JP2010088261A - Apparatus for detecting abnormality in current sensor of motor - Google Patents
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Abstract
【課題】電流センサの異常を迅速かつ的確に検知する。
【解決手段】電動機の電流センサ異常検知装置10は、各相電流センサ32から出力される3相の各相電流の検出信号に基づき、同一タイミングでの3相の相電流の総和(相電流和=Iu+Iv+Iw)がゼロではなく、かつ、各相電流センサ32から出力される3相の各相電流の検出値(つまり、各相電流Iu,Iv,Iw)と、相電流推定部24から出力される3相の各相電流の推定値Iu^,Iv^,Iw^とが同一ではない場合には、検出値と推定値とが異なる相に係る相電流センサ32は異常であると判定し、同一タイミングでの3相の相電流の総和(相電流和=Iu+Iv+Iw)がゼロであり、かつ、3相の各相電流の検出値と推定値とが異なる場合には、直流側電流センサ31は異常であると判定する。
【選択図】図1
An abnormality of a current sensor is detected quickly and accurately.
A motor current sensor abnormality detection device 10 includes a sum of phase currents of three phases at the same timing (phase current sum) based on a detection signal of each phase current of three phases output from each phase current sensor 32. = Iu + Iv + Iw) is not zero, and the detected values of the three-phase currents output from the respective phase current sensors 32 (that is, the respective phase currents Iu, Iv, Iw) are output from the phase current estimating unit 24. If the estimated values Iu ^, Iv ^, Iw ^ of the three-phase currents are not the same, it is determined that the phase current sensor 32 relating to the phase in which the detected value is different from the estimated value is abnormal, When the sum of the phase currents of the three phases at the same timing (phase current sum = Iu + Iv + Iw) is zero and the detected value and the estimated value of each phase current of the three phases are different, the DC side current sensor 31 is Judged to be abnormal.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電動機の電流センサ異常検知装置に関する。 The present invention relates to a current sensor abnormality detection device for an electric motor.
従来、例えばインバータから三相交流電動機に通電される各相電流を直接検出する各相電流センサに対して、先ず、三相電流の総和がゼロであるか否かを判定し、この判定結果において三相電流の総和がゼロではない場合に、電流制御系の入力偏差の過大あるいは出力異常が検知されるか否かを判定し、この判定結果において入力偏差の過大あるいは出力異常が検知された相の相電流センサは異常であると判定する制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記従来技術に係る制御装置において、指令電流に応じて実際にインバータから三相交流電動機に通電される各相電流(実電流)は電流制御系のインダクタンス成分に応じて変化することから、例えば指令電流がステップ状に変化する場合であっても、実電流の変化は緩やかであり、電流制御系の応答時間内では入力偏差(つまり、指令電流と実電流との偏差)が相対的に大きくなる。このため、入力偏差の過大に応じて相電流センサの異常を判定する場合には、電流制御系の応答時間を考慮する必要が生じ、信頼性の高い判定を迅速におこなうことが困難であるという問題が生じる。
しかも、一般的なPI(比例積分)制御による電流制御系においては、指令電流がランプ入力であると、適宜の応答時間が経過した後であっても、定常的な偏差が生じてしまうことから、入力偏差の過大に応じて相電流センサの異常を的確に判定することができない虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電動機に通電される電流を検出する電流センサの異常を迅速かつ的確に検知することが可能な電動機の電流センサ異常検知装置を提供することを目的とする。
By the way, in the control device according to the prior art, each phase current (actual current) that is actually energized from the inverter to the three-phase AC motor according to the command current changes according to the inductance component of the current control system. For example, even when the command current changes stepwise, the change in the actual current is gradual, and the input deviation (that is, the deviation between the command current and the actual current) is relatively within the response time of the current control system. growing. For this reason, when determining abnormality of the phase current sensor in response to an excessive input deviation, it is necessary to consider the response time of the current control system, and it is difficult to make a highly reliable determination quickly. Problems arise.
