JP6142845B2 - Vehicle control device - Google Patents

Description

本発明は、車両の各車輪の駆動力を、それぞれ個別の駆動用モータによって発生する車両に適用される車両制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle control device that is applied to a vehicle that generates a driving force of each wheel of the vehicle by an individual driving motor.

例えば、特許文献１には、車輪を個々のモータによって独立に駆動する車両に適用される駆動力制御装置が開示されている。この駆動力制御装置は、走行中に、一部の車輪が駆動不能に陥った場合、他の正常な車輪を用いて、運転状態に対応した車両の走行状態を維持するようにしている。   For example, Patent Literature 1 discloses a driving force control device applied to a vehicle in which wheels are independently driven by individual motors. This driving force control device is configured to maintain the traveling state of the vehicle corresponding to the driving state by using other normal wheels when some of the wheels become unable to be driven during traveling.

具体的には、特許文献１の駆動力制御装置では、モータコイルの断線を検出したとき、モータ駆動不能とみなす。そして、モータが駆動不能に陥る前後で、左側の車輪の駆動力の合計と、右側の車輪の駆動力の合計との比が変化せず、かつ補正後の目標駆動力の合計がアクセル開度に対応する駆動力となるように、正常な車輪の目標駆動力を補正する。   Specifically, in the driving force control device of Patent Document 1, when disconnection of the motor coil is detected, it is considered that the motor cannot be driven. The ratio of the total driving force of the left wheel and the total driving force of the right wheel does not change before and after the motor becomes incapable of driving, and the corrected target driving force is the accelerator opening. The target driving force of a normal wheel is corrected so that the driving force corresponds to

特開２００５−１１９６４７号公報JP 2005-119647 A

しかしながら、特許文献１に記載のように、一部の車輪のモータを駆動せず、他の車輪のモータによってその分の駆動力を補おうとすると、他の車輪のモータの負荷が過剰になりやすくなるとともに、車両の走行安定性を低下させる可能性があることは否定できない。従って、モータに異常が生じた場合であっても、極力、そのモータの制御を継続できるような手段を講じることが望ましい。   However, as described in Patent Document 1, if the motors of some wheels are not driven and the driving force of the other wheels is supplemented by the motors of other wheels, the load on the motors of the other wheels tends to be excessive. In addition, it cannot be denied that there is a possibility of lowering the running stability of the vehicle. Therefore, it is desirable to take measures to continue the control of the motor as much as possible even when an abnormality occurs in the motor.

ここで、モータを正常に制御できなくなる状況は、モータコイルの断線が生じたときに限られる訳ではなく、種々の要因で起こりえる。例えば、モータの回転を検出するセンサや、モータに通電される電流を検出するセンサに異常が生じた場合にも、モータは異常な挙動を示すことになる。ただし、この場合、センサの検出信号に基づいて、制御装置から与えられる制御信号が異常となって、モータは異常な挙動を示すのであり、モータそのものは正常に作動可能である。   Here, the situation in which the motor cannot be controlled normally is not limited to when the motor coil is disconnected, but may be caused by various factors. For example, even when an abnormality occurs in a sensor that detects the rotation of the motor or a sensor that detects a current supplied to the motor, the motor behaves abnormally. However, in this case, the control signal supplied from the control device becomes abnormal based on the detection signal of the sensor, and the motor behaves abnormally, and the motor itself can operate normally.

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、駆動用モータの制御に異常が生じた場合に、その異常の原因が、駆動用モータの制御を継続可能なものであるか否かを判別するとともに、駆動用モータの制御が継続可能と判別した場合に、その異常の原因を取り除きつつ、駆動用モータの制御を実行することが可能な車両用制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and when an abnormality occurs in the control of the driving motor, whether or not the cause of the abnormality is capable of continuing the control of the driving motor. And a vehicle control device capable of controlling the drive motor while removing the cause of the abnormality when it is determined that the control of the drive motor can be continued. To do.

上記目的を達成するために、本発明による車両制御装置は、
車両の各車輪（１〜４）にそれぞれ設けられ、対応する車輪に駆動力を与える複数の駆動用モータ（５〜８）と
各車輪の駆動用モータに対応して設けられ、該当する駆動用モータの動作に関連する物理量を検出するための複数の検出手段（１６ａ、１６ｂ、１７）と、
検出手段の検出信号から得られる駆動用モータの動作に関連する物理量に基づいて、各車輪の駆動用モータを制御する制御手段（１０）と、
駆動用モータの制御に異常が生じた場合に、その異常の原因を判定する原因判定手段（Ｓ１１０〜Ｓ１４０）と、
原因判定手段により、駆動用モータの制御の異常の原因が、検出手段の故障にあると判定された場合、検出手段の検出信号から得られるはずの駆動用モータの動作に関連する物理量の推定値を求める推定手段（２６、２７）と、を備え、
制御手段は、検出手段が故障し、推定手段によって駆動用モータの動作に関連する物理量の推定値が求められたとき、その物理量の推定値に基づいて、駆動用モータを制御するものであり、
推定手段は、１つの車輪の駆動用モータに対応する検出手段が故障した場合に、その故障した検出手段の検出信号から得られるはずの物理量を、少なくとも、１つの車輪以外の残りの車輪の駆動用モータに対応する検出手段から出力される検出信号を用いて推定するものであり、
制御手段は、１つの車輪の駆動用モータに対応する検出手段が故障した場合、推定手段によって求められる推定値に基づいて駆動用モータの制御を継続し、２つ以上の車輪の駆動用モータに対応する検出手段が故障した場合、全ての前記駆動用モータの制御を停止することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vehicle control apparatus according to the present invention provides:
A plurality of drive motors (5 to 8) that are provided on the respective wheels (1 to 4) of the vehicle and apply driving force to the corresponding wheels, and are provided corresponding to the drive motors of the respective wheels, and corresponding driving A plurality of detection means (16a, 16b, 17) for detecting a physical quantity related to the operation of the motor;
Control means (10) for controlling the drive motor of each wheel based on the physical quantity related to the operation of the drive motor obtained from the detection signal of the detection means;
Cause determination means (S110 to S140) for determining the cause of an abnormality when an abnormality occurs in the control of the drive motor;
When the cause determining means determines that the cause of the control abnormality of the driving motor is due to the failure of the detecting means, the estimated value of the physical quantity related to the operation of the driving motor that should be obtained from the detection signal of the detecting means Estimating means (26, 27) for obtaining
The control means controls the driving motor based on the estimated value of the physical quantity when the detecting means fails and the estimated value of the physical quantity related to the operation of the driving motor is obtained by the estimating means.
When the detection means corresponding to the drive motor for one wheel fails, the estimation means calculates the physical quantity that should be obtained from the detection signal of the failed detection means, at least for driving the remaining wheels other than one wheel. It is estimated using the detection signal output from the detection means corresponding to the motor for use,
The control means continues to control the drive motor based on the estimated value obtained by the estimation means when the detection means corresponding to the drive motor for one wheel breaks down. When the corresponding detection means fails, control of all the drive motors is stopped .

検出手段が故障した場合、その検出手段の検出信号に基づく、制御手段による制御内容が異常となって、駆動用モータは異常な挙動を示すのであり、駆動用モータそのものは正常に動作可能である。そのため、本発明による車両制御装置では、駆動用モータの制御に異常が生じたとき、原因判定手段が、その異常の原因を判定する。そして、原因判定手段が、駆動用モータの制御の異常の原因が、検出手段の故障にあると判定すると、推定手段によって、駆動用モータの動作に関連する物理量の推定値を求め、制御手段は、検出手段による検出信号から得られる物理量ではなく、その物理量の推定値に基づいて、駆動用モータを制御する。これにより、検出手段に故障が生じたとき、駆動用モータの制御の異常の原因を取り除きつつ、駆動用モータの制御を継続することが可能になる。   When the detection means fails, the control content by the control means based on the detection signal of the detection means becomes abnormal, and the drive motor behaves abnormally, and the drive motor itself can operate normally. . Therefore, in the vehicle control device according to the present invention, when an abnormality occurs in the control of the drive motor, the cause determining means determines the cause of the abnormality. Then, when the cause determining means determines that the cause of the abnormality in the control of the driving motor is a failure of the detecting means, the estimating means obtains an estimated value of the physical quantity related to the operation of the driving motor, and the control means The drive motor is controlled based on the estimated value of the physical quantity, not the physical quantity obtained from the detection signal from the detection means. Thereby, when a failure occurs in the detection means, it becomes possible to continue the control of the drive motor while removing the cause of the abnormality in the control of the drive motor.

上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。   The reference numerals in the parentheses merely show an example of a correspondence relationship with a specific configuration in an embodiment described later in order to facilitate understanding of the present invention, and are intended to limit the scope of the present invention. Not intended.

また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。   Further, the technical features described in the claims of the claims other than the features described above will become apparent from the description of embodiments and the accompanying drawings described later.

