(57)【要約】      （修正有）【課題】各相における電流センサのうち、いずれかの電流センサに異常が発生した場合であっても、車両走行制御を継続することが可能となる簡易で安価なモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置１００は、Ｕ相またはＶ相の電流を検知する第１および第２の電流センサＵ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２と、Ｗ相の電流を検知するＷ相電流センサＷと、第１および第２の電流センサ１３０によって検知された電流値の差が所定の閾値以上の場合、第１および第２の電流センサのいずれかに異常が発生していると検知する異常検知手段とを備え、異常検知手段は、Ｗ相電流センサによって検知された電流値と、第１および第２の電流センサによって検知された電流値とに基づいて、第１または第２の電流センサに異常が発生していると判定し、異常が発生していると判定されていない電流センサによって検知された情報を用いて３相モータを制御する。【選択図】図１
2012065380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相モータを制御するモータ制御装置であって、
Ｕ相またはＶ相の電流を検知する第１および第２の電流センサと、
Ｗ相の電流を検知するＷ相電流センサと、
前記第１および第２の電流センサによって検知された電流値の差が所定の閾値以上の場合、前記第１および第２の電流センサのいずれかに異常が発生していると検知する異常検知手段とを備え、
前記異常検知手段は、
前記Ｗ相電流センサによって検知された電流値と、前記第１および第２の電流センサによって検知された電流値のいずれかとを加算して異常識別電流値を算出し、
前記異常識別電流値が所定の閾値未満の場合、当該異常識別電流値を算出する際に加算されていない電流値が検知された前記第１または第２の電流センサに異常が発生していると判定し、前記異常識別電流値が所定の閾値以上の場合、当該異常識別電流値を算出する際に加算された電流値が検知された前記第１または第２の電流センサに異常が発生していると判定し、
前記異常検知手段によって異常が発生していると判定されていない電流センサによって検知された情報を用いて前記３相モータを制御する、モータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関し、より特定的には、３相モータにおける電流センサの異常を検知するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境に配慮した自動車として、モータを駆動装置に組み込んだハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）および電気自動車（Electric Vehicle）が普及している。一般的に、ハイブリッド自動車では、インバータ装置によって駆動制御される車輪駆動用の交流モータが設けられ、インバータ装置による交流モータの制御には、モータに供給される交流電流を検出する電流センサが用いられる。
【０００３】
そして、このようにモータ制御装置に用いられる電流センサに異常が発生している場合、当該異常を検知することが重要となる。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載のセンサ異常検出装置では、２つの電流センサによって電流値を検出し、当該検出した電流値を比較する。そして、当該検出された電流値の差分が所定の閾値を超えている場合には異常カウント値をインクリメントし、当該異常カウント値が基準値に到達した時点で、２つの電流センサのうち、いずれかに異常が発生していると判定している。
【０００５】
また、特許文献２に記載にモータ制御装置では、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相における３つの電流センサを備え、それぞれの電流センサによって各相の電流値を検知する。そして、各相の電流値の総和が所定値よりも大きい場合、３つの電流センサのうち、いずれかに異常が発生していると判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１３９２４４号公報
【特許文献２】特開２００９−１３１０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のモータ制御装置では、複数の電流センサを備えており、複数の電流センサのうち、いずれかに異常が発生していると判定しているものの、複数の電流センサのうち、いずれの電流センサに異常が発生しているかを特定していない。
【０００８】
