JP5603360B2 - モータ制御装置およびそれを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
この方式においては、電圧指令の所定の対応範囲の閾値を、電流の閾値である所定電流値とモータ回転速度の判定対象範囲の閾値とに対応させることにより、N−T特性(回転速度−トルク特性)と称されるモータの出力限界を示す特性に基づいた判定を実現している。すなわち、モータの出力限界を超えたか否かに基づき、断線の有無を判定している。
さらに、この結果、故障した相とその故障内容とに対応した異常時の処置に移行できないという課題もあった。
前記複数系統の巻線組の各相に対する印加電圧を制御する複数のスイッチング素子を有し、前記電源から前記複数系統の巻線組の各相に供給する電流を制御する複数系統のインバータと、前記複数系統の巻線組の各相に供給する電流に対応した複数組の電流指令に応じて、前記複数系統のインバータの各々に前記印加電圧に対応した複数組の電圧指令を生成し、前記複数系統の巻線組の各相に流す電流を制御する電流制御手段と、前記複数系統の巻線組の各相または前記複数系統のインバータのいずれかの配線の断線、または、前記複数のスイッチング素子のいずれかのオープン故障を検知する故障検知手段と、を備え、前記故障検知手段は、前記複数系統のインバータおよび前記複数系統の巻線組の各々で構成される複数の系統のうち、いずれの系統に異常の疑義が生じているかを判定する異常疑義判定処理を行い、異常の疑義がある状態と判定され、かつ、対象とする相の相電流が所定電流以下である状態が所定時間以上検出された場合に、前記対象とする相に開放状態の故障が発生したと判定し、前記複数系統は2系統であり、該異常疑義判定処理は、一方の系統および他方の系統における制御誤差またはdq軸の電圧指令に基づいて、それらの系統間の相違によって異常の疑義を判定するものである。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態1について説明する。
図1は、この発明の実施の形態1に係るモータ制御装置1を周辺構成とともに示すブロック図である。
モータ2は、たとえば、永久磁石型同期モータや誘導モータのような3相の交流モータからなり、ここでは、U、V、W相の3相を備えているものとする。
マイコンは、周知の中央処理装置(CPU)、リードオンリーメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、インターフェース(IF)などからなり、ROMに収納されたプログラムを順次抽出してCPUで所望の演算を行うとともに、演算結果をRAMに一時保存するなどにより、ソフトウエアを実行して所定の制御動作を行う。
また、電流制御手段23内で算出された制御誤差すなわちdq軸電流偏差Ed、Eq(図2とともに後述する)は、故障検知手段25に入力される。
モータ制御装置1は、モータ回転角度センサ3からのモータ回転角度θを取り込み、モータ回転速度演算器21によりモータ回転速度ωを算出する。
また、インバータ22内の電流検出器CT1、CT2、CT3により、モータ2の各相U、V、Wに流れる電流Iu、Iv、Iwを検出し、電源電圧検出器26により、電源4の電源電圧Vbを検出する。
また、電流制御手段23からインバータ駆動回路24に対し、3相電圧指令V*を直接入力しているが、3相電圧指令V*を電源電圧Vbの検出値で除算した値をデューティとし、このデューティ値を指令としてインバータ駆動回路24に入力してもよい。
図2は電流制御手段23の具体的構成を示すブロック図であり、正常時での入出力信号を示している。電流制御手段23は、たとえば、一般に用いられるdq制御と称される手法により実現され得る。
減算器32、33は、dq軸電流指令Id*、Iq*から、dq軸電流Id、Iqをそれぞれ減算し、dq軸電流偏差Ed、Eqを算出して、dq軸制御器34、35にそれぞれ供給する。
たとえば、dq軸制御器34、35は、それぞれ、dq軸電流偏差Ed、Eqに比例ゲインを乗算する比例項と、dq軸電流偏差Ed、Eqの積分値に積分ゲインを乗算する積分項とを含み、各乗算値をそれぞれ加算してdq軸電圧指令Vd*、Vq*を生成する。
以下、インバータ駆動回路24およびインバータ22は、U、V、W相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*に応じて、モータ2への供給電力を制御する。
以上の動作により、dq軸電流指令Id*、Iq*に応じて、モータ2の相電流をdq軸上の電流に換算したdq軸電流Id、Iqを制御し、また、dq軸電流Id、Iqによってモータ2への相電流を制御し、その結果、モータ2が出力するモータトルクTmを制御することができる。
故障検知手段25は、複数相(3相)のうちのどの相に、開放状態の故障が発生したかを検知するものである。
故障検知手段25に対しては、電源電圧Vbと、モータ回転速度ωと、各相電流Iu、Iv、Iwと、電流制御手段23内で算出されたdq軸電流偏差Ed、Eqと、電流制御手段23からの3相電圧指令V*(U、V、W相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*)と、が入力される。
なお、故障とは、各相が開放状態になる故障を指しており、U相の場合で説明すると、U相におけるモータ線の断線、または、U相におけるインバータ22からモータ2までの経路中のいずれかの部品が開放状態になる故障(インバータ22内のスイッチング素子UP、UNが開放状態になる故障など)である。
これにより、電流制御手段23は、故障に応じた処置へ移行することが可能となる。なお、故障に応じた処置とは、インバータ駆動回路24に対する制御の停止、または、故障に応じた異常時制御などが挙げられるが、任意の公知処理なので、ここでは詳述を省略する。
まず、図3を参照しながら、「電源電圧Vbが所定電圧Vthr以上であって、かつ、モータ回転速度ωが定格速度ω1以下であること」の判定条件について説明する。
図3は一般的なモータ2の出力限界を示すN−T特性図である。
図4は一般的な3相の波形図であり、対象とするx相電圧指令Vx*がゼロ付近でない(他の相に比べて大きい)領域A1、A2(1点鎖線枠、点線枠参照)を示している。
したがって、図4に示すように、各相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*の値は、モータ回転角度θに応じて、周期的に大小を繰り返しながら、相対的に大小関係を入れ替えるように変化する。
たとえば、U相(太実線)に注目した場合、0degおよび180degの付近でゼロを通過する。したがって、対象とするx相電圧指令Vx*がゼロ付近にない場合(x相に電流を流す指令を出力している場合)に限定して、相電流が小さいか否かを判定する必要がある。
領域A1:(Vu*>Vv*、かつ、Vu*>Vw*)、または、
(Vu*<Vv*、かつ、Vu*<Vw*)
領域A2:|Vu*|>|Vv*|、かつ、|Vu*|>|Vw*|
図5は一般的な外乱電圧がdq軸電流偏差Ed、Eqに応答するまでの振幅増幅率を示すゲイン特性図である。
この場合、100[Hz]付近の外乱電圧が最大応答(レベルG1)となってdq軸電流偏差Ed、Eqに影響することが分かる。
図5において、横軸は周波数[Hz]、縦軸はゲイン(振幅増幅率)である。
