(57)【要約】【課題】電動駆動装置に開放による異常が発生した場合にも、異常が発生したと判断することができるようにする。【解決手段】電動機械と、信号発生処理手段と、電流発生信号に基づいて電流を発生させ、電動機械に供給する電流発生部９１と、電流検出部と、前記電流発生信号に基づいて電流を推定し、検出された電流を表す検出電流及び推定された電流に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常判定処理手段９１とを有する。この場合、検出電流及び推定された電流に基づいて、各相の電流が異常であるかどうかが判断され、各相の電流のうちのいずれかの電流が異常である場合に、電動駆動装置に異常が発生したと判断する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機械と、電圧指令値に基づいて電流発生信号を発生させる信号発生処理手段と、前記電流発生信号に基づいて電流を発生させ、該電流を前記電動機械のコイルに供給する電流発生部と、前記コイルに供給される電流を検出する電流検出部と、前記電流発生信号に基づいて電流を推定し、検出された電流を表す検出電流及び推定された電流に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常判定処理手段とを有することを特徴とする電動駆動制御装置。
【請求項２】
前記異常判定処理手段は、前記電流発生信号に基づいて電流推定値を算出する電流推定値算出処理手段を備える請求項１に記載の電動駆動制御装置。
【請求項３】
前記電流発生信号は電圧指令値に基づいて発生させられるパルス幅変調信号である請求項１又は２に記載の電動駆動制御装置。
【請求項４】
前記電流発生信号はバッテリ電圧及びデッドタイムに基づいて発生させられる請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動駆動制御装置。
【請求項５】
前記電流推定値算出処理手段は、所定のタイミングの検出電流、及びパルス幅変調信号のパルス幅に基づいて電流推定値を算出する請求項２〜４のいずれか１項に記載の電動駆動制御装置。
【請求項６】
前記異常判定処理手段は、前記検出電流と電流推定値とを比較することによって電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断するとともに、前記検出電流と電流推定値とを比較する際に閾値を設定する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動駆動制御装置。
【請求項７】
前記検出電流と電流推定値との電流偏差が大きいとの判断が連続で行われた回数を表す連続検出回数が閾値より大きい場合、前記異常判定処理手段は電動駆動装置に異常が発生したと判断する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動駆動制御装置。
【請求項８】
電圧指令値に基づいて電流発生信号を発生させ、該電流発生信号に基づいて電流を発生させ、該電流を電動機械のコイルに供給し、該コイルに供給される電流を検出し、前記電流発生信号に基づいて電流を推定し、検出された電流を表す検出電流及び推定された電流に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断することを特徴とする電動駆動制御方法。
【請求項９】
コンピュータを、電圧指令値に基づいて電流発生信号を発生させる信号発生処理手段、並びに前記電流発生信号に基づいて電流を推定し、電流検出部によって検出された電流を表す検出電流及び推定された電流に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常判定処理手段として機能させることを特徴とする電動駆動制御方法のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動駆動制御装置、電動駆動制御方法及びそのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両、例えば、電気自動車、ハイブリッド型車両等の電動車両においては、電動駆動装置が搭載され、該電動駆動装置によって電動車両を走行させることができるようになっている。
【０００３】
そして、電気自動車の場合、前記電動駆動装置に電動機械としての駆動モータが配設され、該駆動モータを駆動することによって発生させられた回転が駆動輪に伝達され、電気自動車が走行させられる。前記駆動モータは、力行（駆動）時に、バッテリから直流の電流を受けて駆動され、前記駆動モータのトルク、すなわち、駆動モータトルクを発生させ、回生（発電）時に、電気自動車のイナーシャによってトルクを受け、直流の電流を発生させ、該電流をバッテリに供給する。
【０００４】
また、ハイブリッド型車両の場合、エンジンのほかに、前記電動駆動装置に、第１の電動機械としての発電機（発電機モータ）及び第２の電動機械としての駆動モータが配設され、エンジンのトルク、すなわち、エンジントルクの一部を発電機に、残りを駆動輪に伝達するようになっている。そして、前記電動駆動装置は、サンギヤ、リングギヤ及びキャリヤを備えたプラネタリギヤユニットを有し、前記キャリヤとエンジンとが連結され、リングギヤと駆動輪とが連結され、サンギヤと発電機とが連結され、前記リングギヤ及び駆動モータから出力された回転が駆動輪に伝達され、ハイブリッド型車両が走行させられる。
【０００５】
そのために、前記駆動モータ、発電機等には、回転自在に配設され、Ｎ極及びＳ極の永久磁石から成る磁極対を備えたロータ、該ロータより径方向外方に配設され、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のステータコイルを備えたステータ等の電動機械部品が配設される。
【０００６】
また、前記電気自動車には駆動モータ制御装置が、前記ハイブリッド型車両には発電機制御装置及び駆動モータ制御装置がそれぞれ電動機械制御装置として配設され、該電動機械制御装置において発生させられたＵ相、Ｖ相及びＷ相のパルス幅変調信号をインバータに送り、該インバータにおいて発生させられた相電流、すなわち、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流を前記各ステータコイルに供給することによって、前記駆動モータを駆動して駆動モータトルクを発生させたり、発電機を駆動して、発電機のトルク、すなわち、発電機トルクを発生させたりするようになっている。