車両及び車両用制御装置の概略構成を示した構成図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the vehicle and the control apparatus for vehicles. ＥＣＵが電動機へ通電する電流を制御するために実行する機能を示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed the function performed in order that ECU may control the electric current which supplies with electricity to an electric motor. フェイルセーフ制御の基本的な流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the basic flow of fail safe control. レゾルバ角推定制御について説明するための、ＥＣＵの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of ECU for demonstrating resolver angle estimation control. レゾルバ角推定制御について説明するための、車両モデルを示した図である。It is the figure which showed the vehicle model for demonstrating resolver angle estimation control. ｄｐ座標における電流指令と電流推定値との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the electric current command in dp coordinate, and an electric current estimated value. （ａ）は、電気角の推定値の誤差が相対的に小さいとき、所定時間内の電流指令に対する電流推定値Ｉｅｓｔのブレの範囲の一例を示す図であり、（ｂ）は、電気角の推定値の誤差が相対的に大きいときに、所定時間内の電流指令に対する電流推定値のブレの範囲の一例を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the range of the blur of the electric current estimated value Iest with respect to the electric current command within predetermined time, when the error of the electric angle estimated value is comparatively small, (b) is a figure of electric angle. It is a figure which shows an example of the range of the blurring of the current estimated value with respect to the current command within a predetermined time when the error of the estimated value is relatively large. 電流推定制御について説明するための、ＥＣＵの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of ECU for demonstrating electric current estimation control. ｄｑ座標において、各電動機に流れる電流の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship of the electric current which flows into each motor in dq coordinate. バッテリからインバータに供給される電流と、各電動機に供給される電流との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the electric current supplied to an inverter from a battery, and the electric current supplied to each electric motor.

以下、本発明に係る車両用制御装置の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。本実施形態による車両用制御装置は、各車輪の駆動力を、それぞれ個別の駆動用モータによって発生する車両に適用される。そこで、まず、車両用制御装置が適用される車両及び車両用制御装置の概略構成について、図１に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of a vehicle control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The vehicle control device according to the present embodiment is applied to a vehicle that generates the driving force of each wheel by an individual driving motor. First, a schematic configuration of a vehicle to which the vehicle control device is applied and the vehicle control device will be described with reference to FIG.

図１に示すように、車両１００は、左右の前輪１，２および左右の後輪３，４を有している。前輪１、２及び後輪３、４は、図示しないサスペンション機構等を介して車両１００のシャシーに支持されている。   As shown in FIG. 1, the vehicle 100 has left and right front wheels 1 and 2 and left and right rear wheels 3 and 4. The front wheels 1 and 2 and the rear wheels 3 and 4 are supported by the chassis of the vehicle 100 through a suspension mechanism (not shown).

前輪１、２のホイール内部には、駆動用モータとしての電動機５、６が組み込まれており、後輪３、４のホイール内部には電動機７、８が組み込まれている。これらの電動機５〜８は、対応する車輪１〜４に対して、動力伝達可能に連結されている。すなわち、各電動機５〜８は、いわゆるインホイールモータであり、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）１０による制御によって、対応する車輪１〜４に駆動力を与えたり、制動力を与えたりすることが可能となっている。   Electric motors 5 and 6 as drive motors are incorporated in the front wheels 1 and 2, and electric motors 7 and 8 are incorporated in the rear wheels 3 and 4. These electric motors 5 to 8 are connected to the corresponding wheels 1 to 4 so as to be able to transmit power. That is, each of the electric motors 5 to 8 is a so-called in-wheel motor, and can give a driving force or a braking force to the corresponding wheels 1 to 4 under the control of an electronic control unit (ECU) 10 described later. It is possible.

インホイールモータとしての電動機５〜８は、例えば３相交流同期モータにより構成され、インバータ１１を介して、充放電可能なバッテリ１２に接続されている。そして、各車輪１〜４に駆動力を与える場合には、バッテリ１２の直流電力がインバータ１１によって交流電力に変換された後に、各電動機５〜８に供給される。これにより、各電動機５〜８は力行運転され、対応する車輪１〜４に駆動力を与えることができる。一方、各車輪１〜４に制動力を与える場合には、各電動機５〜８が回生運転される。この回生運転時には、各電動機５〜８は、対応する車輪１〜４が持つ運動エネルギーによって回転されて発電を行う。このように、各電動機５〜８は、運動エネルギーを電気エネルギーに変換することで、対応する車輪１〜４の運動エネルギーを消費し、各車輪１〜４に制動力を与える。回生運転時の各電動機５〜８による発電電力は、インバータ１１によって直流に変換された後、バッテリ１２に蓄電される。   The electric motors 5 to 8 as in-wheel motors are constituted by, for example, a three-phase AC synchronous motor, and are connected to a chargeable / dischargeable battery 12 via an inverter 11. And when giving driving force to each wheel 1-4, after the direct-current power of the battery 12 is converted into alternating current power by the inverter 11, it is supplied to each electric motor 5-8. Thereby, each electric motor 5-8 is power-running, and can provide a driving force to the corresponding wheels 1-4. On the other hand, when a braking force is applied to the wheels 1 to 4, the electric motors 5 to 8 are regeneratively operated. During this regenerative operation, each of the motors 5 to 8 is rotated by the kinetic energy of the corresponding wheels 1 to 4 to generate power. Thus, each electric motor 5-8 consumes the kinetic energy of the corresponding wheel 1-4 by converting kinetic energy into electric energy, and gives braking force to each wheel 1-4. Electric power generated by each of the motors 5 to 8 during the regenerative operation is converted into direct current by the inverter 11 and then stored in the battery 12.

なお、図示していないが、各車輪１〜４には、各電動機５〜８による回生ブレーキと協調して、運転者の要求制動力に見合う制動力を発生させるための、制動トルクを調節可能なブレーキ装置も設けられている。   Although not shown, each wheel 1 to 4 can be adjusted in braking torque to generate a braking force corresponding to the driver's required braking force in cooperation with the regenerative braking by each motor 5-8. A braking device is also provided.

前輪１，２の間には、ステアリング装置が設けられている。このステアリング装置は、運転者によって操舵されるステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトを有する。そのステアリングシャフトの先端にはピニオン軸が設けられている。このピニオン軸は、ラックアンドピニオン式のギア機構を介してラック軸１３に連結される。ラック軸１３の両端は、タイロッド１４等を介して左右の前輪１、２にそれぞれ連結されている。従って、ステアリングシャフト（ピニオン軸）の回転運動が、ラック軸１３の直線運動に変換され、そのラック軸１３の直線運動変位に応じた角度だけ、左右の前輪１、２が転舵される。   A steering device is provided between the front wheels 1 and 2. This steering device has a steering shaft coupled to a steering wheel that is steered by a driver. A pinion shaft is provided at the tip of the steering shaft. The pinion shaft is coupled to the rack shaft 13 via a rack and pinion gear mechanism. Both ends of the rack shaft 13 are connected to the left and right front wheels 1 and 2 via tie rods 14 and the like. Therefore, the rotational motion of the steering shaft (pinion shaft) is converted into the linear motion of the rack shaft 13, and the left and right front wheels 1 and 2 are steered by an angle corresponding to the linear motion displacement of the rack shaft 13.

このステアリング装置には、ステアリングシャフトの操舵角を検出する操舵角センサ１５が設けられている。この操舵角センサ１５による検出信号は、ＥＣＵ１０に入力される。その他にも、ＥＣＵ１０には、運転者の要求駆動力を表すアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ、運転者の要求制動力を表すブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ、車両の走行速度を検出する車速センサ、バッテリ１２からインバータ１１に供給される電流を検出する電流センサなどの各種のセンサからの検出信号が入力されるように構成されている。   This steering device is provided with a steering angle sensor 15 for detecting the steering angle of the steering shaft. A detection signal from the steering angle sensor 15 is input to the ECU 10. In addition, the ECU 10 includes an accelerator sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal that represents the driver's requested driving force, a brake sensor that detects the amount of depression of the brake pedal that represents the driver's requested braking force, and the vehicle traveling speed. Detection signals from various sensors such as a vehicle speed sensor for detecting the current and a current sensor for detecting a current supplied from the battery 12 to the inverter 11 are input.

