JP6151107B2

JP6151107B2 - Failure detection device

Info

Publication number: JP6151107B2
Application number: JP2013135686A
Authority: JP
Inventors: 和治木寺; 貴史島田; 総一郎植浦
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: JP2015010904A

Description

本発明は、ホールセンサの故障を検知する故障検知装置に関する。 The present invention relates to a failure detection device that detects a failure of a hall sensor.

モータの回転子の位置（電気角）をホールセンサ等の検出器によって検出し、その検出結果に応じてモータを制御する技術が知られている。特に、電動パワーステアリングや電動ブレーキシステム等に用いられるモータの制御には、トルク変動を小さくするためにレゾルバ等の高分解能センサが用いられている。 A technique is known in which the position (electrical angle) of a rotor of a motor is detected by a detector such as a hall sensor and the motor is controlled according to the detection result. In particular, a high resolution sensor such as a resolver is used to control a motor used in an electric power steering, an electric brake system, or the like in order to reduce torque fluctuation.

例えば、特許文献１には、検出器であるレゾルバから入力される正弦波信号及び余弦波信号の振幅最大値を電気角の周期ごとに算出し、それぞれの振幅最大値と閾値振幅との比較結果に基づいてレゾルバの故障を検出する故障検出装置について記載されている。 For example, in Patent Document 1, maximum amplitude values of a sine wave signal and a cosine wave signal input from a resolver that is a detector are calculated for each electrical angle period, and a comparison result between each maximum amplitude value and a threshold amplitude. Describes a failure detection device for detecting resolver failures based on the above.

特開２０１１−８９９３５号公報JP 2011-89935 A

レゾルバ（検出器）は、比較的高分解能であるという特長を有するものの、ホールセンサを用いる場合と比較してコストがかかるとともに、レゾルバからの信号を処理するための制御回路が複雑になるという問題がある。 Although the resolver (detector) has a feature of relatively high resolution, it costs more than the case of using a hall sensor, and the control circuit for processing the signal from the resolver becomes complicated. There is.

また、特許文献１に記載の技術では、正弦波信号及び余弦波信号の一周期当たりのサンプル数が少ない場合、レゾルバの故障判定が可能であっても敢えて先延ばしして、サンプル数を徐々に増やしていく。したがって、レゾルバが故障した場合でも、判定結果を出力するまでに所定の時間を要し、レゾルバの故障を早期に検知できない可能性がある。 Further, in the technique described in Patent Document 1, when the number of samples per cycle of the sine wave signal and the cosine wave signal is small, even if the resolver failure can be determined, the process is deferred and the number of samples is gradually increased. Increase it. Therefore, even when the resolver fails, it takes a predetermined time to output the determination result, and there is a possibility that the resolver failure cannot be detected early.

また、電気角の検出器として比較的安価なホールセンサを用い、ホールセンサからのデジタル信号が全てHigh、又は全てLowである場合に限って故障ありと判定する場合、次のような問題が生じる。すなわち、この場合、全てのホールセンサが故障した時点で故障ありと検知するため、故障検知までに時間がかかり過ぎるという問題がある。 In addition, when using a relatively inexpensive Hall sensor as an electrical angle detector and determining that there is a failure only when the digital signals from the Hall sensor are all high or all low, the following problems arise: . That is, in this case, since all the hall sensors are detected as having failed at the time of failure, there is a problem that it takes too much time to detect the failure.

そこで本発明は、ホールセンサの故障を適切に検知可能な故障検知装置を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the failure detection apparatus which can detect the failure of a Hall sensor appropriately.

前記した課題を解決するための手段として、本発明に係る故障検知装置は、モータに設置される複数のホールセンサから、前記モータの駆動に伴う磁束の変化に応じたデジタル信号が入力されるとともに、各デジタル信号の組合わせに対応して前記モータの電気角を演算する電気角演算手段と、前記電気角演算手段によって演算される電気角に基づいて、複数の前記ホールセンサのうち少なくとも一つが故障したか否かを判定する故障判定手段と、前記電気角演算手段によって演算される電気角の変化量を所定時間ごとに演算し、前記故障判定手段に出力する電気角変化量演算手段と、を備え、前記電気角演算手段は、前記組合わせが全てHigh、又は全てLowである場合、前記モータの電気角として０°未満又は３６０°よりも大きい第１所定値を前記故障判定手段に出力し、前記故障判定手段は、前記電気角演算手段から前記第１所定値が少なくとも一回入力され、かつ、前記電気角変化量演算手段から、その絶対値が複数の前記ホールセンサの電気角分解能よりも大きい第２所定値以上である変化量が少なくとも一回入力された場合、複数の前記ホールセンサのうち少なくとも一つが故障したと判定することを特徴とする。 As a means for solving the above-described problem, the failure detection apparatus according to the present invention receives a digital signal corresponding to a change in magnetic flux accompanying driving of the motor from a plurality of hall sensors installed in the motor. And at least one of the plurality of Hall sensors based on the electrical angle calculated by the electrical angle calculation means, and an electrical angle calculation means for calculating the electrical angle of the motor corresponding to each combination of digital signals. A failure determination means for determining whether or not a failure has occurred; an electrical angle change amount calculated by the electrical angle calculation means; and an electrical angle change amount calculation means for outputting to the failure determination means; The electrical angle calculation means includes a first predetermined value that is less than 0 ° or greater than 360 ° as the electrical angle of the motor when the combinations are all high or all low. Output to the failure determining means, the failure determining means, wherein the first predetermined value from the electrical angle calculation means is input at least once, and from the electric angle change amount calculation means, the absolute value of a plurality of the It is determined that at least one of the plurality of Hall sensors has failed when a change amount equal to or greater than a second predetermined value larger than the electrical angle resolution of the Hall sensor is input at least once .

このような構成によれば、各ホールセンサから入力されるデジタル信号の組合わせが全てHigh、又は全てLowである場合、電気角演算手段はモータの電気角として第１所定値を出力する。
例えば、複数のホールセンサのうち少なくとも一つが故障して、常にHighのデジタル信号を出力し続けた場合、時々刻々と変化する各ホールセンサの出力値が全てHighになる状態が、電気角の一周期において少なくとも一回は生じる。 According to such a configuration, when the combination of the digital signals input from the hall sensors is all high or all low, the electrical angle calculation means outputs the first predetermined value as the electrical angle of the motor.
For example, if at least one of a plurality of hall sensors fails and a high digital signal is constantly output, the state in which the output values of the hall sensors that change from moment to moment all become high is one of the electrical angles. Occurs at least once in a cycle.

ここで、電気角を表すHigh／Lowの組合わせが全てHighである場合、電気角演算手段から出力される第１所定値は、０°未満又は３６０°よりも大きい値として設定されている。つまり、第１所定値は、複数のホールセンサが全て正常である（電気角が、０°以上３６０°以下）場合、電気角として出力されない値として第１所定値が設定されている。
したがって、故障判定手段によって、全てのホールセンサが正常である状態と、少なくとも一つのホールセンサが故障している状態と、を明確に区別することができ、ホールセンサの故障を適切に検知できる。 Here, when all combinations of High / Low representing the electrical angle are High, the first predetermined value output from the electrical angle calculation means is set as a value less than 0 ° or greater than 360 °. That is, the first predetermined value is set as a value that is not output as an electrical angle when all of the plurality of Hall sensors are normal (the electrical angle is 0 ° or more and 360 ° or less).
Therefore, the failure determination means can clearly distinguish between a state in which all the hall sensors are normal and a state in which at least one hall sensor has failed, and the failure of the hall sensor can be detected appropriately.