【０００７】
ところで、前記電動駆動装置に異常が発生することがある。そこで、各ステータコイルに供給される各相の電流を検出し、該各相の電流と、各相の電圧指令値に基づいて算出された電流の推定値との偏差に基づいて、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断するようにした異常判定方法が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１７２７９１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の異常判定方法においては、バッテリ電圧が変化したり、駆動モータの回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度の変化に対応させてキャリヤ周波数を切り換えたりしたときに、それに伴って、ステータコイルに供給される各相の電流が変化するのに対して、前記電流の推定値は、各相の電圧指令値に基づいて発生させられるので変化しない。また、前記電流の推定値を算出する当たり、インバータのスイッチングに必須となるデッドタイムについての考慮がされていない。すなわち、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断するに当たり、電流の推定値にバッテリ電圧の変化、キャリヤ周波数の切換え、デッドタイム等を反映させることができないので、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを正確に判断することが困難である。
【００１０】
本発明は、前記従来の異常判定方法の問題点を解決して、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを正確に判断することができる電動駆動制御装置、電動駆動制御方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の電動駆動制御装置においては、電動機械と、電圧指令値に基づいて電流発生信号を発生させる信号発生処理手段と、前記電流発生信号に基づいて電流を発生させ、該電流を前記電動機械のコイルに供給する電流発生部と、前記コイルに供給される電流を検出する電流検出部と、前記電流発生信号に基づいて電流を推定し、検出された電流を表す検出電流及び推定された電流に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常判定処理手段とを有する。
【００１２】
本発明の他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記異常判定処理手段は、前記電流発生信号に基づいて電流推定値を算出する電流推定値算出処理手段を備える。
【００１３】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記電流発生信号は電圧指令値に基づいて発生させられるパルス幅変調信号である。
【００１４】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記電流発生信号はバッテリ電圧及びデッドタイムに基づいて発生させられる。
【００１５】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記電流推定値算出処理手段は、所定のタイミングの検出電流、及びパルス幅変調信号のパルス幅に基づいて電流推定値を算出する。
【００１６】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記異常判定処理手段は、前記検出電流と電流推定値とを比較することによって電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断するとともに、前記検出電流と電流推定値とを比較する際に閾（しきい）値を設定する。
【００１７】
本発明の更に他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記検出電流と電流推定値との電流偏差が大きいとの判断が連続で行われた回数を表す連続検出回数が閾値より大きい場合、前記異常判定処理手段は電動駆動装置に異常が発生したと判断する。
【００１８】
本発明の電動駆動制御方法においては、電圧指令値に基づいて電流発生信号を発生させ、該電流発生信号に基づいて電流を発生させ、該電流を電動機械のコイルに供給し、該コイルに供給される電流を検出し、前記電流発生信号に基づいて電流を推定し、検出された電流を表す検出電流及び推定された電流に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する。
【００１９】
本発明の電動駆動制御方法のプログラムにおいては、コンピュータを、電圧指令値に基づいて電流発生信号を発生させる信号発生処理手段、並びに前記電流発生信号に基づいて電流を推定し、電流検出部によって検出された電流を表す検出電流及び推定された電流に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常判定処理手段として機能させる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この場合、電動車両としての電気自動車について説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の機能ブロック図である。
【００２２】
図において、３１は電動機械としての駆動モータ、６８は電圧指令値に基づいて電流発生信号を発生させる信号発生処理手段としてのＰＷＭ発生器、９０は、前記電流発生信号に基づいて電流を発生させ、該電流を前記駆動モータ３１の図示されないコイルに供給する電流発生部、３３、３４は前記コイルに供給される電流を検出する電流検出部としての電流センサ、９１は、前記電流発生信号に基づいて電流を推定し、検出された電流を表す検出電流及び推定された電流に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常判定処理手段である。
【００２３】
図２は本発明の実施の形態における電気自動車の概略図、図３は本発明の実施の形態における駆動モータ制御装置のブロック図である。
【００２４】