さらに、各電動機５〜８には、ロータの回転に応じた検出信号を出力するレゾルバ、３相のステータコイルの内、２相のステータコイルに流れる電流をそれぞれ検出する電流センサ、及び各電動機５〜８の温度を検出する温度センサなどが設けられている。これらのセンサからの検出信号も、ＥＣＵ１０に入力される
ＥＣＵ１０は、運転者によってアクセルペダルが踏込操作されているとき、アクセルセンサによって検出されるアクセルペダルの踏み込み量と、車速センサによって検出される車両の走行速度とに基づいて、各電動機５〜８が発生すべき目標駆動トルクを算出する。また、ＥＣＵ１０は、運転者によってステアリングホイールが操舵されている場合には、車両の旋回状態を安定化させることなどを狙いとして、操舵角センサ１５によって検出される操舵角に基づいて、上記目標駆動トルクを補正する。ＥＣＵ１０は、各電動機５〜８が発生する駆動トルクが、算出、補正した目標駆動トルクとなるように、各電動機５〜９へ通電する電流を制御する。 Further, each of the electric motors 5 to 8 includes a resolver that outputs a detection signal corresponding to the rotation of the rotor, a current sensor that detects a current flowing through the two-phase stator coil among the three-phase stator coils, and each electric motor 5. A temperature sensor or the like that detects temperatures of 8 to 8 is provided. Detection signals from these sensors are also input to the ECU 10. The ECU 10 detects the amount of depression of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor and the vehicle detected by the vehicle speed sensor when the accelerator pedal is depressed by the driver. Based on the travel speed, a target drive torque to be generated by each of the motors 5 to 8 is calculated. In addition, when the steering wheel is being steered by the driver, the ECU 10 aims to stabilize the turning state of the vehicle, and the like, based on the steering angle detected by the steering angle sensor 15, the target drive. Correct the torque. ECU10 controls the electric current supplied to each electric motor 5-9 so that the driving torque which each electric motor 5-8 produces | generates the target driving torque calculated and correct | amended.

図２は、各電動機５〜８が発生する駆動トルクが目標駆動トルクとなるように、ＥＣＵ１０が各電動機５〜８へ通電する電流を制御するために実行する機能を機能ブロック図として記載したものである。なお、図２には、１つの電動機５に対して電流制御するための機能ブロックが示されているが、ＥＣＵ１０は、他の電動機６〜８に対しても、同様の制御を行う。   FIG. 2 is a functional block diagram illustrating functions executed by the ECU 10 to control the current supplied to the motors 5 to 8 so that the drive torque generated by the motors 5 to 8 becomes the target drive torque. It is. Although FIG. 2 shows functional blocks for controlling the current for one electric motor 5, the ECU 10 performs the same control for the other electric motors 6-8.

以下、この図２に基づき、ＥＣＵ１０が実行する機能について説明する。なお、ＥＣＵ１０は、図２に示す各ブロックによる機能を実行する専用の演算器によって構成することも可能であるし、マイコンにおいて実行される各種のプログラムにより、図２の各ブロックの機能を実現することも可能である。   Hereinafter, functions executed by the ECU 10 will be described with reference to FIG. Note that the ECU 10 can be configured by a dedicated arithmetic unit that executes the function of each block shown in FIG. 2, and implements the function of each block of FIG. 2 by various programs executed in the microcomputer. It is also possible.

図２に示すように、電流センサとして、３相のステータコイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の内、２相のステータコイル（例えば、Ｖ相、Ｗ相）に流れる電流をそれぞれ検出する電流センサ（Ｖ相電流センサ、Ｗ相電流センサ）１６ａ、１６ｂが設けられている。本実施形態では、後述する電流座標変換部２３において、３相のステータコイルの電流値は、αβ座標におけるα軸電流値ｉαとβ軸電流値ｉβに変換される。この変換は、２相のステータコイルの電流を検出すれば可能なため、２相のステータコイルに対してＶ相電流センサ及びＷ相電流センサ１６ａ、１６ｂが設けられている。Ｖ相電流センサ及びＷ相電流センサ１６ａ、１６ｂによって検出された電流値は、それぞれ、対応するＡ／Ｄ変換部２０ａ、２０ｂによってデジタル値に変換された上で、電流座標変換部２３に入力される。   As shown in FIG. 2, as current sensors, currents flowing through two-phase stator coils (for example, V-phase and W-phase) among three-phase stator coils (U-phase, V-phase, W-phase) are detected Current sensors (V-phase current sensor, W-phase current sensor) 16a and 16b are provided. In the present embodiment, in a current coordinate conversion unit 23 described later, the current value of the three-phase stator coil is converted into an α-axis current value iα and a β-axis current value iβ in αβ coordinates. Since this conversion is possible by detecting the current of the two-phase stator coil, a V-phase current sensor and W-phase current sensors 16a and 16b are provided for the two-phase stator coil. The current values detected by the V-phase current sensor and the W-phase current sensors 16a and 16b are converted into digital values by the corresponding A / D conversion units 20a and 20b, respectively, and then input to the current coordinate conversion unit 23. The

また、レゾルバ１７による検出信号は、電気角演算部２１及び回転数演算部２２に入力される。電気角演算部２１は、レゾルバ１７からの位相のずれた２相の正弦波状及び余弦波状の検出信号に基づき、電動機５の電気角θｅを演算する。回転数演算部２２は、レゾルバ１７からの検出信号に基づき、電動機５のロータの回転数ω１を演算する。なお、回転数演算部２２において演算されるロータの回転数ω１には、回転方向を示す情報が付加される。   The detection signal from the resolver 17 is input to the electrical angle calculation unit 21 and the rotation number calculation unit 22. The electrical angle calculator 21 calculates the electrical angle θe of the motor 5 based on the two-phase sine wave and cosine wave detection signals from the resolver 17 that are out of phase. The rotation speed calculation unit 22 calculates the rotation speed ω <b> 1 of the rotor of the electric motor 5 based on the detection signal from the resolver 17. Note that information indicating the rotation direction is added to the rotor rotational speed ω1 calculated by the rotational speed calculator 22.

電流座標変換部２３は、Ｖ相電流センサ及びＷ相電流センサ１６ａ、１６ｂによって検出された電流値を、αβ座標におけるα軸電流値ｉαとβ軸電流値ｉβに変換する（クラーク変換）。さらに、電流座標変換部２３は、電気角演算部２１によって演算された電気角θｅに基づき、α軸電流値ｉα及びβ軸電流値ｉβを、ｄｑ座標におけるｄ軸電流値ｉｄ及びｑ軸電流値ｉｑに変換する（パーク変換）。   The current coordinate conversion unit 23 converts the current values detected by the V-phase current sensor and the W-phase current sensors 16a and 16b into an α-axis current value iα and a β-axis current value iβ in the αβ coordinate (Clark conversion). Further, the current coordinate conversion unit 23 converts the α-axis current value iα and the β-axis current value iβ into the d-axis current value id and the q-axis current value in the dq coordinate based on the electrical angle θe calculated by the electrical angle calculation unit 21. Convert to iq (park conversion).

ここで、公知のように、ｄｑ座標は、例えば、ロータのＳ極からＮ極に向かう方向をｄ軸とし、そのｄ軸に垂直なｑ軸によって定義される回転座標であり、αβ座標は、ロータの回転軸を原点として、相互に直交するα軸及びβ軸によって定義される静止座標である。これらｄｑ回転座標とαβ静止座標との間では、電動機５〜８の電気角θｅにより、ｄｑ回転座標とαβ静止座標との相対的な位相関係が特定できるので、相互に座標変換を行うことができる。   Here, as is well known, the dq coordinate is, for example, a rotational coordinate defined by a q-axis perpendicular to the d-axis, where the direction from the S-pole to the N-pole of the rotor is the d-axis, This is a stationary coordinate defined by an α axis and a β axis that are orthogonal to each other with the rotation axis of the rotor as the origin. Between these dq rotation coordinates and αβ stationary coordinates, the relative phase relationship between the dq rotation coordinates and αβ stationary coordinates can be specified by the electrical angle θe of the electric motors 5 to 8, so that coordinate conversion can be performed between them. it can.

このようにして、ｄ軸電流値ｉｄ及びｑ軸電流値ｉｑが求められると、電流座標変換部２３は、さらに、ｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑとを合成した電流ベクトルの電流位相と電流振幅とを求める。電流位相は、例えばｄ軸を基準とした場合、ｄ軸と電流ベクトルとがなす角度として求められる。また、電流振幅は、電流ベクトルの長さとして求められる。求めた電流位相及び電流振幅は、トルク推定部２４に出力される。   When the d-axis current value id and the q-axis current value iq are obtained in this way, the current coordinate conversion unit 23 further generates a current phase of a current vector obtained by combining the d-axis current value id and the q-axis current value iq. And the current amplitude. For example, when the d-axis is used as a reference, the current phase is obtained as an angle formed by the d-axis and the current vector. The current amplitude is obtained as the length of the current vector. The obtained current phase and current amplitude are output to the torque estimation unit 24.

トルク推定部２４は、ｄｑ座標における電流ベクトルの電流位相と電流振幅とに基づき、回転数演算部２２により与えられる回転方向を示す情報を考慮して、電動機５が実際に発生している駆動トルクの推定値を算出する。なお、電流位相及び電流振幅の算出は、トルク推定部２４において行うようにしても良い。トルク推定部２４において算出された駆動トルクの推定値は、電流制御部２５に出力される。   Based on the current phase and current amplitude of the current vector in the dq coordinate, the torque estimation unit 24 considers information indicating the rotation direction given by the rotation speed calculation unit 22, and the drive torque actually generated by the electric motor 5 The estimated value of is calculated. The calculation of the current phase and current amplitude may be performed by the torque estimation unit 24. The estimated value of the drive torque calculated by the torque estimation unit 24 is output to the current control unit 25.

