JP2004215390A - Control device and control method for electric drive, and its program - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【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軸電流指令値との各偏差に基づいて、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断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、dq座標軸上でd軸電流及びq軸電流とd軸電流指令値及びq軸電流指令値との各偏差に基づいて、又は各偏差の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ようになっているので、U相、V相及びW相の電流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ができないだけでなく、U相、V相及びW相のうちのいずれの相の電流が異常であるかの判定を行うことができない。
【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ができ、U相、V相及びW相のうちのいずれの相の電流が異常であるかの判定を行う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、所定の座標軸上において前記電流供給部を作動させるための電流指令値を発生させる電流指令値発生処理手段と、前記検出電流に基づいて検出電流指標を算出する検出電流指標算出処理手段と、前記電流指令値に基づいて電流指令値指標を算出する電流指令値指標算出処理手段と、前記検出電流指標及び電流指令値指標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判定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、前記検出電流指標算出処理手段は、前記電流検出部によって検出された各相の検出電流に基づいて、各相の検出電流指標を算出し、前記異常判定処理手段は、各相の検出電流指標及び電流指令値指標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。
【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、前記所定の座標軸はdq座標軸である。
【0014】
そして、前記各相の検出電流は、三相/二相変換によって前記座標軸上のd軸電流及びq軸電流に変換され、前記d軸電流は、d軸電流制御部によって前記電流指令値のd軸成分であるd軸電流指令値に追随させられ、前記q軸電流は、q軸電流制御部によって前記電流指令値のq軸成分であるq軸電流指令値に追随させられる。
【0015】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記検出電流指標算出処理手段は、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検出電流指標を算出する。
【0016】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記電流指令値指標算出処理手段は、前記所定の区間における検出電流に対応させて電流指令値指標を算出する。
【0017】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記検出電流指標は、ピーク値に基づいて算出された検出電流の実効値である。
【0018】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記電流指令値指標は、前記ピーク値のサンプリングタイミングで算出される電流指令値の実効値である。
【0019】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記検出電流指標は、各サンプリングタイミングにおける検出電流に基づいて算出された検出電流の実効値である。
【0020】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記電流指令値指標は、前記各サンプリングタイミングで算出される電流指令値の実効値の平均値である。
【0021】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記検出電流指標は、各サンプリングタイミングにおける検出電流の積分値である。
【0022】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記電流指令値指標は、前記各サンプリングタイミングで算出される電流指令値の実効値の積分値である。
【0023】
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、該コイルに供給される電流を検出電流として検出し、所定の座標軸上において電流供給部を作動させるための電流指令値を発生させ、前記検出電流に基づいて検出電流指標を算出し、前記電流指令値に基づいて電流指令値指標を算出し、前記検出電流指標及び電流指令値指標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。
【0024】
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、所定の座標軸上において電流供給部を作動させるための電流指令値を発生させる電流指令値発生処理手段、電流検出部によって検出されたコイルに供給される検出電流に基づいて検出電流指標を算出する検出電流指標算出処理手段、前記電流指令値に基づいて電流指令値指標を算出する電流指令値指標算出処理手段、並びに前記検出電流指標及び電流指令値指標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判定処理手段として機能させる。
【0025】
【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。この場合、車両、例えば、電動車両としての電気自動車について説明するが、本発明をハイブリッド型車両に適用することもできる。
【0026】
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。
【0027】
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は所定の座標軸上において前記インバータ40を作動させるための電流指令値を発生させる電流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検出電流指標を算出する検出電流指標算出処理手段、92は前記電流指令値に基づいて電流指令値指標を算出する電流指令値指標算出処理手段、93は前記検出電流指標及び電流指令値指標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判定処理手段である。
【0028】
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。
【0029】
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としてDCブラシレス駆動モータが使用され、例えば、駆動モータ31は電気自動車の駆動軸等に取り付けられる。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、図示されないシャフト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、前記駆動モータ31の図示されない出力軸に、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、駆動モータ制御装置45に送る。なお、前記駆動モータ31、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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
なお、前記インバータ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電流供給部として使用したり、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を電流供給部として使用したりすることができる。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
また、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。
【0036】
そして、前記駆動モータ制御装置45の記録媒体としてのRAM、ROM等には、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こともできる。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もできる。
【0037】
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、該磁極位置信号SGθに従って磁極位置θを算出する。そして、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。
【0038】
そして、該車両制御装置の図示されない指令値発生処理手段は、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、該車速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、電動機械トルクとしての駆動モータトルク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の図示されない駆動モータ制御処理手段は、前記駆動モータ目標トルクTM* を受けると、駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ31を駆動する。
【0039】
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。
【0040】
そして、駆動モータ制御処理手段の電流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、電流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* を発生させ、減算器62、63に送る。前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* によって、インバータ40を作動させるための電流指令値が構成される。
【0041】
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dq座標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。
【0042】
そのために、前記駆動モータ制御処理手段は、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。
【0043】
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。なお、減算器62及び電圧指令値発生部64によってd軸電流制御部が、減算器63及び電圧指令値発生部65によってq軸電流制御部が構成される。
【0044】
そして、前記電圧指令値発生部64、65は、所定の座標軸としてのdq座標軸上において前記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、すなわち、d軸電流idがd軸電流指令値id* に追随するように、q軸電流iqがq軸電流指令値iq* に追随するように、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。
【0045】
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の電圧指令値発生処理手段としての電圧指令値発生部が構成され、電圧指令値発生部64、65は、前記電流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* を発生させ、dq−UV変換器67に送る。前記d軸電圧指令値Vd* 及びq軸電圧指令値Vq* によって、電圧指令値のd軸成分及びq軸成分が構成される。
【0046】
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。該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。
【0047】
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。
【0048】
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が駆動されて電気自動車が走行させられる。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。
【0049】
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のトランジスタTr1〜Tr6、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、前記駆動モータ制御装置45の異常判定処理手段93(図1)は、異常判定処理を行い、異常が発生したかどうかを判断するようにしている。
【0050】
次に、異常判定処理手段93の動作について説明する。
【0051】
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。
【0052】
まず、異常判定処理手段93(図1)の図示されない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Iuが異常であるかどうかを判断し、次に、異常判定処理手段93の図示されない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Ivが異常であるかどうかを判断し、続いて、異常判定処理手段93の図示されない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Iwが異常であるかどうかを判断する。
【0053】
この場合、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の実効値Au、Av、Awと、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* の実効値Adqとが比較される。各相の電流Iu、Iv、Iwの波形は、正常であれば、正弦波になるので、実効値Au、Av、Awと実効値Adqとが等しくなる。そこで、実効値Au、Av、Awと実効値Adqとが等しくないかどうかによって各相の電流Iu、Iv、Iwが異常であるかどうかを判断するようにしている。
【0054】
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93の図示されない異常発生判断処理手段は、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断し、ドライブ回路51(図2)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。
【0055】
このように、実際の検出電流iu、iv、iwに基づいて実効値Au、Av、Awが算出され、該実効値Au、Av、Awとd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* の実効値Adqとの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を判断するので、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを確実に判断することができる。
【0056】
すなわち、U相、V相及びW相の電流Iu、Iv、Iw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ができるだけでなく、U相、V相及びW相のうちのいずれの相の電流が異常であるかの判断を行うことができる。
【0057】
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断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、インバータ40のトランジスタ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、異常が発生したと確実に判断することができる。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、異常が発生したと確実に判断することができる。
【0058】
また、異常が発生したかどうかを判断するためにd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が使用されるので、各相の電流Iu、Iv、Iwの振幅が一定になる状態だけでなく、各相の電流Iu、Iv、Iwの振幅が変化する過渡的な状態でも、異常が発生したかどうかを確実に判断することができる。
【0059】
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。
【0060】
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 U相電流異常判定処理を行う。
ステップS2 V相電流異常判定処理を行う。
ステップS3 W相電流異常判定処理を行う。
ステップS4 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S5に進み、各相の電流Iu、Iv、Iwがいずれも異常でない場合は処理を終了する。
ステップS5 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。
【0061】
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。
【0062】
次に、図4のステップS1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。
【0063】
この場合、前記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、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、ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。
【0064】
サンプリングタイミングi(i=1、2、…、n−1、n、…)における検出電流iuのサンプリング値をiu(1)、iu(2)、…、iu(n−1)、iu(n)、…とし、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に設定された調整値をzとしたとき、ゼロクロス判定処理手段は、二つの連続するサンプリング値iu(n−1)、iu(n)が、次のゼロクロス判定式
{iu(n−1)−z}・{iu(n)+z}<0
を満たすかどうかを判断し、ゼロクロス判定式を満たす場合、ゼロクロスの判定がされたと判断し、ゼロクロス判定式を満たさない場合、ゼロクロスの判定がされないと判断する。
【0065】
そして、ゼロクロスの判定がされない場合、U相電流異常判定処理手段のピーク値探索処理手段は、ピーク値探索処理を行い、所定の区間における検出電流iuのピーク値Piuを探索する。そのために、ピーク値探索処理手段は、サンプリングタイミングiごとに、次の式でピーク値Piuを更新する。
【0066】
Piu=max{iu(n−1),iu(n)}
その場合、ノイズを間違えてピーク値Piuとしないように、ピーク値探索処理手段は、検出電流iuをフィルタに通し、ノイズを除去する。本実施の形態において、前記フィルタは、ピーク値探索処理手段におけるソフト構成のフィルタ処理手段によって構成されるが、ハード構成のフィルタを配設し、検出電流iuをフィルタに通すこともできる。
【0067】
ゼロクロスの判定がされない間、ピーク値Piuの探索が続けられ、ゼロクロスの判定がされると、ピーク値探索処理手段は、ピーク値Piuを確定する。このように、U相の電流Iuの半周期ごとに、すなわち、ゼロクロスから次のゼロクロスまでにピーク値Piuが確定される。
【0068】
続いて、ゼロクロスの判定がされたと判断されると、前記U相電流異常判定処理手段の検出電流指標算出処理手段91は、検出電流指標算出処理を行い、前記ピーク値Piuに基づいて検出電流iuの実効値Au
Au=|Piu/√(2)|
を、検出電流iuの指標値を表す検出電流指標として算出するとともに、前記U相電流異常判定処理手段の電流指令値指標算出処理手段92は、電流指令値指標算出処理を行い、確定されたピーク値Piuのサンプリングタイミングiにおいて検出電流iuに対応する前記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* の実効値Adq
Adq=√(id* 2 +iq* 2 )/√(3)
を、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* の指標値を表す電流指令値指標として算出する。
【0069】
次に、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、実効値Adq、Auの差の絶対値、すなわち、実効値差ΔA
ΔA=|Adq−Au|
を算出し、該実効値差ΔAが閾(しきい)値Ath1より大きいかどうかを判断する。実効値差ΔAが閾値Ath1より大きい場合、電流異常判定処理手段は、実効値差ΔAが閾値Ath1より大きいとの判断が連続で行われた回数、すなわち、連続検出回数Neをカウントし、該連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、U相の電流Iuが異常であると判断する。
【0070】
また、実効値差ΔAが閾値Ath1以下である場合、電流異常判定処理手段は、連続検出回数Neをクリアし、ピーク値Piuを初期化する。そして、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合、電流異常判定処理手段は、ピーク値Piuを初期化する。
【0071】
なお、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z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、正の極性の検出電流iuが正の調整値zより高くなるサンプリングタイミングt1で正の極性のピーク値Piuの探索が開始され、負の極性の検出電流iuが負の調整値zより低くなるサンプリングタイミングt2で、正の極性のピーク値Piuの探索が終了され、負の極性のピーク値Piuの探索が開始され、正の極性の検出電流iuが正の調整値zより高くなるサンプリングタイミングt3で負の極性のピーク値Piuの探索が終了される。
【0072】
そして、正の極性のピーク値Piuが値Piu1として得られたサンプリングタイミングts1におけるd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が読み込まれ、実効値Adq(ts1)が算出される。また、負の極性のピーク値Piuが値Piu2として得られたサンプリングタイミングts2におけるd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が読み込まれ、実効値Adq(ts2)が算出される。
【0073】
次に、図5のフローチャートについて説明する。
ステップS1−1 ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。ゼロクロスの判定がされた場合はステップS1−4に、されていない場合はステップS1−2に進む。
ステップS1−2 ノイズを除去する。
ステップS1−3 ピーク値Piuを探索し、リターンする。
ステップS1−4 ピーク値Piuを確定し、実効値Au、Adqを算出する。
ステップS1−5 実効値Adq、Auの差の絶対値が閾値Ath1より大きいかどうかを判断する。実効値Adq、Auの差の絶対値が閾値Ath1より大きい場合はステップS1−8に、実効値Adq、Auの差の絶対値が閾値Ath1以下である場合はステップS1−6に進む。
ステップS1−6 連続検出回数Neをクリアする。
ステップS1−7 ピーク値Piuを初期化し、リターンする。
ステップS1−8 連続検出回数Neをカウントする。
ステップS1−9 連続検出回数Neが閾値Nethより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合はステップS1−11に、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合はステップS1−10に進む。