電流を状態量とする系に対しては、モータ回転速度ωに比例する誘起電圧が外乱電圧として作用し、図5のゲイン特性に基づいてdq軸電流偏差Ed、Eqへと応答する。このとき、図5内のレベルG1で示した応答ゲインが最大の応答となる。
また、考慮すべき外乱電圧の最大値は、モータ回転速度ωの判定条件の閾値である所定速度ωthrに誘起電圧定数Keを乗算した値(=Ke×ωthr)となる。
なお、dq軸電流偏差Ed、Eqの発生要因としては、他に、電流指令I*の値の変化に対する追従性も挙げられるが、これは、外乱電圧の応答に比べると十分に小さいので、無視することができる。
なお、最大の電流偏差G1×Ke×ωthrよりもいくらか大きな値に設定することにより、誤検知に対する余裕も得られる。
なお、電流の応答ゲインの最大値を見積る際に、回路定数などのパラメータ変動(ばらつき)の幅を考慮することにより、さらに精度を向上させることが可能である。
なお、所定電流Ix_thrは、相電流(検出値)のノイズや分解能などを考慮して設定すればよい。
図6においては、代表的にU相に注目して、U相のモータ線の断線、または、U相におけるインバータ22からモータ2までの経路中のいずれかの部品(スイッチング素子UP、UNなど)が開放状態になる故障を検知する手段を示している。
なお、図示しないが、故障検知手段25は、V相、W相に関しても図6と同様の手段を備えており、それぞれ、V相、W相が開放状態になる故障を検知する。
具体的には、ステップS2において、計測期間内の時間を計数するための時間信号tmと、判定条件の成立時間の積算値を示す時間信号tcとを、それぞれゼロに初期化する。
ステップS3において、Vb<Vthr(すなわち、No)と判定されれば、後述するステップS12に進む。
ステップS5は、U相電圧指令Vu*の値が図4内の領域A1(または領域A2)に入っているか否かの判定に相当する。
具体的には、ステップS9において、判定条件の成立時間の積算値である時間信号tcを、現在値に演算周期τを加算する(tc=tc+τとする)ことにより、カウントアップを行う。
ステップS11において、確定フラグがON状態に設定されることにより、U相に開放状態の故障が発生したことを検知したことになる。
具体的には、ステップS12において、計測期間内の時間を計数する時間信号tmを、現在値に演算周期τを加算する(tm=tm+τとする)ことにより、カウントアップを行う。
以下、再び図6内のスタートからの処理(ステップS1〜S14)を繰り返し実行する。
図7はスイッチング素子UPが開放状態となった場合の各状態量の時間応答波形を示すタイミングチャートであり、図6と同様に、代表的にU相の故障を検知する場合の動作波形を示している。
また、判定条件(4段目波形)において、実線はU相電圧指令Vu*の判定条件、1点鎖線はU相電流Iuの判定条件、太実線は制御誤差の判定条件、の各正否(H、L)波形を示している。
また、ここでは図示していないが、電源電圧Vbおよびモータ回転速度ωによる判定条件は常に成立している。
モータ回転角度θ=350[deg]付近は、U相電流Iuが流れない水平波形期間の中心付近に対応しており、U相電流Iuが流れない期間は、モータ回転角度θに対してほぼ周期的に同期していることが分かる。したがって、U相電圧指令Vu*の判定条件などは、モータ回転角度θを用いて代用することも可能である。
まず、電源電圧Vbおよびモータ回転速度ωによる判定条件を適用することによって、モータ2の通常の出力範囲のみを考慮した故障検知とすることが可能となり、モータ2の出力限界に基づく異常判定を不要にすることができる。
したがって、これらすべての条件が成立したときに、x相に開放状態の故障が発生したことを検知することができる。また、すべての相について、上記と同様の判定処理を行うことにより、どの相に開放状態の故障が発生したかを検知することができる。
このように設計されたモータ制御の追従性において、外乱などにより発生する制御誤差(dq軸電流偏差Ed、Eqなど)の最大値は、モータ回転速度ωなどの判定条件の閾値や、パラメータ変動(ばらつき)の幅から見積もられる。
よって、出力限界を超えたか否かという判定を用いずに、制御誤差が通常か否かに基づいて異常判定を行うことにより、故障の検知を早くすることができる。
よって、電流指令が所定値以上であり、かつ、相電圧が相対的に大きい状態であるにも関わらず、相電流が流れない状態が検出されれば、その相に開放状態の故障が発生しているものと判定することができるので、dq軸電流偏差Ed、Eqに代えて、dq軸電流指令Id*、Iq*の2乗平方根を制御誤差としても、前述と同様の作用効果を奏する。
また、3相電圧指令V*がゼロ付近でない(他の相よりも大きい)という判定条件と、3相電流Iu、Iv、Iwが小さいという判定条件とによって、どの相に開放状態の故障の疑義が生じたかを判定することができる。
したがって、断線などの開放状態の故障が発生してから故障状態を特定するまでの期間を短くすることができ、迅速に故障を検知することができる。
なお、上記実施の形態1(図1〜図7)では、電流制御手段23から故障検知手段25に入力される制御誤差としてdq軸電流偏差Ed、Eqを用いたが、図8に示すように、dq軸電圧偏差Evd、Evqを用いてもよい。
図8はこの発明の実施の形態2による故障検知動作を示すタイミングチャートであり、前述(図7参照)と同様に、U相の上側のスイッチング素子UP(図2)が開放状態となる故障が発生した場合における各状態量の時間応答波形を示している。
また、この発明の実施の形態2に係るモータ制御装置の全体構成は図1に示した通りであり、故障検知処理も基本的に図6に示した通りである。ただし、この場合、制御誤差の判定条件において、dq軸電圧偏差Evd、Evqが用いられる。
また、制御誤差の判定条件の閾値である所定誤差Ethrの具体的な決定方法についても、後述する。
(1)まず、第1の算出方法においては、インバータ22からモータ2までの経路中に、3相電圧を個別に検出するための3個の電圧センサ(図示せず)を設け、各電圧センサの検出値を、モータ回転角度θに基づき2相変換してdq軸上の電圧値に変換し、これらの変換電圧値をdq軸電圧値Vd、Vqとする。
すなわち、3相電圧指令V*をPWM変調する際に必要な極短時間スイッチングを停止するデッドバンド(不感帯)や、2相変換に用いられる電源電圧Vbの検出誤差や、インバータ22内のスイッチング素子のスイッチング時の損失や、モータ2のコイル以外の配線や部品の抵抗による電圧降下など、通常時の電圧偏差の最大値を見積もり、見積もられた値よりも大きな値で所定誤差Ethrを設定すればよい。
また、部品のばらつきを考慮することにより、誤差の見積り精度を向上させることができる。
この場合、上記電圧センサを用いずに、以下の式(1)のように、dq軸上の電圧方程式に基づく推定演算により、dq軸電圧値Vd、Vqを求める。
したがって、この場合、モータ制御装置1は、dq軸電流Id、Iqおよびモータ回転速度ωの検出値に基づき、式(1)の右辺に示す演算処理を行うことにより、dq軸電圧値Vd、Vqを算出することができる。
まず、通常時におけるdq軸電圧値Vd、Vqの演算誤差の最大値を、回路定数R、L、Ψaのばらつきの最大値と、dq軸電流Id、Iqと、モータ回転速度ωの検出誤差とに基づき、dq軸電圧値Vd、Vqの演算誤差が最大となる組み合わせにより決定する。