電流制御部２５は、目標駆動トルクと、実際に電動機５が発生している駆動トルクの推定値との差異に基づき、その差異を小さくするように、インバータ１１を駆動するためのＰＷＭ信号のデューティ比を算出する。この算出したデューティ比を持つＰＷＭ信号がインバータ１１に出力されることにより、電動機５が発生する駆動トルクが目標駆動トルクに一致するように、電動機５の通電電流が制御される。   The current control unit 25 determines the duty of the PWM signal for driving the inverter 11 so as to reduce the difference based on the difference between the target drive torque and the estimated value of the drive torque actually generated by the electric motor 5. Calculate the ratio. By outputting a PWM signal having the calculated duty ratio to the inverter 11, the energization current of the electric motor 5 is controlled so that the driving torque generated by the electric motor 5 matches the target driving torque.

ここで、本実施形態においては、上述したように、前後左右の４つの車輪１〜４毎に、それぞれ電動機５〜８が設けられており、各車輪１〜４に付与する駆動トルクをそれぞれ独立に制御可能となっている。そのため、電動機５〜８のいずれか１つに異常が生じても、残りの３の電動機５〜８により車両１００を継続して走行させることが可能である。   Here, in the present embodiment, as described above, the motors 5 to 8 are provided for each of the four wheels 1 to 4 on the front, rear, left, and right sides, and the drive torque applied to each wheel 1 to 4 is independent. Can be controlled. Therefore, even if an abnormality occurs in any one of the electric motors 5 to 8, the remaining three electric motors 5 to 8 can continue to travel the vehicle 100.

ただし、異常が生じた１つの電動機５〜８を駆動せず、他の電動機５〜８によってその分の駆動トルク（駆動力）を補おうとすると、他の電動機５〜８の負荷が過剰になりやすくなるとともに、車両１００の走行安定性を低下させる可能性があることは否定できない。従って、電動機５〜８に異常が生じた場合であっても、極力、その電動機５〜８の駆動を継続できるようにすることが望ましい。   However, if one motor 5-8 in which an abnormality has occurred is not driven and the other motor 5-8 tries to compensate for the corresponding driving torque (driving force), the load on the other motor 5-8 becomes excessive. It can not be denied that there is a possibility that the traveling stability of the vehicle 100 may be reduced while becoming easier. Therefore, it is desirable to continue to drive the motors 5 to 8 as much as possible even when an abnormality occurs in the motors 5 to 8.

電動機５〜８を正常に制御できなくなる状況は、種々の要因で起こりえる。例えば、１つの電動機５〜８において、ステータコイルの短絡や、異常温度上昇などの致命的な異常が発生した場合には、安全を期すため、全ての電動機５〜８の制御を中止し、車両を停止させることが好ましい。また、１つの電動機５〜８において、ステータコイルの断線や、インバータ１１内のスイッチング素子が故障した場合には、その異常が生じた電動機５〜８は、正常に駆動することができない。そのため、この場合には、従来と同様に、異常が生じた電動機５〜８を制御対象から外し、残りの正常な電動機５〜８により、異常が生じた電動機５〜８の駆動トルクを補いつつ、制御を継続する。   The situation in which the motors 5 to 8 cannot be normally controlled can occur due to various factors. For example, in the case where a fatal abnormality such as a short circuit of a stator coil or an abnormal temperature rise occurs in one electric motor 5 to 8, the control of all the electric motors 5 to 8 is stopped for safety, and the vehicle Is preferably stopped. Moreover, in one electric motor 5-8, when the disconnection of a stator coil or the switching element in the inverter 11 fails, the electric motors 5-8 in which the abnormality has occurred cannot be driven normally. Therefore, in this case, as in the conventional case, the motors 5 to 8 in which the abnormality has occurred are excluded from the control target, and the remaining normal motors 5 to 8 are supplementing the drive torque of the motors 5 to 8 in which the abnormality has occurred. Continue control.

しかし、電動機５〜８の通電電流を検出する電流センサ１６ａ、１６ｂや、電動機５〜８の回転を検出するレゾルバ１７に異常が生じた場合、それらの検出信号に基づいて、ＥＣＵ１０から与えられる制御信号（ＰＷＭ信号）が異常となって、電動機５〜８は異常な挙動を示すが、電動機５〜８そのものは正常に作動可能である。   However, when an abnormality occurs in the current sensors 16a and 16b that detect the energization current of the motors 5 to 8 and the resolver 17 that detects the rotation of the motors 5 to 8, the control given from the ECU 10 based on those detection signals. Although the signal (PWM signal) becomes abnormal and the motors 5 to 8 behave abnormally, the motors 5 to 8 themselves can operate normally.

そこで、本実施形態においては、電動機５〜８の制御に異常が生じたときに、ＥＣＵ１０が、以下に示すフェイルセーフ制御を実行する。このフェイルセーフ制御の概要について述べると、電動機５〜８の制御に異常が生じたとき、ＥＣＵ１０は、最初に、その異常の原因を判定する。そして、電動機５〜８の制御の異常の原因が、電流センサ１６ａ、１６ｂやレゾルバ１７の故障にあると判定すると、ＥＣＵ１０は、レゾルバ角推定制御や電流推定制御において、それらのセンサ１６ａ、１６ｂ、１７によって検出されるはずであった検出値の推定値を求める。そして、ＥＣＵ１０は、異常となったセンサ１６ａ、１６ｂ、１７の検出結果ではなく、求めた推定値に基づいて、電動機５〜８を制御する。これにより、センサ１６ａ、１６ｂ、１７に故障が生じたとき、電動機５〜８の制御の異常の原因を取り除きつつ、電動機５〜８の制御を継続することが可能になる。   Therefore, in the present embodiment, when an abnormality occurs in the control of the electric motors 5 to 8, the ECU 10 executes the fail safe control shown below. The outline of the fail-safe control will be described. When an abnormality occurs in the control of the electric motors 5 to 8, the ECU 10 first determines the cause of the abnormality. If the ECU 10 determines that the cause of the abnormality in the control of the motors 5 to 8 is the failure of the current sensors 16a and 16b and the resolver 17, the ECU 10 performs the sensor 16a, 16b, The estimated value of the detected value that should have been detected by 17 is obtained. And ECU10 controls the motors 5-8 based on the calculated | required estimated value instead of the detection result of sensor 16a, 16b, 17 which became abnormal. Thereby, when a failure occurs in the sensors 16a, 16b, and 17, the control of the motors 5 to 8 can be continued while removing the cause of the control abnormality of the motors 5 to 8.

以下、フェイルセーフ制御の詳細について、図３のフローチャートなどを参照しつつ、説明する。図３のフローチャートは、フェイルセーフ制御の基本的な流れを説明するためのものであり、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。   Hereinafter, details of the fail-safe control will be described with reference to the flowchart of FIG. The flowchart in FIG. 3 is for explaining the basic flow of fail-safe control, and the routine shown in this flowchart is repeatedly executed at predetermined time intervals.

まず、ステップＳ１００では、電動機５〜８の制御に何らかの異常を生じさせるフェイルが発生したか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ１０の故障、インバータ１１の故障、電動機５〜８の通電経路における断線や過電流、バッテリ電圧の低下、電流センサ１６ａ、１６ｂやレゾルバ１７の故障などが、電動機５〜８の制御に異常を生じさせるフェイルとして検出される。ステップＳ１００において、フェイルが発生したと判定されるとステップＳ１１０の処理に進む。   First, in step S100, it is determined whether or not a failure that causes some abnormality in the control of the electric motors 5 to 8 has occurred. For example, a failure in the ECU 10, a failure in the inverter 11, a disconnection or overcurrent in the energization path of the motors 5-8, a decrease in battery voltage, a failure in the current sensors 16a, 16b and the resolver 17, etc. are abnormal in the control of the motors 5-8. It is detected as a failure that causes If it is determined in step S100 that a failure has occurred, the process proceeds to step S110.

ステップＳ１１０では、フェイルが発生したと判定した原因が、致命的なものか否かを判定する。例えば、フェイル発生と判定した原因が、１つ以上の電動機５〜８において、ステータコイルの短絡や、異常温度上昇などである場合、致命的であると判定する。この場合、運転者が意図しない車両の挙動の防止や、電動機５〜８の保護などのため、ステップＳ１８０に進んで、全ての電動機５〜８の制御を中止し、車両を停止させる。   In step S110, it is determined whether or not the cause of determining that the failure has occurred is fatal. For example, in one or more of the electric motors 5 to 8, when the cause of the occurrence of the failure is a short circuit of the stator coil or an abnormal temperature rise, it is determined that the failure is fatal. In this case, in order to prevent the behavior of the vehicle unintended by the driver or to protect the electric motors 5 to 8, the process proceeds to step S180, the control of all the electric motors 5 to 8 is stopped, and the vehicle is stopped.