Moreover, in a current control system based on general PI (proportional integration) control, if the command current is a lamp input, a steady deviation occurs even after an appropriate response time has elapsed. There is a possibility that the abnormality of the phase current sensor cannot be accurately determined according to the excessive input deviation.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a current sensor abnormality detection device for an electric motor that can quickly and accurately detect an abnormality of a current sensor that detects a current supplied to the electric motor. And
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第1態様に係る電動機の電流センサ異常検知装置は、パルス幅変調信号により3相交流の電動機への通電を順次転流させるインバータと、3相交流の前記電動機(例えば、実施の形態でのモータ11)の相電流を検出する相電流センサ(例えば、実施の形態での相電流センサ32)と、前記インバータの直流側電流を検出する直流側電流センサ(例えば、実施の形態での直流側電流センサ31)と、前記直流電流に基づき前記相電流を推定する相電流推定手段(例えば、実施の形態でのステップS02)と、前記相電流センサにより検出された前記相電流の3相の総和がゼロであるか否かを判定する判定手段(例えば、実施の形態でのステップS03)と、各相毎に、前記相電流推定手段により推定された前記相電流の推定値と前記相電流センサにより検出された前記相電流の検出値とが同一であるか否かを判定する相電流判定手段(例えば、実施の形態でのステップS04,ステップS06,ステップS08,ステップS10,ステップS12,ステップS13)と、前記判定手段による判定結果において前記相電流の3相の総和がゼロではなく、かつ、前記相電流判定手段による判定結果において前記推定値と前記検出値とが異なる場合に、前記推定値と前記検出値とが異なると判定された相に係る前記相電流センサは異常であると判定する異常判定手段(例えば、実施の形態でのステップS05,ステップS07,ステップS09)とを備える。
In order to solve the above problems and achieve the object, the current sensor abnormality detection device for an electric motor according to the first aspect of the present invention is an inverter for sequentially commutating energization to a three-phase AC electric motor by a pulse width modulation signal. A phase current sensor (for example, phase current sensor 32 in the embodiment) for detecting a phase current of the three-phase AC electric motor (for example, the
さらに、本発明の第2態様に係る本発明の電動機の電流センサ異常検知装置は、前記判定手段による判定結果において前記相電流の3相の総和がゼロであり、かつ、前記相電流判定手段による判定結果において前記推定値と前記検出値とが異なる場合に、前記直流側電流センサは異常であると判定する直流側異常判定手段を備える。 Furthermore, in the current sensor abnormality detection device for an electric motor of the present invention according to the second aspect of the present invention, the sum of the three phases of the phase current is zero in the determination result by the determination unit, and the phase current determination unit When the estimated value and the detected value are different in the determination result, the DC-side current sensor includes a DC-side abnormality determining unit that determines that the DC-side current sensor is abnormal.
本発明の第1態様に係る電動機の電流センサ異常検知装置によれば、相電流センサの異常の有無を迅速に検知することができる。
さらに、本発明の第2態様に係る電動機の電流センサ異常検知装置によれば、相電流センサの異常の有無に加えて、直流側電流センサの異常の有無を迅速に検知することができる。
According to the current sensor abnormality detection device for an electric motor according to the first aspect of the present invention, it is possible to quickly detect the presence or absence of abnormality of the phase current sensor.
Furthermore, according to the current sensor abnormality detection device for an electric motor according to the second aspect of the present invention, in addition to the presence / absence of abnormality of the phase current sensor, the presence / absence of abnormality of the DC side current sensor can be quickly detected.
