JP3034508B1 - 電動機駆動装置 - Google Patents
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- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/03—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
- H02P7/04—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors by means of a H-bridge circuit
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
- H02H7/0838—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements with H-bridge circuit
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
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- Protection Of Generators And Motors (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 FETのオン故障を確実に検出することがで
きる電動機駆動装置を提供する。 【解決手段】 FET(電界効果トランジスタ)Q1〜
Q4のそれぞれのドレイン−ソース間に並列に接続した
高抵抗R1〜R4、電動機8の一方の端子が接続される接
続点M1の電圧VM1を検出する電圧検出手段18、電動
機8の他方の端子が接続される接続点M2の電圧VM2を
検出する電圧検出手段19、Q1〜Q4のオン故障を表
示する表示手段20をからなる故障検出手段16を備え
た電動機駆動装置17。
きる電動機駆動装置を提供する。 【解決手段】 FET(電界効果トランジスタ)Q1〜
Q4のそれぞれのドレイン−ソース間に並列に接続した
高抵抗R1〜R4、電動機8の一方の端子が接続される接
続点M1の電圧VM1を検出する電圧検出手段18、電動
機8の他方の端子が接続される接続点M2の電圧VM2を
検出する電圧検出手段19、Q1〜Q4のオン故障を表
示する表示手段20をからなる故障検出手段16を備え
た電動機駆動装置17。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は電動機を駆動する
電動機駆動装置に係り、特に、電動機駆動回路のブリッ
ジ回路を構成する4個のFET(電界効果トランジス
タ)のオン故障を確実に検出する電動機駆動装置に関す
る。
電動機駆動装置に係り、特に、電動機駆動回路のブリッ
ジ回路を構成する4個のFET(電界効果トランジス
タ)のオン故障を確実に検出する電動機駆動装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の電動機駆動装置において、電動機
駆動回路を4個のFET(電界効果トランジスタ)から
なるブリッジ回路で構成したものが知られている。
駆動回路を4個のFET(電界効果トランジスタ)から
なるブリッジ回路で構成したものが知られている。
【0003】図6に従来の電動機駆動回路の一実施例構
成図を示す。図6において、電動機駆動回路50は、バ
ッテリEO(例えば、12V)の高電位側にドレインが
接続されるFET(電界効果トランジスタ)Q1および
Q2、バッテリEOの低電位側(接地:GND)にソー
スが接続されるFET(電界効果トランジスタ)Q3お
よびQ4の4個のnチャネル型FETから構成される。
成図を示す。図6において、電動機駆動回路50は、バ
ッテリEO(例えば、12V)の高電位側にドレインが
接続されるFET(電界効果トランジスタ)Q1および
Q2、バッテリEOの低電位側(接地:GND)にソー
スが接続されるFET(電界効果トランジスタ)Q3お
よびQ4の4個のnチャネル型FETから構成される。
【0004】また、FET(電界効果トランジスタ)Q
1のソースとFET(電界効果トランジスタ)Q3のド
レインが端子M1で接続され、Q2のソースとQ4のド
レインが端子M2で接続される。
1のソースとFET(電界効果トランジスタ)Q3のド
レインが端子M1で接続され、Q2のソースとQ4のド
レインが端子M2で接続される。
