JP2015154695A - 電動モータの駆動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の通電系統のいずれかに通電異常が発生したときに、通電異常が発生した通電系統のインバータを所定状態に制御し、通電異常が発生した通電系統のインバータの出力点と巻線との間又は巻線と巻線の接続点との間で電流を検出し、検出した電流に基づいてブレーキトルクを検出する。そして、検出したブレーキトルクに基づき、正常である通電系統のインバータを制御する。
【選択図】図5
Description
このため、故障個所のインピーダンスの影響に応じて正常側のインバータを制御しないと、ブレーキトルクの打ち消し作用にばらつきが生じ、最終的に得られるモータトルクが目標値からずれてしまうという問題があった。
図1は、本発明に係る電動モータの駆動制御装置を、車両用の電動パワーステアリング装置において操舵補助力を発生する電動モータに適用した例を示す。
図1に示す電動パワーステアリング装置100は、車両200に備えられ、操舵補助力を電動モータ130によって発生させる装置である。
操舵トルクセンサ120及び減速機160は、ステアリングシャフト170を内包するステアリングコラム180内に設けられる。
操舵トルクセンサ120は、車両の運転者がステアリング操作を行うことでステアリングシャフト170に発生する操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクの信号STを電子制御ユニット150に出力する。
そして、電子制御ユニット150は、操舵トルク信号ST、車速信号VSPなどの車両の運転状態に基づいて電動モータ130への通電を制御し、以って、電動モータ130の発生トルク、つまり、操舵補助力(アシストトルク)を制御する。このように、電子制御ユニット150は、電動モータ130を駆動する駆動制御装置を構成する。
図2に示す電動モータ130は、スター結線される3相巻線UA、VA、WAからなる第1巻線組2Aと、同じくスター結線される3相巻線UB、VB、WBからなる第2巻線組2Bとを有する3相同期電動機であり、第1巻線組2A及び第2巻線組2Bにおいて3相巻線U、V、Wが互いに接続された点は中性点をなす。
そして、第1巻線組2A(3相巻線UA、VA、WA)は第1インバータ1Aと直接接続され、第2巻線組2B(3相巻線UB、VB、WB)は第2インバータ1Bと直接接続され、第1巻線組2Aには第1インバータ1Aから電力が供給され、第2巻線組2Bには第2インバータ1Bから電力が供給される。
また、第2インバータ1Bは、第2巻線組2BのU相コイルUB、V相コイルUB及びW相コイルWBをそれぞれに駆動する3組の半導体スイッチUHB,ULB,VHB,VLB,WHB,WLBを備えた3相ブリッジ回路からなる。
本実施形態では、第1インバータ1A及び第2インバータ1Bを構成する半導体スイッチ(スイッチング素子)としてNチャンネル型MOSFETを用いる。
また、第1インバータ1A及び第2インバータ1Bにおいて、半導体スイッチVH,VLは、電源VBと接地点との間にドレイン−ソース間が直列接続され、半導体スイッチVHと半導体スイッチVLとの接続点(インバータ出力点)にV相コイルVが接続される。
上記のように、第1インバータ1A及び第2インバータ1Bは、3相毎に配置された高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子からなる通電系統であり、本実施形態の電子制御ユニット150は、第1インバータ1Aの第1通電系統と第2インバータ1Bの第2通電系統との2つの通電系統を備えている。
本実施形態において、電源リレー304A及び電源リレー304Bは半導体スイッチ(Nチャンネル型MOSFET)で構成され、電源リレー304A、304Bを構成する半導体スイッチは、駆動回路305A、305Bで駆動される。
なお、電源リレー304A、304Bとして、接点を物理的に動かして開閉する電磁リレーを用いることができる。
また、インバータ1A、1Bに供給される電源電圧の変動を抑制するために、電源リレー304A、304Bとインバータ1A、1Bとの間の電源ラインと接地点とを接続するコンデンサ306A、306Bを設けてある。
角度センサ(角度検出手段)308は、ロータ201の角度を検出し、角度データの信号をマイクロコンピュータ302に出力する。
