JP2004312931A

JP2004312931A - Abnormality detection device and abnormality detection method for motor control arithmetic unit

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Publication number: JP2004312931A
Application number: JP2003105508A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Hashimoto; 佳幸橋本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】本発明は、モータ制御演算装置の異常検出装置及び異常検出方法に関し、モータ制御演算装置の異常の検出を適切にかつ簡素な構成で実現することを目的とする。
【解決手段】三相の交流モータを実電流が目標電流に一致するようにフィードバック制御するモータ制御演算装置の制御マイコンは、交流モータの三相の実電流を二相にｄｑ変換する電流三相−二相変換部、交流モータに供給すべきｑ軸の目標電流ｉｑ＊を算出するアシスト電流演算部、及び、目標電流ｉｑ＊と実電流ｉｑとの偏差に基づいて交流モータに印加すべきｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊を演算する電流フィードバック制御演算部を有する。また、監視用マイコンは、ｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号と電圧指令値Ｖｑ＊の符号とを比較した結果に基づいて電流三相−二相変換部および電流フィードバック制御演算部の異常を検出する比較・異常検出部を有する。
【選択図】図１The present invention relates to an abnormality detection device and an abnormality detection method for a motor control operation device, and an object thereof is to appropriately and simply detect an abnormality of the motor control operation device.
A control microcomputer of a motor control arithmetic unit that performs feedback control of a three-phase AC motor so that an actual current matches a target current is a current three-phase motor that dq converts the three-phase actual current of the AC motor into two phases. A two-phase converter, an assist current calculator for calculating a target current iq * of the q-axis to be supplied to the AC motor, and a q to be applied to the AC motor based on a deviation between the target current iq * and the actual current iq. It has a current feedback control calculation unit that calculates the voltage command value Vq * of the shaft. Further, the monitoring microcomputer detects an abnormality in the current three-phase to two-phase conversion unit and the current feedback control operation unit based on the result of comparing the sign of the q-axis target current iq * and the sign of the voltage command value Vq *. It has a comparison / abnormality detection unit.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ制御演算装置の異常検出装置及び異常検出方法に係り、特に、実電流が目標電流に一致するように交流モータをフィードバック制御する装置の異常を検出するうえで好適なモータ制御演算装置の異常検出装置及び異常検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、三相交流モータを実際に流れる電流量が目標電流量に一致するようにフィードバック制御するモータ制御演算装置の有する電流検出センサ等の異常を検出する異常検出装置が知られている。電流検出センサは、三相交流モータの各相に流れる電流をそれぞれ検出する。また、モータ制御演算装置は、電流検出センサにより検出された相電流検出値と相電流指令値とに基づいて三相交流モータに印加すべき相電圧指令値を算出する。上記従来の異常検出装置は、三相交流モータに印加すべき三相の電圧指令値に基づいて電流検出センサの異常を判定する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１７２７０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したモータ制御演算装置の異常には、電流検出センサの異常以外に、三相交流モータに印加すべき相電圧指令を算出する部位等の異常がある。かかる異常が生ずると、三相交流モータのフィードバック制御を行ううえで演算が誤って行われることとなるので、モータが所望の方向とは逆方向に回転する等、適正なフィードバック制御が実行されない事態が生じ得る。
【０００５】
そこで、かかる不都合を回避すべく、上記したモータ制御演算装置の異常を検出する手法として、このモータ制御演算装置とは別にこの演算装置と同一の演算を行う監視用の装置を設け、両装置の演算結果を比較することが考えられる。しかしながら、交流モータのフィードバック制御時における演算量は多く、また演算周期も短いため、監視用の装置にモータ制御演算装置と全く同一の演算を行わせる場合には、そのモータ制御演算装置と同一の演算能力が要求され、制御演算装置の異常を検出するうえでの設計上の制約が過大となり、また、多大なコストが費やされることとなる。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、交流モータをフィードバック制御するモータ制御演算装置の異常の検出を適切にかつ簡素な構成で実現することが可能なモータ制御演算装置の異常検出装置及び異常検出方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、交流モータに流れる実電流が目標電流に一致するように該交流モータをフィードバック制御するモータ制御演算装置の異常を検出する異常検出装置であって、
前記目標電流の符号と、該目標電流と前記実電流との偏差に基づいて算出される前記交流モータに印加すべき電圧指令値又は前記交流モータに作用する実電圧の符号とが一致するか否かを判別する符号判別手段と、
前記符号判別手段の判別結果に基づいて前記モータ制御演算装置の異常を検出する演算装置異常検出手段と、
を備えるモータ制御演算装置の異常検出装置により達成される。
【０００８】
また、上記の目的は、請求項８に記載する如く、交流モータに流れる実電流が目標電流に一致するように該交流モータをフィードバック制御するモータ制御演算装置の異常を検出する異常検出方法であって、
前記目標電流の符号と、該目標電流と前記実電流との偏差に基づいて算出される前記交流モータに印加すべき電圧指令値又は前記交流モータに作用する実電圧の符号とが一致するか否かを判別する符号判別ステップと、
前記符号判別ステップによる判別結果に基づいて前記モータ制御演算装置の異常を検出する演算装置異常検出ステップと、
を備えるモータ制御演算装置の異常検出方法により達成される。
【０００９】
本発明において、フィードバックのための目標電流の符号と、交流モータに印加すべき電圧指令値又は交流モータに実際に作用する実電圧の符号とが一致するか否かが判別される。目標電流の符号が正符号である場合は、交流モータは一の方向に回転すべきである。一方、目標電流の符号が負符号である場合は、交流モータは正符号の場合の回転方向とは逆方向に回転すべきである。この点、目標電流の符号と交流モータに印加すべき或いは現に作用している電流の符号とが互いに一致する場合は、モータ制御演算装置に異常は生じていないと判定できる。一方、それらの符号が互いに一致しない場合は、モータ制御演算装置に異常が生じていると判定できる。従って、本発明によれば、上記した両符号の判別結果に基づいてモータ制御演算装置の異常を適切に検出することができる。また、本発明においては、モータ制御演算装置の異常を検出するうえで、目標電流の符号と交流モータに印加すべき或いは現に作用している電流の符号とを比較するだけで十分であるので、その異常検出を簡素な構成で実現することができる。
【００１０】
この場合、請求項２に記載する如く、請求項１記載のモータ制御演算装置の異常検出装置において、
前記交流モータは、三相交流モータであり、
前記モータ制御演算装置は、前記交流モータの各相に流れる実電流を直交する二相電流に座標変換する電流三相−二相変換部と、前記電流三相−二相変換部の変換結果に基づいて得られた二相の実電流と二相の前記目標電流との偏差に基づいて二相の前記電圧指令値を算出する電流フィードバック演算部と、を有し、
前記符号判別手段は、二相の前記目標電流の符号と前記電流フィードバック演算部により算出された二相の前記電圧指令値の符号とが一致するか否かを判別すると共に、
前記演算装置異常検出手段は、前記符号判別手段の判別結果に基づいて前記電流三相−二相変換部および前記電流フィードバック演算部の異常を検出することとすれば、モータ制御演算装置の有する電流三相−二相変換部および電流フィードバック演算部の異常の検出を適切にかつ簡素な構成で実現することができる。
【００１１】
尚、請求項３に記載する如く、請求項２記載のモータ制御演算装置の異常検出装置において、
前記モータ制御演算装置は、また、前記電流フィードバック演算部により算出された二相の前記電圧指令値を三相の前記電圧指令値に座標変換して前記交流モータの各相に印加する電圧二相−三相変換部を有し、
前記交流モータの各相に作用する実電圧を直交する二相電圧に座標変換する電圧三相−二相変換部と、
前記電流フィードバック演算部により算出された二相の前記電圧指令値と、前記電圧三相−二相変換部の変換結果に基づいて得られた二相の実電圧とを比較する電圧比較手段と、を備えると共に、
前記演算装置異常検出手段は、また、前記電圧比較手段の比較結果に基づいて前記モータ制御演算装置の有する前記電圧二相−三相変換部の異常を検出することとすれば、モータ制御演算装置が更に有する電圧二相−三相変換部の異常の検出を適切に行うことができる。
【００１２】
また、請求項４に記載する如く、請求項１記載のモータ制御演算装置の異常検出装置において、
前記交流モータは、三相交流モータであり、
前記モータ制御演算装置は、前記交流モータの各相に流れる実電流を直交する二相電流に座標変換する電流三相−二相変換部と、前記電流三相−二相変換部の変換結果に基づいて得られた二相の実電流と二相の前記目標電流との偏差に基づいて二相の前記電圧指令値を算出する電流フィードバック演算部と、を有し、
前記交流モータの各相に作用する実電圧を直交する二相電圧に座標変換する電圧三相−二相変換部を備え、
前記符号判別手段は、二相の前記目標電流の符号と前記電圧三相−二相変換部の変換結果に基づいて得られた二相の実電圧の符号とが一致するか否かを判別すると共に、
前記演算装置異常検出手段は、前記符号判別手段の判別結果に基づいて前記電流三相−二相変換部および前記電流フィードバック演算部の異常を検出することとすれば、モータ制御演算装置の有する電流三相−二相変換部および電流フィードバック演算部の異常の検出を適切にかつ簡素な構成で実現することができる。
【００１３】
尚、請求項５に記載する如く、請求項４記載のモータ制御演算装置の異常検出装置において、
前記モータ制御演算装置は、また、前記電流フィードバック演算部により算出された二相の前記電圧指令値を三相の前記電圧指令値に座標変換して前記交流モータの各相に印加する電圧二相−三相変換部を有し、
前記電流フィードバック演算部により算出された二相の前記電圧指令値と、前記電圧三相−二相変換部の変換結果に基づいて得られた二相の実電圧とを比較する電圧比較手段を備えると共に、
前記演算装置異常検出手段は、また、前記電圧比較手段の比較結果に基づいて前記モータ制御演算装置の有する前記電圧二相−三相変換部の異常を検出することとすれば、モータ制御演算装置が更に有する電圧二相−三相変換部の異常の検出を適切に行うことができる。