ステップS1−10 ピーク値Piuを初期化し、リターンする。
ステップS1−11 U相の電流Iuが異常であると判断し、リターンする。
【0074】
次に、図4のステップS2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。
【0075】
この場合、前記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、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、ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。
【0076】
サンプリングタイミングiにおける検出電流ivのサンプリング値をiv(1)、iv(2)、…、iv(n−1)、iv(n)、…とし、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zとしたとき、ゼロクロス判定処理手段は、二つの連続するサンプリング値iv(n−1)、iv(n)が、次のゼロクロス判定式
{iv(n−1)−z}・{iv(n)+z}<0
を満たすかどうかを判断し、ゼロクロス判定式を満たす場合、ゼロクロスの判定がされたと判断し、ゼロクロス判定式を満たさない場合、ゼロクロスの判定がされないと判断する。
【0077】
そして、ゼロクロスの判定がされない場合、V相電流異常判定処理手段のピーク値探索処理手段は、ピーク値探索処理を行い、所定の区間における検出電流ivのピーク値Pivを探索する。そのために、ピーク値探索処理手段は、サンプリングタイミングiごとに、次の式でピーク値Pivを更新する。
【0078】
Piv=max{iv(n−1),iv(n)}
その場合、ノイズを間違えてピーク値Pivとしないように、ピーク値探索処理手段は、検出電流ivをフィルタに通し、ノイズを除去する。
【0079】
ゼロクロスの判定がされない間、ピーク値Pivの探索が続けられ、ゼロクロスの判定がされると、ピーク値探索処理手段は、ピーク値Pivを確定する。このように、V相の電流Ivの半周期ごとに、すなわち、ゼロクロスから次のゼロクロスまでにピーク値Pivが確定される。
【0080】
続いて、ゼロクロスの判定がされたと判断されると、前記V相電流異常判定処理手段の検出電流指標算出処理手段91は、検出電流指標算出処理を行い、前記ピーク値Pivに基づいて検出電流ivの実効値Av
Av=|Piv/√(2)|
を、検出電流ivの指標値を表す検出電流指標として算出するとともに、前記V相電流異常判定処理手段の電流指令値指標算出処理手段92は、電流指令値指標算出処理を行い、確定されたピーク値Pivのサンプリングタイミングiにおいて、検出電流ivに対応する前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を読み込み、前記実効値Adq
Adq=√(id* 2 +iq* 2 )/√(3)
を電流指令値指標として算出する。
【0081】
次に、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、実効値Adq、Avの実効値差ΔA
ΔA=|Adq−Av|
を算出し、該実効値差ΔAが閾値Ath1より大きいかどうかを判断する。実効値差ΔAが閾値Ath1より大きい場合、電流異常判定処理手段は、実効値差ΔAが閾値Ath1より大きいとの判断が連続で行われた連続検出回数Neをカウントし、該連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、V相の電流Ivが異常であると判断する。
【0082】
また、実効値差ΔAが閾値Ath1以下である場合、電流異常判定処理手段は、連続検出回数Neをクリアし、ピーク値Pivを初期化する。そして、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合、電流異常判定処理手段は、ピーク値Pivを初期化する。
【0083】
次に、図6のフローチャートについて説明する。
ステップS2−1 ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。ゼロクロスの判定がされた場合はステップS2−4に、されていない場合はステップS2−2に進む。
ステップS2−2 ノイズを除去する。
ステップS2−3 ピーク値Pivを探索し、リターンする。
ステップS2−4 ピーク値Pivを確定し、実効値Av、Adqを算出する。
ステップS2−5 実効値Adq、Avの差の絶対値が閾値Ath1より大きいかどうかを判断する。実効値Adq、Avの差の絶対値が閾値Ath1より大きい場合はステップS2−8に、実効値Adq、Avの差の絶対値が閾値Ath1以下である場合はステップS2−6に進む。
ステップS2−6 連続検出回数Neをクリアする。
ステップS2−7 ピーク値Pivを初期化し、リターンする。
ステップS2−8 連続検出回数Neをカウントする。
ステップS2−9 連続検出回数Neが閾値Nethより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合はステップS2−11に、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合はステップS2−10に進む。
ステップS2−10 ピーク値Pivを初期化し、リターンする。
ステップS2−11 V相の電流Ivが異常であると判断し、リターンする。
【0084】
次に、図4のステップS3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。
【0085】
この場合、前記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、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、ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。
【0086】
サンプリングタイミングiにおける検出電流iwのサンプリング値をiw(1)、iw(2)、…、iw(n−1)、iw(n)、…とし、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zとしたとき、ゼロクロス判定処理手段は、二つの連続するサンプリング値iw(n−1)、iw(n)が、次のゼロクロス判定式
{iw(n−1)−z}・{iw(n)+z}<0
を満たすかどうかを判断し、ゼロクロス判定式を満たす場合、ゼロクロスの判定がされたと判断し、ゼロクロス判定式を満たさない場合、ゼロクロスの判定がされないと判断する。
【0087】
そして、ゼロクロスの判定がされない場合、W相電流異常判定処理手段のピーク値探索処理手段は、ピーク値探索処理を行い、所定の区間における検出電流iwのピーク値Piwを探索する。そのために、ピーク値探索処理手段は、サンプリングタイミングiごとに、次の式でピーク値Piwを更新する。
【0088】
Piw=max{iw(n−1),iw(n)}
その場合、ノイズを間違えてピーク値Piwとしないように、ピーク値探索処理手段は、検出電流iwをフィルタに通し、ノイズを除去する。
【0089】
ゼロクロスの判定がされない間、ピーク値Piwの探索が続けられ、ゼロクロスの判定がされると、ピーク値探索処理手段は、ピーク値Piwを確定する。このように、W相の電流Iwの半周期ごとに、すなわち、ゼロクロスから次のゼロクロスまでにピーク値Piwが確定される。
【0090】
続いて、ゼロクロスの判定がされたと判断されると、前記W相電流異常判定処理手段の検出電流指標算出処理手段91は、検出電流指標算出処理を行い、前記ピーク値Piwに基づいて検出電流iwの実効値Aw
Aw=|Piw/√(2)|
を、検出電流iwの指標値を表す検出電流指標として算出するとともに、前記前記W相電流異常判定処理手段の電流指令値指標算出処理手段92は、電流指令値指標算出処理を行い、確定されたピーク値Piwのサンプリングタイミングiにおいて、検出電流iwに対応する検出電流前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を読み込み、前記実効値Adq
Adq=√(id* 2 +iq* 2 )/√(3)
を電流指令値指標として算出する。
【0091】
次に、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、実効値Adq、Awの実効値差ΔA
ΔA=|Adq−Aw|
を算出し、該実効値差ΔAが閾値Ath1より大きいかどうかを判断する。実効値差ΔAが閾値Ath1より大きい場合、電流異常判定処理手段は、実効値差ΔAが閾値Ath1より大きいとの判断が連続で行われた連続検出回数Neをカウントし、該連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、W相の電流Iwが異常であると判断する。
【0092】
また、実効値差ΔAが閾値Ath1以下である場合、電流異常判定処理手段は、連続検出回数Neをクリアし、ピーク値Piwを初期化する。そして、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合、電流異常判定処理手段は、ピーク値Piwを初期化する。
【0093】
次に、図7のフローチャートについて説明する。
ステップS3−1 ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。ゼロクロスの判定がされた場合はステップS3−4に、されていない場合はステップS3−2に進む。
ステップS3−2 ノイズを除去する。
ステップS3−3 ピーク値Piwを探索し、リターンする。
ステップS3−4 ピーク値Piwを確定し、実効値Aw、Adqを算出する。
ステップS3−5 実効値Adq、Awの差の絶対値が閾値Ath1より大きいかどうかを判断する。実効値Adq、Awの差の絶対値が閾値Ath1より大きい場合はステップS3−8に、実効値Adq、Awの差の絶対値が閾値Ath1以下である場合はステップS3−6に進む。
ステップS3−6 連続検出回数Neをクリアする。
ステップS3−7 ピーク値Piwを初期化し、リターンする。
ステップS3−8 連続検出回数Neをカウントする。
ステップS3−9 連続検出回数Neが閾値Nethより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合はステップS3−11に、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合はステップS3−10に進む。
ステップS3−10 ピーク値Piwを初期化し、リターンする。
ステップS3−11 W相の電流Iwが異常であると判断し、リターンする。
【0094】
本実施の形態においては、連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、各相の電流Iu、Iv、Iwが異常であると判断されるようになっているが、所定の時間内に通算で実効値差ΔAが閾値Ath1より大きいとの判断が行われた回数、すなわち、通算検出回数Nfが閾値Nfthより大きい場合に、各相の電流Iu、Iv、Iwが異常であると判断することもできる。
【0095】
ところで、駆動モータ31の各ステータコイル11〜13に供給される各相の電流Iu、Iv、Iwの波形は、実際には、理論上の正弦波にはならないので、前記第1の実施の形態のような、ピーク値Piu、Piv、Piwに基づいて検出電流iu、iv、iwの実効値Au、Av、Awを算出しても、各実効値Au、Av、Awは、必ずしも、検出電流iu、iv、iwを反映したものにはならない。
【0096】
そこで、実効値の理論式に従って、各相の電流Iu、Iv、Iwの2乗平均値の平方根を検出電流iu、iv、iwの実効値Aiu、Aiv、Aiwと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2の実施の形態における異常判定処理手段93の動作を示すメインフローチャートは第1の実施の形態における異常判定処理手段93の動作を示すメインフローチャートと同じであるので、図4を援用し、説明を省略する。
【0097】
図9は本発明の第2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10は本発明の第2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11は本発明の第2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12は本発明の第2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。
【0098】
この場合、各相の電流Iu、Iv、Iwの半周期ごと(ゼロクロスから次のゼロクロスまで)に、所定の区間において、検出電流iu、iv、iwの2乗平均値の平方根が、検出電流iu、iv、iwの実効値Aiu、Aiv、Aiwとして算出され、該実効値Aiu、Aiv、Aiwと、前記区間におけるd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* の実効値Adqの後述される平均値で表される実効値Adqaとが比較される。各相の電流Iu、Iv、Iwの波形は、理論上、正弦波になるので、実効値Aiu、Aiv、Aiwと実効値Adqaとが等しくなる。そこで、実効値Aiu、Aiv、Aiwと実効値Adqaとが等しくないかどうかによって各相の電流Iu、Iv、Iwが異常であるかどうかを判断するようにしている。
【0099】
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93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。
【0100】
このように、検出電流iu、iv、iwの2乗平均値の平方根が、検出電流iu、iv、iwの実効値Aiu、Aiv、Aiwとして算出されるので、駆動モータ31のコイルとしての各ステータコイル11〜13に供給される各相の電流Iu、Iv、Iwの波形が理論上の正弦波にはならなくても、各実効値Aiu、Aiv、Aiwは、検出電流iu、iv、iwを反映したものになる。
【0101】
したがって、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを一層確実に判断することができる。
【0102】
次に、図4のステップS1におけるの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。
【0103】
この場合、前記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、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、第1の実施の形態と同様に、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。
【0104】
そして、ゼロクロスの判定がされない場合、U相電流異常判定処理手段の2乗和算出処理手段は、2乗和算出処理を行い、所定の区間において、検出電流iuの2乗和Σiu2 を算出する。そのために、前記2乗和算出処理手段は、各サンプリングタイミングiにおける検出電流iuに基づいて、次の式で2乗和Σiu2 を算出するとともに、サンプル数をカウントする。
【0105】
Σiu2 =iu(1)2 +iu(2)2 +…+iu(m)2
ゼロクロスの判定がされない間、2乗和Σiu2 の算出及びサンプル数のカウントが続けられ、ゼロクロスの判定がされると、U相電流異常判定処理手段の検出電流指標算出処理手段91(図1)は、検出電流指標算出処理を行い、前記2乗和Σiu2 に基づいて2乗平均値の平方根によって表される検出電流iuの実効値Aiu
Aiu=√{iu(1)2 +iu(2)2 +…+iu(m)2 )/m}
を検出電流指標として算出する。
【0106】
続いて、U相電流異常判定処理手段の電流指令値指標算出処理手段92は、各サンプリングタイミングiにおいて、検出電流iuに対応する前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を読み込み、前記実効値Adqの後述される平均値によって表される実効値Adqaを電流指令値指標として算出する。
【0107】
次に、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、実効値Adqa、Aiuの差の絶対値、すなわち、実効値差ΔAa
ΔAa=|Adqa−Aiu|
を算出し、該実効値差ΔAaが閾値Ath2より大きいかどうかを判断する。実効値差ΔAaが閾値Ath2より大きい場合、電流異常判定処理手段は、実効値差ΔAaが閾値Ath2より大きいとの判断が連続で行われた連続検出回数Neをカウントし、該連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、U相の電流Iuが異常であると判断する。
【0108】
また、実効値差ΔAaが閾値Ath2以下である場合、電流異常判定処理手段は、連続検出回数Neをクリアし、2乗和Σiu2 及びサンプル数を初期化する。そして、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合、電流異常判定処理手段は、2乗和Σiu2 及びサンプル数を初期化する。
【0109】
なお、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zが設定されるようになっているので、図12に示されるように、正の極性の検出電流iuが正の調整値zより高くなるサンプリングタイミングt11で正の極性の2乗和Σiu2 の算出が開始され、負の極性の検出電流iuが負の調整値zより低くなるサンプリングタイミングt12で、正の極性の2乗和Σiu2 の算出が終了され、負の極性の2乗和Σiu2 の算出が開始され、正の極性の検出電流iuが正の調整値zより高くなるサンプリングタイミングt13で負の極性の2乗和Σiu2 の算出が終了される。
【0110】
そして、正の極性の2乗和Σiu2 が算出された各サンプリングタイミングiにおけるd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が読み込まれ、各サンプリングタイミングiごとの実効値Adq(i)の平均値ΣAdq(i)/m
ΣAdq(i)/m={Adq(1)+Adq(2)+…+Adq(m)}/m
を電流指令値の実効値Adqaとして算出する。また、同様に、負の極性の2乗和Σiu2 が算出された各サンプリングタイミングiにおけるd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が読み込まれ、各サンプリングタイミングiごとの実効値Adq(i)の平均値ΣAdq(i)/mが電流指令値の実効値Adqaとして算出される。
【0111】
なお、正の極性の検出電流iuが正の調整値z以下になるサンプリングタイミングi、及び負の極性の検出電流iuが負の調整値z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、実効値Adqaの算出用として使用されない。したがって、実質的に、正の極性の検出電流iuが正の調整値zより高い区間だけ所定の区間として正の極性の2乗和Σiu2 が算出され、検出電流iuの実効値Aiuが算出されるとともに、負の極性の検出電流iuが負の調整値zより低い区間だけ所定の区間として負の極性の2乗和Σiu2 が算出され、検出電流iuの実効値Aiuが算出される。
【0112】
次に、図9のフローチャートについて説明する。
ステップS1−21 ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。ゼロクロスの判定がされた場合はステップS1−24に、されていない場合はステップS1−22に進む。
ステップS1−22 2乗和Σiu2 を算出する。
ステップS1−23 サンプル数をカウントし、リターンする。
ステップS1−24 2乗和Σiu2 から実効値Aiu、Adqaを算出する。
ステップS1−25 実効値Adqa、Aiuの差の絶対値が閾値Ath2より大きいかどうかを判断する。実効値Adqa、Aiuの差の絶対値が閾値Ath2より大きい場合はステップS1−28に、実効値Adqa、Aiuの差の絶対値が閾値Ath2以下である場合はステップS1−26に進む。
ステップS1−26 連続検出回数Neをクリアする。
ステップS1−27 2乗和Σiu2 及びサンプル数を初期化し、リターンする。
ステップS1−28 連続検出回数Neをカウントする。
ステップS1−29 連続検出回数Neが閾値Nethより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合はステップS1−31に、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合はステップS1−30に進む。
ステップS1−30 2乗和Σiu2 及びサンプル数を初期化し、リターンする。
ステップS1−31 U相の電流Iuが異常であると判断し、リターンする。
【0113】
次に、図4のステップS2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。
【0114】
この場合、前記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、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、第1の実施の形態と同様に、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。
【0115】
そして、ゼロクロスの判定がされない場合、V相電流異常判定処理手段の2乗和算出処理手段は、2乗和算出処理を行い、所定の区間において、検出電流ivの2乗和Σiv2 を算出する。そのために、2乗和算出処理手段は、各サンプリングタイミングiにおける検出電流ivに基づいて、次の式で2乗和Σiv2 を算出するとともに、サンプル数をカウントする。
【0116】
Σiv2 =iv(1)2 +iv(2)2 +…+iv(m)2
ゼロクロスの判定がされない間、2乗和Σiv2 の算出及びサンプル数のカウントが続けられ、ゼロクロスの判定がされると、V相電流異常判定処理手段の検出電流指標算出処理手段91は、検出電流指標算出処理を行い、前記2乗和Σiv2 に基づいて2乗平均値の平方根によって表される検出電流ivの実効値Aiv
Aiv=√{iv(1)2 +iv(2)2 +…+iv(m)2 )/m}
を検出電流指標として算出する。
【0117】
続いて、電流指令値指標算出処理手段92は、各サンプリングタイミングiにおいて、検出電流ivに対応する前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を読み込み、電流指令値の実効値Adqの平均値ΣAdq(i)/mによって表される実効値Adqaを電流指令値指標として算出する。
【0118】
次に、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、実効値Adqa、Aivの差の絶対値、すなわち、実効値差ΔAa
ΔAa=|Adqa−Aiv|
を算出し、該実効値差ΔAaが閾値Ath2より大きいかどうかを判断する。実効値差ΔAaが閾値Ath2より大きい場合、電流異常判定処理手段は、実効値差ΔAaが閾値Ath2より大きいとの判断が連続で行われた連続検出回数Neをカウントし、該連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、V相の電流Ivが異常であると判断する。
【0119】
また、実効値差ΔAaが閾値Ath2以下である場合、電流異常判定処理手段は、連続検出回数Neをクリアし、2乗和Σiv2 及びサンプル数を初期化する。そして、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合、電流異常判定処理手段は、2乗和Σiv2 及びサンプル数を初期化する。
【0120】
次に、図10のフローチャートについて説明する。
ステップS2−21 ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。ゼロクロスの判定がされた場合はステップS2−24に、されていない場合はステップS2−22に進む。
ステップS2−22 2乗和Σiv2 を算出する。
ステップS2−23 サンプル数をカウントし、リターンする。
ステップS2−24 2乗和Σiv2 から実効値Aiv、Adqaを算出する。
ステップS2−25 実効値Adqa、Aivの差の絶対値が閾値Ath2より大きいかどうかを判断する。実効値Adqa、Aivの差の絶対値が閾値Ath2より大きい場合はステップS2−28に、実効値Adqa、Aivの差の絶対値が閾値Ath2以下である場合はステップS2−26に進む。
ステップS2−26 連続検出回数Neをクリアする。
ステップS2−27 2乗和Σiv2 及びサンプル数を初期化し、リターンする。
ステップS2−28 連続検出回数Neをカウントする。
ステップS2−29 連続検出回数Neが閾値Nethより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合はステップS2−31に、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合はステップS2−30に進む。