一般に、電流センサに異常が発生していると判定した場合、通常の車両走行制御モードとは異なる退避走行制御モードに移行するシステム構成があるが、異常が発生している電流センサを特定するためには、システム構成が複雑および高コストになって、さらに、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の演算負荷が高くなり、処理時間を要するという問題がある。
【０００９】
それ故に、本発明の目的は、各相における電流センサのうち、いずれかの電流センサに異常が発生した場合であっても、車両走行制御を継続することが可能となる簡易で安価な構成を有するモータ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のモータ制御装置は、３相モータを制御するモータ制御装置であって、Ｕ相またはＶ相の電流を検知する第１および第２の電流センサと、Ｗ相の電流を検知するＷ相電流センサと、第１および第２の電流センサによって検知された電流値の差が所定の閾値以上の場合、第１および第２の電流センサのいずれかに異常が発生していると検知する異常検知手段とを備え、異常検知手段は、Ｗ相電流センサによって検知された電流値と、第１および第２の電流センサによって検知された電流値のいずれかとを加算して異常識別電流値を算出し、異常識別電流値が所定の閾値未満の場合、当該異常識別電流値を算出する際に加算されていない電流値が検知された第１または第２の電流センサに異常が発生していると判定し、異常識別電流値が所定の閾値以上の場合、当該異常識別電流値を算出する際に加算された電流値が検知された第１または第２の電流センサに異常が発生していると判定し、異常検知手段によって異常が発生していると判定されていない電流センサによって検知された情報を用いて前記３相モータを制御する。
【発明の効果】
【００１１】
上述のように、本発明のモータ制御装置によれば、各相における電流センサのうち、いずれかの電流センサに異常が発生した場合であっても、簡易で安価な構成で車両走行制御を継続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ制御装置１００を示す図
【図２】第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２のいずれかに異常が発生していると判定した場合における処理の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ハイブリッド自動車の３相モータ制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）は、１つのモータに対して、Ｕ相とＶ相とでそれぞれ２つの電流センサ回路を備え、二重系の構成を有する特徴がある。二重系の構成において、通常、一方の電流センサ回路は、実際のモータ制御に用いられ、他方の電流センサ回路は、当該モータ制御に用いられている電流センサ回路が正常に動作しているか否かをチェックするダイアグ専用として用いられる。具体的には、２つの電流センサ回路で検知された電流値を比較することによって、２つの電流センサ回路のうち、いずれかに異常が発生していることを検知する。
【００１４】
Ｕ相またはＶ相の電流センサ回路に異常が発生していると検知された場合、Ｕ相またはＶ相それぞれにおける二重系のいずれの電流センサ回路に異常が発生しているかを判定する。そして、異常が発生していると判定されていない電流センサ回路で検知される情報を用いることによって、車両走行を継続させる。
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置１００を示す図である。図１において、モータ制御装置１００は、モータＭと、高圧電源供給部１１０と、モータ駆動回路１２０と、電流センサ系１３０と、ＨＶ制御ＥＣＵ１４０と、モータ制御ＥＣＵ１５０とを備える。
【００１６】
モータＭは、車両走行または発電を行う。
【００１７】
モータＭにおける回転角センサ（レゾルバ）は、モータＭの回転軸上に接続されており、電気的に９０度位相がずれた信号（ｓｉｎ、ｃｏｓ）をＲ／Ｄコンバータ１５４に送出する。
【００１８】
高圧電源供給部１１０は、モータＭを駆動するための直流高圧電流を供給する電源である。例えば、高圧電源供給部１１０は、ＨＶバッテリーおよび昇圧コンバータなどによって構成される。
【００１９】
モータ駆動回路１２０は、高圧電源供給部１１０から供給される直流高圧電流を、モータＭを駆動するためのモータ駆動用交流電流に変換する。モータ駆動回路１２０は、モータＭが発電機として動作した場合には、当該回生時に発電された交流電流を直流電流に変換する。当該直流電流は、高圧電源供給部１１０を充電するために用いられる。
【００２０】
電流センサ系１３０は、第１のＵ相電流センサＵ１と、第２のＵ相電流センサＵ２と、第１のＶ相電流センサＶ１と、第２のＶ相電流センサＶ２と、Ｗ相電流センサＷとを含む。電流センサ系１３０における各電流センサは、モータＭにおけるＵ相、Ｖ相、およびＷ相の電流を検知し、当該電流値に比例するアナログ信号電圧をモータ制御ＥＣＵ１５０へ送出する。
【００２１】
通常、第１のＵ相電流センサＵ１は、モータＭにおけるＵ相の通電電流検出用として、車両制御のために用いられ、第２のＵ相電流センサＵ２は、当該第１のＵ相電流センサＵ１が正常に動作しているか否かをチェックする異常検出用として用いられる。そして、第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２によって検知された電流値を比較し、当該電流値の差が所定の閾値以上の場合、第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２のいずれかに異常が発生していると判定する。さらに、Ｗ相電流センサＷによって検知された電流値に基づいて、第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２のうち、いずれの電流センサに異常が発生しているかを判定する。ここで、車両制御のために用いられている第１のＵ相電流センサＵ１に異常が発生していると判定された場合には、第２のＵ相電流センサＵ２が車両制御のために用いられるように制御される。
【００２２】
同様に、通常、第１のＶ相電流センサＶ１は、モータＭにおけるＶ相の通電電流検出用として、車両制御のために用いられ、第２のＶ相電流センサＶ２は、当該第１のＶ相電流センサＶ１が正常に動作しているか否かをチェックする異常検出用として用いられる。そして、第１のＶ相電流センサＶ１および第２のＶ相電流センサＶ２によって検知された電流値を比較し、当該電流値の差が所定の閾値以上の場合、第１のＶ相電流センサＶ１および第２のＶ相電流センサＶ２のいずれかに異常が発生していると判定する。さらに、Ｗ相電流センサＷによって検知された電流値に基づいて、第１のＶ相電流センサＶ１および第２のＶ相電流センサＶ２のうち、いずれの電流センサに異常が発生しているかを判定する。ここで、車両制御のために用いられている第１のＶ相電流センサＶ１に異常が発生していると判定された場合には、第２のＶ相電流センサＶ２が車両制御のために用いられるように制御される。
【００２３】
ＨＶ制御ＥＣＵ１４０は、高圧電源供給部１１０からの電源供給に基づいて、モータＭを制御するために必要な指示等をモータ制御ＥＣＵ１５０に送出する。
【００２４】
モータ制御ＥＣＵ１５０は、モータＭを駆動させるためのモータ駆動回路１２０を制御する。より詳細には、モータ制御ＥＣＵ１５０は、マイコン１５１と、入力回路ａ〜ｄと、第１のセレクタ１５２および第２のセレクタ１５３と、Ｒ／Ｄ（レゾルバ／デジタル）コンバータ１５４と、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１５５と、３相駆動回路１５６とを含む。
【００２５】
入力回路ａ〜ｄは、電流センサ系１３０によって検知された各電流情報をマイコン１５１の入力信号レベル信号に変換する。なお、電流センサ系１３０によって検知される電流は、モータＭを駆動するＵ相の電流であるｌｕ、Ｖ相の電流であるｌｖ、およびＷ相の電流であるｌｗである。
【００２６】
第１のセレクタ１５２および第２のセレクタ１５３は、電流センサ系１３０の各電流センサと、入力回路ａ〜ｄとの接続を切り替える。これにより、電流センサ系１３０によって検知された各電流情報のうち、いずれの電流情報を入力回路ａ〜ｄに入力させるかを制御する。なお、第１のセレクタ１５２および第２のセレクタ１５３は、マイコン１５１からの切り替え信号に基づいて制御されている。
【００２７】
Ｒ／Ｄコンバータ１５４は、モータＭにおける回転角センサが出力する信号をデジタル値に変換し、当該変換されたデジタル信号をマイコン１５１に送出する。
【００２８】
マイコン１５１は、Ｒ／Ｄコンバータ１５４によってデジタル変換されたモータ回転角センサ（レゾルバ）が出力する信号を受信し、電流センサ系１３０によって検知される各電流情報を、入力回路ａ〜ｄを介して受信する。そして、マイコン１５１は、当該受信した信号および電流情報と、通信Ｉ／Ｆ１５５を介して入力されたＨＶ制御ＥＣＵ１４０からの指示とに基づいて、３相ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、３相駆動回路１５６に送出する。なお、通信Ｉ／Ｆ１５５は、インタフェース回路で構成されており、ＨＶ制御ＥＣＵ１４０とシリアル通信する。
【００２９】
３相駆動回路１５６は、マイコン１５１によって生成された３相ＰＷＭ信号をモータ駆動回路１２０へ送出する。
【００３０】
なお、モータ駆動回路１２０は、ＩＧＢＴによって構成される駆動素子部１２１と、当該駆動素子部１２１を制御する制御回路部１２２とを含む。制御回路部１２２は、モータ制御ＥＣＵ１５０における３相駆動回路１５６から送出される３相駆動信号に基づいて、ＩＧＢＴを制御する。
【００３１】
次に、図１に示した本発明の一実施形態に係るモータ制御装置１００が実行する制御方法について、詳しく説明する。
【００３２】
先ず、車両走行中において、モータ制御ＥＣＵ１５０は、第１のＵ相電流センサＵ１によって検知される電流値と、第２のＵ相電流センサＵ２によって検知される電流値とを、常に比較している。そして、モータ制御ＥＣＵ１５０は、当該電流値の差が所定の閾値以上の場合、第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２のいずれかに異常が発生していると判定する。
【００３３】
具体的には、第１のＵ相電流センサＵ１によって検知される電流値は、常に、入力回路ａを介して、マイコン１５１に入力される。入力回路ｂには、通常、第１のセレクタ１５２における端子Ｓ１が接続されており、第２のＵ相電流センサＵ２によって検知される電流値は、第１のセレクタ１５２および入力回路ｂを介して、マイコン１５１に入力される。そして、マイコン１５１は、入力回路ａから入力される電流値と、入力回路ｂから入力される電流値とを比較し、第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２のいずれかに異常が発生しているか否かを判定している。
【００３４】
同様に、車両走行中において、モータ制御ＥＣＵ１５０は、第１のＶ相電流センサＶ１によって検知される電流値と、第２のＶ相電流センサＶ２によって検知される電流値とを、常に比較している。そして、モータ制御ＥＣＵ１５０は、当該電流値の差が所定の閾値以上の場合、第１のＶ相電流センサＶ１および第２のＶ相電流センサＶ２のいずれかに異常が発生していると判定する。
【００３５】
具体的には、第１のＶ相電流センサＶ１によって検知される電流値は、常に、入力回路ｃを介して、マイコン１５１に入力される。入力回路ｄには、通常、第２のセレクタ１５３における端子Ｓ３が接続されており、第２のＶ相電流センサＶ２によって検知される電流値は、第２のセレクタ１５３および入力回路ｄを介して、マイコン１５１に入力される。そして、マイコン１５１は、入力回路ｃから入力される電流値と、入力回路ｄから入力される電流値とを比較し、第１のＶ相電流センサＶ１および第２のＶ相電流センサＶ２のいずれかに異常が発生しているか否かを判定している。
【００３６】
ここでは、上述のような手法を用いて、モータ制御ＥＣＵ１５０が第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２のいずれかに異常が発生していると判定したものとして、モータ制御ＥＣＵ１５０における制御方法について、以下に、詳しく説明する。
【００３７】
図２は、第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２のいずれかに異常が発生していると判定した場合における処理の流れを示すフローチャートである。
【００３８】
ステップＳ２１０において、マイコン１５１は、第２のセレクタ１５３に接続切り替え信号を送出する。そして、第２のセレクタ１５３では、当該接続切り替え信号に基づいて、入力回路ｄとの接続を端子Ｓ３から端子Ｓ４に切り替えられる。これにより、Ｗ相電流センサＷによって検知される電流値は、入力回路ｄを介して、マイコン１５１に入力されるようになる。
【００３９】
なお、第１のＵ相電流センサＵ１によって検知される電流値は、入力回路ａを介して、マイコン１５１に入力されており、第１のＶ相電流センサＶ１によって検知される電流値は、入力回路ｃを介して、マイコン１５１に入力されている。
【００４０】
ステップＳ２２０において、マイコン１５１は、入力回路ａから入力される電流値と、入力回路ｃから入力される電流値と、入力回路ｄから入力される電流値との総和が０であるか否かを判定する。換言すれば、マイコン１５１は、第１のＵ相電流センサＵ１によって検知される電流値と、第１のＶ相電流センサＶ１によって検知される電流値と、Ｗ相電流センサＷによって検知される電流値との総和が０であるか否かを判定する。
【００４１】
ステップＳ２２０で電流値の総和が０であると判定された場合、ステップＳ２３０において、マイコン１５１は、第２のＵ相電流センサＵ２に異常が発生していると判定し（ステップＳ２２０のＹｅｓ）、ステップＳ２６０の処理に進む。
【００４２】