なお、電流センサ301UA、301VA、301WA、301UB、301VB、301WBは、図3に示すように、3相巻線U,V,Wと中性点(巻線の接続点)との間にそれぞれ設けることができる。
目標アシストトルク演算部6は、操舵トルクや車速などの操舵条件に基づいて目標アシストトルク、つまり、電動モータ130の出力トルクの目標値を演算する。
モータ回転演算部5は、角度演算部10が演算したロータ201の角度の情報に基づいて電動モータ130の回転速度(rpm)を演算し、モータ回転速度の信号を目標電流値演算部3及び出力電圧演算部4に出力する。
出力電圧演算部4は、目標電流値演算部3から出力されるd軸電流指令値Id *、q軸電流指令値Iq *、及び、3相2相変換部11で演算された各通電系統毎のd軸実電流値Id、q軸実電流値Iqを入力し、更に、電動モータ130の回転速度のデータを入力する。
3相2相変換部11は、電流センサ301UA、301VA、301WAの出力信号、つまり、第1巻線組2Aの各相に流れる実電流の検出値に基づき第1通電系統のd軸実電流値Id1及びq軸実電流値Iq1を演算する。
そして、3相2相変換部11は、第1通電系統のd軸実電流値Id1、q軸実電流値Iq1、及び、第2通電系統のd軸実電流値Id2、q軸実電流値Iq2のデータを、出力電圧演算部4と目標アシストトルク演算部6とにそれぞれ出力する。
第1出力デューティ演算部7Aは、d軸電圧指令値Vd1、q軸電圧指令値Vq1、及び、第1インバータ1Aの電源電圧に基づいて、第1インバータ1AのPWM(Pulse Width Modulation)制御におけるd軸デューティDutyd1及びq軸デューティDutyq1を演算して出力する。
第2出力デューティ演算部7Bは、d軸電圧指令値Vd2、q軸電圧指令値Vq2、及び、第2インバータ1Bの電源電圧に基づいて、第2インバータ1BのPWM制御におけるd軸デューティDutyd2及びq軸デューティDutyq2を演算して出力する。
また、第2出力デューティ演算部7Bから出力されるd軸デューティDutyd2、q軸デューティDutyq2、更に、電動モータ130のロータ角度の情報が、第2の2相3相変換部8Bに入力され、第2の2相3相変換部8Bは、これらに基づいて第2巻線組2Bの3相それぞれのデューティ指令値DutyU2、DutyV2、DutyW2を演算して出力する。
また、第2の2相3相変換部8Bから出力されるデューティ指令値DutyU2、DutyV2、DutyW2は第2デッドタイム補償部9Bに入力され、第2デッドタイム補償部9Bは、デッドタイム補償を施したデューティ指令値DutyU2、DutyV2、DutyW2を演算してインバータ1B(駆動回路303B)に出力する。
ここで、天絡とは、高電位側(電源電位)と駆動ラインとの間の短絡であり、地絡とは、低電位側(接地電位)と駆動ラインとの間の短絡である。そして、高電位側スイッチング素子のショート及び駆動ラインの天絡は、巻線の電位が電源電位となる通電異常であり、低電位側スイッチング素子のショート及び駆動ラインの地絡は、巻線の電位が接地電位となる通電異常である。
そして、マイクロコンピュータ302は、故障(通電異常)の発生を診断した通電系統のインバータを構成するスイッチング素子を所定のオン/オフ制御パターンに従ってオン又はオフに固定する制御(スイッチング素子のオン/オフを所定状態にする制御)を実施して、通電異常が発生した側のインバータのPWMスイッチングを停止する。
そして、目標アシストトルク演算部6は、故障診断の結果に応じて目標アシストトルクを演算し、演算した目標アシストトルクの信号を目標電流値演算部3に出力すると共に、目標アシストトルクに基づくPWMスイッチング操作の対象とする通電系統を故障診断の結果に応じて決定し、制御対象とする通電系統を指示する信号を目標電流値演算部3に出力する。
図5のフローチャートに示すルーチンは、電子制御ユニット150(マイクロコンピュータ302)が所定時間毎の割り込み処理によって実行する。
目標アシストトルクの総合値とは、第1通電系統(第1インバータ1A)による第1巻線組2Aの通電制御で発生させるモータトルクの目標値と、第2通電系統(第2インバータ1B)による第2巻線組2Bの通電制御で発生させるモータトルクの目標値との総和を示す。