ステップS2−30 2乗和Σiv2 及びサンプル数を初期化し、リターンする。
ステップS2−31 V相の電流Ivが異常であると判断し、リターンする。
【0121】
次に、図4のステップS3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。
【0122】
この場合、前記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、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、第1の実施の形態と同様に、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。
【0123】
そして、ゼロクロスの判定がされない場合、W相電流異常判定処理手段の2乗和算出処理手段は、2乗和算出処理を行い、所定の区間において、検出電流iwの2乗和Σiw2 を算出する。そのために、2乗和算出処理手段は、各サンプリングタイミングiにおける検出電流iwに基づいて、次の式で2乗和Σiw2 を算出するとともに、サンプル数をカウントする。
【0124】
Σiw2 =iw(1)2 +iw(2)2 +…+iw(m)2
ゼロクロスの判定がされない間、2乗和Σiw2 の算出及びサンプル数のカウントが続けられ、ゼロクロスの判定がされると、W相電流異常判定処理手段の検出電流指標算出処理手段91は、検出電流指標算出処理を行い、前記2乗和Σiw2 に基づいて2乗平均値の平方根によって表される検出電流iwの実効値Aiw
Aiw=√{iw(1)2 +iw(2)2 +…+iw(m)2 )/m}
を検出電流指標として算出する。
【0125】
続いて、電流指令値指標算出処理手段92は、各サンプリングタイミングiにおいて、検出電流iwに対応する前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を読み込み、電流指令値の実効値Adqの平均値ΣAdq(i)/mによって表される実効値Adqaを電流指令値指標として算出する。
【0126】
次に、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、実効値Adqa、Aiwの差の絶対値、すなわち、実効値差ΔAa
ΔAa=|Adqa−Aiw|
を算出し、該実効値差ΔAaが閾値Ath2より大きいかどうかを判断する。実効値差ΔAaが閾値Ath2より大きい場合、電流異常判定処理手段は、実効値差ΔAaが閾値Ath2より大きいとの判断が連続で行われた連続検出回数Neをカウントし、該連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、W相の電流Iwが異常であると判断する。
【0127】
また、実効値差ΔAaが閾値Ath2以下である場合、電流異常判定処理手段は、連続検出回数Neをクリアし、2乗和Σiw2 及びサンプル数を初期化する。そして、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合、電流異常判定処理手段は、2乗和Σiw2 及びサンプル数を初期化する。
【0128】
次に、図11のフローチャートについて説明する。
ステップS3−21 ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。ゼロクロスの判定がされた場合はステップS3−24に、されていない場合はステップS3−22に進む。
ステップS3−22 2乗和Σiw2 を算出する。
ステップS3−23 サンプル数をカウントし、リターンする。
ステップS3−24 2乗和Σiw2 から実効値Aiw、Adqaを算出する。
ステップS3−25 実効値Adqa、Aiwの差の絶対値が閾値Ath2より大きいかどうかを判断する。実効値Adqa、Aiwの差の絶対値が閾値Ath2より大きい場合はステップS3−28に、実効値Adqa、Aiwの差の絶対値が閾値Ath2以下である場合はステップS3−26に進む。
ステップS3−26 連続検出回数Neをクリアする。
ステップS3−27 2乗和Σiw2 及びサンプル数を初期化し、リターンする。
ステップS3−28 連続検出回数Neをカウントする。
ステップS3−29 連続検出回数Neが閾値Nethより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合はステップS3−31に、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合はステップS3−30に進む。
ステップS3−30 2乗和Σiw2 及びサンプル数を初期化し、リターンする。
ステップS3−31 W相の電流Iwが異常であると判断し、リターンする。
【0129】
本実施の形態においては、連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、各相の電流Iu、Iv、Iwが異常であると判断されるようになっているが、所定の時間内に通算で実効値差ΔAaが閾値Ath2より大きいとの判断が行われた回数、すなわち、通算検出回数Nfが閾値Nfthより大きい場合に、各相の電流Iu、Iv、Iwが異常であると判断することもできる。
【0130】
次に、実効値に対応する値として各相の電流Iu、Iv、Iwの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、第3の実施の形態における異常判定処理手段93の動作を示すメインフローチャートは第1の実施の形態における異常判定処理手段93の動作を示すメインフローチャートと同じであるので、図4を援用し、説明を省略する。
【0131】
図13は本発明の第3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14は本発明の第3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15は本発明の第3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16は本発明の第3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。
【0132】
この場合、各相の電流Iu、Iv、Iwの半周期ごと(ゼロクロスから次のゼロクロスまで)に、所定の区間において、各相の電流Iu、Iv、Iwの検出電流指標として検出電流iu、iv、iwの積分値Siu、Siv、Siwとして算出され、該積分値Siu、Siv、Siwと、前記区間におけるd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* の実効値Adqの積分値Sdqとが比較される。各相の電流Iu、Iv、Iwの波形は、理論上、正弦波になるので、積分値Siu、Siv、Siwと積分値Sdqとが等しくなる。そこで、積分値Siu、Siv、Siwと積分値Sdqとが等しくないかどうかによって各相の電流Iu、Iv、Iwが異常であるかどうかを判断するようにしている。
【0133】
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93(図1)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。
【0134】
このように、検出電流iu、iv、iwの積分値Siu、Siv、Siwが算出されるので、駆動モータ31のコイルとしての各ステータコイル11〜13に供給される各相の電流Iu、Iv、Iwの波形が理論上の正弦波にはならなくても、各積分値Siu、Siv、Siwは、検出電流iu、iv、iwを反映したものになる。
【0135】
したがって、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを一層確実に判断することができる。
【0136】
次に、図4のステップS1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。
【0137】
この場合、前記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、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、第1の実施の形態と同様に、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。
【0138】
そして、ゼロクロスの判定がされない場合、U相電流異常判定処理手段の検出電流指標算出処理手段91は、検出電流指標算出処理を行い、所定の区間において、検出電流iuの積分値Siuを検出電流指標として算出する。そのために、検出電流指標算出処理手段91は、各サンプリングタイミングiごとに、次の式で積分値Siuを算出する。
【0139】
Siu=iu(1)+iu(2)+…+iu(m)
ゼロクロスの判定がされない間、積分値Siuの算出が続けられ、ゼロクロスの判定がされると、検出電流指標算出処理手段91は積分値Siuを確定する。
【0140】
続いて、U相電流異常判定処理手段の電流指令値指標算出処理手段92は、各サンプリングタイミングiにおいて、検出電流iuに対応する前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を読み込み、電流指令値の実効値Adqを算出するとともに、該実効値Adqの積分値Sdqを電流指令値指標として算出する。
【0141】
次に、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Sdqa、Siuの差の絶対値、すなわち、積分値差ΔSa
ΔSa=|Sdq−Siu|
を算出し、該積分値差ΔSaが閾値Sthより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSaが閾値Sthより大きい場合、電流異常判定処理手段は、積分値差ΔSaが閾値Sthより大きいとの判断が連続で行われた連続検出回数Neをカウントし、該連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、U相の電流Iuが異常であると判断する。
【0142】
また、積分値差ΔSaが閾値Sth以下である場合、電流異常判定処理手段は、連続検出回数Neをクリアし、積分値Siuを初期化する。そして、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合、電流異常判定処理手段は、積分値Siuを初期化する。
【0143】
なお、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zが設定されるようになっているので、図12に示されるように、正の極性の検出電流iuが正の調整値zより高くなるサンプリングタイミングt11で正の極性の積分値Siuの算出が開始され、負の極性の検出電流iuが負の調整値zより低くなるサンプリングタイミングt12で、正の極性の積分値Siuの算出が終了され、負の極性の積分値Siuの算出が開始され、正の極性の検出電流iuが正の調整値zより高くなるサンプリングタイミングt13で負の極性の積分値Siuの算出が終了される。
【0144】
そして、正の極性の積分値Siuが算出された各サンプリングタイミングiにおけるd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が読み込まれ、各サンプリングタイミングiごとの実効値Adq(i)の総和ΣAdq(i)
ΣAdq(i)=Adq(1)+Adq(2)+…+Adq(m)
を電流指令値の積分値Sdqとして算出する。また、同様に、負の極性の積分値Siuが算出された各サンプリングタイミングiにおけるd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が読み込まれ、各サンプリングタイミングiごとの実効値Adq(i)の総和ΣAdq(i)が電流指令値の積分値Sdqとして算出される。
【0145】
なお、正の極性の検出電流iuが正の調整値z以下になるサンプリングタイミングi、及び負の極性の検出電流iuが負の調整値z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Sdqの算出用として使用されない。したがって、実質的に、正の極性の検出電流iuが正の調整値zより高い区間だけ所定の区間として正の極性の積分値Siuが算出されるとともに、負の極性の検出電流iuが負の調整値zより低い区間だけ所定の区間として負の極性の積分値Siuが算出される。
【0146】
次に、図13のフローチャートについて説明する。
ステップS1−41 ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。ゼロクロスの判定がされた場合はステップS1−43に、されていない場合はステップS1−42に進む。
ステップS1−42 積分値Siuを算出し、リターンする。
ステップS1−43 積分値Siuを確定する。
ステップS1−44 積分値Sdq、Siuの差の絶対値が閾値Sthより大きいかどうかを判断する。積分値Sdq、Siuの差の絶対値が閾値Sthより大きい場合はステップS1−47に、積分値Sdq、Siuの差の絶対値が閾値Sth以下である場合はステップS1−45に進む。
ステップS1−45 連続検出回数Neをクリアする。
ステップS1−46 積分値Siuを初期化し、リターンする。
ステップS1−47 連続検出回数Neをカウントする。
ステップS1−48 連続検出回数Neが閾値Nethより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合はステップS1−50に、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合はステップS1−49に進む。
ステップS1−49 積分値Siuを初期化し、リターンする。
ステップS1−50 U相の電流Iuが異常であると判断し、リターンする。
【0147】
次に、図4のステップS2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。
【0148】
この場合、前記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、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、第1の実施の形態と同様に、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。
【0149】
そして、ゼロクロスの判定がされない場合、V相電流異常判定処理手段の検出電流指標算出処理手段91は、検出電流指標算出処理処理を行い、所定の区間において、検出電流ivの積分値Sivを検出電流指標として算出する。そのために、検出電流指標算出処理手段91は、各サンプリングタイミングiごとに、次の式で積分値Sivを算出する。
【0150】
Siv=iv(1)+iv(2)+…+iv(m)
そして、ゼロクロスの判定がされない間、積分値Sivの算出が続けられ、ゼロクロスの判定がされると、検出電流指標算出処理手段91は積分値Sivを確定する。
【0151】
続いて、V相電流異常判定処理手段の電流指令値指標算出処理手段92は、電流指令値指標算出処理を行い、各サンプリングタイミングiにおいて、検出電流ivに対応する前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を読み込み、電流指令値の実効値Adqを算出するとともに、該実効値Adqの積分値Sdqを電流指令値指標として算出する。
【0152】
次に、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Sdqa、Sivの差の絶対値、すなわち、積分値差ΔSa
ΔSa=|Sdq−Siv|
を算出し、該積分値差ΔSaが閾値Sthより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSaが閾値Sthより大きい場合、電流異常判定処理手段は、積分値差ΔSaが閾値Sthより大きいとの判断が連続で行われた連続検出回数Neをカウントし、該連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、V相の電流Ivが異常であると判断する。
【0153】
また、積分値差ΔSaが閾値Sth以下である場合、電流異常判定処理手段は、連続検出回数Neをクリアし、積分値Sivを初期化する。そして、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合、電流異常判定処理手段は、積分値Sivを初期化する。
【0154】
次に、図14のフローチャートについて説明する。
ステップS2−41 ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。ゼロクロスの判定がされた場合はステップS2−43に、されていない場合はステップS2−42に進む。
ステップS2−42 積分値Sivを算出し、リターンする。
ステップS2−43 積分値Sivを確定する。
ステップS2−44 積分値Sdq、Sivの差の絶対値が閾値Sthより大きいかどうかを判断する。積分値Sdq、Sivの差の絶対値が閾値Sthより大きい場合はステップS2−47に、積分値Sdq、Sivの差の絶対値が閾値Sth以下である場合はステップS2−45に進む。
ステップS2−45 連続検出回数Neをクリアする。
ステップS2−46 積分値Sivを初期化し、リターンする。
ステップS2−47 連続検出回数Neをカウントする。
ステップS2−48 連続検出回数Neが閾値Nethより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合はステップS2−50に、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合はステップS2−49に進む。
ステップS2−49 積分値Sivを初期化し、リターンする。
ステップS2−50 V相の電流Ivが異常であると判断し、リターンする。
【0155】
次に、図4のステップS3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。
【0156】
この場合、前記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、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、第1の実施の形態と同様に、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。
【0157】
そして、ゼロクロスの判定がされない場合、W相電流異常判定処理手段の検出電流指標算出処理手段91は、検出電流指標算出処理を行い、所定の区間において、検出電流iwの積分値Siwを検出電流指標として算出する。そのために、検出電流指標算出処理手段91は、各サンプリングタイミングiごとに、次の式で積分値Siwを算出する。
【0158】
Siw=iw(1)+iw(2)+…+iw(m)
そして、ゼロクロスの判定がされない間、積分値Siwの算出が続けられ、ゼロクロスの判定がされると、検出電流指標算出処理手段91は積分値Siwを確定する。
【0159】
続いて、W相電流異常判定処理手段の電流指令値指標算出処理手段92は、電流指令値指標算出処理を行い、各サンプリングタイミングiにおいて、検出電流iwに対応する前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を読み込み、電流指令値の実効値Adqを算出するとともに、該実効値Adqの積分値Sdqを電流指令値指標として算出する。
【0160】
次に、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Sdqa、Siwの差の絶対値、すなわち、積分値差ΔSa
ΔSa=|Sdq−Siw|
を算出し、該積分値差ΔSaが閾値Sthより大きいかどうかを判断する。積分値差ΔSaが閾値Sthより大きい場合、電流異常判定処理手段は、積分値差ΔSaが閾値Sthより大きいとの判断が連続で行われた連続検出回数Neをカウントし、該連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、W相の電流Iwが異常であると判断する。
【0161】
また、積分値差ΔSaが閾値Sth以下である場合、電流異常判定処理手段は、連続検出回数Neをクリアし、積分値Siwを初期化する。そして、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合、電流異常判定処理手段は、積分値Siwを初期化する。
【0162】
次に、図15のフローチャートについて説明する。
ステップS3−41 ゼロクロスの判定がされたかどうかを判断する。ゼロクロスの判定がされた場合はステップS3−43に、されていない場合はステップS3−42に進む。
ステップS3−42 積分値Siwを算出し、リターンする。
ステップS3−43 積分値Siwを確定する。
ステップS3−44 積分値Sdq、Siwの差の絶対値が閾値Sthより大きいかどうかを判断する。積分値Sdq、Siwの差の絶対値が閾値Sthより大きい場合はステップS3−47に、積分値Sdq、Siwの差の絶対値が閾値Sth以下である場合はステップS3−45に進む。
ステップS3−45 連続検出回数Neをクリアする。
ステップS3−46 積分値Siwを初期化し、リターンする。
ステップS3−47 連続検出回数Neをカウントする。
ステップS3−48 連続検出回数Neが閾値Nethより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合はステップS3−50に、連続検出回数Neが閾値Neth以下である場合はステップS3−49に進む。
ステップS3−49 積分値Siwを初期化し、リターンする。
ステップS3−50 W相の電流Iwが異常であると判断し、リターンする。
【0163】
本実施の形態においては、連続検出回数Neが閾値Nethより大きい場合、各相の電流Iu、Iv、Iwが異常であると判断されるようになっているが、所定の時間内に通算で積分値差ΔSaが閾値Sthより大きいとの判断が行われた回数、すなわち、通算検出回数Nfが閾値Nfthより大きい場合に、各相の電流Iu、Iv、Iwが異常であると判断することもできる。
【0164】
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。
【0165】
【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、所定の座標軸上において前記電流供給部を作動させるための電流指令値を発生させる電流指令値発生処理手段と、前記検出電流に基づいて検出電流指標を算出する検出電流指標算出処理手段と、前記電流指令値に基づいて電流指令値指標を算出する電流指令値指標算出処理手段と、前記検出電流指標及び電流指令値指標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判定処理手段とを有する。
【0166】
この場合、検出電流に基づいて検出電流指標が算出され、電流指令値に基づいて電流指令値指標が算出され、検出電流指標及び電流指令値指標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断されるので、U相、V相及びW相の電流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ができるだけでなく、U相、V相及びW相のうちのいずれの相の電流が異常であるかの判断を行うことができる。
【0167】
本発明の他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記検出電流指標算出処理手段は、前記電流検出部によって検出された各相の検出電流に基づいて、各相の検出電流指標を算出し、前記異常判定処理手段は、各相の検出電流指標及び電流指令値指標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。
【0168】
この場合、各相のうちのいずれの相の電流が異常であるかを判断することができる。また、各相の電流を検出するためにそれぞれ電流検出部を備えている場合、一つの相の電流検出部が故障しても、他の二つの相の電流検出部によって検出された検出電流に基づいて、前記一つの相の電流を算出することができ、電動駆動装置の駆動を継続することができる。
【0169】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記検出電流指標は、各サンプリングタイミングにおける検出電流に基づいて算出された検出電流の実効値である。
【0170】
この場合、各サンプリングタイミングにおける検出電流に基づいて検出電流の実効値が算出されるので、コイルに供給される各相の電流の波形が理論上の正弦波にはならなくても、各実効値は、検出電流を反映したものになる。
【0171】
したがって、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを一層確実に判断することができる。
【0172】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記検出電流指標は、各サンプリングタイミングにおける検出電流の積分値である。