【００１４】
また、請求項６に記載する如く、請求項３又は５記載のモータ制御演算装置の異常検出装置において、
前記モータ制御演算装置は、更に、前記交流モータの回転角を検出して該回転角の情報を前記電流三相−二相変換部及び前記電圧二相−三相変換部に供給する回転角検出部を有し、
前記交流モータの回転角を検出して該回転角の情報を前記電圧三相−二相変換部に供給する監視用回転角検出部と、
前記回転角検出部により検出された回転角と前記監視用回転角検出部により検出された回転角とを比較する回転角比較手段と、を備えると共に、
前記演算装置異常検出手段は、更に、前記回転角比較手段の比較結果に基づいて前記モータ制御演算装置の有する前記回転角検出部の異常を検出することとすれば、モータ制御演算装置が更に有する回転角検出部の異常の検出を適切に行うことができる。
【００１５】
ところで、モータ制御演算装置の異常が生じた場合は、以後、交流モータのフィードバック制御を中止することがその誤動作を回避するうえで適切である。
【００１６】
従って、請求項７に記載する如く、請求項１乃至６の何れか一項記載のモータ制御演算装置の異常検出装置おいて、
前記演算装置異常検出手段により前記モータ制御演算装置の異常が検出された場合に前記交流モータのフィードバック制御を中止するＦＢ制御中止手段を備えることとすれば、モータ制御演算装置の異常が生じた後に交流モータが誤って作動する事態を回避することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例であるモータ制御演算装置を搭載するシステムの構成図を示す。図１に示す如く、本実施例のシステムは、三相交流ブラシレスモータ（以下、単に交流モータと称す）１０を備えている。交流モータ１０は、車両の有する電動パワーステアリング装置に搭載されている。電動パワーステアリング装置は、運転者のステアリング操作の負担を軽減させるべく、運転者によるステアリング操作時に必要な操舵トルクを交流モータ１０を用いて電気的にアシストするシステムである。
【００１８】
交流モータ１０は、電動パワーステアリング装置の有する車輪に連結するラックに係合している。交流モータ１０は、その一方向への回転駆動によりラックを車幅方向に沿って右方向へ変位させるトルクを発生し、その一方向とは逆方向への回転駆動によりラックを車幅方向に沿って左方向へ変位させるトルクを発生する。
【００１９】
本実施例のシステムは、交流モータ１０に流れる電流が目標電流に一致するように交流モータ１０のフィードバック制御を行うモータ制御演算装置１２を備えている。モータ制御演算装置１２は、直流の車載バッテリを用いて交流モータ１０を駆動する駆動回路１４、及び、駆動回路１４のスイッチングを制御することにより交流モータ１０を制御する制御マイコン１６を備えている。
【００２０】
図２は、本実施例の駆動回路１４及び交流モータ１０の模式的な構成を表した図を示す。また、図３は、交流モータ１０の回転角（電気角）θと交流モータ１０の各相に流れる電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗとの関係を表した図を示す。上記した駆動回路１４は、図２に示す如く、インバータ回路により構成されており、交流モータ１０のＵ相，Ｖ相，Ｗ相にそれぞれ対応して三対のパワースイッチング素子２０，２２，２４を有している。各一対のパワースイッチング素子２０，２２，２４は、電源−接地間で直列接続された２つの素子により構成されている。駆動回路１４の各パワースイッチング素子２０，２２，２４はそれぞれ、制御マイコン１６の有する後述のＰＷＭ指令部の指令に従ってＰＷＭ駆動され、交流モータ１０の対応する相に電圧を印加する。
【００２１】
交流モータ１０は、上記の如く、三相交流のブラシレスモータであり、各相のステータコイルが図２に示す如く電気角１２０°間隔で配置された構成となっている。交流モータ１０の各相には、互いに１２０°ずつ位相のずれた電圧が駆動回路１４のＰＷＭ駆動により印加される。かかる構成において、交流モータ１０の各相には、図３に示す如く、互いに１２０°ずつ位相のずれた電流が流れる。
【００２２】
交流モータ１０と駆動回路１４との間には、各相それぞれに対応して電流検出回路２６，２８，３０が設けられている。電流検出回路２６，２８，３０はそれぞれ、自己の相に実際に流れる電流（以下、この電流を実電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗと称す）を検出する。尚、本実施例において、駆動回路１４から交流モータ１０へ流れる電流を＋側の電流とし、それとは逆に交流モータ１０から駆動回路１４へ流れる電流を−側の電流とする。電流検出回路２６，２８，３０はそれぞれ、検出した実電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗに応じた信号を出力する。具体的には、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相に流れる−側から＋側までのアナログの実電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを例えば“０”Ｖ〜“５”Ｖのレンジの電圧にＡ／Ｄ変換して出力する。
【００２３】
また、交流モータ１０には、回転角センサ３２が配設されている。回転角センサ３２は、互いに９０°だけ位相のずれた２つの信号（ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号）を出力するレゾルバ式の回転角度センサであり、交流モータ１０におけるロータに対するステータの回転角（電気角）θに応じた信号を出力する。
【００２４】
電流検出回路２６〜３０及び回転角センサ３２には共に、上記した制御マイコン１６が接続されている。制御マイコン１６は、電流三相−二相変換部３４及び回転角検出部３６を有している。上記した電流検出回路２６，２８，３０の各出力信号は、電流三相−二相変換部３４に供給される。また、上記した回転角センサ３２の出力信号は、回転角検出部３６に供給される。
【００２５】
回転角検出部３６は、回転角センサ３２の出力信号に基づいて交流モータ１０の実際の回転角θ１を検出する。回転角検出部３６の検出したモータ回転角θ１の情報は、電流三相−二相変換部３４に供給される。電流三相−二相変換部３４は、供給された交流モータ１０の三相の実電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを、その交流モータ１０の回転角θ１に応じた直交する二相のｄ軸電流（磁化電流）ｉｄ及びｑ軸電流（トルク電流）ｉｑに座標変換（ｄｑ変換）する処理を実行する。尚、このｑ軸電流ｉｑの符号は、交流モータ１０が一の方向に回転する場合に正となり、交流モータ１０がその一の方向とは逆方向に回転する場合に負となる。
【００２６】
制御マイコン１６は、また、アシスト電流演算部３８を有している。アシスト電流演算部３８には、車両運転者のステアリング操作によりステアリングホイールに加わる操舵トルクの情報が供給される。アシスト電流演算部３８は、供給された操舵トルクに基づいて、予め定められた所定のマップ等を参照することにより、その操舵トルクに応じたアシストトルクを交流モータ１０が発生するように該交流モータ１０に供給すべき目標のｑ軸電流ｉｑ＊及び目標のｄ軸電流ｉｄ＊を算出する。尚、この目標電流ｉｄ＊及びｉｑ＊は、車両の速度に応じて可変されるのがよい。また、ｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号は、交流モータ１０を一の方向に回転させる場合に正とされ、交流モータ１０をその一の方向とは逆方向に回転させる場合に負とされる。
【００２７】
制御マイコン１６は、また、電流フィードバック制御演算部４０を有している。電流フィードバック制御演算部４０には、アシスト電流演算部３８の算出した目標電流ｉｑ＊と電流三相−二相変換部３４の変換した結果得られたｑ軸電流ｉｑとの偏差の情報が供給されると共に、目標電流ｉｄ＊とｄ軸電流ｉｄとの偏差の情報が供給される。電流フィードバック制御演算部４０は、ｑ軸電流の目標値と実値との偏差（ｉｑ＊−ｉｑ）及びｄ軸電流の目標値と実値との偏差（ｉｄ＊−ｉｄ）に基づいて、交流モータ１０に流れる電流を目標電流に一致させるために交流モータ１０に印加すべき直交する二相の電圧指令値Ｖｑ＊及びＶｄ＊を演算する。尚、上記したｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊の符号は、交流モータ１０を一の方向に回転させる場合に正とされ、交流モータ１０をその一の方向とは逆方向に回転させる場合に負とされる。
【００２８】
制御マイコン１６は、更に、電圧二相−三相変換部４２及びＰＷＭ指令部４４を有している。電圧二相−三相変換部４２には、上記した電流フィードバック制御演算部４０の演算した二相のｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊の情報及びｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊の情報が供給されると共に、回転角検出部３６の検出したモータ回転角θ１の情報が供給される。電圧二相−三相変換部４２は、供給された交流モータ１０に印加すべき二相の電圧指令値Ｖｑ＊及びＶｄ＊を、その交流モータ１０の回転角θ１に応じた三相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に座標変換（ｄｑ逆変換）する処理を実行する。
【００２９】
電圧二相−三相変換部４２の変換した結果得られた三相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊は、ＰＷＭ指令部４４に供給される。ＰＷＭ指令部４４は、供給された電圧二相−三相変換部４２による三相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が交流モータ１０に実際に発生するように駆動回路１４の各パワースイッチング素子をＰＷＭでデューティ駆動する。
【００３０】
上記の構成において、運転者によりステアリングホイールが操作されると、その操舵トルクに応じたアシストトルクが交流モータ１０により発生される。この際、交流モータ１０の駆動は、操舵トルクが大きいほど大きなアシストトルクが発生するように行われる。従って、本実施例の電動パワーステアリング装置によれば、交流モータ１０を用いて運転者によるステアリング操作の負担を軽減することが可能となる。
【００３１】
ところで、本実施例において、モータ制御演算装置１２は、交流モータ１０をそれに流れる電流が目標電流に一致するようにフィードバック制御するが、この場合、モータ制御演算装置１２は、制御マイコン１６を用いて、▲１▼回転角検出部３６で交流モータ１０の回転角θの演算を行い、▲２▼電流三相−二相変換部３４で電流のｄｑ変換を行い、▲３▼電流フィードバック制御演算部４０で指令電圧値を演算し、また、▲４▼電圧二相−三相変換部４２で指令電圧値のｄｑ逆変換を行うことが必要である。これらの演算が各部の異常に起因して誤って行われると、交流モータ１０が所望の方向とは逆方向に回転する等、適正な交流モータ１０のフィードバック制御が行われないこととなってしまう。従って、かかる不都合を回避するうえでは、制御マイコン１６の有する各部の演算異常を的確に検出することが必要である。
【００３２】
そこで、かかる異常を検出する手法としては、モータ制御演算装置１２とは別にこの装置１２と同一の演算を行う監視用の装置を設け、両装置の演算結果を比較することが考えられる。しかしながら、モータ制御演算装置１２における演算量は多く、また演算周期も短いため、監視用の装置にモータ制御演算装置１２と全く同一の演算を行わせるものとすると、その監視用の装置に高い演算能力が要求され、制御演算装置の異常を検出するうえでの設計上の制約が過大となり、また、多大なコストが費やされる不都合が生ずる。この点、モータ制御演算装置１２の異常を検出する手法として、そのモータ制御演算装置１２と全く同一の演算を行わせる監視用の装置を設けることは適切でない。
【００３３】
本実施例のシステムは、モータ制御演算装置１２と全く同一の演算を行わせることなく適切にかつ簡素な構成でその装置１２の異常を検出する点に特徴を有している。以下、本実施例の特徴部について説明する。
【００３４】
本実施例のシステムにおいて、制御マイコン１６は、出力ポート４６を有している。出力ポート４６には、回転角検出部３６の検出したモータ回転角θ１の情報、アシスト電流演算部３８の算出した交流モータ１０に供給すべき目標のｑ軸電流ｉｑ＊の情報、及び、電流フィードバック制御演算部４０の演算した二相の電圧指令値Ｖｑ＊の情報がそれぞれ供給される。
【００３５】
本実施例のシステムは、モータ制御演算装置１２の主要部を構成する制御マイコン１６とは別に、制御マイコン１６の各部の異常を監視する監視用マイコン５０を備えている。監視用マイコン５０は、上記した制御マイコン１６の出力ポート４６に接続する入力ポート５２を有している。入力ポート５２には、制御マイコン１６の演算したモータ回転角θ１の情報並びにｑ軸の目標電流ｉｑ＊の情報及び電圧指令値Ｖｑ＊の情報がそれぞれ入力される。
【００３６】