以下、本発明の電動機の電流センサ異常検知装置の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
この実施形態による電動機の電流センサ異常検知装置10(以下、単に、電流センサ異常検知装置10と呼ぶ)は、例えば3相交流のブラシレスDCモータ11(以下、単に、モータ11と呼ぶ)に通電される各相電流を直接検出する各相電流センサ32の異常の有無あるいはモータ11に対する電源としてのバッテリ12の負極側端子とインバータ13のブリッジ回路13aとの間において直流側電流Idcを検出する直流側電流センサ31の異常の有無を検知するものであって、このモータ11は、界磁に利用する永久磁石を有する回転子(図示略)と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する固定子(図示略)とを備えて構成されている。
なお、直流側電流センサ31はインバータ13のブリッジ回路13aとバッテリ12の正極側端子との間に配置されてもよい。
そして、電流センサ異常検知装置10は、例えば図1に示すように、各相電流センサ32と、直流側電流センサ31と、モータ制御装置14とを備えて構成されている。
Embodiments of a current sensor abnormality detection device for an electric motor according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
A motor current sensor abnormality detection device 10 (hereinafter simply referred to as a current sensor abnormality detection device 10) according to this embodiment is energized to, for example, a three-phase AC brushless DC motor 11 (hereinafter simply referred to as a motor 11). DC side for detecting DC side current Idc between the presence or absence of abnormality of each phase current sensor 32 for directly detecting each phase current or the negative side terminal of
The direct
The current sensor
この3相(例えば、U相、V相、W相の3相)交流のモータ11の駆動はモータ制御装置14から出力される制御指令を受けてインバータ13によりおこなわれる。
インバータ13は、スイッチング素子(例えば、MOSFET:Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor)を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路13aと平滑コンデンサCとを具備し、このブリッジ回路13aがパルス幅変調(PWM)された信号によって駆動される。
The three-phase (for example, U-phase, V-phase, and W-phase)
The
このブリッジ回路13aでは、例えば各相毎に対をなすハイ側およびロー側U相トランジスタUH,ULと、ハイ側およびロー側V相トランジスタVH,VLと、ハイ側およびロー側W相トランジスタWH,WLとがブリッジ接続されている。そして、各トランジスタUH,VH,WHはドレインがバッテリ12の正極側端子に接続されてハイサイドアームを構成し、各トランジスタUL,VL,WLはソースがバッテリ12の接地された負極側端子に接続されてローサイドアームを構成している。そして、各相毎に、ハイサイドアームの各トランジスタUH,VH,WHのソースはローサイドアームの各トランジスタUL,VL,WLのドレインに接続され、各トランジスタUH,UL,VH,VL,WH,WLのドレイン−ソース間には、ソースからドレインに向けて順方向となるようにして、各ダイオードDUH,DUL,DVH,DVL,DWH,DWLが接続されている。
In this
インバータ13は、例えばモータ11の駆動時等においてモータ制御装置14から出力されて各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLのゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号(つまり、PWM信号)に基づき、各相毎に対をなす各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り替えることによって、バッテリ12から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、3相のステータ巻線への通電を順次転流させることで、各相のステータ巻線に交流のU相電流IuおよびV相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。
The
モータ制御装置14は、回転直交座標をなすdq座標上で電流のフィードバック制御(ベクトル制御)をおこなうものであり、目標d軸電流Idc及び目標q軸電流Iqcを演算し、目標d軸電流Idc及び目標q軸電流Iqcに基づいて各相電圧指令Vu,Vv,Vwを算出し、各相電圧指令Vu,Vv,Vwに応じてインバータ13に対するゲート信号であるPWM信号を出力すると共に、実際にインバータ13からモータ11に供給される各相電流Iu,Iv,Iwをdq座標上に変換して得たd軸電流Ids及びq軸電流Iqsと、目標d軸電流Idc及び目標q軸電流Iqcとの各偏差がゼロとなるように制御をおこなう。
The
モータ制御装置14は、例えば直流側電流センサI/F(インターフェース)21と、相電流センサI/F(インターフェース)22と、過電流保護装置23と、相電流推定部24と、制御装置25と、PWM信号生成部26とを備えて構成されている。
直流側電流センサI/F(インターフェース)21は、インバータ13のブリッジ回路13aとバッテリ12の負極側端子との間において、インバータ13のブリッジ回路13aの直流側電流Idcを検出する直流側電流センサ31に接続され、直流側電流センサ31から出力される検出信号を過電流保護装置23および相電流推定部24に出力する。
なお、直流側電流センサ31は、インバータ13のブリッジ回路13aとバッテリ12の正極側端子との間に配置されてもよい。
相電流センサI/F(インターフェース)21は、インバータ13のブリッジ回路13aとモータ11との間において、3相の各相電流を検出する各相電流センサ32に接続され、各相電流センサ32から出力される検出信号を制御装置25に出力する。
また、モータ11の回転子の回転角(つまり、所定の基準回転位置からの回転子の磁極の回転角度であって、モータ11の回転軸の回転位置)を検出する角度センサ33から出力される検出信号は制御装置25に入力されている。