ステップＳ１１０において、フェイル発生の原因が致命的なものではないと判定した場合には、ステップＳ１２０の処理に進む。ステップＳ１２０では、１つの車輪１〜４に対応する、１つの電動機５〜８だけが異常となっているか否かを判定する。この場合、２つ以上の電動機５〜８が異常となっていると判定されると、フェイル発生の原因が致命的な場合と同様に、ステップＳ１８０に進んで、車両を停止させる。一方、ステップＳ１２０において、１つの電動機５〜８だけが異常になっていると判定すると、ステップＳ１３０の処理に進む。なお、以降の説明では、電動機５が異常になったものと仮定して、説明を進める
ステップＳ１３０では、電動機５のレゾルバ１７に異常が発生しているか否か、すなわち、フェイル発生の原因が１つの電動機５におけるレゾルバ１７の異常であるか否かを判定する。なお、レゾルバ１７の異常としては、例えば、レゾルバ１７が出力すべき検出信号が消失してしまった場合や、正弦波状及び余弦波状の検出信号の振幅異常が生じた場合などが挙げられる。ステップＳ１３０において、レゾルバ１７に異常が発生していると判定した場合、ステップＳ１５０に進んで、レゾルバ角推定制御を実行する。このレゾルバ角推定制御に関しては、後に詳細に説明する。一方、ステップＳ１３０において、レゾルバ１７に異常は発生していないと判定すると、ステップＳ１４０の処理に進む。 If it is determined in step S110 that the cause of the failure is not fatal, the process proceeds to step S120. In step S120, it is determined whether only one motor 5-8 corresponding to one wheel 1-4 is abnormal. In this case, if it is determined that two or more electric motors 5 to 8 are abnormal, the process proceeds to step S180 and the vehicle is stopped as in the case where the cause of the failure is fatal. On the other hand, if it is determined in step S120 that only one of the motors 5 to 8 is abnormal, the process proceeds to step S130. In the following description, it is assumed that the motor 5 has become abnormal. In step S130, whether or not an abnormality has occurred in the resolver 17 of the motor 5, that is, the cause of the occurrence of failure is 1. It is determined whether or not the resolver 17 in one of the motors 5 is abnormal. Examples of the abnormality of the resolver 17 include a case where a detection signal to be output from the resolver 17 has disappeared, and a case where an amplitude abnormality of a sine wave and cosine wave detection signal occurs. If it is determined in step S130 that an abnormality has occurred in the resolver 17, the process proceeds to step S150, and resolver angle estimation control is executed. The resolver angle estimation control will be described in detail later. On the other hand, if it is determined in step S130 that no abnormality has occurred in the resolver 17, the process proceeds to step S140.

ステップＳ１４０では、電動機５の２つの電流センサ１６ａ、１６ｂのいずれか一方に異常が発生しているか否か、すなわち、フェイル発生の原因が、１つの電動機５におけるいずれか一方の電流センサ１６ａ、１６ｂの異常にあるか否かを判定する。なお、電流センサ１６ａ、１６ｂの場合も、レゾルバ１７の場合と同様に、検出信号の消失時や、検出信号の大きさの異常時などに、電流センサ１６ａ、１６ｂの異常とみなすことができる。ステップＳ１４０において、いずれか一方の電流センサ１６ａ、１６ｂに異常が発生していると判定した場合、ステップＳ１６０に進んで、電流推定制御を実行する。この電流推定制御に関しては、後に詳細に説明する。一方、ステップＳ１４０において、いれか一方の電流センサ１６ａ、１６ｂに異常は発生していないと判定すると、ステップＳ１７０の処理に進む。   In step S140, whether or not an abnormality has occurred in one of the two current sensors 16a and 16b of the electric motor 5, that is, the cause of the failure is one of the current sensors 16a and 16b in the single electric motor 5. It is determined whether or not there is an abnormality. In the case of the current sensors 16a and 16b, as in the case of the resolver 17, it can be considered that the current sensors 16a and 16b are abnormal when the detection signal disappears or when the magnitude of the detection signal is abnormal. If it is determined in step S140 that an abnormality has occurred in one of the current sensors 16a and 16b, the process proceeds to step S160 and current estimation control is executed. This current estimation control will be described in detail later. On the other hand, if it is determined in step S140 that no abnormality has occurred in one of the current sensors 16a and 16b, the process proceeds to step S170.

ステップＳ１７０では、１輪切り離し制御を実行する。ステップＳ１７０の処理が実行されるのは、１つの電動機５のみ異常となるフェイルが発生し、そのフェイル発生の原因が致命的なものではないが、かといって、レゾルバ１７や電流センサ１６ａ、１６ｂなどのセンサ系の異常に起因するものでもない状況である。このような状況は、例えば、１つの電動機５において、ステータコイルの断線が発生した場合や、インバータ１１内のスイッチング素子が故障したような場合に発生する。このような状況では、電動機５を正常に制御することはできない。そのため、上述した１輪切り離し制御により、異常が発生した電動機５を制御対象から外す。これにより、異常が発生した電動機５に対応する車輪１は駆動力を発生することができなくなる。そのため、この場合は、従来と同様に、残りの正常な電動機６〜８により、異常が発生した電動機５が発生すべき駆動トルクを補いつつ、制御を継続する。   In step S170, one-wheel separation control is executed. The process of step S170 is executed because an abnormal failure occurs only in one electric motor 5, and the cause of the failure is not fatal. However, the resolver 17 and the current sensors 16a and 16b are not. It is a situation that is not caused by an abnormality in the sensor system. Such a situation occurs, for example, when the stator coil is disconnected in one electric motor 5 or when the switching element in the inverter 11 is broken. In such a situation, the electric motor 5 cannot be controlled normally. Therefore, the motor 5 in which an abnormality has occurred is removed from the control target by the one-wheel disconnection control described above. Thereby, the wheel 1 corresponding to the electric motor 5 in which an abnormality has occurred cannot generate a driving force. Therefore, in this case, as in the conventional case, the remaining normal motors 6 to 8 continue the control while supplementing the drive torque that should be generated by the motor 5 in which an abnormality has occurred.

次に、図４のブロック図などを参照しつつ、レゾルバ角推定制御について説明する。電動機５のレゾルバ１７に異常が発生した場合、図４に示すように、レゾルバ１７は、正常な検出信号を出力することができなくなる。このため、電気角演算部２１及び回転数演算部２２は、レゾルバ１７から出力される検出信号に基づき、正しい電気角θｅ及び回転数ω１を演算することができない。   Next, the resolver angle estimation control will be described with reference to the block diagram of FIG. When an abnormality occurs in the resolver 17 of the electric motor 5, as shown in FIG. 4, the resolver 17 cannot output a normal detection signal. For this reason, the electrical angle calculator 21 and the rotational speed calculator 22 cannot calculate the correct electrical angle θe and rotational speed ω1 based on the detection signal output from the resolver 17.

そこで、本実施形態では、電気角及び回転数推定部２６において、異常が発生した１つの電動機５以外の正常な電動機６〜８に付随するレゾルバ１７及び操舵角センサ１５の検出信号から、異常が発生した１つの電動機５の電気角θｅ及び回転数ω１を推定演算することとした。以下、推定演算の具体例について説明する。   Therefore, in the present embodiment, in the electrical angle and rotation speed estimation unit 26, an abnormality is detected from detection signals of the resolver 17 and the steering angle sensor 15 associated with normal motors 6 to 8 other than the one motor 5 in which an abnormality has occurred. The electric angle θe and the rotational speed ω1 of one generated electric motor 5 are estimated and calculated. Hereinafter, a specific example of the estimation calculation will be described.

図５に示すような車両モデルを考えた場合、各車輪１〜４の位置における回転半径Ｒ１〜Ｒ４は、以下の数式１によって表すことができる。

When considering a vehicle model as shown in FIG. 5, the rotation radii R1 to R4 at the positions of the wheels 1 to 4 can be expressed by the following Equation 1.

なお、Ｌは前後の車輪軸の軸間距離、Ｔｆは舵取り車輪（前輪）間の距離であり、これらは車両の諸元から既知の数値である。また、αは回転外側車輪の舵取り角度、βは回転内側車輪の舵取り角度であり、操舵角センサ１５が検出する操舵角から求めることが可能である。   Note that L is the distance between the front and rear wheel axles, and Tf is the distance between the steering wheels (front wheels), which are known numerical values from vehicle specifications. Further, α is a steering angle of the rotating outer wheel, β is a steering angle of the rotating inner wheel, and can be obtained from the steering angle detected by the steering angle sensor 15.