監視用マイコン５０は、回転角検出部５４及びその回転角検出部５４に接続する入力ポート５６を有している。回転角検出部５４には、入力ポート５６を介して、制御マイコン１６の回転角検出部３６と同様に、回転角センサ３２の出力信号が供給される。回転角検出部５４は、回転角センサ３２の出力信号に基づいて交流モータ１０に生じている実際の回転角θ２を検出する。尚、以下では、この回転角検出部５４を監視用回転角検出部５４と称す。
【００３７】
監視用マイコン５０は、また、電圧三相−二相変換部５８及びその電圧三相−二相変換部５８に接続する入力ポート６０を有している。入力ポート６０には、交流モータ１０の各相に実際に生じている端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗがそれぞれ入力される。電圧三相−二相変換部５８には、入力ポート６０を介して各相の端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗがそれぞれ供給されると共に、監視用回転角検出部５４の検出したモータ回転角θ２の情報が供給される。電圧三相−二相変換部５８は、供給された交流モータ１０の三相に実際に生じている実電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを、その交流モータ１０の回転角θ２に応じた直交する二相のｄ軸電圧（磁化電圧）Ｖｄ及びｑ軸電圧（トルク電圧）Ｖｑに座標変換する処理を実行する。尚、このｑ軸電圧Ｖｑの符号は、交流モータ１０が一の方向に回転する場合に正となり、交流モータ１０がその一の方向とは逆方向に回転する場合に負となる。
【００３８】
監視用マイコン５０は、更に、比較・異常検出部６２を有している。比較・異常検出部６２には、監視用回転角検出部５４の検出したモータ回転角θ２の情報が供給されると共に、電圧三相−二相変換部５８の変換した結果得られたｑ軸電圧Ｖｑの情報が供給される。また、比較・異常検出部６２には、上記した入力ポート５２が接続されている。このため、比較・異常検出部６２には、入力ポート５２に入力されたモータ回転角θ１の情報並びにｑ軸の目標電流ｉｑ＊の情報及び電圧指令値Ｖｑ＊の情報がそれぞれ供給される。
【００３９】
比較・異常検出部６２は、まず、入力ポート５２に入力されたモータ回転角θ１を監視用回転角検出部５４の検出したモータ回転角θ２と比較する。回転角θ１とθ２とは、互いに同一の回転角センサ３２から供給されたものであるので、制御マイコン１６の正常時にはほぼ一致する筈である。すなわち、両回転角θ１とθ２とが一致すれば、制御マイコン１６の回転角検出部３６に異常は生じていないと判断できるが、両回転角θ１とθ２とが異なれば、その回転角検出部３６に異常が生じていると判断することができる。従って、かかるモータ回転角θ１とθ２とを比較することとすれば、制御マイコン１６の有する回転角検出部３６の演算異常を検出することが可能となる。
【００４０】
本実施例において、交流モータ１０の回転角θ１は電圧二相−三相変換部４２及び電流三相−二相変換部３４の処理に用いられる。このため、回転角θ１が回転角θ２に一致せず、回転角検出部３６に異常が生じている場合は、電圧二相−三相変換部４２のｄｑ逆変換および電流三相−二相変換部３４のｄｑ変換が共に適正に行われないこととなる一方、回転角θ１が回転角θ２に一致し、回転角検出部３６に異常が生じていない場合は、電圧二相−三相変換部４２のｄｑ逆変換および電流三相−二相変換部３４のｄｑ変換が共に適正に行われ得る。従って、電圧二相−三相変換部４２の異常検出および電流三相−二相変換部３４の異常検出は、回転角検出部３６に異常が生じていない場合にのみ行うことが適切である。
【００４１】
比較・異常検出部６２は、回転角検出部３６に異常が生じていないと判定した後、電流フィードバック制御演算部４０が演算し電圧二相−三相変換部４２に供給されるｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊を、電圧三相−二相変換部５８の変換した結果得られたｑ軸の実電圧Ｖｑと比較する。ｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊と実電圧Ｖｑとは、駆動回路１４等のハードウエアが正常に機能していれば、電圧二相−三相変換部４２の正常時にはほぼ一致する筈である。すなわち、電圧指令値Ｖｑ＊と実電圧Ｖｑとが一致すれば、制御マイコン１６の電圧二相−三相変換部４２に異常は生じていないと判断できるが、電圧指令値Ｖｑ＊と実電圧Ｖｑとが異なれば、その電圧二相−三相変換部４２に異常が生じていると判断することができる。従って、かかる電圧指令値Ｖｑ＊と実電圧Ｖｑとを比較することとすれば、制御マイコン１６の有する電圧二相−三相変換部４２の演算異常を検出することが可能となる。
【００４２】
また、比較・異常検出部６２は、回転角検出部３６に異常が生じていないと判定した後、アシスト電流演算部３８が算出し電流フィードバック制御演算部４０に供給される交流モータ１０に供給すべきｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号を、電流フィードバック制御演算部４０が演算し電圧二相−三相変換部４２に供給されるｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊の符号と比較する。又は、その目標電流ｉｑ＊の符号を、電圧三相−二相変換部５８の変換した結果得られたｑ軸の実電圧Ｖｑの符号と比較する。
【００４３】
ｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号と電圧指令値Ｖｑ＊又は実電圧Ｖｑの符号とは、両者ともに交流モータ１０が一の方向に回転する場合に正となり、交流モータ１０がその一の方向とは逆方向に回転させる場合に負となるように設定されているので、電流三相−二相変換部３４及び電流フィードバック制御演算部４０の正常時には一致すべきである。すなわち、両符号が互いに一致すれば、制御マイコン１６の電流三相−二相変換部３４及び電流フィードバック制御演算部４０に異常は生じていないと判断できるが、両符号が互いに異なれば、それらの電流三相−二相変換部３４及び電流フィードバック制御演算部４０の少なくとも何れか一方に異常が生じていると判断することができる。従って、このようにｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号と電圧指令値Ｖｑ＊又は実電圧Ｖｑの符号とを比較することとすれば、制御マイコン１６の有する電流三相−二相変換部３４及び電流フィードバック制御演算部４０の演算異常を検出することが可能となる。
【００４４】
比較・異常検出部６２は、上記した比較結果に基づいて、制御マイコン５０の有する回転角検出部３６、電圧二相−三相変換部４２、電流三相−二相変換部３４、及び電流フィードバック制御演算部４０の演算異常を検出する。比較・異常検出部６２は、制御マイコン５０の演算異常を検出した場合に、交流モータ１０のフィードバック制御を停止するための信号（制御停止信号）を出力する。
【００４５】
監視用マイコン５０は、比較・異常検出部６２に接続する出力ポート６４を有している。出力ポート６４には、比較・異常検出部６２の出力する制御停止信号が供給される。出力ポート６４には、制御マイコン５０のアシスト電流演算部３８、又は、交流モータ１０と駆動回路１４との間の電流経路を導通・遮断を切り替えるスイッチ（図示せず）が接続されている。比較・異常検出部６２の出力した制御停止信号は、アシスト電流演算部３８又は上記したスイッチに供給される。制御停止信号が出力されると、交流モータ１０のフィードバック制御が停止されるように、アシスト電流演算部３８はｑ軸の目標電流ｉｑ＊を“０”にし、或いは、上記したスイッチは交流モータ１０と駆動回路１４との間の電流経路を遮断する。
【００４６】
図４は、上記の機能を実現すべく、本実施例において監視用マイコン５０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図４に示すルーチンは、所定時間ごとに繰り返し起動されるルーチンである。図４に示すルーチンが起動されると、まずステップ１００の処理が実行される。
【００４７】
ステップ１００では、回転角センサ３２の出力する交流モータ１０の回転角に応じたｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を共に回転角検出部５４に入力する処理が実行される。ステップ１０２では、交流モータ１０の各相に実際に生じている端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗをすべて電圧三相−二相変換部５８に入力する処理が実行される。
【００４８】
ステップ１０４では、制御マイコン１６の演算した結果、具体的には、モータ回転角θ１の情報並びにｑ軸の目標電流ｉｑ＊の情報及び電圧指令値Ｖｑ＊の情報を入力ポート５２を介して比較・異常検出部６２に入力する処理が実行される。
【００４９】
ステップ１０６では、上記ステップ１００における入力信号に基づいて回転角検出部５４において交流モータ１０の回転角θ２を演算検出する処理が実行される。本ステップ１０６の処理が実行されると、その演算結果は比較・異常検出部６２に供給される。ステップ１０８では、上記ステップ１０２における入力信号に基づいて電圧三相−二相変換部５８において三相の電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを二相の電圧Ｖｄ，Ｖｑに座標変換する処理が実行される。本ステップ１０８の処理が実行されると、その変換結果は比較・異常検出部６２に供給される。
【００５０】
ステップ１１０では、比較・異常検出部６２において以下の▲１▼〜▲３▼に示す比較演算を行う処理が実行される。
【００５１】
▲１▼制御マイコン１６の回転角検出部３６の検出したモータ回転角θ１と監視用マイコン５０の監視用回転角検出部５４の検出したモータ回転角θ２との比較
▲２▼電圧二相−三相変換部４２に供給されるｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊と電圧三相−二相変換部５８の変換した結果得られたｑ軸の実電圧Ｖｑとの比較
▲３▼電圧二相−三相変換部４２に供給されるｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊又は電圧三相−二相変換部５８の変換した結果得られたｑ軸の実電圧Ｖｑの符号と電流フィードバック制御演算部４０に供給されるｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号との比較
ステップ１１２では、上記ステップ１１０における上記した▲１▼〜▲３▼の比較結果に基づいて、それらのパラメータが一致するか否かが判別される。その結果、上記した▲１▼〜▲３▼の比較結果のすべてにおいてパラメータが一致すると判別された場合は、今回のルーチンは終了される。一方、▲１▼〜▲３▼の比較結果のうち一つでもパラメータが一致しないと判別された場合は、次にステップ１１４の処理が実行される。
【００５２】
ステップ１１４では、制御マイコン１６に演算異常が生じたとして、交流モータ１０のフィードバック制御を停止させるべく、制御停止信号を出力する処理が実行される。本ステップ１１４の処理が実行されると、以後、目標電流ｉｑ＊が“０”にされ、或いは、交流モータ１０への電流経路が遮断されることで、駆動回路１４による交流モータ１０の駆動が停止され、運転者によるステアリング操作をアシストする制御が中止されることとなる。尚、本ステップ１１４の処理が実行されると、制御マイコン１６の演算異常に起因して電動パワーステアリング装置による操舵アシスト制御が中止される旨が車両運転者に対してスピーカや音声案内で知らされる。本ステップ１１４の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００５３】
上記図４に示すルーチンによれば、制御マイコン１６によるモータ回転角θ１が監視用マイコン５０によるモータ回転角θ２に一致しない場合、制御マイコン１６によるｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊が監視用マイコン５０によるｑ軸の実電圧Ｖｑに一致しない場合、及び、ｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号とそのｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊又は実電圧Ｖｑの符号とが一致しない場合に、モータ制御演算装置１２の有する制御マイコン１６に演算異常が生じたと判定することができる。
【００５４】
上述の如く、ｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号と電圧指令値Ｖｑ＊又は実電圧Ｖｑの符号とは、両者ともに交流モータ１０が一の方向に回転する場合に正となり、交流モータ１０がその一の方向とは逆方向に回転させる場合に負となるように設定されている。このため、ｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号が正である場合には、ｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊の符号も正であるべきであり、また、交流モータ１０に実際に作用するｑ軸の実電圧Ｖｑの符号も正であるべきである。一方、ｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号が負である場合には、ｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊の符号及び実電圧Ｖｑの符号は共に負であるべきである。従って、本実施例の構成によれば、これらの符号の比較により、制御マイコン１６の有する電流三相−二相変換部３４及び電流フィードバック制御演算部４０の演算異常が適切に検出されることとなる。
