JP2010063236A

JP2010063236A - Motor controller and electric power steering apparatus

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Publication number: JP2010063236A
Application number: JP2008224884A
Authority: JP
Inventors: Yoshie Hibi; 淑江日比
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2028-09-02
Also published as: JP5412768B2

Abstract

【課題】非昇圧制御時であっても正確な地絡検出が可能なモータ制御装置を提供すること。
【解決手段】マイコンは、昇圧回路における異常発生に伴う非昇圧制御時（ステップ２０１：ＮＯ）には、上記駆動回路に対する印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pigよりも低いこと（Ｖ_bpig＜Ｖ_pig、ステップ２０７：ＹＥＳ）を、そのモータ線における地絡の発生を検出するための判定条件とする。そして、モータが回生状態にある場合に該当する印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pig以上である場合（Ｖ_bpig≧Ｖ_pig、ステップ２０７：ＮＯ）には、各モータ線に地絡が発生した旨の判定を行なわない（ステップ２０６）。
【選択図】図４To provide a motor control device capable of accurate ground fault detection even during non-boosting control.
In non-boosting control accompanying occurrence of an abnormality in a booster circuit (step 201: NO), the microcomputer applies an applied voltage V_bpig to the drive circuit lower than a power supply voltage V_pig (V_bpig <V_pig, step 207: YES) is a determination condition for detecting the occurrence of a ground fault in the motor wire. If the applied voltage V_bpig corresponding to the motor in the regenerative state is equal to or higher than the power supply voltage V_pig (V_bpig ≧ V_pig, step 207: NO), it is determined that a ground fault has occurred in each motor line. No (step 206).
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to a motor control device and an electric power steering device.

従来、モータと駆動回路との間を接続するモータ線に生じた地絡を検出する手法として、例えば、特許文献１等に示されるものの他、モータの自己インダクタンスに基づき地絡相に生ずる誘導電流を捉えることによって、その地絡の発生を検出する方法がある。 Conventionally, as a technique for detecting a ground fault generated in a motor wire connecting a motor and a drive circuit, for example, an induced current generated in a ground fault phase based on the self-inductance of the motor in addition to the one shown in Patent Document 1 There is a method of detecting the occurrence of the ground fault by capturing

即ち、図６に示すように、モータ４１と駆動回路４２との間を接続する各モータ線４３ｕ，４３ｖ，４３ｗのうち、例えば、Ｕ相のモータ線４３ｕに地絡が生じた場合、そのＵ相の端子電圧は略接地電位（０Ｖ）まで低下するが、このとき、当該Ｕ相には、そのモータの自己インダクタンスに基づく誘導電流が発生する。 That is, as shown in FIG. 6, among the motor wires 43u, 43v, 43w connecting the motor 41 and the drive circuit 42, for example, when a ground fault occurs in the U-phase motor wire 43u, the U The terminal voltage of the phase decreases to substantially the ground potential (0 V). At this time, an induced current based on the self-inductance of the motor is generated in the U phase.

つまり、モータ用の駆動回路４２は、直列接続されたスイッチング素子対（４４ａ，４４ｄ、４４ｂ，４４ｅ、及び４４ｃ，４４ｆ）を基本単位（アーム）として、これらを並列接続することにより構成されるとともに、近年では、これらの各スイッチング素子には電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）等の半導体スイッチを用いるのが一般的となっている。このため、上記地絡発生時には、そのＵ相下段側のＦＥＴ４４ｄがオフ状態であったとしても、当該地絡発生相であるＵ相には、その寄生ダイオードＤを介して接地側から誘導電流が流れ込むことになる。そして、このような誘導電流の検出と併せて、端子電圧の低下、及び駆動回路４２に対する印加電圧の低下を検出することにより、当該相における地絡の発生を検出するのである。
特開平５−１８５９３７号公報 That is, the motor drive circuit 42 is configured by connecting the switching element pairs (44a, 44d, 44b, 44e, and 44c, 44f) connected in series as a basic unit (arm) and connecting them in parallel. In recent years, a semiconductor switch such as a field effect transistor (FET) is generally used for each of these switching elements. For this reason, even if the U-phase lower stage FET 44d is in an OFF state when the ground fault occurs, an induced current is supplied to the U phase, which is the ground fault generation phase, from the ground side via the parasitic diode D. Will flow. In addition to the detection of the induced current, the occurrence of a ground fault in the phase is detected by detecting the decrease in the terminal voltage and the decrease in the voltage applied to the drive circuit 42.
JP-A-5-185937

しかしながら、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）等の用途に用いられるモータ制御装置には、昇圧回路により昇圧した電圧を駆動回路へと印加するものがあり、このようなモータ制御装置については、上記のような地絡検出方法が適用できない場合がある。 However, some motor control devices used for applications such as an electric power steering device (EPS) apply a voltage boosted by a booster circuit to a drive circuit. Such a motor control device is as described above. A simple ground fault detection method may not be applicable.

即ち、上記のような昇圧電圧を駆動回路に印加するモータ制御装置には、その昇圧回路に異常が発生した場合、電源電圧を駆動回路に直接印加することによりモータ制御を継続するものがあり、その非昇圧制御時における印加電圧の低下によって、上記地絡検出の判定条件の一つが常に成立した状態になり得る。そして、これにより誤検出が引き起こされる可能性があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。 That is, some motor control devices that apply the boosted voltage to the drive circuit as described above continue motor control by applying the power supply voltage directly to the drive circuit when an abnormality occurs in the booster circuit. One of the determination conditions for the ground fault detection can always be satisfied by the decrease in the applied voltage during the non-boosting control. And this may cause false detection, and there is still room for improvement in this respect.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、非昇圧制御時であっても正確な地絡検出が可能なモータ制御装置、及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a motor control device and an electric power steering device capable of accurate ground fault detection even during non-boosting control. There is to do.

