JP3218954B2 - 交流モータ制御回路の異常検出装置 - Google Patents
交流モータ制御回路の異常検出装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流モータ制御回
路の異常検出装置、例えば交流モータに流れる電流を検
出するセンサの異常を検出する装置に関する。
路の異常検出装置、例えば交流モータに流れる電流を検
出するセンサの異常を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電源からの直流電流をインバータ等の電
力回路により交流電流に変換し、交流モータに駆動電流
として供給する際には、当該交流モータやその電力回路
に流れる電流を検出すべく、各種の電流センサを装置各
部に配設する。例えば、交流モータに流れる電流を電流
センサにより検出し、その結果を用いてインバータの動
作をフィードバック制御する。また、これらの電流セン
サは、制御対象たる交流モータの異常を検出するのにも
役立つ。例えば特開平６−１３３５９１号公報において
は、電源からインバータに流れ込む直流電流がしきい値
より大きいときに、インバータを介し三相誘導モータに
供給される電流の波高値が大きい、と判定する。
力回路により交流電流に変換し、交流モータに駆動電流
として供給する際には、当該交流モータやその電力回路
に流れる電流を検出すべく、各種の電流センサを装置各
部に配設する。例えば、交流モータに流れる電流を電流
センサにより検出し、その結果を用いてインバータの動
作をフィードバック制御する。また、これらの電流セン
サは、制御対象たる交流モータの異常を検出するのにも
役立つ。例えば特開平６−１３３５９１号公報において
は、電源からインバータに流れ込む直流電流がしきい値
より大きいときに、インバータを介し三相誘導モータに
供給される電流の波高値が大きい、と判定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上述のように
交流モータやその電力回路のフィードバック制御に用い
られる電流センサに、何等かの異常が発生したとする
と、当該交流モータやその電力回路の動作・出力を、目
標通りのものとすることができなくなる。従って、かか
る電流センサを用いるに当たっては、異常発生への対処
を可能にすべく、当該電流センサにおける異常の発生を
検出する装置乃至制御手順を設けるのが好ましい。しか
るに、平衡交流においては各相電流の検出値の総和が０
になるから、これを利用して各相に対応する電流センサ
の異常を検出することも可能であるが、この方法では、
複数の相に同時に電流異常が生じた場合に対処できな
い。また、不平衡交流ではかかる原理を利用することは
できない。
交流モータやその電力回路のフィードバック制御に用い
られる電流センサに、何等かの異常が発生したとする
と、当該交流モータやその電力回路の動作・出力を、目
標通りのものとすることができなくなる。従って、かか
る電流センサを用いるに当たっては、異常発生への対処
を可能にすべく、当該電流センサにおける異常の発生を
検出する装置乃至制御手順を設けるのが好ましい。しか
るに、平衡交流においては各相電流の検出値の総和が０
になるから、これを利用して各相に対応する電流センサ
の異常を検出することも可能であるが、この方法では、
複数の相に同時に電流異常が生じた場合に対処できな
い。また、不平衡交流ではかかる原理を利用することは
できない。
【０００４】本発明の第１の目的は、電流異常を検出す
る新規な原理を提案することにより、複数の相に同時に
電流異常が生じた場合でも、また不平衡交流であって
も、電流センサ等を含む電力回路・配線・素子の異常を
検出可能にし、ひいては制御対象たる交流モータの制御
をより安定かつ確実にすることにある。本発明の第２の
目的は、当該交流モータの動作に適応した制御の導入に
より、電流センサ等を含む電力回路・配線・素子の異常
を誤りなくかつ適切に検出可能にし、電流異常時対処を
必要なときのみ実施可能にすることにある。
る新規な原理を提案することにより、複数の相に同時に
電流異常が生じた場合でも、また不平衡交流であって
も、電流センサ等を含む電力回路・配線・素子の異常を
検出可能にし、ひいては制御対象たる交流モータの制御
をより安定かつ確実にすることにある。本発明の第２の
目的は、当該交流モータの動作に適応した制御の導入に
より、電流センサ等を含む電力回路・配線・素子の異常
を誤りなくかつ適切に検出可能にし、電流異常時対処を
必要なときのみ実施可能にすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１の構成に係る異常検出装置は、
（Ａ）電力回路から交流モータに印加すべき電圧を示す
電圧指令値に従いかつ電流センサにて検出されたモータ
電流値を参照しながら当該電力回路を介して当該交流モ
ータを制御する交流モータ制御回路にて使用され、
（Ｂ）上記電流センサにて検出されたモータ電流値を、
上記電圧指令値に基づき推定したモータ電流値と、比較
する手段と、（Ｃ）比較の結果両者の差がしきい値を越
えて相違しているとされた場合に、上記電流センサ又は
これに関連する回路若しくは配線に異常が生じている
旨、あるいは上記電力回路又はこれに関連する回路若し
くは配線に異常が生じている旨、判定する手段と、を備
えることを特徴とする。
るために、本発明の第１の構成に係る異常検出装置は、
（Ａ）電力回路から交流モータに印加すべき電圧を示す
電圧指令値に従いかつ電流センサにて検出されたモータ
電流値を参照しながら当該電力回路を介して当該交流モ
ータを制御する交流モータ制御回路にて使用され、
（Ｂ）上記電流センサにて検出されたモータ電流値を、
上記電圧指令値に基づき推定したモータ電流値と、比較
する手段と、（Ｃ）比較の結果両者の差がしきい値を越
えて相違しているとされた場合に、上記電流センサ又は
これに関連する回路若しくは配線に異常が生じている
旨、あるいは上記電力回路又はこれに関連する回路若し
くは配線に異常が生じている旨、判定する手段と、を備
えることを特徴とする。
【０００６】本発明の第２の構成に係る異常検出装置
は、（Ａ´）電力回路から交流モータに供給すべき瞬時
電流を示す電流指令値に従いかつ電流センサにて検出さ
れたモータ電流値を参照しながら当該電力回路を介して
当該交流モータを制御する交流モータ制御回路にて使用