【００５５】
また、本実施例においては、電流三相−二相変換部３４及び電流フィードバック制御演算部４０の演算異常を検出する手法として、ｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号とｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊又はその実電圧Ｖｑの符号とが比較により一致するか否かが判別される。かかる構成においては、監視用マイコン５０に、それらの電流三相−二相変換部３４及び電流フィードバック制御演算部４０と同一の部位を設ける必要はなく、それらと全く同一の演算を行わせる必要はない。このため、電流三相−二相変換部３４及び電流フィードバック制御演算部４０の演算異常を検出するうえで過大な設計上の制約が生ずるのを防止することができ、その検出を簡素な構成で行うことができる。
【００５６】
従って、本実施例のシステムによれば、モータ制御演算装置１２が交流モータ１０のフィードバック制御を行ううえで必要な構成である制御マイコン１６の有する電流三相−二相変換部３４及び電流フィードバック制御演算部４０の演算異常の検出を適切にかつ簡素な構成で実現することが可能となっている。
【００５７】
また、本実施例のシステムにおいて、監視用マイコン５０は、交流モータ１０の回転角θ２を検出する監視用回転角検出部５４、及び、その回転角θ２と制御マイコン１６の回転角検出部３６の検出する交流モータ１０の回転角θ１とを比較する比較・異常検出部６２を有し、その回転角検出部３６の演算異常の有無を判定する。制御マイコン１６の回転角検出部３６および監視用マイコン５０の監視用回転角検出部５４にはそれぞれ、同一の回転角センサ３２から交流モータ１０の回転角の情報が供給される。このため、回転角検出部３６による回転角θ１と監視用回転角検出部５４による回転角θ２とは互いに一致すべきである。従って、本実施例のシステムによれば、制御マイコン１６の有する回転角検出部３６の演算異常を適切に行うことが可能となっている。
【００５８】
また、本実施例のシステムにおいて、監視用マイコン５０は、交流モータ１０に実際に作用しているｑ軸の実電圧Ｖｑを得る電圧三相−二相変換部５８、及び、その実電圧Ｖｑと制御マイコン１６の電圧二相−三相変換部４２に供給されるｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊とを比較する比較・異常検出部６２を有し、その電圧二相−三相変換部４２の演算異常の有無を判定する。交流モータ１０に印加すべき電圧指令値Ｖｑ＊と実際に作用している実電圧Ｖｑとは互いに一致すべきである。従って、本実施例のシステムによれば、制御マイコン１６の有する電圧二相−三相変換部４２の演算異常を適切に行うことが可能となっている。
【００５９】
尚、本実施例において、電流三相−二相変換部３４の演算異常の検出および電圧二相−三相変換部４２の演算異常の検出は共に、回転角検出部３６に異常が生じていないと判定された後に行われる。回転角検出部３６による回転角θ１は電流三相−二相変換部３４の演算および電圧二相−三相変換部４２の演算にそれぞれ用いられるため、回転角検出部３６の異常の有無は電流三相−二相変換部３４の異常検出の結果および電圧二相−三相変換部４２の異常検出の結果に大きく影響する。従って、本実施例のシステムの異常検出順序によれば、電流三相−二相変換部３４の演算異常の検出および電圧二相−三相変換部４２の演算異常の検出を共に適正に行うことが可能となる。
【００６０】
更に、本実施例のシステムにおいて、監視用マイコン５０は、制御マイコン１６の演算異常を検出した場合、交流モータ１０のフィードバック制御を停止するための制御停止信号を出力すると共に、電動パワーステアリング装置による操舵アシスト制御を中止する旨を車両運転者に知らせる処理を実行する。この場合には、ｑ軸の目標電流ｉｑ＊が“０”にされ、又は、交流モータ１０と駆動回路１４との間の電流経路が遮断されることで、交流モータ１０のフィードバック制御が停止される。また、電動パワーステアリング装置による操舵アシスト制御を中止する旨が車両運転者に知らされる。このため、本実施例のシステムによれば、モータ制御演算装置１２の制御マイコン１６における演算異常が生じた際に交流モータ１０が誤って作動する事態を回避すると共に、運転者に電動パワーステアリング装置による操舵アシスト制御が行われないことを認識させることが可能となっている。
【００６１】
尚、上記の実施例においては、電流フィードバック制御演算部４０が特許請求の範囲に記載した「電流フィードバック演算部」に相当している。また、上記の実施例においては、監視用マイコン５０が、上記図４に示すルーチン中ステップ１１０，１１２においてｑ軸の目標電流ｉｑ＊の符号と電圧指令値Ｖｑ＊又は実電圧Ｖｑの符号との一致・不一致を判別することにより特許請求の範囲に記載した「符号判別手段」及び「符号判別ステップ」が、ステップ１１２の結果に基づいて制御マイコン１６の演算異常を検出することにより特許請求の範囲に記載した「演算装置異常検出手段」及び「演算装置異常検出ステップ」が、ステップ１１０，１１２においてｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊と実電圧Ｖｑとを比較することにより特許請求の範囲に記載した「電圧比較手段」が、ステップ１１０，１１２においてモータ回転角θ１とθ２とを比較することにより特許請求の範囲に記載した「回転角比較手段」が、ステップ１１４の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「ＦＢ制御中止手段」が、それぞれ実現されている。
【００６２】
ところで、上記の実施例においては、交流モータ１０を三相交流のモータとしているが、三相に限らず、二相および四相以上の多相の交流モータに適用することも可能である。
【００６３】
また、上記の実施例においては、車両の搭載する電動パワーステアリング装置に用いる交流モータ１０の電流検出を行うこととしているが、電動パワーステアリング装置に限定されるものではなく、他の用途のモータに適用することも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１及び８記載の発明によれば、モータ制御演算装置の異常の検出を適切にかつ簡素な構成で実現することができる。
【００６５】
請求項２及び４記載の発明によれば、モータ制御演算装置の有する電流三相−二相変換部および電流フィードバック演算部の異常の検出を適切にかつ簡素な構成で実現することができる。
【００６６】
請求項３及び５記載の発明によれば、モータ制御演算装置が更に有する電圧二相−三相変換部の異常の検出を適切に行うことができる。
【００６７】
請求項６記載の発明によれば、モータ制御演算装置が更に有する回転角検出部の異常の検出を適切に行うことができる。
【００６８】
また、請求項７記載の発明によれば、モータ制御演算装置の異常が生じた後にモータが誤って作動する事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるモータ制御演算装置を搭載するシステムの構成図である。
【図２】本実施例のシステムが備える駆動回路およびモータの模式的な構成を表した図である。
【図３】モータの回転角θと各相に流れる電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗとの関係を表した図である。
【図４】本実施例の監視用マイコンにおいて実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０交流モータ
１２モータ制御演算装置
１６制御マイコン
３４電流三相−二相変換部
３６回転角検出部
４０電流フィードバック制御演算部
４２電圧二相−三相変換部
５０監視用マイコン
５４監視用回転角検出部
５８電圧三相−二相変換部
６２比較・異常検出部
ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ三相の実電流
ｉｄ，ｉｑ二相の実電流
ｉｄ＊，ｉｑ＊二相の目標電流
Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ三相の実電圧
Ｖｄ＊，Ｖｑ＊二相の電圧指令値
Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊三相の電圧指令値
Ｖｄ，Ｖｑ二相の実電圧
θ１，θ２回転角[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an abnormality detection device and an abnormality detection method of a motor control arithmetic device, and more particularly to a motor control arithmetic operation suitable for detecting an abnormality of a device that performs feedback control of an AC motor so that an actual current matches a target current. The present invention relates to a device abnormality detection device and a device abnormality detection method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an abnormality detection device that detects an abnormality such as a current detection sensor included in a motor control arithmetic device that performs feedback control so that the amount of current actually flowing through a three-phase AC motor matches a target amount of current. The current detection sensor detects a current flowing through each phase of the three-phase AC motor. Further, the motor control arithmetic unit calculates a phase voltage command value to be applied to the three-phase AC motor based on the phase current detection value detected by the current detection sensor and the phase current command value. The above-described conventional abnormality detection device determines abnormality of the current detection sensor based on a three-phase voltage command value to be applied to the three-phase AC motor.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-172703
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-mentioned abnormality of the motor control arithmetic unit includes abnormality of a part for calculating a phase voltage command to be applied to the three-phase AC motor, in addition to abnormality of the current detection sensor. When such an abnormality occurs, the calculation is erroneously performed in performing the feedback control of the three-phase AC motor, so that the proper feedback control is not executed, for example, the motor rotates in a direction opposite to a desired direction. Can occur.