また、故障判定手段は、電気角演算手段から第１所定値が少なくとも一回入力され、かつ、電気角変化量演算手段から絶対値が第２所定値以上である変化量が少なくとも一回入力された場合、少なくとも一つのホールセンサが故障したと判定する。
ここで、第２所定値は、複数のホールセンサの電気角分解能よりも大きい値（つまり、所定時間ごとに演算される電気角の変化量として、正常時には出力されない値）として設定されている。このように、モータの電気角と、その電気角の変化量と、に基づいてホールセンサの故障を検知するため、信頼性の高い故障検知装置を提供できる。 Further, the failure determination means receives the first predetermined value from the electrical angle calculation means at least once, and the change amount whose absolute value is greater than or equal to the second predetermined value from the electrical angle change amount calculation means at least once. If it is determined that at least one hall sensor has failed.
Here, the second predetermined value is set as a value that is larger than the electrical angle resolution of the plurality of Hall sensors (that is, a value that is not output as a change amount of the electrical angle calculated every predetermined time). Thus, since the failure of the Hall sensor is detected based on the electrical angle of the motor and the amount of change in the electrical angle, a highly reliable failure detection device can be provided.

また、前記第１所定値は、０°未満又は３６０°よりも大きい角度（６０°×ｎ）として予め設定されていることが好ましい。ここで、ｎは０〜６を除く整数である。 The first predetermined value is preferably set in advance as an angle (60 ° × n) of less than 0 ° or greater than 360 °. Here, n is an integer excluding 0-6.

このような構成によれば、第１所定値として（６０°×ｎ）が予め設定されている（ただし、ｎは０〜６を除く整数である）。例えば、各ホールセンサから入力されるデジタル信号の組合せが全てHighであった場合、電気角演算手段は第１所定値として電気角（６０°×ｎ）を故障判定手段に出力する。これによって、モータの制御に不具合を生ずることなくホールセンサの故障を適切に検知できる。 According to such a configuration, (60 ° × n) is preset as the first predetermined value (where n is an integer other than 0 to 6). For example, when all combinations of digital signals input from the hall sensors are High, the electrical angle calculation means outputs the electrical angle (60 ° × n) as the first predetermined value to the failure determination means. As a result, it is possible to appropriately detect a failure of the Hall sensor without causing a problem in the control of the motor.

また、前記故障判定手段は、運転者による操作に応じて正回転又は逆回転する前記モータに設置される複数の前記ホールセンサのうち少なくとも一つが故障したか否かを判定することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the failure determination means determines whether at least one of the plurality of hall sensors installed in the motor that rotates forward or backward according to an operation by a driver has failed.

このような構成によれば、運転者による操作に応じて正回転又は逆回転するモータに設置される複数のホールセンサの故障を適切に検知できる。 According to such a configuration, it is possible to appropriately detect a failure of a plurality of hall sensors installed in a motor that rotates forward or reversely according to an operation by a driver.

本発明によれば、ホールセンサの故障を適切に検知可能な故障検知装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the failure detection apparatus which can detect the failure of a Hall sensor appropriately can be provided.

本発明の一実施形態に係る故障検知装置を含む概略構成図である。It is a schematic structure figure containing a failure detection device concerning one embodiment of the present invention. 故障検知装置を含む制御装置の構成図である。It is a block diagram of the control apparatus containing a failure detection apparatus. （ａ）は正常時におけるホールセンサの出力電圧の波形図であり、（ｂ）は正常時における実際の電気角、各ホールセンサから出力されるデジタル信号、及び電気角演算部の出力値θ_ｅの関係を示す説明図であり、（ｃ）はホールセンサから出力されるデジタル信号が全てHigh、又は全てLowである場合の説明図である。(A) is a waveform diagram of the output voltage of the Hall sensor at the normal time, (b) is the actual electrical angle at the normal time, the digital signal output from each Hall sensor, and the output value θ _{e of the} electrical angle calculation unit (C) is an explanatory diagram when the digital signals output from the Hall sensor are all high or all low. 制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which a control apparatus performs. （ａ）は１個のホールセンサがHigh張り付き故障となった場合の説明図であり、（ｂ）は１個のホールセンサがLow張り付き故障となった場合の説明図である。(A) is explanatory drawing when one Hall sensor becomes high sticking failure, (b) is explanatory drawing when one Hall sensor becomes low sticking failure. （ａ）は２個のホールセンサがHigh張り付き故障となった場合の説明図であり、（ｂ）は２個のホールセンサがLow張り付き故障となった場合の説明図である。(A) is explanatory drawing in case two Hall sensors become high sticking failure, (b) is explanatory drawing in case two Hall sensors become low sticking failure. （ａ）は全てのホールセンサがHigh張り付き故障となった場合の説明図であり、（ｂ）は全てのホールセンサがLow張り付き故障となった場合の説明図である。(A) is explanatory drawing when all Hall sensors become high sticking failure, (b) is explanatory drawing when all Hall sensors become low sticking failure.

本発明を実施するための形態（以下、実施形態と記す）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、３個のホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの全てが正常である場合を「正常時」と記す。一方、３個のホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗのうち少なくとも一つが故障している場合を「故障時」と記す。 Modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. Hereinafter, a case where all of the three hall sensors Hu, Hv, and Hw are normal is referred to as “normal”. On the other hand, a case where at least one of the three hall sensors Hu, Hv, and Hw has failed is referred to as “at the time of failure”.

≪実施形態≫
本実施形態に係る故障検知装置１１０に先立って、インバータ３００、モータ４００、及びホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗについて説明する。
図１に示すインバータ３００は、直流電源２００から入力される直流電圧Ｖ_ＤＣを三相交流電圧に変換し、モータ４００に出力する電力変換器である。なお、直流電源２００は、インバータ３００に並列接続される平滑コンデンサＣを有している。 <Embodiment>
Prior to the failure detection apparatus 110 according to the present embodiment, the inverter 300, the motor 400, and the hall sensors Hu, Hv, and Hw will be described.
Inverter 300 shown in FIG. 1 is a power converter that converts DC voltage _VDC input from DC power supply 200 into a three-phase AC voltage and outputs the same to motor 400. The DC power supply 200 has a smoothing capacitor C connected in parallel to the inverter 300.

インバータ３００は、制御装置１００から入力されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に従ってスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、直流電圧Ｖ_ＤＣを三相交流電圧に変換する。なお、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６には、転流による破壊を防止するための還流ダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列に接続されている。 The inverter 300 converts the DC voltage _VDC into a three-phase AC voltage by switching ON / OFF of the switching elements S1 to S6 in accordance with a PWM (Pulse Width Modulation) signal input from the control device 100. Note that the switching elements S1 to S6 are connected in reverse parallel with free-wheeling diodes D1 to D6 for preventing breakage due to commutation.

モータ４００は、例えば、三相ブラシレスモータであり、三相巻線ｕ，ｖ，ｗを介してインバータ３００に接続されている。モータ４００は、三相巻線ｕ，ｖ，ｗが巻回されるステータ４１０と、このステータ４１０に収容されるロータ４２０と、を有している。ステータ４１０に巻回される三相巻線ｕ，ｖ，ｗは、周方向において１２０°間隔で配置されている。
なお、モータ４００の極数に応じて、三相巻線ｕ，ｖ，ｗの配置を適宜変更してもよい。 The motor 400 is a three-phase brushless motor, for example, and is connected to the inverter 300 via three-phase windings u, v, and w. The motor 400 includes a stator 410 around which three-phase windings u, v, and w are wound, and a rotor 420 that is accommodated in the stator 410. The three-phase windings u, v, and w wound around the stator 410 are arranged at 120 ° intervals in the circumferential direction.
Note that the arrangement of the three-phase windings u, v, and w may be changed as appropriate according to the number of poles of the motor 400.

モータ４００の回転軸ｋは、負荷（図示せず）に連結されている。前記した負荷とは、例えば、モータ４００の回転をピストンの往復運動に変換するギア機構（図示せず）である。このギア機構は、モータ４００の正回転／逆回転に応じてシリンダ（図示せず）内で往復するピストン（図示せず）に連結されている。
運転者によるブレーキ操作に応じてモータ４００が駆動することでロータ４２０が正回転又は逆回転する。これによってシリンダ（図示せず）内でピストンが摺動し、ブレーキ液圧を発生させることができる。 The rotation axis k of the motor 400 is connected to a load (not shown). The above-described load is, for example, a gear mechanism (not shown) that converts the rotation of the motor 400 into a reciprocating motion of a piston. This gear mechanism is connected to a piston (not shown) that reciprocates in a cylinder (not shown) in accordance with forward / reverse rotation of the motor 400.
When the motor 400 is driven in accordance with the brake operation by the driver, the rotor 420 rotates forward or backward. As a result, the piston slides in a cylinder (not shown), and brake fluid pressure can be generated.

図１に示すホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗはそれぞれ、モータ４００の電気角に応じたデジタル信号（High／Low）を制御装置１００に出力する機能を有している。ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、三相巻線ｕ，ｖ，ｗに対応するように、周方向において１２０°間隔でモータ４００内に設置されている。
ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、ホール素子（図示せず）と、このホール素子から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するホールＩＣ（Integrated Circuit：図示せず）と、がパッケージ化された構成となっている。 Each of the hall sensors Hu, Hv, Hw shown in FIG. 1 has a function of outputting a digital signal (High / Low) corresponding to the electrical angle of the motor 400 to the control device 100. Hall sensors Hu, Hv, and Hw are installed in the motor 400 at 120 ° intervals in the circumferential direction so as to correspond to the three-phase windings u, v, and w.
The Hall sensors Hu, Hv, and Hw are packaged with a Hall element (not shown) and a Hall IC (Integrated Circuit: not shown) that converts an analog signal input from the Hall element into a digital signal. It has a configuration.

前記したホール素子（図示せず）は、モータ４００が駆動する際に生じる磁気変動を検出し、自身の設置位置と、モータ４００の電気角と、に対応する正弦波状のアナログ信号をホールＩＣ（図示せず）に出力する。ホールＩＣは、ホール素子から入力されるアナログ信号を所定の閾値と比較してデジタル信号に変換し、制御装置１００（故障検知装置１１０）に出力する。 The Hall element (not shown) detects magnetic fluctuations that occur when the motor 400 is driven, and outputs a sinusoidal analog signal corresponding to its installation position and the electrical angle of the motor 400 to the Hall IC ( (Not shown). The Hall IC compares an analog signal input from the Hall element with a predetermined threshold value, converts the analog signal into a digital signal, and outputs the digital signal to the control device 100 (failure detection device 110).

図３（ａ）に示すように、正常時においてホールセンサＨｕは、電気角０°〜３０°及び２１０°〜２７０°において制御装置１００にＯＮ信号（High）を出力し、電気角３０°〜２１０°においてＯＦＦ信号（Low）を出力する。前記したように、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、周方向において１２０°間隔で配置されているため、図３（ａ）に示す電圧Ｖ（Ｈｕ），Ｖ（Ｈｖ）、Ｖ（Ｈｗ）も１２０°ずつ位相がずれている。 As shown in FIG. 3A, in the normal state, the Hall sensor Hu outputs an ON signal (High) to the control device 100 at an electrical angle of 0 ° to 30 ° and 210 ° to 270 °, and an electrical angle of 30 ° to 30 °. Outputs an OFF signal (Low) at 210 °. As described above, since the Hall sensors Hu, Hv, and Hw are arranged at 120 ° intervals in the circumferential direction, the voltages V (Hu), V (Hv), and V (Hw) shown in FIG. The phase is shifted by 120 °.

図３（ｂ）は、正常時における実際の電気角、各ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗから出力されるデジタル信号、及び電気角演算部１１１（図２参照）の出力値θ_ｅの関係を示す説明図である。
なお、図３（ｂ）に示す電気角０°、６０°、…は、図３（ａ）に示す電気角３３０°〜３０°、３０°〜９０°、…の中央値を代表的に記したものである。また、図３（ｂ）に示す「Ｈ」はデジタル信号のHighを意味し、「Ｌ」はデジタル信号のLowを意味している。 3 (b) shows the actual electrical angle at the time of normal, the Hall sensors Hu, Hv, the digital signal output from the Hw, and the relationship between the output value theta _e of the electrical angle calculation unit 111 (see FIG. 2) It is explanatory drawing.
Note that the electrical angles 0 °, 60 °,... Shown in FIG. 3B representatively represent the median values of the electrical angles 330 ° -30 °, 30 ° -90 °,. It is a thing. Further, “H” shown in FIG. 3B means a high digital signal, and “L” means a low digital signal.

図３（ｂ）に示すように、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、時々刻々と変化するモータ４００の電気角に応じて電気角分解能６０°のデジタル信号を制御装置１００に出力するようになっている。なお、図３（ｃ）の説明図については後記する。 As shown in FIG. 3B, the hall sensors Hu, Hv, and Hw output a digital signal having an electrical angle resolution of 60 ° to the control device 100 in accordance with the electrical angle of the motor 400 that changes every moment. ing. The explanatory diagram of FIG. 3C will be described later.

＜故障検知装置の構成＞
図２に示す制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェースなどの電子回路を備えて構成され、その内部に記憶したプログラムに従って各種機能を発揮する。 <Configuration of failure detection device>
The control device 100 shown in FIG. 2 includes electronic circuits such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and various interfaces, and is configured according to programs stored therein. Demonstrate the function.

故障検知装置１１０は、モータ４００に設置されるホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの故障を検知する装置であり、制御装置１００に含まれる。
故障検知装置１１０は、電気角演算部１１１と、記憶部１１２と、第１判定部１１３と、電気角変化量演算部１１４と、第２判定部１１５と、統合処理部１１６と、を有している。 The failure detection device 110 is a device that detects a failure of the Hall sensors Hu, Hv, Hw installed in the motor 400 and is included in the control device 100.
The failure detection apparatus 110 includes an electrical angle calculation unit 111, a storage unit 112, a first determination unit 113, an electrical angle change amount calculation unit 114, a second determination unit 115, and an integrated processing unit 116. ing.

電気角演算部１１１（電気角演算手段）には、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗから、モータ４００の駆動に伴う磁束の変化に応じたデジタル信号が入力される。そして、電気角演算部１１１は、各デジタル信号の組合わせに対応してモータ４００の電気角を算出する。
図３（ｂ）に示すように、例えば、ホールセンサＨｕ、Ｈｖ、Ｈｗに対応するデジタル信号が（Ｌ，Ｈ，Ｌ）であった場合、電気角演算部１１１は電気角の出力値θ_ｅとして６０°を算出する。なお、前記処理が実行される周期は、電気角演算部１１１によって６０°の電気角分解能で演算処理を行うように予め設定されている。 A digital signal corresponding to a change in magnetic flux accompanying driving of the motor 400 is input from the hall sensors Hu, Hv, Hw to the electrical angle calculation unit 111 (electrical angle calculation means). Then, the electrical angle calculation unit 111 calculates the electrical angle of the motor 400 corresponding to each combination of digital signals.
As shown in FIG. 3B, for example, when the digital signals corresponding to the Hall sensors Hu, Hv, and Hw are (L, H, L), the electrical angle calculation unit 111 outputs the electrical angle output value θ _e. As a result, 60 ° is calculated. Note that the cycle in which the processing is executed is set in advance so that the electrical angle computing unit 111 performs the computation processing with an electrical angle resolution of 60 °.

また、電気角演算部１１１は、ホールセンサＨｕ、Ｈｖ、Ｈｗに対応するデジタル信号が（Ｈ，Ｈ，Ｈ）又は（Ｌ，Ｌ，Ｌ）である場合、電気角の出力値θ_ｅとして「−３６０°」（第１所定値）を出力するように設定されている（図３（ｃ）参照）。 The electrical angle calculating section 111, the Hall sensor Hu, Hv, a digital signal corresponding to Hw is (H, H, H) or (L, L, L) if it is, as an output value theta _e of the electrical angle " −360 ° ”(first predetermined value) is set (see FIG. 3C).

電気角演算部１１１は、算出した電気角の出力値θ_ｅをモータ制御部１２０、第１判定部１１３、及び電気角変化量演算部１１４に出力するとともに、記憶部１１２に一時的に格納する。前記したモータ制御部１２０は、電気角演算部１１１から入力される出力値θ_ｅに応じて、ＰＷＭ制御に基づいてモータ４００の駆動を制御する。 The electrical angle calculation unit 111 outputs the calculated electrical angle output value θ _e to the motor control unit 120, the first determination unit 113, and the electrical angle change amount calculation unit 114, and temporarily stores the output value θe in the storage unit 112. . Motor control unit 120 described above, in accordance with the output value theta _e inputted from the electrical angle calculation unit 111, controls the driving of the motor 400 based on the PWM control.

第１判定部１１３（故障判定手段）は、電気角演算部１１１から入力される出力値θ_ｅが前記した「−３６０°」であるか否か判定し、その判定結果を統合処理部１１６に出力する。すなわち、出力値θ_ｅ≠−３６０°（つまり、電気角０°〜３６０°）である場合、第１判定部１１３はフラグ信号Ｆ１：ＯＦＦを統合処理部１１６に出力する。一方、出力値θ_ｅ＝−３６０°である場合、第１判定部１１３はフラグ信号Ｆ１：ＯＮを統合処理部１１６に出力する。
なお、出力値θ_ｅ＝−３６０°は、デジタル信号が（Ｈ，Ｈ，Ｈ）又は（Ｌ，Ｌ，Ｌ）である場合に対応している（図３（ｂ）参照）。 The first determination unit 113 (failure determination means), the output value theta _e inputted is determined whether the previously described "-360 °" from the electrical angle calculation unit 111, the determination result to the integration processing unit 116 Output. That is, when the output value θ _e ≠ −360 ° (that is, electrical angle 0 ° to 360 °), the first determination unit 113 outputs the flag signal F1: OFF to the integration processing unit 116. On the other hand, when the output value θ _{e is} −360 °, the first determination unit 113 outputs the flag signal F1: ON to the integration processing unit 116.
The output value θ _e = −360 ° corresponds to the case where the digital signal is (H, H, H) or (L, L, L) (see FIG. 3B).

電気角変化量演算部１１４（電気角変化量演算手段）は、時々刻々と変化する電気角の変化量を所定時間ごとに演算する機能を有している。すなわち、電気角変化量演算部１１４は、電気角演算部１１１によって算出された今回の出力値θ_ｅ（電気角）と、記憶部１１２から読み出した前回の出力値（電気角）との差を算出し、当該差を電気角変化量Δθとして第２判定部１１５に出力する。
なお、電気角変化量演算部１１４の演算周期は、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの電気角分解能である６０°毎の変化を少なくとも検出できるように予め設定されている。 The electrical angle change amount calculation unit 114 (electric angle change amount calculation means) has a function of calculating the change amount of the electrical angle that changes every moment at predetermined time intervals. That is, the electrical angle change amount calculation unit 114 calculates the difference between the current output value θ _e (electrical angle) calculated by the electrical angle calculation unit 111 and the previous output value (electrical angle) read from the storage unit 112. The difference is calculated, and the difference is output to the second determination unit 115 as the electrical angle change amount Δθ.
The calculation cycle of the electrical angle change amount calculation unit 114 is set in advance so that at least a change every 60 ° that is the electrical angle resolution of the Hall sensors Hu, Hv, and Hw can be detected.

図３（ｂ）に示す正常時において、電気角演算部１１１の出力値θ_ｅが０°→６０°→１２０°→１８０°→…のように順次変化した場合、電気角変化量演算部１１４は、今回の出力値θ_ｅ（例えば、６０°）から前回の出力値（例えば、０°）を減算し、電気角変化量６０°→６０°→６０°→…を逐次算出する。 Figure 3 during normal shown in (b), when the output value theta _e of the electrical angle calculation unit 111 sequentially changes 0 ° → 60 ° → 120 ° → 180 ° → ... as the electrical angle change amount calculation unit 114 Subtracts the previous output value (for example, 0 °) from the current output value θ _e (for example, 60 °), and sequentially calculates the electrical angle change amount 60 ° → 60 ° → 60 ° →.

第２判定部１１５（故障判定手段）は、前記した電気角変化量Δθが所定値Δθ１（第２所定値）以上であるか否か判定する。前記した所定値Δθ１は、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの電気角分解能６０°よりも大きい値であり、正常時には出力され得ない大きさの変化量（例えば、１８０°）として予め設定されている。
電気角変化量Δθが所定値Δθ１以上である場合、第２判定部１１５は統合処理部１１６にフラグ信号Ｆ２：ＯＮを出力する。一方、電気角変化量Δθが所定値Δθ１未満である場合、第２判定部１１５は統合処理部１１６にフラグ信号Ｆ２：ＯＦＦを出力する。 The second determination unit 115 (failure determination means) determines whether or not the electrical angle change amount Δθ is equal to or greater than a predetermined value Δθ1 (second predetermined value). The predetermined value Δθ1 is a value larger than the electrical angle resolution 60 ° of the Hall sensors Hu, Hv, and Hw, and is set in advance as a change amount (for example, 180 °) that cannot be output in the normal state. .
When the electrical angle change amount Δθ is equal to or greater than the predetermined value Δθ1, the second determination unit 115 outputs the flag signal F2: ON to the integration processing unit 116. On the other hand, when the electrical angle change amount Δθ is less than the predetermined value Δθ1, the second determination unit 115 outputs the flag signal F2: OFF to the integration processing unit 116.

統合処理部１１６（故障判定手段）は、第１判定部１１３から入力されるフラグ信号Ｆ１と、第２判定部１１５から入力されるフラグ信号Ｆ２と、に基づいて、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗのうち少なくとも一つが故障しているか否かを判定する。なお、統合処理部１１６は、フラグ信号Ｆ１又はＦ２がＯＮとなった累計回数をカウントするカウンタ回路（図示せず）を有している。 Based on the flag signal F1 input from the first determination unit 113 and the flag signal F2 input from the second determination unit 115, the integrated processing unit 116 (failure determination unit) performs hall sensors Hu, Hv, Hw. It is determined whether at least one of them is out of order. The integrated processing unit 116 includes a counter circuit (not shown) that counts the cumulative number of times that the flag signal F1 or F2 has been turned ON.

統合処理部１１６は、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗのうち故障しているものが少なくとも一つ存在する場合、故障報知器５００に故障報知信号Ｑを出力する。前記した故障報知器５００とは、画像を表示するモニタ、音声を出力するスピーカ等である。
なお、統合処理部１１６の処理内容については後記する。 The integrated processing unit 116 outputs a failure notification signal Q to the failure notification device 500 when at least one of the Hall sensors Hu, Hv, and Hw is defective. The above-described failure alarm device 500 is a monitor that displays an image, a speaker that outputs sound, or the like.
The processing content of the integrated processing unit 116 will be described later.

＜故障検知装置の動作＞
以下では、図４に示す故障検知装置１１０（制御装置１００）の動作について、モータ４００が正回転している場合を例に説明する。 <Operation of failure detection device>
Hereinafter, the operation of the failure detection apparatus 110 (control apparatus 100) illustrated in FIG. 4 will be described by taking the case where the motor 400 is rotating forward as an example.

図５（ａ）は、Ｕ相に対応するホールセンサＨｕが故障し、常にＯＮ信号を出力している場合を示している（High張り付き：１個）。この場合、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗから故障検知装置１１０に対し、時間の経過とともにデジタル信号の組合せ（Ｈ，Ｈ，Ｌ）→（Ｈ，Ｈ，Ｌ）→（Ｈ，Ｈ，Ｈ）→…が入力される。
なお、図５（ａ）では、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの正常時（図３（ｂ）参照）と比較して異なる部分を網掛けで示した（図５（ｂ）、図６、図７も同様）。 FIG. 5A shows a case where the Hall sensor Hu corresponding to the U phase has failed and is always outputting an ON signal (High sticking: 1). In this case, the combination of digital signals (H, H, L) → (H, H, L) → (H, H, H) → (H, H, H) → from the hall sensors Hu, Hv, Hw to the failure detection device 110 over time. ... is entered.
In FIG. 5 (a), the portions different from the normal state of the Hall sensors Hu, Hv, Hw (see FIG. 3 (b)) are shaded (FIG. 5 (b), FIG. 6, FIG. 7 is the same).

図４に示すように、モータ４００の駆動を開始した後（ＳＴＡＲＴ）、制御装置１００はステップＳ１０１でカウンタ値ｎ＝０を設定する。前記したカウンタ値ｎは、統合処理部１１６のカウンタ回路（図示せず）において所定の条件（Ｓ１０３，Ｓ１０６）を満たす場合にインクリメントされる。 As shown in FIG. 4, after starting the driving of the motor 400 (START), the control device 100 sets a counter value n = 0 in step S101. The counter value n described above is incremented when a predetermined condition (S103, S106) is satisfied in a counter circuit (not shown) of the integration processing unit 116.

ステップＳ１０２において制御装置１００は、電気角演算部１１１によって、図３（ｂ）、（ｃ）に示す対応関係に基づき電気角の出力値θ_ｅを算出する。
例えば、デジタル信号（Ｈ，Ｈ，Ｌ）の場合、電気角演算部１１１は電気角の出力値θ_ｅとして「０°」を出力する（図５（ａ）参照）。また、デジタル信号（Ｈ，Ｈ，Ｈ）の場合、電気角演算部１１１は電気角の出力値θ_ｅとして「−３６０°」を出力する。 Controller 100 in step S102, the electrical angle calculation unit 111, FIG. 3 (b), calculate the output value theta _e of the electrical angle based on the correspondence relationship shown in (c).
For example, if the digital signal (H, H, L), the electrical angle calculation unit 111 outputs the "0 °" as the output value theta _e of the electrical angle (see Figure 5 (a)). Also, in the case of a digital signal (H, H, H), the electrical angle calculation unit 111 outputs the "-360 °" as the output value theta _e of the electrical angle.

ステップＳ１０３において制御装置１００は、電気角演算部１１１の出力値θ_ｅが（−３６０°）であるか否かを判定する。つまり、制御装置１００は、第１判定部１１３から入力されるフラグ信号Ｆ１がＯＮであるか否かを判定する。
出力値θ_ｅが（−３６０°）である場合（Ｓ１０３→Ｙｅｓ）、制御装置１００の処理はステップＳ１０４に進む。一方、出力値θ_ｅが（−３６０°）でない場合（Ｓ１０３→Ｎｏ）、制御装置１００の処理はステップＳ１０５に進む。 Controller 100 in step S103, determines the output value theta _e of the electrical angle calculation unit 111 whether the (-360 °). That is, the control device 100 determines whether or not the flag signal F1 input from the first determination unit 113 is ON.
If the output value theta _e is (-360 °) (S103 → Yes ), the processing of the control unit 100 proceeds to step S104. On the other hand, when the output value theta _e is not (-360 °) (S103 → No ), the processing of the control unit 100 proceeds to step S105.

図５（ａ）に示す例では、電気角１２０°の状態でホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗからのデジタル信号が（Ｈ，Ｈ，Ｈ）であり、電気角演算部１１１の出力値θ_ｅ＝−３６０°となっている。
このように、常にHighのデジタル信号を出力するホールセンサＨｕが存在する場合、時々刻々と変化するホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの出力値が全てHighになる状態が、電気角の一周期で少なくとも一回は生じる。 In the example shown in FIG. 5A, the digital signals from the hall sensors Hu, Hv, Hw are (H, H, H) at an electrical angle of 120 °, and the output value θ _e = It is -360 degrees.
As described above, when there is a Hall sensor Hu that always outputs a high digital signal, the output values of the Hall sensors Hu, Hv, and Hw that change from moment to moment are all high. It happens once.

ステップＳ１０４において制御装置１００は、カウンタ値ｎをインクリメントする。
次に、ステップＳ１０５において制御装置１００は、電気角変化量演算部１１４によって電気角変化量Δθを算出する。すなわち、制御装置１００は、電気角演算部１１１から入力される今回の出力値θ_ｅと、記憶部１１２から読み出した前回の出力値と、の差をとることによって電気角変化量Δθを算出する。 In step S104, the control device 100 increments the counter value n.
Next, in step S <b> 105, the control device 100 calculates the electrical angle change amount Δθ by the electrical angle change amount calculation unit 114. That is, the controller 100 calculates the present output value theta _e inputted from the electrical angle calculation unit 111, and the previous output value read from the storage unit 112, an electrical angle variation Δθ by taking the difference of the .

図３（ｂ）に示すように、正常時において電気角変化量Δθは、外乱や検出誤差が小さい限り６０°で一定となる（正常時でも電気角変化量Δθの演算周期を短くすると、Δθ＝０°となる場合がある）。
一方、図５（ａ）に示す故障時において電気角変化量Δθは、６０°→０°→−３６０°→６００°→０°→６０°→…のように時々刻々と変化する。なお、図５（ａ）では、モータ４００を正回転させた場合の電気角変化量Δθを示した。 As shown in FIG. 3B, the electrical angle change amount Δθ in the normal state is constant at 60 ° as long as the disturbance and the detection error are small (if the calculation period of the electrical angle change amount Δθ is shortened even in the normal state, Δθ = 0 °).
On the other hand, at the time of the failure shown in FIG. 5A, the electrical angle change amount Δθ changes from moment to moment as 60 ° → 0 ° → −360 ° → 600 ° → 0 ° → 60 ° →. FIG. 5A shows the electrical angle change amount Δθ when the motor 400 is rotated forward.

図４のステップＳ１０６において制御装置１００は、電気角変化量Δθの絶対値｜Δθ｜が所定値Δθ１以上であるか否かを判定する。つまり、制御装置１００は、統合処理部１１６によって、第２判定部１１５から入力されるフラグ信号Ｆ１がＯＮであるか否かを判定する。前記したように、所定値Δθ１は、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの正常時には出力され得ない変化量（例えば、３６０°）であり、予め設定されている。 In step S106 of FIG. 4, the control device 100 determines whether or not the absolute value | Δθ | of the electrical angle change amount Δθ is equal to or greater than a predetermined value Δθ1. That is, the control apparatus 100 determines whether or not the flag signal F1 input from the second determination unit 115 is ON by the integration processing unit 116. As described above, the predetermined value Δθ1 is a change amount (for example, 360 °) that cannot be output when the Hall sensors Hu, Hv, and Hw are normal, and is set in advance.

電気角変化量の絶対値｜Δθ｜が所定値Δθ１以上である場合（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、制御装置１００の処理はステップＳ１０７に進む。一方、電気角変化量の絶対値｜Δθ｜が所定値Δθ１未満である場合（Ｓ１０６→Ｎｏ）、制御装置１００の処理はステップＳ１０８に進む。 When the absolute value | Δθ | of the electrical angle change amount is equal to or greater than the predetermined value Δθ1 (S106 → Yes), the process of the control device 100 proceeds to step S107. On the other hand, if the absolute value | Δθ | of the electrical angle change amount is less than the predetermined value Δθ1 (S106 → No), the process of the control device 100 proceeds to step S108.

図５（ａ）に示す例では、実際の電気角が１８０°の状態において、電気角変化量Δθ＝２４０°−（−３６０°）＝６００°であり、正常時の場合と比較して非常に大きくなっている。この場合、電気角変化量Δθの絶対値６００°は、所定値Δθ１（＝３６０°）以上であるため、第２判定部１１５からフラグ信号Ｆ２：ＯＮが出力される。 In the example shown in FIG. 5A, in the state where the actual electrical angle is 180 °, the electrical angle change amount Δθ = 240 ° − (− 360 °) = 600 °, which is much higher than that in the normal state. Is getting bigger. In this case, since the absolute value 600 ° of the electrical angle change amount Δθ is equal to or greater than the predetermined value Δθ1 (= 360 °), the second determination unit 115 outputs the flag signal F2: ON.

図４のステップＳ１０７において制御装置１００は、カウンタ値ｎをインクリメントする。
次に、ステップＳ１０８において制御装置１００は、カウンタ値ｎが閾値Ｎに達したか否かを判定する。閾値Ｎは、外乱や検出誤差の影響を緩和するために予め設定される自然数である。
カウンタ値ｎが閾値Ｎに達した場合（Ｓ１０８→Ｙｅｓ）、制御装置１００の処理はステップＳ１０９に進む。一方、カウンタ値ｎが閾値Ｎに達していない場合（Ｓ１０８→Ｎｏ）、制御装置１００の処理はステップＳ１０２に戻る。 In step S107 in FIG. 4, the control device 100 increments the counter value n.
Next, in step S108, the control device 100 determines whether or not the counter value n has reached the threshold value N. The threshold value N is a natural number set in advance in order to reduce the influence of disturbances and detection errors.
When the counter value n reaches the threshold value N (S108 → Yes), the process of the control device 100 proceeds to step S109. On the other hand, when the counter value n has not reached the threshold value N (S108 → No), the processing of the control device 100 returns to step S102.

なお、図４に示すステップＳ１０２〜Ｓ１０８の処理は、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの正常時において、電気角６０°ごとの電圧Ｖ（Ｈｕ）、Ｖ（Ｈｖ）、Ｖ（Ｈｗ）の変化を検出し得る所定時間で一巡する。 Note that the processing of steps S102 to S108 shown in FIG. 4 is performed by changing the voltages V (Hu), V (Hv), and V (Hw) at every electrical angle of 60 ° when the Hall sensors Hu, Hv, and Hw are normal. It makes a round in a predetermined time that can be detected.

ステップＳ１０９において制御装置１００は、故障報知器５００に故障報知信号Ｑを出力し、処理を終了する（ＥＮＤ）。これによってユーザは、ホールセンサＨｕが故障したことを早期に知ることができる。 In step S109, the control device 100 outputs the failure notification signal Q to the failure notification device 500, and ends the processing (END). As a result, the user can quickly know that the Hall sensor Hu has failed.

＜他の例について＞
次に、図５（ｂ）、図６、及び図７を参照しつつ、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの故障検知処理について順次説明する。なお、制御装置１００の処理内容については図４に示すフローチャートと同様であるから、以下では、フラグ信号Ｆ１，Ｆ２に着目して説明する。 <About other examples>
Next, the failure detection processing of the Hall sensors Hu, Hv, and Hw will be described sequentially with reference to FIGS. 5 (b), 6 and 7. Since the processing contents of the control device 100 are the same as those in the flowchart shown in FIG. 4, the following description will be given focusing on the flag signals F1 and F2.

図５（ｂ）は、ホールセンサＨｕが故障し、常にＯＦＦ信号を出力している場合の説明図である（Low張り付き：１個）。この場合、実際の電気角が３００°のときに出力値θ_ｅ＝−３６０°となるため、第１判定部１１３からフラグ信号Ｆ１：ＯＮが出力される。
また、実際の電気角が０°、３００°のときに、前回からの電気角変化量Δθの絶対値が所定値Δθ１(＝３６０°)以上となるため、第２判定部１１５からフラグ信号Ｆ２：ＯＮが出力される。 FIG. 5B is an explanatory diagram when the Hall sensor Hu fails and always outputs an OFF signal (Low sticking: 1). In this case, since the output value θ _e = −360 ° when the actual electrical angle is 300 °, the first determination unit 113 outputs the flag signal F1: ON.
In addition, when the actual electrical angle is 0 ° or 300 °, the absolute value of the electrical angle change Δθ from the previous time is equal to or greater than the predetermined value Δθ1 (= 360 °). : ON is output.

図６（ａ）は、ホールセンサＨｕ，Ｈｖが故障し、常にＯＮ信号を出力している場合の説明図である（High張り付き：２個）。この場合、実際の電気角が１２０°、１８０°、２４０°のときに第１判定部１１３からフラグ信号Ｆ１：ＯＮが出力される。また、実際の電気角が１２０°、３００°のときに第２判定部１１５からフラグ信号ＯＮが出力される。 FIG. 6A is an explanatory diagram when the Hall sensors Hu and Hv are out of order and always output an ON signal (High sticking: 2). In this case, the flag signal F1: ON is output from the first determination unit 113 when the actual electrical angle is 120 °, 180 °, and 240 °. Further, when the actual electrical angle is 120 ° or 300 °, the second determination unit 115 outputs a flag signal ON.

図６（ｂ）は、ホールセンサＨｕ，Ｈｖが故障し、常にＯＦＦ信号を出力している場合の説明図である（Low張り付き：２個）。この場合、実際の電気角が０°、６０°、３００°のときに第１判定部１１３からフラグ信号Ｆ１：ＯＮが出力される。また、実際の電気角が１２０°、３００°のときに第２判定部１１５からフラグ信号ＯＮが出力される。 FIG. 6B is an explanatory diagram when the Hall sensors Hu and Hv are out of order and always output an OFF signal (Low sticking: 2). In this case, the flag signal F1: ON is output from the first determination unit 113 when the actual electrical angle is 0 °, 60 °, or 300 °. Further, when the actual electrical angle is 120 ° or 300 °, the second determination unit 115 outputs a flag signal ON.

図７（ａ）は、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗが全て故障し、常にＯＮ信号（High張り付き：３個）を出力している場合の説明図である。この場合、第１判定部１１３からフラグ信号Ｆ１：ＯＮが継続的に出力され、第２判定部１１５から出力されるフラグ信号Ｆ２は、常にＯＦＦとなる。このように、第２判定部１１５からフラグ信号Ｆ２：ＯＮが出力されない場合でも、図４のステップＳ１０４においてカウンタ値ｎがインクリメントされる。
なお、図７（ｂ）については図７（ａ）の場合と同様であるから、説明を省略する。 FIG. 7A is an explanatory diagram in the case where all the Hall sensors Hu, Hv, and Hw have failed and are always outputting ON signals (High sticking: 3). In this case, the flag signal F1: ON is continuously output from the first determination unit 113, and the flag signal F2 output from the second determination unit 115 is always OFF. Thus, even when the flag signal F2: ON is not output from the second determination unit 115, the counter value n is incremented in step S104 of FIG.
Note that FIG. 7B is the same as that in FIG.

また、図５〜図７では、モータ４００を正回転した場合の電気角変化量Δθを示したが、モータ４００を逆回転した場合でも前記と同様の方法で電気角変化量Δθを算出すればよい。 5 to 7 show the electrical angle change amount Δθ when the motor 400 is rotated forward, but even when the motor 400 is rotated in the reverse direction, the electrical angle change amount Δθ can be calculated by the same method as described above. Good.

＜効果＞
本実施形態に係る故障検知装置１１０によれば、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗから入力されるデジタル信号の組合せが全てHigh、又は全てLowである場合、電気角演算部１１１は電気角として第１所定値「−３６０°」を出力する。つまり、第１所定値は、複数のホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗが全て正常である（電気角は、０°以上３６０°以下）場合には電気角として出力され得ない値として設定されている。 <Effect>
According to the failure detection apparatus 110 according to the present embodiment, when the combination of digital signals input from the hall sensors Hu, Hv, and Hw is all high or all low, the electrical angle calculation unit 111 is the first electrical angle. A predetermined value “−360 °” is output. That is, the first predetermined value is set as a value that cannot be output as an electrical angle when the plurality of hall sensors Hu, Hv, and Hw are all normal (the electrical angle is not less than 0 ° and not more than 360 °). .

仮に、デジタル信号（Ｈ，Ｈ，Ｈ）のとき、正常時にも出力される可能性がある値（例えば、０°）を電気角演算部１１１が出力する場合、実際にホールセンサが故障したことに起因して出力されたのか否かを判別することが困難となる。 If the electrical angle calculation unit 111 outputs a value (for example, 0 °) that may be output even when it is a digital signal (H, H, H), the Hall sensor has actually failed. It is difficult to determine whether or not the data has been output due to this.

これに対して、本実施形態では、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗからのデジタル信号が（Ｈ，Ｈ，Ｈ）又は（Ｌ，Ｌ，Ｌ）の場合、敢えて電気角演算部１１１に「−３６０°」を出力させる。これによって、デジタル信号（Ｈ，Ｈ，Ｈ）、（Ｌ，Ｌ，Ｌ）の状態を正常時と明確に区別することができ、故障検知装置１１０による検知結果の信頼性を高めることができる。
特に、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗからのデジタル信号が全てHigh、又は全てLowとなる場合に限って故障ありと判定する従来手法と比較して、本実施形態によれば、一つ又は二つのホールセンサが故障した場合でも早期かつ的確に故障を検知できる。 On the other hand, in this embodiment, when the digital signals from the Hall sensors Hu, Hv, and Hw are (H, H, H) or (L, L, L), the electrical angle calculation unit 111 is intentionally set to “−360. “°” is output. As a result, the states of the digital signals (H, H, H) and (L, L, L) can be clearly distinguished from the normal state, and the reliability of the detection result by the failure detection device 110 can be improved.
In particular, according to the present embodiment, one or two of the conventional methods for determining that there is a failure only when the digital signals from the Hall sensors Hu, Hv, and Hw are all high or all low. Even when the Hall sensor fails, the failure can be detected early and accurately.

また、電気角変化量演算部１１４が、電気角演算部１１１による演算結果を用いて電気角変化量Δθを演算し、所定値Δθ１と比較する。ここで、所定値Δθ１は、複数のホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの電気角分解能よりも大きい値（つまり、所定時間ごとに演算される電気角の変化量として、正常時に出力され得ない値）として設定されている。
このように、電気角の出力値θ_ｅに加えて電気角変化量Δθも故障検知に用いることで、ホールセンサの故障を早期かつ適切に検知できる。 In addition, the electrical angle change amount calculation unit 114 calculates the electrical angle change amount Δθ using the calculation result by the electrical angle calculation unit 111 and compares it with a predetermined value Δθ1. Here, the predetermined value Δθ1 is a value larger than the electrical angle resolution of the plurality of Hall sensors Hu, Hv, Hw (that is, a value that cannot be outputted as a change amount of the electrical angle calculated every predetermined time). Is set as
Thus, the electrical angle variation Δθ in addition to the output value theta _e of the electrical angle also be used for fault detection, it can quickly and appropriately detect the failure of the Hall sensor.

また、電気角「−３６０°」は、正常時には出力されることがないものの、三角関数の変数として使用する際には、実質的に「０°」と等しくなる。このように、デジタル信号（Ｈ，Ｈ，Ｈ）又は（Ｌ，Ｌ，Ｌ）が出力される故障時にも、電気角として３６０°の整数倍の値「−３６０°」を出力することで、モータ４００の制御処理に不具合を生じることを確実に回避できる。
また、モータ４００の電気角を検出する検出器として比較的安価なホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いることで、検出器に要するコストを低減できる。 The electrical angle “−360 °” is not output in the normal state, but is substantially equal to “0 °” when used as a trigonometric function variable. In this way, by outputting a value “−360 °” that is an integer multiple of 360 ° as an electrical angle even in the event of a failure in which a digital signal (H, H, H) or (L, L, L) is output, It is possible to reliably avoid problems in the control process of the motor 400.
Further, by using relatively inexpensive Hall sensors Hu, Hv, and Hw as a detector that detects the electrical angle of the motor 400, the cost required for the detector can be reduced.

≪変形例≫
以上、本発明に係る故障検知装置１１０について前記実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、前記実施形態では、モータ４００に３個のホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗを設置する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、モータ４００の極数等に応じてホールセンサの個数を適宜変更してもよい。 ≪Modification≫
As mentioned above, although the said embodiment demonstrated the failure detection apparatus 110 which concerns on this invention, this invention is not limited to these description, A various change can be made.
For example, in the above-described embodiment, the case where three hall sensors Hu, Hv, and Hw are installed in the motor 400 has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, the number of Hall sensors may be changed as appropriate according to the number of poles of the motor 400.

また、前記実施形態では、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗから入力される信号が（Ｈ，Ｈ，Ｈ）又は（Ｌ，Ｌ，Ｌ）である場合、電気角演算部１１１が第１所定値「−３６０°」を出力する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、第１所定値を０°〜３６０°を含まない「０°未満又は３６０°よりも大きい任意の値」に設定してもよい。
また、前記した場合において、第１所定値を０°未満又は３６０°よりも大きい角度（６０°×ｎ）として設定することが好ましい。なお、前記したｎは０〜６を除く整数（つまり、…，−３，−２，−１，７，８，９，…）である。例えば、電気角−１８０°、５４０°は、モータ４００の制御上では電気角１８０°と実質的に等しいため、モータ４００の制御に不具合が生じることを防止できる。 Moreover, in the said embodiment, when the signal input from Hall sensor Hu, Hv, Hw is (H, H, H) or (L, L, L), the electrical angle calculating part 111 makes 1st predetermined value " However, the present invention is not limited to this. That is, the first predetermined value may be set to “any value less than 0 ° or greater than 360 °” that does not include 0 ° to 360 °.
In the above case, the first predetermined value is preferably set as an angle (60 ° × n) less than 0 ° or greater than 360 °. Note that n is an integer excluding 0 to 6 (that is,..., -3, -2, -1, 7, 8, 9,...). For example, since the electrical angles of −180 ° and 540 ° are substantially equal to the electrical angle of 180 ° in the control of the motor 400, it is possible to prevent problems in the control of the motor 400.

また、故障検知装置１１０から電気角変化量演算部１１４（図２参照）を省略し、これに伴って図４のステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理を省略してもよい。この場合、電気角演算部１１１からの出力値θ_ｅを参照して、第１判定部１１３が故障の有無を判定する。
また、電気角演算部１１１から出力値「−３６０°」が少なくとも一回入力され、かつ、電気角変化量演算部１１４から、所定値Δθ１以上の変化量が少なくとも一回入力された場合、統合処理部１１６が故障ありと判定するようにしてもよい。 Further, the electrical angle change amount calculation unit 114 (see FIG. 2) may be omitted from the failure detection device 110, and accordingly, the processing of steps S105 to S107 in FIG. 4 may be omitted. In this case, with reference to the output value theta _e from the electrical angle calculation unit 111, the first determination unit 113 determines the presence or absence of fault.
Further, when the output value “−360 °” is input at least once from the electrical angle calculation unit 111 and the change amount greater than the predetermined value Δθ1 is input at least once from the electrical angle change amount calculation unit 114, the integration is performed. The processing unit 116 may determine that there is a failure.

また、前記実施形態では、運転者による操作に応じて正回転又は逆回転するモータ４００にホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗを設置する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、モータ４００が一方の向きのみに回転する場合でも同様に適用できる。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where Hall sensors Hu, Hv, and Hw were installed in the motor 400 rotated forward or reverse according to operation by a driver | operator, it is not restricted to this. That is, the present invention can be similarly applied even when the motor 400 rotates only in one direction.

また、前記実施形態では、モータ４００の回転軸ｋ（図１参照）にギア機構が連結され、モータ４００の正回転／逆回転に応じてシリンダ（図示せず）内でピストン（図示せず）を往復させる場合について説明したが、これに限らない。すなわち、電動パワーステアリング等の他の用途に使用される各種のモータに前記実施形態を適用できる。
また、前記実施形態に合わせて、モータ４００の回転角・回転速度（シリンダのストローク量）に対応するシリンダの液圧と、実際にシリンダで発生した液圧と、の差が所定値以上である場合、故障検知装置１１０が故障ありと判定するようにしてもよい。 In the embodiment, a gear mechanism is connected to the rotation shaft k (see FIG. 1) of the motor 400, and a piston (not shown) is provided in the cylinder (not shown) in accordance with the forward / reverse rotation of the motor 400. However, the present invention is not limited to this. That is, the embodiment can be applied to various motors used for other uses such as electric power steering.
Further, in accordance with the above-described embodiment, the difference between the hydraulic pressure of the cylinder corresponding to the rotation angle / rotational speed (cylinder stroke amount) of the motor 400 and the hydraulic pressure actually generated in the cylinder is a predetermined value or more. In this case, the failure detection device 110 may determine that there is a failure.

１００制御装置
１１０故障検知装置
１１１電気角演算部（電気角演算手段）
１１２記憶部
１１３第１判定部（故障判定手段）
１１４電気角変化量演算部（電気角変化量演算手段）
１１５第２判定部（故障判定手段）
１１６統合処理部（故障判定手段）
２００直流電源
３００インバータ
４００モータ
５００故障報知器
Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗホールセンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Control apparatus 110 Failure detection apparatus 111 Electrical angle calculation part (electrical angle calculation means)
112 memory | storage part 113 1st determination part (failure determination means)
114 Electrical angle change calculation unit (electric angle change calculation means)
115 2nd determination part (failure determination means)
116 Integrated processing unit (failure determination means)
200 DC power supply 300 Inverter 400 Motor 500 Failure alarm Hu, Hv, Hw Hall sensor

Claims

モータに設置される複数のホールセンサから、前記モータの駆動に伴う磁束の変化に応じたデジタル信号が入力されるとともに、各デジタル信号の組合わせに対応して前記モータの電気角を演算する電気角演算手段と、
前記電気角演算手段によって演算される電気角に基づいて、複数の前記ホールセンサのうち少なくとも一つが故障したか否かを判定する故障判定手段と、
前記電気角演算手段によって演算される電気角の変化量を所定時間ごとに演算し、前記故障判定手段に出力する電気角変化量演算手段と、を備え、
前記電気角演算手段は、前記組合わせが全てHigh、又は全てLowである場合、前記モータの電気角として０°未満又は３６０°よりも大きい第１所定値を前記故障判定手段に出力し、
前記故障判定手段は、前記電気角演算手段から前記第１所定値が少なくとも一回入力され、かつ、前記電気角変化量演算手段から、その絶対値が複数の前記ホールセンサの電気角分解能よりも大きい第２所定値以上である変化量が少なくとも一回入力された場合、複数の前記ホールセンサのうち少なくとも一つが故障したと判定すること
を特徴とする故障検知装置。 A digital signal corresponding to a change in magnetic flux accompanying the driving of the motor is input from a plurality of hall sensors installed in the motor, and an electric angle for calculating the electrical angle of the motor corresponding to each combination of the digital signals Angle calculation means;
Failure determination means for determining whether at least one of the plurality of Hall sensors has failed based on the electrical angle calculated by the electrical angle calculation means ;
An electrical angle change amount calculating means for calculating an electric angle change amount calculated by the electric angle calculating means every predetermined time, and outputting to the failure determining means ,
When the combination is all high or all low, the electrical angle calculation means outputs a first predetermined value less than 0 ° or greater than 360 ° as the electrical angle of the motor to the failure determination means,
The failure determination means receives the first predetermined value from the electrical angle calculation means at least once , and the absolute value from the electrical angle change amount calculation means exceeds the electrical angle resolution of the plurality of Hall sensors. A failure detection device, wherein when at least one change amount greater than a second predetermined value is input at least once, it is determined that at least one of the plurality of hall sensors has failed.

前記第１所定値は、０°未満又は３６０°よりも大きい角度（６０°×ｎ）として予め設定されていること
を特徴とする請求項１に記載の故障検知装置。
ここで、ｎは０〜６を除く整数である。 The failure detection apparatus according to claim 1 , wherein the first predetermined value is set in advance as an angle (60 ° × n) less than 0 ° or greater than 360 °.
Here, n is an integer excluding 0-6.

前記故障判定手段は、運転者による操作に応じて正回転又は逆回転する前記モータに設置される複数の前記ホールセンサのうち少なくとも一つが故障したか否かを判定すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の故障検知装置。 The failure determination means determines whether or not at least one of the plurality of hall sensors installed in the motor that rotates forward or reverse according to an operation by a driver has failed. The failure detection device according to claim 1 or 2 .