電子制御ユニット150は、第1通電系統が正常であると判定すると、更にステップS503へ進み、第2通電系統(第2チャンネルch2)について故障の発生を診断していない状態、つまり、第2通電系統にスイッチング素子のショート、駆動ラインの地絡、駆動ラインの天絡がなく、第2通電系統が正常であると診断しているか否かを判定する。
つまり、第1通電系統(第1インバータ1A)による第1巻線組2Aの通電制御で総合値/2のアシストトルクを発生させ、第2通電系統(第2インバータ1B)による第2巻線組2Bの通電制御で総合値/2のアシストトルクを発生させるように、各通電系統における目標アシストトルクを設定する。
これにより、電子制御ユニット150は、第1インバータ1Aを第1目標アシストトルク(第1目標アシストトルク=総合値/2)に基づきPWMスイッチング操作し、更に、第2インバータ1Bを第2目標アシストトルク(第2目標アシストトルク=総合値/2)に基づきPWMスイッチング操作する。
ステップS506で、電子制御ユニット150は、第2通電系統が正常であるか否かを判定し、第1通電系統に故障(通電異常)が発生し第2通電系統が正常である場合には、ステップS507へ進む。
なお、以下に説明するフェイルモードは、いずれも、第1インバータ1Aと第2インバータ1Bとに共通的に用いられ、後述するように、第1通電系統が正常で第2通電系統に故障が発生したときには、第2インバータ1Bのスイッチング素子をオン/オフ制御するパターンとして用いられる。
また、図6に示すフェイルモードでは、電源リレー304A(電源リレー304B)はオン又はオフのいずれにも制御できる。つまり、図5の電源リレーの「Don’t care」の操作は、電源リレー304A(電源リレー304B)はオン又はオフのいずれにも制御できることを示す。
従って、電子制御ユニット150は、図6に示すフェイルモードにおいて、故障態様とは無関係に電源リレー304A(電源リレー304B)を一律にオン又はオフに制御することができる。
この図7のフェイルモードは、通電異常が発生した通電系統のインバータを構成する高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子との一方をオンに制御し、他方をオフに制御するパターンであって、オン制御するスイッチング素子を故障態様に応じて高電位側と低電位側とに切り替える。
また、図7に示したフェイルモードでは、インバータの低電位側スイッチング素子のいずれかにショート故障が発生している場合、相駆動ラインのいずれかに天絡故障が発生している場合、相駆動ラインのいずれかに地絡故障が発生している場合のいずれかであれば、高電位側スイッチング素子の全てをオンに制御する一方で、低電位側スイッチング素子の全てをオフに制御するパターンが選択される。
従って、第1通電系統に故障が発生したときに故障状態に関わらずに電源リレー304Aをオフすることができる他、高電位側スイッチング素子のショート故障、インバータの低電位側スイッチング素子のショート故障、相駆動ラインの地絡故障のいずれかの故障が発生している場合に電源リレー304Aをオフし、相駆動ラインの天絡故障が発生している場合に電源リレー304Aをオンに保持させることもできる。
この場合、半導体スイッチVH、WHはオフ状態であるため、半導体スイッチVH、WHにおける電流の流れ方向は寄生ダイオードの向きに限定されることになる。また、低電位側スイッチング素子UL,VL,WLはオフであり、また、低電位側スイッチング素子UL,VL,WLの寄生ダイオードは接地点に向けた電流の流れを遮断するため、低電位側スイッチング素子UL,VL,WLを介して接地点側に電流が流れることはない。
これに対し、図7に示すフェイルモードを採用すると、インバータの高電位側スイッチング素子のいずれかにショート故障が発生している場合、高電位側スイッチング素子の全てをオフに制御する一方で低電位側スイッチング素子の全てをオンに制御するから、オンした低電位側スイッチング素子を介して双方向の電流が流れるようになり、ブレーキ電流は連続的に発生するようになる。
また、低電位側スイッチング素子のいずれかにショート故障が発生している場合、図6に示したフェイルモードに従って高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子を全てオフに制御すると、低電位側スイッチング素子のうちのショート故障が発生していない素子の寄生ダイオードを介してブレーキ電流が流れ、ショート故障が発生している低電位側スイッチング素子にこれらの電流が流れ込むことになって、各相U,V,Wには一方の方向にのみブレーキ電流が流れることになり、ブレーキ電流は半波波形となる。