そして、車輪１〜４の車輪半径をｒ１〜ｒ４とし、各電動機５〜８、つまり各車輪の回転数（回転速度）をω１〜ω４とし、車輪１〜４の速度をＶ１〜Ｖ４とし、車両の旋回速度をωＶとすると、以下の数式２に示す関係が成り立つ。

The wheel radii of the wheels 1 to 4 are r1 to r4, the motors 5 to 8, that is, the rotation speed (rotation speed) of each wheel is ω1 to ω4, the speed of the wheels 1 to 4 is V1 to V4, and the vehicle If the turning speed of ω is ωV, the relationship shown in the following formula 2 holds.

車輪１に対応する電動機５のレゾルバ１７が故障した場合、回転数ω１、ひいては車輪速度Ｖ１を算出することはできないが、その他の車輪２〜４に関しては、回転数ω２〜ω４、及び車輪速度Ｖ２〜Ｖ４を算出することが可能である。   When the resolver 17 of the electric motor 5 corresponding to the wheel 1 fails, the rotational speed ω1 and thus the wheel speed V1 cannot be calculated, but for the other wheels 2 to 4, the rotational speed ω2 to ω4 and the wheel speed V2 are not calculated. ~ V4 can be calculated.

従って、数式２における各車輪２〜４に関する式から、車両旋回速度ωＶは、以下の数式３のように表すことができる。

Therefore, the vehicle turning speed ωV can be expressed as the following Expression 3 from the expressions related to the wheels 2 to 4 in Expression 2.

数式３を、数式２の車輪１に関する式に代入することにより、車輪１の回転数ω１は、以下の数式４によって表すことができる。

By substituting Expression 3 into the expression related to the wheel 1 in Expression 2, the rotational speed ω1 of the wheel 1 can be expressed by Expression 4 below.

このようにして、電動機５の回転数に相当する車輪１の回転数ω１を、他の車輪の回転数ω２〜ω４及び操舵角から演算により求めることができる。そして、車輪１の回転数ω１から、以下に説明する演算式を用いて電気角の推定値θｅ_ｅｓｔを求めることができる。   In this way, the rotational speed ω1 of the wheel 1 corresponding to the rotational speed of the electric motor 5 can be obtained by calculation from the rotational speeds ω2 to ω4 of other wheels and the steering angle. Then, an estimated value θe_est of the electrical angle can be obtained from the rotational speed ω1 of the wheel 1 using an arithmetic expression described below.

ただし、演算により求めた電気角の推定値θｅ_ｅｓｔは、後述するように、車輪の回転数ω１を積分していくことで、推定レゾルバ角θｒ_ｅｓｔを求め、その推定レゾルバ角θｒ_ｅｓｔにレゾルバの極対数と軸倍角により定まる変換係数Ｎを乗じることによって求められる。このため、推定レゾルバ角θｒ_ｅｓｔに誤差が含まれていると、電気角の推定値θｅ_ｅｓｔを求める際に、その誤差が累積され、大きな誤差を含むことになる。   However, as will be described later, the estimated electrical angle θe_est obtained by the calculation is obtained by integrating the rotational speed ω1 of the wheel to obtain the estimated resolver angle θr_est, and the estimated resolver angle θr_est is calculated as the pole pair number of the resolver. It is obtained by multiplying the conversion coefficient N determined by the shaft double angle. For this reason, if an error is included in the estimated resolver angle θr_est, when the estimated value θe_est of the electrical angle is obtained, the error is accumulated and includes a large error.

そこで、本実施形態では、推定レゾルバ角θｒ_ｅｓｔの誤差を補正する。具体的には、まず、求めた電気角の推定値θｅ_ｅｓｔから、以下の数式５に従って、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑとを求め、その求めたｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑとによって決定される電流推定値Ｉｅｓｔの電流位相θＩを、数式６に従って算出する。

Therefore, in the present embodiment, the error of the estimated resolver angle θr_est is corrected. Specifically, first, a d-axis current Id and a q-axis current Iq are obtained from the obtained electrical angle estimated value θe_est according to the following formula 5, and the obtained d-axis current Id and q-axis current Iq are used. The current phase θI of the determined current estimated value Iest is calculated according to Equation 6.

上述したように、本実施形態では、電流制御部２５は、電動機５の発生する駆動トルクが目標駆動トルクに一致するように、ＰＷＭ信号を生成する。従って、目標駆動トルクに対応する電流指令Ｉｃｏｍと、上述した電流推定値Ｉｅｓｔとをｄｐ座標において示した場合、電気角の推定値θｅ_ｅｓｔの誤差が小さければ、図６に示すように、電流推定値Ｉｅｓｔは、電流指令Ｉｃｏｍに比較的近い位置となる。   As described above, in the present embodiment, the current control unit 25 generates the PWM signal so that the driving torque generated by the electric motor 5 matches the target driving torque. Therefore, when the current command Icom corresponding to the target drive torque and the above-described current estimated value Iest are indicated in the dp coordinate, if the error of the electrical angle estimated value θe_est is small, as shown in FIG. Iest is a position relatively close to the current command Icom.

換言すると、電気角の推定値θｅ_ｅｓｔの誤差が相対的に小さいときには、図７（ａ）に示すように、所定時間内の電流指令Ｉｃｏｍに対する電流推定値Ｉｅｓｔのブレは、比較的小さい範囲に収まる。一方、電気角の推定値θｅ_ｅｓｔの誤差が相対的に大きいときには、図７（ｂ）に示すように、所定時間内の電流指令Ｉｃｏｍに対する電流推定値Ｉｅｓｔのブレは、比較的大きな範囲に及ぶ。   In other words, when the error of the electrical angle estimated value θe_est is relatively small, as shown in FIG. 7A, the fluctuation of the current estimated value Iest with respect to the current command Icom within a predetermined time is within a relatively small range. . On the other hand, when the error of the electrical angle estimated value θe_est is relatively large, as shown in FIG. 7B, the fluctuation of the current estimated value Iest with respect to the current command Icom within a predetermined time spans a relatively large range.

この電流指令Ｉｃｏｍに対する電流推定値Ｉｅｓｔのブレの大きさは、電気角の推定値θｅ_ｅｓｔの誤差の大きさに対応している。そのため、本実施形態では、電流指令Ｉｃｏｍに対する電流推定値Ｉｅｓｔのブレの大きさから、以下に示す数式７を用いて、推定レゾルバ角θｒ_ｅｓｔに対する誤差補正値θｒ_ｏｆｆｓｅｔを算出する。より具体的には、電流指令Ｉｃｏｍに対する電流推定値Ｉｅｓｔのブレの大きさは、電流位相を用いて表すことができ、所定時間内における電流推定値Ｉｅｓｔの電流位相θＩの平均値と、電流指令Ｉｃｏｍの電流位相θＩｃｏｍとの差から、誤差補正値θｒ_ｏｆｆｓｅｔを算出する。

The magnitude of the fluctuation of the current estimation value Iest with respect to the current command Icom corresponds to the magnitude of the error of the electrical angle estimation value θe_est. Therefore, in the present embodiment, the error correction value θr_offset for the estimated resolver angle θr_est is calculated from the magnitude of the fluctuation of the current estimated value Iest with respect to the current command Icom, using Equation 7 shown below. More specifically, the magnitude of the fluctuation of the current estimation value Iest with respect to the current command Icom can be expressed using the current phase, and the average value of the current phase θI of the current estimation value Iest within a predetermined time and the current command The error correction value θr_offset is calculated from the difference between Icom and the current phase θIcom.

なお、Ｔ１、Ｔ２は電流位相θＩの平均値を求める所定時間を規定するものである。   T1 and T2 define a predetermined time for obtaining the average value of the current phase θI.

この誤差補正値θｒ_ｏｆｆｓｅｔを用い、以下の数式８に従い、推定レゾルバ角θｒ_ｅｓｔを求める。

Using this error correction value θr_offset, an estimated resolver angle θr_est is obtained according to the following Equation 8.

なお、θｒ０は、レゾルバ１７の故障が発生した時点におけるレゾルバ角初期値である。   Θr0 is an initial resolver angle value at the time when the resolver 17 fails.

このように、レゾルバ角初期値θｒ０に対して、微小時間ごとに車輪の回転数ω１を積分してレゾルバ角の変化分を求めて加算しつつ、さらに誤差補正値θｒ_ｏｆｆｓｅｔを加えることにより、推定レゾルバ角θｒ_ｅｓｔを求める。   Thus, the estimated resolver angle is added to the estimated resolver angle θr0 by adding the error correction value θr_offset to the resolver angle initial value θr0 by integrating the rotational speed ω1 of the wheel every minute time to obtain and add the change in the resolver angle. The angle θr_est is obtained.