され、（Ｂ´）上記電流センサにより検出されたモータ
電流値を、上記電流指令値と比較する手段と、（Ｃ）比
較の結果両者の差がしきい値を越えて相違しているとさ
れた場合に、上記電流センサ又はこれに関連する回路若
しくは配線に異常が生じている旨、あるいは上記電力回
路又はこれに関連する回路若しくは配線に異常が生じて
いる旨、判定する手段と、を備えることを特徴とする。
は、（Ａ´）電力回路から交流モータに供給すべき瞬時
電流を示す電流指令値に従いかつ電流センサにて検出さ
れたモータ電流値を参照しながら当該電力回路を介して
当該交流モータを制御する交流モータ制御回路にて使用
され、（Ｂ´）上記電流センサにより検出されたモータ
電流値を、上記電流指令値と比較する手段と、（Ｃ）比
較の結果両者の差がしきい値を越えて相違しているとさ
れた場合に、上記電流センサ又はこれに関連する回路若
しくは配線に異常が生じている旨、あるいは上記電力回
路又はこれに関連する回路若しくは配線に異常が生じて
いる旨、判定する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】これら第１及び第２の構成においては、電
圧指令値に基づき推定したモータ電流値あるいは電流指
令値と電流センサ出力との比較により、電流センサ等の
異常が検出される。電圧指令値及び電流指令値は各相の
モータ電流に変換でき又は各相毎に与えられる量である
から、これらの構成における上述の異常検出は各相毎に
実行可能である。従って、これらの構成においては、複
数の相に同時に電流異常が生じた場合でも、電流センサ
等の異常を検出でき、制御対象たる交流モータの制御が
より安定かつ確実になる。特に、第２の構成において
は、第１の構成のように電圧指令値からモータ電流値を
推定する処理が必要でないため平衡条件が入り込む余地
がない。すなわち、第２の構成においては、不平衡交流
であっても電流センサ等の異常を検出できる。
圧指令値に基づき推定したモータ電流値あるいは電流指
令値と電流センサ出力との比較により、電流センサ等の
異常が検出される。電圧指令値及び電流指令値は各相の
モータ電流に変換でき又は各相毎に与えられる量である
から、これらの構成における上述の異常検出は各相毎に
実行可能である。従って、これらの構成においては、複
数の相に同時に電流異常が生じた場合でも、電流センサ
等の異常を検出でき、制御対象たる交流モータの制御が
より安定かつ確実になる。特に、第２の構成において
は、第１の構成のように電圧指令値からモータ電流値を
推定する処理が必要でないため平衡条件が入り込む余地
がない。すなわち、第２の構成においては、不平衡交流
であっても電流センサ等の異常を検出できる。
【０００８】本発明の第３の構成に係る異常検出装置
は、第１又は第２の構成において、（Ｄ）電力回路から
交流モータに供給すべき瞬時電流を示す電流指令値の単
位時間当り変化率及び／又は上記交流モータの回転数を
検出する手段と、（Ｅ）検出した変化率が高いとき又は
回転数が低いときに大きくなるよう、上記しきい値を適
応的に設定する手段と、を備えることを特徴とする。本
構成においては、交流モータの動作に適応した制御がし
きい値設定手順に導入されているため、電流センサ等の
異常が誤りなくかつ適切に検出される。従って、必要な
ときのみ電流異常時対処を実施でき、不必要なときに電
流異常時対処が実行されることが少なくなる。
は、第１又は第２の構成において、（Ｄ）電力回路から
交流モータに供給すべき瞬時電流を示す電流指令値の単
位時間当り変化率及び／又は上記交流モータの回転数を
検出する手段と、（Ｅ）検出した変化率が高いとき又は
回転数が低いときに大きくなるよう、上記しきい値を適
応的に設定する手段と、を備えることを特徴とする。本
構成においては、交流モータの動作に適応した制御がし
きい値設定手順に導入されているため、電流センサ等の
異常が誤りなくかつ適切に検出される。従って、必要な
ときのみ電流異常時対処を実施でき、不必要なときに電
流異常時対処が実行されることが少なくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。
関し図面に基づき説明する。
【００１０】図１には、本発明の第１実施形態に係る交
流モータ制御回路のシステム構成が示されている。この
図に示される回路は、例えば直流１９２Ｖのバッテリ１
２から三相交流モータ１０へ電力を供給する際に、当該
電力をインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）１
４により直流から三相交流に変換する動作を制御する回
路であり、例えば電気自動車の走行用モータの制御回路
に用いることができる。
流モータ制御回路のシステム構成が示されている。この
図に示される回路は、例えば直流１９２Ｖのバッテリ１
２から三相交流モータ１０へ電力を供給する際に、当該
電力をインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）１
４により直流から三相交流に変換する動作を制御する回
路であり、例えば電気自動車の走行用モータの制御回路
に用いることができる。
【００１１】ＩＰＭ１４の動作を制御するコントローラ
１６は、ＣＰＵ１８、ＲＯＭ２０、ＲＡＭ２２、Ｉ／Ｏ
ポート２４及びＡ／Ｄコンバータ２６を内蔵している。
ＲＯＭ２０はＣＰＵ１８により実行されるべき制御プロ
グラムや固定のパラメタを格納し、ＲＡＭ２２はＣＰＵ
１８に作業領域を提供する。Ｉ／Ｏポート２４及びＡ／
Ｄコンバータ２６はそれぞれ外部からディジタル又はア
ナログの情報を入力する手段である。ここでは、モータ
１０から出力させるべきトルクを示すトルク指令値や、
モータ１０に付設されその回転子の回転に応じて信号を
発生させるレゾルバ２８の出力が、Ｉ／Ｏポート２４か
ら入力されている。Ａ／Ｄコンバータ２６は、モータ１
０の各相に対応して設けられている電流センサ３０ｕ，
３０ｖ，３０ｗの出力ｉus，ｉvs，ｉwsをアナログから
ディジタルに変換してコントローラ１６に入力する。Ｃ
ＰＵ１８は、トルク指令値に相当するトルクがモータ１
０から出力されるよう、ＩＰＭ１４に対し制御信号を供
給する。その際、ＣＰＵ１８は、レゾルバ２８の出力信
号すなわちモータ１０の回転数乃至回転角度や、電流セ
ンサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの出力ｉus，ｉvs，ｉwsす