更に、インバータへの電源供給が電源リレーのオフ制御で遮断されるから、ショート故障している低電位側スイッチング素子及びオン制御される高電位側スイッチング素子を介して電源ラインが接地点に短絡されることがない。
各相の駆動ラインのいずれかが天絡している場合、電源リレーをオフ制御しても、相の駆動ラインに電源供給がなされることになるので、電源リレーはオン状態を保持させることができる他、第1通電系統の故障に基づき一律にオフに制御することもできる。
そして、ブレーキ電流が連続的に発生すれば、ブレーキトルクを相殺するように正常な通電系統のインバータ出力を補正する補償制御を行うときに、各相を流れるブレーキ電流の検出精度がブレーキ電流が半波波形となる場合に比べて高まり、補償制御の精度が向上する。
また、相の駆動ラインのいずれかに地絡故障が発生している場合、電源リレーをオフ制御することで電源電力が地絡箇所を介して接地点に流れ込むことを阻止できるので、図9のフェイルモードに従い、高電位側スイッチング素子をオン制御とすると共に低電位側スイッチング素子をオン制御させることができる。
そして、図9に示すフェイルモードを採用した場合も、図7のフェイルモードに従ってスイッチング素子をオン/オフ制御する場合と同様に、ブレーキ電流が連続的に発生することになり、同様な作用効果を得ることができる。
そして、ショート故障が発生していない側のスイッチング素子をオフに制御すれば、オフ制御したスイッチング素子によって電源電流が接地点に向けて流れることを阻止できるので、電源リレーはオン/オフのいずれの状態であっても、同様の作用、効果が得られることになる。
つまり、図10に示すフェイルモードは、各インバータへの電源供給を個別に遮断する電源リレーを備えないモータ駆動回路にも適用することができる。
つまり、図10の制御パターンでは、図7や図9の制御パターンを採用する場合と同様に、ブレーキ電流を連続的に発生させることができ、また、ブレーキ電流が故障状態に影響を受け難くなるという作用効果を奏すると共に、故障状態に関わらずに、電源リレーを故障対応として制御する必要性がなくなるという効果がある。
また、図9及び図10に示す制御パターンでは、ショート故障が発生したスイッチング素子を含む高電位側又は低電位側のスイッチング素子を全てオンに制御するが、ショート故障が発生しているスイッチング素子以外のスイッチング素子をオン制御し、ショート故障が発生しているスイッチング素子をオフ制御することができる。
ステップS508で、電子制御ユニット150は、通電異常が発生している第1通電系統の相電流を検出する電流センサ301UA、301VA、301WAの出力に基づく電流検出における基準電圧(電流0Aでの電圧)を、第1インバータ1AのPWMスイッチングを実施している場合とは異なるPWMスイッチングの停止状態に適合する値に切り替える。
ここで、インバータのPWMスイッチングを実施している場合とインバータのPWMスイッチングを停止している場合とで、基準電圧の適正値が変化する場合があり、通電異常に伴いインバータのPWMスイッチングを停止している状態で、PWMスイッチングを実施している場合に適合させた基準電圧を用いると、電流検出に誤差を生じる場合がある。
電子制御ユニット150は、ステップS508で電流検出に用いる基準電圧の切り替え設定を行うと、次にステップS509へ進み、第1通電系統で発生するブレーキトルクを算出する。
つまり、ステップS501で算出した目標アシストトルク総合値を第2通電系統による通電制御で発生させるようにしても、第1通電系統で発生するブレーキトルク分だけ実際に発生するモータトルクが目減りすることになる。
次いで電子制御ユニット150は、ステップS511へ進み、ステップS510で設定した目標アシストトルクに基づきPWM制御する対象として、第2通電系統(第2インバータ1B)を設定する。
一方、電子制御ユニット150は、ステップS503で第2通電系統における故障発生を判定すると、ステップS512へ進み、ステップS507と同様に、第2通電系統の第2インバータ1Bの各スイッチング素子を、図6、図7、図9、図10に例示したフェイルモードに従ってオン/オフ制御する。
次いで、電子制御ユニット150は、ステップS514に進み、ステップS509と同様に、電流センサ301UB、301VB、301WBの出力から第2通電系統の各相に流れる電流を算出し、更に、相毎の電流検出値に基づき第2通電系統のd軸実電流値Id2及びq軸実電流値Iq2を演算し、このd軸実電流値Id2及びq軸実電流値Iq2から第2通電系統で発生するブレーキトルクを算出する。つまり、電子制御ユニット150は、ブレーキ電流を電流センサ(電流検出器)301の出力に基づき検出し、検出したブレーキ電流に基づいてブレーキトルクを算出する。
これにより、第1通電系統が正常で、第2通電系統に通電異常が発生している場合、電子制御ユニット150は、第2通電系統の第2インバータ1Bに対するPWM出力を停止させ、目標アシストトルク(目標アシストトルク=総合値+ブレーキトルク)に応じたd軸電流指令値Id *及びq軸電流指令値Iq *が第1巻線組2Aの各巻線に流れるように、第1インバータ1Aの各スイッチング素子のPWM制御におけるデューティ比を制御する。
この図11に示すように、第1通電系統及び第2通電系統が共に正常であるときには、目標アシストトルク総合値の半分を第1通電系統に割り振り、同じく目標アシストトルク総合値の半分を第2通電系統に割り振り、第1通電系統の通電制御で発生するモータトルクと第2通電系統の通電制御で発生するモータトルクとの総和が、目標アシストトルク総合値になるようにする。
図12は、電動モータ130により意図的にブレーキ力を発生させる場合における、目標アシストトルク総合値と、第1通電系統と第2通電系統とに割り振る各目標アシストトルクとの相関を例示する模式図である。
図13に示す例では、第1通電系統と第2通電系統との一方が故障しているときの目標アシストトルク総合値を、第1通電系統及び第2通電系統が共に正常であるときの目標アシストトルク総合値の半分(50%)に設定する。そして、例えば第1通電系統が故障している場合には、第2通電系統の目標アシストトルクを、正常状態での総合値の半分の値と、第1通電系統で発生するブレーキトルクの絶対値との合計とする。
また、目標ブレーキトルクの総合値を、第1通電系統及び第2通電系統が共に正常であるときと、第1通電系統と第2通電系統との一方が故障しているときとで異ならせることができる。
図14は、電流センサの故障診断機能を含むマイクロコンピュータ302の機能ブロック図である。
ここで、第1電流検出回路診断部22A及び第2電流検出回路診断部22Bは、第1通電系統における電流センサ301の故障の有無と、第2通電系統における電流センサ301の故障の有無とをそれぞれに診断し、診断結果を示す信号を目標アシストトルク演算部20に出力する。第1電流検出回路診断部22A及び第2電流検出回路診断部22Bは、例えば、故障診断モードに従ってインバータのスイッチング素子をオン/オフしたときの各電流センサ301の出力に基づいて電流センサ301の故障の有無を診断する。
図15、図16のフローチャートにおいて、電子制御ユニット150は、ステップS601で、操舵トルクセンサ120で検出された操舵トルクや車速の情報などから目標アシストトルクの総合値を演算する。
第1通電系統が正常である場合、電子制御ユニット150は、ステップS603へ進み、第2通電系統(第2チャンネルch2)が通電異常のない正常状態であるか否かを判定する。
ここで、電流センサ301UA、301VA、301WAが全て正常であって第1通電系統における電流検出が正常に行える状態である場合、電子制御ユニット150は、ステップS605へ進み、第1通電系統における目標アシストトルクを、目標アシストトルク総合値の半分の値に設定し、目標アシストトルク総合値の半分に相当するモータトルクを、第1通電系統の通電制御で発生させるように設定する。
上記のようにして第1通電系統における目標アシストトルクを設定すると、電子制御ユニット150は、ステップS607へ進み、第2通電系統において電流検出を行う電流センサ301UB、301VB、301WBが全て正常であるか否かを判定する。
電流センサ301に故障が発生し、実相電流を検出できない状態では、d軸電流指令値Id *、q軸電流指令値Iq *とd軸実電流値Id、q軸実電流値Iqとの比較に基づくフィードバック制御が不能になり、モータトルクの制御精度が低下する。
なお、電流検出に異常が発生した側の通電系統の目標アシストトルクは、目標アシストトルク総合値の1/4に限定されるものではなく、目標アシストトルク総合値の1/2(電流検出が正常に行える状態での目標アシストトルク)よりも低い範囲で任意に設定することができる。
ここで、第2通電系統に通電異常が発生していない場合、つまり、第1通電系統に通電異常が発生しているものの第2通電系統が正常である場合、電子制御ユニット150は、ステップS611へ進み、前述のステップS507と同様に、通電異常が発生している第1通電系統の第1インバータ1Aを構成するスイッチング素子を所定のフェイルモード(図6、図7、図9、図10に例示したオン/オフ制御パターン)に従って制御し、第1インバータ1AのPWMスイッチング操作を停止する。
電流センサ301UA、301VA、301WAの全てが正常である場合、電子制御ユニット150は、ステップS614へ進み、ステップS509と同様に、第1通電系統で発生するブレーキトルクを電流センサ301UA、301VA、301WAによって検出される電流(ブレーキ電流)に基づいて算出する。
なお、電子制御ユニット150は、ステップS615においてモータ回転速度からブレーキトルクを求める構成とすることができる。
電流センサ301UB、301VB、301WBが全て正常であれば、第2通電系統のPWM制御において実電流値と指令電流値(目標電流値)との比較に基づくフィードバック制御を行え、モータトルクを高精度に制御できる。
一方、電流センサ301UB、301VB、301WBのいずれかに故障が発生している場合、第2通電系統によるモータトルクの制御精度が低下するので、電子制御ユニット150は、ステップS616からステップS618へ進み、第2通電系統の目標アシストトルクを、目標アシストトルク総合値の1/4に第1通電系統のブレーキトルクの絶対値を加算した値に設定する。
従って、第1通電系統の電流センサに故障が発生している状態で、第2通電系統の目標アシストトルクの補正に用いるブレーキトルクを零とする構成に限定されず、実際のブレーキトルクよりも低くなると見込まれる値で第2通電系統の目標アシストトルクを補正することができる。
電子制御ユニット150は、ステップS619において、前述のステップS512と同様に、通電異常が発生している第2通電系統の第2インバータ1Bを構成するスイッチング素子を所定のフェイルモード(図6、図7、図9、図10に例示したオン/オフ制御パターン)に従って制御し、第2インバータ1BのPWMスイッチング操作を停止する。
電流センサ301UB、301VB、301WBの全てが正常である場合、電子制御ユニット150は、ステップS622へ進み、ステップS514と同様に、第2通電系統で発生するブレーキトルクを電流センサ301UB、301VB、301WBによって検出される電流(ブレーキ電流)に基づいて算出する。
なお、電子制御ユニット150は、ステップS623においてモータ回転速度からブレーキトルクを求める構成とすることができる。
電流センサ301UA、301VA、301WAが全て正常であれば、第1通電系統のPWM制御において実電流値と指令電流値(目標電流値)との比較に基づくフィードバック制御を行え、モータトルクを高精度に制御できる。
一方、電流センサ301UA、301VA、301WAのいずれかに故障が発生している場合、第1通電系統によるモータトルクの制御精度が低下するので、電子制御ユニット150は、ステップS624からステップS626へ進み、第1通電系統の目標アシストトルクを、目標アシストトルク総合値の1/4に第2通電系統のブレーキトルクの絶対値を加算した値に設定する。
また、第1通電系統及び第2通電系統に通電異常が発生している場合、電子制御ユニット150は、ステップS610からステップS627へ進み、第1通電系統の第1インバータ1Aを構成するスイッチング素子の全て、及び、第2通電系統の第2インバータ1Bを構成するスイッチング素子の全てをオフに制御し、また、電源リレー304A、304Bを共にオフに制御して、第1通電系統及び第2通電系統のPWMスイッチング操作を停止させる。
図17では、通電異常を、第1通電系統及び第2通電系統が正常である場合、第1通電系統が異常で第2通電系統が正常である場合、第1通電系統が正常で第2通電系統が異常である場合、第1通電系統及び第2通電系統が異常である場合の4パターンに分けて記載してある。
そして、図17では、通電異常の4パターンと電流検出異常の4パターンとの組み合わせ毎に、目標アシストトルクの設定を例示する。なお、図17において、通電異常のパターンと電流検出異常のパターンとの組み合わせにおける左右の区分は、左欄が第1通電系統の制御状態、右欄が第2通電系統の制御状態を示すものとする。
また、第1通電系統が異常で第2通電系統が正常である場合は、第1通電系統のスイッチング素子については、全てオフ制御などのフェイルモードで制御してPWMスイッチング操作を停止させる。これにより、第1通電系統ではブレーキトルクが発生することになる。
逆に、第1通電系統が正常で第2通電系統が異常である場合は、第2通電系統のスイッチング素子については、全てオフ制御などのフェイルモードで制御してPWMスイッチング操作を停止させる。これにより、第2通電系統ではブレーキトルクが発生することになる。
更に、第1通電系統及び第2通電系統が共に通電異常状態である場合は、電流検出の異常の有無に関わらずに、第1通電系統のスイッチング素子及び第2通電系統のスイッチング素子を全てオフに制御し、モータ駆動を停止させる。
上記の駆動制御装置は、3相巻線U,V,Wがスター結線される電動モータ130の他、3相巻線U,V,Wがデルタ結線(三角結線)される電動モータにも適用できる。
図18に示す例では、インバータ1A、1Bの出力点とデルタ結線される3相巻線U,V,Wの接続点との間に電流センサ301U、301V、301Wが配置される。また、図19に示す例では、3相巻線U,V,Wの接続点とデルタ結線される各巻線U,V,Wとの間に電流センサ301U、301V、301Wが配置される。
また、3相巻線U、V、Wからなる巻線組を3個以上備え、それぞれの巻線組を駆動するインバータを3個以上備える装置においても、上記の駆動制御装置を適用することができる。
また、複数の通電系統のいずれかに通電異常(故障)が発生したときに、電動モータを使用する電動パワーステアリング装置などの異常を、ランプ、ブサーなどの警告装置を作動させて車両の運転者に知らせることができる。
また、電流センサに異常が発生したときに、当該電流センサを備えるインバータのPWMスイッチングを停止させることができる。
Claims (6)
- インバータと複数の相に対応する巻線とで構成される通電系統を複数備えた電動モータの駆動制御装置において、
前記複数の通電系統のいずれかに通電異常が発生したときに、前記通電異常が発生した通電系統のインバータを所定状態に制御し、
前記所定状態に制御しているときに、前記通電異常が発生した通電系統のインバータの出力点と前記巻線との間又は前記巻線と前記巻線の接続点との間で電流を検出し、
検出した電流に基づいて前記通電異常が発生した通電系統で発生するトルクを検出する、電動モータの駆動制御装置。 - 複数のインバータから駆動電流を供給して電動モータを駆動する駆動制御装置において、
前記複数のインバータのいずれかに異常が発生したときに、前記異常が発生したインバータを所定状態に制御し、
前記所定状態に制御しているときに、前記異常が発生したインバータの出力点と前記巻線との間又は前記巻線と前記巻線の接続点との間の電流に基づいてトルクを検出し、
検出したトルクに基づいて正常であるインバータを制御する、電動モータの駆動制御装置。 - 前記所定状態は、前記インバータを構成する高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子との少なくとも一方がオンである、請求項1又は2記載の電動モータの駆動制御装置。
- 前記電流を検出する電流センサを複数のインバータ毎に備え、
少なくとも異常が発生したインバータ側の電流センサについて異常の有無を診断する、請求項1から3のいずれか1つに記載の電動モータの駆動制御装置。 - 前記電流を検出する電流センサを複数のインバータ毎に備え、
前記複数のインバータのいずれかに異常が発生したときに、正常であるインバータを、当該インバータに備えられた電流センサの異常の有無、及び、前記検出トルクに基づいて制御する、請求項2又は3記載の電動モータの駆動制御装置。 - 電流検出における基準電圧を、通電異常の発生状態と正常状態とで変更する、請求項1から5のいずれか1つに記載の電動モータの駆動制御装置。
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