なお、角度センサ33は省略されて、代わりに、モータ11の回転子の磁極位置を推定する装置を備えてもよい。
The
The DC side current sensor I / F (interface) 21 is a DC
Note that the DC
The phase current sensor I / F (interface) 21 is connected to each phase current sensor 32 that detects each phase current of the three phases between the
Further, it is output from the
The
過電流保護装置23は、直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcに応じて所定の過電流保護の動作をおこなう。
相電流推定部24は、PWM信号生成部26から出力されるゲート信号(つまり、PWM信号)に応じた検出タイミングで直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcに基づき、実際にインバータ13からモータ11に供給される各相電流の推定値Iu^,Iv^,Iw^を推定する。なお、この相電流推定部24の動作の詳細は後述する。
The
The phase
制御装置25は、角度センサ33から出力されるモータ11の回転角に応じて、相電流推定部24から出力される各相電流Iu,Iv,Iwをdq座標上に変換して得たd軸電流Ids及びq軸電流Iqsと、目標d軸電流Idc及び目標q軸電流Iqcとの各偏差がゼロとなるように電流のフィードバック制御(ベクトル制御)をおこない、各相電圧指令Vu,Vv,Vwを出力する。
また、制御装置25は、直流側電流センサ31から出力される直流側電流Idcの検出信号と、各相電流センサ32から出力される3相の各相電流の検出信号とに基づき、各相電流センサ32の異常の有無および直流側電流センサ31の異常の有無を検知する。この異常有無の検知動作の詳細は後述する。
The
Further, the
PWM信号生成部26は、正弦波状の電流を3相のステータ巻線に通電するために、各相電圧指令Vu,Vv,Vwと、三角波などのキャリア信号とを比較して、インバータ13の各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLをオン/オフ駆動させるゲート信号(つまり、PWM信号)を生成する。そして、インバータ13において3相の各相毎に対をなす各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り替えることによって、バッテリ12から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、3相のモータ11の各ステータ巻線への通電を順次転流させることで、各ステータ巻線に交流のU相電流IuおよびV相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。
The
PWM信号生成部26からインバータ13に入力されるゲート信号は、各相毎に対をなす各トランジスタUH,ULおよびVH,VLおよびWH,WLのオン/オフ状態の組み合わせに応じて、例えば下記表1および図2(A)〜(H)に示すように、8通りの各スイッチング状態S1〜S8(つまり、60度ずつ位相が異なる基本電圧ベクトルV0〜V7の状態)に応じたPWM(パルス幅変調)信号となる。なお、下記表1においては、ハイ側(High)およびロー側(Low)の各トランジスタのうちオン状態となるトランジスタを示しており、図2(A)〜(H)においてはオン状態となるトランジスタが強調表示されている。
そして、インバータ13のブリッジ回路13aの直流側には各スイッチング状態S1〜S8に応じて断続的に各相電流Iu,Iv,Iwが発生し、直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcは、各相電流Iu,Iv,Iwの何れかひとつ、あるいは、各相電流Iu,Iv,Iwの何れかひとつの符号が反転したもの、あるいは、ゼロとなる。
The gate signal input from the PWM
Then, phase currents Iu, Iv, Iw are intermittently generated on the DC side of the
相電流推定部24は、例えば、三角波などのキャリア信号の1周期の期間において、上述した各スイッチング状態S2〜S7(つまり、60度ずつ位相が異なる基本電圧ベクトルV1〜V6の状態)のうちの所定の2組の状態において直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcから3相の相電流のうち2相の相電流を取得する。そして、これらの2相の相電流に基づき、3相の相電流のうち他の1相の相電流を推定する。そして、直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcから推定して得た3相の相電流の各推定値Iu^,Iv^,Iw^を制御装置25に出力する。
The phase
例えば図3に示すように、三角波のキャリア信号を用いた3相変調時においては、三角波のキャリア(搬送波)信号の谷側の頂点(キャリア頂点)に対して対称な電圧パターンでのキャリア信号の1周期Tsの期間において、2相分の各相電流の検出値を2回取得することができる。
つまり、相電流推定部24は、キャリア頂点に対して対称な2回の基本電圧ベクトルV1の状態において、キャリア頂点に対して対称な時刻tu1,tu2(つまり、谷側のキャリア頂点の時刻Ts/2に対して、同一の時間間隔T1を有する時刻)で直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcから、第1U相電流Iu1および第2U相電流Iu2を取得し、さらに、キャリア頂点に対して対称な2回の基本電圧ベクトルV3の状態において、キャリア頂点に対して対称な時刻tw1,tw2(つまり、谷側のキャリア頂点の時刻Ts/2に対して、同一の時間間隔T2を有する時刻)で直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcから、第1W相電流Iw1および第2W相電流Iw2を取得する。
For example, as shown in FIG. 3, in the case of three-phase modulation using a triangular carrier signal, the carrier signal with a voltage pattern symmetrical to the peak (carrier vertex) on the valley side of the triangular carrier signal is obtained. In the period of one cycle Ts, the detected value of each phase current for two phases can be acquired twice.