一方、ステップＳ２２０で電流値の総和が０でないと判定された場合、ステップＳ２４０において、マイコン１５１は、第１のＵ相電流センサＵ１に異常が発生していると判定し（ステップＳ２２０のＮｏ）、ステップＳ２５０の処理に進む。
【００４３】
ステップＳ２５０において、マイコン１５１は、通常、第１のＵ相電流センサＵ１によって検知された情報を用いているところ、異常が発生していると判定されていない第２のＵ相電流センサＵ２によって検知された情報を用いるように変更する。
【００４４】
ステップＳ２６０において、マイコン１５１は、ステップＳ２３０の処理後では、通常、車両制御のために用いられている第１のＵ相電流センサＵ１は、異常が発生していると判定されていないため、入力回路ａおよび入力回路ｃを介して入力される情報を用いて車両走行の制御を継続する。一方、マイコン１５１は、ステップＳ２５０の処理後では、通常、車両制御のために用いられている第１のＵ相電流センサＵ１は、異常が発生していると判定されているため、入力回路ｂおよび入力回路ｃを介して入力される情報を用いて車両走行の制御を継続する。
【００４５】
ステップＳ２７０において、マイコン１５１は、第２のセレクタ１５３に接続切り替え信号を送出する。そして、第２のセレクタ１５３では、入力回路ｄと端子Ｓ４とを接続していたところ（ステップＳ２１０）、当該接続切り替え信号に基づいて、入力回路ｄとの接続を端子Ｓ４から端子Ｓ３に切り替えられ、処理を終了する。
【００４６】
以上のように、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置１００によれば、第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２のいずれかに異常が発生した場合であっても、第２のセレクタ１５３を切り替えることによって、第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２のうち、いずれの電流センサに異常が発生しているかを判定することができる。つまり、第２のセレクタ１５３の切り替え制御によって、通常の車両走行制御モードとは異なる退避走行制御モードに移行することなく、簡易で安価な構成で車両走行制御を継続することが可能となる。
【００４７】
なお、本実施形態では、ステップＳ２２０において、マイコン１５１は、第１のＵ相電流センサＵ１によって検知される電流値と、第１のＶ相電流センサＶ１によって検知される電流値と、Ｗ相電流センサＷによって検知される電流値との総和が０であるか否かを判定することによって、第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２のうち、いずれの電流センサに異常が発生しているかを判定していたが、これに限定されるものではない。例えば、マイコン１５１は、第１のＵ相電流センサＵ１によって検知される電流値と、第１のＶ相電流センサＶ１によって検知される電流値と、Ｗ相電流センサＷによって検知される電流値との総和が所定の閾値未満の場合、第２のＵ相電流センサＵ２に異常が発生していると判定し、第１のＵ相電流センサＵ１によって検知される電流値と、第１のＶ相電流センサＶ１によって検知される電流値と、Ｗ相電流センサＷによって検知される電流値との総和が所定の閾値以上の場合、第１のＵ相電流センサＵ１に異常が発生していると判定しても構わない。
【００４８】
なお、本実施形態では、第１のＵ相電流センサＵ１および第２のＵ相電流センサＵ２のいずれかに異常が発生していると判定した場合における処理について、図２を用いて説明したが、第１のＶ相電流センサＶ１および第２のＶ相電流センサＶ２のいずれかに異常が発生していると判定した場合における処理についても、第１のセレクタ１５２の切り替え制御によって、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、車両に搭載されるモータ制御装置等に適用可能であって、特に、簡易で安価な構成で電流センサの異常を判定する制御システム等に有用である。
【符号の説明】
【００５０】
Ｍ    モータ
Ｓ１〜Ｓ４    端子
Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ    電流検知センサ
ａ〜ｄ    入力回路
１００    モータ制御装置
１１０    高圧電源供給部
１２０    モータ駆動回路
１２１    駆動素子部
１２２    制御回路部
１３０    電流センサ系
１４０    ＨＶ制御ＥＣＵ
１５０    モータ制御ＥＣＵ
１５１    マイコン
１５２、１５３    セレクタ
１５４    Ｒ／Ｄコンバータ
１５５    通信Ｉ／Ｆ
１５６    ３相駆動回路
【図１】
2012065380.tif 000003
【図２】
2012065380.tif 000004