なわち各相電流瞬時値の検出値を参照する。
１６は、ＣＰＵ１８、ＲＯＭ２０、ＲＡＭ２２、Ｉ／Ｏ
ポート２４及びＡ／Ｄコンバータ２６を内蔵している。
ＲＯＭ２０はＣＰＵ１８により実行されるべき制御プロ
グラムや固定のパラメタを格納し、ＲＡＭ２２はＣＰＵ
１８に作業領域を提供する。Ｉ／Ｏポート２４及びＡ／
Ｄコンバータ２６はそれぞれ外部からディジタル又はア
ナログの情報を入力する手段である。ここでは、モータ
１０から出力させるべきトルクを示すトルク指令値や、
モータ１０に付設されその回転子の回転に応じて信号を
発生させるレゾルバ２８の出力が、Ｉ／Ｏポート２４か
ら入力されている。Ａ／Ｄコンバータ２６は、モータ１
０の各相に対応して設けられている電流センサ３０ｕ，
３０ｖ，３０ｗの出力ｉus，ｉvs，ｉwsをアナログから
ディジタルに変換してコントローラ１６に入力する。Ｃ
ＰＵ１８は、トルク指令値に相当するトルクがモータ１
０から出力されるよう、ＩＰＭ１４に対し制御信号を供
給する。その際、ＣＰＵ１８は、レゾルバ２８の出力信
号すなわちモータ１０の回転数乃至回転角度や、電流セ
ンサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの出力ｉus，ｉvs，ｉwsす
なわち各相電流瞬時値の検出値を参照する。
【００１２】ＣＰＵ１８は、電流センサ３０ｕ，３０
ｖ，３０ｗの異常を検出するため、図２に示される電流
センサ異常検出ルーチンを所定頻度で実行する。ここ
で、図２に示されるルーチンでは、次のような原理を使
用している。
ｖ，３０ｗの異常を検出するため、図２に示される電流
センサ異常検出ルーチンを所定頻度で実行する。ここ
で、図２に示されるルーチンでは、次のような原理を使
用している。
【００１３】まず、モータ１０のＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧ｖ
u ，ｖv ，ｖw を表す電圧方程式を各相毎に記述する
と、
u ，ｖv ，ｖw を表す電圧方程式を各相毎に記述する
と、
【数１】 ｖu ＝（Ｒa ＋ｐＬa ）ｉu −０．５ｐＭa （ｉv ＋ｉw ）＋ｅu ｖv ＝（Ｒa ＋ｐＬa ）ｉv −０．５ｐＭa （ｉu ＋ｉw ）＋ｅv ｖw ＝（Ｒa ＋ｐＬa ）ｉw −０．５ｐＭa （ｉu ＋ｉv ）＋ｅw となる。この式において、ｉu ，ｉv ，ｉw は各相電機
子巻線に流れる電流、ｅu ，ｅv ，ｅw は界磁束（永久
磁石界磁形モータでは永久磁石からの磁束）により電機
子巻線に誘起される電圧（速度起電力）、Ｒa はモータ
１０の電機子巻線抵抗、Ｌa はモータ１０の電機子巻線
自己インダクタンス、Ｍa はモータ１０の電機子巻線間
相互インダクタンス、ｐは微分演算子である。この式の
右辺第１項及び第２項は次の式
子巻線に流れる電流、ｅu ，ｅv ，ｅw は界磁束（永久
磁石界磁形モータでは永久磁石からの磁束）により電機
子巻線に誘起される電圧（速度起電力）、Ｒa はモータ
１０の電機子巻線抵抗、Ｌa はモータ１０の電機子巻線
自己インダクタンス、Ｍa はモータ１０の電機子巻線間
相互インダクタンス、ｐは微分演算子である。この式の
右辺第１項及び第２項は次の式
【数２】ｉu ＋ｉv ＋ｉw ＝０ で表される平衡条件を用いることによりまとめることが
できるため、上の電圧方程式は結局
できるため、上の電圧方程式は結局
【数３】 ｖu ＝（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．５ｐＭa ）ｉu ＋ｅu ｖv ＝（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．５ｐＭa ）ｉv ＋ｅv ｖw ＝（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．５ｐＭa ）ｉw ＋ｅw となる。さらに、この式をｉu ，ｉv ，ｉw について解
くと
くと
【数４】ｉu ＝（ｖu −ｅu ）／（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．
５ｐＭa ） ｉv ＝（ｖv −ｅv ）／（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．５ｐＭa
） ｉw ＝（ｖw −ｅw ）／（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．５ｐＭa
） となる。
５ｐＭa ） ｉv ＝（ｖv −ｅv ）／（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．５ｐＭa
） ｉw ＝（ｖw −ｅw ）／（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．５ｐＭa
） となる。
【００１４】ところで、ＣＰＵ１８がＩＰＭ１４を制御
するに際しては、ＩＰＭ１４からモータ１０に印加すべ
きＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令値ｖu*，ｖv*，ｖw*をトルク
指令値に基づき算出し、これをＩＰＭ１４に対する制御
信号の生成に利用する。従って、上述の電圧方程式中の
ｖu ，ｖv ，ｖw にｖu*，ｖv*，ｖw*を代入することに
より、ｉu ，ｉv ，ｉw を推定できる。すなわち、
するに際しては、ＩＰＭ１４からモータ１０に印加すべ
きＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令値ｖu*，ｖv*，ｖw*をトルク
指令値に基づき算出し、これをＩＰＭ１４に対する制御
信号の生成に利用する。従って、上述の電圧方程式中の
ｖu ，ｖv ，ｖw にｖu*，ｖv*，ｖw*を代入することに
より、ｉu ，ｉv ，ｉw を推定できる。すなわち、
【数５】ｉuc＝（ｖu*−ｅu ）／（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．
５ｐＭa ） ｉvc＝（ｖv*−ｅv ）／（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．５ｐＭa
） ｉwc＝（ｖw*−ｅw ）／（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．５ｐＭa