そして、レゾルバ１７の取り付け時のオフセットｏｆｆｓｅｔの影響を排除しつつ、レゾルバ角を電気角に変換するため、以下の数式９により、電気角の推定値θｅ_ｅｓｔを算出する。

Then, in order to convert the resolver angle into the electrical angle while eliminating the influence of the offset offset when the resolver 17 is attached, the electrical angle estimated value θe_est is calculated by the following formula 9.

なお、Ｎはレゾルバの極対数と軸倍角により定まる変換係数である。   N is a conversion coefficient determined by the number of pole pairs of the resolver and the shaft angle multiplier.

以上のようにして、ＥＣＵ１０は、レゾルバ１７が故障した電動機５の電気角の推定値θｅ_ｅｓｔを算出すると、この推定値に基づいて、電流座標変換部２３が座標変換を行い、トルク推定部２４が駆動トルクの推定値を算出する。従って、レゾルバ１７が故障した場合であっても、電動機５の制御を継続することができる。   As described above, when the ECU 10 calculates the estimated value θe_est of the electric angle of the motor 5 in which the resolver 17 has failed, the current coordinate conversion unit 23 performs coordinate conversion based on the estimated value, and the torque estimation unit 24 An estimated value of the drive torque is calculated. Therefore, even when the resolver 17 is out of order, the control of the electric motor 5 can be continued.

次に、図８のブロック図などを参照しつつ、電流推定制御について説明する。電動機５の２つの電流センサ１６ａ、１６ｂのいずれか一方に異常が発生した場合、例えば、図８に示すようにＶ相電流センサ１６ａが異常となった場合、Ｖ相電流センサ１６ａは、正常な検出信号を出力することができなくなる。このため、電流座標変換部２３は、２つの電流センサ１６ａ、１６ｂが検出する電流値から、正しいｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを求めることができない。   Next, the current estimation control will be described with reference to the block diagram of FIG. When an abnormality occurs in one of the two current sensors 16a and 16b of the electric motor 5, for example, when the V-phase current sensor 16a becomes abnormal as shown in FIG. 8, the V-phase current sensor 16a is normal. The detection signal cannot be output. For this reason, the current coordinate converter 23 cannot obtain the correct d-axis current Id and q-axis current Iq from the current values detected by the two current sensors 16a and 16b.

そこで、本実施形態では、電流推定制御を実行し、電流推定部２７において、異常となったＶ相電流センサ１６ａが検出すべき、Ｖ相電流を推定演算することとした。以下、推定演算の具体例について説明する。   Therefore, in this embodiment, the current estimation control is executed, and the current estimation unit 27 estimates and calculates the V-phase current that should be detected by the abnormal V-phase current sensor 16a. Hereinafter, a specific example of the estimation calculation will be described.

図９、図１０に示すように、各電動機５〜８に流れる電流振幅（電流ベクトルの大きさ）をＡＩ１〜ＡＩ４とし、バッテリ１２からインバータ１１に供給される電流をＩ５とし、配線やインバータ１１での損失をｌｏｓｓとすると、以下の数式１０に示す式が成り立つ。

As shown in FIGS. 9 and 10, the current amplitude (magnitude of the current vector) flowing through each of the motors 5 to 8 is AI1 to AI4, the current supplied from the battery 12 to the inverter 11 is I5, and the wiring and the inverter 11 Assuming that loss at is loss, the following equation 10 is established.

一方、電動機５においては、以下の数式１１に示すように、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗの合計はゼロになる。

On the other hand, in the electric motor 5, as shown in the following formula 11, the sum of the U-phase current Iu, the V-phase current Iv, and the W-phase current Iw becomes zero.

また、電動機５のＵ相電流Ｉｕは、電流振幅AＩ１と電気角θｅとを用いて、数式１２のように表すことができる。

Further, the U-phase current Iu of the electric motor 5 can be expressed as Equation 12 using the current amplitude AI1 and the electrical angle θe.

従って、数式１０〜数式１２から、Ｖ相電流推定値Ｉｖ_ｅｓｔは、以下の数式１３から求めることができる。

Therefore, the V-phase current estimated value Iv_est can be obtained from the following Equation 13 from Equations 10 to 12.

このように、電流推定部２７は、２つの電流センサ１６ａ、１６ｂのいずれか一方に異常が生じた場合に、その異常となった電流センサが検出すべき電流の推定値を演算する。このため、一方の電流センサが故障しても、電流座標変換部２３において、座標変換により、正しいｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを算出することが可能となる。   As described above, when an abnormality occurs in one of the two current sensors 16a and 16b, the current estimation unit 27 calculates an estimated current value to be detected by the abnormal current sensor. Therefore, even if one of the current sensors fails, the current coordinate conversion unit 23 can calculate the correct d-axis current Id and q-axis current Iq by coordinate conversion.

１〜４ 車輪
５〜８ 電動機
１０ ＥＣＵ
１１ インバータ
１２ バッテリ
２０ａ、２０ｂ Ａ／Ｄ変換部
２１ 電気角演算部
２２ 回転数演算部
２３ 電流座標変換部
２３ トルク推定部
２５ 電流制御部
２６ 電気角及び回転数推定部
２７ 電流推定部 1-4 Wheel 5-8 Electric motor 10 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Inverter 12 Battery 20a, 20b A / D conversion part 21 Electrical angle calculation part 22 Rotation speed calculation part 23 Current coordinate conversion part 23 Torque estimation part 25 Current control part 26 Electrical angle and rotation speed estimation part 27 Current estimation part

Claims (5)

