JP2014100002A - Motor controller, motor control method and electric power steering device - Google Patents

Motor controller, motor control method and electric power steering device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller which allows for adequate protection of circuit elements, by enhancing the coverage of abnormality determination while preventing misjudgment of abnormal state due to a current flowing when a motor operates as a generator, a motor control method and an electric power steering device.SOLUTION: An abnormality determination unit 10k calculates a current detection value for abnormality determination by adding the code information of a current carrying direction detection value, inputted from a current carrying direction detection unit 10j, to a powering current detection value inputted from a powering current detection unit 10i, and generates an abnormality determination signal by determining that a DC motor 1 or a motor drive unit 20 is in abnormal state, when the difference between the current detection value for abnormality determination and a motor current command value inputted from a current command value operation unit 10a goes above a predetermined threshold.

Description

この発明は、モータ制御装置、モータ制御方法および電動パワーステアリング装置に関し、特に異常状態の判定に関するものである。   The present invention relates to a motor control device, a motor control method, and an electric power steering device, and more particularly to determination of an abnormal state.

従来から、モータ電流検出値の極性とモータ電流指令値の極性とに基づいて、モータが力行運転状態か回生運転状態かを判定するとともに、力行運転状態と判定した場合には、モータ電流検出値とモータ電流指令値との差が所定の判定閾値以上であるときに異常状態と判定し、回生運転状態と判断した場合には、モータ電流検出値とモータ電流指令値との差が力行運転時の所定の判定閾値よりも大きな判定閾値以上であるときに異常状態と判定するモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, based on the polarity of the motor current detection value and the polarity of the motor current command value, it is determined whether the motor is in a power running operation state or a regenerative operation state. When the difference between the motor current command value and the motor current command value is equal to or greater than a predetermined judgment threshold value, it is determined as an abnormal state, and if it is determined as a regenerative operation state, the difference between the motor current detection value and the motor current command value is 2. Description of the Related Art A motor control device that determines an abnormal state when it is greater than or equal to a predetermined determination threshold is known (for example, see Patent Document 1).

すなわち、このモータ制御装置では、モータの回生運転時の異常判定閾値を、力行運転時の異常判定閾値よりも大きく設定することで、回生運転時における異常状態の誤判定を防止しつつ、回路要素の適切な保護を実現している。   That is, in this motor control device, by setting the abnormality determination threshold value during the regenerative operation of the motor to be larger than the abnormality determination threshold value during the power running operation, while preventing erroneous determination of an abnormal state during the regenerative operation, the circuit element Appropriate protection is achieved.

特許第４１７７３８７号明細書Japanese Patent No. 4177387

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来のモータ制御装置が、例えば電動パワーステアリング装置に適用された場合には、路面からの反力によりステアリングが中立方向に戻される等、外力によりモータが強制的に回転され、モータが発電機として動作する可能性がある。 However, the prior art has the following problems.
When the conventional motor control device is applied to, for example, an electric power steering device, the motor is forcibly rotated by an external force, such as the steering is returned to the neutral direction by a reaction force from the road surface, and the motor serves as a generator. May work.

この場合には、電源側に戻される回生電流による異常状態の誤判定を防止するために、回生運転時の異常判定閾値を、モータが発電機として動作するときに流れ得る電流値よりも大きな値に設定するか、または、モータの回転速度が、モータが発電機として動作する所定の回転速度以上を示すときに、異常判定を禁止する必要がある。そのため、異常判定のカバレッジが低下し、回路要素を適切に保護できない恐れがあるという問題がある。   In this case, in order to prevent erroneous determination of the abnormal state due to the regenerative current returned to the power supply side, the abnormality determination threshold value during regenerative operation is larger than the current value that can flow when the motor operates as a generator. Or when the rotational speed of the motor is equal to or higher than a predetermined rotational speed at which the motor operates as a generator, it is necessary to prohibit abnormality determination. For this reason, there is a problem that the coverage of abnormality determination is lowered and the circuit elements may not be properly protected.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、モータが発電機として動作する場合に流れる電流による異常状態の誤判定を防止しつつ、異常判定のカバレッジを向上させることにより、回路要素を適切に保護することができるモータ制御装置、モータ制御方法および電動パワーステアリング装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and improves an abnormality determination coverage while preventing an erroneous determination of an abnormal state due to a current flowing when a motor operates as a generator. Thus, an object is to obtain a motor control device, a motor control method, and an electric power steering device that can appropriately protect circuit elements.

この発明に係るモータ制御装置は、複数のスイッチング素子を含み、複数のスイッチング素子のオン／オフによりモータを駆動するＨブリッジ回路と、駆動信号を出力して、複数のスイッチング素子を駆動するモータ駆動部と、モータに流れる駆動電流を検出するモータ電流検出部と、駆動電流がモータ電流指令値と一致するように、モータ駆動部をフィードバック制御するモータ制御部と、を備えたモータ制御装置であって、モータ制御部は、モータ電流指令値を演算する電流指令値演算部と、モータが電動機として動作している場合に流れる電流を検出し、力行電流検出値を出力する力行電流検出部と、モータの両端電圧の大小関係から通電方向を検出し、通電方向検出値を出力する通電方向検出部と、力行電流検出値に対して、通電方向検出値の符号情報を付加した異常判定用電流検出値を演算するとともに、異常判定用電流検出値とモータ電流指令値との差が、所定の判定閾値以上である場合に、モータまたはモータ駆動部の異常状態と判定して異常判定信号を生成する異常判定部と、を有するものである。   A motor control device according to the present invention includes a plurality of switching elements, an H bridge circuit that drives a motor by turning on / off the plurality of switching elements, and a motor drive that outputs a drive signal to drive the plurality of switching elements. And a motor control unit for feedback controlling the motor drive unit so that the drive current matches the motor current command value. The motor control unit detects a current command value calculation unit that calculates a motor current command value, detects a current that flows when the motor is operating as an electric motor, and outputs a powering current detection value; An energization direction detector that detects the energization direction from the magnitude relationship of the voltage across the motor and outputs the energization direction detection value. When the abnormality detection current detection value to which the detection value sign information is added is calculated, and the difference between the abnormality determination current detection value and the motor current command value is equal to or greater than a predetermined determination threshold, the motor or the motor drive unit And an abnormality determination unit that determines an abnormal state and generates an abnormality determination signal.

また、この発明に係るモータ制御方法は、複数のスイッチング素子を含み、複数のスイッチング素子のオン／オフによりモータを駆動するＨブリッジ回路と、駆動信号を出力して、複数のスイッチング素子を駆動するモータ駆動部と、モータに流れる駆動電流を検出するモータ電流検出部と、駆動電流がモータ電流指令値と一致するように、モータ駆動部をフィードバック制御するモータ制御部と、を備えたモータ制御装置によって実行されるモータ制御方法であって、モータ電流指令値を演算する電流指令値演算ステップと、モータが電動機として動作している場合に流れる電流を検出し、力行電流検出値を出力する力行電流検出ステップと、モータの両端電圧の大小関係から通電方向を検出し、通電方向検出値を出力する通電方向検出ステップと、力行電流検出値に対して、通電方向検出値の符号情報を付加した異常判定用電流検出値を演算する演算ステップと、異常判定用電流検出値とモータ電流指令値との差が、所定の判定閾値以上である場合に、モータまたはモータ駆動部の異常状態と判定して異常判定信号を生成する異常判定ステップと、を有するものである。   The motor control method according to the present invention includes a plurality of switching elements, an H bridge circuit that drives the motor by turning on / off the plurality of switching elements, and outputs a drive signal to drive the plurality of switching elements. A motor control device comprising: a motor drive unit; a motor current detection unit that detects a drive current flowing through the motor; and a motor control unit that feedback-controls the motor drive unit so that the drive current matches a motor current command value. Is a motor control method executed by a current command value calculating step for calculating a motor current command value, and a power running current for detecting a current flowing when the motor is operating as an electric motor and outputting a power running current detection value The energization direction detection step detects the energization direction from the detection step and the magnitude relationship between the voltages at both ends of the motor and outputs the energization direction detection value. And a calculation step for calculating an abnormality determination current detection value obtained by adding sign information of the energization direction detection value to the power running current detection value, and a difference between the current detection value for abnormality determination and the motor current command value. And an abnormality determination step of generating an abnormality determination signal by determining that the motor or the motor driving unit is in an abnormal state when it is equal to or greater than a predetermined determination threshold value.

また、この発明に係る電動パワーステアリング装置は、上記のモータ制御装置を備えたものである。   An electric power steering device according to the present invention includes the motor control device.

この発明に係るモータ制御装置、モータ制御方法および電動パワーステアリング装置によれば、異常判定部は、力行電流検出部から入力される力行電流検出値に対して、通電方向検出部から入力される通電方向検出値の符号情報を付加した異常判定用電流検出値を演算するとともに、異常判定用電流検出値と電流指令値演算部から入力されるモータ電流指令値との差が、所定の判定閾値以上である場合に、モータまたはモータ駆動部の異常状態と判定して異常判定信号を生成する。
そのため、モータが発電機として動作する場合に流れる電流による異常状態の誤判定を防止しつつ、異常判定のカバレッジを向上させることにより、回路要素を適切に保護することができる。 According to the motor control device, the motor control method, and the electric power steering device according to the present invention, the abnormality determination unit supplies the energization input from the energization direction detection unit to the powering current detection value input from the powering current detection unit. The abnormality detection current detection value to which the sign information of the direction detection value is added is calculated, and the difference between the abnormality detection current detection value and the motor current command value input from the current command value calculation unit is equal to or greater than a predetermined determination threshold. If it is, it is determined that the motor or the motor drive unit is in an abnormal state and an abnormality determination signal is generated.
Therefore, it is possible to appropriately protect the circuit elements by improving the abnormality determination coverage while preventing erroneous determination of the abnormal state due to the current flowing when the motor operates as a generator.

この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置が適用された電動パワーステアリング装置を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an electric power steering device to which a motor control device according to Embodiment 1 of the present invention is applied. FIG. この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置を周辺機器とともに示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention with a peripheral device. この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置のサンプルホールド信号を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the sample hold signal of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置における異常判定領域を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the abnormality determination area | region in the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. （ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、直流モータが電動機として動作している場合の通電経路を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows the electricity supply path | route in case the DC motor is operate | moving as an electric motor in the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. （ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、直流モータが電動機として動作している場合の各部波形を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows each part waveform when the DC motor is operate | moving as an electric motor in the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. （ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、直流モータが発電機として動作している場合の通電経路を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows the electricity supply path | route in case the DC motor is operate | moving as a generator in the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. （ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、直流モータが発電機として動作している場合の各部波形を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows each part waveform when the DC motor is operate | moving as a generator in the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置における異常判定部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the abnormality determination part in the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. （ａ）、（ｂ）は、従来のモータ制御装置における通電経路を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows the electricity supply path | route in the conventional motor control apparatus. 従来のモータ制御装置における異常判定領域を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the abnormality determination area | region in the conventional motor control apparatus.