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、印加電圧に基づく駆動電力を生成してモータに出力する駆動回路と、電源電圧を昇圧して前記駆動回路に印加する昇圧回路と、前記昇圧回路の異常を検出する異常検出手段と、前記モータと前記駆動回路とを接続するモータ線に生じた地絡を検出する地絡検出手段とを備え、前記地絡検出手段は、モータ電流、前記モータの端子電圧、及び前記駆動回路に対する印加電圧を監視することにより、その地絡判定を実行するものであって、前記昇圧回路の異常が検出された場合には、前記昇圧を行なうことなく前記電源電圧を前記駆動回路に印加する非昇圧制御が実行されるモータ制御装置において、前記モータが回生状態にあるか否かを判定する判定手段を備え、前記地絡検出手段は、前記非昇圧制御時において、前記モータが回生状態にある場合には、前記地絡が発生した旨の判定を行なわないこと、を要旨とする。 In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is a drive circuit that generates drive power based on an applied voltage and outputs the drive power to a motor, and a booster circuit that boosts a power supply voltage and applies it to the drive circuit. And an abnormality detection means for detecting an abnormality of the booster circuit, and a ground fault detection means for detecting a ground fault occurring in a motor wire connecting the motor and the drive circuit, the ground fault detection means, The ground fault determination is performed by monitoring the motor current, the terminal voltage of the motor, and the voltage applied to the drive circuit. When an abnormality of the boost circuit is detected, the boost is performed. In a motor control device in which non-boosting control is performed in which the power supply voltage is applied to the drive circuit without being performed, the motor control device includes a determination unit that determines whether the motor is in a regenerative state, and the ground fault detection unit includes: Serial during the non boost control, when the motor is in a regenerative state, it does not perform a determination that the ground fault has occurred, and the gist.

即ち、地絡による誘導電流の発生時と同様の相電流値が検出される可能性があるのは、モータが回生状態にある場合であり、このような場合に、地絡の誤検出が起こりやすい。従って、上記構成のように、モータの回生時を地絡検出から除外することにより誤検出の発生を抑制することができ、その結果、非昇圧制御時における地絡検出の精度を高めることができるようになる。 That is, the same phase current value as when an induced current is generated due to a ground fault may be detected when the motor is in a regenerative state. In such a case, an erroneous detection of a ground fault occurs. Cheap. Accordingly, as in the above configuration, the occurrence of false detection can be suppressed by excluding the motor regeneration from ground fault detection, and as a result, the accuracy of ground fault detection during non-boosting control can be improved. It becomes like this.

請求項２に記載の発明は、前記昇圧回路の異常が検出された場合には、前記昇圧回路を構成する半導体素子の寄生ダイオードを介して前記電源電圧が前記駆動回路に印加されるものであって、前記判定手段は、前記非昇圧制御時において、前記印加電圧が前記電源電圧を上回る場合に、前記回生状態にあると判定すること、を要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, when an abnormality of the booster circuit is detected, the power supply voltage is applied to the drive circuit via a parasitic diode of a semiconductor element constituting the booster circuit. Thus, the gist of the determination means is that the regenerative state is determined when the applied voltage exceeds the power supply voltage during the non-boosting control.

即ち、非昇圧制御時、昇圧回路を構成する半導体素子の寄生ダイオードを介して駆動回路に印加される印加電圧が電源電圧以上となるのは、モータが回生状態にある場合のみである。従って、上記構成によれば、容易且つ簡素な構成にて、モータの回生時を除外した地絡検出の実行が可能であり、その結果、誤検出の発生を抑制して、その非昇圧制御時における地絡検出の精度を高めることができる。 That is, during non-boosting control, the applied voltage applied to the drive circuit via the parasitic diode of the semiconductor element constituting the booster circuit is equal to or higher than the power supply voltage only when the motor is in a regenerative state. Therefore, according to the above configuration, it is possible to perform ground fault detection excluding motor regeneration with an easy and simple configuration. The accuracy of ground fault detection in can be improved.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の何れか一項に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置であること、を要旨とする。
上記構成によれば、正確な地絡検出を担保して、より信頼性の高い電動パワーステアリング装置を提供することができる。 The gist of the invention described in claim 3 is an electric power steering device including the motor control device according to any one of claims 1 and 2.
According to the said structure, accurate ground fault detection is ensured and a more reliable electric power steering apparatus can be provided.

本発明によれば、非昇圧制御時であっても正確な地絡検出が可能なモータ制御装置、及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a motor control device and an electric power steering device capable of accurate ground fault detection even during non-boosting control.

以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のＥＰＳ１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角が変更されるようになっている。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an electric power steering apparatus (EPS) will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the EPS 1 of the present embodiment. As shown in the figure, a steering shaft 3 to which a steering wheel (steering) 2 is fixed is connected to a rack 5 via a rack and pinion mechanism 4. It is converted into a reciprocating linear motion of the rack 5 by the and pinion mechanism 4. The rudder angle of the steered wheels 6 is changed by the reciprocating linear motion of the rack 5.

