に進む。
ステップS15−22 絶対値|Siup|が閾値Sthより小さいかどうかを判断する。絶対値|Siup|が閾値Sthより小さい場合はステップS15−24に、絶対値|Siup|が閾値Sth以上である場合はステップS15−23に進む。
ステップS15−23 絶対値|Sium|が閾値Sthより小さいかどうかを判断する。絶対値|Sium|が閾値Sthより小さい場合はステップS15−24に、絶対値|Sium|が閾値Sth以上である場合はステップS15−25に進む。
ステップS15−24 U相の電流Iuが異常であると判定する。
ステップS15−25 絶対値|Sivp|が閾値Sthより小さいかどうかを判断する。絶対値|Sivp|が閾値Sthより小さい場合はステップS15−27に、絶対値|Sivp|が閾値Sth以上である場合はステップS15−26に進む。
ステップS15−26 絶対値|Sivm|が閾値Sthより小さいかどうかを判断する。絶対値|Sivm|が閾値Sthより小さい場合はステップS15−24に、絶対値|Sivm|が閾値Sth以上である場合はステップS15−28に進む。
ステップS15−27 V相の電流Ivが異常であると判定する。
ステップS15−28 絶対値|Siwp|が閾値Sthより小さいかどうかを判断する。絶対値|Siwp|が閾値Sthより小さい場合はステップS15−30に、絶対値|Siwp|が閾値Sth以上である場合はステップS15−29に進む。
ステップS15−29 絶対値|Siwm|が閾値Sthより小さいかどうかを判断する。絶対値|Siwm|が閾値Sthより小さい場合はステップS15−30に進み、絶対値|Siwm|が閾値Sth以上である場合はリターンする。
ステップS15−30 W相の電流Iwが異常であると判定し、リターンする。
【0116】
本実施の形態においては、指令値としてd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が使用されるようになっているが、該d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に代えて電圧指令値Vu* 、Vv* 、Vw* を使用し、各電圧指令値Vu* 、Vv* 、Vw* と各相の電流Iu、Iv、Iwの積分値Siup、Sium、Sivp、Sivm、Siwp、Siwmとを比較することもできる。
【0117】
また、本実施の形態においては、指令値としてd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が出力されているにもかかわらず、積分値Siup、Sium、Sivp、Sivm、Siwp、Siwmが十分に大きくならない場合に、電動駆動装置に異常が発生したと判定するようになっているが、所定のサンプリングタイミングでd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を出力し、同じサンプリングタイミングで検出電流iu、iv、iwを読み込み、検出電流iu、iv、iwのサンプリング値を読み込むことによって、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判定することもできる。その場合、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が出力されているにもかかわらず、複数のサンプリングタイミングで検出電流iu、iv、iwのサンプリング値が零である場合、電動駆動装置に異常が発生したと判定される。
【0118】
前記各実施の形態においては、同相内の正の積分値と負の積分値同士とを比較したり、各相の正の積分値同士、及び負の積分値同士を比較したりしているが、各相のすべての正の積分値とすべての負の積分値とを所定の組合せで比較することもできる。
【0119】
その場合、各相のうちのいずれの相の電流が異常であるかを認識することができるだけでなく、その相の電流において、正側及び負側のうちのいずれが異常であるかを認識することができる。
【0120】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0121】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電動駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械を駆動するためにコイルに電流を供給する電流供給部と、前記コイルに供給される電流を検出電流として検出する電流検出部と、前記電流供給部を作動させるための指令値を発生させる指令値発生処理手段と、前記検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出する積分値算出処理手段と、各積分値を比較し、比較結果に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常発生判断処理手段とを有する。
【0122】
この場合、検出電流に基づいて積分値が算出され、積分値に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかが判定されるので、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを確実に判定することができる。例えば、短絡によって過電流、過電圧、過熱等の現象が起こった場合に、異常が発生したことを判定することができるだけでなく、過電流、過電圧、過熱等の現象が起こらない場合、例えば、電流供給部を構成するスイッチング素子が破損したり、ゲート信号線等が断線したりして、前記電動駆動装置に開放による異常が発生した場合においても、異常が発生したことを確実に判定することができる。また、磁極位置検出部、R/Dコンバータ等のように磁極位置を算出するために必要な電動機械部品に異常が発生した場合、検出電流に乱れが生じた場合等においても、異常が発生したことを確実に判定することができる。
【0123】
さらに、U相、V相及びW相の電流に基づいて異常が発生したかどうかを判定することができるだけでなく、U相、V相及びW相の電流のうちのいずれの電流に異常が発生したかどうかを判定することもできる。
【0124】
本発明の他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記異常発生判断判断処理手段は、各相の正の積分値と負の積分値とを所定の組合せで比較する。