第3の算出方法は、前述の式(1)の右辺から、微分項以外のd軸電流Idの項を削除した方法であり、以下の式(2)の右辺を演算することにより、dq軸電圧値Vd、Vqを求める。
なぜなら、モータ回転速度ωが所定速度ωthr以下の領域において、d軸電流Idは、通常、ほぼゼロに制御されており、d軸電流Idの項を削除(無視)した際の算出値への影響は十分に小さいからである。
第4の算出方法は、第3の算出方法における式(2)から、モータ回転速度ωの項を削除した方法であり、以下の式(3)の右辺を演算することにより、dq軸電圧値Vd、Vqを求める。
第5の算出方法は、第3の算出方法における式(2)から、右端の微分項を削除した方法であり、以下の式(4)の右辺を演算することにより、dq軸電圧値Vd、Vqを求める。
第6の算出方法は、第5の算出方法における式(4)から、モータ回転速度ωの項を削除した方法であり、以下の式(5)の下段(q軸電圧値Vq)側の右辺を演算することにより、dq軸電圧値Vd、Vqを求める。
なお、通常時における最大の制御誤差の判定閾値である所定誤差Ethrの設定時においては、モータ回転速度ωを所定速度ωthrとした場合に、式(4)で削除したモータ回転速度ω項の値を、第5の算出方法で説明した値に加算する形で反映させればよい。
まず、通常時における最大のdq軸電圧値Vd、Vqを、回路定数R、L、Ψaのばらつきの最大値と、dq軸電流Id、Iqの最大値と、モータ回転速度ωの最大値である所定速度ωthrとに基づいて、dq軸電圧値Vd、Vqの大きさが最大となる組み合わせにより決定する。
また、式(1)の右辺の最後の微分項については、前述の実施の形態1と同様に、所定速度ωthrによって決定する最大の振幅により決定すればよい。
また、その加算値よりもいくらか大きな値に設定することにより、誤った検知に対する余裕も得られる。
また、第3〜第6の算出方法のように、式(2)〜式(5)において右辺の項を減らすことにより、演算量を削減することができる。
図8においては、前述(図7)と同様に、図1内のU相の上側のスイッチング素子UPが開放状態となる故障が発生した場合における状態量の時間応答を示しており、図中の左端が故障発生時刻t0である。
なお、dq軸電圧値Vd、Vqについては、式(3)(第4の算出方法)を用いたが、他の算出方法を適用しても、同等以上の検知が可能なことは言うまでもない。
また、U相電流Iuの水平波形期間とほぼ同じ期間において、U相電圧指令Vu*(1段目波形)が他の相よりも相対的に大きくなり、制御誤差すなわちdq軸電圧偏差Evd、Evq(3段目波形)が増大していることが分かる。
なお、図示しないが、電源電圧Vbおよびモータ回転速度ωによる判定条件は常に成立している。
故障検知時刻t3は、時間信号tcが所定時間tc_thr(故障検知を確定させるための閾値)を超えた時刻であり、故障検知時刻t3において、U相の開放状態の故障が確定する。
まず、電源電圧Vbおよびモータ回転速度ωによる判定条件を適用することによって、モータ2の通常の出力範囲のみを考慮した故障検知とし、モータ2の出力限界に基づいた異常判定を不要にすることができる。
したがって、これらすべての条件が成立したときに、x相に開放状態の故障が発生した検知できる。また、すべての相について同様の判定処理を行うことにより、どの相に開放状態の故障が発生したかを検知することができる。
このように設計された追従性において、3相電圧指令V*と実際の印加電圧との誤差や、3相電圧指令V*と推定電圧との推定誤差を、外乱などにより発生する相電流などの最大値を、判定条件の閾値やパラメータ変動(ばらつき)の幅から見積もって、制御誤差における異常な範囲の閾値を決定する。
また、相電圧が他の相よりも大きいか否かを判定することにより、相電圧指令のゼロ付近における誤った検知を防止することができるので、検知精度の向上および検知の迅速化を両立することができる。
すなわち、故障の検知が早いという効果が得られるので、故障に応じた処置に早く移行することができる。
また、印加電圧の推定値は、電流およびモータ回転速度ωの少なくとも一方に応じた値である。
これにより、電圧センサを用いなくても、他の状態量から推定した印加電圧値に応じて判定条件を設定することができる。
たとえば、3相電圧指令V*の符号(正負)が前回と等しいか否かを判定条件とすることにより、3相電圧指令V*がゼロ付近の状態(ゼロを跨ぐ前後の状態)を除外することができる。
なお、上記実施の形態1、2では、モータ2の巻線やインバータ22が1組のみの場合を示したが、図9のように、モータ2が複数相からなる巻線を複数組備えた構成であってもよい。
巻線組15は、第1系統側のU1、V1、W1相の3相の巻線からなり、巻線組16は、第2系統側のU2、V2、W2相の3相の巻線からなり、各巻線組15、16は、それぞれスター型結線で各相を結合している。
また、モータ回転角度センサ3は、2系統のモータ2の各回転角度θを検出して、モータ制御装置1内のモータ回転速度演算器21および電流制御手段23に入力する。
なお、ここでは、代表的に、モータ2が、ロータに永久磁石を配置した永久磁石同期モータであって、巻線組15、16がそれぞれ3相の場合を例にとって説明するが、図9の構成に限定されることはなく、3相以上の多相交流で回転駆動するモータ2に対しても、この発明が適用可能なことは言うまでもない。
モータ制御装置1は、モータ2の各巻線に印加する電圧を制御して、電源4からの電力をモータ2に供給し、各巻線に流す電流を制御することにより、電流にほぼ比例したモータ2の出力トルクを制御する。
また、電流検出器CT11、CT21、CT31、CT12、CT22、CT32は、モータ2の各相に流れる相電流を検出し、相電流検出値I1dtc、I2dtcを取得する。
同様に、巻線組16側(第2系統側)の相電流検出値I2dtcは、U2、V2、W2相ごとの相電流検出値Iu2dtc、Iv2dtc、Iw2dtcからなる。
なお、ここでは、3相の検出値を総称して、単に相電流検出値I1dtc、I2dtcと表記する。
なお、相電圧指令V1*は、U1、V1、W1相電圧指令V1u*、V1v*、V1w*を示し、相電圧指令V2*は、U2、V2、W2相電圧指令V2u*、V2v*、V2w*を示している。
インバータ22Aは、インバータ駆動回路24Aからのスイッチング操作信号を受けて、スイッチング素子UP1、VP1、WP1、UN1、VN1、WN1のチョッパ制御を実現し、電源4から供給される電力により、モータ2内の巻線組15の各相U1、V1、W1に目標電流を供給する。
同様に、インバータ駆動回路24Bおよびインバータ22Bは、相電圧指令V2*に応じて、モータ2内の巻線組16の各相U2、V2、W2に目標電流を供給する。
図10において、この発明の実施の形態3による電流制御手段23は、正常時に使用する通常の制御方式を実行する正常時電流制御手段41、42と、トルク電流分配手段43と、を備えており、2系統の巻線組15、16およびインバータ22A、22B(以下、「第1、第2の巻線駆動系」とも言う)をそれぞれ制御可能に構成されている。
すなわち、トルク電流分配手段43は、各巻線駆動系で等しいトルクを発生して、その合計で目標の出力トルクを得るような設定を行う。