[0005]
Therefore, in order to avoid such inconvenience, as a method of detecting an abnormality of the motor control arithmetic device described above, a monitoring device for performing the same arithmetic operation as this arithmetic device is provided separately from this motor control arithmetic device, and both devices are provided with a monitoring device. It is conceivable to compare the operation results. However, since the amount of computation during feedback control of the AC motor is large and the computation cycle is short, when the monitoring device performs exactly the same computation as the motor control computation device, the same computation as the motor control computation device is performed. The computing ability is required, and the design constraint for detecting the abnormality of the control computing device becomes excessive, and a large cost is expended.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has been made in consideration of the above-described problems. An object is to provide a detection device and an abnormality detection method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to provide an abnormality detection device for detecting an abnormality of a motor control arithmetic device that performs feedback control of an AC motor so that an actual current flowing in the AC motor matches a target current, as described in claim 1,
Whether the sign of the target current matches the sign of the voltage command value to be applied to the AC motor or the sign of the actual voltage acting on the AC motor calculated based on the deviation between the target current and the actual current Sign determining means for determining whether
An arithmetic unit abnormality detecting unit that detects an abnormality of the motor control arithmetic unit based on a result of the determination by the sign determining unit;
This is achieved by an abnormality detection device for a motor control arithmetic device having:
[0008]
The above object is also an abnormality detection method for detecting an abnormality in a motor control arithmetic unit that performs feedback control on an AC motor so that an actual current flowing through the AC motor matches a target current. hand,
Whether the sign of the target current matches the sign of the voltage command value to be applied to the AC motor or the sign of the actual voltage acting on the AC motor calculated based on the deviation between the target current and the actual current Sign determining step of determining whether
An arithmetic unit abnormality detecting step of detecting an abnormality of the motor control arithmetic unit based on a result of the sign determination step;
This is achieved by an abnormality detection method for a motor control arithmetic device having:
[0009]
In the present invention, it is determined whether the sign of the target current for feedback matches the sign of the voltage command value to be applied to the AC motor or the sign of the actual voltage actually acting on the AC motor. If the sign of the target current is a positive sign, the AC motor should rotate in one direction. On the other hand, when the sign of the target current is a negative sign, the AC motor should rotate in a direction opposite to the rotation direction in the case of the positive sign. In this regard, if the sign of the target current and the sign of the current to be applied to or currently acting on the AC motor match each other, it can be determined that no abnormality has occurred in the motor control arithmetic unit. On the other hand, if the signs do not match each other, it can be determined that an abnormality has occurred in the motor control arithmetic unit. Therefore, according to the present invention, it is possible to appropriately detect the abnormality of the motor control arithmetic unit based on the result of the determination of the two codes. In addition, in the present invention, it is sufficient to compare the sign of the target current with the sign of the current to be applied to the AC motor or currently acting, in order to detect the abnormality of the motor control arithmetic unit, The abnormality detection can be realized with a simple configuration.
[0010]
In this case, as described in claim 2, in the abnormality detection device for the motor control arithmetic device according to claim 1,
The AC motor is a three-phase AC motor,
The motor control arithmetic unit includes a current three-phase to two-phase conversion unit that performs coordinate conversion of an actual current flowing in each phase of the AC motor into an orthogonal two-phase current, and a conversion result of the current three-phase to two-phase conversion unit. A current feedback calculation unit that calculates the two-phase voltage command value based on a deviation between the two-phase actual current and the two-phase target current obtained based on the
The sign determining means determines whether or not the sign of the two-phase target current and the sign of the two-phase voltage command value calculated by the current feedback calculation unit match,
If the arithmetic unit abnormality detecting means detects an abnormality in the current three-phase-to-two-phase conversion unit and the current feedback arithmetic unit based on a result of the determination by the sign determining unit, the current of the motor control arithmetic unit is Detection of abnormality in the three-phase to two-phase conversion unit and the current feedback calculation unit can be realized with an appropriate and simple configuration.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the abnormality detection device for a motor control arithmetic unit according to the second aspect,
The motor control operation device may further include a two-phase voltage command value that is coordinate-converted to the two-phase voltage command value calculated by the current feedback calculation unit into the three-phase voltage command value and applied to each phase of the AC motor. -Having a three-phase converter;
A voltage three-phase to two-phase conversion unit that performs coordinate conversion of an actual voltage acting on each phase of the AC motor into a two-phase voltage that is orthogonal;
A voltage comparison unit that compares the two-phase voltage command value calculated by the current feedback calculation unit and a two-phase actual voltage obtained based on a conversion result of the voltage three-phase to two-phase conversion unit; With,
The arithmetic device abnormality detecting means may detect an abnormality of the voltage two-phase to three-phase conversion unit of the motor control arithmetic device based on a comparison result of the voltage comparing means. Can appropriately detect the abnormality of the voltage two-phase-to-three-phase conversion unit further included in the second embodiment.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the abnormality detection device for a motor control arithmetic device according to the first aspect,
The AC motor is a three-phase AC motor,
The motor control arithmetic unit includes a current three-phase to two-phase conversion unit that performs coordinate conversion of an actual current flowing in each phase of the AC motor into an orthogonal two-phase current, and a conversion result of the current three-phase to two-phase conversion unit. A current feedback calculation unit that calculates the two-phase voltage command value based on a deviation between the two-phase actual current and the two-phase target current obtained based on the
A voltage three-phase to two-phase conversion unit that performs coordinate conversion of an actual voltage that acts on each phase of the AC motor into a two-phase voltage that is orthogonal;
The sign judging means judges whether or not the sign of the two-phase target current matches the sign of the two-phase actual voltage obtained based on the conversion result of the voltage three-phase to two-phase converter. Along with
If the arithmetic unit abnormality detecting means detects an abnormality in the current three-phase-to-two-phase conversion unit and the current feedback arithmetic unit based on a result of the determination by the sign determining unit, the current of the motor control arithmetic unit is Detection of abnormality in the three-phase to two-phase conversion unit and the current feedback calculation unit can be realized with an appropriate and simple configuration.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the abnormality detection device for a motor control arithmetic unit according to the fourth aspect,
The motor control operation device may further include a two-phase voltage command value that is coordinate-converted to the two-phase voltage command value calculated by the current feedback calculation unit into the three-phase voltage command value and applied to each phase of the AC motor. -Having a three-phase converter;
A voltage comparison unit configured to compare the two-phase voltage command value calculated by the current feedback calculation unit and a two-phase actual voltage obtained based on a conversion result of the voltage three-phase to two-phase conversion unit; Along with
The arithmetic device abnormality detecting means may detect an abnormality of the voltage two-phase to three-phase conversion unit of the motor control arithmetic device based on a comparison result of the voltage comparing means. Can appropriately detect the abnormality of the voltage two-phase-to-three-phase conversion unit further included in the second embodiment.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the abnormality detection device for a motor control arithmetic device according to the third or fifth aspect,
The motor control arithmetic unit further detects a rotation angle of the AC motor and supplies information of the rotation angle to the current three-phase to two-phase conversion unit and the voltage two-phase to three-phase conversion unit. Part
A monitoring rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the AC motor and supplies information on the rotation angle to the voltage three-phase to two-phase conversion unit;
A rotation angle comparison unit that compares the rotation angle detected by the rotation angle detection unit with the rotation angle detected by the monitoring rotation angle detection unit,
The arithmetic device abnormality detecting means further includes a motor control arithmetic device, provided that the arithmetic device abnormality detecting means detects an abnormality of the rotation angle detecting section of the motor control arithmetic device based on a comparison result of the rotational angle comparing means. Abnormality of the rotation angle detection unit can be appropriately detected.
[0015]
By the way, when an abnormality occurs in the motor control arithmetic unit, it is appropriate to stop the feedback control of the AC motor thereafter to avoid the malfunction.
[0016]
Therefore, as described in claim 7, in the abnormality detection device for the motor control arithmetic device according to any one of claims 1 to 6,
If the FB control suspending means suspends the feedback control of the AC motor when the abnormality of the motor control computing device is detected by the computing device abnormality detecting means, after the abnormality of the motor control computing device occurs, A situation in which the AC motor operates incorrectly can be avoided.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration diagram of a system equipped with a motor control arithmetic device according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of this embodiment includes a three-phase AC brushless motor (hereinafter simply referred to as an AC motor) 10. The AC motor 10 is mounted on an electric power steering device of the vehicle. The electric power steering apparatus is a system that electrically assists a steering torque required at the time of a steering operation by the driver by using the AC motor 10 in order to reduce a burden of the steering operation by the driver.
[0018]
The AC motor 10 is engaged with a rack connected to wheels of the electric power steering device. The AC motor 10 generates a torque that causes the rack to be displaced rightward in the vehicle width direction by the rotational drive in one direction, and causes the rack to move in the vehicle width direction by the rotational drive in the opposite direction to the one direction. To generate a torque that displaces to the left.
[0019]
The system of this embodiment includes a motor control arithmetic unit 12 that performs feedback control of the AC motor 10 so that the current flowing through the AC motor 10 matches the target current. The motor control arithmetic unit 12 includes a drive circuit 14 that drives the AC motor 10 using a DC in-vehicle battery, and a control microcomputer 16 that controls the AC motor 10 by controlling switching of the drive circuit 14.
[0020]
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the drive circuit 14 and the AC motor 10 of the present embodiment. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the rotation angle (electrical angle) θ of the AC motor 10 and the currents iu, iv, and iw flowing in each phase of the AC motor 10. As shown in FIG. 2, the drive circuit 14 includes an inverter circuit, and includes three pairs of power switching elements 20, 22, 24 corresponding to the U, V, and W phases of the AC motor 10, respectively. Have. Each pair of power switching elements 20, 22, 24 is composed of two elements connected in series between a power supply and a ground. Each of the power switching elements 20, 22, and 24 of the drive circuit 14 is PWM-driven in accordance with a command of a PWM command unit of the control microcomputer 16, which will be described later, and applies a voltage to a corresponding phase of the AC motor 10.
[0021]
The AC motor 10 is a three-phase AC brushless motor as described above, and has a configuration in which the stator coils of each phase are arranged at an electrical angle of 120 ° as shown in FIG. Voltages having phases shifted by 120 ° from each other are applied to each phase of the AC motor 10 by PWM driving of the drive circuit 14. In this configuration, currents having phases shifted by 120 ° from each other flow through each phase of the AC motor 10 as shown in FIG.
[0022]
Current detection circuits 26, 28, and 30 are provided between the AC motor 10 and the drive circuit 14 for each phase. Each of the current detection circuits 26, 28, and 30 detects a current actually flowing in its own phase (hereinafter, this current is referred to as actual currents iu, iv, and iw). In this embodiment, the current flowing from the drive circuit 14 to the AC motor 10 is defined as a positive current, and the current flowing from the AC motor 10 to the drive circuit 14 is defined as a negative current. The current detection circuits 26, 28, 30 output signals corresponding to the detected actual currents iu, iv, iw, respectively. More specifically, the analog real currents iu, iv, iw from the negative side to the positive side flowing in the U, V, and W phases are A / D-converted to voltages in the range of, for example, "0" V to "5" V. Convert and output.
[0023]
The AC motor 10 is provided with a rotation angle sensor 32. The rotation angle sensor 32 is a resolver-type rotation angle sensor that outputs two signals (sin signal and cos signal) having phases shifted by 90 ° from each other, and the rotation angle (electrical angle) of the stator with respect to the rotor in the AC motor 10. A signal corresponding to θ is output.