【0173】
この場合、各サンプリングタイミングにおける検出電流の積分値が算出されるので、コイルに供給される各相の電流の波形が理論上の正弦波にはならなくても、各積分値は、検出電流を反映したものになる。
【0174】
したがって、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを一層確実に判断することができる。
【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10】本発明の第2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11】本発明の第2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12】本発明の第2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13】本発明の第3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14】本発明の第3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15】本発明の第3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16】本発明の第3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。
【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 検出電流指標算出処理手段
92 電流指令値指標算出処理手段
93 異常判定処理手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric drive control device, an electric drive control method, and a program thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric drive device that is mounted on a vehicle, for example, an electric vehicle as an electric vehicle, generates a torque of a drive motor as an electric machine, that is, generates a drive motor torque, and transmits the drive motor torque to drive wheels. At the time of powering (driving), the drive motor is driven by receiving a DC current from a battery to generate the drive motor torque, and at the time of regeneration (power generation), receives the torque by the inertia of the electric vehicle and converts the DC current. And supplies the current to the battery.
[0003]
The drive motor is provided rotatably and provided with a magnetic pole pair comprising permanent magnets of N and S poles, and is disposed radially outward from the rotor, and includes a U-phase, a V-phase and a W-phase. An electric machine component such as a stator having a phase stator coil is provided.
[0004]
Also, it is mounted on a hybrid vehicle as an electric vehicle, and transmits a part of the engine torque, that is, a part of the engine torque to a generator (generator motor) as a first electric machine and the rest to drive wheels. The electric drive device includes a planetary gear unit including a sun gear, a ring gear, and a carrier, connects the carrier to an engine, connects a ring gear to a drive wheel, connects a sun gear to a generator, and connects the ring gear to a generator. The rotation output from the drive motor as the second electric machine is transmitted to the drive wheels to generate a drive force.
[0005]
The generator and the drive motor are rotatably arranged and provided with a magnetic pole pair composed of permanent magnets of N pole and S pole. The rotor is arranged radially outward from the rotor. An electric machine component such as a stator having phase and W-phase stator coils is provided.
[0006]
Further, a drive motor control device is provided in the electric vehicle, and a generator control device and a drive motor control device are provided in the hybrid vehicle as an electric machine control device, respectively. By transmitting the phase, V-phase and W-phase pulse width modulation signals to the inverter and supplying the phase currents generated in the inverter, that is, the U-phase, V-phase and W-phase currents to the respective stator coils, The drive motor is driven to generate a drive motor torque, or the generator is driven to generate a generator torque, that is, a generator torque.
[0007]
Meanwhile, in the electric drive device, for example, an abnormality may occur in the drive motor, the electric machine component, a gate signal line in the inverter, and the like. Therefore, the current of each phase supplied to each stator coil is detected, and the current of each phase is converted into a d-axis current and a q-axis current, and the d-axis current, the q-axis current, the d-axis current command value, and the q-axis current. An abnormality determination method for determining whether an abnormality has occurred in the drive motor, the electric machine component, the gate signal line, or the like based on each deviation from the shaft current command value or based on an integral value of the deviation. Is provided (for example, see Patent Document 1).
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-11-332002
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional abnormality determination method, based on each deviation between the d-axis current and the q-axis current and the d-axis current command value and the q-axis current command value on the dq coordinate axes, or based on the integral value of each deviation. Therefore, it is not possible to determine whether an abnormality has occurred in the electric drive device based on the U-phase, V-phase, and W-phase currents. In addition, it is not possible to determine which of the U-phase, V-phase, and W-phase currents are abnormal.
[0010]
The present invention solves the problems of the conventional abnormality determination method, and can determine whether an abnormality has occurred in the electric drive device based on the U-phase, V-phase, and W-phase currents. It is an object of the present invention to provide an electric drive control device, an electric drive control method, and a program thereof, which can determine which phase current among the V phase and the W phase is abnormal.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the electric drive control device of the present invention, the electric machine, a current supply unit that supplies a current to the coil for driving the electric machine, and a current that detects the current supplied to the coil as a detection current A detection unit, a current command value generation processing unit that generates a current command value for operating the current supply unit on a predetermined coordinate axis, and a detection current index calculation processing unit that calculates a detection current index based on the detection current Current command value index calculation processing means for calculating a current command value index based on the current command value; and determining whether an abnormality has occurred in the electric drive device based on the detected current index and the current command value index. Abnormality determination processing means.
[0012]
In another electric drive control device of the present invention, further, the detected current index calculation processing means calculates a detected current index of each phase based on the detected current of each phase detected by the current detection unit, The abnormality determination processing means determines whether an abnormality has occurred in the electric drive device based on the detected current index and the current command value index of each phase.
[0013]
In still another electric drive control device according to the present invention, the predetermined coordinate axis is a dq coordinate axis.
[0014]
Then, the detected current of each phase is converted into a d-axis current and a q-axis current on the coordinate axis by a three-phase / two-phase conversion, and the d-axis current is converted by the d-axis current control unit into the d of the current command value. The q-axis current is made to follow a q-axis current command value which is a q-axis component of the current command value by a q-axis current control unit.
[0015]
In still another electric drive control device according to the present invention, the detection current index calculation processing means calculates a detection current index based on a detection current in a predetermined section in which the detection current is larger than a predetermined value.
[0016]
In still another electric drive control device of the present invention, the current command value index calculation processing means calculates a current command value index corresponding to a detected current in the predetermined section.
[0017]
In still another electric drive control device according to the present invention, the detected current index is an effective value of a detected current calculated based on a peak value.
[0018]
In still another electric drive control device according to the present invention, the current command value index is an effective value of a current command value calculated at a sampling timing of the peak value.
[0019]
In still another electric drive control device according to the present invention, the detected current index is an effective value of the detected current calculated based on the detected current at each sampling timing.
[0020]
In still another electric drive control device according to the present invention, the current command value index is an average value of the effective values of the current command values calculated at the respective sampling timings.
[0021]
In still another electric drive control device according to the present invention, the detected current index is an integrated value of the detected current at each sampling timing.
[0022]
In still another electric drive control device according to the present invention, the current command value index is an integrated value of an effective value of the current command value calculated at each of the sampling timings.
[0023]
In the electric drive control method according to the present invention, a current is supplied to the coil to drive the electric machine, the current supplied to the coil is detected as a detection current, and the current supply unit is operated on a predetermined coordinate axis. Generating a current command value, calculating a detected current index based on the detected current, calculating a current command value index based on the current command value, and electrically driving based on the detected current index and the current command value index. Determine whether an error has occurred in the device.
[0024]
In the program of the electric drive control method according to the present invention, the computer is provided with a current command value generation processing unit for generating a current command value for operating the current supply unit on a predetermined coordinate axis, and a coil detected by the current detection unit. Detection current index calculation processing means for calculating a detection current index based on the supplied detection current, current command value index calculation processing means for calculating a current command value index based on the current command value, and the detection current index and current It is caused to function as abnormality determination processing means for determining whether an abnormality has occurred in the electric drive device based on the command value index.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, a vehicle, for example, an electric vehicle as an electric vehicle will be described, but the present invention can also be applied to a hybrid vehicle.
[0026]
FIG. 1 is a functional block diagram of the electric drive control device according to the first embodiment of the present invention.
[0027]
In the figure, 31 is a drive motor as an electric machine, 40 is an inverter as a current supply unit for supplying a current to a coil (not shown) for driving the
[0028]
FIG. 2 is a schematic diagram of an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a drive motor control device according to the first embodiment of the present invention.