同様に、第2系統側の正常時電流制御手段42は、トルク電流指令値Iq2*および相電流検出値I1dtcに基づきdq制御を行い、相電圧指令V2*を生成してインバータ駆動回路24Bに入力する。
なお、q軸電流とは、トルクに比例する電流成分(「トルク電流」ともいう)である。一方、界磁磁束を制御するd軸電流については、ここでは零に制御するが、他の値を用いてもよい。
この発明の実施の形態3による故障検知手段25は、各3相を備える2系統(合計6相)のうちのどの相に、開放状態の故障が発生したかを検知する。
各相が開放状態になる故障とは、U相の場合で説明すると、U相におけるモータ線の断線、または、U相におけるインバータ22A、22Bからモータ2までの経路中のいずれかの部品が開放状態になる故障(インバータ22A、22B内のスイッチング素子UP、UNが開放状態になる故障など)である。
これにより、電流制御手段23は、故障に応じた処置へ移行することが可能となる。なお、故障に応じた処置とは、インバータ駆動回路24に対する制御の停止、または、故障に応じた異常時制御などが挙げられるが、任意の公知処理なので、ここでは詳述を省略する。
故障検知手段25は、各3相を備える2系統(合計6相)のそれぞれについて、図11の処理手順により各相の故障を検知する。
なお、図11においては、代表的な一例として、第1系統のU相を故障検知対象としているが、他の系統の他の相についても、図11と同様の処理手順が実行される。
異常疑義判定処理(ステップS20)の詳細については、図12を参照しながら後述する。
一方、ステップS6において、|Iu|≦Iu_thr(すなわち、Yes)と判定されれば、計測フラグON処理(ステップS8)に進む。
ステップS8以降の処理は、前述の通りである。
図12において、故障検知手段25は、まず、電源電圧Vbおよびモータ回転速度ωの判定処理(ステップS101)を行い、電源電圧Vbが所定電圧Vtr以上、かつ、モータ回転速度ωが所定速度ωthr以下(所定範囲内)であるか否かを判定する。
電源電圧Vbおよびモータ回転速度ωの判定処理(ステップS101)の詳細については、図13を参照しながら後述する。
なお、ステップS103の判定条件は、相電圧指令が過大という条件に置き換えてもよい。
この場合、当該相電圧指令(上記例では、U相電圧指令Vu*)の絶対値が、所定印加電圧Vxthr以上であるか否かにより誤差過大条件の成否を判定する。
なお、所定印加電圧Vxthrの値については、前述の実施の形態1における所定誤差Ethrの設定において述べたように、たとえば、外乱電圧から相電圧指令の応答を考慮して設計すればよい。
図13において、ステップS201、S202は、それぞれ、前述(図6)のステップS3、S4と同様の処理である。
複数相の巻線からなる巻線組を複数系統(巻線組15、16)有するモータ2に対し、電源4から供給される電流および印加電圧を制御するために、複数系統の巻線組15、16の各相に対する印加電圧を制御する複数のスイッチング素子UP1〜WP1、UN1〜WN1、UP2〜WP2、UN2〜WN2を有し、電源4から複数系統の巻線組15、16の各相に供給する電流を制御する複数系統のインバータ22A、22Bと、複数系統の巻線組15、16の各相に供給する電流に対応した複数組の電流指令に応じて、複数系統のインバータ22A、22Bの各々に印加電圧に対応した複数組の電圧指令V1*、V2*を生成し、複数系統の巻線組15、16の各相に流す電流を制御する電流制御手段23と、複数系統の巻線組15、16の各相または複数系統のインバータ22A、22Bのいずれかの配線の断線、または、複数のスイッチング素子UP1〜WP1、UN1〜WN1、UP2〜WP2、UN2〜WN2のいずれかのオープン故障を検知する故障検知手段25と、を備えている。
また、故障検知手段25による異常疑義判定処理(図12)において、一部の判定処理を共通化や系統間の相互比較を行うことができ、この結果、故障の検知精度および検知速度を向上させつつ、簡易な演算による故障検知を可能とすることができる。
これにより、一部判定が共通化されるので、検知精度および検知速度を向上させつつ、演算を簡易化することができる。
なお、上記実施の形態3(図9〜図13)では、故障検知手段25の異常疑義判定処理(図12)において、複数系統の電源電圧Vbの判定処理(ステップS101)を共通に実行したが、図14(ステップS302、S306)のように、複数の系統ごとに電源電圧Vb1、Vb2の判定処理を実行してもよい。
図14においては、各系統に対して、電源電圧Vb1、Vb2の判定処理(ステップS302、S306)を個別に実行する点が前述(図12)と異なる。
ただし、この場合、図9内の電源電圧検出器26は、第1系統側に供給される電源電圧Vba1と、第2系統側に供給される電源電圧Vba2を個別に計測する。
また、故障検知手段25は、電源電圧Vb1、Vb2の判定処理を系統ごとに個別に実行する。
ステップS302においては、第1系統側の電源電圧Vb1が所定電圧以上(Vb1≧Vthr)であるか否かを判定し、Vb1<Vthr(すなわち、No)と判定されれば、正常状態と見なして(ステップS305)、図14の処理ルーチンを終了する。
ステップS306〜S308の詳細については、第2系統の各値に対して第1系統と同様の処理を実行するのみなので詳述を省略する。
すなわち、故障検知手段25は、異常疑義判定処理(図14)において、各インバータ22A、22Bおよび各巻線組15、16の系統ごとに構成された複数の系統(第1系統、第2系統)のうち、いずれの系統に異常の疑義が生じているかを判定する。
なお、上記実施の形態3、4(図12、図14)では、異常疑義判定処理において、電源電圧およびモータ回転速度を用いたが、図15(ステップS401、S402、S405、S406)のように、系統ごとの状態量(制御誤差や電圧指令など)を系統間で相互に比較してもよい。
図15においては、各系統における制御誤差や電圧指令などの状態量を、系統間で相互に比較(ステップS403、S406)することにより、どの系統に異常の疑義が生じているかを判定する点が前述(図14)と異なる。
ステップS401において、制御誤差(または、相電圧指令)が過大である(すなわち、Yes)と判定されれば、続いて、他方の系統(第2系統)が正常状態であるか否かを判定する(ステップS402)。
ステップS405〜S407の詳細については、第2系統の各値に対して第1系統と同様の処理を実行するのみなので詳述を省略する。
ここで、制御誤差は、前述の実施の形態1で述べたdq軸電流偏差Ed、Eq、または、前述の実施の形態2で述べたdq軸電圧偏差Evd、Evqを用いればよい。
なお、dq軸電流偏差Ed、Eqおよびdq軸電圧偏差Evd、Evqについては、前述と同様なので詳述を省略する。
なお、相電流指令がゼロ付近でないことの判定は、U相電圧指令Vu*がゼロ付近でない(U相電圧指令Vu*が最大)か否かを判定するものであり、U相電圧指令Vu*の値が前述(図4)の領域A1(または、A2)に入っているか否かの判定に相当する。
なぜなら、相電圧指令がゼロ付近である場合を判定条件から除いた理由は、電流が正常であってもゼロクロスする場合があることから、正常状態を異常状態と誤判定することを回避するためであるが、この発明の実施の形態5においては、他系統との相互比較を用いているので、他系統の制御誤差が小さく正常であり(ステップS402)、かつ、対象とする系統の制御誤差が大きい場合に限定して、対象とする系統の異常疑義成立を判定するからである。このように、他系統との相互比較を用いることにより、制御誤差の過大条件のみから、異常の疑義を判定することができる。