[0024]
The control microcomputer 16 is connected to the current detection circuits 26 to 30 and the rotation angle sensor 32. The control microcomputer 16 has a current three-phase to two-phase converter 34 and a rotation angle detector 36. The output signals of the current detection circuits 26, 28, and 30 are supplied to a current three-phase to two-phase conversion unit 34. The output signal of the rotation angle sensor 32 is supplied to the rotation angle detection unit 36.
[0025]
Rotation angle detector 36 detects an actual rotation angle θ1 of AC motor 10 based on the output signal of rotation angle sensor 32. Information on the motor rotation angle θ1 detected by the rotation angle detection unit 36 is supplied to the current three-phase to two-phase conversion unit 34. The current three-phase to two-phase converter 34 converts the supplied three-phase real currents iu, iv, and iw of the AC motor 10 into two-phase orthogonal d-axis currents (corresponding to the rotation angle θ1 of the AC motor 10). A process of performing coordinate conversion (dq conversion) into a magnetizing current) id and a q-axis current (torque current) iq is executed. The sign of the q-axis current iq becomes positive when the AC motor 10 rotates in one direction, and becomes negative when the AC motor 10 rotates in the opposite direction to the one direction.
[0026]
The control microcomputer 16 also has an assist current calculation unit 38. Information on the steering torque applied to the steering wheel by the steering operation of the vehicle driver is supplied to the assist current calculation unit 38. The assist current calculation unit 38 refers to a predetermined map or the like based on the supplied steering torque, so that the AC motor 10 generates an assist torque corresponding to the steering torque. A target q-axis current iq * and a target d-axis current id * to be supplied to 10 are calculated. Note that the target currents id * and iq * may be varied according to the speed of the vehicle. The sign of the q-axis target current iq * is positive when the AC motor 10 is rotated in one direction, and negative when the AC motor 10 is rotated in the opposite direction to the one direction. .
[0027]
The control microcomputer 16 also has a current feedback control operation unit 40. The current feedback control calculator 40 is supplied with information on the deviation between the target current iq * calculated by the assist current calculator 38 and the q-axis current iq obtained as a result of the conversion by the current three-phase to two-phase converter 34. At the same time, information on the deviation between the target current id * and the d-axis current id is supplied. The current feedback control calculation unit 40 performs an AC based on a deviation (iq * -iq) between the target value and the actual value of the q-axis current and a deviation (id * -id) between the target value and the actual value of the d-axis current. The two-phase voltage command values Vq * and Vd * to be applied to the AC motor 10 are calculated to make the current flowing in the motor 10 coincide with the target current. The sign of the q-axis voltage command value Vq * is positive when the AC motor 10 is rotated in one direction, and negative when the AC motor 10 is rotated in the direction opposite to the one direction. It is said.
[0028]
The control microcomputer 16 further includes a voltage two-phase to three-phase converter 42 and a PWM command unit 44. The voltage two-phase to three-phase converter 42 is supplied with information on the two-phase q-axis voltage command value Vq * and d-axis voltage command value Vd * calculated by the current feedback control calculator 40. The information of the motor rotation angle θ1 detected by the rotation angle detection unit 36 is supplied. The voltage two-phase to three-phase converter 42 converts the supplied two-phase voltage command values Vq * and Vd * to be applied to the AC motor 10 into three-phase voltage commands corresponding to the rotation angle θ1 of the AC motor 10. A process for performing coordinate transformation (dq inverse transformation) to values Vu *, Vv *, Vw * is executed.
[0029]
The three-phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * obtained as a result of the conversion by the voltage two-phase to three-phase converter 42 are supplied to the PWM command unit 44. The PWM command unit 44 controls each power of the drive circuit 14 such that the supplied three-phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * by the voltage two-phase to three-phase conversion unit 42 are actually generated in the AC motor 10. The switching element is duty-driven by PWM.
[0030]
In the above configuration, when the steering wheel is operated by the driver, the assist torque corresponding to the steering torque is generated by the AC motor 10. At this time, the AC motor 10 is driven such that a larger assist torque is generated as the steering torque is larger. Therefore, according to the electric power steering apparatus of the present embodiment, it is possible to reduce the burden of the driver's steering operation using the AC motor 10.
[0031]
In the present embodiment, the motor control arithmetic unit 12 performs feedback control so that the current flowing through the AC motor 10 matches the target current. In this case, the motor control arithmetic unit 12 uses the control microcomputer 16 (1) The rotation angle detection unit 36 calculates the rotation angle θ of the AC motor 10, (2) the current three-phase to two-phase conversion unit 34 performs dq conversion of the current, and (3) the current feedback control calculation unit. It is necessary to calculate the command voltage value at 40, and to perform dq inverse conversion of the command voltage value at (4) voltage two-phase to three-phase converter 42. If these calculations are performed erroneously due to an abnormality in each part, the feedback control of the AC motor 10 is not properly performed, such as the AC motor 10 rotating in a direction opposite to a desired direction. . Therefore, in order to avoid such inconveniences, it is necessary to accurately detect a calculation abnormality of each unit of the control microcomputer 16.
[0032]
Therefore, as a method of detecting such an abnormality, it is conceivable to provide a monitoring device that performs the same calculation as this device 12 separately from the motor control calculation device 12 and compare the calculation results of both devices. However, since the amount of calculation in the motor control calculation device 12 is large and the calculation cycle is short, if it is assumed that the monitoring device performs exactly the same calculation as that of the motor control calculation device 12, the monitoring device has a high calculation amount. The ability is required, and the design constraint for detecting the abnormality of the control arithmetic unit becomes excessive, and the inconvenience of enormous cost is caused. In this regard, it is not appropriate to provide a monitoring device that performs exactly the same calculation as the motor control arithmetic device 12 as a method of detecting an abnormality of the motor control arithmetic device 12.
[0033]
The system according to the present embodiment is characterized in that an abnormality of the motor control arithmetic device 12 is detected with an appropriate and simple configuration without performing the same arithmetic operation. Hereinafter, the characteristic portion of the present embodiment will be described.
[0034]
In the system of the present embodiment, the control microcomputer 16 has an output port 46. The output port 46 has information on the motor rotation angle θ1 detected by the rotation angle detection unit 36, information on the target q-axis current iq * to be supplied to the AC motor 10 calculated by the assist current calculation unit 38, and current feedback. Information on the two-phase voltage command values Vq * calculated by the control calculation unit 40 is supplied.
[0035]
The system of the present embodiment includes a monitoring microcomputer 50 that monitors an abnormality of each part of the control microcomputer 16, separately from the control microcomputer 16 that constitutes a main part of the motor control arithmetic device 12. The monitoring microcomputer 50 has an input port 52 connected to the output port 46 of the control microcomputer 16 described above. The input port 52 receives information on the motor rotation angle θ1 calculated by the control microcomputer 16, information on the q-axis target current iq *, and information on the voltage command value Vq *.
[0036]
The monitoring microcomputer 50 has a rotation angle detection unit 54 and an input port 56 connected to the rotation angle detection unit 54. The output signal of the rotation angle sensor 32 is supplied to the rotation angle detection unit 54 via the input port 56, similarly to the rotation angle detection unit 36 of the control microcomputer 16. Rotation angle detection section 54 detects an actual rotation angle θ2 generated in AC motor 10 based on the output signal of rotation angle sensor 32. In the following, the rotation angle detection unit 54 is referred to as a monitoring rotation angle detection unit 54.
[0037]
The monitoring microcomputer 50 also has a voltage three-phase to two-phase converter 58 and an input port 60 connected to the voltage three-phase to two-phase converter 58. Terminal voltages Vu, Vv, Vw actually generated in each phase of the AC motor 10 are input to the input port 60. The voltage three-phase to two-phase converter 58 is supplied with the terminal voltages Vu, Vv, Vw of each phase via the input port 60, respectively, and also detects the motor rotation angle θ2 detected by the monitoring rotation angle detector 54. Information is provided. The voltage three-phase to two-phase conversion unit 58 converts the supplied actual voltages Vu, Vv, Vw actually generated in the three phases of the AC motor 10 into two orthogonal phases corresponding to the rotation angle θ2 of the AC motor 10. A coordinate conversion process is performed to convert the d-axis voltage (magnetization voltage) Vd and the q-axis voltage (torque voltage) Vq into a coordinate. The sign of q-axis voltage Vq becomes positive when AC motor 10 rotates in one direction, and becomes negative when AC motor 10 rotates in the opposite direction to the one direction.
[0038]
The monitoring microcomputer 50 further has a comparison / abnormality detection unit 62. The comparison / abnormality detection unit 62 is supplied with information on the motor rotation angle θ2 detected by the monitoring rotation angle detection unit 54, and the q-axis voltage obtained as a result of conversion by the voltage three-phase to two-phase conversion unit 58. Vq information is supplied. The input port 52 described above is connected to the comparison / abnormality detection unit 62. For this reason, the information on the motor rotation angle θ1, the information on the q-axis target current iq *, and the information on the voltage command value Vq * are supplied to the comparison / abnormality detection unit 62, respectively.
[0039]
First, the comparison / abnormality detection unit 62 compares the motor rotation angle θ1 input to the input port 52 with the motor rotation angle θ2 detected by the monitoring rotation angle detection unit 54. Since the rotation angles θ1 and θ2 are supplied from the same rotation angle sensor 32, they should almost coincide when the control microcomputer 16 is normal. That is, if the two rotation angles θ1 and θ2 match, it can be determined that no abnormality has occurred in the rotation angle detection unit 36 of the control microcomputer 16, but if the two rotation angles θ1 and θ2 are different, the rotation angle detection unit 36 can be determined to be abnormal. Therefore, if the motor rotation angles θ1 and θ2 are compared, it is possible to detect a calculation abnormality of the rotation angle detection unit 36 included in the control microcomputer 16.
[0040]
In the present embodiment, the rotation angle θ1 of the AC motor 10 is used for processing of the voltage two-phase to three-phase converter 42 and the current three-phase to two-phase converter 34. Therefore, when the rotation angle θ1 does not match the rotation angle θ2 and the rotation angle detection unit 36 is abnormal, the dq reverse conversion and the current three-phase to two-phase conversion of the voltage two-phase to three-phase conversion unit 42 are performed. If the rotation angle θ1 coincides with the rotation angle θ2 and no abnormality occurs in the rotation angle detection unit 36, the voltage two-phase to three-phase conversion unit Both the inverse dq conversion of 42 and the dq conversion of the current three-phase to two-phase converter 34 can be properly performed. Therefore, it is appropriate to perform the abnormality detection of the voltage two-phase to three-phase converter 42 and the abnormality detection of the current three-phase to two-phase converter 34 only when the rotation angle detector 36 has no abnormality.