図において、３１は電動機械としての駆動モータであり、該駆動モータ３１は電気自動車の図示されない駆動軸等に取り付けられる。本実施の形態においては、前記駆動モータ３１としてＤＣブラシレス駆動モータが使用される。駆動モータ３１は、回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータより径方向外方に配設されたステータを備える。前記ロータは、図示されないシャフトに図示されないハブを介して取り付けられたロータコア、及び該ロータコアの円周方向における複数箇所に配設された永久磁石を備え、該永久磁石のＳ極及びＮ極によって磁極対が構成される。また、前記ステータは、円周方向における複数箇所に、径方向内方に向けて突出させてティースが形成された図示されないステータコア、並びに前記ティースに巻装されたＵ相、Ｖ相及びＷ相のコイルとしてのステータコイル１１〜１３を備える。前記駆動モータ３１の出力軸に、磁極位置θを検出するための磁極位置検出部としてレゾルバ７１が配設され、該レゾルバ７１は、センサ出力として磁極位置信号ＳＧθを発生させ、電動機械制御装置としての駆動モータ制御装置４５に送る。なお、前記駆動モータ３１、図示されない駆動輪等によって電動駆動装置が構成される。
【００２５】
そして、前記駆動モータ３１を駆動して電気自動車を走行させるために、バッテリ１４からの直流の電流が、電流供給装置としてのインバータ４０に供給され、該インバータ４０によって相電流、すなわち、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに変換され、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗはそれぞれ各ステータコイル１１〜１３に供給される。なお、前記インバータ４０及びドライブ回路５１によって電流発生部９０（図１）が構成される。
【００２６】
そのために、前記インバータ４０は、６個のスイッチング素子としてのトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を備え、各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を選択的にオン・オフさせることによって、前記各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを発生させることができるようになっている。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、電流供給装置としてインバータ４０を使用するようになっているが、該インバータ４０として、２〜６個のスイッチング素子を一つのパッケージに組み込むことによって形成されたＩＧＢＴ等のパワーモジュールを使用したり、ＩＧＢＴにドライブ回路等を組み込むことによって形成されたＩＰＭを使用したりすることができる。
【００２８】
ところで、前記ステータコイル１１〜１３はスター結線されているので、各相のうちの二つの相の電流の値が決まると、残りの一つの相の電流の値も決まる。したがって、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを制御するために、例えば、ステータコイル１１、１２のリード線にＵ相及びＶ相の電流Ｉｕ、Ｉｖを検出電流ｉｕ、ｉｖとして検出する電流検出部としての電流センサ３３、３４が配設され、該電流センサ３３、３４は、検出電流ｉｕ、ｉｖを駆動モータ制御装置４５に送り、該駆動モータ制御装置４５は検出電流ｉｕ、ｉｖに基づいて検出電流ｉｗ
ｉｗ＝−ｉｕ−ｉｖ
を算出することによって検出する。なお、前記検出電流ｉｕ、ｉｖのほかに検出電流ｉｗを電流センサによって直接検出することもできる。
【００２９】
前記駆動モータ制御装置４５には、コンピュータとして機能する図示されないＣＰＵのほかに、データを記録したり、各種のプログラムを記録したりするためのＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の図示されない記録装置が配設される。そして、前記ＲＡＭには、各種のプログラム、データ等が記録されるようになっているが、プログラム、データ等をハードディスク、メモリカード等の外部の記録媒体に記録することもできる。その場合、例えば、該外部の記録媒体から前記プログラム、データ等を読み出してフラッシュメモリに記録する。したがって、外部の記録媒体を交換することによって、前記プログラム、データ等を更新することができる。また、前記ＲＯＭはｄ軸用及びｑ軸用の電流指令値マップを備える。
【００３０】
そして、前記駆動モータ制御装置４５の磁極位置算出部４６は、磁極位置信号ＳＧθを読み込み、磁極位置信号ＳＧθに従って磁極位置θを算出する。また、前記駆動モータ制御装置４５の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、駆動モータ回転速度算出処理を行い、磁極位置算出部４６によって算出された磁極位置θに基づいて駆動モータ回転速度ＮＭを算出する。そして、前記駆動モータ制御装置４５の図示されない車速検出処理手段は、車速検出処理を行い、前記駆動モータ回転速度ＮＭに対応する車速Ｖを検出し、検出された車速Ｖを、電気自動車の全体の制御を行う図示されない車両制御装置に送る。
【００３１】
そして、該車両制御装置の図示されない車両用指令値発生処理手段は、車両用指令値発生処理を行い、前記車速Ｖ及び図示されないアクセル開度検出部において検出されたアクセル開度を読み込み、車速Ｖ及びアクセル開度に基づいて車両要求トルクＴＯ＊  を算出し、該車両要求トルクＴＯ＊  に対応させて駆動モータトルクＴＭの目標値を表す駆動モータ目標トルク（トルク指令値）ＴＭ＊  を発生させ、該駆動モータ目標トルクＴＭ＊  を前記駆動モータ制御装置４５に送る。次に、該駆動モータ制御装置４５の図示されない駆動モータ制御処理手段は、前記駆動モータ目標トルクＴＭ＊  を受けると、駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ３１を駆動する。
【００３２】
そして、前記駆動モータ制御処理手段の電流用の指令値発生処理手段としてのトルク指令・電流指令変換部４７は、指令値発生処理を行い、電圧検出部としてのバッテリ電圧検出センサ１５によって検出されたバッテリ１４の電圧、すなわち、バッテリ電圧ＶＢを読み込むとともに、駆動モータ回転速度ＮＭを読み込み、前記各電流指令値マップを参照して、前記駆動モータ目標トルクＴＭ＊  に対応するｄ軸電流指令値ｉｄ＊  及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊  を、インバータ４０を作動させるための電流用の指令値として算出し、減算器６２、６３に送る。
【００３３】
ところで、前記駆動モータ制御装置４５においては、ロータにおける磁極対の方向にｄ軸を、該ｄ軸と直角の方向にｑ軸をそれぞれ採ったｄ−ｑ軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御が行われるようになっている。
【００３４】
そのために、前記駆動モータ制御処理手段は、電流センサ３３、３４から検出電流ｉｕ、ｉｖを読み込む。そして、駆動モータ制御装置４５の第１の変換処理手段としてのＵＶ−ｄｑ変換部６１は、第１の変換処理を行い、前記検出電流ｉｕ、ｉｖ及び前記磁極位置θに基づいて三相／二相変換を行い、検出電流ｉｕ、ｉｖをそれぞれｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに変換する。
【００３５】
次に、ｄ軸電流ｉｄは減算器６２に送られ、該減算器６２においてｄ軸電流ｉｄと前記ｄ軸電流指令値ｉｄ＊  とのｄ軸電流偏差Δｉｄが算出され、該ｄ軸電流偏差Δｉｄが電圧指令値発生部６４に送られる。一方、ｑ軸電流ｉｑは減算器６３に送られ、該減算器６３においてｑ軸電流ｉｑと前記ｑ軸電流指令値ｉｑ＊  とのｑ軸電流偏差Δｉｑが算出され、該ｑ軸電流偏差Δｉｑが電圧指令値発生部６５に送られる。
【００３６】
そして、前記電圧指令値発生部６４、６５は、前記ｄ軸電流偏差Δｉｄ及びｑ軸電流偏差Δｉｑが零（０）になるように、２軸上のインバータ出力としてのｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊  及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊  をそれぞれ発生させ、該ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊  及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊  をそれぞれ駆動モータ制御装置４５の第２の変換処理手段としてのｄｑ−ＵＶ変換器６７に送る。
【００３７】
なお、前記電圧指令値発生部６４、６５によって駆動モータ制御装置４５の電圧用の第１の指令値発生処理手段が構成され、電圧指令値発生部６４、６５は、前記電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づいて、前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊  及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊  を電圧用の第１の指令値として発生させる。
【００３８】
続いて、前記ｄｑ−ＵＶ変換器６７は、第２の変換処理を行い、前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊  、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊  及び磁極位置θを読み込み、二相／三相変換を行い、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊  及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊  をＵ相、Ｖ相及びＷ相の電圧指令値Ｖｕ＊  、Ｖｖ＊  、Ｖｗ＊  に変換し、該電圧指令値Ｖｕ＊  、Ｖｖ＊  、Ｖｗ＊  を信号発生処理手段としてのＰＷＭ発生器６８に送る。なお、前記ｄｑ−ＵＶ変換器６７によって駆動モータ制御装置４５の電圧用の第２の指令値発生処理手段が構成され、ｄｑ−ＵＶ変換器６７は、前記電圧指令値Ｖｕ＊  、Ｖｖ＊  、Ｖｗ＊  を電圧用の第２の指令値として発生させる。
【００３９】
前記ＰＷＭ発生器６８は、信号発生処理を行い、前記各相の電圧指令値Ｖｕ＊  、Ｖｖ＊  、Ｖｗ＊  及び前記バッテリ電圧ＶＢに基づいて、前記ｄ軸電流指令値ｉｄ＊  及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊  に対応するパルス幅を有する各相の電流発生信号としてのパルス幅変調信号Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗを発生させ、ドライブ回路５１に送る。
【００４０】
該ドライブ回路５１は、前記各相のパルス幅変調信号Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗを受けて、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動するための６個のゲート信号をそれぞれ発生させ、該ゲート信号をインバータ４０に送る。該インバータ４０は、前記ゲート信号がオンの間だけトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６をオンにして各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを発生させ、該各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを前記各ステータコイル１１〜１３に供給する。
【００４１】
このように、駆動モータ目標トルクＴＭ＊  に基づいてトルク制御が行われ、駆動モータ３１が駆動されて電気自動車が走行させられる。なお、１７はインバータ４０とバッテリ１４との間に配設された平滑用のコンデンサである。また、前記ＰＷＭ発生器６８、ドライブ回路５１、インバータ４０等によって、駆動モータ３１を駆動する駆動装置部が構成される。
【００４２】
ところで、前記電動駆動装置において、例えば、前記駆動モータ３１、駆動モータ３１の電動機械部品、インバータ４０、ゲート信号をインバータ４０に送るためのゲート信号線等に異常が発生することがあるが、その場合、前記駆動モータ制御装置４５の異常判定処理手段９１によって、異常判定処理を行い、電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断するようにしている。
【００４３】
次に、異常判定処理手段９１の動作について説明する。
【００４４】
図４は本発明の実施の形態における異常判定処理手段の動作を示すメインフローチャート、図５は本発明の実施の形態におけるＵ相電流異常判断処理のサブルーチンを示す図、図６は本発明の実施の形態における電流推定値算出処理のサブルーチンを示す図、図７は本発明の実施の形態におけるＶ相電流異常判断処理のサブルーチンを示す図、図８は本発明の実施の形態におけるＷ相電流異常判断処理のサブルーチンを示す図である。
【００４５】
まず、異常判定処理手段９１（図１）の図示されないＵ相電流異常判断処理手段は、Ｕ相電流異常判断処理を行い、Ｕ相の電流Ｉｕが異常であるかどうかを判断し、次に、異常判定処理手段９１の図示されないＶ相電流異常判断処理手段は、Ｖ相電流異常判断処理を行い、Ｖ相の電流Ｉｖが異常であるかどうかを判断し、続いて、異常判断処理手段９１の図示されないＷ相電流異常判断処理手段は、Ｗ相電流異常判断処理を行い、Ｗ相の電流Ｉｗが異常であるかどうかを判断する。
【００４６】
この場合、ＰＷＭ発生器６８によって発生させられた各相のパルス幅変調信号Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗに基づいて、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが推定され、検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと、推定された電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの値、すなわち、電流推定値ｉｕｅ、ｉｖｅ、ｉｗｅとが比較される。各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの波形は、理論上正弦波になり、検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと電流推定値ｉｕｅ、ｉｖｅ、ｉｗｅとは一致する。そこで、検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと電流推定値ｉｕｅ、ｉｖｅ、ｉｗｅとが等しくないかどうかによって各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが異常であるかどうかを判断するようにしている。
【００４７】
そして、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのうちのいずれかの電流が異常である場合、前記異常判定処理手段９１の図示されない異常発生判断処理手段は、異常発生判断処理を行い、電動駆動装置に異常が発生したと判断し、ドライブ回路５１（図２）によって発生させられ、インバータ４０に送られるゲート信号をオフにして、駆動モータ３１のシャットダウンを行う。
【００４８】
このように、検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと電流推定値ｉｕｅ、ｉｖｅ、ｉｗｅとの比較結果に基づいて、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが異常であるかどうかが判断され、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのうちのいずれかの電流が異常である場合に、電動駆動装置に異常が発生したと判断するようになっているので、異常が発生したかどうかを確実に判断することができる。
【００４９】
例えば、短絡によって過電流、過電圧、過熱等の現象が起こった場合に、異常が発生したと判断することができるだけでなく、過電流、過電圧、過熱等の現象が起こらない場合、例えば、インバータ４０のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６が破損したり、ゲート信号線等が断線したりして、前記電動駆動装置に開放による異常が発生した場合においても、異常が発生したと確実に判断することができる。また、検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに乱れが生じた場合等においても、異常が発生したと確実に判断することができる。
【００５０】
さらに、ノイズによって異常が発生したかどうかの判断を誤ることがなくなる。
【００５１】
また、前記パルス幅変調信号Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗは、駆動モータ３１を駆動するために発生させられる各種の信号のうちの最も出力側の信号であり、制御上の最終指令値であり、デッドタイムが考慮されるので、最も電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの変化に近似して変化する。したがって、異常が発生したかどうかの判断の速度及び精度を高くすることができる。
【００５２】
そして、前記パルス幅変調信号Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗは、電圧指令値Ｖｕ＊  、Ｖｖ＊  、Ｖｗ＊  に基づいて算出され、該電圧指令値Ｖｕ＊  、Ｖｖ＊  、Ｖｗ＊  は、バッテリ電圧ＶＢ、制御周期を表すキャリヤ周波数ｆｃ等に基づいて、しかも、バッテリ電圧ＶＢが低下したときに行われる電圧制限等の制限情報、デッドタイム等を加えて算出される。したがって、バッテリ電圧ＶＢが変化したり、駆動モータ回転速度ＮＭ、駆動モータ目標トルクＴＭ＊  等の変化に対応させてキャリヤ周波数ｆｃを切り換えたりしたときに（例えば、駆動モータ回転速度ＮＭが低く、所定の駆動モータトルクＴＭが発生させられる場合に、キャリヤ周波数ｆｃが低くされる。）、それに伴って、パルス幅変調信号Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗが変化するので、電流推定値ｉｕｅ、ｉｖｅ、ｉｗｅにバッテリ電圧ＶＢの変化、キャリヤ周波数ｆｃの切換え等を反映させることができる。
【００５３】
また、インバータ４０を作動させるのに当たり、３相変調と２相変調（６個のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のうちの二つを休止させる方式）とを切り換えることがあるが、この場合も、３相変調と２相変調との切換えに伴ってパルス幅変調信号Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗがそれに対応させて発生させられるので、電流推定値ｉｕｅ、ｉｖｅ、ｉｗｅに３相変調と２相変調との切換えを反映させることができる。
【００５４】