たとえば、√(Ed^2+Eq^2)≦Erthrが成立する場合には、制御誤差が適正範囲内にあると判定され、(√(Ed^2+Eq^2)>Erthrが成立する場合には、制御誤差が適正範囲から逸脱したと判定される。
この場合、対象とする相電圧指令(この例では、U相電圧指令Vu*)の絶対値が、所定印加電圧Vxthr以上であるか否かにより、制御誤差の過大状態を判定する。
なお、所定印加電圧Vxthrの値については、前述の実施の形態1における所定誤差Ethrの設定で述べたように、たとえば、外乱電圧から相電圧指令の応答を考慮して設計すればよい。
この場合、ステップS402において、|Vu*|≦Vrxthrが成立するときに、他系統の正常判定が成立(すなわち、Yes)と判定し、それ以外の場合には、非成立(すなわち、No)と判定することになる。
なお、適正印加電圧Vrxthrについては、所定印加電圧Vxthrよりも小さい値に設定すればよい。
同様に、他方の系統における適正印加電圧Vrxthrについても、前述の実施の形態3における所定印加電圧Vxthrよりも小さい値に設定すればよい。
具体的には、複数の系統のうちの対象とする系統における制御誤差が所定誤差以上で、かつ、他方の系統における制御誤差が適正誤差範囲内にある場合に、対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定する。
または、制御誤差は、電圧指令値と印加電圧との電圧偏差(dq軸電圧偏差Evd、Evq)に応じた値であり、印加電圧は、電流およびモータ回転速度ωの少なくとも一方に応じた推定値である。
さらに、各系統間で相互比較を行うので、単独で判定処理を行う場合よりも異常状態の閾値を小さい値(厳しい判定方向)に設定することができるので、さらに故障検知の精度および速度を向上させることができる。
なお、所定差分誤差Ethrdは、所定誤差と適正制御誤差との差分に設定すればよく、これにより、上述と同様の効果を奏することができる。
なお、所定差分印加電圧Vxthrdは、所定印加電圧と適正印加電圧との差分に設定すればよく、これにより、上述と同様の効果を奏することができる。
相電圧指令についても同様であり、上記式(7)は、以下の式(9)のように表現することができる。
これを式で表現すると、ステップS401において、以下の式(10)が成立するならば、対象とする系統の指令誤差が過大であると判定する。
なお、所定加算誤差は、所定誤差と適正制御誤差との和に設定すればよく、これにより、上述と同様の効果を奏することができる。
ステップS405についても、ステップS401と同様に、上述の変形が可能である。
なお、所定加算印加電圧Vxthrsは、所定印加電圧と適正印加電圧との和に設定すればよく、これにより、上述と同様の効果を奏することができる。
相電圧指令についても同様であり、上記式(11)は、以下の式(13)のように表現することができる。
なお、上記実施の形態5(図15)では、異常疑義判定処理において、対象とする系統の指令誤差の過大条件の成否を判定したが、図16(ステップS501、S505)のように、各系統の状態量(相電流など)を系統間で相互に比較してもよい。
図16においては、各系統における対応する相の相電流(状態量)を系統間で相互に比較することにより、どの系統に異常の疑義が生じているかを判定する点が前述(図15)と異なる。
一方、ステップS501において、他系統の相電流が大きい(すなわち、Yes)と判定されれば、続いて、他方の系統(第2系統)が正常であるか否かを判定する(ステップS502)。
なお、適正範囲とは、十分に正常と見なせる範囲を意味しており、実際の異常範囲からはマージンが設定されているので、適正範囲外がすべて異常という訳ではない。
また、ステップS503においては、前述(ステップS104、S304、S403)と同様に、第1系統の当該相の指令誤差が過大であって異常の疑義があることを示すフラグを立てる。
なお、第2系統の処理(ステップS505〜S507)については、上記第1系統の処理(ステップS501〜S503)と同様なので説明は省略する。
または、制御誤差は、電圧指令値と印加電圧との電圧偏差(dq軸電圧偏差Evd、Evq)に応じた値であり、印加電圧は、電流およびモータ回転速度ωの少なくとも一方に応じた推定値である。
この結果、外乱を考慮した閾値設定にする必要がないので、故障検知速度を向上させることができる。
また、系統間で相互比較を行うので、単独で判定するよりも異常状態の閾値を小さい値(厳しい方向)に設定することができるので、故障検知の精度および速度を向上させることができる。
この場合、故障検知手段25は、対象とする系統の対象とする相の相電流と、他方の系統における対応する相電流との和が所定加算電流以上であって、かつ、他方の系統における制御誤差が適正誤差範囲内にある場合に、対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定する。
これを式で表現すると、ステップS501において、以下の式(14)が成立するならば、他系統の相電流が大きいと判定する。
なお、所定加算電流Ixthrsは、所定電流と所定通常電流との和に設定すればよく、これにより、上述と同様の効果を奏することができる。
この場合、故障検知手段25は、他方の系統における対応する相電流が、対象とする系統の対象とする相電流よりも所定差分電流以上大きいか、または、他方の系統における対応する相電流から対象とする系統の対象とする相電流を減算した値が所定差分電流以上であったときに、他方の系統における制御誤差が適正誤差範囲内にある場合に、対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定する。
これを式で表現すると、ステップS501において、以下の式(15)が成立するならば、他系統の相電流が大きいと判定する。
なお、所定差分電流Ixthrdは、所定通常電流から所定電流を減算した値に設定すればよく、これにより、上述と同様の効果を奏することができる。
なお、上記実施の形態1〜6(図1〜図16)では、迅速処理が可能な故障検知手段25を備えたモータ制御装置1のみについて説明したが、図17のように、モータ2を操舵アシストモータに適用するとともに、モータ制御装置1を車両の電動パワーステアリング装置に適用してもよい。
モータ回転角度θの検出値は、コントロールユニット12内のモータ制御装置1(図1、図2参照)に入力されて、前述と同様に、電流制御手段23における3相電圧指令V*の決定に用いられるとともに、モータ回転速度ωの演算に用いられる。
コントロールユニット12内のマップ13は、モータ2から出力すべきモータトルクTmの目標値をあらかじめ記憶しており、トルクセンサ7からの操舵トルクTsに応じたモータトルクTmの方向と大きさを決定し、モータ2を制御するためのトルク電流指令を算出する。
モータ2は、モータ減速ギヤ8を介してステアリングシャフト6と連結しており、モータ2から発生する補助力(モータトルクTm)は、モータ減速ギヤ8を介してステアリングシャフト6に伝達され、操舵時に運転者が加える操舵トルクTsを軽減させるように作用する。