In other words, the phase
そして、相電流推定部24は、各相毎に、各相電流Iu1,Iu2およびIw1,Iw2に基づき平均値を算出し、各平均値を谷側のキャリア頂点の時刻Ts/2での電流値とする。
そして、相電流推定部24は、同一タイミングでの各相電流の電流値の総和はゼロであることを用いて、2相の相電流(例えば、U相電流およびW相電流)の電流値(つまり、谷側のキャリア頂点の時刻Ts/2での電流値)から、他の1相の相電流(例えば、V相電流)の電流値を算出する。
なお、相電流推定部24は、各相電流Iu1,Iu2およびIw1,Iw2に基づき平均値を算出して、2相の相電流から他の1相の相電流を推定するとしたが、これに限定されず、他の推定方法によって各相電流を推定してもよい。
Then, the phase
Then, the phase
The phase
制御装置25は、各相電流センサ32から出力される3相の各相電流の検出信号に基づき、同一タイミングでの3相の相電流の総和(相電流和=Iu+Iv+Iw)がゼロであるか否かを判定する。
さらに、制御装置25は、各相電流センサ32から出力される3相の各相電流の検出値(つまり、各相電流Iu,Iv,Iw)と、相電流推定部24から出力される3相の各相電流の推定値Iu^,Iv^,Iw^とが同一であるか否かを判定する。
そして、相電流和がゼロではなく、かつ、各相電流の検出値と推定値とが異なる場合には、検出値と推定値とが異なると判定された相に係る相電流センサ32は異常であると判定する。
また、相電流和がゼロであり、かつ、検出値と推定値とが異なる場合には、直流側電流センサ31は異常であると判定する。
The
Furthermore, the
When the phase current sum is not zero and the detected value and the estimated value of each phase current are different, the phase current sensor 32 related to the phase determined that the detected value and the estimated value are different is abnormal. Judge that there is.
When the phase current sum is zero and the detected value and the estimated value are different, it is determined that the DC-side
本実施の形態による電動機の電流センサ異常検知装置10は上記構成を備えており、次に、この電流センサ異常検知装置10の動作について添付図面を参照しながら説明する。
The current sensor
先ず、図4に示すステップS01において、各相電流センサ32から出力される検出信号により各相電流の検出値(つまり、各相電流Iu,Iv,Iw)を取得する。
次に、ステップS02においては、直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcに基づき、各相電流の推定値Iu^,Iv^,Iw^を取得する。
そして、ステップS03においては、同一タイミングでの3相の相電流の総和(相電流和=Iu+Iv+Iw)がゼロであるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS10に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS04に進む。
First, in step S01 shown in FIG. 4, the detection value of each phase current (that is, each phase current Iu, Iv, Iw) is acquired from the detection signal output from each phase current sensor 32.
Next, in step S02, estimated values Iu ^, Iv ^, Iw ^ for each phase current are acquired based on the DC current Idc detected by the DC
In step S03, it is determined whether or not the sum of the phase currents of the three phases at the same timing (phase current sum = Iu + Iv + Iw) is zero.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 04 described later.
そして、ステップS04においては、U相の相電流の検出値(U相電流Iu)と、U相の相電流の推定値Iu^とが同一であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS06に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、U相の相電流センサ(U相電流センサ)32が異常であると判定して、ステップS06に進む。
In step S04, it is determined whether the detected value of the U-phase current (U-phase current Iu) and the estimated value Iu ^ of the U-phase current are the same.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 06 described later.
On the other hand, if this determination is “NO”, it is determined that the U-phase phase current sensor (U-phase current sensor) 32 is abnormal, and the flow proceeds to step S 06.
そして、ステップS06においては、V相の相電流の検出値(V相電流Iv)と、V相の相電流の推定値Iv^とが同一であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS08に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、V相の相電流センサ(V相電流センサ)32が異常であると判定して、ステップS08に進む。
In step S06, it is determined whether or not the detected value of the V-phase current (V-phase current Iv) and the estimated value Iv ^ of the V-phase current are the same.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 08 described later.
On the other hand, if this determination is “NO”, it is determined that the V-phase phase current sensor (V-phase current sensor) 32 is abnormal, and the flow proceeds to step S08.
そして、ステップS08においては、W相の相電流の検出値(W相電流Iw)と、W相の相電流の推定値Iw^とが同一であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、エンドに進み、処理を終了する。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS09に進み、このステップS09においては、W相の相電流センサ(W相電流センサ)32が異常であると判定して、エンドに進み、処理を終了する。
In step S08, it is determined whether the detected value of the W-phase current (W-phase current Iw) and the estimated value Iw ^ of the W-phase current are the same.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to the end, and the process ends.
On the other hand, when the determination result is “NO”, the process proceeds to step S09. In step S09, it is determined that the W-phase phase current sensor (W-phase current sensor) 32 is abnormal, and the process proceeds to the end. The process is terminated.
また、ステップS10においては、U相の相電流の検出値(U相電流Iu)と、U相の相電流の推定値Iu^とが同一であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS12に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS11に進み、このステップS11においては、直流側電流センサ31が異常であると判定して、エンドに進み、処理を終了する。
In step S10, it is determined whether the detected value of the U-phase current (U-phase current Iu) and the estimated value Iu ^ of the U-phase current are the same.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step
On the other hand, when the determination result is “NO”, the process proceeds to step S11. In step S11, it is determined that the DC-side
そして、ステップS12においては、V相の相電流の検出値(V相電流Iv)と、V相の相電流の推定値Iv^とが同一であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS13に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS11に進み、直流側電流センサ31が異常であると判定して、エンドに進み、処理を終了する。
In step S12, it is determined whether or not the detected value of the V-phase current (V-phase current Iv) and the estimated value Iv ^ of the V-phase current are the same.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step
そして、ステップS13においては、W相の相電流の検出値(W相電流Iw)と、W相の相電流の推定値Iw^とが同一であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、エンドに進み、処理を終了する。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS11に進み、直流側電流センサ31が異常であると判定して、エンドに進み、処理を終了する。
In step S13, it is determined whether or not the detected value of the W-phase current (W-phase current Iw) and the estimated value Iw ^ of the W-phase current are the same.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to the end, and the process ends.
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step
上述したように、本実施形態による電動機の電流センサ異常検知装置10によれば、各相電流センサ32から出力される3相の各相電流の検出信号に基づき、同一タイミングでの3相の相電流の総和(相電流和=Iu+Iv+Iw)がゼロであるか否かを判定し、さらに、各相電流センサ32から出力される3相の各相電流の検出値(つまり、各相電流Iu,Iv,Iw)と、相電流推定部24から出力される3相の各相電流の推定値Iu^,Iv^,Iw^とが同一であるか否かを判定して、各相電流センサ32の異常の有無あるいは直流側電流センサ31の異常の有無を検知することから、迅速かつ的確な異常検知処理をおこなうことができる。
しかも、各相電流センサ32毎に異常の有無を検知することから、3相の各相電流センサ32のうちの何れか2相分の各相電流センサ32から出力される検出信号に応じてモータ11の制御をおこなう際に、モータ11の制御に用いる相電流センサ32に異常が検知された場合には、この異常が検知された相電流センサ32の代わりに他の正常な相電流センサ32を用いることができ、モータ11の制御を適正に継続させることができる。
As described above, according to the motor current sensor