以下、この発明に係るモータ制御装置、モータ制御方法および電動パワーステアリング装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a motor control device, a motor control method, and an electric power steering device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. I will explain.

なお、この発明に係るモータ制御装置は、例えば車両用の電動パワーステアリング装置等に用いられるモータ制御装置であって、モータ電流検出値（駆動電流）がモータ電流指令値と一致するように、モータ電流をフィードバック制御するものである。   The motor control device according to the present invention is a motor control device used for, for example, an electric power steering device for a vehicle, and the motor current detection value (driving current) matches the motor current command value. The current is feedback-controlled.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置が適用された電動パワーステアリング装置を示す構成図である。図１において、操舵アシストトルクを発生する直流モータ（モータ）１は、減速ギア２を介してステアリングシャフト３の一端に結合されており、ステアリングシャフト３の他端には、ステアリングホイール４が接続されている。また、ステアリングシャフト３には、ステアリングホイール４の操舵トルクを検出するトルクセンサ５が設けられている。 Embodiment 1 FIG.
1 is a configuration diagram showing an electric power steering apparatus to which a motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is applied. In FIG. 1, a DC motor (motor) 1 that generates steering assist torque is coupled to one end of a steering shaft 3 via a reduction gear 2, and a steering wheel 4 is connected to the other end of the steering shaft 3. ing. Further, the steering shaft 3 is provided with a torque sensor 5 that detects the steering torque of the steering wheel 4.

また、コントローラ（モータ制御装置）１００は、トルクセンサ５によって検出された操舵トルク値と車速センサ６によって検出された車速値とに基づいて操舵アシストトルクを決定し、直流モータ１をＰＷＭ駆動することにより、ステアリングホイール４の操舵をアシストする。なお、コントローラ１００には、バッテリ（電源）７やイグニッションキースイッチ（ＩＧ）８等が接続されている。   Further, the controller (motor control device) 100 determines the steering assist torque based on the steering torque value detected by the torque sensor 5 and the vehicle speed value detected by the vehicle speed sensor 6 and drives the DC motor 1 by PWM. Thus, steering of the steering wheel 4 is assisted. The controller 100 is connected to a battery (power source) 7, an ignition key switch (IG) 8, and the like.

図２は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置を周辺機器とともに示すブロック構成図である。図２において、コントローラ１００は、制御コンピュータ（モータ制御部）１０、モータ駆動部２０、Ｈブリッジ回路３０、モータ電流検出部４０、サンプルホールド部５０および電圧検出部６０を備えている。   FIG. 2 is a block configuration diagram showing the motor control device according to the first embodiment of the present invention together with peripheral devices. 2, the controller 100 includes a control computer (motor control unit) 10, a motor drive unit 20, an H bridge circuit 30, a motor current detection unit 40, a sample hold unit 50, and a voltage detection unit 60.

制御コンピュータ１０は、電流指令値演算部１０ａ、通電方向指令演算部１０ｂ、絶対値演算部１０ｃ、減算部１０ｄ、電流制御部１０ｅ、タイマ１０ｆ、ＰＷＭ出力部１０ｇ、タイミング信号生成部１０ｈ、力行電流検出部１０ｉ、通電方向検出部１０ｊおよび異常判定部１０ｋを有している。   The control computer 10 includes a current command value calculation unit 10a, a conduction direction command calculation unit 10b, an absolute value calculation unit 10c, a subtraction unit 10d, a current control unit 10e, a timer 10f, a PWM output unit 10g, a timing signal generation unit 10h, a power running current. It has the detection part 10i, the electricity supply direction detection part 10j, and the abnormality determination part 10k.

Ｈブリッジ回路３０は、４つのスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）から構成され、モータ駆動部２０から入力される駆動信号（後述する）に基づいて、各スイッチング素子をオン／オフして直流モータ１を駆動する。また、電圧検出部６０は、第１電圧検出部６０ａおよび第２電圧検出部６０ｂを有している。   The H-bridge circuit 30 is composed of four switching elements (Q1, Q2, Q3, Q4). Each switching element is turned on / off based on a drive signal (described later) input from the motor drive unit 20. The DC motor 1 is driven. Moreover, the voltage detection part 60 has the 1st voltage detection part 60a and the 2nd voltage detection part 60b.

次に、コントローラ１００の各部の機能について説明する。
電流指令値演算部１０ａは、トルクセンサ５のトルク検出信号（操舵トルク値）と車速センサ６の車速検出信号（車速値）とに基づいて所定の特性に従う演算を行い、直流モータ１を駆動するためのモータ電流指令値Ｉ＊を決定し、決定したモータ電流指令値Ｉ＊を通電方向指令演算部１０ｂ、絶対値演算部１０ｃおよび異常判定部１０ｋに出力する。 Next, the function of each part of the controller 100 will be described.
The current command value calculation unit 10a performs a calculation according to predetermined characteristics based on the torque detection signal (steering torque value) of the torque sensor 5 and the vehicle speed detection signal (vehicle speed value) of the vehicle speed sensor 6, and drives the DC motor 1. Motor current command value I * is determined, and the determined motor current command value I * is output to the energization direction command calculation unit 10b, the absolute value calculation unit 10c, and the abnormality determination unit 10k.

通電方向指令演算部１０ｂは、電流指令値演算部１０ａから入力されるモータ電流指令値Ｉ＊の符号に基づいて通電方向指令値Ｄｉｒ＊を演算し、演算した通電方向指令値Ｄｉｒ＊をモータ駆動部２０に出力する。なお、通電方向指令値Ｄｉｒ＊は、モータ電流指令値Ｉ＊＞０のとき通電方向指令値Ｄｉｒ＊＝１、モータ電流指令値Ｉ＊＝０のとき通電方向指令値Ｄｉｒ＊＝０、モータ電流指令値Ｉ＊＜０のとき通電方向指令値Ｄｉｒ＊＝−１として演算される。   The energization direction command calculation unit 10b calculates the energization direction command value Dir * based on the sign of the motor current command value I * input from the current command value calculation unit 10a, and drives the calculated energization direction command value Dir * to the motor. To the unit 20. The energization direction command value Dir * is the energization direction command value Dir * = 1 when the motor current command value I *> 0, and the energization direction command value Dir * = 0 when the motor current command value I * = 0. When the command value I * <0, the energization direction command value Dir * = − 1 is calculated.

絶対値演算部１０ｃは、電流指令値演算部１０ａから入力されるモータ電流指令値Ｉ＊の絶対値ＩＭＴ＝｜Ｉ＊｜を演算し、演算した絶対値ＩＭＴを減算部１０ｄに出力する。   The absolute value calculation unit 10c calculates the absolute value IMT = | I * | of the motor current command value I * input from the current command value calculation unit 10a, and outputs the calculated absolute value IMT to the subtraction unit 10d.

減算部１０ｄは、絶対値演算部１０ｃから入力される絶対値ＩＭＴと、力行電流検出部１０ｉから入力される力行電流ＩＭＳ（後述する）との電流偏差ΔＩ（＝ＩＭＴ−ＩＭＳ）を演算し、演算した電流偏差ΔＩを電流制御部１０ｅに出力する。   The subtraction unit 10d calculates a current deviation ΔI (= IMT−IMS) between the absolute value IMT input from the absolute value calculation unit 10c and a powering current IMS (described later) input from the powering current detection unit 10i. The calculated current deviation ΔI is output to the current control unit 10e.

電流制御部１０ｅは、減算部１０ｄから入力される電流偏差ΔＩに基づいて比例積分制御演算を行い、直流モータ１の端子間に印加する電圧指令値Ｖ＊を決定し、決定した電圧指令値Ｖ＊をＰＷＭ出力部１０ｇに出力する。   The current control unit 10e performs a proportional-integral control calculation based on the current deviation ΔI input from the subtraction unit 10d, determines a voltage command value V * to be applied between the terminals of the DC motor 1, and determines the determined voltage command value V * Is output to the PWM output unit 10g.

タイマ１０ｆは、ＰＷＭキャリア信号となる三角波信号をアップダウンカウンタにより生成し、生成したＰＷＭキャリア信号をＰＷＭ出力部１０ｇおよびタイミング信号生成部１０ｈに出力する。   The timer 10f generates a triangular wave signal serving as a PWM carrier signal by an up / down counter, and outputs the generated PWM carrier signal to the PWM output unit 10g and the timing signal generation unit 10h.

ＰＷＭ出力部１０ｇは、電流制御部１０ｅから入力される電圧指令値Ｖ＊と、タイマ１０ｆから入力されるＰＷＭキャリア信号（三角波信号）とを比較することによって、直流モータ１をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ信号Ｄｔを生成し、生成したＰＷＭ信号Ｄｔをモータ駆動部２０に出力する。   The PWM output unit 10g compares the voltage command value V * input from the current control unit 10e with the PWM carrier signal (triangular wave signal) input from the timer 10f to drive the DC motor 1 by PWM. A PWM signal Dt is generated, and the generated PWM signal Dt is output to the motor drive unit 20.

モータ駆動部２０は、通電方向指令演算部１０ｂから入力される通電方向指令値Ｄｉｒ＊と、ＰＷＭ出力部１０ｇから入力されるＰＷＭ信号Ｄｔと、異常判定部１０ｋから入力される異常判定信号ＥＲＲ（後述する）とに基づいて、Ｈブリッジ回路３０を駆動するための駆動信号を生成し、生成した駆動信号をＨブリッジ回路３０に出力する。   The motor drive unit 20 includes an energization direction command value Dir * input from the energization direction command calculation unit 10b, a PWM signal Dt input from the PWM output unit 10g, and an abnormality determination signal ERR ( And a drive signal for driving the H bridge circuit 30 is generated, and the generated drive signal is output to the H bridge circuit 30.

具体的には、モータ駆動部２０は、異常判定信号ＥＲＲ＝０（正常状態）、かつ通電方向指令値Ｄｉｒ＊＝１の場合には、Ｈブリッジ回路３０を構成する正転用スイッチング素子（Ｑ１、Ｑ４）をＰＷＭ信号ＤｔでＰＷＭ駆動し、逆転用スイッチング素子（Ｑ２、Ｑ３）をオフにする信号を、駆動信号として生成する。   Specifically, when the abnormality determination signal ERR = 0 (normal state) and the energization direction command value Dir * = 1, the motor driving unit 20 performs the normal rotation switching elements (Q1, Q4) is PWM driven by the PWM signal Dt, and a signal for turning off the reverse switching elements (Q2, Q3) is generated as a drive signal.

また、モータ駆動部２０は、異常判定信号ＥＲＲ＝０（正常状態）、かつ通電方向指令値Ｄｉｒ＊＝−１の場合には、Ｈブリッジ回路３０を構成する正転用スイッチング素子（Ｑ１、Ｑ４）をオフにし、逆転用スイッチング素子（Ｑ２、Ｑ３）をＰＷＭ信号ＤｔでＰＷＭ駆動する信号を、駆動信号として生成する。   Further, when the abnormality determination signal ERR = 0 (normal state) and the energization direction command value Dir * = − 1, the motor driving unit 20 performs the forward rotation switching elements (Q1, Q4) constituting the H bridge circuit 30. Is turned off, and a signal for PWM driving the reverse switching elements (Q2, Q3) with the PWM signal Dt is generated as a drive signal.