すなわち、モータ制御装置1は、トルク電流指令(q軸電流指令Iq*)を実現するように、モータ2に流れる電流を制御する。
この電流により、モータ2からは、目標補助力と一致した補助力が発生する。
また、短時間で故障箇所と故障内容を特定することにより、故障発生後に早く故障状態に対応した制御に移行することが可能となる。
Claims (21)
- 複数相の巻線からなる巻線組を複数系統有するモータに対し、電源から供給される電流および印加電圧を制御するモータ制御装置であって、
前記複数系統の巻線組の各相に対する印加電圧を制御する複数のスイッチング素子を有し、前記電源から前記複数系統の巻線組の各相に供給する電流を制御する複数系統のインバータと、
前記複数系統の巻線組の各相に供給する電流に対応した複数組の電流指令に応じて、前記複数系統のインバータの各々に前記印加電圧に対応した複数組の電圧指令を生成し、前記複数系統の巻線組の各相に流す電流を制御する電流制御手段と、
前記複数系統の巻線組の各相または前記複数系統のインバータのいずれかの配線の断線、または、前記複数のスイッチング素子のいずれかのオープン故障を検知する故障検知手段と、を備え、
前記故障検知手段は、
前記複数系統のインバータおよび前記複数系統の巻線組の各々で構成される複数の系統のうち、いずれの系統に異常の疑義が生じているかを判定する異常疑義判定処理を行い、
異常の疑義がある状態と判定され、かつ、対象とする相の相電流が所定電流以下である状態が所定時間以上検出された場合に、前記対象とする相に開放状態の故障が発生したと判定し、
前記複数系統は2系統であり、
該異常疑義判定処理は、
一方の系統および他方の系統における制御誤差またはdq軸の電圧指令に基づいて、それらの系統間の相違によって異常の疑義を判定することを特徴とするモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、前記異常疑義判定処理において、
複数の系統の各々に共通して、前記電源の電源電圧が所定電圧以上であって、かつ、前記モータのモータ回転速度が所定速度以下である条件が成立するか否かを判定し、前記条件が成立したときに、
前記複数の系統の各々において、dq軸の前記電流指令または前記電圧指令に対する制御誤差が所定誤差以上であるか、または、前記対象とする相の電圧指令が所定相電圧以上である、という条件が成立する場合に、対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記電源の電源電圧が所定電圧以上であって、かつ、前記モータのモータ回転速度が所定速度以下であったときに、
dq軸の前記電流指令または前記電圧指令に対する制御誤差が所定誤差以上であるか、または、前記対象とする相の電圧指令が所定相電圧以上である、という条件が成立する場合に、対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの対象とする系統における制御誤差が所定誤差以上で、かつ、他方の系統における制御誤差が適正誤差範囲内にある場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの対象とする系統ではない他方の系統における対応する相の相電流が所定通常電流以上であって、かつ、前記他方の系統における制御誤差が適正誤差範囲内にある場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの対象とする系統における制御誤差と、他方の系統における制御誤差との和が所定加算誤差以上であって、かつ、前記他方の系統における制御誤差が適正誤差範囲内にある場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの対象とする系統における制御誤差が、他方の系統における制御誤差よりも所定差分誤差以上大きい場合、または、対象とする系統における制御誤差から前記他方の系統における制御誤差を減算した値が所定差分誤差以上である場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの対象とする系統の対象とする相の相電流と、他方の系統における対応する相電流との和が所定加算電流以上であって、かつ、前記他方の系統における制御誤差が適正誤差範囲内にある場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの対象とする系統ではない他方の系統における対応する相電流が、前記対象とする系統の対象とする相電流よりも所定差分電流以上大きいか、または、前記他方の系統における対応する相電流から対象とする系統の対象とする相電流を減算した値が所定差分電流以上であったときに、前記他方の系統における制御誤差が適正誤差範囲内にある場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの対象とする系統におけるdq軸の電圧指令が所定印加電圧以上であって、かつ、他方の系統におけるdq軸の電圧指令が適正印加電圧範囲内にある場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの対象とする系統におけるdq軸の電圧指令と、他方の系統におけるdq軸の電圧指令との和が所定加算印加電圧以上であって、かつ、前記他方の系統におけるdq軸の電圧指令が適正印加電圧範囲内にある場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの対象とする系統におけるdq軸の電圧指令が、他方の系統におけるdq軸の電圧指令よりも所定差分印加電圧以上大きい場合、または、対象とする系統におけるdq軸の電圧指令から前記他方の系統におけるdq軸の電圧指令を減算した値が所定差分印加電圧以上である場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの対象とする系統ではない他方の系統における対応する相電流が所定通常電流以上であって、かつ、前記他方の系統におけるdq軸の電圧指令が適正印加電圧範囲内にある場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの対象とする系統の対象とする相電流と、他方の系統における対応する相電流との和が所定加算電流以上であて、かつ、前記他方の系統におけるdq軸の電圧指令が適正印加電圧範囲内にある場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記故障検知手段は、
前記複数の系統の各々について異常疑義判定処理を行い、
前記複数の系統のうちの他方の系統における対応する相電流が、対象とする系統の対象とする相電流よりも所定差分電流以上大きいか、または、他方の系統における対応する相電流から対象とする系統の対象とする相電流を減算した値が所定差分電流以上であったときに、前記他方の系統におけるdq軸の電圧指令が適正印加電圧範囲内にある場合に、前記対象とする系統に異常の疑義が生じていると判定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記制御誤差は、dq軸の前記電流指令に応じた値であることを特徴とする請求項2から請求項9までのいずれか1項に記載のモータ制御装置。