【0125】
この場合、各相の正の積分値と負の積分値とが所定の組合せで比較されるので、いずれの相の電流が異常であるかを認識することができるだけでなく、その相の電流において、正側及び負側のうちのいずれが異常であるかを認識することができる。
【0126】
さらに、ノイズによる異常の誤判定をなくすこともできる。
【0127】
本発明の他の電動駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械を駆動するためにコイルに電流を供給する電流供給部と、前記コイルに供給される電流を検出電流として検出する電流検出部と、前記電流供給部を作動させるための指令値を発生させる指令値発生処理手段と、前記検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出する積分値算出処理手段と、前記指令値及び各積分値に基づいて、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常発生判断処理手段とを有する。
【0128】
この場合、検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値が算出され、各積分値に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかが判定されるので、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを確実に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における電動駆動制御装置の機能ブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態における電気自動車の概略図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態における駆動モータ制御装置のブロック図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態における異常判定処理手段の動作を示すメインフローチャートである。
【図5】本発明の第1の実施の形態におけるU相電流異常判定処理のサブルーチンを示す図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態におけるV相電流異常判定処理のサブルーチンを示す図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態におけるW相電流異常判定処理のサブルーチンを示す図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態におけるU相電流異常判定処理の動作を示すタイムチャートである。
【図9】本発明の第2の実施の形態における異常判定処理手段の動作を示すメインフローチャートである。
【図10】本発明の第2の実施の形態における異常発生判断処理のサブルーチンを示す図である。
【図11】本発明の第3の実施の形態における異常発生判断処理のサブルーチンを示す図である。
【符号の説明】
11〜13 ステータコイル
31 駆動モータ
33、34 電流センサ
40 インバータ
45 駆動モータ制御装置
47 トルク指令・電流指令変換部
91 積分値算出処理手段
93 異常発生判断処理手段
Claims (8)
- 電動機械と、該電動機械を駆動するためにコイルに電流を供給する電流供給部と、前記コイルに供給される電流を検出電流として検出する電流検出部と、前記電流供給部を作動させるための指令値を発生させる指令値発生処理手段と、前記検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出する積分値算出処理手段と、各積分値を比較し、比較結果に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常発生判断処理手段とを有することを特徴とする電動駆動制御装置。
- 前記積分値算出処理手段は、前記検出電流が所定の値より大きくなる所定の区間における検出電流に基づいて積分値を算出する請求項1に記載の電動駆動制御装置。
- 前記異常発生判断処理手段は、同相内の正の積分値と負の積分値とを比較する請求項1に記載の電動駆動制御装置。
- 前記異常発生判断処理手段は、各相の正の積分値同士及び負の積分値同士を比較する請求項1に記載の電動駆動制御装置。
- 前記異常発生判断処理手段は、各相の正の積分値と負の積分値とを所定の組合わせで比較する請求項1に記載の電動駆動制御装置。
- 電動機械と、該電動機械を駆動するためにコイルに電流を供給する電流供給部と、前記コイルに供給される電流を検出電流として検出する電流検出部と、前記電流供給部を作動させるための指令値を発生させる指令値発生処理手段と、前記検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出する積分値算出処理手段と、前記指令値及び各積分値に基づいて、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常発生判断処理手段とを有することを特徴とする電動駆動制御装置。
- 電動機械を駆動するためにコイルに電流を供給し、前記コイルに供給される電流を検出電流として検出し、電流供給部を作動させるための指令値を発生させ、前記検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出し、各積分値を比較し、比較結果に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断することを特徴とする電動駆動制御方法。
- コンピュータを、電流供給部を作動させるための指令値を発生させる指令値発生処理手段、電流検出部によって検出された検出電流に基づいて各相の正の積分値及び負の積分値を算出する積分値算出処理手段、並びに各積分値を比較し、比較結果に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常発生判断処理手段として機能させることを特徴とする電動駆動制御方法のプログラム。
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