[0041]
After the comparison / abnormality detection unit 62 determines that the rotation angle detection unit 36 has no abnormality, the current feedback control calculation unit 40 calculates and supplies the q-axis voltage supplied to the voltage two-phase to three-phase conversion unit 42. The command value Vq * is compared with the q-axis actual voltage Vq obtained as a result of the conversion by the voltage three-phase to two-phase converter 58. The q-axis voltage command value Vq * and the actual voltage Vq should almost coincide with each other when the voltage two-phase to three-phase converter 42 is normal if hardware such as the drive circuit 14 functions normally. That is, if the voltage command value Vq * matches the actual voltage Vq, it can be determined that no abnormality has occurred in the voltage two-phase to three-phase converter 42 of the control microcomputer 16, but the voltage command value Vq * and the actual voltage Vq Is different, it can be determined that an abnormality has occurred in the voltage two-phase to three-phase converter 42. Therefore, if the voltage command value Vq * is compared with the actual voltage Vq, it is possible to detect a calculation abnormality of the voltage two-phase to three-phase converter 42 of the control microcomputer 16.
[0042]
Further, the comparison / abnormality detection unit 62 supplies the AC motor 10 which is calculated by the assist current calculation unit 38 and supplied to the current feedback control calculation unit 40, after determining that no abnormality has occurred in the rotation angle detection unit 36. The sign of the target current iq * on the exponent q-axis is compared with the sign of the q-axis voltage command value Vq * calculated by the current feedback control calculation unit 40 and supplied to the voltage two-phase to three-phase conversion unit 42. Alternatively, the sign of the target current iq * is compared with the sign of the q-axis actual voltage Vq obtained as a result of the conversion by the voltage three-phase to two-phase converter 58.
[0043]
The sign of the q-axis target current iq * and the sign of the voltage command value Vq * or the actual voltage Vq are both positive when the AC motor 10 rotates in one direction. Is set to be negative when the motor is rotated in the reverse direction. Therefore, when the current three-phase / two-phase conversion unit 34 and the current feedback control calculation unit 40 are normal, they should match. That is, if the two codes match each other, it can be determined that no abnormality has occurred in the current three-phase to two-phase conversion unit 34 and the current feedback control calculation unit 40 of the control microcomputer 16. It can be determined that an abnormality has occurred in at least one of the current three-phase to two-phase converter 34 and the current feedback control calculator 40. Therefore, by comparing the sign of the q-axis target current iq * with the sign of the voltage command value Vq * or the actual voltage Vq, the current three-phase to two-phase converter 34 of the control microcomputer 16 It is possible to detect a calculation abnormality of the current feedback control calculation unit 40.
[0044]
The comparison / abnormality detection unit 62 includes a rotation angle detection unit 36, a voltage two-phase to three-phase conversion unit 42, a current three-phase to two-phase conversion unit 34, and a current feedback An abnormal operation of the control operation unit 40 is detected. The comparison / abnormality detection unit 62 outputs a signal (control stop signal) for stopping the feedback control of the AC motor 10 when detecting a calculation abnormality of the control microcomputer 50.
[0045]
The monitoring microcomputer 50 has an output port 64 connected to the comparison / abnormality detection unit 62. The output port 64 is supplied with a control stop signal output from the comparison / abnormality detection unit 62. The output port 64 is connected to the assist current calculation unit 38 of the control microcomputer 50 or a switch (not shown) for switching between conduction and interruption of the current path between the AC motor 10 and the drive circuit 14. The control stop signal output from the comparison / abnormality detection unit 62 is supplied to the assist current calculation unit 38 or the above-described switch. When the control stop signal is output, the assist current calculation unit 38 sets the q-axis target current iq * to “0” so that the feedback control of the AC motor 10 is stopped, or the switch described above The current path between the power supply and the drive circuit 14 is blocked.
[0046]
FIG. 4 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the monitoring microcomputer 50 in the present embodiment to realize the above functions. The routine shown in FIG. 4 is a routine that is repeatedly started at predetermined time intervals. When the routine shown in FIG. 4 is started, first, the process of step 100 is executed.
[0047]
In step 100, a process of inputting both the sin signal and the cos signal corresponding to the rotation angle of the AC motor 10 output from the rotation angle sensor 32 to the rotation angle detection unit 54 is executed. In step 102, a process of inputting all the terminal voltages Vu, Vv, Vw actually occurring in each phase of the AC motor 10 to the voltage three-phase to two-phase converter 58 is executed.
[0048]
In step 104, the result of the calculation by the control microcomputer 16, specifically, information on the motor rotation angle θ 1, information on the q-axis target current iq *, and information on the voltage command value Vq * are compared via the input port 52. Processing to be input to the abnormality detection unit 62 is executed.
[0049]
In step 106, a process of calculating and detecting the rotation angle θ2 of the AC motor 10 in the rotation angle detection unit 54 based on the input signal in step 100 is executed. When the process of step 106 is performed, the calculation result is supplied to the comparison / abnormality detection unit 62. In step 108, the voltage three-phase to two-phase conversion unit 58 performs a coordinate conversion of the three-phase voltages Vu, Vv, Vw into two-phase voltages Vd, Vq based on the input signal in step 102. When the process of step 108 is performed, the conversion result is supplied to the comparison / abnormality detection unit 62.
[0050]
In step 110, the comparison / abnormality detection section 62 executes the following comparison operations (1) to (3).
[0051]
(1) Comparison between the motor rotation angle θ1 detected by the rotation angle detection unit 36 of the control microcomputer 16 and the motor rotation angle θ2 detected by the monitoring rotation angle detection unit 54 of the monitoring microcomputer 50
(2) Comparison between the q-axis voltage command value Vq * supplied to the voltage two-phase to three-phase converter 42 and the q-axis actual voltage Vq obtained as a result of the conversion by the voltage three-phase to two-phase converter 58
(3) The sign of the q-axis voltage command value Vq * supplied to the voltage two-phase to three-phase converter 42 or the sign of the q-axis actual voltage Vq obtained as a result of conversion by the voltage three-phase to two-phase converter 58 Comparison with the sign of the q-axis target current iq * supplied to the current feedback control operation unit 40
In step 112, it is determined whether or not these parameters match based on the comparison result of the above-mentioned steps (1) to (3) in step 110. As a result, if it is determined that the parameters match in all of the comparison results of the above (1) to (3), this routine is ended. On the other hand, if it is determined that at least one of the comparison results of (1) to (3) does not match, the process of step 114 is executed.
[0052]
In step 114, a process of outputting a control stop signal is executed to stop the feedback control of the AC motor 10, assuming that a calculation abnormality has occurred in the control microcomputer 16. When the process of step 114 is executed, the target current iq * is set to “0” or the current path to the AC motor 10 is cut off, so that the driving of the AC motor 10 by the drive circuit 14 is performed. The control is stopped, and the control for assisting the steering operation by the driver is stopped. When the process of step 114 is executed, the vehicle driver is notified by a speaker or voice guidance that the steering assist control by the electric power steering device is to be stopped due to a calculation abnormality of the control microcomputer 16. You. When the process of step 114 ends, the current routine ends.
[0053]
According to the routine shown in FIG. 4, when the motor rotation angle θ1 by the control microcomputer 16 does not match the motor rotation angle θ2 by the monitoring microcomputer 50, the q-axis voltage command value Vq * by the control microcomputer 16 is changed to the monitoring microcomputer 50. And the sign of the q-axis target current iq * does not match the sign of the q-axis voltage command value Vq * or the sign of the actual voltage Vq. It can be determined that a control abnormality has occurred in the control microcomputer 16 of the control microcomputer 12.
[0054]
As described above, the sign of the q-axis target current iq * and the sign of the voltage command value Vq * or the actual voltage Vq are both positive when the AC motor 10 rotates in one direction, and the AC motor 10 It is set to be negative when rotating in a direction opposite to one direction. Therefore, when the sign of the q-axis target current iq * is positive, the sign of the q-axis voltage command value Vq * should also be positive, and the q-axis that actually acts on the AC motor 10 Should also be positive. On the other hand, when the sign of the q-axis target current iq * is negative, both the sign of the q-axis voltage command value Vq * and the sign of the actual voltage Vq should be negative. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, by comparing these codes, it is possible to properly detect the calculation abnormality of the current three-phase to two-phase conversion unit 34 and the current feedback control calculation unit 40 of the control microcomputer 16. Become.
[0055]
Further, in the present embodiment, as a method of detecting a calculation abnormality of the current three-phase to two-phase conversion unit 34 and the current feedback control calculation unit 40, the sign of the q-axis target current iq * and the q-axis voltage command value Vq It is determined whether or not the sign of * or the actual voltage Vq matches by comparison. In such a configuration, it is not necessary to provide the monitoring microcomputer 50 with the same parts as those of the current three-phase-to-two-phase conversion unit 34 and the current feedback control calculation unit 40, and it is not necessary to cause the monitoring microcomputer 50 to perform exactly the same calculation. Absent. For this reason, it is possible to prevent excessive design restrictions from being detected in detecting a calculation abnormality of the current three-phase to two-phase conversion unit 34 and the current feedback control calculation unit 40. It can be carried out.
[0056]
Therefore, according to the system of the present embodiment, the current three-phase-to-two-phase converter 34 and the current feedback control of the control microcomputer 16 which are necessary components for the motor control arithmetic unit 12 to perform the feedback control of the AC motor 10 are provided. It is possible to appropriately and simply detect a calculation abnormality of the calculation unit 40 with a simple configuration.
[0057]
In the system of the present embodiment, the monitoring microcomputer 50 includes a monitoring rotation angle detection unit 54 that detects the rotation angle θ2 of the AC motor 10, and the rotation angle θ2 and the rotation angle detection unit 36 of the control microcomputer 16. It has a comparison / abnormality detection unit 62 for comparing the detected rotation angle θ1 of the AC motor 10 and determines whether or not the rotation angle detection unit 36 has a calculation abnormality. The rotation angle detector 32 of the control microcomputer 16 and the monitoring rotation angle detection unit 54 of the monitoring microcomputer 50 are supplied with information on the rotation angle of the AC motor 10 from the same rotation angle sensor 32. For this reason, the rotation angle θ1 by the rotation angle detection unit 36 and the rotation angle θ2 by the monitoring rotation angle detection unit 54 should match each other. Therefore, according to the system of the present embodiment, it is possible to appropriately perform the calculation abnormality of the rotation angle detection unit 36 included in the control microcomputer 16.