【0005】さらに、端子M1には電動機51の一端が
接続され、端子M2には電動機51の他端が接続され
る。
接続され、端子M2には電動機51の他端が接続され
る。
【0006】FET(電界効果トランジスタ)Q1のゲ
ートG1をPWM(パルス幅変調)駆動すると同時にQ
4のゲートG4をオン駆動することによってバッテリEO
→Q1→端子M1→電動機51→端子M2→Q4→GND
の経路で電流が流れ、電動機51を正回転させる。ただ
し、電動機51を正回転させる場合にはQ2のゲートG
2およびQ3のゲートG3をオフ駆動させる。
ートG1をPWM(パルス幅変調)駆動すると同時にQ
4のゲートG4をオン駆動することによってバッテリEO
→Q1→端子M1→電動機51→端子M2→Q4→GND
の経路で電流が流れ、電動機51を正回転させる。ただ
し、電動機51を正回転させる場合にはQ2のゲートG
2およびQ3のゲートG3をオフ駆動させる。
【0007】一方、FET(電界効果トランジスタ)Q
2のゲートG2をPWM(パルス幅変調)駆動すると同
時にQ3のゲートG3をオン駆動することによってバッ
テリEO→Q2→端子M2→電動機51→端子M1→Q3
→GNDの経路で電流が流れ、電動機51を逆回転させ
る。ただし、電動機51を逆回転させる場合にはQ1の
ゲートG1およびQ4のゲートG4をオフ駆動させる。
2のゲートG2をPWM(パルス幅変調)駆動すると同
時にQ3のゲートG3をオン駆動することによってバッ
テリEO→Q2→端子M2→電動機51→端子M1→Q3
→GNDの経路で電流が流れ、電動機51を逆回転させ
る。ただし、電動機51を逆回転させる場合にはQ1の
ゲートG1およびQ4のゲートG4をオフ駆動させる。
【0008】また、電動機51に流す電流は、PWM
(パルス幅変調)駆動のデューティ比を制御することに
より、変更することができる。
(パルス幅変調)駆動のデューティ比を制御することに
より、変更することができる。
【0009】このように、従来の電動機駆動回路50
は、4個のFET(電界効果トランジスタ)Q1または
Q2のゲートG1またはG2をPWM駆動、Q4またはQ
3のゲートG4またはG3をオン駆動することにより、電
動機51を正回転または逆回転させることができる。
は、4個のFET(電界効果トランジスタ)Q1または
Q2のゲートG1またはG2をPWM駆動、Q4またはQ
3のゲートG4またはG3をオン駆動することにより、電
動機51を正回転または逆回転させることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の電動機駆動装置
は、電動機駆動回路50を駆動するに先立ってブリッジ
回路を構成するFET(電界効果トランジスタ)Q1〜
Q4のオン(短絡)故障のチェックがなされる。
は、電動機駆動回路50を駆動するに先立ってブリッジ
回路を構成するFET(電界効果トランジスタ)Q1〜
Q4のオン(短絡)故障のチェックがなされる。
【0011】図6の電動機駆動回路50において、FE
T(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4のオン故障のチ
ェックは、Q1〜Q4のゲートG1〜G4の全てをオフ駆
動させ、電動機51の端子M1,M2の電圧を検出するこ
とによりなされる。
T(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4のオン故障のチ
ェックは、Q1〜Q4のゲートG1〜G4の全てをオフ駆
動させ、電動機51の端子M1,M2の電圧を検出するこ
とによりなされる。
【0012】FET(電界効果トランジスタ)Q1〜Q
4が全て正常(オン故障なし)の場合には、電動機51
の端子M1,M2の電圧は、いずれもほぼ0Vで検出され
る。
4が全て正常(オン故障なし)の場合には、電動機51
の端子M1,M2の電圧は、いずれもほぼ0Vで検出され
る。
【0013】しかし、FET(電界効果トランジスタ)
Q3またはQ4がオン故障している場合にも、電動機5
1の端子M1,M2の電圧は、いずれも0Vで検出されて
しまい、Q3またはQ4が正常(オン故障なし)なのか
オン故障してるのか判断できない課題がある。
Q3またはQ4がオン故障している場合にも、電動機5
1の端子M1,M2の電圧は、いずれも0Vで検出されて
しまい、Q3またはQ4が正常(オン故障なし)なのか
オン故障してるのか判断できない課題がある。
【0014】また、電動機駆動回路50において、FE