その結果、異常が発生したかどうかの判断の精度を一層高くすることができる。
【００５５】
次に、図４のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１  Ｕ相電流異常判断処理を行う。
ステップＳ２  Ｖ相電流異常判断処理を行う。
ステップＳ３  Ｗ相電流異常判断処理を行う。
ステップＳ４  各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのうちのいずれかの電流が異常であるかどうかを判断する。各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのうちのいずれかの電流が異常である場合はステップＳ５に進み、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗがいずれも異常でない場合は処理を終了する。
ステップＳ５  異常が発生したと判断し、シャットダウンを行い、処理を終了する。
【００５６】
なお、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをいずれも電流センサによって検出するようにした電動駆動装置において、各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのうちの１相の電流だけが異常であると判断された場合、他の２相の電流に基づいて、異常であると判断された電流を算出することができる。
【００５７】
次に、図４のステップＳ１におけるＵ相電流異常判断処理のサブルーチンについて説明する。
【００５８】
まず、前記Ｕ相電流異常判断処理手段の電流推定値算出処理手段は、電流推定値算出処理を行い、バッテリ電圧ＶＢ、電圧指令値Ｖｕ＊  及びキャリヤ周期Ｔｃを読み込み、ＰＷＭ発生器６８によって発生させられたＵ相のパルス幅変調信号Ｍｕのオン時間を表すパルス幅Ｔｏｎ
Ｔｏｎ＝（Ｖｕ＊  ／ＶＢ）・Ｔｃ＋（Ｔｏｎｄ＋Ｔｏｆｆｄ＋２Ｔｄ）
を算出する。ただし、Ｔｏｎｄはオンディレイ時間、Ｔｏｆｆｄはオフディレイ時間、Ｔｄはデッドタイムである。
【００５９】
続いて、電流推定値算出処理手段は、電流センサ３３によって検出された電流を表す検出電流ｉｕ、バッテリ電圧検出センサ１５によって検出されたバッテリ電圧ＶＢ、Ｕ相のステータコイル１１のインダクタンスＬｕを読み込み、電流推定値ｉｕｅを算出する。
【００６０】
この場合、所定のタイミング（サンプリングタイミング）ｎにおける検出電流ｉｕのサンプリング値をｉｕ（ｎ）とすると、次のタイミングｎ＋１における電流推定値ｉｕｅ（ｎ＋１）は、
ｉｕｅ（ｎ＋１）＝ｉｕ（ｎ）＋（ＶＢ／ｐＬｕ）・Ｔｏｎ
になる。なお、ｐは微分演算子であり、ｐＬｕはインダクタンスＬｕの変化率を表す。また、値ＶＢ／ｐＬｕはバッテリ電流ＩＢと等しく、電流Ｉｕの傾きを表す。
【００６１】
続いて、前記Ｕ相電流異常判断処理手段の電流異常判断処理手段は、電流異常判断処理を行い、タイミングｎ＋１で検出電流ｉｕを読み込み、サンプリング値ｉｕ（ｎ＋１）と電流推定値ｉｕｅ（ｎ＋１）とを比較する。すなわち、電流異常判断処理手段は、サンプリング値ｉｕ（ｎ＋１）と電流推定値ｉｕｅ（ｎ＋１）との差の絶対値、すなわち、電流値差Δｉｕ
Δｉｕ＝｜ｉｕ（ｎ＋１）−ｉｕｅ（ｎ＋１）｜
を算出し、該電流値差Δｉｕが閾値ｉｕｔｈより大きいかどうかを判断する。電流値差Δｉｕが閾値ｉｕｔｈより大きい場合、電流異常判断処理手段は、電流値差Δｉｕが閾値ｉｕｔｈより大きいとの判断が連続で行われた回数、すなわち、連続検出回数Ｎｅをカウントし、該連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈより大きい場合、Ｕ相の電流Ｉｕが異常であると判断する。
【００６２】
また、電流値差Δｉｕが閾値ｉｕｔｈ以下である場合、電流異常判断処理手段は、連続検出回数Ｎｅをクリアし、処理を終了する。そして、連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈ以下である場合、電流異常判断処理手段は処理を終了する。
【００６３】
次に、図５のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１−１  電流推定値算出処理を行う。
ステップＳ１−２  検出電流ｉｕを読み込む。
ステップＳ１−３  電流値差Δｉｕが閾値ｉｕｔｈより大きいかどうかを判断する。電流値差Δｉｕが閾値ｉｕｔｈより大きい場合はステップＳ１−５に、電流値差Δｉｕが閾値ｉｕｔｈ以下である場合はステップＳ１−４に進む。
ステップＳ１−４  連続検出回数Ｎｅをクリアし、リターンする。
ステップＳ１−５  連続検出回数Ｎｅをカウントする。
ステップＳ１−６  連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈより大きい場合はステップＳ１−７に進み、連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈ以下である場合はリターンする。
ステップＳ１−７  Ｕ相の電流Ｉｕが異常であると判断し、リターンする。
【００６４】
次に、図６のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１−１−１  パルス幅Ｔｏｎを算出する。
ステップＳ１−１−２  電流推定値ｉｕｅを算出し、リターンする。
【００６５】
次に、図４のステップＳ２におけるＶ相電流異常判断処理のサブルーチンについて説明する。
【００６６】
まず、前記Ｖ相電流異常判断処理手段の電流推定値算出処理手段は、電流推定値算出処理を行い、バッテリ電圧ＶＢ、電圧指令値Ｖｖ＊  及びキャリヤ周期Ｔｃを読み込み、ＰＷＭ発生器６８によって発生させられたＶ相のパルス幅変調信号Ｍｖのオン時間を表すパルス幅Ｔｏｎ
Ｔｏｎ＝（Ｖｖ＊  ／ＶＢ）・Ｔｃ＋（Ｔｏｎｄ＋Ｔｏｆｆｄ＋２Ｔｄ）
を算出する。ただし、Ｔｏｎｄはオンディレイ時間、Ｔｏｆｆｄはオフディレイ時間、Ｔｄはデッドタイムである。
【００６７】
続いて、電流推定値算出処理手段は、電流センサ３４によって検出された検出電流ｉｖ、バッテリ電圧ＶＢ、Ｖ相のステータコイル１２のインダクタンスＬｖを読み込み、電流推定値ｉｖｅを算出する。
【００６８】
この場合、所定のタイミングｎにおける検出電流ｉｖのサンプリング値をｉｖ（ｎ）とすると、次のタイミングｎ＋１における電流推定値ｉｖｅ（ｎ＋１）は、
ｉｖｅ（ｎ＋１）＝ｉｖ（ｎ）＋（ＶＢ／ｐＬｖ）・Ｔｏｎ
になる。なお、ｐは微分演算子であり、ｐＬｖはインダクタンスＬｖの変化率を表す。
【００６９】
続いて、前記Ｖ相電流異常判断処理手段の電流異常判断処理手段は、電流異常判断処理を行い、タイミングｎ＋１で検出電流ｉｖを読み込み、サンプリング値ｉｖ（ｎ＋１）と電流推定値ｉｖｅ（ｎ＋１）とを比較する。すなわち、電流異常判断処理手段は、サンプリング値ｉｖ（ｎ＋１）と電流推定値ｉｖｅ（ｎ＋１）との差の絶対値、すなわち、電流値差Δｉｖ
Δｉｖ＝｜ｉｖ（ｎ＋１）−ｉｖｅ（ｎ＋１）｜
を算出し、該電流値差Δｉｖが閾値ｉｖｔｈより大きいかどうかを判断する。電流値差Δｉｖが閾値ｉｖｔｈより大きい場合、電流異常判断処理手段は、電流値差Δｉｖが閾値ｉｖｔｈより大きいとの判断が連続で行われた回数、すなわち、連続検出回数Ｎｅをカウントし、該連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈより大きい場合、Ｖ相の電流Ｉｖが異常であると判断する。
【００７０】
また、電流値差Δｉｖが閾値ｉｖｔｈ以下である場合、電流異常判断処理手段は、連続検出回数Ｎｅをクリアし、処理を終了する。そして、連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈ以下である場合、電流異常判断処理手段は処理を終了する。
【００７１】
次に、図７のフローチャートについて説明する。
ステップＳ２−１  電流推定値算出処理を行う。
ステップＳ２−２  検出電流ｉｖを読み込む。
ステップＳ２−３  電流値差Δｉｖが閾値ｉｖｔｈより大きいかどうかを判断する。電流値差Δｉｖが閾値ｉｖｔｈより大きい場合はステップＳ２−５に、電流値差Δｉｖが閾値ｉｖｔｈ以下である場合はステップＳ２−４に進む。
ステップＳ２−４  連続検出回数Ｎｅをクリアし、リターンする。
ステップＳ２−５  連続検出回数Ｎｅをカウントする。
ステップＳ２−６  連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈより大きい場合はステップＳ２−７に進み、連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈ以下である場合はリターンする。
ステップＳ２−７  Ｖ相の電流Ｉｖが異常であると判断し、リターンする。
【００７２】
次に、図４のステップＳ３におけるＷ相電流異常判断処理のサブルーチンについて説明する。
【００７３】
まず、前記Ｗ相電流異常判断処理手段の電流推定値算出処理手段は、電流推定値算出処理を行い、バッテリ電圧ＶＢ、電圧指令値Ｖｗ＊  及びキャリヤ周期Ｔｃを読み込み、ＰＷＭ発生器６８によって発生させられたＷ相のパルス幅変調信号Ｍｗのオン時間を表すパルス幅Ｔｏｎ
Ｔｏｎ＝（Ｖｗ＊  ／ＶＢ）・Ｔｃ＋（Ｔｏｎｄ＋Ｔｏｆｆｄ＋２Ｔｄ）
を算出する。ただし、Ｔｏｎｄはオンディレイ時間、Ｔｏｆｆｄはオフディレイ時間、Ｔｄはデッドタイムである。
【００７４】
続いて、電流推定値算出処理手段は、検出電流ｉｕ、ｉｖから算出された検出電流ｉｗ、バッテリ電圧ＶＢ、Ｗ相のステータコイル１３のインダクタンスＬｗを読み込み、電流推定値ｉｗｅを算出する。
【００７５】
この場合、所定のタイミングｎにおける検出電流ｉｗのサンプリング値をｉｗ（ｎ）とすると、次のタイミングｎ＋１における電流推定値ｉｗｅ（ｎ＋１）は、
ｉｗｅ（ｎ＋１）＝ｉｗ（ｎ）＋（ＶＢ／ｐＬｗ）・Ｔｏｎ
になる。なお、ｐは微分演算子であり、ｐＬｗはインダクタンスＬｗの変化率を表す。
【００７６】
続いて、前記Ｗ相電流異常判断処理手段の電流異常判断処理手段は、電流異常判断処理を行い、タイミングｎ＋１で検出電流ｉｗを読み込み、サンプリング値ｉｗ（ｎ＋１）と電流推定値ｉｗｅ（ｎ＋１）とを比較する。すなわち、電流異常判断処理手段は、サンプリング値ｉｗ（ｎ＋１）と電流推定値ｉｗｅ（ｎ＋１）との差の絶対値、すなわち、電流値差Δｉｗ
Δｉｗ＝｜ｉｗ（ｎ＋１）−ｉｗｅ（ｎ＋１）｜
を算出し、該電流値差Δｉｗが閾値ｉｗｔｈより大きいかどうかを判断する。電流値差Δｉｗが閾値ｉｗｔｈより大きい場合、電流異常判断処理手段は、電流値差Δｉｗが閾値ｉｗｔｈより大きいとの判断が連続で行われた回数、すなわち、連続検出回数Ｎｅをカウントし、該連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈより大きい場合、Ｗ相の電流Ｉｗが異常であると判断する。
【００７７】
また、電流値差Δｉｗが閾値ｉｗｔｈ以下である場合、電流異常判断処理手段は、連続検出回数Ｎｅをクリアし、処理を終了する。そして、連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈ以下である場合、電流異常判断処理手段は処理を終了する。
【００７８】
次に、図８のフローチャートについて説明する。
ステップＳ３−１  電流推定値算出処理を行う。
ステップＳ３−２  検出電流ｉｗを読み込む。
ステップＳ３−３  電流値差Δｉｗが閾値ｉｗｔｈより大きいかどうかを判断する。電流値差Δｉｗが閾値ｉｗｔｈより大きい場合はステップＳ３−５に、電流値差Δｉｗが閾値ｉｗｔｈ以下である場合はステップＳ３−４に進む。
ステップＳ３−４  連続検出回数Ｎｅをクリアし、リターンする。
ステップＳ３−５  連続検出回数Ｎｅをカウントする。
ステップＳ３−６  連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈより大きいかどうかを判断する。連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈより大きい場合はステップＳ３−７に進み、連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈ以下である場合はリターンする。
ステップＳ３−７  Ｗ相の電流Ｉｗが異常であると判断し、リターンする。
【００７９】
ところで、Ｕ相電流異常判断処理、Ｖ相電流異常判断処理及びＷ相電流異常判断処理において、実際に検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを読み込むタイミングと、電流推定値ｉｕｅ、ｉｖｅ、ｉｗｅを算出するタイミングｎ＋１との間に差があり、タイミングｎ＋１における実際の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗとサンプリング値ｉｕ（ｎ＋１）、ｉｖ（ｎ＋１）、ｉｗ（ｎ＋１）との間にずれが生じてしまう。ところが、本実施の形態においては、検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと電流推定値ｉｕｅ、ｉｖｅ、ｉｗｅとを比較する際に閾値ｉｕｔｈ、ｉｖｔｈ、ｉｗｔｈが設定されるので、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが異常であるかどうかを正確に判断することができる。
【００８０】
また、連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈより大きい場合に、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが異常であると判断するようになっているので、ノイズによって誤って判断されることもない。
【００８１】
さらに、Ｕ相電流異常判断処理、Ｖ相電流異常判断処理及びＷ相電流異常判断処理において、検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの積分値、ピーク値等を使用すると、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが異常であると判断するまでに少なくとも半周期にわたってサンプリングを行う必要があるのに対して、電流推定値ｉｕｅ、ｉｖｅ、ｉｗｅを算出するためには、二つのサンプリング値が必要なだけであり、しかも、連続検出回数Ｎｅが閾値Ｎｅｔｈより大きくなると、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが異常であると判断することができる。したがって、半周期にわたってサンプリングを行う必要がないので、異常判定処理に必要な時間を短くすることができる。
【００８２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電動駆動制御装置においては、電動機械と、電圧指令値に基づいて電流発生信号を発生させる信号発生処理手段と、前記電流発生信号に基づいて電流を発生させ、該電流を前記電動機械のコイルに供給する電流発生部と、前記コイルに供給される電流を検出する電流検出部と、前記電流発生信号に基づいて電流を推定し、検出された電流を表す検出電流及び推定された電流に基づいて電動駆動装置に異常が発生したかどうかを判断する異常判定処理手段とを有する。
【００８４】
この場合、検出電流及び推定された電流に基づいて、各相の電流が異常であるかどうかが判断され、各相の電流のうちのいずれかの電流が異常である場合に、電動駆動装置に異常が発生したと判断するようになっているので、異常が発生したかどうかを確実に判断することができる。
【００８５】
例えば、短絡によって過電流、過電圧、過熱等の現象が起こった場合に、異常が発生したと判断することができるだけでなく、過電流、過電圧、過熱等の現象が起こらない場合、例えば、電流発生部のスイッチング素子が破損したり、ゲート信号線等が断線したりして、前記電動駆動装置に開放による異常が発生した場合においても、異常が発生したと確実に判断することができる。また、レゾルバ、Ｒ／Ｄコンバータ等のように磁極位置を算出するために必要な電動機械部品に異常が発生した場合、検出電流に乱れが生じた場合等においても、異常が発生したと確実に判断することができる。
【００８６】
さらに、ノイズによって異常が発生したかどうかの判断を誤ることがなくなる。
【００８７】
また、電流発生信号は、電動機械を駆動するために発生させられる各種の信号のうちの最も出力側の信号であり、制御上の最終指令値であるので、最もコイルに供給される電流の変化に近似して変化する。したがって、異常が発生したかどうかの判断の速度及び精度を高くすることができる。
【００８８】
さらに、前記電流発生信号は、バッテリ電圧、キャリヤ周波数等に基づいて、しかも、電圧制限等の制限情報、デッドタイム等を加えて算出される。したがって、バッテリ電圧が変化したり、駆動モータ回転速度、駆動モータ目標トルク等の変化に対応させてキャリヤ周波数を切り換えたりしたときに、それに伴って、パルス幅変調信号が変化するので、電流の推定にバッテリ電圧の変化、キャリヤ周波数の切換え等を反映させることができる。その結果、異常が発生したかどうかの判断の精度を一層高くすることができる。
【００８９】
本発明の他の電動駆動制御装置においては、さらに、前記電流推定値算出処理手段は、所定のタイミングの検出電流、及びパルス幅変調信号のパルス幅に基づいて電流推定値を算出する。
【００９０】
この場合、所定のタイミングの検出電流に基づいて電流推定値が算出されるので、異常判定処理に必要な時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における電気自動車の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態における駆動モータ制御装置のブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における異常判定処理手段の動作を示すメインフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態におけるＵ相電流異常判断処理のサブルーチンを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における電流推定値算出処理のサブルーチンを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるＶ相電流異常判断処理のサブルーチンを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるＷ相電流異常判断処理のサブルーチンを示す図である。
【符号の説明】
１１〜１３    ステータコイル
３１    駆動モータ
３３、３４    電流センサ
４５    駆動モータ制御装置
６８    ＰＷＭ発生器
９０    電流発生部
９１    異常判定処理手段
【図１】
2005057818.tif 000003
【図２】
2005057818.tif 000004
【図３】
2005057818.tif 000005
【図４】
2005057818.tif 000006
【図５】
2005057818.tif 000007
【図６】
2005057818.tif 000008
【図７】
2005057818.tif 000009
【図８】
2005057818.tif 000010