また、モータ駆動部２０は、異常判定信号ＥＲＲ＝１（異常状態）、または通電方向指令値Ｄｉｒ＊＝０の場合には、Ｈブリッジ回路３０を構成する全てのスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）をオフにする信号を、駆動信号として生成する。   Further, when the abnormality determination signal ERR = 1 (abnormal state) or the energization direction command value Dir * = 0, the motor drive unit 20 transmits all the switching elements (Q1, Q2, Q3) constituting the H bridge circuit 30. , Q4) is generated as a drive signal.

モータ電流検出部４０は、Ｈブリッジ回路３０の低電位側とグランドとの間に挿入されたシャント抵抗Ｒの両端の電位差（Ｈブリッジ回路３０の電源ラインまたはグランドラインの母線に流れる電流）を計測して、Ｈブリッジ回路３０を介して直流モータ１に流れる駆動電流Ｉｍを検出し、検出した駆動電流Ｉｍをサンプルホールド部５０に出力する。なお、検出した駆動電流Ｉｍの符号が正である場合に、Ｈブリッジ回路３０の低電位側からグランドに向かって電流が流れていることを示している。   The motor current detection unit 40 measures the potential difference between both ends of the shunt resistor R inserted between the low potential side of the H bridge circuit 30 and the ground (current flowing through the power supply line of the H bridge circuit 30 or the bus of the ground line). Then, the drive current Im flowing through the DC motor 1 via the H bridge circuit 30 is detected, and the detected drive current Im is output to the sample hold unit 50. Note that when the sign of the detected drive current Im is positive, it indicates that a current flows from the low potential side of the H bridge circuit 30 toward the ground.

タイミング信号生成部１０ｈは、タイマ１０ｆから入力されるＰＷＭキャリア信号（三角波信号）の谷側ピーク値のタイミングでサンプルホールド信号を生成し、生成したサンプルホールド信号をサンプルホールド部５０に出力する。このサンプルホールド信号は、例えば図３に示されるように、ＰＷＭキャリア信号（三角波信号）の谷側ピーク値を中心とした所定幅のパルスからなるパルス信号である。   The timing signal generation unit 10 h generates a sample hold signal at the timing of the valley peak value of the PWM carrier signal (triangular wave signal) input from the timer 10 f and outputs the generated sample hold signal to the sample hold unit 50. For example, as shown in FIG. 3, the sample hold signal is a pulse signal composed of a pulse having a predetermined width centered on the peak value on the valley side of the PWM carrier signal (triangular wave signal).

サンプルホールド部５０は、タイミング信号生成部１０ｈから入力されるサンプルホールド信号に基づいて、モータ電流検出部４０から入力される駆動電流Ｉｍをサンプルホールドし、サンプルホールド電流Ｉｍ２を力行電流検出部１０ｉに出力する。   The sample hold unit 50 samples and holds the drive current Im input from the motor current detection unit 40 based on the sample hold signal input from the timing signal generation unit 10h, and supplies the sample hold current Im2 to the power running current detection unit 10i. Output.

力行電流検出部１０ｉは、サンプルホールド部５０から入力されるサンプルホールド電流Ｉｍ２から後述する方法によって力行電流ＩＭＳを抽出し、抽出した力行電流ＩＭＳを減算部１０ｄおよび異常判定部１０ｋに出力する。   The power running current detection unit 10i extracts the power running current IMS from the sample hold current Im2 input from the sample hold unit 50 by a method described later, and outputs the extracted power running current IMS to the subtraction unit 10d and the abnormality determination unit 10k.

第１電圧検出部６０ａは、タイミング信号生成部１０ｈから入力されるサンプルホールド信号に基づいて、Ｈブリッジ回路３０を構成する正転用スイッチング素子Ｑ１と逆転用スイッチング素子Ｑ３との直列接続点に印加される電圧ＶＭ＋をサンプルホールドし、サンプルホールド電圧Ｖｍ＋を通電方向検出部１０ｊに出力する。   The first voltage detection unit 60a is applied to a series connection point between the forward switching element Q1 and the reverse switching element Q3 constituting the H-bridge circuit 30 based on the sample hold signal input from the timing signal generation unit 10h. The sample voltage VM + is sampled and held, and the sample hold voltage Vm + is output to the energization direction detector 10j.

第２電圧検出部６０ｂは、タイミング信号生成部１０ｈから入力されるサンプルホールド信号に基づいて、Ｈブリッジ回路３０を構成する逆転用スイッチング素子Ｑ２と正転用スイッチング素子Ｑ４との直列接続点に印加される電圧ＶＭ−をサンプルホールドし、サンプルホールド電圧Ｖｍ−を通電方向検出部１０ｊに出力する。   The second voltage detector 60b is applied to the series connection point of the reverse switching element Q2 and the forward switching element Q4 that constitute the H-bridge circuit 30 based on the sample hold signal input from the timing signal generator 10h. The sample voltage VM− is sampled and held, and the sample hold voltage Vm− is output to the energization direction detector 10j.

通電方向検出部１０ｊは、第１電圧検出部６０ａから入力されるサンプルホールド電圧Ｖｍ＋と、第２電圧検出部６０ｂから入力されるサンプルホールド電圧Ｖｍ−との大小関係に基づいて通電方向検出値Ｄｉｒ＾を演算し、演算した通電方向検出値Ｄｉｒ＾を異常判定部１０ｋに出力する。   The energization direction detection unit 10j detects the energization direction detection value Dir based on the magnitude relationship between the sample hold voltage Vm + input from the first voltage detection unit 60a and the sample hold voltage Vm− input from the second voltage detection unit 60b. ^ Is calculated, and the calculated energization direction detection value Dir ^ is output to the abnormality determination unit 10k.

なお、通電方向検出値Ｄｉｒ＾は、Ｖｍ＋＞Ｖｍ−のとき通電方向検出値Ｄｉｒ＾＝１、Ｖｍ＋＝Ｖｍ−のとき通電方向検出値Ｄｉｒ＾＝０、Ｖｍ＋＜Ｖｍ−のとき通電方向検出値Ｄｉｒ＾＝−１として演算される。   The conduction direction detection value Dir ^ is the conduction direction detection value Dir ^ = 1 when Vm +> Vm-, the conduction direction detection value Dir ^ = 0 when Vm + = Vm-, and the conduction direction detection value when Vm + <Vm-. Calculated as Dir ^ =-1.

異常判定部１０ｋは、力行電流検出部１０ｉから入力される力行電流（力行電流検出値）ＩＭＳに対して、通電方向検出部１０ｊから入力される通電方向検出値Ｄｉｒ＾の符号情報を付加した異常判定用電流検出値ＩＭＳ２を演算する。   Abnormality determination unit 10k is an abnormality in which the sign information of energization direction detection value Dir ^ input from energization direction detection unit 10j is added to powering current (powering current detection value) IMS input from powering current detection unit 10i. The determination current detection value IMS2 is calculated.

また、異常判定部１０ｋは、演算した異常判定用電流検出値ＩＭＳ２と電流指令値演算部１０ａから入力されるモータ電流指令値Ｉ＊との関係が、図４に示される異常領域１〜４の範囲内の値を示す場合に、直流モータ１またはモータ駆動部２０の異常状態と判定し、異常領域１〜４の範囲外の値を示す場合に、正常状態と判定する。   Further, the abnormality determination unit 10k has a relationship between the calculated abnormality detection current detection value IMS2 and the motor current command value I * input from the current command value calculation unit 10a in the abnormality regions 1 to 4 shown in FIG. When a value within the range is indicated, it is determined that the DC motor 1 or the motor drive unit 20 is in an abnormal state, and when a value outside the range of the abnormal region 1 to 4 is indicated, it is determined as a normal state.

また、異常判定部１０ｋは、異常状態と判定した場合には、異常判定信号ＥＲＲ＝１を生成し、正常状態と判定した場合には、異常判定信号ＥＲＲ＝０を生成して、生成した異常判定信号をモータ駆動部２０に出力する。   In addition, the abnormality determination unit 10k generates an abnormality determination signal ERR = 1 when it is determined as an abnormal state, and generates an abnormality determination signal ERR = 0 when it is determined as a normal state. The determination signal is output to the motor drive unit 20.

続いて、図５〜８の説明図および図９のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置における異常判定処理について具体的に説明する。   Subsequently, the abnormality determination process in the motor control device according to the first embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the explanatory diagrams of FIGS. 5 to 8 and the flowchart of FIG. 9.

まず、モータ電流検出部４０による電流検出動作について説明する。図５は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、直流モータ１が電動機として動作している場合の通電経路を示す説明図である。図６は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、直流モータ１が電動機として動作している場合の各部波形を示す説明図である。   First, the current detection operation by the motor current detection unit 40 will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an energization path when the DC motor 1 operates as an electric motor in the motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram showing waveforms of respective parts when the DC motor 1 is operating as an electric motor in the motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

また、図７は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、直流モータ１が発電機として動作している場合の通電経路を示す説明図である。図８は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、直流モータ１が発電機として動作している場合の各部波形を示す説明図である。なお、図５〜８において、（ａ）は正転駆動時を示し、（ｂ）は逆転駆動時を示している。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing an energization path when the DC motor 1 operates as a generator in the motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 8 is an explanatory diagram showing waveforms of respective parts when the DC motor 1 is operating as a generator in the motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 5 to 8, (a) shows the forward rotation driving time, and (b) shows the reverse rotation driving time.

直流モータ１が電動機として動作している場合、ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンのときは、図５（ａ）、（ｂ）に示されるＡの通電経路で電流が流れ、オフのときは、図５（ａ）、（ｂ）に示されるＢの通電経路で電流が流れる。   When the DC motor 1 is operating as an electric motor, when the switching element driven by PWM is on, current flows through the energization path A shown in FIGS. 5A and 5B, and when it is off. A current flows through the energization path B shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).

このとき、モータ電流検出部４０によって検出される駆動電流Ｉｍは、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、正転駆動時と逆転駆動時とで同じ値となるが、ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンのとき（図６（ｉ））は駆動電流Ｉｍが正方向となり、オフのとき（図６（ｉｉ））は駆動電流Ｉｍが負方向となる。   At this time, as shown in FIGS. 6A and 6B, the drive current Im detected by the motor current detection unit 40 is the same value during forward rotation drive and during reverse drive, but PWM drive is performed. When the switching element is on (FIG. 6 (i)), the drive current Im is in the positive direction, and when it is off (FIG. 6 (ii)), the drive current Im is in the negative direction.

これに対して、直流モータ１が発電機として動作している場合には、ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子のオン／オフにかかわらず、常に図７（ａ）、（ｂ）に示されるＡの通電経路で電流が流れる。   On the other hand, when the DC motor 1 is operating as a generator, regardless of whether the switching element that is PWM-driven is on or off, it is always shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). Current flows through the energization path.

このとき、モータ電流検出部４０によって検出される駆動電流Ｉｍは、図８（ａ）、（ｂ）に示されるように、正転駆動時と逆転駆動時とで同じ値となり、ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子のオン／オフにかかわらず、常に駆動電流Ｉｍが負方向となる（図８（ｉ）（ｉｉ））。   At this time, as shown in FIGS. 8A and 8B, the drive current Im detected by the motor current detection unit 40 becomes the same value during forward rotation drive and during reverse drive, and is PWM driven. Regardless of whether the switching element is on or off, the drive current Im is always in the negative direction (FIGS. 8 (i) and (ii)).

つまり、ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンである場合において、駆動電流Ｉｍが正方向のときは、直流モータ１が電動機として動作していることを示し、負方向のときは、直流モータ１が発電機として動作していることを示している。   That is, when the switching element that is PWM-driven is on, when the drive current Im is in the positive direction, it indicates that the DC motor 1 is operating as an electric motor, and when it is in the negative direction, the DC motor 1 is It shows that it is operating as a generator.

次に、サンプルホールド部５０および力行電流検出部１０ｉの動作について説明する。直流モータ１が発電機として動作する場合に、直流モータ１に電流が流れるのは、正常な動作であり、異常と判断すべきではない。そこで、この発明の実施の形態１では、直流モータ１が電動機として動作している場合に流れる電流に基づいて異常判定を行う。   Next, operations of the sample hold unit 50 and the power running current detection unit 10i will be described. When the DC motor 1 operates as a generator, the current flowing through the DC motor 1 is a normal operation and should not be determined as abnormal. Therefore, in Embodiment 1 of the present invention, abnormality determination is performed based on the current that flows when the DC motor 1 operates as an electric motor.

そのため、サンプルホールド部５０および力行電流検出部１０ｉは、モータ電流検出部４０が検出した駆動電流Ｉｍから、直流モータ１が電動機として動作している場合に流れる電流を抽出する。   Therefore, the sample hold unit 50 and the power running current detection unit 10i extract the current that flows when the DC motor 1 is operating as an electric motor from the drive current Im detected by the motor current detection unit 40.

まず、サンプルホールド部５０は、タイミング信号生成部１０ｈで生成されたサンプルホールド信号（ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンとなるタイミングに同期した信号）に基づいて、駆動電流Ｉｍをサンプルホールドすることで、ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンのときの駆動電流を抽出する（図６、図８のサンプルホールド電流Ｉｍ２）。   First, the sample hold unit 50 samples and holds the drive current Im based on the sample hold signal generated by the timing signal generation unit 10h (a signal synchronized with the timing at which the PWM driven switching element is turned on). Thus, the drive current when the PWM-driven switching element is on is extracted (sample hold current Im2 in FIGS. 6 and 8).

続いて、力行電流検出部１０ｉは、サンプルホールド部５０で抽出されたサンプルホールド電流Ｉｍ２（ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンのときの駆動電流）から、Ｉｍ２≧０のときはＩＭＳ＝Ｉｍ２、Ｉｍ２＜０のときはＩＭＳ＝０として、直流モータ１が電動機として動作している場合に流れる電流である力行電流ＩＭＳを抽出する（図６、図８の力行電流ＩＭＳ）。   Subsequently, the power running current detection unit 10i determines that IMS = Im2 when Im2 ≧ 0, based on the sample hold current Im2 (drive current when the PWM-driven switching element is on) extracted by the sample hold unit 50. When Im2 <0, IMS = 0 and a powering current IMS that is a current that flows when the DC motor 1 is operating as an electric motor is extracted (powering current IMS in FIGS. 6 and 8).

続いて、第１電圧検出部６０ａ、第２電圧検出部６０ｂおよび通電方向検出部１０ｊの動作について説明する。上述したように、モータ電流検出部４０によって検出される駆動電流Ｉｍは、正転駆動時と逆転駆動時とで同じ値となる。すなわち、駆動電流Ｉｍに基づいて、直流モータ１に流れるモータ電流ＭＩの通電方向を検出することができない。   Next, operations of the first voltage detection unit 60a, the second voltage detection unit 60b, and the energization direction detection unit 10j will be described. As described above, the drive current Im detected by the motor current detection unit 40 has the same value during forward rotation drive and during reverse drive. That is, it is not possible to detect the energization direction of the motor current MI flowing through the DC motor 1 based on the drive current Im.

そこで、この発明の実施の形態１では、直流モータ１の両端電圧の大小関係から通電方向を検出する。また、この発明の実施の形態１における異常判定は、直流モータ１が電動機として動作している場合に流れる電流に基づいて異常判定を行うので、第１電圧検出部６０ａ、第２電圧検出部６０ｂおよび通電方向検出部１０ｊは、直流モータ１が電動機として動作している場合に流れる電流の通電方向を検出する。   Therefore, in the first embodiment of the present invention, the energization direction is detected from the magnitude relationship between the voltages at both ends of the DC motor 1. In addition, the abnormality determination in the first embodiment of the present invention is performed based on the current that flows when the DC motor 1 is operating as an electric motor, so the first voltage detection unit 60a and the second voltage detection unit 60b. And the energization direction detection part 10j detects the energization direction of the electric current which flows, when the DC motor 1 is operate | moving as an electric motor.

まず、第１電圧検出部６０ａ、第２電圧検出部６０ｂは、タイミング信号生成部１０ｈで生成されたサンプルホールド信号（ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンとなるタイミングに同期した信号）に基づいて、直流モータ１の両端電圧（ＶＭ＋、ＶＭ−）をサンプルホールドすることで、ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンのときの直流モータ１の両端電圧を検出する（図６、図８のＶｍ＋、Ｖｍ−）。   First, the first voltage detection unit 60a and the second voltage detection unit 60b are based on the sample hold signal (signal synchronized with the timing at which the PWM-driven switching element is turned on) generated by the timing signal generation unit 10h. By sampling and holding the voltage (VM +, VM−) across the DC motor 1, the voltage across the DC motor 1 when the PWM driven switching element is on is detected (Vm + in FIGS. 6 and 8). Vm-).

続いて、通電方向検出部１０ｊは、第１電圧検出部６０ａ、第２電圧検出部６０ｂで検出された電圧（Ｖｍ＋、Ｖｍ−）に基づいて、ＶＭ＋＞ＶＭ−のときは通電方向検出値Ｄｉｒ＾＝１、ＶＭ＋＝ＶＭ−のときは通電方向検出値Ｄｉｒ＾＝０、ＶＭ＋＜ＶＭ−のときは通電方向検出値Ｄｉｒ＾＝−１として、通電方向検出値Ｄｉｒ＾を演算する（図６、図８の通電方向検出値Ｄｉｒ＾）。   Subsequently, the energization direction detection unit 10j determines the energization direction detection value Dir when VM +> VM− based on the voltages (Vm +, Vm−) detected by the first voltage detection unit 60a and the second voltage detection unit 60b. When ^ = 1, VM + = VM−, the energization direction detection value Dir ^ = 0, and when VM + <VM−, the energization direction detection value Dir ^ = − 1 is calculated (FIG. 6). , Energization direction detection value Dir ^) of FIG.

次に、異常判定部１０ｋの動作について、図９のフローチャートに沿って説明する。図９は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置における異常判定部１０ｋの動作を示すフローチャートである。   Next, operation | movement of the abnormality determination part 10k is demonstrated along the flowchart of FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an operation of abnormality determination unit 10k in the motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

まず、異常判定部１０ｋは、電流指令値演算部１０ａで決定されたモータ電流指令値Ｉ＊、力行電流検出部１０ｉで検出された力行電流ＩＭＳ、および通電方向検出部１０ｊで検出された通電方向検出値Ｄｉｒ＾を読み込む（ステップＳ１〜３）。   First, the abnormality determination unit 10k includes the motor current command value I * determined by the current command value calculation unit 10a, the power running current IMS detected by the power running current detection unit 10i, and the energization direction detected by the energization direction detection unit 10j. The detection value Dir ^ is read (steps S1 to S3).

続いて、異常判定部１０ｋは、通電方向検出値Ｄｉｒ＾が０よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４）。   Subsequently, the abnormality determination unit 10k determines whether or not the energization direction detection value Dir ^ is smaller than 0 (step S4).

ステップＳ４において、通電方向検出値Ｄｉｒ＾が０よりも小さい（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、異常判定部１０ｋは、力行電流ＩＭＳに対して、通電方向検出値Ｄｉｒ＾の符号を付加して、異常判定用電流検出値ＩＭＳ２（＝−ＩＭＳ）を演算する（ステップＳ５）。   In step S4, when it is determined that the energization direction detection value Dir ^ is smaller than 0 (that is, Yes), the abnormality determination unit 10k sets the sign of the energization direction detection value Dir ^ with respect to the powering current IMS. In addition, the abnormality determination current detection value IMS2 (= -IMS) is calculated (step S5).

一方、ステップＳ４において、通電方向検出値Ｄｉｒ＾が０以上である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、異常判定部１０ｋは、力行電流ＩＭＳに対して、通電方向検出値Ｄｉｒ＾の符号を付加して、異常判定用電流検出値ＩＭＳ２（＝ＩＭＳ）を演算する（ステップＳ６）。   On the other hand, in step S4, when it is determined that the energization direction detection value Dir ^ is 0 or more (that is, No), the abnormality determination unit 10k determines the energization direction detection value Dir ^ with respect to the power running current IMS. A sign is added to calculate the abnormality detection current detection value IMS2 (= IMS) (step S6).

ここで、異常判定用電流検出値ＩＭＳ２は、直流モータ１が電動機として動作している場合には、直流モータ１に流れるモータ電流ＭＩに一致する電流値（図６のＩＭＳ２）となり、直流モータ１が発電機として動作している場合には、０を示す信号（図８のＩＭＳ２）となる。   Here, when the DC motor 1 operates as an electric motor, the abnormality detection current detection value IMS2 becomes a current value (IMS2 in FIG. 6) that matches the motor current MI flowing through the DC motor 1, and the DC motor 1 Is operating as a generator, the signal indicates 0 (IMS2 in FIG. 8).

次に、異常判定部１０ｋは、モータ電流指令値Ｉ＊の極性と異常判定用電流検出値ＩＭＳ２の極性とが同じであるか否かを判定する（ステップＳ７）。   Next, abnormality determination unit 10k determines whether the polarity of motor current command value I * is the same as the polarity of current detection value IMS2 for abnormality determination (step S7).

ステップＳ７において、両者の極性が同じである（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、異常判定部１０ｋは、直流モータ１に流れるモータ電流ＭＩがモータ電流指令値Ｉ＊に対して順方向に流れているとみなして、順方向時の異常判定処理を行う（ステップＳ８）。   If it is determined in step S7 that the polarities of the two are the same (that is, Yes), the abnormality determination unit 10k determines that the motor current MI flowing through the DC motor 1 is forward with respect to the motor current command value I *. Therefore, the abnormality determination process in the forward direction is performed (step S8).

このとき、異常判定部１０ｋは、異常判定用電流検出値ＩＭＳ２とモータ電流指令値Ｉ＊とを比較し、｜ＩＭＳ２｜−｜Ｉ＊｜の値が、第１判定閾値ＴＨ１以上（図４の異常領域１または異常領域３の範囲内）であるか否かを判定する（ステップＳ８）。   At this time, the abnormality determination unit 10k compares the abnormality detection current detection value IMS2 with the motor current command value I *, and the value of | IMS2 | − | I * | is equal to or greater than the first determination threshold TH1 (in FIG. 4). It is determined whether the region is within the abnormal region 1 or the abnormal region 3 (step S8).

ステップＳ８において、｜ＩＭＳ２｜−｜Ｉ＊｜≧ＴＨ１（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合は、直流モータ１が電動機として動作しているにもかかわらず、異常判定用電流検出値ＩＭＳ２が、モータ電流指令値Ｉ＊を、第１判定閾値ＴＨ１以上オーバーシュートしている状態である。そこで、異常判定部１０ｋは、直流モータ１の異常発生状態（地絡故障等の配線異常状態）とみなして、一時的な異常判定信号を生成し、ステップＳ９に進む。   If it is determined in step S8 that | IMS2 | − | I * | ≧ TH1 (that is, Yes), the current detection value IMS2 for abnormality determination is obtained even though the DC motor 1 is operating as an electric motor. This is a state in which the motor current command value I * is overshooting by the first determination threshold value TH1 or more. Therefore, the abnormality determination unit 10k regards the abnormality occurrence state of the DC motor 1 (wiring abnormality state such as a ground fault), generates a temporary abnormality determination signal, and proceeds to step S9.

続いて、異常判定部１０ｋは、一時的な異常判定信号が所定時間（所定期間）Ｔ１継続した時点で、最終的な異常判定状態とみなして最終的な異常判定信号ＥＲＲ＝１を生成し、モータ駆動部２０からの駆動信号の出力を遮断する（ステップＳ９）。これにより、Ｈブリッジ回路３０内のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４等を過大な地絡電流から保護することができる。   Subsequently, the abnormality determination unit 10k generates a final abnormality determination signal ERR = 1 by regarding the temporary abnormality determination signal as a final abnormality determination state when the temporary abnormality determination signal continues for a predetermined time (predetermined period) T1. The output of the drive signal from the motor drive unit 20 is shut off (step S9). Thereby, switching elements Q1-Q4 etc. in H bridge circuit 30 can be protected from an excessive ground fault current.

なお、異常判定部１０ｋは、所定時間Ｔ１が経過するまでは、最終的な異常判定状態とみなさず、最終的な異常判定信号ＥＲＲ＝０を生成して、所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１０）、所定時間が経過した後に（すなわち、Ｙｅｓ）、ステップＳ１に戻る。   It should be noted that the abnormality determination unit 10k does not consider the final abnormality determination state until the predetermined time T1 elapses, generates a final abnormality determination signal ERR = 0, and determines whether or not the predetermined time has elapsed. Determination is made (step S10), and after a predetermined time has elapsed (that is, Yes), the process returns to step S1.

一方、ステップＳ８において、｜ＩＭＳ２｜−｜Ｉ＊｜＜ＴＨ１（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、異常判定部１０ｋは、正常状態なので異常判定信号ＥＲＲ＝０としてステップＳ１０に進み、所定時間が経過した後に、ステップＳ１に戻る。   On the other hand, if it is determined in step S8 that | IMS2 | − | I * | <TH1 (that is, No), the abnormality determination unit 10k is in a normal state, so the abnormality determination signal ERR = 0 and the process proceeds to step S10. After a predetermined time has elapsed, the process returns to step S1.

このように、一時的な異常判定信号が所定時間Ｔ１継続した時点で最終的な異常判定信号ＥＲＲ＝１を生成することにより、ノイズ等の影響で一時的に｜ＩＭＳ２｜−｜Ｉ＊｜≧ＴＨ１の関係を満たした場合を除外し、確実に異常発生状態を検出することができる。   As described above, by generating the final abnormality determination signal ERR = 1 when the temporary abnormality determination signal continues for the predetermined time T1, | IMS2 | − | I * | ≧ The case where the relationship of TH1 is satisfied can be excluded, and the abnormality occurrence state can be reliably detected.

一方、ステップＳ７において、両者の極性が異なる（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、異常判定部１０ｋは、直流モータ１に流れるモータ電流ＭＩがモータ電流指令値Ｉ＊に対して逆方向に流れているとみなして、逆方向時の異常判定処理を行う（ステップＳ１０）。   On the other hand, if it is determined in step S7 that the polarities of the two are different (that is, No), the abnormality determining unit 10k causes the motor current MI flowing through the DC motor 1 to be in the reverse direction with respect to the motor current command value I *. In the reverse direction, an abnormality determination process is performed (step S10).

このとき、異常判定部１０ｋは、異常判定用電流検出値ＩＭＳ２について、｜ＩＭＳ２｜の値が、第２の判定閾値ＴＨ２以上（図４の異常領域２または異常領域４の範囲内）であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。   At this time, abnormality determination unit 10k determines whether or not | IMS2 | is greater than or equal to second determination threshold value TH2 (within the range of abnormal region 2 or abnormal region 4 in FIG. 4) for current detection value IMS2 for abnormality determination. It is determined whether or not (step S11).

ステップＳ１１において、｜ＩＭＳ２｜≧ＴＨ２（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合は、直流モータ１が電動機として動作しているにもかかわらず、異常判定用電流検出値ＩＭＳ２が、モータ電流指令値Ｉ＊に対して逆方向に、第２の判定閾値ＴＨ２以上オーバーシュートしている状態である。そこで、異常判定部１０ｋは、直流モータ１の異常発生状態（地絡故障等の配線異常状態）とみなして、一時的な異常判定信号を生成し、ステップＳ１２に進む。   If it is determined in step S11 that | IMS2 | ≧ TH2 (ie, Yes), the abnormality detection current detection value IMS2 is equal to the motor current command value I, even though the DC motor 1 is operating as an electric motor. In the opposite direction to *, the second determination threshold value TH2 is overshot. Therefore, the abnormality determination unit 10k regards the abnormality occurrence state of the DC motor 1 (wiring abnormality state such as a ground fault), generates a temporary abnormality determination signal, and proceeds to step S12.

続いて、異常判定部１０ｋは、一時的な異常判定信号が所定時間Ｔ２継続した時点で、最終的な異常判定状態とみなして最終的な異常判定信号ＥＲＲ＝１を生成し、モータ駆動部２０からの駆動信号の出力を遮断する（ステップＳ１２）。これにより、Ｈブリッジ回路３０内のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４等を過大な地絡電流から保護することができる。   Subsequently, when the temporary abnormality determination signal continues for a predetermined time T2, the abnormality determination unit 10k regards it as a final abnormality determination state and generates a final abnormality determination signal ERR = 1. The output of the drive signal from is cut off (step S12). Thereby, switching elements Q1-Q4 etc. in H bridge circuit 30 can be protected from an excessive ground fault current.

なお、異常判定部１０ｋは、所定時間Ｔ２が経過するまでは、最終的な異常判定状態とみなさず、最終的な異常判定信号ＥＲＲ＝０を生成して、所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１０）、所定時間が経過した後に（すなわち、Ｙｅｓ）、ステップＳ１に戻る。   The abnormality determination unit 10k does not consider the final abnormality determination state until the predetermined time T2 elapses, and generates a final abnormality determination signal ERR = 0 and determines whether or not the predetermined time has elapsed. Determination is made (step S10), and after a predetermined time has elapsed (that is, Yes), the process returns to step S1.

一方、ステップＳ１１において、｜ＩＭＳ２｜＜ＴＨ２（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、異常判定部１０ｋは、正常状態なので異常判定信号ＥＲＲ＝０としてステップＳ１０に進み、所定時間が経過した後に、ステップＳ１に戻る。   On the other hand, if it is determined in step S11 that | IMS2 | <TH2 (that is, No), the abnormality determination unit 10k is in a normal state, so the abnormality determination signal ERR = 0 and the process proceeds to step S10, and a predetermined time has elapsed. Later, the process returns to step S1.

このように、一時的な異常判定信号が所定時間Ｔ２継続した時点で最終的な異常判定信号ＥＲＲ＝１を生成することにより、ノイズ等の影響で一時的に｜ＩＭＳ２｜≧ＴＨ２の関係を満たした場合を除外し、確実に異常発生状態を検出することができる。   Thus, by generating the final abnormality determination signal ERR = 1 when the temporary abnormality determination signal continues for a predetermined time T2, the relationship of | IMS2 | ≧ TH2 is temporarily satisfied due to the influence of noise or the like. It is possible to reliably detect an abnormality occurrence state.

また、上述したように、ステップＳ１に戻る経路にステップＳ１０の待機処理が挿入されているので、ステップＳ１〜９、１０〜１１で示した処理が、所定周期（所定期間）で実行されるように管理することができる。   Further, as described above, since the standby process of step S10 is inserted in the path returning to step S1, the processes shown in steps S1 to 9 and 10 to 11 are executed in a predetermined cycle (predetermined period). Can be managed.

以上のように、実施の形態１によれば、異常判定部は、力行電流検出部から入力される力行電流検出値に対して、通電方向検出部から入力される通電方向検出値の符号情報を付加した異常判定用電流検出値を演算するとともに、異常判定用電流検出値と電流指令値演算部から入力されるモータ電流指令値との差が、所定の判定閾値以上である場合に、モータまたはモータ駆動部の異常状態と判定して異常判定信号を生成する。
そのため、モータが発電機として動作する場合に流れる電流による異常状態の誤判定を防止しつつ、異常判定のカバレッジを向上させることにより、回路要素を適切に保護することができる。 As described above, according to the first embodiment, the abnormality determination unit obtains the sign information of the energization direction detection value input from the energization direction detection unit with respect to the powering current detection value input from the powering current detection unit. When the added abnormality detection current detection value is calculated and the difference between the abnormality detection current detection value and the motor current command value input from the current command value calculation unit is equal to or greater than a predetermined determination threshold, It is determined that the motor drive unit is in an abnormal state, and an abnormality determination signal is generated.
Therefore, it is possible to appropriately protect the circuit elements by improving the abnormality determination coverage while preventing erroneous determination of the abnormal state due to the current flowing when the motor operates as a generator.

具体的には、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置によれば、直流モータ１が電動機として動作している場合に流れる電流（力行電流ＩＭＳ）と、直流モータ１の両端電圧の大小関係に基づいて演算した通電方向検出値Ｄｉｒ＾とに基づいて異常判定用電流検出値ＩＭＳ２が演算され、演算された異常判定用電流検出値ＩＭＳ２とモータ電流指令値Ｉ＊とを比較して異常判定が行われる構成となっている。そのため、常時異常判定を行うことができる。   Specifically, according to the motor control device according to the first embodiment of the present invention, the current (powering current IMS) that flows when the DC motor 1 operates as an electric motor and the magnitude of the voltage across the DC motor 1 are increased or decreased. An abnormality determination current detection value IMS2 is calculated based on the energization direction detection value Dir ^ calculated based on the relationship, and the calculated abnormality determination current detection value IMS2 is compared with the motor current command value I *. The configuration is such that the determination is performed. Therefore, it is possible to always perform abnormality determination.