T(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4のゲートG1〜
G4を全てオフ駆動している状態からQ1のゲートG1を
オン駆動した場合には、電動機51の端子M1,M2の電
圧は、いずれも12Vとなる。
T(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4のゲートG1〜
G4を全てオフ駆動している状態からQ1のゲートG1を
オン駆動した場合には、電動機51の端子M1,M2の電
圧は、いずれも12Vとなる。
【0015】この状態で、FET(電界効果トランジス
タ)Q3またはQ4がオン故障し、かつオン故障のオン
抵抗値(Q3またはQ4のドレイン−ソース間抵抗)
が、例えば1KΩ程度(通常のオン抵抗値は数10m
Ω)の場合には、電動機51の端子M1,M2の電圧がい
ずれも12VとなってFET(電界効果トランジスタ)
Q1〜Q4が正常な場合と区別がつかない課題がある。
タ)Q3またはQ4がオン故障し、かつオン故障のオン
抵抗値(Q3またはQ4のドレイン−ソース間抵抗)
が、例えば1KΩ程度(通常のオン抵抗値は数10m
Ω)の場合には、電動機51の端子M1,M2の電圧がい
ずれも12VとなってFET(電界効果トランジスタ)
Q1〜Q4が正常な場合と区別がつかない課題がある。
【0016】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的はブリッジ回路を構成するF
ET(電界効果トランジスタ)のオン故障を確実に検出
することができる電動機駆動装置を提供することにあ
る。
なされたもので、その目的はブリッジ回路を構成するF
ET(電界効果トランジスタ)のオン故障を確実に検出
することができる電動機駆動装置を提供することにあ
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電動機駆動装置は、電動機駆動手段を4
個のFET(電界効果トランジスタ)からなるブリッジ
回路で構成するとともに、このブリッジ回路の一のFE
T(電界効果トランジスタ)のソースを別のFETのド
レインと接続した少なくとも2個のFETにそれぞれ並
列に接続され、FETのオン故障時の抵抗値に比べ十分
大きな抵抗値を有する高抵抗と、ブリッジ回路の出力端
子間に接続された電動機の電圧を検出する電圧検出手段
とからなる故障検出手段を備え、故障検出手段は、電圧
検出手段によって検出される電動機の両端子における電
圧値に基づいて、FETのオン故障を検出することを特
徴とする。
この発明に係る電動機駆動装置は、電動機駆動手段を4
個のFET(電界効果トランジスタ)からなるブリッジ
回路で構成するとともに、このブリッジ回路の一のFE
T(電界効果トランジスタ)のソースを別のFETのド
レインと接続した少なくとも2個のFETにそれぞれ並
列に接続され、FETのオン故障時の抵抗値に比べ十分
大きな抵抗値を有する高抵抗と、ブリッジ回路の出力端
子間に接続された電動機の電圧を検出する電圧検出手段
とからなる故障検出手段を備え、故障検出手段は、電圧
検出手段によって検出される電動機の両端子における電
圧値に基づいて、FETのオン故障を検出することを特
徴とする。
【0018】この電動機駆動装置によれば、これら高抵
抗を設けることによって、電動機の両端子における電圧
値がFET(電界効果トランジスタ)のオン故障によっ
て変化するため、電動機の電圧からオン故障を判定する
ことができる。
抗を設けることによって、電動機の両端子における電圧
値がFET(電界効果トランジスタ)のオン故障によっ
て変化するため、電動機の電圧からオン故障を判定する
ことができる。
【0019】この発明の請求項2に係る電動機駆動装置
は、電動機の両端子間に、電動機と直列にリレー回路が
設けられることを特徴とする。このリレー回路によっ
て、オン故障検出時にブリッジ回路と電動機との回路を
開成することによって、4個のFETについてそれぞれ
のオン故障を特定するこ とができる。
は、電動機の両端子間に、電動機と直列にリレー回路が
設けられることを特徴とする。このリレー回路によっ
て、オン故障検出時にブリッジ回路と電動機との回路を
開成することによって、4個のFETについてそれぞれ
のオン故障を特定するこ とができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は単純な構成
でブリッジ回路を構成するFET(電界効果トランジス