[0058]
Further, in the system of the present embodiment, the monitoring microcomputer 50 includes a voltage three-phase to two-phase converter 58 for obtaining the q-axis actual voltage Vq actually acting on the AC motor 10, and controlling the actual voltage Vq. It has a comparison / abnormality detection unit 62 for comparing a q-axis voltage command value Vq * supplied to the voltage two-phase to three-phase conversion unit 42 of the microcomputer 16, and the operation of the voltage two-phase to three-phase conversion unit 42 The presence or absence of an abnormality is determined. The voltage command value Vq * to be applied to the AC motor 10 and the actual voltage Vq actually acting should match each other. Therefore, according to the system of the present embodiment, it is possible to appropriately perform the calculation abnormality of the voltage two-phase to three-phase converter 42 included in the control microcomputer 16.
[0059]
In this embodiment, both the detection of the calculation abnormality of the current three-phase to two-phase conversion unit 34 and the detection of the calculation abnormality of the voltage two-phase to three-phase conversion unit 42 do not cause any abnormality in the rotation angle detection unit 36. It is performed after it is determined. The rotation angle θ1 by the rotation angle detection unit 36 is used for the calculation of the current three-phase to two-phase conversion unit 34 and the calculation of the voltage two-phase to three-phase conversion unit 42, respectively. This greatly affects the result of the abnormality detection of the three-phase to two-phase converter 34 and the result of the abnormality detection of the voltage two-phase to three-phase converter 42. Therefore, according to the abnormality detection order of the system according to the present embodiment, both the detection of the operation abnormality of the current three-phase-to-two-phase converter 34 and the detection of the operation abnormality of the voltage two-phase-to-three-phase converter 42 are properly performed. Becomes possible.
[0060]
Further, in the system according to the present embodiment, when the monitoring microcomputer 50 detects a calculation abnormality of the control microcomputer 16, the monitoring microcomputer 50 outputs a control stop signal for stopping the feedback control of the AC motor 10 and uses the electric power steering device. A process for notifying the vehicle driver that the steering assist control is to be stopped is executed. In this case, the feedback control of the AC motor 10 is stopped by setting the target current iq * of the q-axis to “0” or cutting off the current path between the AC motor 10 and the drive circuit 14. You. Further, the vehicle driver is notified that the steering assist control by the electric power steering device is to be stopped. Therefore, according to the system of the present embodiment, it is possible to avoid a situation in which the AC motor 10 is erroneously operated when a calculation abnormality occurs in the control microcomputer 16 of the motor control calculation device 12, and to provide the driver with the electric power steering device. It is possible to recognize that the steering assist control is not performed.
[0061]
In the above embodiment, the current feedback control operation unit 40 corresponds to a “current feedback operation unit” described in the claims. Further, in the above embodiment, the monitoring microcomputer 50 determines whether the sign of the q-axis target current iq * and the sign of the voltage command value Vq * or the actual voltage Vq in steps 110 and 112 in the routine shown in FIG. The "sign discriminating means" and the "sign discriminating step" described in the claims by discriminating the coincidence / non-coincidence detect an operation abnormality of the control microcomputer 16 based on the result of the step 112. The "computing device abnormality detection means" and "computing device abnormality detection step" described in claims 1 and 2 are described by comparing the q-axis voltage command value Vq * with the actual voltage Vq in steps 110 and 112. The “voltage comparison means” compares the motor rotation angles θ1 and θ2 in steps 110 and 112, thereby providing the “rotation The “corner comparing means” executes the processing of step 114, thereby realizing the “FB control suspending means” described in the claims.
[0062]
By the way, in the above embodiment, the AC motor 10 is a three-phase AC motor. However, the present invention is not limited to the three-phase motor, and it is also possible to apply the present invention to a two-phase, four-phase or more multi-phase AC motor.
[0063]
Further, in the above-described embodiment, the current detection of the AC motor 10 used in the electric power steering device mounted on the vehicle is performed. However, the present invention is not limited to the electric power steering device, and may be applied to a motor for other uses. It is also possible to apply.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the first and eighth aspects of the invention, it is possible to appropriately detect the abnormality of the motor control arithmetic unit with a simple configuration.
[0065]
According to the second and fourth aspects of the present invention, it is possible to appropriately and simply detect the abnormality of the current three-phase-to-two-phase conversion unit and the current feedback calculation unit of the motor control calculation unit.
[0066]
According to the third and fifth aspects of the present invention, it is possible to appropriately detect the abnormality of the voltage two-phase to three-phase converter provided in the motor control arithmetic unit.
[0067]
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to appropriately detect the abnormality of the rotation angle detection unit further provided in the motor control arithmetic unit.
[0068]
According to the invention of claim 7, it is possible to avoid a situation in which the motor operates erroneously after an abnormality of the motor control arithmetic unit occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a system equipped with a motor control arithmetic device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a drive circuit and a motor included in the system of the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a rotation angle θ of a motor and currents iu, iv, and iw flowing in each phase.
FIG. 4 is a flowchart of a control routine executed in the monitoring microcomputer of the embodiment.
[Explanation of symbols]
10 AC motor
12 Motor control arithmetic unit
16 Control microcomputer
34 current three-phase to two-phase converter
36 Rotation angle detector
40 Current feedback control calculation unit
42 voltage two-phase to three-phase converter
50 Monitoring microcomputer
54 Monitoring rotation angle detector
58 voltage three-phase to two-phase converter
62 Comparison / abnormality detector
iu, iv, iw Three-phase real current
id, iq Two-phase real current
id *, iq * Two-phase target current
Vu, Vv, Vw Three-phase actual voltage
Vd *, Vq * Two-phase voltage command values
Vu *, Vv *, Vw * Three-phase voltage command value
Vd, Vq Two-phase actual voltage
θ1, θ2 rotation angle

Claims

An abnormality detection device that detects an abnormality of a motor control arithmetic device that feedback-controls the AC motor so that an actual current flowing in the AC motor matches a target current,
Whether the sign of the target current matches the sign of the voltage command value to be applied to the AC motor or the sign of the actual voltage acting on the AC motor calculated based on the deviation between the target current and the actual current Sign determining means for determining whether
An arithmetic unit abnormality detecting unit that detects an abnormality of the motor control arithmetic unit based on a result of the determination by the sign determining unit;
An abnormality detection device for a motor control arithmetic device, comprising:

The AC motor is a three-phase AC motor,
The motor control arithmetic unit includes a current three-phase to two-phase conversion unit that performs coordinate conversion of an actual current flowing in each phase of the AC motor into an orthogonal two-phase current, and a conversion result of the current three-phase to two-phase conversion unit. A current feedback calculation unit that calculates the two-phase voltage command value based on a deviation between the two-phase actual current and the two-phase target current obtained based on the
The sign determining means determines whether or not the sign of the two-phase target current and the sign of the two-phase voltage command value calculated by the current feedback calculation unit match,
2. The motor control according to claim 1, wherein the arithmetic unit abnormality detection unit detects an abnormality of the current three-phase to two-phase conversion unit and the current feedback arithmetic unit based on a result of the determination by the sign determination unit. 3. An abnormality detection device for arithmetic devices.

The motor control operation device may further include a two-phase voltage command value that is coordinate-converted to the two-phase voltage command value calculated by the current feedback calculation unit into the three-phase voltage command value and applied to each phase of the AC motor. -Having a three-phase converter;
A voltage three-phase to two-phase conversion unit that performs coordinate conversion of an actual voltage acting on each phase of the AC motor into a two-phase voltage that is orthogonal;
A voltage comparison unit that compares the two-phase voltage command value calculated by the current feedback calculation unit and a two-phase actual voltage obtained based on a conversion result of the voltage three-phase to two-phase conversion unit; With,
The said arithmetic unit abnormality detection means detects abnormality of the said voltage two-phase-three phase conversion part which the said motor control arithmetic unit has based on the comparison result of the said voltage comparison means. Abnormality detection device of motor control arithmetic unit.

The AC motor is a three-phase AC motor,
The motor control arithmetic unit includes a current three-phase to two-phase conversion unit that performs coordinate conversion of an actual current flowing in each phase of the AC motor into an orthogonal two-phase current, and a conversion result of the current three-phase to two-phase conversion unit. A current feedback calculation unit that calculates the two-phase voltage command value based on a deviation between the two-phase actual current and the two-phase target current obtained based on the
A voltage three-phase to two-phase conversion unit that performs coordinate conversion of an actual voltage that acts on each phase of the AC motor into a two-phase voltage that is orthogonal;
The sign judging means judges whether or not the sign of the two-phase target current matches the sign of the two-phase actual voltage obtained based on the conversion result of the voltage three-phase to two-phase converter. Along with
2. The motor control according to claim 1, wherein the arithmetic unit abnormality detection unit detects an abnormality of the current three-phase to two-phase conversion unit and the current feedback arithmetic unit based on a result of the determination by the sign determination unit. 3. An abnormality detection device for arithmetic devices.

The motor control operation device may further include a two-phase voltage command value that is coordinate-converted to the two-phase voltage command value calculated by the current feedback calculation unit into the three-phase voltage command value and applied to each phase of the AC motor. -Having a three-phase converter;
A voltage comparison unit configured to compare the two-phase voltage command value calculated by the current feedback calculation unit and a two-phase actual voltage obtained based on a conversion result of the voltage three-phase to two-phase conversion unit; Along with
5. The arithmetic unit abnormality detection unit detects an abnormality of the voltage two-phase to three-phase conversion unit of the motor control arithmetic unit based on a comparison result of the voltage comparison unit. 6. Abnormality detection device of motor control arithmetic unit.

The motor control arithmetic unit further detects a rotation angle of the AC motor and supplies information of the rotation angle to the current three-phase to two-phase conversion unit and the voltage two-phase to three-phase conversion unit. Part
A monitoring rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the AC motor and supplies information on the rotation angle to the voltage three-phase to two-phase conversion unit;
A rotation angle comparison unit that compares the rotation angle detected by the rotation angle detection unit with the rotation angle detected by the monitoring rotation angle detection unit,
The said arithmetic unit abnormality detection means further detects abnormality of the said rotation angle detection part which the said motor control arithmetic unit has based on the comparison result of the said rotation angle comparison means, The Claims 3 or 5 characterized by the above-mentioned. Abnormality detection device for motor control arithmetic unit.

7. An FB control suspending unit for suspending feedback control of the AC motor when the abnormality of the motor control computing unit is detected by the computing unit abnormality detecting unit. An abnormality detection device for the motor control arithmetic device according to claim 1.

An abnormality detection method for detecting an abnormality of a motor control arithmetic device that feedback-controls the AC motor so that an actual current flowing in the AC motor matches a target current,
Whether the sign of the target current matches the sign of the voltage command value to be applied to the AC motor or the sign of the actual voltage acting on the AC motor calculated based on the deviation between the target current and the actual current Sign determining step of determining whether
An arithmetic unit abnormality detecting step of detecting an abnormality of the motor control arithmetic unit based on a result of the sign determination step;
An abnormality detection method for a motor control arithmetic device, comprising: