WO2008044634A1 - Dispositif de commande de moteur - Google Patents
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- H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
Definitions
- the present invention relates to a motor control device having a function of detecting disconnection of a power supply line.
- a motor control device that controls the operation of a motor (brushless motor) through the supply of three-phase (U, V, W) driving power.
- the drive angle is supplied by switching the energization phase and direction, that is, the energization pattern, every 60 degrees with respect to the electrical angle of the motor to be controlled.
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-295688
- An object of the present invention is to provide a motor control device that can quickly detect disconnection of a power supply line with a simple configuration.
- each switching element is configured by connecting a control unit that outputs a motor control signal and a pair of switching elements connected in series in parallel. Is turned on / off based on the motor control signal, and the DC power is converted into three-phase driving power and supplied to the motor, and the control means supplies the power at every predetermined electrical angle of the motor.
- a motor control signal is generated to supply drive power by rectangular wave energization that switches phases and energization directions, and the voltage applied to the motor is controlled by executing PWM control of each switching element on the ground side.
- the motor control device is a voltage detection means for detecting each phase voltage of the motor and a disconnection detection for detecting disconnection of the power supply line corresponding to each phase based on the detected phase voltage!
- the disconnection detection means has a disconnection in at least one of the power supply lines when the lower voltage of the detected phase voltages is lower than a predetermined voltage set near the ground voltage. If the intermediate voltage of each phase voltage is lower than the predetermined voltage, it is determined that a break has occurred in any two of the power supply lines.
- the disconnection detection means sets a predetermined voltage based on a target value of a low voltage defined by a power supply voltage and a duty ratio of the PWM control. That is, in the non-disconnected state, the low voltage does not become lower than the target value when the energized phase is switched. Therefore, according to the above configuration, erroneous detection due to noise associated with the switching of the energized phase is avoided, so that it is possible to detect disconnection with high accuracy. As a result, since the monitoring time is shortened, disconnection can be detected more quickly.
- the disconnection detection means includes a counter that adds a predetermined value for one disconnection detection, and detects disconnection based on a comparison between the low voltage, the intermediate voltage, and the predetermined voltage every predetermined period.
- the judgment is executed and the integrated value of the counter exceeds the predetermined threshold
- the detection of disconnection in the power supply line is confirmed, and the value to be added is set to be larger when two disconnections are detected than when at least one of the power supply lines is detected It is preferred that In this case, it is possible to confirm the detection of disconnection more quickly when a highly urgent two-phase disconnection occurs!
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor control device.
- FIG. 2 is an explanatory diagram showing a change in voltage when a break occurs.
- FIG. 3 is a flowchart showing a disconnection detection processing procedure.
- FIG. 4 is an explanatory diagram showing a mode of rectangular wave energization.
- the motor control device 1 includes a microcomputer 2 as a control means for outputting a motor control signal and a three-phase (U, V, W) to the motor 4 based on the motor control signal output from the microcomputer 2. And a driving circuit 5 for supplying the driving power.
- the drive circuit 5 is provided between the DC power source 3 and the motor (brushless motor) 4 in the power supply path L! /.
- the drive circuit 5 employs a known PWM inverter in which a pair of switching elements (FETs) connected in series are connected in parallel. Specifically, in the drive circuit 5, series circuits (arms) of FET7a, 7d, FET7b, 7e, and FET7c, 7f are connected in parallel. The upper FETs 7a, 7b, and 7c in each arm are connected to the positive terminal of the DC power supply 3 via the power supply line 11, and the lower FETs 7d, 7e, and 7f are grounded.
- FETs switching elements
- Connection points 8u, 8v, 8w of FET7 a, 7d, FET7b, 7e, FET7c, 7f are connected to motor coils lOu, ⁇ , 10w of motor 4 via power lines 9u, 9v, 9w . That is, the power supply lines Lp_u, Lp_v, Lp_w corresponding to each phase of the motor 4 are constituted by the power lines 9u, 9v, 9w and the motor coils 10u, ⁇ , 10w.
- the gate terminals of the FETs 7a to 7f are connected to the microcomputer 2.
- the motor control signal output from the microcomputer 2 is input to the gate terminals of the FE T7a to 7f.
- the FETs 7a to 7f are turned on / off in response to the motor control signal, so that the DC power from the DC power source 3 is converted into three-phase driving power and supplied to the motor 4.
- a rotation angle sensor 12 that detects the rotation angle (electrical angle) ⁇ m of the motor 4 is connected to the microcomputer 2.
- the microcomputer 2 generates a motor control signal based on the rotation angle ⁇ ⁇ detected by the rotation angle sensor 12.
- the microcomputer 2 generates a motor control signal to supply driving power by rectangular wave energization that switches the energization phase and energization direction, that is, the energization pattern, for each electrical angle (60 °) of the motor 4. (See Figure 4).
- Microcomputer 2 executes PWM control of each FET7d, 7e, 7f on the ground side. That is, the microcomputer 2 outputs a noise signal as a motor control signal to each FET 7d, 7e, 7f, and controls the voltage applied to the motor by changing the duty ratio of the noise signal.
- the microcomputer 2 is a disconnection detection unit that detects disconnection of the power supply lines Lp_u, Lp_v, and Lp_w corresponding to each phase of the motor 4.
- Each power line 9u, 9v, 9w connecting motor 4 and drive circuit 5 is provided with voltage sensors 13u, 13v, 13w as voltage detecting means.
- the microcomputer 2 receives the phase voltages Vu, Vv, Vw of the motor 4 detected by the voltage sensors. Based on the detected phase voltages Vu, Vv, and Vw, the microcomputer 2 compares the low voltage LV and intermediate voltage MV with a predetermined voltage Vth set near the ground voltage (0 V) to Detects disconnection of supply lines Lp_u, Lp_v, and Lp_w.
- any of the power supply lines Lp_u, Lp_v, Lp_w If no disconnection occurs, the U-phase voltage Vu at the high voltage HV is 12V, the W-phase voltage Vw at the low voltage LV is 6V, and the V-phase voltage Vv at the intermediate voltage MV is 9V.
- the low voltage LV and the intermediate voltage MV change.
- V phase voltage Vv and W phase voltage Vw are theoretically 0V
- the power supply line Lp_v corresponding to the V phase is disconnected.
- the V phase voltage Vv is theoretically 0V
- the power supply line Lp_w corresponding to the W phase is disconnected, the W phase voltage Vw is theoretically 0V.
- Two of the power supply lines Lp_u, Lp_v, and Lp_w are disconnected.
- V phase voltage Vv and W phase voltage Vw are theoretically OV.
- the microcomputer 2 detects the disconnection of the power supply lines Lp_u, Lp_v, and Lp_w by monitoring the low voltage LV and the intermediate voltage MV in this way.
- a voltage sensor 14 is provided on the power supply line 11 connecting the DC power supply 3 and the drive circuit 5.
- the microcomputer 2 receives the power supply voltage Vpig detected by the voltage sensor 14.
- Microcomputer 2 is used to determine disconnection detection based on the detected power supply voltage Vpig and the target value (target voltage TV) of the low voltage LV specified by the duty ratio (PWMduty) in the PWM control.
- the predetermined voltage Vth is set.
- the microcomputer 2 calculates a target voltage based on the following equation (2), and sets the predetermined voltage Vth based on the equation (3). “ ⁇ ” in equation (3) is a predetermined coefficient. If the low voltage LV is lower than the predetermined voltage Vth, the microcomputer 2 determines that at least one of the power supply lines Lp-u, Lp_v, and Lp_w is broken. When the intermediate voltage MV is lower than the predetermined voltage Vth, the microcomputer 2 determines that any two of the power supply lines Lp-u, Lp-V, and Lp-w are broken.
- TV Vpig X (1-PWMduty) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (2)
- Vth TV- a X Vpig (3)
- the microcomputer 2 has a counter (not shown) that adds a predetermined value for one disconnection detection.