タ)のオン故障を確実に判定することができるものであ
る。
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は単純な構成
でブリッジ回路を構成するFET(電界効果トランジス
タ)のオン故障を確実に判定することができるものであ
る。
【0021】図1はこの発明に係る電動機駆動装置の実
施の形態要部ブロック構成図である。図1において、電
動機駆動装置17は、制御手段、電動機駆動手段14、
電動機8、故障検出手段16、オン故障試験用抵抗R
T、バッテリEO(12V)を備える。
施の形態要部ブロック構成図である。図1において、電
動機駆動装置17は、制御手段、電動機駆動手段14、
電動機8、故障検出手段16、オン故障試験用抵抗R
T、バッテリEO(12V)を備える。
【0022】電動機駆動手段14は、4個のnチャネル
型FET(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4でブリッ
ジ回路を構成し、Q1およびQ2のドレインは、オン故
障試験用抵抗RTを介してバッテリEOの高電位側(+1
2V側)に接続する。
型FET(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4でブリッ
ジ回路を構成し、Q1およびQ2のドレインは、オン故
障試験用抵抗RTを介してバッテリEOの高電位側(+1
2V側)に接続する。
【0023】FET(電界効果トランジスタ)Q3およ
びQ4のソースは、バッテリEOの低電位側(GND:
0V側)に接続する。
びQ4のソースは、バッテリEOの低電位側(GND:
0V側)に接続する。
【0024】FET(電界効果トランジスタ)Q1のソ
ースとQ3のドレインを接続し、この接続点M1に電動
機8の一方の端子を接続する。一方、FET(電界効果
トランジスタ)Q2のソースとQ4のドレインを接続
し、この接続点M2に電動機8の他方の端子を接続す
る。
ースとQ3のドレインを接続し、この接続点M1に電動
機8の一方の端子を接続する。一方、FET(電界効果
トランジスタ)Q2のソースとQ4のドレインを接続
し、この接続点M2に電動機8の他方の端子を接続す
る。
【0025】故障検出手段16は、FET(電界効果ト
ランジスタ)Q1〜Q4のそれぞれのドレイン−ソース
間に並列に接続し、Q1〜Q4のそれぞれオン故障した
場合の抵抗値よりも十分大きな抵抗値を有する高抵抗R
1〜R4、電動機8の一方の端子が接続される接続点M1
の電圧VM1を検出する電圧検出手段18、電動機8の他
方の端子が接続される接続点M2の電圧VM2を検出する
電圧検出手段19、Q1〜Q4のオン故障を表示する表
示手段20を備える。
ランジスタ)Q1〜Q4のそれぞれのドレイン−ソース
間に並列に接続し、Q1〜Q4のそれぞれオン故障した
場合の抵抗値よりも十分大きな抵抗値を有する高抵抗R
1〜R4、電動機8の一方の端子が接続される接続点M1
の電圧VM1を検出する電圧検出手段18、電動機8の他
方の端子が接続される接続点M2の電圧VM2を検出する
電圧検出手段19、Q1〜Q4のオン故障を表示する表
示手段20を備える。
【0026】高抵抗R1〜R4は、例えば100KΩの抵
抗器で構成し、それぞれFET(電界効果トランジス
タ)Q1〜Q4のドレイン−ソース間に並列に接続する
ので、ゲートG1〜G4の全てを図示しない制御手段から
供給されるオフ信号VOFでオフ駆動した場合、Q1〜Q
4が全て正常(オフ故障なし)状態では、接続点M1、
M2の電位VM1、VM2はバッテリEO(12V)を高抵抗
R1とR3、または高抵抗R2とR4で分圧した電位である
6Vで検出できる。
抗器で構成し、それぞれFET(電界効果トランジス
タ)Q1〜Q4のドレイン−ソース間に並列に接続する
ので、ゲートG1〜G4の全てを図示しない制御手段から
供給されるオフ信号VOFでオフ駆動した場合、Q1〜Q
4が全て正常(オフ故障なし)状態では、接続点M1、
M2の電位VM1、VM2はバッテリEO(12V)を高抵抗
R1とR3、または高抵抗R2とR4で分圧した電位である
6Vで検出できる。
【0027】電圧検出手段18および19は、電圧判定
手段を備えた電圧検出器等で構成し、接続点M1、M2の
電位VM1、VM2を検出し、FET(電界効果トランジス
タ)Q1〜Q4のオン故障を検出した場合には、例えば
Hレベルの故障信号H1、H2を表示手段20に供給す
る。また、電圧検出手段18および19は、FET(電
界効果トランジスタ)Q1〜Q4のオン故障を検出しな
い場合には、Lレベルの故障信号H1、H2を表示手段2
0に供給する。
手段を備えた電圧検出器等で構成し、接続点M1、M2の
電位VM1、VM2を検出し、FET(電界効果トランジス
タ)Q1〜Q4のオン故障を検出した場合には、例えば
Hレベルの故障信号H1、H2を表示手段20に供給す
る。また、電圧検出手段18および19は、FET(電
界効果トランジスタ)Q1〜Q4のオン故障を検出しな
い場合には、Lレベルの故障信号H1、H2を表示手段2
0に供給する。
【0028】表示手段20は、LED(発光ダイオー
ド)やLCD(液晶表示器)等の可視表示器、スピーカ
やブザー等の可聴表示器で構成し、電圧検出手段18お
よび19から供給されるHレベルの故障信号H1、H2に
基づいてFET(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4の
オン故障をドライバに表示または音声で通知する。
ド)やLCD(液晶表示器)等の可視表示器、スピーカ
やブザー等の可聴表示器で構成し、電圧検出手段18お
よび19から供給されるHレベルの故障信号H1、H2に
基づいてFET(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4の
オン故障をドライバに表示または音声で通知する。
【0029】オン故障試験用抵抗RTは、100Ω〜1
KΩの低抵抗で構成し、FET(電界効果トランジス
タ)Q1〜Q4の装置始動時のオン故障試験時にバッテ
リEOと電動機駆動手段14間に接続し、Q1とQ3ま
たはQ4が同時にオン故障した場合、またはQ2とQ3
またはQ4が同時にオン故障した場合に、電動機駆動手
段14に流れる電流を制限する。また、オン故障試験用
抵抗RTは、電動機8の駆動時には図示しないリレー等
で短絡するように構成する。
KΩの低抵抗で構成し、FET(電界効果トランジス
タ)Q1〜Q4の装置始動時のオン故障試験時にバッテ
リEOと電動機駆動手段14間に接続し、Q1とQ3ま
たはQ4が同時にオン故障した場合、またはQ2とQ3
またはQ4が同時にオン故障した場合に、電動機駆動手
段14に流れる電流を制限する。また、オン故障試験用
抵抗RTは、電動機8の駆動時には図示しないリレー等
で短絡するように構成する。
【0030】次に、電動機駆動装置17のFET(電界
効果トランジスタ)オン故障の検出動作について説明す
る。図1において、Q1〜Q4のゲートG1〜G4の全て
に図示しない制御手段からオフ信号VOFを印加してQ1
〜Q4のオン故障試験を実施する場合、Q1〜Q4が全
て正常(オン故障なし)の状態では、Q1〜Q4のドレ
イン−ソース間の抵抗は、高抵抗R1〜R4(=100K
Ω)に比べて非常に高い値(例えば、数100MΩ)と
なるので、電位VM1、VM2は、それぞれ高抵抗R1(=
100KΩ)と高抵抗R3(=100KΩ)の分圧、高
抵抗R2(=100KΩ)と高抵抗R4(=100KΩ)
で分圧された値となり、オン故障試験用抵抗RTが高抵
抗R1〜R4より充分小さな値(100Ω〜1KΩ)であ
ることから、ほぼ6Vとなる。
効果トランジスタ)オン故障の検出動作について説明す
る。図1において、Q1〜Q4のゲートG1〜G4の全て
に図示しない制御手段からオフ信号VOFを印加してQ1
〜Q4のオン故障試験を実施する場合、Q1〜Q4が全
て正常(オン故障なし)の状態では、Q1〜Q4のドレ
イン−ソース間の抵抗は、高抵抗R1〜R4(=100K
Ω)に比べて非常に高い値(例えば、数100MΩ)と
なるので、電位VM1、VM2は、それぞれ高抵抗R1(=
100KΩ)と高抵抗R3(=100KΩ)の分圧、高
抵抗R2(=100KΩ)と高抵抗R4(=100KΩ)
で分圧された値となり、オン故障試験用抵抗RTが高抵
抗R1〜R4より充分小さな値(100Ω〜1KΩ)であ
ることから、ほぼ6Vとなる。
【0031】また、Q1〜Q4のゲートG1〜G4の全て
にオフ信号VOFが印加された状態で、ドレインが高電位
側に接続されたQ1またはQ2がオン故障の場合、Q1
またはQ2のドレイン−ソース間の抵抗値は数10mΩ
〜1KΩ程度なので、電位VM1、VM2は、ほぼ12Vで
検出することができる。
にオフ信号VOFが印加された状態で、ドレインが高電位
側に接続されたQ1またはQ2がオン故障の場合、Q1
またはQ2のドレイン−ソース間の抵抗値は数10mΩ
〜1KΩ程度なので、電位VM1、VM2は、ほぼ12Vで