[0029]
In the figure, reference numeral 31 denotes a drive motor as an electric machine, and a DC brushless drive motor is used as the drive motor 31. For example, the drive motor 31 is attached to a drive shaft of an electric vehicle. The drive motor 31 includes a rotor (not shown) rotatably disposed and a stator disposed radially outward from the rotor. The rotor includes a rotor core mounted on a shaft (not shown) via a hub (not shown), and permanent magnets disposed at a plurality of positions in a circumferential direction of the rotor core, and a magnetic pole is formed by S and N poles of the permanent magnet. A pair is formed. Further, the stator has a stator core (not shown) in which teeth are formed by projecting radially inward at a plurality of positions in a circumferential direction, and U-phase, V-phase and W-phase wound around the teeth. It includes stator coils 11 to 13 as coils. A
[0030]
Then, in order to drive the electric motor by driving the drive motor 31, a DC current from the
[0031]
To this end, the
[0032]
Instead of the
[0033]
By the way, since the stator coils 11 to 13 are star-connected, when the current values of two phases of each phase are determined, the current values of the remaining one phase are also determined. Therefore, in order to control the currents Iu, Iv, Iw of the respective phases, for example, a current detection unit that detects the U-phase and V-phase currents Iu, Iv as the detection currents iu, iv on the lead wires of the stator coils 11, 12
iw = -iu-iv
Is calculated.
[0034]
In the present embodiment,
[0035]
In addition to the CPU (not shown) functioning as a computer, a recording device (not shown) such as a RAM or a ROM for recording data or recording various programs is provided in the drive
[0036]
Various programs, data, and the like are recorded on a RAM, a ROM, and the like as recording media of the drive
[0037]
The magnetic pole position calculator 46 of the
[0038]
The command value generation processing means (not shown) of the vehicle control device performs a command value generation process, reads the vehicle speed V and the accelerator opening detected by the accelerator opening detection unit (not shown), and reads the vehicle speed V and the accelerator opening. Vehicle demand torque TO*Is calculated, and the vehicle required torque TO is calculated.*, A drive motor target torque (torque command value) TM representing a target value of the drive motor torque TM as an electric machine torque.*And the drive motor target torque TM*To the drive
[0039]
A memory (not shown) of the drive
[0040]
Then, the torque command / current
[0041]
Meanwhile, in the drive
[0042]
For this purpose, the drive motor control processing means reads the detected currents iu, iv from the
[0043]
Next, the d-axis current id is sent to the
[0044]
The voltage
[0045]
The voltage command
[0046]
Subsequently, the dq-
[0047]
The
[0048]
Thus, the drive motor target torque TM*, And the drive motor 31 is driven to drive the electric vehicle.
[0049]
By the way, in the electric drive device, for example, abnormalities occur in the drive motor 31, the electric machine parts of the drive motor 31, the transistors Tr1 to Tr6 of the
[0050]
Next, the operation of the abnormality determination processing means 93 will be described.
[0051]
FIG. 4 is a main flowchart showing the operation of the abnormality determination processing means according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a subroutine of the U-phase current abnormality determination processing according to the first embodiment of the present invention. 6 is a diagram illustrating a subroutine of a V-phase current abnormality determination process according to the first embodiment of the present invention; FIG. 7 is a diagram illustrating a subroutine of a W-phase current abnormality determination process according to the first embodiment of the present invention; FIG. 8 is a time chart showing the operation of the U-phase current abnormality determination processing according to the first embodiment of the present invention.
[0052]
First, a U-phase current abnormality determination unit (not shown) of the abnormality determination unit 93 (FIG. 1) performs a U-phase current abnormality determination process to determine whether the U-phase current Iu is abnormal. The V-phase current abnormality determination processing means (not shown) of the abnormality determination processing means 93 performs V-phase current abnormality determination processing to determine whether or not the V-phase current Iv is abnormal. W-phase current abnormality determination processing means (not shown) performs W-phase current abnormality determination processing and determines whether the W-phase current Iw is abnormal.
[0053]
In this case, the effective values Au, Av, Aw of the detection currents iu, iv, iw and the d-axis current command value id are provided every half cycle (from zero crossing to zero crossing) of the currents Iu, Iv, Iw of each phase.*And q-axis current command value iq*Is compared with the effective value Adq. If the waveforms of the currents Iu, Iv, Iw of each phase are normal, they become sine waves, so that the effective values Au, Av, Aw and the effective value Adq become equal. Therefore, it is determined whether the currents Iu, Iv, Iw of each phase are abnormal based on whether the effective values Au, Av, Aw are not equal to the effective value Adq.
[0054]
If any one of the currents Iu, Iv, Iw of each phase is abnormal, the abnormality occurrence determination processing means (not shown) of the abnormality determination processing means 93 performs abnormality occurrence determination processing, and Is determined to have occurred, the gate signal generated by the drive circuit 51 (FIG. 2) and sent to the
[0055]
Thus, the effective values Au, Av, Aw are calculated based on the actual detected currents iu, iv, iw, and the effective values Au, Av, Aw and the d-axis current command value id are calculated.*And q-axis current command value iq*Of the currents Iu, Iv, Iw of each phase is determined based on the result of comparison with the effective value Adq, so that it can be reliably determined whether or not an abnormality has occurred in the electric drive device. .
[0056]
That is, it is not only possible to determine whether an abnormality has occurred in the electric drive device based on the U-phase, V-phase, and W-phase currents Iu, Iv, Iw, but also to determine whether the abnormality has occurred in the U-phase, V-phase, and W-phase. It can be determined which phase current is abnormal.
[0057]
For example, when a phenomenon such as overcurrent, overvoltage, or overheating occurs due to a short circuit, it is not only possible to determine that an abnormality has occurred, but also when an overcurrent, overvoltage, overheating, or other phenomenon does not occur, for example, an inverter. Even when the 40 transistors Tr1 to Tr6 are damaged or the gate signal lines or the like are disconnected, and an abnormality occurs due to opening of the electric drive device, it can be reliably determined that an abnormality has occurred. Further, when an abnormality occurs in an electric machine component necessary for calculating the magnetic pole position θ, such as the
[0058]
In order to determine whether an abnormality has occurred, a d-axis current command value id*And q-axis current command value iq*Is used, the abnormality occurs not only in the state where the amplitudes of the currents Iu, Iv and Iw of each phase are constant, but also in the transient state where the amplitudes of the currents Iu, Iv and Iw of each phase change. Can be reliably determined.
[0059]
Further, erroneous determination of an abnormality due to noise can be eliminated.
[0060]
Next, the flowchart of FIG. 4 will be described.
Step S1 U-phase current abnormality determination processing is performed.
Step S2: Perform V-phase current abnormality determination processing.
Step S3: Perform W-phase current abnormality determination processing.
Step S4: It is determined whether any one of the currents Iu, Iv, Iw of each phase is abnormal. If any of the currents Iu, Iv, Iw of each phase is abnormal, the process proceeds to step S5, and if none of the currents Iu, Iv, Iw of each phase is abnormal, the process ends.
Step S5: It is determined that an abnormality has occurred, shutdown is performed, and the process ends.
[0061]
When a current sensor for detecting the W-phase current Iw is provided in addition to the
[0062]
Next, a subroutine of the U-phase current abnormality determination processing in step S1 of FIG. 4 will be described.
[0063]
In this case, the zero-crossing determination processing means of the U-phase current abnormality determination processing means performs a zero-crossing determination process, reads the detection current iu at a predetermined sampling cycle set in advance, and determines the zero-crossing based on the detection current iu. To determine if it has been done.
[0064]
The sampling values of the detection current iu at the sampling timing i (i = 1, 2,..., N-1, n,...) Are represented by iu (1), iu (2),. ),..., And when the adjustment value set to a predetermined value is z so that the zero crossing is not erroneously determined due to noise, the zero crossing determination processing means performs two consecutive sampling values iu (n−1). ), Iu (n) are the following zero-crossing judgment expressions
{Iu (n-1) -z}. {Iu (n) + z} <0
It is determined whether or not the condition is satisfied. If the zero-crossing determination formula is satisfied, it is determined that the zero-crossing determination has been made. If the zero-crossing determination formula is not satisfied, it is determined that the zero-crossing determination is not made.
[0065]
If the zero crossing is not determined, the peak value search processing means of the U-phase current abnormality determination processing means performs a peak value search process to search for a peak value Piu of the detected current iu in a predetermined section. For this purpose, the peak value search processing means updates the peak value Piu by the following equation at each sampling timing i.
[0066]
Piu = max {iu (n-1), iu (n)}
In that case, the peak value search processing means removes the noise by passing the detected current iu through a filter so that the noise is not mistaken for the peak value Piu. In the present embodiment, the filter is constituted by a soft filter processing means in the peak value search processing means. However, it is also possible to arrange a hard filter and pass the detection current iu through the filter.
[0067]
The search for the peak value Piu is continued while the zero cross is not determined, and when the zero cross is determined, the peak value search processing means determines the peak value Piu. Thus, the peak value Piu is determined every half cycle of the U-phase current Iu, that is, from the zero cross to the next zero cross.
[0068]
Subsequently, when it is determined that the zero crossing has been determined, the detection current index calculation processing unit 91 of the U-phase current abnormality determination processing unit performs a detection current index calculation process, and detects the detection current iu based on the peak value Piu. Effective value Au of
Au = | Piu / √ (2) |
Is calculated as a detected current index indicating the index value of the detected current iu, and the current command value index calculation processing means 92 of the U-phase current abnormality determination processing means performs the current command value index calculation processing to determine the determined peak. The d-axis current command value id corresponding to the detection current iu at the sampling timing i of the value Piu*And q-axis current command value iq*And read the d-axis current command value id*And q-axis current command value iq*Effective value Adq of
Adq = √ (id* 2+ Iq* 2) / √ (3)
To the d-axis current command value id*And q-axis current command value iq*Is calculated as a current command value index that represents the index value of.
[0069]
Next, the current abnormality determination processing means of the U-phase current abnormality determination processing means performs current abnormality determination processing, and determines the absolute value of the difference between the effective values Adq and Au, that is, the effective value difference ΔA
ΔA = | Adq−Au |
Is calculated, and it is determined whether or not the effective value difference ΔA is greater than a threshold value Ath1. If the effective value difference ΔA is larger than the threshold value Ath1, the current abnormality determination processing means counts the number of times that the determination that the effective value difference ΔA is larger than the threshold value Ath1 is made continuously, that is, the number of continuous detections Ne, and If the number of detections Ne is larger than the threshold Neth, it is determined that the U-phase current Iu is abnormal.
[0070]
When the effective value difference ΔA is equal to or smaller than the threshold value Ath1, the current abnormality determination processing unit clears the continuous detection number Ne and initializes the peak value Piu. When the number of continuous detections Ne is equal to or smaller than the threshold Neth, the current abnormality determination processing unit initializes the peak value Piu.
[0071]
As described above, the adjustment value z is set so as not to erroneously determine the zero crossing due to noise. Therefore, as shown in FIG. 8, the detection current iu having the positive polarity is set. At a sampling timing t1 at which the current value becomes higher than the positive adjustment value z, and a search for a positive polarity peak value Piu is started. At a sampling timing t2 at which the negative polarity detection current iu becomes lower than the negative adjustment value z, the positive polarity is detected. The search for the peak value Piu of the negative polarity is started, the search for the peak value Piu of the negative polarity is started, and the peak value Piu of the negative polarity at the sampling timing t3 at which the detection current iu of the positive polarity becomes higher than the positive adjustment value z. Is terminated.
[0072]
Then, the d-axis current command value id at the sampling timing ts1 at which the peak value Piu of the positive polarity is obtained as the value Piu1*And q-axis current command value iq*Is read, and the effective value Adq (ts1) is calculated. The d-axis current command value id at the sampling timing ts2 at which the negative polarity peak value Piu is obtained as the value Piu2*And q-axis current command value iq*Is read, and the effective value Adq (ts2) is calculated.
[0073]
Next, the flowchart of FIG. 5 will be described.
Step S1-1: It is determined whether or not the zero crossing has been determined. If a zero cross is determined, the process proceeds to step S1-4, and if not, the process proceeds to step S1-2.
Step S1-2: Remove noise.
Step S1-3: Search for the peak value Piu and return.
Step S1-4: Determine the peak value Piu, and calculate the effective values Au and Adq.
Step S1-5: It is determined whether or not the absolute value of the difference between the effective values Adq and Au is larger than the threshold value Ath1. If the absolute value of the difference between the effective values Adq and Au is greater than the threshold value Ath1, the process proceeds to step S1-8. If the absolute value of the difference between the effective values Adq and Au is equal to or less than the threshold value Ath1, the process proceeds to step S1-6.
Step S1-6: Clear the continuous detection frequency Ne.
Step S1-7: Initialize the peak value Piu and return.
Step S1-8: Count the number of consecutive detections Ne.
Step S1-9: It is determined whether or not the number of continuous detections Ne is greater than a threshold Neth. If the number of continuous detections Ne is larger than the threshold Net, the process proceeds to step S1-11. If the number of continuous detections Ne is equal to or smaller than the threshold Net, the process proceeds to step S1-10.
Step S1-10: Initialize the peak value Piu and return.
Step S1-11: Determine that the U-phase current Iu is abnormal, and return.
[0074]
Next, a subroutine of the V-phase current abnormality determination processing in step S2 of FIG. 4 will be described.
[0075]
In this case, the zero-crossing determination processing means of the V-phase current abnormality determination processing means performs a zero-crossing determination processing, reads the detection current iv at a predetermined sampling cycle set in advance, and determines the zero-crossing based on the detection current iv. To determine if it has been done.
[0076]
The sampling values of the detection current iv at the sampling timing i are iv (1), iv (2),..., Iv (n-1), iv (n),. When the adjustment value set to is set to z, the zero-crossing determination processing means determines that two consecutive sampling values iv (n-1) and iv (n)
{Iv (n-1) -z}. {Iv (n) + z} <0
It is determined whether or not the condition is satisfied. If the zero-crossing determination formula is satisfied, it is determined that the zero-crossing determination has been made. If the zero-crossing determination formula is not satisfied, it is determined that the zero-crossing determination is not made.
[0077]
If the zero crossing is not determined, the peak value search processing means of the V-phase current abnormality determination processing means performs a peak value search process to search for a peak value Piv of the detected current iv in a predetermined section. For this purpose, the peak value search processing means updates the peak value Piv by the following equation at each sampling timing i.
[0078]
Piv = max {iv (n-1), iv (n)}
In this case, the peak value search processing means removes the noise by passing the detected current iv through a filter so that the noise is not mistakenly set as the peak value Piv.
[0079]
The search for the peak value Piv is continued while the zero cross is not determined, and when the zero cross is determined, the peak value search processing unit determines the peak value Piv. In this manner, the peak value Piv is determined every half cycle of the V-phase current Iv, that is, from the zero cross to the next zero cross.
[0080]
Subsequently, when it is determined that the zero crossing has been determined, the detection current index calculation processing means 91 of the V-phase current abnormality determination processing means performs a detection current index calculation processing, and detects the detection current iv based on the peak value Piv. Effective value Av of
Av = | Piv / √ (2) |
Is calculated as a detected current index representing the index value of the detected current iv, and the current command value index calculation processing means 92 of the V-phase current abnormality determination processing means performs the current command value index calculation processing to determine the determined peak. At the sampling timing i of the value Piv, the d-axis current command value id corresponding to the detection current iv*And q-axis current command value iq*And read the effective value Adq
Adq = √ (id* 2+ Iq* 2) / √ (3)
Is calculated as a current command value index.
[0081]
Next, the current abnormality determination processing means of the V-phase current abnormality determination processing means performs current abnormality determination processing, and calculates an effective value difference ΔA between the effective values Adq and Av.
ΔA = | Adq−Av |
And it is determined whether or not the effective value difference ΔA is larger than the threshold value Ath1. When the effective value difference ΔA is larger than the threshold value Ath1, the current abnormality determination processing means counts the number of consecutive detections Ne in which the determination that the effective value difference ΔA is larger than the threshold value Ath1 is continuously performed. When it is larger than the threshold value Neth, it is determined that the V-phase current Iv is abnormal.
[0082]
When the effective value difference ΔA is equal to or smaller than the threshold value Ath1, the current abnormality determination processing unit clears the continuous detection number Ne and initializes the peak value Piv. When the number of consecutive detections Ne is equal to or smaller than the threshold Neth, the current abnormality determination processing unit initializes the peak value Piv.
[0083]
Next, the flowchart of FIG. 6 will be described.
Step S2-1: It is determined whether or not the zero crossing has been determined. If a zero cross is determined, the process proceeds to step S2-4; otherwise, the process proceeds to step S2-2.
Step S2-2: Remove noise.
Step S2-3: Search for the peak value Piv and return.
Step S2-4: Determine the peak value Piv, and calculate the effective values Av and Adq.
Step S2-5: It is determined whether or not the absolute value of the difference between the effective values Adq and Av is larger than the threshold value Ath1. If the absolute value of the difference between the effective values Adq and Av is larger than the threshold value Ath1, the process proceeds to step S2-8. If the absolute value of the difference between the effective values Adq and Av is equal to or smaller than the threshold value Ath1, the process proceeds to step S2-6.
Step S2-6: Clear the continuous detection frequency Ne.
Step S2-7: Initialize the peak value Piv and return.
Step S2-8: Count the number of consecutive detections Ne.
Step S2-9: It is determined whether or not the number of continuous detections Ne is larger than a threshold value Neth. If the number of continuous detections Ne is larger than the threshold Net, the process proceeds to step S2-11. If the number of continuous detections Ne is equal to or smaller than the threshold Net, the process proceeds to step S2-10.
Step S2-10: Initialize the peak value Piv and return.
Step S2-11: Determine that the V-phase current Iv is abnormal, and return.
[0084]
Next, the subroutine of the W-phase current abnormality determination processing in step S3 in FIG. 4 will be described.
[0085]
In this case, the zero-crossing determination processing means of the W-phase current abnormality determination processing means performs the zero-crossing determination processing, reads the detection current iw at a predetermined sampling cycle set in advance, and determines the zero-crossing based on the detection current iw. To determine if it has been done.
[0086]
The sampling values of the detection current iw at the sampling timing i are iw (1), iw (2),..., Iw (n−1), iw (n),. When the adjustment value set to is set to z, the zero-crossing determination processing means determines that two consecutive sampling values iw (n-1) and iw (n) are calculated by the following zero-crossing determination expression
{Iw (n-1) -z}. {Iw (n) + z} <0
It is determined whether or not the condition is satisfied. If the zero-crossing determination formula is satisfied, it is determined that the zero-crossing determination has been made. If the zero-crossing determination formula is not satisfied, it is determined that the zero-crossing determination is not made.
[0087]
If the zero crossing is not determined, the peak value search processing means of the W-phase current abnormality determination processing means performs a peak value search process to search for a peak value Piw of the detected current iw in a predetermined section. For this purpose, the peak value search processing means updates the peak value Piw by the following formula at each sampling timing i.
[0088]
Piw = max {iw (n-1), iw (n)}
In this case, the peak value search processing means removes the noise by passing the detected current iw through a filter so that the noise is not mistakenly set as the peak value Piw.
[0089]
The search for the peak value Piw is continued while the zero cross is not determined, and when the zero cross is determined, the peak value search processing unit determines the peak value Piw. In this manner, the peak value Piw is determined every half cycle of the W-phase current Iw, that is, from the zero cross to the next zero cross.
[0090]
Subsequently, when it is determined that the zero crossing has been determined, the detection current index calculation processing unit 91 of the W-phase current abnormality determination processing unit performs a detection current index calculation process, and detects the detection current iw based on the peak value Piw. Effective value Aw of
Aw = | Piw / √ (2) |
Is calculated as a detection current index representing an index value of the detection current iw, and the current command value index calculation processing means 92 of the W-phase current abnormality determination processing means performs a current command value index calculation processing and is determined. At the sampling timing i of the peak value Piw, the detected current corresponding to the detected current iw The d-axis current command value id*And q-axis current command value iq*And read the effective value Adq
Adq = √ (id* 2+ Iq* 2) / √ (3)
Is calculated as a current command value index.
[0091]
Next, the current abnormality determination processing means of the W-phase current abnormality determination processing means performs current abnormality determination processing, and calculates an effective value difference ΔA between the effective values Adq and Aw.
ΔA = | Adq−Aw |
And it is determined whether or not the effective value difference ΔA is larger than the threshold value Ath1. When the effective value difference ΔA is larger than the threshold value Ath1, the current abnormality determination processing means counts the number of consecutive detections Ne in which the determination that the effective value difference ΔA is larger than the threshold value Ath1 is continuously performed. When it is larger than the threshold value Neth, it is determined that the W-phase current Iw is abnormal.
[0092]
When the effective value difference ΔA is equal to or smaller than the threshold value Ath1, the current abnormality determination processing unit clears the continuous detection number Ne and initializes the peak value Piw. Then, when the number of continuous detections Ne is equal to or less than the threshold Neth, the current abnormality determination processing unit initializes the peak value Piw.
[0093]
Next, the flowchart of FIG. 7 will be described.
Step S3-1: It is determined whether or not the zero crossing has been determined. If a zero cross is determined, the process proceeds to step S3-4, and if not, the process proceeds to step S3-2.
Step S3-2: Remove noise.
Step S3-3: Search for the peak value Piw and return.
Step S3-4: Determine the peak value Piw, and calculate the effective values Aw and Adq.
Step S3-5: It is determined whether or not the absolute value of the difference between the effective values Adq and Aw is larger than the threshold value Ath1. If the absolute value of the difference between the effective values Adq and Aw is larger than the threshold value Ath1, the process proceeds to step S3-8. If the absolute value of the difference between the effective values Adq and Aw is equal to or smaller than the threshold value Ath1, the process proceeds to step S3-6.
Step S3-6: Clear the continuous detection frequency Ne.
Step S3-7: Initialize the peak value Piw and return.
Step S3-8: Count the number of continuous detections Ne.
Step S3-9: It is determined whether or not the number of continuous detections Ne is larger than a threshold value Neth. If the number of continuous detections Ne is larger than the threshold Net, the process proceeds to step S3-11. If the number of continuous detections Ne is equal to or smaller than the threshold Net, the process proceeds to step S3-10.
Step S3-10: Initializes the peak value Piw and returns.
Step S3-11: It is determined that the W-phase current Iw is abnormal, and the routine returns.
[0094]
In the present embodiment, when the number of continuous detections Ne is larger than the threshold Neth, it is determined that the currents Iu, Iv, and Iw of each phase are abnormal. When the number of times that the value difference ΔA is determined to be larger than the threshold value Ath1, that is, when the total number of detections Nf is larger than the threshold value Nfth, it is also possible to determine that the currents Iu, Iv, Iw of each phase are abnormal. .
[0095]
By the way, the waveforms of the currents Iu, Iv, Iw of the respective phases supplied to the respective stator coils 11 to 13 of the drive motor 31 do not actually become theoretical sine waves. Even if the effective values Au, Av, Aw of the detection currents iu, iv, iw are calculated based on the peak values Piu, Piv, Piw as described above, the respective effective values Au, Av, Aw are not necessarily the detection current iu. , Iv and iw are not reflected.
[0096]
Therefore, according to the theoretical formula of the effective value, the square root of the mean square value of the currents Iu, Iv, Iw of each phase is used as the effective value Aiu, Aiv, Aiw of the detected currents iu, iv, iw. A second embodiment will be described. Since the main flowchart showing the operation of the abnormality determination processing means 93 in the second embodiment is the same as the main flowchart showing the operation of the abnormality determination processing means 93 in the first embodiment, FIG. The description is omitted.
[0097]
FIG. 9 is a diagram illustrating a subroutine of a U-phase current abnormality determination process according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram illustrating a subroutine of a V-phase current abnormality determination process according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a diagram illustrating a subroutine of a W-phase current abnormality determination process according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a time chart illustrating an operation of the U-phase current abnormality determination process according to the second embodiment of the present invention. It is.
[0098]
In this case, the square root of the mean square value of the detection currents iu, iv, and iw is calculated for each half cycle (from zero crossing to the next zero crossing) of the currents Iu, Iv, and Iw in each phase. , Iv, iw are calculated as effective values Aiu, Aiv, Aiw, and the effective values Aiu, Aiv, Aiw and the d-axis current command value id in the section*And q-axis current command value iq*Is compared with an effective value Adqa represented by an average value described later. Since the waveforms of the currents Iu, Iv, Iw of each phase are theoretically sinusoidal, the effective values Aiu, Aiv, Aiw and the effective value Adqa become equal. Therefore, it is determined whether the currents Iu, Iv, Iw of each phase are abnormal based on whether the effective values Aiu, Aiv, Aiw and the effective value Adqa are not equal.
[0099]
If any one of the currents Iu, Iv, Iw of each phase is abnormal, the abnormality determination processing means 93 determines that an abnormality has occurred in the electric drive device, and the drive circuit 51 (FIG. 2). ), And turns off the gate signal sent to the
[0100]
As described above, the square root of the mean square value of the detection currents iu, iv, and iw is calculated as the effective values Aiu, Aiv, and Aiw of the detection currents iu, iv, and iw. Even if the waveforms of the currents Iu, Iv, Iw of the respective phases supplied to the coils 11 to 13 do not become theoretical sine waves, the effective values Aiu, Aiv, Aiw determine the detected currents iu, iv, iw. It will reflect.
[0101]
Therefore, it is possible to more reliably determine whether an abnormality has occurred in the electric drive device.
[0102]
Next, a subroutine of the U-phase current abnormality determination processing in step S1 of FIG. 4 will be described.
[0103]
In this case, the zero-crossing determination processing unit of the U-phase current abnormality determination processing unit performs a zero-crossing determination process, reads the detection current iu at a predetermined sampling cycle set in advance, and performs the same as in the first embodiment. Based on the detection current iu, it is determined whether a zero-cross determination has been made.
[0104]
If the zero crossing is not determined, the square sum calculation processing means of the U-phase current abnormality determination processing means performs the square sum calculation processing, and in a predetermined section, the square sum of the detected current iuΣiu2Is calculated. For this purpose, the square sum calculation processing means calculates the square sum Σiu based on the detected current iu at each sampling timing i by the following equation.2Is calculated, and the number of samples is counted.
[0105]
Σiu2= Iu (1)2+ Iu (2)2+ ... + iu (m)2
While the zero-cross judgment is not made, the square sum Σiu2Is continued and the count of the number of samples is continued, and when the zero-crossing is determined, the detection current index calculation processing means 91 (FIG. 1) of the U-phase current abnormality determination processing means performs the detection current index calculation processing, and Nori sum iu2Effective value Aiu of the detected current iu represented by the square root of the mean square value based on
Aiu = √ {iu (1)2+ Iu (2)2+ ... + iu (m)2) / M}
Is calculated as the detected current index.
[0106]
Subsequently, at each sampling timing i, the current command value index calculation processing means 92 of the U-phase current abnormality determination processing means executes the d-axis current command value id corresponding to the detected current iu.*And q-axis current command value iq*And an effective value Adqa represented by an average value of the effective value Adq described later is calculated as a current command value index.
[0107]
Next, the current abnormality determination processing means of the U-phase current abnormality determination processing means performs current abnormality determination processing, and determines the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiu, that is, the effective value difference ΔAa
ΔAa = | Adqa−Aiu |
And it is determined whether or not the effective value difference ΔAa is larger than a threshold value Ath2. When the effective value difference ΔAa is larger than the threshold value Ath2, the current abnormality determination processing means counts the number of consecutive detections Ne in which the determination that the effective value difference ΔAa is larger than the threshold value Ath2 is continuously performed. If it is larger than the threshold value Neth, it is determined that the U-phase current Iu is abnormal.
[0108]
When the effective value difference ΔAa is equal to or smaller than the threshold value Ath2, the current abnormality determination processing means clears the number of continuous detections Ne and sums of squares Σiu2And the number of samples. If the number of consecutive detections Ne is equal to or smaller than the threshold Neth, the current abnormality determination processing unit performs the square sum Σiu2And the number of samples.
[0109]
As described above, since the adjustment value z is set so as not to erroneously determine the zero crossing due to noise, as shown in FIG. 12, the detection current iu having a positive polarity is set. Is higher than the positive adjustment value z at the sampling timing t11, the sum of squares of positive polarity Σiu2At the sampling timing t12 at which the negative polarity detection current iu becomes lower than the negative adjustment value z, the sum of squares of positive polarity Σiu2Is completed, and the sum of squares of negative polarity Σiu2At the sampling timing t13 when the positive polarity detection current iu becomes higher than the positive adjustment value z, the sum of squares of the negative polarity Σiu2Is completed.
[0110]
Then, the square sum of positive polarity Σiu2D-axis current command value id at each sampling timing i for which*And q-axis current command value iq*Is read, and the average value of the effective values Adq (i) at each sampling timing iΣAdq (i) / m
{Adq (i) / m = {Adq (1) + Adq (2) +... + Adq (m)} / m
Is calculated as the effective value Adqa of the current command value. Similarly, the sum of squares of negative polarity Σiu2D-axis current command value id at each sampling timing i for which*And q-axis current command value iq*Is read, and the average value 実 効 Adq (i) / m of the effective values Adq (i) at each sampling timing i is calculated as the effective value Adqa of the current command value.