- a predetermined cycle for example, 6 msec
- the integrated value (C) exceeds a predetermined threshold (C0, for example, “200”).
- C0 for example, “200”
- detection of disconnection in each power supply line Lp_u, Lp_v, Lp_w is determined.
- the predetermined value to be added is more than a value (first addition value nl, for example, “10”) when at least one of the power supply lines Lp_u, Lp_v, Lp_w is detected.
- the microcomputer 2 determines whether or not the intermediate voltage MV is smaller than the predetermined voltage Vth (step 104).
- step 104 if the intermediate voltage MV is equal to or higher than the predetermined voltage Vth (step 104: NO), the microcomputer
- step 106 determines whether the low voltage LV is smaller than the predetermined voltage Vth (step 106).
- step 106 If the lower voltage LV is equal to or higher than the predetermined voltage Vth (step 106: NO), the microcomputer 2 subtracts a predetermined value ⁇ (for example, “1”) from the force counter (step 108). .
- a predetermined value ⁇ for example, “1”
- the microcomputer 2 determines whether or not the integrated value C of the counter is greater than or equal to a predetermined threshold value CO (step 109). If the integrated value C is greater than or equal to the threshold value C0 (C ⁇ C0, step 109: YES), the microcomputer 2 determines the detection of disconnection in each power supply line Lp_u, Lp_v, Lp_w (step 110).
- step 109: NO If integrated value C is smaller than threshold value C0 (step 109: NO), microcomputer 2 determines that step 1
- step 10 Do not execute step 10.
- the microcomputer 2 executes the processing from step 101 to step 110 at predetermined intervals to detect disconnection of each power supply line Lp_u, Lp_v, Lp_w.
- the microcomputer 2 Based on the detected phase voltages Vu, Vv, and Vw, the microcomputer 2 compares the low voltage LV and intermediate voltage MV with a predetermined voltage Vth set near the ground voltage (0V). Thus, disconnection of each power supply line Lp_u, Lp_v, Lp_w is detected. That is, when the motor is driven and the low voltage LV force S0V is reached, it is determined that a break has occurred in at least one of the power supply lines Lp_u, Lp_v, and Lp_w. If the intermediate voltage MV is 0V, there is a possibility that two of the power supply lines Lp_u, Lp_v, and Lp_w are disconnected. Get higher.
- the microcomputer 2 is used to determine the disconnection detection based on the target value (target voltage TV) of the low voltage LV defined by the power supply voltage Vpig and the duty ratio (PWMduty) in the PWM control. Set the predetermined voltage Vth. In other words, in the non-disconnected state, the low voltage LV does not become lower than the target voltage TV even when the energized phase is switched. Therefore, according to the above configuration, erroneous detection due to noise generated when the energized phase is switched can be avoided, so that it is possible to detect disconnection with high accuracy. As a result, the monitoring time is shortened, so disconnection can be detected more quickly.
- the microcomputer 2 has a counter that adds a predetermined value for one disconnection detection.
- the microcomputer 2 performs determination processing for disconnection detection every predetermined cycle (for example, 6 msec), and the integrated value (C) is equal to or greater than a predetermined threshold (C0, for example, “200”).
- C the integrated value
- C0 for example, “200”.
- the detection of disconnection in each power supply line Lp_u, Lp_v, Lp_w is confirmed.
- any two of the power supply lines Lp_u, Lp_v, and Lp_w are detected when at least one disconnection is detected (first addition value nl, for example, “10”).
- the value when the disconnection is detected (second addition value n2, eg “70”) is set larger. According to this configuration, even when a highly urgent two-phase disconnection occurs, the detection of the disconnection can be determined more quickly.
- the predetermined voltage Vth used for detection of disconnection detection is set based on the target value (target voltage TV) of the low voltage LV defined by the power supply voltage Vpig and the duty ratio (PWMduty) in the PWM control. (Refer to the above formula (2) (3)).
- target value target voltage TV
- PWMduty the duty ratio
- the present invention is not limited to this, and a threshold value near the ground voltage (0 V) may be set in advance, and the disconnection detection may be determined by comparison with the set threshold value.