検出することができる。
【0032】さらに、Q1〜Q4のゲートG1〜G4の全
てにオフ信号VOFが印加された状態で、ソースが低電位
側(GND)に接続されたQ3またはQ4がオン故障の
場合、Q3またはQ4のドレイン−ソース間の抵抗値は
数10mΩ〜1KΩ程度なので、電位VM1、VM2は、0
Vで検出することができる。
てにオフ信号VOFが印加された状態で、ソースが低電位
側(GND)に接続されたQ3またはQ4がオン故障の
場合、Q3またはQ4のドレイン−ソース間の抵抗値は
数10mΩ〜1KΩ程度なので、電位VM1、VM2は、0
Vで検出することができる。
【0033】図3はオン故障検出の電位(VM1、VM2)
とオン故障の判定の説明図である。図3において、FE
T(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4のゲートG1〜
G4の全てにオフ信号VOFが印加された状態で、接続点
M1、M2(電動機8の両端)の電位VM1、VM2とオン故
障判定を示す。
とオン故障の判定の説明図である。図3において、FE
T(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4のゲートG1〜
G4の全てにオフ信号VOFが印加された状態で、接続点
M1、M2(電動機8の両端)の電位VM1、VM2とオン故
障判定を示す。
【0034】電位VM1、VM2の双方が6Vを検出した場
合には、FET(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4は
全てオン故障がなく、正常と判定する。
合には、FET(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4は
全てオン故障がなく、正常と判定する。
【0035】また、電位VM1、VM2の双方が12Vを検
出した場合には、少なくともFET(電界効果トランジ
スタ)Q1またはQ2がオン故障、Q3およびQ4が正
常と判定する。
出した場合には、少なくともFET(電界効果トランジ
スタ)Q1またはQ2がオン故障、Q3およびQ4が正
常と判定する。
【0036】さらに、電位VM1、VM2の双方が0Vを検
出した場合には、少なくともFET(電界効果トランジ
スタ)Q3またはQ4がオン故障、Q1およびQ2が正
常と判定する。
出した場合には、少なくともFET(電界効果トランジ
スタ)Q3またはQ4がオン故障、Q1およびQ2が正
常と判定する。
【0037】なお、Q1またはQ2がオン故障の判定、
Q3またはQ4がオン故障の判定において、1つのFE
T(電界効果トランジスタ)のオン故障が特定できない
理由は、電動機8の抵抗値が小さく(1Ω以下)、電位
VM1(またはVM2)が電動機8の抵抗値を介してオン故
障した側の電位VM2(またはVM1)になるためである。
Q3またはQ4がオン故障の判定において、1つのFE
T(電界効果トランジスタ)のオン故障が特定できない
理由は、電動機8の抵抗値が小さく(1Ω以下)、電位
VM1(またはVM2)が電動機8の抵抗値を介してオン故
障した側の電位VM2(またはVM1)になるためである。
【0038】また、FETのオン故障の検出動作中に電
動機8を強制的に回転させると、電動機8に逆起電力が
発生して電圧VM1、VM2が変化してしまう。この逆起電
力の影響への対策としては、演算手段を設けて逆起電力
の影響を含めた電圧VM1、VM2の平均電圧VM3{=(V
M1+VM2)/2}を演算することで、平均電圧VM3は逆
起電力を相殺することができる。したがって、平均電圧
VM3の導入によって電動機8の逆起電力の影響を受けず
にFETのオン故障の検出動作を行うことができる。
動機8を強制的に回転させると、電動機8に逆起電力が
発生して電圧VM1、VM2が変化してしまう。この逆起電
力の影響への対策としては、演算手段を設けて逆起電力
の影響を含めた電圧VM1、VM2の平均電圧VM3{=(V
M1+VM2)/2}を演算することで、平均電圧VM3は逆
起電力を相殺することができる。したがって、平均電圧
VM3の導入によって電動機8の逆起電力の影響を受けず
にFETのオン故障の検出動作を行うことができる。
【0039】さらに、端子M1、M2間に電動機8と直列
にリレー回路(ノーマルメークのリレー接点)を設け、
オン故障の検出動作中にはリレー回路を開成(リレー接
点ブレーク)するよう構成することで、電動機8の逆起
電力の発生を防止することができる。オン故障の検出動