[0111]
Note that the detection current iu (i) at the sampling timing i at which the positive polarity detection current iu becomes equal to or less than the positive adjustment value z and the sampling timing i at which the negative polarity detection current iu becomes equal to or more than the negative adjustment value z are ,
iu (i) = 0
And is not used for calculating the effective value Adqa. Therefore, substantially the sum of squares of positive polarity と し て iu is defined as a predetermined section only in a section where the positive polarity detection current iu is higher than the positive adjustment value z.2Is calculated, the effective value Aiu of the detection current iu is calculated, and the square sum of the negative polarity Σiu is defined as a predetermined section only in a section in which the negative polarity detection current iu is lower than the negative adjustment value z.2Is calculated, and the effective value Aiu of the detection current iu is calculated.
[0112]
Next, the flowchart of FIG. 9 will be described.
Step S1-21: It is determined whether or not the zero crossing has been determined. If a zero cross is determined, the process proceeds to step S1-24; otherwise, the process proceeds to step S1-22.
Step S1-22 Sum of squares iu2Is calculated.
Step S1-23: Count the number of samples and return.
Step S1-24 Sum of squares iu2, The effective values Aiu and Adqa are calculated.
Step S1-25: It is determined whether or not the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiu is larger than the threshold value Ath2. When the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiu is larger than the threshold value Ath2, the process proceeds to step S1-28, and when the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiu is equal to or smaller than the threshold value Ath2, the process proceeds to step S1-26.
Step S1-26: Clear the continuous detection frequency Ne.
Step S1-27 Sum of squares iu2And the number of samples, and return.
Step S1-28: Count the number of continuous detections Ne.
Step S1-29: It is determined whether or not the number of continuous detections Ne is greater than a threshold Neth. If the number of continuous detections Ne is larger than the threshold Net, the process proceeds to step S1-31. If the number of continuous detections Ne is equal to or smaller than the threshold Net, the process proceeds to step S1-30.
Step S1-30 Sum of squares iu2And the number of samples, and return.
Step S1-31: It is determined that the U-phase current Iu is abnormal, and the routine returns.
[0113]
Next, a subroutine of the V-phase current abnormality determination processing in step S2 of FIG. 4 will be described.
[0114]
In this case, the zero-crossing determination processing unit of the V-phase current abnormality determination processing unit performs a zero-crossing determination process, reads the detection current iv at a predetermined sampling cycle set in advance, and performs the same as in the first embodiment. Based on the detected current iv, it is determined whether a zero-cross determination has been made.
[0115]
If the zero crossing is not determined, the square sum calculation processing means of the V-phase current abnormality determination processing means performs the square sum calculation processing, and in a predetermined section, the square sum of the detected current ivΣiv2Is calculated. For this purpose, the square sum calculation processing means calculates the square sum 、 iv based on the detected current iv at each sampling timing i by the following equation.2Is calculated, and the number of samples is counted.
[0116]
Σiv2= Iv (1)2+ Iv (2)2+ ... + iv (m)2
While the zero-crossing is not determined, the sum of squares Σiv2Is continued and the number of samples is counted, and when the zero crossing is determined, the detection current index calculation processing means 91 of the V-phase current abnormality determination processing means performs the detection current index calculation processing, and the square sum Σiv2Effective value Aiv of the detected current iv represented by the square root of the mean square value based on
Aiv = √ {iv (1)2+ Iv (2)2+ ... + iv (m)2) / M}
Is calculated as the detected current index.
[0117]
Subsequently, at each sampling timing i, the current command value index calculation processing means 92 calculates the d-axis current command value id corresponding to the detected current iv.*And q-axis current command value iq*Is read, and an effective value Adqa represented by an average value 実 効 Adq (i) / m of the effective value Adq of the current command value is calculated as a current command value index.
[0118]
Next, the current abnormality determination processing means of the V-phase current abnormality determination processing means performs current abnormality determination processing, and determines the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiv, that is, the effective value difference ΔAa
ΔAa = | Adqa−Aiv |
And it is determined whether or not the effective value difference ΔAa is larger than a threshold value Ath2. When the effective value difference ΔAa is larger than the threshold value Ath2, the current abnormality determination processing means counts the number of consecutive detections Ne in which the determination that the effective value difference ΔAa is larger than the threshold value Ath2 is continuously performed. When it is larger than the threshold value Neth, it is determined that the V-phase current Iv is abnormal.
[0119]
If the effective value difference ΔAa is equal to or smaller than the threshold value Ath2, the current abnormality determination processing means clears the number of continuous detections Ne and sums the squares Σiv2And the number of samples. When the number of consecutive detections Ne is equal to or smaller than the threshold Neth, the current abnormality determination processing means performs the square sum viv2And the number of samples.
[0120]
Next, the flowchart of FIG. 10 will be described.
Step S2-21: It is determined whether or not the zero cross is determined. If a zero cross is determined, the process proceeds to step S2-24; otherwise, the process proceeds to step S2-22.
Step S2-22 Sum of squares Σiv2Is calculated.
Step S2-23: Count the number of samples and return.
Step S2-24 Sum of squares Σiv2, The effective values Aiv and Adqa are calculated.
Step S2-25: It is determined whether or not the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiv is larger than the threshold value Ath2. If the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiv is larger than the threshold value Ath2, the process proceeds to step S2-28. If the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiv is equal to or smaller than the threshold value Ath2, the process proceeds to step S2-26.
Step S2-26: The number of continuous detection times Ne is cleared.
Step S2-27: Sum of squares Σiv2And the number of samples, and return.
Step S2-28: Count the number of continuous detections Ne.
Step S2-29: It is determined whether or not the number of continuous detections Ne is larger than a threshold Neth. If the number of consecutive detections Ne is larger than the threshold Net, the process proceeds to step S2-31. If the number of continuous detection Ne is equal to or smaller than the threshold Net, the process proceeds to step S2-30.
Step S2-30: Sum of squares Σiv2And the number of samples, and return.
Step S2-31: It is determined that the V-phase current Iv is abnormal, and the routine returns.
[0121]
Next, the subroutine of the W-phase current abnormality determination processing in step S3 in FIG. 4 will be described.
[0122]
In this case, the zero-crossing determination processing means of the W-phase current abnormality determination processing means performs a zero-crossing determination processing, reads the detection current iw at a predetermined sampling cycle set in advance, and performs the same as in the first embodiment. Based on the detected current iw, it is determined whether a zero-cross determination has been made.
[0123]
When the zero crossing is not determined, the square sum calculation processing means of the W-phase current abnormality determination processing means performs a square sum calculation process, and in a predetermined section, the square sum of the detected current iwΣiw2Is calculated. For this purpose, the square sum calculation processing means calculates the square sum Σiw by the following equation based on the detected current iw at each sampling timing i.2Is calculated, and the number of samples is counted.
[0124]
Σiw2= Iw (1)2+ Iw (2)2+ ... + iw (m)2
While the zero crossing is not determined, the sum of squares Σiw2Is continued and the number of samples is counted, and when the zero crossing is determined, the detection current index calculation processing means 91 of the W-phase current abnormality determination processing means performs the detection current index calculation processing, and the square sum Σiw2Value Aiw of the detected current iw represented by the square root of the root mean square value based on
Aiw = √ {iw (1)2+ Iw (2)2+ ... + iw (m)2) / M}
Is calculated as the detected current index.
[0125]
Subsequently, at each sampling timing i, the current command value index calculation processing means 92 calculates the d-axis current command value id corresponding to the detected current iw.*And q-axis current command value iq*Is read, and an effective value Adqa represented by an average value 実 効 Adq (i) / m of the effective value Adq of the current command value is calculated as a current command value index.
[0126]
Next, the current abnormality determination processing means of the W-phase current abnormality determination processing means performs current abnormality determination processing, and determines the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiw, that is, the effective value difference ΔAa
ΔAa = | Adqa−Aiw |
And it is determined whether or not the effective value difference ΔAa is larger than a threshold value Ath2. When the effective value difference ΔAa is larger than the threshold value Ath2, the current abnormality determination processing means counts the number of consecutive detections Ne in which the determination that the effective value difference ΔAa is larger than the threshold value Ath2 is continuously performed. When it is larger than the threshold value Neth, it is determined that the W-phase current Iw is abnormal.
[0127]
When the effective value difference ΔAa is equal to or smaller than the threshold value Ath2, the current abnormality determination processing means clears the number of continuous detections Ne and sums the squares Σiw2And the number of samples. When the number of consecutive detections Ne is equal to or less than the threshold Neth, the current abnormality determination processing unit performs the sum of squares Σiw2And the number of samples.
[0128]
Next, the flowchart of FIG. 11 will be described.
Step S3-21: It is determined whether or not the zero cross is determined. If a zero-cross is determined, the process proceeds to step S3-24; otherwise, the process proceeds to step S3-22.
Step S3-22 sum of squares Σiw2Is calculated.
Step S3-23: Count the number of samples and return.
Step S3-24 square sum Σiw2, The effective values Aiw and Adqa are calculated.
Step S3-25: It is determined whether or not the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiw is larger than the threshold value Ath2. If the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiw is larger than the threshold value Ath2, the process proceeds to step S3-28. If the absolute value of the difference between the effective values Adqa and Aiw is equal to or smaller than the threshold value Ath2, the process proceeds to step S3-26.
Step S3-26: Clear the continuous detection frequency Ne.
Step S3-27: Sum of squares Σiw2And the number of samples, and return.
Step S3-28: Count the number of continuous detections Ne.
Step S3-29: It is determined whether or not the number of continuous detections Ne is larger than a threshold value Neth. If the number of consecutive detections Ne is larger than the threshold Net, the process proceeds to step S3-31. If the number of continuous detection Ne is equal to or smaller than the threshold Net, the process proceeds to step S3-30.
Step S3-30: Sum of squares Σiw2And the number of samples, and return.
Step S3-31: It is determined that the W-phase current Iw is abnormal, and the routine returns.
[0129]
In the present embodiment, when the number of continuous detections Ne is larger than the threshold Neth, it is determined that the currents Iu, Iv, and Iw of each phase are abnormal. When the number of times that the value difference ΔAa is determined to be larger than the threshold value Ath2, that is, when the total number of detections Nf is larger than the threshold value Nfth, it is also possible to determine that the currents Iu, Iv, Iw of each phase are abnormal. .
[0130]
Next, a third embodiment of the present invention is configured to determine whether an abnormality has occurred in the electric drive device based on the integrated values of the currents Iu, Iv, Iw of the respective phases as values corresponding to the effective values. Will be described. Since the main flowchart showing the operation of the abnormality determination processing means 93 in the third embodiment is the same as the main flowchart showing the operation of the abnormality determination processing means 93 in the first embodiment, FIG. The description is omitted.
[0131]
FIG. 13 is a diagram illustrating a subroutine of a U-phase current abnormality determination process according to the third embodiment of the present invention. FIG. 14 is a diagram illustrating a subroutine of a V-phase current abnormality determination process according to the third embodiment of the present invention. FIG. 15 is a diagram illustrating a subroutine of a W-phase current abnormality determination process according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a time chart illustrating an operation of the U-phase current abnormality determination process according to the third embodiment of the present invention. It is.
[0132]
In this case, the detection currents iu, iv are used as detection current indexes of the currents Iu, Iv, Iw of each phase in a predetermined section every half cycle of the currents Iu, Iv, Iw of each phase (from zero crossing to the next zero crossing). , Iw, and the integrated values Siu, Siv, Siw, and the d-axis current command value id in the section.*And q-axis current command value iq*Is compared with the integral value Sdq of the effective value Adq. Since the waveforms of the currents Iu, Iv, Iw of each phase are theoretically sinusoidal, the integral values Siu, Siv, Siw and the integral value Sdq become equal. Therefore, it is determined whether or not the currents Iu, Iv, Iw of each phase are abnormal based on whether or not the integral values Siu, Siv, Siw are equal to the integral value Sdq.
[0133]
If any one of the currents Iu, Iv, Iw of each phase is abnormal, the abnormality determination processing means 93 (FIG. 1) determines that an abnormality has occurred in the electric drive device, and The gate signal generated by 51 (FIG. 2) and sent to the
[0134]
As described above, since the integral values Siu, Siv, Siw of the detected currents iu, iv, iw are calculated, the currents Iu, Iv, Even if the waveform of Iw does not become a theoretical sine wave, each integrated value Siu, Siv, Siw reflects the detection current iu, iv, iw.
[0135]
Therefore, it is possible to more reliably determine whether an abnormality has occurred in the electric drive device.
[0136]
Next, a subroutine of the U-phase current abnormality determination processing in step S1 of FIG. 4 will be described.
[0137]
In this case, the zero-crossing determination processing unit of the U-phase current abnormality determination processing unit performs a zero-crossing determination process, reads the detection current iu at a predetermined sampling cycle set in advance, and performs the same as in the first embodiment. Based on the detection current iu, it is determined whether a zero-cross determination has been made.
[0138]
When the zero crossing is not determined, the detection current index calculation processing unit 91 of the U-phase current abnormality determination processing unit performs a detection current index calculation process, and in a predetermined section, calculates the integral value Siu of the detection current iu to the detection current index. Is calculated as For this purpose, the detection current index calculation processing means 91 calculates the integral value Siu by the following equation at each sampling timing i.
[0139]
Siu = iu (1) + iu (2) +... + Iu (m)
While the zero-cross determination is not performed, the calculation of the integrated value Siu is continued. When the zero-cross determination is performed, the detected current index calculation processing means 91 determines the integrated value Siu.
[0140]
Subsequently, at each sampling timing i, the current command value index calculation processing means 92 of the U-phase current abnormality determination processing means executes the d-axis current command value id corresponding to the detected current iu.*And q-axis current command value iq*Is read, the effective value Adq of the current command value is calculated, and the integral value Sdq of the effective value Adq is calculated as the current command value index.
[0141]
Next, the current abnormality determination processing means of the U-phase current abnormality determination processing means performs current abnormality determination processing, and determines the absolute value of the difference between the integrated values Sdqa and Siu, that is, the integrated value difference ΔSa
ΔSa = | Sdq−Siu |
Is calculated, and it is determined whether the integrated value difference ΔSa is larger than a threshold value Sth. When the integrated value difference ΔSa is larger than the threshold value Sth, the current abnormality determination processing means counts the number of consecutive detections Ne in which the determination that the integrated value difference ΔSa is larger than the threshold value Sth is continuously performed. When it is larger than the threshold value Neth, it is determined that the U-phase current Iu is abnormal.