すなわち、従来のモータ制御装置では、モータが発電機として動作する場合に流れる電流による異常状態の誤判定を防止するために、例えばモータの回転速度が所定値以上の場合に異常判定処理を停止する等の誤判定防止対策が必要であった。   That is, in the conventional motor control device, in order to prevent an erroneous determination of an abnormal state due to a current flowing when the motor operates as a generator, for example, the abnormality determination process is stopped when the rotational speed of the motor is equal to or higher than a predetermined value. It was necessary to take measures to prevent misjudgment.

ここで、図１０、１１を参照しながら、上述した従来のモータ制御装置の問題について具体的に説明する。図１０（ａ）、（ｂ）は、従来のモータ制御装置における通電経路を示す説明図である。また、図１１は、従来のモータ制御装置における異常判定領域を示す説明図である。   Here, the problem of the above-described conventional motor control device will be specifically described with reference to FIGS. FIGS. 10A and 10B are explanatory views showing energization paths in the conventional motor control device. FIG. 11 is an explanatory diagram showing an abnormality determination region in a conventional motor control device.

従来のモータ制御装置では、図１０に示されるように、モータ線に対して直列に挿入されたシャント抵抗の両端電圧に基づいてモータ電流を検出することで、モータに流れる電流を双方向で検出している。そのため、例えば力行運転時には、図１０（ａ）、（ｂ）に示されるＡの通電経路でモータに流れる電流が検出され、回生運転時には、図１０（ａ）、（ｂ）に示されるＢの通電経路でモータに流れる電流が検出される。   In the conventional motor control device, as shown in FIG. 10, the current flowing through the motor is detected bidirectionally by detecting the motor current based on the voltage across the shunt resistor inserted in series with the motor wire. doing. Therefore, for example, during power running, the current flowing through the motor is detected through the energization path A shown in FIGS. 10A and 10B, and during regenerative operation, the current of B shown in FIGS. 10A and 10B is detected. A current flowing through the motor is detected through the energization path.

つまり、従来のモータ制御装置では、力行運転、回生運転にかかわらずモータに流れる電流を双方向で検出し、検出したモータ電流検出値とモータ電流指令値とを比較することで異常判定が行われる。   That is, in the conventional motor control device, regardless of power running operation or regenerative operation, the current flowing to the motor is detected bidirectionally, and the abnormality determination is performed by comparing the detected motor current detection value with the motor current command value. .

そのため、外力によりモータが強制的に回転され、モータが発電機として動作する可能性がある用途に用いられる場合には、モータが発電機として動作するときにモータに流れる電流による異常状態の誤判定を防止するために、回生運転時の異常判定閾値を、モータが発電機として動作するときに流れ得る電流値よりも大きな値に設定する必要がある。その結果、図１１に示されるように、回生運転領域での異常判定カバレッジが低下する。   Therefore, when used in applications where the motor is forced to rotate by an external force and the motor may operate as a generator, an erroneous determination of an abnormal state due to the current flowing through the motor when the motor operates as a generator In order to prevent this, it is necessary to set the abnormality determination threshold value during the regenerative operation to a value larger than the current value that can flow when the motor operates as a generator. As a result, as shown in FIG. 11, the abnormality determination coverage in the regenerative operation region is reduced.

また、モータが回転することによって生じる逆起電圧が電源電圧を超えた場合に、モータが発電機として動作することを考慮し、逆起電圧が電源電圧と等しくなる所定のモータ回転速度以上である場合に異常判定を禁止する必要がある。この場合には、所定のモータ回転速度以上では異常判定をすることができないので、モータ高回転域での異常判定カバレッジが低下する。   Also, considering that the motor operates as a generator when the counter electromotive voltage generated by the rotation of the motor exceeds the power supply voltage, the counter electromotive voltage is equal to or higher than a predetermined motor rotation speed equal to the power supply voltage. In some cases, it is necessary to prohibit abnormality determination. In this case, the abnormality determination cannot be performed at a speed higher than the predetermined motor rotation speed, so that the abnormality determination coverage in the motor high rotation range is lowered.

これに対して、この発明の実施の形態１では、直流モータ１が発電機として動作する場合にモータに流れる電流を検出しない構成となっている。そのため、発電機として動作する場合に流れる電流による異常状態の誤判定の可能性はなく、常時異常判定を行うことができる。   On the other hand, in Embodiment 1 of this invention, when the DC motor 1 operate | moves as a generator, it becomes the structure which does not detect the electric current which flows into a motor. Therefore, there is no possibility of erroneous determination of an abnormal state due to a current flowing when operating as a generator, and abnormality determination can always be performed.

また、異常判定用電流検出値ＩＭＳ２とモータ電流指令値Ｉ＊との極性に応じて故障判定条件および判定閾値を切り替える構成とし、極性が異なる場合の判定閾値ＴＨ２を適切に設定することができるようにしている。そのため、従来のモータ制御装置よりも高い異常判定カバレッジを確保することができる。   Further, the failure determination condition and the determination threshold are switched according to the polarities of the abnormality detection current detection value IMS2 and the motor current command value I * so that the determination threshold TH2 can be appropriately set when the polarities are different. I have to. Therefore, it is possible to ensure a higher abnormality determination coverage than the conventional motor control device.

すなわち、従来のモータ制御装置では、モータが発電機として動作するときに流れる電流による異常状態の誤判定を防止するために、極性が異なる場合の判定閾値ＴＨ２を、モータが発電機として動作するときに流れる電流よりも大きく設定する必要があった。これに対して、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置では、直流モータ１が発電機として動作するときにモータに流れる電流を検出しない構成としているので、極性が異なる場合の判定閾値ＴＨ２を適切に設定することができる。   That is, in the conventional motor control device, in order to prevent an erroneous determination of an abnormal state due to a current that flows when the motor operates as a generator, the determination threshold value TH2 when the polarity is different is used when the motor operates as a generator. It was necessary to set it larger than the current flowing through the. On the other hand, in the motor control device according to the first embodiment of the present invention, since the current flowing through the motor is not detected when the DC motor 1 operates as a generator, the determination threshold TH2 when the polarity is different is used. Can be set appropriately.

また、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置では、タイミング信号生成部１０ｈで生成されたサンプルホールド信号に基づいて、駆動電流Ｉｍと直流モータ１の両端電圧とをサンプルホールドする構成としている。そのため、力行電流検出部１０ｉで検出した力行電流ＩＭＳと、通電方向検出部１０ｊで検出した通電方向検出値Ｄｉｒ＾との情報を、確実に同期させることができる。これにより、直流モータ１が電動機として動作する場合に流れる電流（＝異常判定用電流検出値ＩＭＳ２）を正確に得ることができ、信頼性の高い異常判定を実現することができる。   In the motor control device according to the first embodiment of the present invention, the drive current Im and the voltage across the DC motor 1 are sampled and held based on the sample and hold signal generated by the timing signal generator 10h. . Therefore, the information on the power running current IMS detected by the power running current detection unit 10i and the conduction direction detection value Dir ^ detected by the conduction direction detection unit 10j can be reliably synchronized. Thereby, the current (= abnormality determination current detection value IMS2) that flows when the DC motor 1 operates as an electric motor can be accurately obtained, and highly reliable abnormality determination can be realized.

また、タイミング信号生成部１０ｈで生成されたサンプルホールド信号（ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンとなるタイミングに同期した信号）に基づいて、直流モータ１の両端電圧（ＶＭ＋、ＶＭ−）をサンプルホールドした情報（Ｖｍ＋、Ｖｍ−）を用いて、通電方向検出値Ｄｉｒ＾が演算されるように構成されている。そのため、ＰＷＭ信号ＤｔのＤｕｔｙが小さく、直流モータ１の両端電圧の平均電位差が小さい場合であっても、精度良く通電方向を検出することができ、信頼性の高い異常判定を実現することができる。   Further, the both-ends voltage (VM +, VM−) of the DC motor 1 is sampled based on the sample hold signal (signal synchronized with the timing at which the PWM driven switching element is turned on) generated by the timing signal generator 10h. Using the held information (Vm +, Vm−), the energization direction detection value Dir ^ is calculated. Therefore, even when the duty of the PWM signal Dt is small and the average potential difference between the voltages at both ends of the DC motor 1 is small, the energization direction can be detected with high accuracy and a highly reliable abnormality determination can be realized. .

また、異常判定部１０ｋは、異常状態が所定時間継続した場合に、最終的な異常判定信号ＥＲＲ＝１を生成する。そのため、ノイズ等の影響による一時的な異常状態を除外し、確実に異常発生状態を検出することができる。   The abnormality determination unit 10k generates a final abnormality determination signal ERR = 1 when the abnormal state continues for a predetermined time. Therefore, it is possible to reliably detect an abnormal state by excluding a temporary abnormal state due to the influence of noise or the like.

また、異常判定部１０ｋからの異常判定信号ＥＲＲ＝１により、モータ駆動部２０が全てのスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）をオフにしてモータの駆動を停止する。そのため、モータの異常トルクの発生を確実に抑止することができる。   Further, according to the abnormality determination signal ERR = 1 from the abnormality determination unit 10k, the motor driving unit 20 turns off all the switching elements (Q1, Q2, Q3, Q4) and stops driving the motor. Therefore, the generation of abnormal torque of the motor can be reliably suppressed.

また、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置によれば、極性が異なる場合の判定閾値ＴＨ２を、直流モータ１が発電機として動作する場合に流れる電流を考慮せずに適切に設定することにより、逆アシスト領域の異常判定カバレッジを向上させることができる。そのため、モータ端子の天絡故障や地絡故障等により、直流モータ１が自転する危険な故障モードを確実に検出することができる信頼性の高い電動パワーステアリング制御装置を実現することができる。   In addition, according to the electric power steering control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, the determination threshold value TH2 when the polarities are different is appropriately set without considering the current flowing when the DC motor 1 operates as a generator. By doing so, the abnormality determination coverage of the reverse assist region can be improved. Therefore, it is possible to realize a highly reliable electric power steering control device that can reliably detect a dangerous failure mode in which the DC motor 1 rotates due to a power fault or ground fault of the motor terminal.

すなわち、この電動パワーステアリング装置においては、異常なモータ電流により直流モータ１が自転した場合は、トルクセンサ５によりモータ出力トルクに対して逆方向のトルクが検出され、電流指令値演算部１０ａによりモータ電流に対して逆極性の電流指令値が生成される。そのため、判定閾値ＴＨ２を適切に設定して、図４に示した異常領域２および異常領域４の領域を広げることにより、直流モータ１が自転する危険な故障モードを確実に検出することができる。   That is, in this electric power steering apparatus, when the DC motor 1 rotates due to an abnormal motor current, a torque in a direction opposite to the motor output torque is detected by the torque sensor 5, and the current command value calculation unit 10a detects the motor. A current command value having a reverse polarity with respect to the current is generated. Therefore, by appropriately setting the determination threshold TH2 and expanding the areas of the abnormal area 2 and the abnormal area 4 shown in FIG. 4, it is possible to reliably detect a dangerous failure mode in which the DC motor 1 rotates.

なお、上記実施の形態１では、サンプルホールド信号をタイミング信号生成部１０ｈで生成する構成としたが、これに限定されず、ＰＷＭ信号Ｄｔをサンプルホールド信号として用いても同様の効果を得ることができる。この場合には、タイミング信号生成部１０ｈおよび制御コンピュータ１０からサンプルホールド信号を出力するためのポートが不要となるので、より構成を簡単にすることができる。   In the first embodiment, the sample hold signal is generated by the timing signal generator 10h. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained even if the PWM signal Dt is used as the sample hold signal. it can. In this case, since the port for outputting the sample hold signal from the timing signal generator 10h and the control computer 10 is not necessary, the configuration can be further simplified.

また、上記実施の形態１では、タイミング信号生成部１０ｈで生成したサンプルホールド信号に基づいて、サンプルホールド部５０で駆動電流Ｉｍをサンプルホールドする構成としたが、これに限定されない。すなわち、サンプルホールド部５０の代わりに、制御コンピュータ１０内のＡＤ変換器を用いて、ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンとなるタイミングで、駆動電流ＩｍをＡＤ変換しても同様の効果を得ることができる。この場合には、サンプルホールド部５０が不要となるので、コストを削減することができる。   In the first embodiment, the driving current Im is sampled and held by the sample hold unit 50 based on the sample hold signal generated by the timing signal generation unit 10h. However, the present invention is not limited to this. That is, using the AD converter in the control computer 10 instead of the sample hold unit 50, the same effect can be obtained even if the drive current Im is AD converted at the timing when the switching element driven by PWM is turned on. be able to. In this case, the sample hold unit 50 is not necessary, and the cost can be reduced.

同様に、第１電圧検出部６０ａ、第２電圧検出部６０ｂで直流モータ１の両端電圧（ＶＭ＋、ＶＭ−）をそれぞれサンプルホールドする代わりに、制御コンピュータ１０内のＡＤ変換器を用いて、ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンとなるタイミングで、直流モータ１の両端電圧（ＶＭ＋、ＶＭ−）をＡＤ変換しても同様の効果を得ることができる。この場合には、第１電圧検出部６０ａ、第２電圧検出部６０ｂ内のサンプルホールド機能が不要となるので、コストを削減することができる。   Similarly, instead of sampling and holding the both-ends voltage (VM +, VM−) of the DC motor 1 by the first voltage detection unit 60a and the second voltage detection unit 60b, respectively, the AD converter in the control computer 10 is used to perform PWM. A similar effect can be obtained by AD-converting the voltages (VM +, VM−) across the DC motor 1 at the timing when the driving switching element is turned on. In this case, the sample and hold function in the first voltage detection unit 60a and the second voltage detection unit 60b is not necessary, so that the cost can be reduced.

また、上記実施の形態１では、モータ電流検出部４０を、Ｈブリッジ回路３０の低電位側とグランドとの間に挿入されたシャント抵抗Ｒの両端の電位差を計測して、Ｈブリッジ回路３０を介して直流モータ１に流れる駆動電流を検出する構成としたが、これに限定されない。すなわち、Ｈブリッジ回路３０の高電位側とバッテリ７との間にシャント抵抗Ｒを挿入して、シャント抵抗Ｒの両端の電位差を計測する構成としてもよい。   In the first embodiment, the motor current detection unit 40 measures the potential difference between both ends of the shunt resistor R inserted between the low potential side of the H bridge circuit 30 and the ground, and the H bridge circuit 30 is However, the present invention is not limited to this. That is, a configuration in which the shunt resistor R is inserted between the high potential side of the H bridge circuit 30 and the battery 7 and the potential difference between both ends of the shunt resistor R may be measured.

また、上記実施の形態１では、モータ電流検出部４０を、双方向電流検出（Ｈブリッジ回路３０の低電位側からグランドに向かって流れる電流を正の電流値として検出し、グランドからＨブリッジ回路３０の低電位側に向かって流れる電流を負の電流値として検出する）で構成し、力行電流検出部１０ｉで正の電流値のみを抽出して力行電流ＩＭＳを演算する構成としたが、これに限定されない。   In the first embodiment, the motor current detection unit 40 detects bidirectional current detection (a current flowing from the low potential side of the H bridge circuit 30 toward the ground is detected as a positive current value, and the H bridge circuit is connected to the ground. The current flowing toward the low potential side of 30 is detected as a negative current value), and only the positive current value is extracted by the powering current detection unit 10i to calculate the powering current IMS. It is not limited to.

すなわち、モータ電流検出部４０を片方向電流検出（Ｈブリッジ回路３０の低電位側からグランドに向かって流れる電流を正の電流値として検出し、グランドからＨブリッジ回路３０の低電位側に向かって流れる電流を０として検出する）するように構成しても同様の効果を得ることができる。この場合には、力行電流検出部１０ｉが不要となるので、より構成を簡単にすることができる。   That is, the motor current detection unit 40 detects a one-way current (a current flowing from the low potential side of the H bridge circuit 30 toward the ground is detected as a positive current value, and from the ground toward the low potential side of the H bridge circuit 30. The same effect can be obtained even if the configuration is such that the flowing current is detected as 0). In this case, since the power running current detection unit 10i is not necessary, the configuration can be further simplified.

また、上記実施の形態１では、モータ電流検出部と力行電流検出部１０ｉとが、Ｈブリッジ回路３０の低電位側とグランドとの間に挿入したシャント抵抗Ｒを共用する構成としたが、これに限定されず、シャント抵抗を個別に設ける構成としてもよい。   In the first embodiment, the motor current detection unit and the power running current detection unit 10i share the shunt resistor R inserted between the low potential side of the H bridge circuit 30 and the ground. The shunt resistor may be provided individually.

すなわち、上述した特許文献１と同様に、図１０に示される位置に挿入したシャント抵抗の両端の電位差を計測して直流モータ１に流れる駆動電流を検出するようモータ電流検出部を構成し、Ｈブリッジ回路３０の低電位側とグランドとの間に挿入したシャント抵抗Ｒの両端の電位差に基づいて、力行電流を検出するよう力行電流検出部１０ｉを構成してもよい。   That is, similarly to Patent Document 1 described above, a motor current detection unit is configured to measure the potential difference between both ends of the shunt resistor inserted at the position shown in FIG. The power running current detector 10i may be configured to detect the power running current based on the potential difference between both ends of the shunt resistor R inserted between the low potential side of the bridge circuit 30 and the ground.

この場合には、モータ電流検出部で検出したモータ電流検出値に基づいてモータ電流制御を行い、力行電流検出部１０ｉで検出した力行電流に基づいて異常判定部１０ｋが異常判定を行うことにより、従来と同様の電流制御系を構成しつつ、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。   In this case, motor current control is performed based on the motor current detection value detected by the motor current detection unit, and the abnormality determination unit 10k performs abnormality determination based on the power running current detected by the powering current detection unit 10i. The same effect as in the first embodiment can be obtained while configuring a current control system similar to the conventional one.

１ 直流モータ、２ 減速ギア、３ ステアリングシャフト、４ ステアリングホイール、５ トルクセンサ、６ 車速センサ、７ バッテリ、１０ 制御コンピュータ（モータ制御部）、１０ａ 電流指令値演算部、１０ｂ 通電方向指令演算部、１０ｃ 絶対値演算部、１０ｄ 減算部、１０ｅ 電流制御部、１０ｆ タイマ、１０ｇ ＰＷＭ出力部、１０ｈ タイミング信号生成部、１０ｉ 力行電流検出部、１０ｊ 通電方向検出部、１０ｋ 異常判定部、２０ モータ駆動部、３０ ブリッジ回路、４０ モータ電流検出部、５０ サンプルホールド部、６０ 電圧検出部、６０ａ 第１電圧検出部、６０ｂ 第２電圧検出部、１００ コントローラ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC motor, 2 reduction gear, 3 steering shaft, 4 steering wheel, 5 torque sensor, 6 vehicle speed sensor, 7 battery, 10 control computer (motor control part), 10a current command value calculating part, 10b energization direction command calculating part, 10c absolute value calculation unit, 10d subtraction unit, 10e current control unit, 10f timer, 10g PWM output unit, 10h timing signal generation unit, 10i power running current detection unit, 10j energization direction detection unit, 10k abnormality determination unit, 20 motor drive unit , 30 bridge circuit, 40 motor current detection unit, 50 sample hold unit, 60 voltage detection unit, 60a first voltage detection unit, 60b second voltage detection unit, 100 controller.

この発明に係るモータ制御装置は、複数のスイッチング素子を含み、複数のスイッチング素子のオン／オフによりモータを駆動するＨブリッジ回路と、駆動信号を出力して、複数のスイッチング素子を駆動するモータ駆動部と、モータに流れる駆動電流を検出するモータ電流検出部と、駆動電流がモータ電流指令値と一致するように、モータ駆動部をフィードバック制御するモータ制御部と、を備えたモータ制御装置であって、モータ制御部は、モータ電流指令値を演算する電流指令値演算部と、モータが電動機として動作している場合に、ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンのときの駆動電流を、Ｈブリッジ回路の電源ラインまたはグランドラインで検出し、力行電流検出値として出力するとともに、スイッチング素子がオフの場合、またはモータが発電機として動作している場合には、駆動電流を検出しない力行電流検出部と、モータの両端電圧の大小関係から通電方向を検出し、通電方向検出値を出力する通電方向検出部と、力行電流検出値に対して、通電方向検出値の符号情報を付加した異常判定用電流検出値を演算するとともに、異常判定用電流検出値とモータ電流指令値との符号が一致した場合には、異常判定用電流検出値とモータ電流指令値との差が、所定の判定閾値以上であるときに、モータまたはモータ駆動部の異常状態と判定して異常判定信号を生成し、異常判定用電流検出値とモータ電流指令値との符号が一致しない場合には、異常判定用電流検出値が所定の閾値以上であるときにモータまたはモータ駆動部の異常状態と判定して異常判定信号を生成する異常判定部と、を有するものである。 A motor control device according to the present invention includes a plurality of switching elements, an H bridge circuit that drives a motor by turning on / off the plurality of switching elements, and a motor drive that outputs a drive signal to drive the plurality of switching elements. And a motor control unit for feedback controlling the motor drive unit so that the drive current matches the motor current command value. The motor control unit includes a current command value calculation unit that calculates a motor current command value, and, when the motor is operating as an electric motor , the drive current when the switching element that is PWM-driven is on It is detected on the power line or ground line of the circuit and output as the power running current detection value. , Or when the motor is operating as a generator, the motoring current detection unit does not detect the driving current, to detect the current direction from the magnitude relationship between the voltage across the motor, current direction detection for outputting the current direction detection value The current detection value for abnormality determination with the sign information of the energization direction detection value added to the power running current detection value and the sign of the current detection value for abnormality determination and the motor current command value match the difference between the abnormality determination for detecting the current value and the motor current command value, when at least a predetermined determination threshold, it is determined that the abnormal state of the motor or the motor drive unit generates an abnormality determination signal, the abnormality determination If the signs of the current detection value for the motor and the motor current command value do not match, when the current detection value for abnormality determination is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the motor or the motor drive unit is in an abnormal state and an abnormality determination signal is output. Living An abnormality determination unit that, and has a.