- 前記制御誤差は、dq軸の前記電流指令の値とdq軸の前記電流との電流偏差に応じた値であることを特徴とする請求項16に記載のモータ制御装置。
- 前記制御誤差は、dq軸の前記電圧指令値とdq軸の前記印加電圧との電圧偏差に応じた値であることを特徴とする請求項2から請求項9までのいずれか1項に記載のモータ制御装置。
- 前記印加電圧は、推定値であることを特徴とする請求項18に記載のモータ制御装置。
- 前記印加電圧は、前記電流に応じた推定値であることを特徴とする請求項19に記載のモータ制御装置。
- 前記印加電圧は、前記電流および前記モータ回転速度に応じた推定値であることを特徴とする請求項19に記載のモータ制御装置。
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WO2015020009A1 (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | 株式会社 東芝 | 車両用制御装置及び鉄道車両 |
JP6132306B2 (ja) * | 2013-09-18 | 2017-05-24 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | モータ制御装置 |
US9540044B2 (en) | 2013-11-15 | 2017-01-10 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Hand wheel angle from vehicle dynamic sensors or wheel speeds |
KR101532602B1 (ko) * | 2013-11-29 | 2015-06-30 | 현대모비스 주식회사 | 전동식 조향 장치의 모터 고장 검출 방법 |
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JP5854058B2 (ja) * | 2014-01-10 | 2016-02-09 | ダイキン工業株式会社 | 電動機の制御装置 |
JP6333563B2 (ja) * | 2014-01-29 | 2018-05-30 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | インバータ制御装置およびそれを用いた冷凍装置 |
JP6362349B2 (ja) * | 2014-02-19 | 2018-07-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電動モータの駆動制御装置 |
US9780712B2 (en) * | 2014-02-21 | 2017-10-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Control apparatus for AC rotary machine and control apparatus for electric power steering |
JP5890465B2 (ja) | 2014-05-08 | 2016-03-22 | ファナック株式会社 | モータの動力線断線、またはモータ用電力変換装置のパワー素子異常を検出するモータ制御装置 |
JP6200859B2 (ja) * | 2014-06-11 | 2017-09-20 | 株式会社日立産機システム | モータ制御装置、及びそれに用いる誤配線検出方法 |
CN106464190B (zh) * | 2014-06-13 | 2019-04-09 | 日本精工株式会社 | 电动机控制装置及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置 |
US9540040B2 (en) | 2014-06-26 | 2017-01-10 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Phase plane based transitional damping for electric power steering |
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KR101628559B1 (ko) | 2014-12-05 | 2016-06-09 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 전동식 워터펌프 진단방법 |
US10471985B2 (en) * | 2015-03-23 | 2019-11-12 | Nsk Ltd. | Motor control unit and electric power steering apparatus and vehicle equipped with the same |
DE112016002281T5 (de) * | 2015-05-20 | 2018-02-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Energie-umwandlungseinrichtung und fahrzeug-antriebssystem, an welchem die energie-umwandlungseinrichtung verwendet wird |
US10411619B2 (en) * | 2015-08-28 | 2019-09-10 | Regal Beloit America, Inc. | Motor controller, drive circuit, and methods for combined electric motor control |
US10336363B2 (en) | 2015-09-03 | 2019-07-02 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Disabling controlled velocity return based on torque gradient and desired velocity error |
US10464594B2 (en) | 2015-09-03 | 2019-11-05 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Model based driver torque estimation |
DE102015220020B4 (de) * | 2015-10-15 | 2019-06-13 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Anordnung und Verfahren zur Erkennung einer elektrischen Leitungsunterbrechung beim Betrieb eines Antriebssystems |
JP2017077868A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | 株式会社ジェイテクト | 操舵制御装置 |
JP2017184530A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | ファナック株式会社 | 複数の巻線を有するモータ制御装置 |