） の式により、モータ１０のＵ，Ｖ，Ｗ各相電流ｉu ，ｉ
v ，ｉw の推定値ｉuc，ｉvc，ｉwcを得ることができ
る。なお、Ｒa ，Ｌa ，Ｍa は定数であるから予め設計
乃至試験の際に得ることができ、またｅu ，ｅv ，ｅw
も予め試験乃至測定により得ることができる。
５ｐＭa ） ｉvc＝（ｖv*−ｅv ）／（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．５ｐＭa
） ｉwc＝（ｖw*−ｅw ）／（Ｒa ＋ｐＬa ＋０．５ｐＭa
） の式により、モータ１０のＵ，Ｖ，Ｗ各相電流ｉu ，ｉ
v ，ｉw の推定値ｉuc，ｉvc，ｉwcを得ることができ
る。なお、Ｒa ，Ｌa ，Ｍa は定数であるから予め設計
乃至試験の際に得ることができ、またｅu ，ｅv ，ｅw
も予め試験乃至測定により得ることができる。
【００１５】図２に示されるルーチンにおいては、ま
ず、この原理に従いＣＰＵ１８がｉuc，ｉvc，ｉwcを求
めている。すなわち、ＣＰＵ１８はまずメインルーチン
から電流センサ異常検出ルーチンへとｖu*，ｖv*，ｖw*
を引き渡し（１００）、これを用いてかつ上述の原理に
従いｉuc，ｉvc，ｉwcを算出する（１０２）。ＣＰＵ１
８は、次に、Ａ／Ｄコンバータ２６を介してｉus，ｉv
s，ｉwsを入力し（１０４）、ｉuc，ｉvc，ｉwcに対す
るｉus，ｉvs，ｉwsの偏差｜ｉuc−ｉus｜，｜ｉvc−ｉ
vs｜，｜ｉwc−ｉws｜を求める（１０６）。ＣＰＵ１８
は、次の式
ず、この原理に従いＣＰＵ１８がｉuc，ｉvc，ｉwcを求
めている。すなわち、ＣＰＵ１８はまずメインルーチン
から電流センサ異常検出ルーチンへとｖu*，ｖv*，ｖw*
を引き渡し（１００）、これを用いてかつ上述の原理に
従いｉuc，ｉvc，ｉwcを算出する（１０２）。ＣＰＵ１
８は、次に、Ａ／Ｄコンバータ２６を介してｉus，ｉv
s，ｉwsを入力し（１０４）、ｉuc，ｉvc，ｉwcに対す
るｉus，ｉvs，ｉwsの偏差｜ｉuc−ｉus｜，｜ｉvc−ｉ
vs｜，｜ｉwc−ｉws｜を求める（１０６）。ＣＰＵ１８
は、次の式
【数６】｜ｉuc−ｉus｜≦ΔＩ1u ｜ｉvc−ｉvs｜≦ΔＩ1v ｜ｉwc−ｉws｜≦ΔＩ1w で表される条件が成立しているか否かを判定し（１０
８）、成立しているときには電流センサ３０ｕ，３０
ｖ，３０ｗがいずれも正常であると判定して電流センサ
異常検出ルーチンを終了する。電流センサ３０ｕ，３０
ｖ，３０ｗのうちいずれか一つ以上に関しこの条件が成
立していないときには、ＣＰＵ１８は、正常な制御を継
続できないと見なし、ＩＰＭ１４の出力をオフし、モー
タ１０への電流供給を断つ（１１０）。このように、本
実施形態によれば、各相毎のしきい値判定を実行してい
るため、複数の相に同時に電流異常が生じた場合でも電
流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの異常を検出でき、モ
ータ１０の制御がより安定かつ確実になる。
８）、成立しているときには電流センサ３０ｕ，３０
ｖ，３０ｗがいずれも正常であると判定して電流センサ
異常検出ルーチンを終了する。電流センサ３０ｕ，３０
ｖ，３０ｗのうちいずれか一つ以上に関しこの条件が成
立していないときには、ＣＰＵ１８は、正常な制御を継
続できないと見なし、ＩＰＭ１４の出力をオフし、モー
タ１０への電流供給を断つ（１１０）。このように、本
実施形態によれば、各相毎のしきい値判定を実行してい
るため、複数の相に同時に電流異常が生じた場合でも電
流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの異常を検出でき、モ
ータ１０の制御がより安定かつ確実になる。
【００１６】図３〜図５には、この実施形態における電
流異常検出の概要がタイミングチャートにより例示され
ている。各図に示されている“異常検出許容範囲”はス
テップ１０８における判定しきい値ΔＩ1u，ΔＩ1v，Δ
Ｉ1wにより決定され、電流センサ＝正常と判定される範
囲を示している。また、図４及び図５は電流センサの異
常モードを２種類（図４は開放、図５は接地短絡モー
ド）示している。図中“閾値（＋）”及び“閾値
（−）”で表されているのは、電流センサの異常をその
出力の波高値のしきい値判定により検出する場合のしき
い値の設定例である。図４及び図５から明らかなよう
に、本実施形態によれば、波高値検出による異常判定で
は検出できないモードの異常をも検出できる。
流異常検出の概要がタイミングチャートにより例示され
ている。各図に示されている“異常検出許容範囲”はス
テップ１０８における判定しきい値ΔＩ1u，ΔＩ1v，Δ
Ｉ1wにより決定され、電流センサ＝正常と判定される範
囲を示している。また、図４及び図５は電流センサの異
常モードを２種類（図４は開放、図５は接地短絡モー
ド）示している。図中“閾値（＋）”及び“閾値
（−）”で表されているのは、電流センサの異常をその
出力の波高値のしきい値判定により検出する場合のしき
い値の設定例である。図４及び図５から明らかなよう
に、本実施形態によれば、波高値検出による異常判定で
は検出できないモードの異常をも検出できる。
【００１７】図６には、本発明の第２実施形態における
電流センサ異常検出ルーチンの内容が示されている。こ
の実施形態では、ＣＰＵ１８は、入力したトルク指令値
（１００Ａ）に基づき、モータ１０の各相に供給すべき
電流の瞬時値を示す電流指令値ｉu*，ｉv*，ｉw*を算出
し（１０２Ａ）、これに対する入力したｉus，ｉvs，ｉ
ws（１０４）の偏差｜ｉu*−ｉus｜，｜ｉv*−ｉvs｜，
｜ｉw*−ｉws｜を求め（１０６Ａ）、次の式
電流センサ異常検出ルーチンの内容が示されている。こ
の実施形態では、ＣＰＵ１８は、入力したトルク指令値
（１００Ａ）に基づき、モータ１０の各相に供給すべき
電流の瞬時値を示す電流指令値ｉu*，ｉv*，ｉw*を算出
し（１０２Ａ）、これに対する入力したｉus，ｉvs，ｉ
ws（１０４）の偏差｜ｉu*−ｉus｜，｜ｉv*−ｉvs｜，
｜ｉw*−ｉws｜を求め（１０６Ａ）、次の式
【数７】｜ｉu*−ｉus｜≦ΔＩ2u ｜ｉv*−ｉvs｜≦ΔＩ2v ｜ｉw*−ｉws｜≦ΔＩ2w で表される条件が成立しているか否かを判定する（１０
８Ａ）。ＣＰＵ１８は、成立しているときには電流セン