また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。 Further, the EPS 1 includes an EPS actuator 10 as a steering force assisting device that applies an assist force for assisting a steering operation to the steering system, and an ECU 11 as a control unit that controls the operation of the EPS actuator 10. .

本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、その駆動源であるモータ１２がラック５と同軸に配置された所謂ラック型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ１２が発生するアシストトルクは、ボールねじ機構（図示略）を介してラック５に伝達される。尚、本実施形態のモータ１２は、ブラシレスモータであり、ＥＣＵ１１から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、モータ制御装置としてのＥＣＵ１１は、このモータ１２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。 The EPS actuator 10 of the present embodiment is a so-called rack-type EPS actuator in which a motor 12 that is a driving source thereof is arranged coaxially with the rack 5, and an assist torque generated by the motor 12 is a ball screw mechanism (not shown). Is transmitted to the rack 5 via. In addition, the motor 12 of this embodiment is a brushless motor, and rotates by receiving supply of three-phase (U, V, W) driving power from the ECU 11. And ECU11 as a motor control apparatus controls the assist force given to a steering system by controlling the assist torque which this motor 12 generate | occur | produces (power assist control).

本実施形態では、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されている。そして、ＥＣＵ１１は、これらトルクセンサ１４及び車速センサ１５によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御、即ちパワーアシスト制御を実行する。 In the present embodiment, a torque sensor 14 and a vehicle speed sensor 15 are connected to the ECU 11. The ECU 11 controls the operation of the EPS actuator 10 based on the steering torque τ and the vehicle speed V detected by the torque sensor 14 and the vehicle speed sensor 15, respectively, that is, executes power assist control.

次に、本実施形態のＥＰＳの電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳの制御ブロック図である。同図に示すように、モータ制御装置としてのＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するマイコン１７と、マイコン１７の出力するモータ制御信号に基づきモータ１２に三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力を供給する駆動回路１９とを備えている。 Next, the electrical configuration of the EPS of this embodiment will be described.
FIG. 2 is a control block diagram of the EPS of this embodiment. As shown in the figure, the ECU 11 as a motor control device includes a microcomputer 17 that outputs a motor control signal and three-phase (U, V, W) drive power to the motor 12 based on the motor control signal output from the microcomputer 17. And a drive circuit 19 for supplying the power.

詳述すると、本実施形態のＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出するための電流センサ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ、及びモータ１２の回転角θを検出するための回転角センサ２１が接続されている。そして、マイコン１７は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ１２の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θ、並びに上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて駆動回路１９にモータ制御信号を出力する。 More specifically, the ECU 11 of the present embodiment detects current sensors 20u, 20v, 20w for detecting respective phase current values Iu, Iv, Iw energized to the motor 12, and a rotation angle θ of the motor 12. A rotation angle sensor 21 is connected. Then, the microcomputer 17 sends a motor to the drive circuit 19 based on the phase current values Iu, Iv, Iw and the rotation angle θ of the motor 12 detected based on the output signals of these sensors, and the steering torque τ and the vehicle speed V. Output a control signal.

一方、本実施形態の駆動回路１９には、直列に接続された一対のスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）を並列に接続してなる周知のＰＷＭインバータが採用されている。具体的には、駆動回路１９は、ＦＥＴ２２ａ，２２ｄ、ＦＥＴ２２ｂ，２２ｅ、及びＦＥＴ２２ｃ，２２ｆの各組の直列回路（アーム）を並列に接続してなり、これら各アームにおける電源側のＦＥＴ２２ａ，２２ｂ，２２ｃと接地側のＦＥＴ２２ｄ，２２ｅ，２２ｆとの各接続点２３ｕ，２３ｖ，２３ｗは、それぞれ対応する各相の出力端子となっている。そして、これら出力端子としての各接続点２３ｕ，２３ｖ，２３ｗは、モータ線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗを介してモータ１２の各相モータコイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに接続されている。 On the other hand, the drive circuit 19 of this embodiment employs a known PWM inverter formed by connecting a pair of switching elements (MOSFETs) connected in series in parallel. Specifically, the drive circuit 19 includes FETs 22a and 22d, FETs 22b and 22e, and FETs 22c and 22f connected in series to each other in parallel. The power supply side FETs 22a and 22b, Connection points 23u, 23v, and 23w between the FET 22d, 22e, and 22f on the ground side 22c are output terminals of the corresponding phases. The connection points 23u, 23v, and 23w as output terminals are connected to the phase motor coils 12u, 12v, and 12w of the motor 12 through motor wires 24u, 24v, and 24w.

また、各ＦＥＴ２２ａ〜２２ｆのゲート端子には、マイコン１７の出力するモータ制御信号が入力されるようになっている。そして、本実施形態の駆動回路１９は、このマイコン１７の出力するモータ制御信号に応答して各ＦＥＴ２２ａ〜２２ｆがオン／オフすることにより、その印加電圧に基づく三相の駆動電力を生成し出力する構成となっている。 A motor control signal output from the microcomputer 17 is input to the gate terminals of the FETs 22a to 22f. The drive circuit 19 of this embodiment generates and outputs three-phase drive power based on the applied voltage by turning on / off the FETs 22a to 22f in response to the motor control signal output from the microcomputer 17. It is the composition to do.