JP6634954B2 (ja) * | 2016-05-11 | 2020-01-22 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
US10155534B2 (en) | 2016-06-14 | 2018-12-18 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Driver intent estimation without using torque sensor signal |
JP6740842B2 (ja) * | 2016-09-30 | 2020-08-19 | 株式会社デンソー | 多相回転機の制御装置 |
US11152885B2 (en) * | 2016-11-18 | 2021-10-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Abnormality detection apparatus |
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KR20180095355A (ko) * | 2017-02-17 | 2018-08-27 | 주식회사 만도 | 모터 출력 제어 장치 및 방법 |
JP6791020B2 (ja) * | 2017-06-05 | 2020-11-25 | 株式会社ジェイテクト | モータ制御装置 |
EP3651339B1 (en) * | 2017-07-04 | 2022-09-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Inverter device and electric power steering device |
WO2019058677A1 (ja) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | 日本電産株式会社 | 故障診断方法、モータ制御方法、電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置 |
WO2019058676A1 (ja) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | 日本電産株式会社 | 故障診断方法、モータ制御方法、電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置 |
WO2019058675A1 (ja) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | 日本電産株式会社 | 故障診断方法、モータ制御方法、電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置 |
US11271503B2 (en) * | 2017-12-06 | 2022-03-08 | Nidec Corporation | Controller, motor control system having the controller, and electric power steering system having the motor control system |
US11152881B2 (en) * | 2018-03-19 | 2021-10-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Permanent magnet synchronous electric motor control device, electric power steering device, and electric vehicle |
KR102040706B1 (ko) * | 2018-03-27 | 2019-11-05 | 현대모비스 주식회사 | 전동식 조향장치 및 그 제어방법 |
WO2019240004A1 (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 日本電産株式会社 | 故障診断方法、電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置 |
US11404984B2 (en) * | 2018-06-20 | 2022-08-02 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Parameter learning for permanent magnet synchronous motor drives |
JP6988769B2 (ja) * | 2018-11-08 | 2022-01-05 | 株式会社デンソー | 開閉体制御装置及びモータ |
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KR102637909B1 (ko) * | 2019-01-23 | 2024-02-19 | 에이치엘만도 주식회사 | 전동식 파워 스티어링 시스템의 리던던시 회로 |
JP2020125996A (ja) * | 2019-02-05 | 2020-08-20 | 日本電産モビリティ株式会社 | 制御装置および制御方法 |
US11817811B2 (en) * | 2019-03-12 | 2023-11-14 | Allegro Microsystems, Llc | Motor controller with power feedback loop |
US10879832B2 (en) * | 2019-04-14 | 2020-12-29 | Karma Automotive Llc | Method for detection of e-motor open-phase problem in electrified powertrain |
CN112034338B (zh) * | 2019-05-16 | 2023-06-20 | 上海汽车集团股份有限公司 | 一种电动助力转向电机相电流断路诊断方法和装置 |
CN112034386B (zh) * | 2020-08-05 | 2023-10-10 | 苏州汇川联合动力***股份有限公司 | 电机***异常的识别方法、设备和计算机可读存储介质 |
JP2022150152A (ja) * | 2021-03-26 | 2022-10-07 | 本田技研工業株式会社 | 制御装置、制御プログラム及び制御方法 |
WO2022224335A1 (ja) * | 2021-04-20 | 2022-10-27 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置および電動パワーステアリング装置 |
CN113395031B (zh) * | 2021-06-23 | 2022-03-22 | 佛山科学技术学院 | 一种基于多级模型的复杂***故障诊断方法和*** |
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