作中にはリレー回路を開成することで、4個のFET
(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4それぞれのオン故
障を特定することができる。
にリレー回路(ノーマルメークのリレー接点)を設け、
オン故障の検出動作中にはリレー回路を開成(リレー接
点ブレーク)するよう構成することで、電動機8の逆起
電力の発生を防止することができる。オン故障の検出動
作中にはリレー回路を開成することで、4個のFET
(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4それぞれのオン故
障を特定することができる。
【0040】なお、通常制御時にも高抵抗R1〜R4には
電流が流れるが、非常に微小な電流なので、電動機8の
制御に影響を及ぼすことはない。
電流が流れるが、非常に微小な電流なので、電動機8の
制御に影響を及ぼすことはない。
【0041】図2はこの発明に係る電動機駆動装置の別
実施の形態要部ブロック構成図である。図2において、
電位VM1とVM2は、電動機8の低抵抗値(1Ω以下)を
介して等くなることを利用し、高抵抗R1、R3をそれぞ
れFET(電界効果トランジスタ)Q1、Q3のドレイ
ン−ソース間に並列に接続し、Q2およびQ4に並列な
高抵抗を削除した点が図1と異なる。
実施の形態要部ブロック構成図である。図2において、
電位VM1とVM2は、電動機8の低抵抗値(1Ω以下)を
介して等くなることを利用し、高抵抗R1、R3をそれぞ
れFET(電界効果トランジスタ)Q1、Q3のドレイ
ン−ソース間に並列に接続し、Q2およびQ4に並列な
高抵抗を削除した点が図1と異なる。
【0042】図2の構成でも図1の構成と同様に、FE
T(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4のオン故障を接
続点M1、M2(電動機8の両端)の電位VM1、VM2から
図3で説明した方法で判定することができる。
T(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4のオン故障を接
続点M1、M2(電動機8の両端)の電位VM1、VM2から
図3で説明した方法で判定することができる。
【0043】このように、この発明に係る電動機駆動装
置17は、電動機駆動手段14を4個のFET(電界効
果トランジスタQ1〜Q4)からなるブリッジ回路で構
成するとともに、このブリッジ回路の少なくとも2個の
FET(電界効果トランジスタ)とそれぞれ並列に接続
し、前記FETのオン故障時の抵抗値に比べ十分大きな
抵抗値を有する高抵抗(R1〜R4)と、ブリッジ回路の
出力端子間に接続された電動機8の電圧VM1,VM2を検
出する電圧検出手段18,19とからなる故障検出手段
16を備えたので、FET(電界効果トランジスタ)の
オン故障を電動機8の電圧VM1,VM2から判定すること
ができる。
置17は、電動機駆動手段14を4個のFET(電界効
果トランジスタQ1〜Q4)からなるブリッジ回路で構
成するとともに、このブリッジ回路の少なくとも2個の
FET(電界効果トランジスタ)とそれぞれ並列に接続
し、前記FETのオン故障時の抵抗値に比べ十分大きな
抵抗値を有する高抵抗(R1〜R4)と、ブリッジ回路の
出力端子間に接続された電動機8の電圧VM1,VM2を検
出する電圧検出手段18,19とからなる故障検出手段
16を備えたので、FET(電界効果トランジスタ)の
オン故障を電動機8の電圧VM1,VM2から判定すること
ができる。
【0044】図4はこの発明に係る電動機駆動装置を適
用した電動パワーステアリング装置の全体構成図であ
る。図4において、電動パワーステアリング装置1は、
ステアリングホイール2、ステアリング軸3、ハイポイ
ドギア4、ピニオン5aおよびラック軸5bなどからな
るラック&ピニオン機構5、タイロッド6、操向車輪の
前輪7、操舵補助力を発生する電動機8を備える。
用した電動パワーステアリング装置の全体構成図であ
る。図4において、電動パワーステアリング装置1は、
ステアリングホイール2、ステアリング軸3、ハイポイ
ドギア4、ピニオン5aおよびラック軸5bなどからな
るラック&ピニオン機構5、タイロッド6、操向車輪の
前輪7、操舵補助力を発生する電動機8を備える。
【0045】また、電動パワーステアリング装置1は、
ステアリングホイール2に作用する操舵トルクを検出
し、操舵トルクに対応して電気信号に変換された操舵ト