[0142]
When the integrated value difference ΔSa is equal to or smaller than the threshold value Sth, the current abnormality determination processing unit clears the continuous detection number Ne and initializes the integrated value Siu. When the number of continuous detections Ne is equal to or smaller than the threshold Neth, the current abnormality determination processing unit initializes the integral value Siu.
[0143]
As described above, since the adjustment value z is set so as not to erroneously determine the zero crossing due to noise, as shown in FIG. 12, the detection current iu having a positive polarity is set. Is calculated at a sampling timing t11 at which is higher than the positive adjustment value z, and at a sampling timing t12 at which the detection current iu of the negative polarity becomes lower than the negative adjustment value z, the positive polarity is obtained. Is completed, the calculation of the negative polarity integral value Siu is started, and the negative polarity integral value Siu is obtained at the sampling timing t13 when the positive polarity detection current iu becomes higher than the positive adjustment value z. Is completed.
[0144]
Then, the d-axis current command value id at each sampling timing i at which the integral value Siu of the positive polarity is calculated*And q-axis current command value iq*Is read, and the sum of the effective values Adq (i) at each sampling timing iiAdq (i)
ΣAdq (i) = Adq (1) + Adq (2) +... + Adq (m)
Is calculated as the integrated value Sdq of the current command value. Similarly, the d-axis current command value id at each sampling timing i at which the integrated value Siu of the negative polarity is calculated*And q-axis current command value iq*Is read, and the sum 実 効 Adq (i) of the effective values Adq (i) for each sampling timing i is calculated as the integrated value Sdq of the current command value.
[0145]
Note that the detection current iu (i) at the sampling timing i at which the positive polarity detection current iu becomes equal to or less than the positive adjustment value z and the sampling timing i at which the negative polarity detection current iu becomes equal to or more than the negative adjustment value z are ,
iu (i) = 0
And is not used for calculating the integral value Sdq. Therefore, the integral value Siu of the positive polarity is substantially calculated as a predetermined section only in the section where the detection current iu of the positive polarity is higher than the positive adjustment value z, and the detection current iu of the negative polarity is negative. A negative polarity integrated value Siu is calculated as a predetermined section only in a section lower than the adjustment value z.
[0146]
Next, the flowchart of FIG. 13 will be described.
Step S1-41: It is determined whether or not the zero cross is determined. If a zero-cross is determined, the process proceeds to step S1-43; otherwise, the process proceeds to step S1-42.
Step S1-42: Calculates the integral value Siu and returns.
Step S1-43: Determine the integral value Siu.
Step S1-44: It is determined whether or not the absolute value of the difference between the integral values Sdq and Siu is larger than the threshold value Sth. If the absolute value of the difference between the integral values Sdq and Siu is greater than the threshold value Sth, the process proceeds to step S1-47. If the absolute value of the difference between the integral values Sdq and Siu is equal to or less than the threshold value Sth, the process proceeds to step S1-45.
Step S1-45: Clear the continuous detection frequency Ne.
Step S1-46: Initialize the integral Siu and return.
Step S1-47: Count the number of continuous detections Ne.
Step S1-48: It is determined whether or not the number of continuous detections Ne is larger than a threshold value Neth. If the number of consecutive detections Ne is larger than the threshold Net, the flow proceeds to step S1-50.
Step S1-49: Initialize the integrated value Siu and return.
Step S1-50: Determine that the U-phase current Iu is abnormal, and return.
[0147]
Next, a subroutine of the V-phase current abnormality determination processing in step S2 of FIG. 4 will be described.
[0148]
In this case, the zero-crossing determination processing unit of the V-phase current abnormality determination processing unit performs a zero-crossing determination process, reads the detection current iv at a predetermined sampling cycle set in advance, and performs the same as in the first embodiment. Based on the detected current iv, it is determined whether a zero-cross determination has been made.
[0149]
When the zero-crossing is not determined, the detection current index calculation processing means 91 of the V-phase current abnormality determination processing means performs a detection current index calculation processing, and in a predetermined section, calculates the integrated value Siv of the detection current iv. Calculate as an index. For this purpose, the detection current index calculation processing means 91 calculates the integral value Siv by the following equation at each sampling timing i.
[0150]
Siv = iv (1) + iv (2) +... + Iv (m)
Then, while the zero-cross determination is not performed, the calculation of the integral value Siv is continued. When the zero-cross determination is performed, the detected current index calculation processing unit 91 determines the integrated value Siv.
[0151]
Subsequently, the current command value index calculation processing means 92 of the V-phase current abnormality determination processing means performs current command value index calculation processing, and at each sampling timing i, the d-axis current command value id corresponding to the detected current iv.*And q-axis current command value iq*Is read, the effective value Adq of the current command value is calculated, and the integral value Sdq of the effective value Adq is calculated as the current command value index.
[0152]
Next, the current abnormality determination processing means of the V-phase current abnormality determination processing means performs current abnormality determination processing, and determines the absolute value of the difference between the integrated values Sdqa and Siv, that is, the integrated value difference ΔSa
ΔSa = | Sdq−Siv |
Is calculated, and it is determined whether the integrated value difference ΔSa is larger than a threshold value Sth. When the integrated value difference ΔSa is larger than the threshold value Sth, the current abnormality determination processing means counts the number of consecutive detections Ne in which the determination that the integrated value difference ΔSa is larger than the threshold value Sth is continuously performed. When it is larger than the threshold value Neth, it is determined that the V-phase current Iv is abnormal.
[0153]
When the integrated value difference ΔSa is equal to or smaller than the threshold value Sth, the current abnormality determination processing unit clears the continuous detection number Ne and initializes the integrated value Siv. When the number of continuous detections Ne is equal to or smaller than the threshold Neth, the current abnormality determination processing unit initializes the integral value Siv.
[0154]
Next, the flowchart of FIG. 14 will be described.
Step S2-41: It is determined whether or not the zero crossing has been determined. If a zero cross is determined, the process proceeds to step S2-43; otherwise, the process proceeds to step S2-42.
Step S2-42: Calculate the integral value Siv and return.
Step S2-43: To determine the integral value Siv.
Step S2-44: It is determined whether or not the absolute value of the difference between the integral values Sdq and Siv is larger than the threshold value Sth. If the absolute value of the difference between the integral values Sdq and Siv is larger than the threshold value Sth, the process proceeds to step S2-47. If the absolute value of the difference between the integral values Sdq and Siv is equal to or less than the threshold value Sth, the process proceeds to step S2-45.
Step S2-45: Clear the continuous detection frequency Ne.
Step S2-46: Initialize the integral Siv and return.
Step S2-47: Count the number of continuous detections Ne.
Step S2-48: It is determined whether or not the number of continuous detections Ne is larger than a threshold Neth. If the number of continuous detections Ne is larger than the threshold value Net, the process proceeds to step S2-50. If the number of continuous detections Ne is less than the threshold value Net, the process proceeds to step S2-49.
Step S2-49: Initialize the integral Siv and return.
Step S2-50: Determine that the V-phase current Iv is abnormal and return.
[0155]
Next, the subroutine of the W-phase current abnormality determination processing in step S3 in FIG. 4 will be described.
[0156]
In this case, the zero-crossing determination processing means of the W-phase current abnormality determination processing means performs a zero-crossing determination processing, reads the detection current iw at a predetermined sampling cycle set in advance, and performs the same as in the first embodiment. Based on the detected current iw, it is determined whether a zero-cross determination has been made.
[0157]
When the zero crossing is not determined, the detection current index calculation processing means 91 of the W-phase current abnormality determination processing means performs the detection current index calculation processing, and in a predetermined section, calculates the integral value Siw of the detection current iw to the detection current index. Is calculated as For this purpose, the detection current index calculation processing means 91 calculates the integral Siw by the following equation at each sampling timing i.
[0158]
Siw = iw (1) + iw (2) +... + Iw (m)
Then, while the zero-cross determination is not performed, the calculation of the integrated value Siw is continued. When the zero-cross is determined, the detected current index calculation processing means 91 determines the integrated value Siw.
[0159]
Subsequently, the current command value index calculation processing means 92 of the W-phase current abnormality determination processing means performs current command value index calculation processing, and at each sampling timing i, the d-axis current command value id corresponding to the detection current iw.*And q-axis current command value iq*Is read, the effective value Adq of the current command value is calculated, and the integral value Sdq of the effective value Adq is calculated as the current command value index.
[0160]
Next, the current abnormality determination processing means of the W-phase current abnormality determination processing means performs current abnormality determination processing, and determines the absolute value of the difference between the integrated values Sdqa and Siw, that is, the integrated value difference ΔSa
ΔSa = | Sdq−Siw |
Is calculated, and it is determined whether the integrated value difference ΔSa is larger than a threshold value Sth. When the integrated value difference ΔSa is larger than the threshold value Sth, the current abnormality determination processing means counts the number of consecutive detections Ne in which the determination that the integrated value difference ΔSa is larger than the threshold value Sth is continuously performed. When it is larger than the threshold value Neth, it is determined that the W-phase current Iw is abnormal.
[0161]
When the integrated value difference ΔSa is equal to or smaller than the threshold value Sth, the current abnormality determination processing unit clears the continuous detection number Ne and initializes the integrated value Siw. Then, when the number of continuous detections Ne is equal to or less than the threshold Neth, the current abnormality determination processing means initializes the integral value Siw.
[0162]
Next, the flowchart of FIG. 15 will be described.
Step S3-41: It is determined whether or not the zero crossing has been determined. If a zero-cross is determined, the process proceeds to step S3-43; otherwise, the process proceeds to step S3-42.
Step S3-42: Calculate the integral Siw and return.
Step S3-43: To determine the integral value Siw.
Step S3-44: It is determined whether or not the absolute value of the difference between the integral values Sdq and Siw is larger than the threshold value Sth. If the absolute value of the difference between the integral values Sdq and Siw is greater than the threshold value Sth, the process proceeds to step S3-47. If the absolute value of the difference between the integral values Sdq and Siw is equal to or less than the threshold value Sth, the process proceeds to step S3-45.
Step S3-45: Clear the continuous detection frequency Ne.
Step S3-46: Initialize the integrated value Siw and return.
Step S3-47: Count the number of consecutive detections Ne.
Step S3-48: It is determined whether or not the number of continuous detections Ne is larger than a threshold value Neth. If the number of continuous detections Ne is larger than the threshold Net, the process proceeds to step S3-50. If the number of continuous detections Ne is equal to or smaller than the threshold Net, the process proceeds to step S3-49.
Step S3-49: Initialize the integral Siw and return.
Step S3-50: It is determined that the W-phase current Iw is abnormal, and the routine returns.
[0163]
In the present embodiment, when the number of consecutive detections Ne is larger than the threshold Neth, it is determined that the currents Iu, Iv, Iw of each phase are abnormal. When the number of times that the value difference ΔSa is determined to be larger than the threshold value Sth, that is, when the total number of detections Nf is larger than the threshold value Nfth, it is also possible to determine that the currents Iu, Iv, Iw of each phase are abnormal. .
[0164]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
[0165]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in an electric drive control device, an electric machine, a current supply unit that supplies a current to a coil to drive the electric machine, and a current supply unit that supplies a current to the coil A current detection unit that detects a current as a detection current, a current command value generation processing unit that generates a current command value for operating the current supply unit on a predetermined coordinate axis, and a detection current index based on the detection current. Detection current index calculation processing means for calculating; current command value index calculation processing means for calculating a current command value index based on the current command value; and an abnormality in the electric drive device based on the detected current index and the current command value index. Abnormality determination processing means for determining whether or not an error has occurred.
[0166]
In this case, a detected current index is calculated based on the detected current, a current command value index is calculated based on the current command value, and whether an abnormality has occurred in the electric drive device based on the detected current index and the current command value index. Is determined, it is not only possible to determine whether an abnormality has occurred in the electric drive device based on the U-phase, V-phase, and W-phase currents, but also to determine which of the U-phase, V-phase, and W-phase It can be determined whether the current of the phase is abnormal.
[0167]
In another electric drive control device of the present invention, further, the detected current index calculation processing means calculates a detected current index of each phase based on the detected current of each phase detected by the current detection unit, The abnormality determination processing means determines whether an abnormality has occurred in the electric drive device based on the detected current index and the current command value index of each phase.
[0168]
In this case, it is possible to determine which of the phases has an abnormal current. In addition, when a current detection unit is provided to detect the current of each phase, even if the current detection unit of one phase fails, the detection current detected by the current detection units of the other two phases is reduced. Based on this, the current of the one phase can be calculated, and the driving of the electric drive device can be continued.
[0169]
In still another electric drive control device according to the present invention, the detected current index is an effective value of the detected current calculated based on the detected current at each sampling timing.
[0170]
In this case, since the effective value of the detected current is calculated based on the detected current at each sampling timing, even if the waveform of the current of each phase supplied to the coil does not become a theoretical sine wave, each effective value is calculated. Will reflect the detected current.
[0171]
Therefore, it is possible to more reliably determine whether an abnormality has occurred in the electric drive device.
[0172]
In still another electric drive control device according to the present invention, the detected current index is an integrated value of the detected current at each sampling timing.
[0173]
In this case, since the integrated value of the detected current at each sampling timing is calculated, even if the waveform of the current of each phase supplied to the coil does not become a theoretical sine wave, each integrated value is equal to the detected current. It will reflect.
[0174]
Therefore, it is possible to more reliably determine whether an abnormality has occurred in the electric drive device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of an electric drive control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a drive motor control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a main flowchart illustrating an operation of an abnormality determination processing unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a subroutine of a U-phase current abnormality determination process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a subroutine of V-phase current abnormality determination processing according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a subroutine of a W-phase current abnormality determination process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a time chart illustrating an operation of a U-phase current abnormality determination process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a subroutine of a U-phase current abnormality determination process according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a subroutine of V-phase current abnormality determination processing according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a subroutine of a W-phase current abnormality determination process according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a time chart illustrating an operation of a U-phase current abnormality determination process according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a subroutine of a U-phase current abnormality determination process according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating a subroutine of V-phase current abnormality determination processing according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating a subroutine of a W-phase current abnormality determination process according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a time chart illustrating an operation of a U-phase current abnormality determination process according to the third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11-13 Stator coil
31 Drive motor
33, 34 Current sensor
40 inverter
45 Drive motor controller
47 Torque command / current command converter
91 Detected current index calculation processing means
92 Current command value index calculation processing means
93 Abnormality judgment processing means
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