車両の各車輪（１〜４）にそれぞれ設けられ、対応する車輪に駆動力を与える複数の駆動用モータ（５〜８）と、
前記各車輪の駆動用モータに対応して設けられ、該当する駆動用モータの動作に関連する物理量を検出するための複数の検出手段（１６ａ、１６ｂ、１７）と、
前記検出手段の検出信号から得られる前記駆動用モータの動作に関連する物理量に基づいて、前記各車輪の前記駆動用モータを制御する制御手段（１０）と、
前記駆動用モータの制御に異常が生じた場合に、その異常の原因を判定する原因判定手段（Ｓ１１０〜Ｓ１４０）と、
前記原因判定手段により、前記駆動用モータの制御の異常の原因が、前記検出手段の故障にあると判定された場合、前記検出手段の検出信号から得られるはずの前記駆動用モータの動作に関連する物理量の推定値を求める推定手段（２６、２７）と、を備え、
前記制御手段は、前記検出手段が故障し、前記推定手段によって前記駆動用モータの動作に関連する物理量の推定値が求められたとき、その物理量の推定値に基づいて、前記駆動用モータを制御するものであり、
前記推定手段は、１つの車輪の駆動用モータに対応する検出手段が故障した場合に、その故障した検出手段の検出信号から得られるはずの物理量を、少なくとも、前記１つの車輪以外の残りの車輪の駆動用モータに対応する前記検出手段から出力される検出信号を用いて推定するものであり、
前記制御手段は、１つの車輪の駆動用モータに対応する検出手段が故障した場合、前記推定手段によって求められる推定値に基づいて前記駆動用モータの制御を継続し、２つ以上の車輪の駆動用モータに対応する検出手段が故障した場合、全ての前記駆動用モータの制御を停止することを特徴とする車両制御装置。 A plurality of drive motors (5 to 8) , which are respectively provided on the wheels (1 to 4) of the vehicle, and apply driving force to the corresponding wheels ;
A plurality of detection means (16a, 16b, 17) provided corresponding to the driving motors of the wheels, for detecting physical quantities related to the operation of the corresponding driving motors;
Control means (10) for controlling the drive motor of each wheel based on a physical quantity related to the operation of the drive motor obtained from the detection signal of the detection means;
Cause determination means (S110 to S140) for determining the cause of an abnormality when an abnormality occurs in the control of the drive motor;
When the cause determining means determines that the cause of the control abnormality of the driving motor is a failure of the detecting means, it relates to the operation of the driving motor that should be obtained from the detection signal of the detecting means. Estimation means (26, 27) for obtaining an estimated value of the physical quantity to be
The control means controls the driving motor based on the estimated physical quantity when the detecting means fails and the estimated means obtains an estimated value of the physical quantity related to the operation of the driving motor. Is what
When the detection unit corresponding to the driving motor for one wheel fails, the estimation unit calculates a physical quantity that should be obtained from the detection signal of the failed detection unit, at least for the remaining wheels other than the one wheel. Is estimated using a detection signal output from the detection means corresponding to the drive motor of
The control means continues to control the drive motor based on the estimated value obtained by the estimation means when the detection means corresponding to the drive motor for one wheel fails, and drives two or more wheels. A vehicle control device characterized by stopping control of all the drive motors when a detection means corresponding to the motor for use fails . 車両の各車輪（１〜４）にそれぞれ設けられ、対応する車輪に駆動力を与える複数の駆動用モータ（５〜８）と、
前記各車輪の駆動用モータに対応して設けられ、該当する駆動用モータの動作に関連する物理量を検出するための複数の検出手段（１６ａ、１６ｂ、１７）と、
前記検出手段の検出信号から得られる前記駆動用モータの動作に関連する物理量に基づいて、前記各車輪の前記駆動用モータを制御する制御手段（１０）と、
前記駆動用モータの制御に異常が生じた場合に、その異常の原因を判定する原因判定手段（Ｓ１１０〜Ｓ１４０）と、
前記原因判定手段により、前記駆動用モータの制御の異常の原因が、前記検出手段の故障にあると判定された場合、前記検出手段の検出信号から得られるはずの前記駆動用モータの動作に関連する物理量の推定値を求める推定手段（２６、２７）と、を備え、
前記制御手段は、前記検出手段が故障し、前記推定手段によって前記駆動用モータの動作に関連する物理量の推定値が求められたとき、その物理量の推定値に基づいて、前記駆動用モータを制御するものであり、
さらに、操舵角を検出する操舵角検出手段（１５）を有し、
前記検出手段（１７）は、前記駆動用モータによって駆動される車輪の回転に応じた検出信号を出力するものであり、
前記推定手段（２６）は、１つの車輪の駆動用モータに対応する前記検出手段が故障したとき、前記操舵角検出手段によって検出される操舵角と、前記検出手段が故障した前記１つの車輪以外の、残りの車輪の駆動用モータに対応する前記検出手段から出力される検出信号とに基づいて、前記１つの車輪の回転数の推定値を求めることを特徴とする車両制御装置。 A plurality of drive motors (5 to 8), which are respectively provided on the wheels (1 to 4) of the vehicle, and apply driving force to the corresponding wheels;
A plurality of detection means (16a, 16b, 17) provided corresponding to the driving motors of the wheels, for detecting physical quantities related to the operation of the corresponding driving motors;
Control means (10) for controlling the drive motor of each wheel based on a physical quantity related to the operation of the drive motor obtained from the detection signal of the detection means;
Cause determination means (S110 to S140) for determining the cause of an abnormality when an abnormality occurs in the control of the drive motor;
When the cause determining means determines that the cause of the control abnormality of the driving motor is a failure of the detecting means, it relates to the operation of the driving motor that should be obtained from the detection signal of the detecting means. Estimation means (26, 27) for obtaining an estimated value of the physical quantity to be
The control means controls the driving motor based on the estimated physical quantity when the detecting means fails and the estimated means obtains an estimated value of the physical quantity related to the operation of the driving motor. Is what
Furthermore, it has a steering angle detection means (15) for detecting the steering angle,
The detection means (17) outputs a detection signal corresponding to the rotation of a wheel driven by the drive motor,
The estimation means (26) is other than the steering angle detected by the steering angle detection means when the detection means corresponding to the drive motor for one wheel fails, and the one wheel where the detection means has failed. of the remaining based on the detection signal output from said detecting means corresponding to the drive motor of the wheel, said one wheel drive both the controller you and obtains the estimated value of the rotational speed of the. 前記推定手段は、さらに、前記１つの車輪の回転数の推定値から、対応する前記駆動用モータの電気角の推定値を算出し、
前記制御手段は、前記推定手段が推定した電気角の推定値に基づき、前記駆動用モータを制御するものであって、
前記推定手段は、前記電気角の推定値から前記駆動用モータの通電電流の電流位相を算出し、その算出した電流位相の、目標とする電流位相に対するばらつきの大きさから、前記電気角の推定値に対する補正値を算出し、この補正値により補正した前記電気角の推定値を算出することを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。 The estimation means further calculates an estimated value of the electrical angle of the corresponding drive motor from the estimated value of the rotation speed of the one wheel,
The control means controls the drive motor based on the estimated value of the electrical angle estimated by the estimation means,
The estimation means calculates a current phase of the energization current of the driving motor from the estimated value of the electrical angle, and estimates the electrical angle from the magnitude of variation of the calculated current phase with respect to a target current phase. The vehicle control device according to claim 2 , wherein a correction value for the value is calculated, and an estimated value of the electrical angle corrected by the correction value is calculated. 車両の各車輪（１〜４）にそれぞれ設けられ、対応する車輪に駆動力を与える複数の駆動用モータ（５〜８）と、
前記各車輪の駆動用モータに対応して設けられ、該当する駆動用モータの動作に関連する物理量を検出するための複数の検出手段（１６ａ、１６ｂ、１７）と、
前記検出手段の検出信号から得られる前記駆動用モータの動作に関連する物理量に基づいて、前記各車輪の前記駆動用モータを制御する制御手段（１０）と、
前記駆動用モータの制御に異常が生じた場合に、その異常の原因を判定する原因判定手段（Ｓ１１０〜Ｓ１４０）と、
前記原因判定手段により、前記駆動用モータの制御の異常の原因が、前記検出手段の故障にあると判定された場合、前記検出手段の検出信号から得られるはずの前記駆動用モータの動作に関連する物理量の推定値を求める推定手段（２６、２７）と、を備え、
前記制御手段は、前記検出手段が故障し、前記推定手段によって前記駆動用モータの動作に関連する物理量の推定値が求められたとき、その物理量の推定値に基づいて、前記駆動用モータを制御するものであり、
さらに、車載バッテリ（１２）から、前記複数の駆動用モータにそれぞれ通電される電流を合算した総電流を検出する総電流検出手段を有し、
前記検出手段（１６ａ、１６ｂ）は、対応する前記駆動用モータに通電される電流を検出するものであり、
前記推定手段（２７）は、１つの車輪の駆動用モータに対応する前記検出手段が故障したとき、前記総電流検出手段によって検出される総電流と、前記検出手段が故障した前記１つの車輪以外の、残りの車輪の駆動用モータに対応する前記検出手段から出力される検出信号とに基づいて、前記１つの車輪の駆動用モータに通電される電流の推定値を求めることを特徴とする車両制御装置。 A plurality of drive motors (5 to 8), which are respectively provided on the wheels (1 to 4) of the vehicle, and apply driving force to the corresponding wheels;
A plurality of detection means (16a, 16b, 17) provided corresponding to the driving motors of the wheels, for detecting physical quantities related to the operation of the corresponding driving motors;
Control means (10) for controlling the drive motor of each wheel based on a physical quantity related to the operation of the drive motor obtained from the detection signal of the detection means;
Cause determination means (S110 to S140) for determining the cause of an abnormality when an abnormality occurs in the control of the drive motor;
When the cause determining means determines that the cause of the control abnormality of the driving motor is a failure of the detecting means, it relates to the operation of the driving motor that should be obtained from the detection signal of the detecting means. Estimation means (26, 27) for obtaining an estimated value of the physical quantity to be
The control means controls the driving motor based on the estimated physical quantity when the detecting means fails and the estimated means obtains an estimated value of the physical quantity related to the operation of the driving motor. Is what
Furthermore, the vehicle-mounted battery (12) has a total current detecting means for detecting a total current obtained by summing currents respectively supplied to the plurality of drive motors,
The detection means (16a, 16b) detects a current supplied to the corresponding drive motor,
The estimation means (27) is other than the total current detected by the total current detection means when the detection means corresponding to the drive motor for one wheel fails, and the one wheel where the detection means has failed. of, on the basis of the detection signal output from said detecting means corresponding to the drive motor of the remaining wheels, you and obtains the estimated value of the current applied to the one of the drive motors of the wheels car both control device. 前記駆動用モータは、３相モータであり、
前記検出手段は、前記駆動用モータの３相の通電相の内、２相の通電相の電流をそれぞれ検出する第１検出手段と第２検出手段とからなり、
前記推定手段は、前記１つの車輪の駆動用モータに対応する前記第１検出手段と前記第２検出手段との一方が故障したとき、前記第１検出手段と前記第２検出手段との他方によって出力される検出信号と、前記総電流検出手段によって検出される総電流と、前記第１検出手段と前記第２検出手段との一方が故障した前記１つの車輪以外の、残りの車輪の駆動用モータに対応する前記検出手段から出力される検出信号とに基づいて、故障した前記第１検出手段と前記第２検出手段との一方によって検出されるべき、前記駆動用モータの１相の通電相の電流の推定値を算出することを特徴とする請求項４に記載の車両制御装置。 The driving motor is a three-phase motor,
The detection means includes a first detection means and a second detection means for detecting currents of the two energized phases among the three energized phases of the drive motor,
When the one of the first detection unit and the second detection unit corresponding to the driving motor for one wheel fails, the estimation unit is operated by the other of the first detection unit and the second detection unit. For driving the remaining wheels other than the one detection wheel in which one of the detection signal to be output, the total current detected by the total current detection unit, and the first detection unit or the second detection unit fails One energization phase of the drive motor to be detected by one of the failed first detection means and second detection means based on the detection signal output from the detection means corresponding to the motor The vehicle control device according to claim 4 , wherein an estimated value of the current is calculated.

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