- the determination for detecting a line (step 106) is processed in the same routine, Was confirmed.
- the present invention is not limited to this, and the determination for detecting a one-phase disconnection and the determination for detecting a two-phase disconnection may be performed separately and their detections may be determined separately.
- the microcomputer 2 constitutes the control means and the disconnection detection means! /, But the control means and the disconnection detection means may be configured separately! /.
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Description
明 細 書
モータ制御装置
技術分野
[0001] 本発明は、電力供給線の断線検知機能を備えたモータ制御装置に関する。
背景技術
[0002] 従来より、三相(U, V, W)の駆動電力の供給を通じてモータ(ブラシレスモータ)の 作動を制御するモータ制御装置がある。このようなモータ制御装置として、例えば、 図 4に示すように、制御対象であるモータの電気角について 60度毎に通電相及び通 電方向、即ち通電パターンを切り替えて駆動電力の供給を行うものがある(例えば、 特許文献 1参照)。
[0003] こうした矩形波通電によるモータ駆動では、通電相(駆動相)が二相である場合、駆 動相電源側の電圧は高位電圧 HVとなり、駆動相接地側の電圧は低位電圧 LVとな り、非駆動相の電圧は中間電圧 MVとなる。つまり、各相電圧間には、理論上、以下 に示す関係式が成立する。各相電圧を監視し、この関係式が成立するか否かを判定 することにより、モータへの電力供給線の断線検知を行うことができる。
[0004] HV+LV- 2 X MV = 0 · · · (1)
特許文献 1 :特開 2005— 295688号公報
発明の開示
[0005] しかしながら、現実には、通電相の切替時には各相電圧に大きな電圧変化が生じ る。そのため、電圧変化によるノイズによって、検出された電圧値から上記(1)式の関 係が成立しない場合がある。従来は、このようなノイズに起因した誤検知を避けるべく 、電圧値のモニタ時間を比較的長く設定する必要があり(例えば、上記関係の不成 立を検出する毎に所定のカウンタ値を加算し、その合計値が所定の閾値を超えた場 合に何れかの電力供給線に断線が生じたと判定する場合、その閾値を高く設定する )、これが迅速な断線検知を妨げていた。更に、モータへの通電が不能となる二相断 泉発生時には、より迅速な対応が要求される力 従来の方法によれば、一相断線と 二相断線とを区別することができない。このため、緊急性の高い二相断線を速やかに
検知することができない。
[0006] 本発明の目的は、簡素な構成によって迅速に電力供給線の断線を検知することが できるモータ制御装置を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、モータ制御信号を出 力する制御手段と、直列接続された一対のスイッチング素子を並列に接続して構成 され、各スィッチング素子がモータ制御信号に基づきオン/オフされることにより直流 電力が三相の駆動電力に変換されてモータに供給される駆動回路とを備え、制御手 段は、モータの所定電気角毎にその通電相及び通電方向を切り替える矩形波通電 により駆動電力の供給を行うべくモータ制御信号を生成するとともに、接地側の各ス イッチング素子の PWM制御を実行することによりモータに印加される電圧を制御す るモータ制御装置であって、モータの各相電圧を検出する電圧検出手段と、検出さ れた各相電圧に基づ!/、て各相に対応する電力供給線の断線を検知する断線検知 手段とを備え、断線検知手段は、検出された各相電圧のうちの低位電圧が接地電圧 近傍に設定された所定電圧よりも低い場合、電力供給線の少なくとも何れか一つに 断線が生じたものと判定し、各相電圧のうちの中間電圧が所定電圧よりも低い場合、 電力供給線の何れか二つに断線が生じたものと判定する。
[0007] 上記の構成によれば、一相断線と二相断線とを区別して検出することができる。そ の結果、迅速な対応が求められる二相断泉発生時において、より速やかにその断泉 検知を行うことができる。
[0008] 上記の構成において、断線検知手段は、電源電圧及び前記 PWM制御の duty比 により規定される低位電圧の目標値に基づいて、所定電圧を設定することが好ましい 。即ち、非断線状態であれば、通電相の切替時に、低位電圧が目標値以下にならな い。従って、上記構成によれば、通電相の切替に伴うノイズに起因する誤検知が回 避されるため、高精度の断線検出が可能になる。その結果、モニタ時間が短縮される ため、より迅速に断線を検知することができる。
[0009] 上記の構成において、断線検知手段は、一の断線検出につき所定の値を加算す るカウンタを有し、所定周期毎に低電圧及び中間電圧と所定電圧との比較に基づく 断線検出の判定を実行するとともに、カウンタの積算値が所定の閾値以上となった場
合、電力供給線における断線の検知を確定し、加算する所定の値として、電力供給 線の少なくとも何れか一つの断線を検出した場合の値よりも二つの断線を検出した 場合の値が大きく設定されることが好ましい。この場合、緊急性の高い二相断線発生 時にお!/、て、より速やかに断線の検知を確定することができる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]モータ制御装置の概略構成図。
[図 2]断泉発生時の電圧変化を示す説明図。
[図 3]断線検知の処理手順を示すフローチャート。
[図 4]矩形波通電の態様を示す説明図。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図 1に示すように、モータ制御装置 1は、モータ制御信号を出力する制御手段とし てのマイコン 2と、マイコン 2から出力されるモータ制御信号に基づきモータ 4に三相( U, V, W)の駆動電力を供給する駆動回路 5とを備えている。駆動回路 5は、電力供 給経路 Lにお!/、て直流電源 3とモータ(ブラシレスモータ) 4との間に設けられて!/、る。
[0012] 駆動回路 5には、直列接続された一対のスイッチング素子(FET)を並列に接続し た周知の PWMインバータが採用されている。具体的には、駆動回路 5では、 FET7a , 7d、 FET7b, 7e、及び FET7c, 7fの各組の直列回路(アーム)が並列に接続され ている。各アームにおける上段側の FET7a, 7b, 7cは、電源線 11を介して直流電 源 3のプラス端子に接続され、下段側の FET7d, 7e, 7fは、接地されている。 FET7 a, 7d、 FET7b, 7e、 FET7c, 7fの各接続点 8u, 8v, 8wは、各動力線 9u, 9v, 9w を介してモータ 4の各モータコイル lOu, ΙΟν, 10wに接続されている。即ち、モータ 4の各相に対応する電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wは、各動力線 9u, 9v, 9w及び各 モータコイル 10u, ΙΟν, 10wにより構成されている。また、各 FET7a〜7fのゲート端 子はマイコン 2に接続されている。マイコン 2から出力されるモータ制御信号は、各 FE T7a〜7fのゲート端子に入力される。そのモータ制御信号に応答して各 FET7a〜7 fがオン/オフされることにより、直流電源 3からの直流電力が三相の駆動電力に変 換されてモータ 4に供給される。
[0013] 一方、マイコン 2には、モータ 4の回転角(電気角) Θ mを検出する回転角センサ 12 が接続されている。マイコン 2は、回転角センサ 12により検出された回転角 θ πιに基 づいてモータ制御信号を生成する。具体的には、マイコン 2は、モータ 4の電気角(6 0° )毎に通電相及び通電方向、即ち通電パターンを切り替える矩形波通電により駆 動電力の供給を行うべくモータ制御信号を生成する(図 4参照)。マイコン 2は、接地 側の各 FET7d, 7e, 7fの PWM制御を実行する。即ち、マイコン 2は、各 FET7d, 7 e, 7fに対しモータ制御信号としてノ ルス信号を出力し、そのノ ルス信号の duty比を 変更することによって、モータに印加される電圧を制御する。
[0014] (電力供給線の断線検知)
次に、モータ制御装置における電力供給線の断線検知について説明する。 マイコン 2は、モータ 4の各相に対応する電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wの断線を検 知する断線検知手段である。
[0015] モータ 4と駆動回路 5とを接続する各動力線 9u, 9v, 9wには、電圧検出手段として の電圧センサ 13u, 13v, 13wが設けられている。マイコン 2には、各電圧センサによ り検出されたモータ 4の各相電圧 Vu, Vv, Vwが入力される。マイコン 2は、検出され た各相電圧 Vu, Vv, Vwに基づいて、低位電圧 LV及び中間電圧 MVと接地電圧(0 V)近傍に設定された所定電圧 Vthとを比較することにより、各電力供給線 Lp_u, Lp_v , Lp_wの断線を検知する。
[0016] 図 2に示すように、例えば U相力、ら W相への通電時において電源電圧 Vpigが 12V 、その PWMduty比が 50%である場合、各電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wの何れにも 断線が生じていないとすれば、高位電圧 HVとなる U相電圧 Vuは 12V、低位電圧 L Vとなる W相電圧 Vwは 6V、中間電圧 MVとなる V相電圧 Vvは 9Vとなる。し力、し、各 電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wの何れかに断線が生じた場合、低位電圧 LV及び中間 電圧 MVが変化する。
[0017] 具体的には、 U相に対応する電力供給線 Lp_uが断線した場合は V相電圧 Vv及び W相電圧 Vwが理論上 0Vとなり、 V相に対応する電力供給線 Lp_vが断線した場合は V相電圧 Vvが理論上 0Vとなり、 W相に対応する電力供給線 Lp_wが断線した場合は W相電圧 Vwが理論上 0Vとなる。各電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wのうちの二つが断
線した場合は V相電圧 Vv及び W相電圧 Vwが理論上 OVとなる。
[0018] 即ち、モータが駆動した状態において、低位電圧 LVが 0Vとなる場合、各電力供給 線 Lp_u, Lp_v, Lp_wのうちの少なくとも何れか一つに断線が生じたものと判定される。 更に、中間電圧 MV力 S0Vとなる場合、各電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wのうちの二つ に断線が発生した可能性が高くなる。本実施形態において、マイコン 2は、このように して低位電圧 LV及び中間電圧 MVを監視することにより、各電力供給線 Lp_u, Lp_v , Lp_wの断線を検知する。
[0019] さらに詳述すると、直流電源 3と駆動回路 5とを接続する電源線 1 1には、電圧セン サ 14が設けられている。マイコン 2には、電圧センサ 14により検出された電源電圧 Vp igが入力される。マイコン 2は、検出された電源電圧 Vpig及び上記 PWM制御におけ る duty比(PWMduty)により規定される低位電圧 LVの目標値(目標電圧 TV)に基づ V、て、断線検出の判定に用いられる上記所定電圧 Vthを設定する。
[0020] 具体的には、マイコン 2は、以下に示す(2)式に基づき目標電圧を演算し、(3)式 に基づ!/、て所定電圧 Vthを設定する。 (3)式中の「 α」は、所定の係数である。低位 電圧 LVが所定電圧 Vthよりも低い場合、マイコン 2は、各電力供給線 Lp— u, Lp_v, Lp _wのうちの少なくとも何れか一つに断線が生じたものと判定する。また、中間電圧 MV が所定電圧 Vthよりも低い場合、マイコン 2は、各電力供給線 Lp— u, Lp— V, Lp— wの何 れか二つに断線が生じたものと判定する。
[0021] TV = Vpig X ( 1 - PWMduty) · · · (2)
Vth = TV- a X Vpig · · · (3)
ここで、マイコン 2は、一の断線検出につき所定の値を加算するカウンタ(図示略)を 有している。マイコン 2は、所定周期(例えば 6m秒)毎に、上記のような断線検出の判 定を実行するとともに、積算値 (C)が所定の閾値 (C0、例えば「200」)以上となった 場合、各電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wにおける断線の検知を確定する。本実施形態 では、加算する所定の値として、各電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wのうち少なくとも何 れか一つの断線を検出した場合の値 (第 1加算値 nl、例えば「10」)よりも何れか二 つの断線を検出した場合の値 (第 2加算値 n2、例えば「70」)方が大きく設定されて いる。
[0022] 図 3のフローチャートに示すように、マイコン 2は、各相電圧 Vu, Vv, Vw及び電源 電圧 Vpigを検出すると (ステップ 101)、まず目標電圧 TVを演算し(上記(2)式参照 、ステップ 102)、続いて所定電圧 Vthを演算する(上記(3)式参照、ステップ 103)。
[0023] 次に、マイコン 2は、中間電圧 MVが所定電圧 Vthよりも小さいか否かを判定する( ステップ 104)。中間電圧 MVが所定電圧 Vthよりも小さい場合(MVく Vth、ステップ 104 : YES)、マイコン 2は、カウンタにおいて第 2加算値 n2を加算する(C = C + n2、 ステップ 105)。
[0024] 一方、中間電圧 MVが所定電圧 Vth以上である場合(ステップ 104 : NO)、マイコン
2は、低位電圧 LVが所定電圧 Vthよりも小さいか否かを判定する(ステップ 106)。低 位電圧 LVが所定電圧 Vthよりも小さい場合(LV<Vth、ステップ 106 : YES)、マイコ ン 2は、カウンタにおいて第 1加算値 nlを加算する(C = C + nl、ステップ 107)。
[0025] 低位電圧 LVが所定電圧 Vth以上である場合(ステップ 106: NO)、マイコン 2は、力 ゥンタにお!/、て所定の値 ηθ (例えば「1」)を減算する(ステップ 108)。
ステップ 105、ステップ 107及びステップ 108の何れかの処理を実行した後、マイコ ン 2は、カウンタの積算値 Cが所定の閾値 CO以上であるか否かを判定する(ステップ 109)。積算値 Cが閾値 C0以上である場合(C≥C0、ステップ 109 : YES)、マイコン 2は、各電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wにおける断線の検知を確定する(ステップ 110 )。
[0026] 積算値 Cが閾値 C0よりも小さい場合(ステップ 109 : NO)、マイコン 2は、ステップ 1
10の処理を実行しない。マイコン 2は、所定周期毎にステップ 101〜ステップ 110の 処理を実行して、各電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wの断線を検知する。
[0027] 以上、本実施形態によれば、以下のような作用 ·効果を得ることができる。
(1)マイコン 2は、検出された各相電圧 Vu, Vv, Vwに基づいて、低位電圧 LV及び 中間電圧 MVと接地電圧(0V)近傍に設定された所定電圧 Vthとを比較することによ り、各電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wの断線を検知する。即ち、モータが駆動した状態 において、低位電圧 LV力 S0Vとなる場合、各電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wのうちの 少なくとも何れか一つに断線が生じたものと判定される。また、中間電圧 MVが 0Vと なる場合、各電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wのうちの二つに断線が発生した可能性が
高くなる。つまり、上記構成によれば、一相断線と二相断線とを区別して検出すること ができる。これにより、迅速な対応が求められる二相断線の発生時において、より速 やかに電力供給線の断線を検知することができる。
[0028] (2)マイコン 2は、電源電圧 Vpig及び上記 PWM制御における duty比(PWMduty) により規定される低位電圧 LVの目標値(目標電圧 TV)に基づいて、断線検出の判 定に用いられる所定電圧 Vthを設定する。即ち、非断線状態であれば、通電相の切 替時においても、低位電圧 LVが目標電圧 TV以下にはならない。従って、上記構成 によれば、通電相の切替時に生じたノイズに起因する誤検知が回避されるため、高 精度な断線検出が可能になる。その結果、モニタ時間が短縮されるため、より迅速に 断線を検知することができる。
[0029] (3)マイコン 2は、一の断線検出につき所定の値を加算するカウンタを有している。
また、マイコン 2は、所定周期(例えば 6m秒)毎に断線検出のための判定処理を実 行すると共に、積算値 (C)が所定の閾値 (C0、例えば「200」)以上となった場合、各 電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wにおける断線の検知を確定する。加算する所定の値と して、各電力供給線 Lp_u, Lp_v, Lp_wのうち少なくとも何れか一つの断線を検出した 場合の値 (第 1加算値 nl、例えば「10」)よりも何れか二つの断線を検出した場合の 値 (第 2加算値 n2、例えば「70」)方が大きく設定される。この構成によれば、緊急性 の高い二相断線発生時においてもより速やかに断線の検知を確定することができる
[0030] なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
•本実施形態では、断線検出の判定に用いられる所定電圧 Vthは、電源電圧 Vpig 及び上記 PWM制御における duty比(PWMduty)により規定される低位電圧 LVの目 標値(目標電圧 TV)に基づき設定した(上記(2) (3)式参照)。しかし、これに限らず 、予め接地電圧(0V)近傍の閾値を設定し、設定された閾値との比較により断線検出 の判定を行ってもよい。
[0031] ·本実施形態では、中間電圧 MVと所定電圧 Vthとの比較により二相断線を検出す るための判定 (ステップ 104)と、低位電圧 LVと所定電圧 Vthとの比較により一相断 線を検出するための判定 (ステップ 106)とを、同一のルーチンにおいて処理し、断線
の検知の確定を行っていた。しかし、これに限らず、一相断線を検出するための判定 と二相断線を検出するための判定とを別々に行い、それらの検知を別々に確定して あよい。
·本実施形態では、マイコン 2が制御手段及び断線検知手段を構成して!/、たが、制 御手段と断線検知手段とを別々に構成してもよ!/、。
Claims
[1] モータ制御信号を出力する制御手段と、直列接続された一対のスイッチング素子を 並列に接続して構成され、前記各スイッチング素子が前記モータ制御信号に基づき オン/オフされることにより直流電力が三相の駆動電力に変換されてモータに供給さ れる駆動回路とを備え、前記制御手段は、前記モータの所定電気角毎にその通電 相及び通電方向を切り替える矩形波通電により前記駆動電力の供給を行うべく前記 モータ制御信号を生成するとともに、接地側の各スイッチング素子の PWM制御を実 行することにより前記モータに印加される電圧を制御するモータ制御装置であって、 前記モータの各相電圧を検出する電圧検出手段と、
前記検出された各相電圧に基づいて各相に対応する電力供給線の断線を検知す る断線検知手段とを備え、
前記断線検知手段は、前記検出された各相電圧のうちの低位電圧が接地電圧近 傍に設定された所定電圧よりも低い場合、前記電力供給線の少なくとも何れか一つ に断線が生じたものと判定し、前記各相電圧のうちの中間電圧が前記所定電圧より も低レ、場合、前記電力供給線の何れか二つに断線が生じたものと判定することを特 徴とするモータ制御装置。
[2] 請求項 1に記載のモータ制御装置におレ、て、
前記断線検知手段は、電源電圧及び前記 PWM制御の duty比により規定される 前記低位電圧の目標値に基づいて、前記所定電圧を設定することを特徴とするモー タ制御装置。
[3] 請求項 1に記載のモータ制御装置におレ、て、
前記断線検知手段は、一の断線検出につき所定の値を加算するカウンタを有し、 所定周期毎に前記低電圧及び中間電圧と前記所定電圧との比較に基づく断線検出 の判定を実行するとともに、前記カウンタの積算値が所定の閾値以上となった場合、 前記電力供給線における断線の検知を確定し、
前記加算する所定の値として、前記電力供給線の少なくとも何れか一つの断線を 検出した場合の値よりも前記二つの断線を検出した場合の値が大きく設定されること を特徴とするモータ制御装置。
請求項 2に記載のモータ制御装置において、
前記断線検知手段は、一の断線検出につき所定の値を加算するカウンタを有し、 所定周期毎に前記低電圧及び中間電圧と前記所定電圧との比較に基づく断線検出 の判定を実行するとともに、前記カウンタの積算値が所定の閾値以上となった場合、 前記電力供給線における断線の検知を確定し、
前記加算する所定の値として、前記電力供給線の少なくとも何れか一つの断線を 検出した場合の値よりも前記二つの断線を検出した場合の値が大きく設定されること を特徴とするモータ制御装置。
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