In addition, since the presence or absence of an abnormality is detected for each phase current sensor 32, the motor according to the detection signal output from each phase current sensor 32 for any two of the three phase current sensors 32. 11, if an abnormality is detected in the phase current sensor 32 used to control the
なお、上述した実施の形態において、相電流推定部24は、三角波のキャリア信号を用いた3相変調時に対して、キャリア信号の1周期Tsの期間において2相分の各相電流の検出値から各相毎に平均値を算出し、各平均値を谷側のキャリア頂点の時刻Ts/2での電流値とするとしたが、これに限定されず、例えば2相変調時に対しても、キャリア信号の1周期Tsの期間において2相分の各相電流の検出値から各相毎に平均値を算出し、各平均値を谷側のキャリア頂点の時刻Ts/2での電流値としてもよい。
なお、相電流推定部24は、2相分の各相電流の検出値から各相毎に平均値を算出して、2相の相電流から他の1相の相電流を推定するとしたが、これに限定されず、他の推定方法によって各相電流を推定してもよい。
In the above-described embodiment, the phase
The phase
なお、上述した実施の形態において、例えば、各スイッチング状態S2〜S7(つまり、60度ずつ位相が異なる基本電圧ベクトルV1〜V6の状態)の時間幅が小さい場合、すなわち電圧変調度が小さい場合あるいは指令電圧ベクトルの位相が単一の基本電圧ベクトルの位相に近い場合において、相電流推定が困難となる虞がある場合には、例えば、公知技術により、各スイッチング状態S2〜S7(つまり、60度ずつ位相が異なる基本電圧ベクトルV1〜V6の状態)の時間幅を増大させて、相電流推定が可能な状態にして、各相電流センサ32の異常の有無あるいは直流側電流センサ31の異常の有無を判定してもよい。
In the above-described embodiment, for example, when the time width of each of the switching states S2 to S7 (that is, the state of the basic voltage vectors V1 to V6 having different phases by 60 degrees) is small, that is, when the voltage modulation degree is small or When the phase of the command voltage vector is close to the phase of a single basic voltage vector and there is a possibility that phase current estimation may be difficult, for example, each switching state S2 to S7 (that is, 60 degrees) is performed by a known technique. The time width of the basic voltage vectors V1 to V6 having different phases is increased so that the phase current can be estimated, and whether or not each phase current sensor 32 is abnormal or whether or not the DC
10 電動機の電流センサ異常検知装置
11 モータ
13 インバータ
24 相電流推定部
25 制御装置
26 PWM信号生成部
31 直流側電流センサ
32 相電流センサ
ステップS02 相電流推定手段
ステップS04,ステップS06,ステップS08,ステップS10,ステップS12,ステップS13 相電流判定手段
ステップS05,ステップS07,ステップS09 異常判定手段
ステップS11 直流側異常判定手段
10 motor current sensor
Claims (2)
前記インバータの直流側電流を検出する直流側電流センサと、前記直流電流に基づき前記相電流を推定する相電流推定手段と、
前記相電流センサにより検出された前記相電流の3相の総和がゼロであるか否かを判定する判定手段と、
各相毎に、前記相電流推定手段により推定された前記相電流の推定値と前記相電流センサにより検出された前記相電流の検出値とが同一であるか否かを判定する相電流判定手段と、
前記判定手段による判定結果において前記相電流の3相の総和がゼロではなく、かつ、前記相電流判定手段による判定結果において前記推定値と前記検出値とが異なる場合に、前記推定値と前記検出値とが異なると判定された相に係る前記相電流センサは異常であると判定する異常判定手段と
を備えることを特徴とする電動機の電流センサ異常検知装置。 An inverter that sequentially commutates energization of a three-phase AC motor by a pulse width modulation signal, a phase current sensor that detects a phase current of the three-phase AC motor,
A DC side current sensor for detecting a DC side current of the inverter; a phase current estimating means for estimating the phase current based on the DC current;
Determining means for determining whether or not the sum of the three phases of the phase current detected by the phase current sensor is zero;
Phase current determining means for determining whether the estimated value of the phase current estimated by the phase current estimating means and the detected value of the phase current detected by the phase current sensor are the same for each phase. When,
When the sum of the three phases of the phase current is not zero in the determination result by the determination means, and the estimated value and the detection value are different in the determination result by the phase current determination means, the estimated value and the detection A current sensor abnormality detection device for an electric motor, comprising: abnormality determination means for determining that the phase current sensor relating to a phase determined to have a different value is abnormal.
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