ここで、本実施形態では、駆動回路１９と直流電源であるバッテリ２５とを接続する電源線Ｌpには、バッテリ２５の電源電圧Ｖ_pigを昇圧して出力する昇圧回路２６が設けられている。 Here, in the present embodiment, a booster circuit 26 that boosts and outputs the power supply voltage V_pig of the battery 25 is provided on the power supply line Lp that connects the drive circuit 19 and the battery 25 that is a DC power supply.

詳述すると、本実施形態の昇圧回路２６は、昇圧コイル２７、二つのスイッチング素子（ＦＥＴ２８，２９）、及び平滑コンデンサ３０を接続することにより形成されている。具体的には、直流電源であるバッテリ２５のプラス側に接続された昇圧コイル２７の一端には、上記二つのＦＥＴ２８，２９の一端がそれぞれ接続され、そのＦＥＴ２８の他端には、更に平滑コンデンサ３０の一端が接続されている。そして、ＦＥＴ２９及び平滑コンデンサ３０の他端は、接地されている。 More specifically, the booster circuit 26 of this embodiment is formed by connecting a booster coil 27, two switching elements (FETs 28 and 29), and a smoothing capacitor 30. Specifically, one end of the two FETs 28 and 29 is connected to one end of the boosting coil 27 connected to the positive side of the battery 25 which is a DC power source, and a smoothing capacitor is further connected to the other end of the FET 28. One end of 30 is connected. The other ends of the FET 29 and the smoothing capacitor 30 are grounded.

また、各ＦＥＴ２８，２９のゲート端子には、マイコン１７の出力する制御信号が入力されるようになっている。そして、本実施形態では、上記ＦＥＴ２８と平滑コンデンサ３０との間の接続点３１が、その昇圧した電圧を出力する出力端子となっている。 A control signal output from the microcomputer 17 is input to the gate terminals of the FETs 28 and 29. In the present embodiment, the connection point 31 between the FET 28 and the smoothing capacitor 30 is an output terminal for outputting the boosted voltage.

即ち、本実施形態の昇圧回路２６は、マイコン１７の出力する制御信号に基づき各ＦＥＴ２８，２９が交互にオン／オフすることにより、昇圧コイル２７に誘起電圧を生じさせる。そして、その誘起電圧を電源電圧Ｖ_pigに重畳することにより、当該電源電圧Ｖ_pigを昇圧して出力する構成となっている。 That is, the booster circuit 26 of this embodiment generates an induced voltage in the booster coil 27 by alternately turning on / off the FETs 28 and 29 based on the control signal output from the microcomputer 17. Then, by superimposing the induced voltage on the power supply voltage V_pig, the power supply voltage V_pig is boosted and output.

つまり、本実施形態では、この昇圧回路２６により昇圧された電圧が、上記駆動回路１９に対する印加電圧Ｖ_bpigとなっている。そして、駆動回路１９は、その印加電圧Ｖ_bpigに基づいて、モータ１２に供給する三相の駆動電力を生成する。 That is, in the present embodiment, the voltage boosted by the booster circuit 26 is the applied voltage V_bpig for the drive circuit 19. The drive circuit 19 generates three-phase drive power to be supplied to the motor 12 based on the applied voltage V_bpig.

また、本実施形態のマイコン１７は、上記のような昇圧回路２６の作動を制御する制御手段としての機能に加え、当該昇圧回路２６の異常（詳しくは、その非出力側のＦＥＴ２９の故障）を検出する異常検出手段としての機能を備えている。そして、その昇圧回路２６の異常が検出された場合には、上記昇圧回路２６による昇圧を停止する。 Further, in addition to the function as the control means for controlling the operation of the booster circuit 26 as described above, the microcomputer 17 according to the present embodiment detects abnormality of the booster circuit 26 (specifically, failure of the FET 29 on the non-output side). It has a function as an abnormality detection means for detecting. When an abnormality of the booster circuit 26 is detected, the boosting by the booster circuit 26 is stopped.

即ち、図３のフローチャートに示すように、昇圧回路２６の異常検出処理を実行し（ステップ１０１）、同昇圧回路２６が正常であるか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、正常である場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）には、通常の昇圧制御を実行する（ステップ１０３）。そして、上記ステップ１０２において、異常であると判定した場合（ステップ１０２：ＮＯ）には、昇圧回路２６による昇圧を停止する非昇圧制御へと移行する（ステップ１０４）。 That is, as shown in the flowchart of FIG. 3, the abnormality detection process of the booster circuit 26 is executed (step 101), and it is determined whether or not the booster circuit 26 is normal (step 102). If it is normal (step 102: YES), normal boost control is executed (step 103). If it is determined in step 102 that the operation is abnormal (step 102: NO), the control proceeds to non-boosting control in which the boosting circuit 26 stops boosting (step 104).

尚、本実施形態では、このような非昇圧制御時には、昇圧回路２６を構成する半導体素子としてのＦＥＴ２８の寄生ダイオードを介して、電源電圧Ｖ_pigが駆動回路１９に印加される。そして、こうした電源電圧Ｖ_pigを駆動回路１９に印加した状態で、そのモータ制御が継続される構成になっている。 In the present embodiment, during such non-boosting control, the power supply voltage V_pig is applied to the drive circuit 19 via the parasitic diode of the FET 28 as a semiconductor element constituting the booster circuit 26. The motor control is continued in such a state that the power supply voltage V_pig is applied to the drive circuit 19.

（モータ線地絡検出）
次に、本実施形態におけるモータ線地絡検出の態様について説明する。
本実施形態では、マイコン１７には、モータ１２と駆動回路１９との間を接続する各モータ線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに生じた地絡を検出する地絡検出手段としての機能が備えられている。 (Motor wire ground fault detection)
Next, the aspect of the motor wire ground fault detection in this embodiment will be described.
In the present embodiment, the microcomputer 17 is provided with a function as a ground fault detection means for detecting a ground fault occurring in each of the motor wires 24u, 24v, 24w connecting the motor 12 and the drive circuit 19. .

詳述すると、本実施形態のマイコン１７には、上記各電流センサ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗにより検出される各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwに加えて、電圧センサ３３ｕ，３３ｖ，３３ｗにより検出される各相の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖw、及び電圧センサ３４により検出される駆動回路１９への印加電圧Ｖ_bpigが入力されるようになっている。そして、マイコン１７は、これらモータ電流としての各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、各相の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖw、及び駆動回路１９に対する印加電圧Ｖ_bpigを監視することにより、各モータ線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗにおける地絡の発生を検出する。 More specifically, the microcomputer 17 of the present embodiment detects the phase current values Iu, Iv, and Iw detected by the current sensors 20u, 20v, and 20w, as well as the voltage sensors 33u, 33v, and 33w. The terminal voltages Vu, Vv, Vw of each phase and the applied voltage V_bpig to the drive circuit 19 detected by the voltage sensor 34 are input. The microcomputer 17 monitors each phase current value Iu, Iv, Iw as the motor current, the terminal voltages Vu, Vv, Vw of each phase, and the applied voltage V_bpig to the drive circuit 19 to thereby monitor each motor line 24u. , 24v, 24w are detected.

即ち、地絡発生によって、当該地絡発生相の端子電圧は略接地電位（０Ｖ）まで低下するとともに、その貫通電流により駆動回路１９に対する印加電圧Ｖ_bpigは大きく低下する。そして、これに加え、当該地絡発生相には、モータ１２の自己インダクタンスに基づく誘導電流が発生する（図６参照）。 That is, due to the occurrence of a ground fault, the terminal voltage of the ground fault generation phase is reduced to substantially the ground potential (0 V), and the applied voltage V_bpig to the drive circuit 19 is greatly reduced by the through current. In addition to this, an induced current based on the self-inductance of the motor 12 is generated in the ground fault generation phase (see FIG. 6).

従って、通常の制御時（昇圧制御実行時）であれば、上記のように、これら各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、各相の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖw、及び印加電圧Ｖ_bpigを監視することにより、各モータ線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗにおける地絡の発生を検出することが可能である。具体的には、印加電圧Ｖ_bpigが低下し、且つ何れかの相の端子電圧が略接地電位（０Ｖ）まで低下しているにも関わらず、大きな相電流値が検出される場合には、当該相に地絡が発生しているものと判定することができる。 Therefore, during normal control (when boost control is performed), as described above, the phase current values Iu, Iv, Iw, the terminal voltages Vu, Vv, Vw of each phase, and the applied voltage V_bpig are monitored. Thus, it is possible to detect the occurrence of a ground fault in each of the motor lines 24u, 24v, 24w. Specifically, when a large phase current value is detected even though the applied voltage V_bpig is reduced and the terminal voltage of any phase is reduced to substantially the ground potential (0 V), It can be determined that a ground fault has occurred in the phase.

ところが、上述のように、非昇圧制御時には、その印加電圧Ｖ_bpigの低下によって、上記地絡検出の判定条件の一つが常に成立した状態になり、これにより誤検出が引き起こされる可能性がある。 However, as described above, at the time of non-boosting control, one of the determination conditions for ground fault detection is always satisfied due to a decrease in the applied voltage V_bpig, which may cause erroneous detection.

この点を踏まえ、本実施形態のマイコン１７は、上記のような昇圧回路２６における異常発生に伴う非昇圧制御時には、上記駆動回路１９に対する印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pigよりも低いことを、その判定条件とする。尚、本実施形態では、電圧センサ３５により検出された実際の印加電圧Ｖ_bpigがマイコン１７へと入力されるようになっている。そして、その印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pig以上である場合には、各モータ線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに地絡が発生した旨の判定を行なわない。 Based on this point, the microcomputer 17 according to the present embodiment determines that the applied voltage V_bpig to the drive circuit 19 is lower than the power supply voltage V_pig during non-boosting control accompanying the occurrence of abnormality in the boosting circuit 26 as described above. Condition. In the present embodiment, the actual applied voltage V_bpig detected by the voltage sensor 35 is input to the microcomputer 17. When the applied voltage V_bpig is equal to or higher than the power supply voltage V_pig, it is not determined that a ground fault has occurred in each of the motor lines 24u, 24v, 24w.

即ち、地絡による誘導電流の発生時と同様の相電流値が検出される可能性があるのは、モータ１２が回生状態にある場合であり、上記のような誤検出は、このような場合に発生しやすい。また、本実施形態のように、非昇圧制御時、半導体素子としてのＦＥＴ２８の寄生ダイオードを介して電源電圧Ｖ_pigを駆動回路１９に印加する構成では、印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pig以上となるのは、モータ１２が回生状態にある場合のみである。そして、本実施形態では、このような場合に、地絡が発生した旨の判定を行なわないことにより、モータ１２の回生時を除外して、その非昇圧制御時における地絡検出の精度を高める構成となっている。 That is, there is a possibility that the same phase current value as that at the time of occurrence of the induced current due to the ground fault is detected when the motor 12 is in the regenerative state. It is easy to occur. Further, in the configuration in which the power supply voltage V_pig is applied to the drive circuit 19 via the parasitic diode of the FET 28 as a semiconductor element during non-boosting control as in the present embodiment, the applied voltage V_bpig is equal to or higher than the power supply voltage V_pig. Only when the motor 12 is in a regenerative state. In this embodiment, in such a case, the determination that the ground fault has occurred is not performed, thereby excluding the regeneration time of the motor 12 and increasing the accuracy of ground fault detection during the non-boosting control. It has a configuration.

次に、本実施形態におけるモータ線地絡検出の処理手順について説明する。
図４のフローチャートに示すように、本実施形態のマイコン１７は、先ず、昇圧回路２６による昇圧を実行する昇圧制御中であるか否かを判定する（ステップ２０１）。そして、昇圧制御中であると判定した場合（ステップ２０１：ＹＥＳ）には、次のステップ２０２〜ステップ２０４に示されるモータ線における地絡の発生を検出するための各判定処理を実行する。 Next, a processing procedure for detecting a motor wire ground fault in the present embodiment will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 4, the microcomputer 17 according to the present embodiment first determines whether or not the boosting control for performing boosting by the booster circuit 26 is in progress (step 201). If it is determined that the boost control is being performed (step 201: YES), each determination process for detecting the occurrence of a ground fault in the motor line shown in the next step 202 to step 204 is executed.

具体的には、マイコン１７は、駆動回路１９に対する印加電圧Ｖ_bpigが所定電圧Ｖ０よりも低下したか否か（ステップ２０２）、判定相（Ｘ相、Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）の端子電圧Ｖxが所定電圧Ｖ１よりも低下したか否か（ステップ２０３）、及び判定相の相電流値Ｉxが所定値Ｉ０よりも大きいか否か（ステップ２０４）を判定する。尚、所定電圧Ｖ１には、接地電圧近傍の値が設定されている（Ｖ１＞０）。そして、マイコン１７は、これら各判定条件の全てが成立した場合（Ｖ_bpig＜Ｖ０、Ｖx＜Ｖ１、及びＩx＞Ｉ０、ステップ２０２〜ステップ２０４：全てＹＥＳ）には、その判定相に地絡が発生したものと判定する（ステップ２０５）。 Specifically, the microcomputer 17 determines whether or not the applied voltage V_bpig to the drive circuit 19 is lower than the predetermined voltage V0 (step 202), and the terminal voltage Vx of the determination phase (X phase, X = U, V, W). Is lower than the predetermined voltage V1 (step 203), and whether the phase current value Ix of the determination phase is larger than the predetermined value I0 (step 204) is determined. The predetermined voltage V1 is set to a value near the ground voltage (V1> 0). When all of these determination conditions are satisfied (V_bpig <V0, Vx <V1, and Ix> I0, Step 202 to Step 204: all YES), the microcomputer 17 generates a ground fault in the determination phase. (Step 205).

尚、上記ステップ２０２〜ステップ２０４において、何れかの判定条件が不成立であった場合（Ｖ_bpig≧Ｖ０、Ｖx≧Ｖ１、又はＩx≦Ｉ０、ステップ２０２〜ステップ２０４：何れかがＮＯ）には、その判定相に地絡が発生した旨の判定は行なわない（ステップ２０６）。 If any of the determination conditions is not satisfied in steps 202 to 204 (V_bpig ≧ V0, Vx ≧ V1, or Ix ≦ I0, steps 202 to 204: any one is NO) It is not determined that a ground fault has occurred in the determination phase (step 206).

一方、上記ステップ２０１において、非昇圧制御中であると判定した場合（ステップ２０１：ＮＯ）、マイコン１７は、上記ステップ２０２を実行することなく、駆動回路１９に対する印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pigよりも低いか否かを判定する（ステップ２０７）。そして、印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pigよりも高い場合（Ｖ_bpig≧Ｖ_pig、ステップ２０７：ＮＯ）には、上記ステップ２０３，２０４の処理を実行せず、その判定相に地絡が発生した旨の判定は行なわない（ステップ２０６）。 On the other hand, if it is determined in step 201 that the non-boosting control is being performed (step 201: NO), the microcomputer 17 does not execute step 202 and the applied voltage V_bpig to the drive circuit 19 is higher than the power supply voltage V_pig. It is determined whether or not it is low (step 207). If the applied voltage V_bpig is higher than the power supply voltage V_pig (V_bpig ≧ V_pig, step 207: NO), the processing in steps 203 and 204 is not executed, and it is determined that a ground fault has occurred in the determination phase. Is not performed (step 206).

そして、このステップ２０７において、印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pigよりも低いと判定した場合（Ｖ_bpig＜Ｖ_pig、ステップ２０７：ＹＥＳ）には、昇圧制御時と同様、ステップ２０３以降の処理を実行する。 If it is determined in step 207 that the applied voltage V_bpig is lower than the power supply voltage V_pig (V_bpig <V_pig, step 207: YES), the processing in step 203 and subsequent steps is executed as in the case of the boost control.

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。
○マイコンは、昇圧回路における異常発生に伴う非昇圧制御時（ステップ２０１：ＮＯ）には、上記駆動回路に対する印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pigよりも低いこと（Ｖ_bpig＜Ｖ_pig、ステップ２０７：ＹＥＳ）を、そのモータ線における地絡の発生を検出するための判定条件とする。そして、モータが回生状態にある場合に該当する印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pig以上である場合（Ｖ_bpig≧Ｖ_pig、ステップ２０７：ＮＯ）には、各モータ線に地絡が発生した旨の判定を行なわない（ステップ２０６）。 As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
The microcomputer indicates that the applied voltage V_bpig to the drive circuit is lower than the power supply voltage V_pig (V_bpig <V_pig, step 207: YES) during non-boosting control accompanying abnormality occurrence in the boosting circuit (step 201: NO). The determination condition is to detect the occurrence of a ground fault in the motor wire. If the applied voltage V_bpig corresponding to the motor in the regenerative state is equal to or higher than the power supply voltage V_pig (V_bpig ≧ V_pig, step 207: NO), it is determined that a ground fault has occurred in each motor line. No (step 206).

即ち、地絡による誘導電流の発生時と同様の相電流値が検出される可能性があるのは、モータ１２が回生状態にある場合であり、このような場合に、地絡の誤検出が起こりやすい。そして、非昇圧制御時、半導体素子としてのＦＥＴ２８の寄生ダイオードを介して電源電圧Ｖ_pigを駆動回路１９に印加する場合において、その印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pig以上となるのは、モータ１２が回生状態にある場合のみである。従って、上記構成によれば、容易且つ簡素な構成にて、モータ１２の回生時を除外した地絡検出の実行が可能であり、その結果、誤検出の発生を抑制して、その非昇圧制御時における地絡検出の精度を高めることができる。 That is, there is a possibility that the same phase current value as that at the time of occurrence of the induced current due to the ground fault is detected when the motor 12 is in a regenerative state. It is easy to happen. When the power supply voltage V_pig is applied to the drive circuit 19 via the parasitic diode of the FET 28 as a semiconductor element during non-boosting control, the applied voltage V_bpig is equal to or higher than the power supply voltage V_pig when the motor 12 is in the regenerative state. This is only the case. Therefore, according to the above configuration, it is possible to execute the ground fault detection excluding the regeneration time of the motor 12 with an easy and simple configuration. The accuracy of ground fault detection at the time can be increased.

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、判定手段としてのマイコン１７は、印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pigよりも低いか否かの判定（図４参照、ステップ２０７）により、モータ１２が回生状態にあることを検知する。そして、当該回生状態にある場合、即ち印加電圧Ｖ_bpigが電源電圧Ｖ_pigよりも高い場合（同ステップ２０７：ＮＯ）には、モータ線に地絡が発生した旨の判定を行なわないこととした。しかし、これに限らず、例えばモータ１２の回転角速度を用いる等、その他の方法により回生状態にあるか否かの判定をして、回生状態にある場合には、モータ線に地絡が発生した旨の判定を行なわない構成としてもよい。このような構成としても本実施形態と同様の効果を得ることができる。尚、この場合、貫通電流の発生による印加電圧Ｖ_bpigの低下を判定する処理を別途追加するとよい。 In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the microcomputer 17 as the determination unit detects that the motor 12 is in the regenerative state by determining whether or not the applied voltage V_bpig is lower than the power supply voltage V_pig (see step 207 in FIG. 4). . Then, in the regenerative state, that is, when the applied voltage V_bpig is higher than the power supply voltage V_pig (step 207: NO), it is determined that a ground fault has not occurred in the motor wire. However, the present invention is not limited to this. For example, it is determined whether or not the motor 12 is in the regenerative state by using the rotational angular velocity of the motor 12. It is good also as a structure which does not determine to the effect. Even with such a configuration, the same effects as in the present embodiment can be obtained. In this case, a process for determining a decrease in the applied voltage V_bpig due to the occurrence of the through current may be added separately.

具体的には、図５のフローチャートに示すように、先ず昇圧制御中であるか否かを判定し（ステップ３０１）、該昇圧制御中である場合（ステップ３０１：ＹＥＳ）には、地絡発生時に相当する印加電圧Ｖ_bpigの低下があるか否かを判定する（ステップ３０２）。そして、当該印加電圧Ｖ_bpigの低下がある場合（Ｖ_bpig＜Ｖ０、ステップ３０２：ＹＥＳ）には、上記本実施形態と同様の短絡検出に関する判定処理を実行する（ステップ３０３〜ステップ３０６）。尚、ステップ３０３〜ステップ３０６の処理は、図４におけるステップ２０３〜ステップ２０６の処理を同一であるため、その説明は省略する。そして、上記ステップ３０２において、印加電圧Ｖ_bpigの低下が無いと判定した場合（Ｖ_bpig≧Ｖ０、ステップ３０２：ＮＯ）には、ステップ３０４及びステップ３０５の処理を実行せず、モータ線に地絡が発生した旨の判定も行なわない（ステップ３０６）。 Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 5, it is first determined whether or not the boost control is being performed (step 301). If the boost control is being performed (step 301: YES), a ground fault occurs. It is determined whether or not there is a decrease in the applied voltage V_bpig corresponding to time (step 302). Then, when there is a decrease in the applied voltage V_bpig (V_bpig <V0, Step 302: YES), the same determination processing regarding short-circuit detection as in the present embodiment is executed (Steps 303 to 306). Note that the processing from step 303 to step 306 is the same as the processing from step 203 to step 206 in FIG. If it is determined in step 302 that the applied voltage V_bpig has not decreased (V_bpig ≧ V0, step 302: NO), the processing in steps 304 and 305 is not executed, and a ground fault occurs in the motor line. No determination is made as to whether or not (step 306).

一方、上記ステップ３０１において、昇圧制御中ではないと判定した場合（ステップ３０１：ＮＯ）、モータ１２が回生状態にあるか否かを判定し（ステップ３０７）、該回生状態にある場合（ステップ３０７：ＹＥＳ）には、モータ線に地絡が発生した旨の判定は行なわない（ステップ３０６）。そして、モータ１２が回生状態にないと判定した場合（ステップ３０７）には、上記昇圧制御中である場合（ステップ３０１：ＹＥＳ）と同様にステップ３０２以降の処理を実行すればよい。 On the other hand, if it is determined in step 301 that the boost control is not being performed (step 301: NO), it is determined whether or not the motor 12 is in a regenerative state (step 307), and if it is in the regenerative state (step 307). : YES), it is not determined that a ground fault has occurred in the motor wire (step 306). If it is determined that the motor 12 is not in the regenerative state (step 307), the processing after step 302 may be executed in the same manner as when the pressure increase control is being performed (step 301: YES).

・本実施形態では、本発明を昇圧機能付き電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化したが、これに限らず、その他用途に用いられるモータ制御装置に具体化してもよい。 In the present embodiment, the present invention is embodied in an electric power steering device (EPS) with a boost function, but is not limited thereto, and may be embodied in a motor control device used for other purposes.

・本実施形態では、電圧センサ３５により検出した電源電圧Ｖ_pigを印加電圧Ｖ_bpigとの比較に用いたが、これを電源電圧Ｖ_pigの値として予め設定された所定値との比較する構成に変更してもよい。 In the present embodiment, the power supply voltage V_pig detected by the voltage sensor 35 is used for comparison with the applied voltage V_bpig, but this is changed to a configuration for comparing with a predetermined value set in advance as the value of the power supply voltage V_pig. Also good.

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。The schematic block diagram of an electric power steering device (EPS). 本実施形態におけるＥＰＳの電気的構成を示す制御ブロック図。The control block diagram which shows the electric constitution of EPS in this embodiment. 昇圧切替制御の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of pressure | voltage rise switching control. 本実施形態におけるモータ線地絡検出の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the motor line ground fault detection in this embodiment. 別例のモータ線地絡検出の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the motor line ground fault detection of another example. 従来のモータ線地絡検出の態様を示す説明図。Explanatory drawing which shows the aspect of the conventional motor wire ground fault detection.

Explanation of symbols

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＰＳＥＣＵ、１２…モータ、１７…マイコン、１９…駆動回路、２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ…電流センサ、２２ａ〜２２ｆ…ＦＥＴ、２３ｕ，２３ｖ，２３ｗ…接続点、２４ｕ，２４ｖ，２４ｗ…モータ線、２５…バッテリ、２６…昇圧回路、２８，２９…ＦＥＴ、３３ｕ，３３ｖ，３３ｗ，３４，３５…電圧センサ、Ｄ…寄生ダイオード、Ｉx，Ｉu，Ｉv，Ｉw…相電流値、Ｉ０…所定値、Ｖx，Ｖu，Ｖv，Ｖw…端子電圧、Ｖ_pig…電源電圧、Ｖ_bpig…印加電圧、Ｖ０，Ｖ１…所定電圧。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus (EPS), 10 ... EPS actuator, 11 ... EPS ECU, 12 ... Motor, 17 ... Microcomputer, 19 ... Drive circuit, 20u, 20v, 20w ... Current sensor, 22a-22f ... FET, 23u, 23v , 23w: connection point, 24u, 24v, 24w ... motor line, 25 ... battery, 26 ... booster circuit, 28, 29 ... FET, 33u, 33v, 33w, 34, 35 ... voltage sensor, D ... parasitic diode, Ix, Iu, Iv, Iw: phase current value, I0: predetermined value, Vx, Vu, Vv, Vw ... terminal voltage, V_pig ... power supply voltage, V_bpig ... applied voltage, V0, V1 ... predetermined voltage.

Claims

A drive circuit that generates drive power based on the applied voltage and outputs the drive power to the motor; a booster circuit that boosts a power supply voltage and applies it to the drive circuit; an abnormality detection means that detects an abnormality in the booster circuit; and the motor; A ground fault detecting means for detecting a ground fault generated in a motor wire connecting the drive circuit, the ground fault detecting means monitoring a motor current, a terminal voltage of the motor, and an applied voltage to the drive circuit. Thus, the ground fault determination is executed, and when an abnormality of the booster circuit is detected, non-boosting control is performed in which the power supply voltage is applied to the drive circuit without performing the boosting. In the motor control device,
Determination means for determining whether or not the motor is in a regenerative state;
The ground fault detecting means does not determine that the ground fault has occurred when the motor is in a regenerative state during the non-boosting control.

The motor control device according to claim 1,
When an abnormality of the booster circuit is detected, the power supply voltage is applied to the drive circuit via a parasitic diode of a semiconductor element constituting the booster circuit,
The motor control apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines that the regenerative state is present when the applied voltage exceeds the power supply voltage during the non-boosting control.

An electric power steering apparatus comprising the motor control apparatus according to any one of claims 1 and 2.