サ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗがいずれも正常であると判定
して電流センサ異常検出ルーチンを終了する。電流セン
サ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのうちいずれか一つ以上に関
しこの条件が成立していないときには、ＣＰＵ１８は、
正常な制御を継続できないと見なし、ＩＰＭ１４の出力
をオフし、モータ１０への電流供給を断つ（１１０）。
従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様の
利点を得ることができる。加えて、この実施形態は原理
上平衡条件を用いていないから、不平衡交流にも適用で
きる。
８Ａ）。ＣＰＵ１８は、成立しているときには電流セン
サ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗがいずれも正常であると判定
して電流センサ異常検出ルーチンを終了する。電流セン
サ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのうちいずれか一つ以上に関
しこの条件が成立していないときには、ＣＰＵ１８は、
正常な制御を継続できないと見なし、ＩＰＭ１４の出力
をオフし、モータ１０への電流供給を断つ（１１０）。
従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様の
利点を得ることができる。加えて、この実施形態は原理
上平衡条件を用いていないから、不平衡交流にも適用で
きる。
【００１８】図７には、本発明の第１及び第２実施形態
におけるしきい値設定ルーチンの内容が示されている。
このルーチンは、第１及び第２実施形態における判定し
きい値ΔＩ1u等又はΔＩ2u等を設定するルーチンであ
る。すなわち、このルーチンでは、ＣＰＵ１８は、レゾ
ルバ２８の出力に基づきモータ１０の回転数を求め（２
００）、さらに、当該回転数と判定しきい値とを対応付
けるしきい値設定テーブル３００を、求めた回転数によ
り参照して（２０２）、判定しきい値ΔＩ1u等又はΔＩ
2u等を設定する。また、図８には、本発明の第１及び第
２実施形態におけるしきい値設定ルーチンの他の例が示
されている。このルーチンでは、ＣＰＵ１８は、メイン
ルーチンから引き渡された電流指令値（２００Ａ）に基
づきその時間変化率を求め（２００Ｂ）、さらに、当該
時間変化率と判定しきい値とを対応付けるしきい値設定
テーブル３００Ａを、求めた時間変化率により参照して
（２０２Ａ）、判定しきい値ΔＩ1u等又はΔＩ2u等を設
定する。さらに、ステップ２００Ａにて入力した電流指
令値は次回このルーチンを実行するときのためにＲＡＭ
２２上に記憶させる（２０４）。
におけるしきい値設定ルーチンの内容が示されている。
このルーチンは、第１及び第２実施形態における判定し
きい値ΔＩ1u等又はΔＩ2u等を設定するルーチンであ
る。すなわち、このルーチンでは、ＣＰＵ１８は、レゾ
ルバ２８の出力に基づきモータ１０の回転数を求め（２
００）、さらに、当該回転数と判定しきい値とを対応付
けるしきい値設定テーブル３００を、求めた回転数によ
り参照して（２０２）、判定しきい値ΔＩ1u等又はΔＩ
2u等を設定する。また、図８には、本発明の第１及び第
２実施形態におけるしきい値設定ルーチンの他の例が示
されている。このルーチンでは、ＣＰＵ１８は、メイン
ルーチンから引き渡された電流指令値（２００Ａ）に基
づきその時間変化率を求め（２００Ｂ）、さらに、当該
時間変化率と判定しきい値とを対応付けるしきい値設定
テーブル３００Ａを、求めた時間変化率により参照して
（２０２Ａ）、判定しきい値ΔＩ1u等又はΔＩ2u等を設
定する。さらに、ステップ２００Ａにて入力した電流指
令値は次回このルーチンを実行するときのためにＲＡＭ
２２上に記憶させる（２０４）。
【００１９】これらのルーチンによれば、判定しきい値
ΔＩ1u等又はΔＩ2u等を電流指令値に適応させることが
できる。例えば、電流センサ３０ｕ等に僅かな異常が発
生してもならない場合（すなわち図３〜図５中の“異常
検出許容範囲”が狭い場合）、第２実施形態における判
定しきい値ΔＩ2u等を固定的に設定しておくと、電流指
令値に対するモータ１０の電流の追従遅れが誤って電流
センサ３０ｕ等の異常として検出される可能性がある。
図７又は図８に示したように判定しきい値の適応制御を
実行することによって、モータ１０の回転数が高いとき
に判定しきい値を小さくし、あるいは電流指令値の変化
率が低いときに判定しきい値を小さくすることが可能に
なるため、ステップ１１０を不必要に実行することをな
くしながら、正確な異常検出を実現できる。
ΔＩ1u等又はΔＩ2u等を電流指令値に適応させることが
できる。例えば、電流センサ３０ｕ等に僅かな異常が発
生してもならない場合（すなわち図３〜図５中の“異常
検出許容範囲”が狭い場合）、第２実施形態における判
定しきい値ΔＩ2u等を固定的に設定しておくと、電流指
令値に対するモータ１０の電流の追従遅れが誤って電流
センサ３０ｕ等の異常として検出される可能性がある。
図７又は図８に示したように判定しきい値の適応制御を
実行することによって、モータ１０の回転数が高いとき
に判定しきい値を小さくし、あるいは電流指令値の変化
率が低いときに判定しきい値を小さくすることが可能に
なるため、ステップ１１０を不必要に実行することをな
くしながら、正確な異常検出を実現できる。
【００２０】なお、上述の各実施形態では判定しきい値
ΔＩ1u等を各相毎に設定しているが、全ての相に関して
同一の値にしても構わない。また、上述の各実施形態で
は、電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのうちいずれか
１個でも異常であるときにＩＰＭ１４の出力をオフして
いるが、平衡条件を利用できるときには、１個の異常に
とどまるならば（すなわち２個以上が同時に異常になっ
ていなければ）残りの２個の電流センサの出力から全て
の相に関し電流検出値を得ることができるため、ＩＰＭ
１４の出力をオンし続けることもできる。さらに、上の
説明では電流センサの異常検出を例としたが、本発明
は、交流モータ制御に関する各種の制御回路や配線の電
流異常検出にも適用できる。
ΔＩ1u等を各相毎に設定しているが、全ての相に関して
同一の値にしても構わない。また、上述の各実施形態で