また、この発明に係るモータ制御方法は、複数のスイッチング素子を含み、複数のスイッチング素子のオン／オフによりモータを駆動するＨブリッジ回路と、駆動信号を出力して、複数のスイッチング素子を駆動するモータ駆動部と、モータに流れる駆動電流を検出するモータ電流検出部と、駆動電流がモータ電流指令値と一致するように、モータ駆動部をフィードバック制御するモータ制御部と、を備えたモータ制御装置によって実行されるモータ制御方法であって、モータ電流指令値を演算する電流指令値演算ステップと、モータが電動機として動作している場合に、ＰＷＭ駆動しているスイッチング素子がオンのときの駆動電流を、Ｈブリッジ回路の電源ラインまたはグランドラインで検出し、力行電流検出値として出力するとともに、スイッチング素子がオフの場合、またはモータが発電機として動作している場合には、駆動電流を検出しない流れる電流を検出し、力行電流検出値を出力する力行電流検出ステップと、モータの両端電圧の大小関係から通電方向を検出し、通電方向検出値を出力する通電方向検出ステップと、力行電流検出値に対して、通電方向検出値の符号情報を付加した異常判定用電流検出値を演算する演算ステップと、異常判定用電流検出値とモータ電流指令値との符号が一致した場合には、異常判定用電流検出値とモータ電流指令値との差が、所定の判定閾値以上であるときに、モータまたはモータ駆動部の異常状態と判定して異常判定信号を生成し、異常判定用電流検出値とモータ電流指令値との符号が一致しない場合には、異常判定用電流検出値が所定の閾値以上であるときに、モータまたはモータ駆動部の異常状態と判定して異常判定信号を生成する異常判定ステップと、を有するものである。 The motor control method according to the present invention includes a plurality of switching elements, an H bridge circuit that drives the motor by turning on / off the plurality of switching elements, and outputs a drive signal to drive the plurality of switching elements. A motor control device comprising: a motor drive unit; a motor current detection unit that detects a drive current flowing through the motor; and a motor control unit that feedback-controls the motor drive unit so that the drive current matches a motor current command value. A current command value calculation step for calculating a motor current command value, and a drive current when a PWM-driven switching element is on when the motor is operating as an electric motor. Is detected by the power supply line or ground line of the H-bridge circuit and output as a power running current detection value. If the switching element is off, or if the motor is operating as a generator, detects the current flowing does not detect the driving current, the motoring current detecting step for outputting a motoring current detection value, the voltage across the motor An energization direction detection step for detecting an energization direction from a magnitude relationship and outputting an energization direction detection value, and an operation for calculating a current detection value for abnormality determination by adding sign information of the energization direction detection value to the powering current detection value a step, when the sign of an abnormality determination for detecting the current value and the motor current command value are matched, the difference between the abnormality determination for detecting the current value and the motor current command value, when at least a predetermined determination threshold value, it is determined that the abnormal state of the motor or the motor drive unit generates an abnormality determination signal, when the sign of an abnormality determination for detecting the current value and the motor current command values do not match, the abnormality determination for detecting a current There are those with when equal to or greater than a predetermined threshold, the abnormality determining step of generating an abnormality judgment signal determines an abnormal state of the motor or the motor driving unit.

Claims (9)

複数のスイッチング素子を含み、前記複数のスイッチング素子のオン／オフによりモータを駆動するＨブリッジ回路と、
駆動信号を出力して、前記複数のスイッチング素子を駆動するモータ駆動部と、
前記モータに流れる駆動電流を検出するモータ電流検出部と、
前記駆動電流がモータ電流指令値と一致するように、前記モータ駆動部をフィードバック制御するモータ制御部と、を備えたモータ制御装置であって、
前記モータ制御部は、
前記モータ電流指令値を演算する電流指令値演算部と、
前記モータが電動機として動作している場合に流れる電流を検出し、力行電流検出値を出力する力行電流検出部と、
前記モータの両端電圧の大小関係から通電方向を検出し、通電方向検出値を出力する通電方向検出部と、
前記力行電流検出値に対して、前記通電方向検出値の符号情報を付加した異常判定用電流検出値を演算するとともに、前記異常判定用電流検出値と前記モータ電流指令値との差が、所定の判定閾値以上である場合に、前記モータまたは前記モータ駆動部の異常状態と判定して異常判定信号を生成する異常判定部と、を有する
モータ制御装置。 An H-bridge circuit including a plurality of switching elements and driving a motor by turning on / off the plurality of switching elements;
A motor drive unit that outputs a drive signal and drives the plurality of switching elements;
A motor current detector for detecting a drive current flowing in the motor;
A motor control unit including a motor control unit that feedback-controls the motor drive unit so that the drive current matches a motor current command value,
The motor controller is
A current command value calculation unit for calculating the motor current command value;
A power running current detector that detects a current flowing when the motor is operating as an electric motor and outputs a power running current detection value;
An energization direction detection unit that detects an energization direction from a magnitude relationship between both end voltages of the motor and outputs an energization direction detection value;
An abnormality determination current detection value obtained by adding sign information of the energization direction detection value to the power running current detection value is calculated, and a difference between the abnormality determination current detection value and the motor current command value is predetermined. An abnormality determination unit that determines that the motor or the motor drive unit is in an abnormal state and generates an abnormality determination signal when the determination value is equal to or greater than the determination threshold. 前記異常判定部は、前記所定の判定閾値として、前記異常判定用電流検出値と前記モータ電流指令値との極性が同じである場合に用いられる第１判定閾値と、前記異常判定用電流検出値と前記モータ電流指令値との極性が異なる場合に用いられる第２判定閾値と、を有する
請求項１に記載のモータ制御装置。 The abnormality determination unit includes a first determination threshold used when the abnormality detection current detection value and the motor current command value have the same polarity as the predetermined determination threshold, and the abnormality determination current detection value. The motor control apparatus according to claim 1, further comprising: a second determination threshold value used when the polarities of the motor current command value and the motor current command value are different. 前記Ｈブリッジ回路を構成する正転用スイッチング素子および逆転用スイッチング素子を含む前記複数のスイッチング素子のうち、少なくとも１つのスイッチング素子がＰＷＭ駆動され、
前記通電方向検出部は、ＰＷＭ駆動されるスイッチング素子がオンとなる期間に、前記正転用スイッチング素子と前記逆転用スイッチング素子との直列接続点に印加される電圧に基づいて、前記モータの通電方向を検出する
請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。 At least one switching element among the plurality of switching elements including the forward switching element and the reverse switching element constituting the H bridge circuit is PWM-driven,
The energization direction detection unit is configured to apply an energization direction of the motor based on a voltage applied to a series connection point between the forward rotation switching element and the reverse rotation switching element during a period in which the PWM driven switching element is turned on. The motor control device according to claim 1 or 2. 前記Ｈブリッジ回路を構成する前記複数のスイッチング素子のうち、少なくとも１つのスイッチング素子がＰＷＭ駆動され、
前記力行電流検出部は、ＰＷＭ駆動されるスイッチング素子がオンとなる期間に、前記Ｈブリッジ回路の電源ラインまたはグランドラインの母線に流れる電流に基づいて、電源から前記Ｈブリッジ回路に流れる力行電流を検出する
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のモータ制御装置。 Among the plurality of switching elements constituting the H-bridge circuit, at least one switching element is PWM-driven,
The power running current detector detects a power running current flowing from a power source to the H bridge circuit based on a current flowing through a power source line of the H bridge circuit or a bus line of a ground line during a period when a switching element driven by PWM is turned on. The motor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the motor control device is detected. 前記異常判定部は、前記異常判定信号が所定期間にわたって継続した時点で、最終的な異常判定信号を生成する
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のモータ制御装置。 The motor control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the abnormality determination unit generates a final abnormality determination signal when the abnormality determination signal continues for a predetermined period. 前記モータ駆動部は、前記異常判定信号が生成された場合に、前記モータの駆動を停止する
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載のモータ制御装置。 The motor control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the motor driving unit stops driving the motor when the abnormality determination signal is generated. 前記モータ電流検出部と前記力行電流検出部とが、共用されている
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載のモータ制御装置。 The motor control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the motor current detection unit and the power running current detection unit are shared. 複数のスイッチング素子を含み、前記複数のスイッチング素子のオン／オフによりモータを駆動するＨブリッジ回路と、
駆動信号を出力して、前記複数のスイッチング素子を駆動するモータ駆動部と、
前記モータに流れる駆動電流を検出するモータ電流検出部と、
前記駆動電流がモータ電流指令値と一致するように、前記モータ駆動部をフィードバック制御するモータ制御部と、を備えたモータ制御装置によって実行されるモータ制御方法であって、
前記モータ電流指令値を演算する電流指令値演算ステップと、
前記モータが電動機として動作している場合に流れる電流を検出し、力行電流検出値を出力する力行電流検出ステップと、
前記モータの両端電圧の大小関係から通電方向を検出し、通電方向検出値を出力する通電方向検出ステップと、
前記力行電流検出値に対して、前記通電方向検出値の符号情報を付加した異常判定用電流検出値を演算する演算ステップと、
前記異常判定用電流検出値と前記モータ電流指令値との差が、所定の判定閾値以上である場合に、前記モータまたは前記モータ駆動部の異常状態と判定して異常判定信号を生成する異常判定ステップと、を有する
モータ制御方法。 An H-bridge circuit including a plurality of switching elements and driving a motor by turning on / off the plurality of switching elements;
A motor drive unit that outputs a drive signal and drives the plurality of switching elements;
A motor current detector for detecting a drive current flowing in the motor;
A motor control method that is executed by a motor control device including a motor control unit that feedback-controls the motor drive unit so that the drive current matches a motor current command value,
A current command value calculating step for calculating the motor current command value;
A powering current detection step of detecting a current flowing when the motor is operating as an electric motor and outputting a powering current detection value;
An energization direction detection step of detecting an energization direction from a magnitude relationship between both end voltages of the motor and outputting an energization direction detection value;
A calculation step for calculating an abnormality determination current detection value to which the sign information of the energization direction detection value is added to the powering current detection value;
When the difference between the abnormality detection current detection value and the motor current command value is equal to or greater than a predetermined determination threshold, the abnormality determination generates an abnormality determination signal by determining that the motor or the motor driving unit is in an abnormal state. And a motor control method. 請求項１から請求項７までの何れか１項に記載のモータ制御装置を備えた
電動パワーステアリング装置。 An electric power steering device comprising the motor control device according to any one of claims 1 to 7.
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