は、電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのうちいずれか
１個でも異常であるときにＩＰＭ１４の出力をオフして
いるが、平衡条件を利用できるときには、１個の異常に
とどまるならば（すなわち２個以上が同時に異常になっ
ていなければ）残りの２個の電流センサの出力から全て
の相に関し電流検出値を得ることができるため、ＩＰＭ
１４の出力をオンし続けることもできる。さらに、上の
説明では電流センサの異常検出を例としたが、本発明
は、交流モータ制御に関する各種の制御回路や配線の電
流異常検出にも適用できる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の第１の構成によれば、電流セン
サにて検出されたモータ電流値を、各相のモータ電流に
変換できる電圧指令値に基づき推定したモータ電流値と
比較し、その結果両者の差がしきい値を越えて相違して
いるとされた場合に、電流センサ等に異常が生じている
と判定するようにしたため、異常検出を各相毎に実行可
能になる。従って、複数の相に同時に電流異常が生じた
場合でも電流センサ等の異常を検出でき、制御対象たる
交流モータの制御がより安定かつ確実になる。
サにて検出されたモータ電流値を、各相のモータ電流に
変換できる電圧指令値に基づき推定したモータ電流値と
比較し、その結果両者の差がしきい値を越えて相違して
いるとされた場合に、電流センサ等に異常が生じている
と判定するようにしたため、異常検出を各相毎に実行可
能になる。従って、複数の相に同時に電流異常が生じた
場合でも電流センサ等の異常を検出でき、制御対象たる
交流モータの制御がより安定かつ確実になる。
【００２２】本発明の第２の構成によれば、電流センサ
により検出されたモータ電流値を、各相毎に与えられる
電流指令値と比較し、その結果両者の差がしきい値を越
えて相違しているとされた場合に、電流センサ等に異常
が生じていると判定するようにしたため、異常検出を各
相毎に実行できる。従って、複数の相に同時に電流異常
が生じた場合でも電流センサ等の異常を検出でき、制御
対象たる交流モータの制御がより安定かつ確実になる。
さらに、異常検出動作に平衡条件が不必要であるため、
不平衡交流であっても電流センサ等の異常を検出でき
る。
により検出されたモータ電流値を、各相毎に与えられる
電流指令値と比較し、その結果両者の差がしきい値を越
えて相違しているとされた場合に、電流センサ等に異常
が生じていると判定するようにしたため、異常検出を各
相毎に実行できる。従って、複数の相に同時に電流異常
が生じた場合でも電流センサ等の異常を検出でき、制御
対象たる交流モータの制御がより安定かつ確実になる。
さらに、異常検出動作に平衡条件が不必要であるため、
不平衡交流であっても電流センサ等の異常を検出でき
る。
【００２３】本発明の第３の構成によれば、電力回路か
ら交流モータに供給すべき瞬時電流を示す電流指令値の
単位時間当り変化率及び／又は上記交流モータの回転数
を検出し、検出した変化率が高いとき又は回転数が低い
ときに大きくなるよう、第１又は第２の構成におけるし
きい値を適応的に設定するようにしたため、しきい値設
定を交流モータの動作に適応させることができる。その
結果、電流センサ等の異常を誤りなくかつ適切に検出可
能になるから、必要なときのみ電流異常時対処を実施で
き、不必要なときに電流異常時対処が実行されることが
少なくなる。
ら交流モータに供給すべき瞬時電流を示す電流指令値の
単位時間当り変化率及び／又は上記交流モータの回転数
を検出し、検出した変化率が高いとき又は回転数が低い
ときに大きくなるよう、第１又は第２の構成におけるし
きい値を適応的に設定するようにしたため、しきい値設
定を交流モータの動作に適応させることができる。その
結果、電流センサ等の異常を誤りなくかつ適切に検出可
能になるから、必要なときのみ電流異常時対処を実施で
き、不必要なときに電流異常時対処が実行されることが
少なくなる。
【００２４】
【補遺】なお、本発明は次のような構成として把握する
こともできる。
こともできる。
【００２５】（１）本発明の第４の構成に係る交流モー
タ制御方法は、電力回路から交流モータに印加すべき電
圧を示す電圧指令値を入力するステップと、電圧指令値
に基づきモータ電流値を推定するステップと、電力回路
から交流モータに供給されるモータ電流値を電流センサ
にて検出するステップと、検出したモータ電流値と推定
したモータ電流値とを比較するステップと、比較の結果
両者の差がしきい値を越えて相違しているとされた場合
に、上記電流センサ又はこれに関連する回路若しくは配
線に異常が生じている旨、あるいは上記電力回路又はこ
れに関連する回路若しくは配線に異常が生じている旨、
判定するステップと、上記異常が生じていると判定され
た場合を除き、入力した電圧指令値に従いかつ検出した
モータ電流値を参照しながら当該電力回路を介して当該
交流モータを制御するステップと、を有することを特徴
とする。本構成によれば、第１の構成と同様の利点が得
られる。
タ制御方法は、電力回路から交流モータに印加すべき電
圧を示す電圧指令値を入力するステップと、電圧指令値
に基づきモータ電流値を推定するステップと、電力回路
から交流モータに供給されるモータ電流値を電流センサ
にて検出するステップと、検出したモータ電流値と推定
したモータ電流値とを比較するステップと、比較の結果
両者の差がしきい値を越えて相違しているとされた場合
に、上記電流センサ又はこれに関連する回路若しくは配
線に異常が生じている旨、あるいは上記電力回路又はこ
れに関連する回路若しくは配線に異常が生じている旨、
判定するステップと、上記異常が生じていると判定され
た場合を除き、入力した電圧指令値に従いかつ検出した
モータ電流値を参照しながら当該電力回路を介して当該
交流モータを制御するステップと、を有することを特徴
とする。本構成によれば、第１の構成と同様の利点が得
られる。
【００２６】（２）本発明の第５の構成に係る交流モー
タ制御方法は、電力回路から交流モータに供給すべき瞬
時電流を示す電流指令値を入力するステップと、電力回
路から交流モータに供給されるモータ電流値を電流セン
サにて検出するステップと、検出したモータ電流値と電
流指令値とを比較するステップと、比較の結果両者の差
がしきい値を越えて相違しているとされた場合に、上記
電流センサ又はこれに関連する回路若しくは配線に異常
が生じている旨、あるいは上記電力回路又はこれに関連
する回路若しくは配線に異常が生じている旨、判定する
ステップと、上記異常が生じていると判定された場合を
除き、入力した電流指令値に従いかつ検出したモータ電
流値を参照しながら当該電力回路を介して当該交流モー
タを制御するステップと、を有することを特徴とする。
本構成によれば、第２の構成と同様の利点が得られる。
タ制御方法は、電力回路から交流モータに供給すべき瞬
時電流を示す電流指令値を入力するステップと、電力回
路から交流モータに供給されるモータ電流値を電流セン
サにて検出するステップと、検出したモータ電流値と電
流指令値とを比較するステップと、比較の結果両者の差
がしきい値を越えて相違しているとされた場合に、上記
電流センサ又はこれに関連する回路若しくは配線に異常
が生じている旨、あるいは上記電力回路又はこれに関連
する回路若しくは配線に異常が生じている旨、判定する
ステップと、上記異常が生じていると判定された場合を
除き、入力した電流指令値に従いかつ検出したモータ電
流値を参照しながら当該電力回路を介して当該交流モー
タを制御するステップと、を有することを特徴とする。
本構成によれば、第２の構成と同様の利点が得られる。
【００２７】（３）本発明の第６の構成に係る交流モー
タ制御方法は、第４又は第５の構成において、電力回路
から交流モータに供給すべき瞬時電流を示す電流指令値
の単位時間当り変化率及び／又は上記交流モータの回転
数を検出するステップと、検出した変化率が高いとき又
は回転数が低いときに大きくなるよう、上記しきい値を
適応的に設定するステップと、を有することを特徴とす
る。本構成によれば、第３の構成と同様の利点が得られ
る。
タ制御方法は、第４又は第５の構成において、電力回路
から交流モータに供給すべき瞬時電流を示す電流指令値
の単位時間当り変化率及び／又は上記交流モータの回転
数を検出するステップと、検出した変化率が高いとき又
は回転数が低いときに大きくなるよう、上記しきい値を
適応的に設定するステップと、を有することを特徴とす
る。本構成によれば、第３の構成と同様の利点が得られ
る。
【図１】 本発明の第１実施形態に係る交流モータ制御
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この実施形態における電流センサ異常検出ル
ーチンの流れを示すフローチャートである。
ーチンの流れを示すフローチャートである。
【図３】 この実施形態における異常検出許容範囲を示
すタイミングチャートである。
すタイミングチャートである。
【図４】 電流センサに開放モードの異常が発生した場
合の電流センサ出力波形を示すタイミングチャートであ
る。
合の電流センサ出力波形を示すタイミングチャートであ
る。
【図５】 電流センサーに短絡モードの異常が生じた場
合の電流センサ出力波形を示すタイミングチャートであ
る。
合の電流センサ出力波形を示すタイミングチャートであ
る。
【図６】 本発明の第２実施形態における電流センサ異
常検出ルーチンの流れを示すフローチャートである。
常検出ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図７】 本発明の第１及び第２実施形態におけるしき
い値設定ルーチンの流れを示すフローチャートである。
い値設定ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図８】 本発明の第１及び第２実施形態におけるしき
い値設定ルーチンの流れの他の例を示すフローチャート
である。
い値設定ルーチンの流れの他の例を示すフローチャート
である。
【符号の説明】 １ モータ、１２ バッテリ、１４ ＩＰＭ（インテリ
ジェントパワーモジュール）、１６ コントローラ、１
８ ＣＰＵ、２８ レゾルバ、３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ
電流センサ、ｉus，ｉvs，ｉws Ｕ，Ｖ，Ｗ各相検出
値（瞬時値）、ｉuc，ｉvc，ｉwc Ｕ，Ｖ，Ｗ各相電流
推定値。
ジェントパワーモジュール）、１６ コントローラ、１
８ ＣＰＵ、２８ レゾルバ、３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ
電流センサ、ｉus，ｉvs，ｉws Ｕ，Ｖ，Ｗ各相検出
値（瞬時値）、ｉuc，ｉvc，ｉwc Ｕ，Ｖ，Ｗ各相電流
推定値。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｐ 7/63 ３０２ Ｈ０２Ｐ 7/63 ３０２Ｓ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/00 G01R 31/02 G01R 31/34 H02H 7/08 H02M 7/48 H02P 7/63 302
Claims (2)
- 【請求項１】 電力回路から交流モータに印加すべき電
圧を示す電圧指令値に従いかつ電流センサにて検出され
たモータ電流値を参照しながら当該電力回路を介して当
該交流モータを制御する交流モータ制御回路にて使用さ
れ、 上記電流センサにて検出されたモータ電流値を、上記電
圧指令値に基づき推定したモータ電流値と、比較する手
段と、 比較の結果両者の差がしきい値を越えて相違していると
された場合に、上記電流センサ又はこれに関連する回路
若しくは配線に異常が生じている旨、あるいは上記電力
回路又はこれに関連する回路若しくは配線に異常が生じ
ている旨、判定する手段と、電力回路から交流モータに供給すべき瞬時電流を示す電
流指令値の単位時間当り変化率及び／又は上記交流モー
タの回転数を検出する手段と、 検出した変化率が高いとき又は回転数が低いときに大き
くなるよう、上記しきい値を適応的に設定する手段と、 を備えることを特徴とする異常検出装置。 - 【請求項２】 電力回路から交流モータに供給すべき瞬
時電流を示す電流指令値に従いかつ電流センサにて検出
されたモータ電流値を参照しながら当該電力回路を介し
て当該交流モータを制御する交流モータ制御回路にて使
用され、 上記電流センサにより検出されたモータ電流値を、上記
電流指令値と比較する手段と、 比較の結果両者の差がしきい値を越えて相違していると
された場合に、上記電流センサ又はこれに関連する回路
若しくは配線に異常が生じている旨、あるいは上記電力
回路又はこれに関連する回路若しくは配線に異常が生じ
ている旨、判定する手段と、電力回路から交流モータに供給すべき瞬時電流を示す電
流指令値の単位時間当り変化率及び／又は上記交流モー
タの回転数を検出する手段と、 検出した変化率が高いとき又は回転数が低いときに大き
くなるよう、上記しきい値を適応的に設定する手段と、 を備えることを特徴とする異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32892895A JP3218954B2 (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 交流モータ制御回路の異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32892895A JP3218954B2 (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 交流モータ制御回路の異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09172791A JPH09172791A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3218954B2 true JP3218954B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=18215667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32892895A Expired - Fee Related JP3218954B2 (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 交流モータ制御回路の異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3218954B2 (ja) |
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| KR19980015274A (ko) * | 1996-08-20 | 1998-05-25 | 김광호 | 모터의 이상상태 감지장치 및 이상상태 감지방법 |
| JP3801906B2 (ja) * | 2001-11-07 | 2006-07-26 | 株式会社日立製作所 | 電気車の制御装置及び制御方法 |
| JP2004320945A (ja) | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Yaskawa Electric Corp | Ａｃサーボドライバのモータ動力線断線検出方法 |
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| JP2007244192A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-09-20 | Jtekt Corp | モータ用制御装置 |
| JP2007215306A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Jtekt Corp | モータ用制御装置 |
| JP4926492B2 (ja) | 2006-02-20 | 2012-05-09 | 本田技研工業株式会社 | モータ制御装置 |
| JP4935115B2 (ja) * | 2006-03-03 | 2012-05-23 | 日産自動車株式会社 | スイッチト・リラクタンス・モータの制御装置及びその制御方法 |
| JP5083494B2 (ja) * | 2006-07-19 | 2012-11-28 | 株式会社ジェイテクト | モータ用制御装置 |
| JP5082608B2 (ja) * | 2007-06-12 | 2012-11-28 | 株式会社ジェイテクト | モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置 |
| JP2009131043A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Hitachi Ltd | モータ制御装置 |
| JP5277769B2 (ja) * | 2008-07-18 | 2013-08-28 | 日本精工株式会社 | モータ駆動制御装置、及び電動パワーステアリング装置 |
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| WO2011135652A1 (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-03 | トヨタ自動車株式会社 | モータ制御装置 |
| JP2012122651A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Osaka Gas Co Ltd | 室内換気システム |
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| JP5959349B2 (ja) * | 2012-07-18 | 2016-08-02 | 株式会社東芝 | 電気車制御装置および車両駆動システム |
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| CN108919025A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-11-30 | 广东伊莱斯电机有限公司 | 一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法 |
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-
1995
- 1995-12-18 JP JP32892895A patent/JP3218954B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH09172791A (ja) | 1997-06-30 |
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