ルク信号Tを出力する操舵トルクセンサ12、操舵トル
ク信号Tに基づいて電動機8を駆動するための目標電流
信号(IMS)を設定し、この目標電流信号(IMS)に対
応した電動機制御信号VOを発生する制御手段13、電
動機制御信号VOに基づいた電動機電圧VMで電動機8を
PWM(パルス幅変調)駆動する電動機駆動手段14、
電動機8の正回転および逆回転に対応した電動機電流I
Mを検出して電動機電流検出信号IMFに変換する電動機
電流検出手段15を備える。
ステアリングホイール2に作用する操舵トルクを検出
し、操舵トルクに対応して電気信号に変換された操舵ト
ルク信号Tを出力する操舵トルクセンサ12、操舵トル
ク信号Tに基づいて電動機8を駆動するための目標電流
信号(IMS)を設定し、この目標電流信号(IMS)に対
応した電動機制御信号VOを発生する制御手段13、電
動機制御信号VOに基づいた電動機電圧VMで電動機8を
PWM(パルス幅変調)駆動する電動機駆動手段14、
電動機8の正回転および逆回転に対応した電動機電流I
Mを検出して電動機電流検出信号IMFに変換する電動機
電流検出手段15を備える。
【0046】さらに、電動パワーステアリング装置1
は、車両速度(車速)を検出し、車両速度に対応して電
気信号に変換された車速信号Vを出力する車速センサ1
1を備え、車速信号Vを制御手段13に供給する。
は、車両速度(車速)を検出し、車両速度に対応して電
気信号に変換された車速信号Vを出力する車速センサ1
1を備え、車速信号Vを制御手段13に供給する。
【0047】また、電動パワーステアリング装置1は、
装置の始動時に制御手段13からオフ信号VOFの電動機
制御信号VOを電動機駆動手段14に供給し、電動機8
の両端の電圧VMに基づいて電動機駆動手段14を構成
するFET(電界効果トランジスタ)ブリッジ回路のF
ETのオン故障を検出する図1に示す故障検出手段16
を備える。
装置の始動時に制御手段13からオフ信号VOFの電動機
制御信号VOを電動機駆動手段14に供給し、電動機8
の両端の電圧VMに基づいて電動機駆動手段14を構成
するFET(電界効果トランジスタ)ブリッジ回路のF
ETのオン故障を検出する図1に示す故障検出手段16
を備える。
【0048】ステアリングホイール2を操舵すると、ス
テアリング軸3に加えられる手動操舵トルクは、ラック
&ピニオン機構5を介してピニオン5aの回転力がラッ
ク軸5bの軸方向の直線運動に変換され、タイロッド6
を介して前輪7の操向を変化させる。
テアリング軸3に加えられる手動操舵トルクは、ラック
&ピニオン機構5を介してピニオン5aの回転力がラッ
ク軸5bの軸方向の直線運動に変換され、タイロッド6
を介して前輪7の操向を変化させる。
【0049】手動の操舵トルクをアシストするため、操
舵トルク信号TSに対応して電動機8が駆動されると、
電動機トルクがハイポイドギア4を介して倍力された補
助トルク(アシストトルク)に変換されてステアリング
軸3に作用し、ドライバの操舵力を軽減する。
舵トルク信号TSに対応して電動機8が駆動されると、
電動機トルクがハイポイドギア4を介して倍力された補
助トルク(アシストトルク)に変換されてステアリング
軸3に作用し、ドライバの操舵力を軽減する。
【0050】制御手段13は、マイクロプロセッサを基
本に各種演算手段、処理手段、判定手段、スイッチ手
段、信号発生手段、メモリ等で構成し、操舵トルク信号
Tと車速信号V対応した目標トルク信号(IMS)を発生
し、この目標トルク信号(IMS)と電動機電流検出手段
15が検出した電動機電流IMに対応した電動機電流信
号IMFとの差(負帰還)に応じた電動機制御信号VO
(例えば、オン信号、オフ信号およびPWM信号の混成
信号)を発生し、この差が速やかに0となるように電動
機駆動手段14の駆動を制御する。
本に各種演算手段、処理手段、判定手段、スイッチ手
段、信号発生手段、メモリ等で構成し、操舵トルク信号
Tと車速信号V対応した目標トルク信号(IMS)を発生
し、この目標トルク信号(IMS)と電動機電流検出手段
15が検出した電動機電流IMに対応した電動機電流信
号IMFとの差(負帰還)に応じた電動機制御信号VO
(例えば、オン信号、オフ信号およびPWM信号の混成
信号)を発生し、この差が速やかに0となるように電動
機駆動手段14の駆動を制御する。
【0051】また、制御手段13は、装置の始動時に電
動機駆動手段14を構成するブリッジ回路のFET(電
界効果トランジスタ)のオン故障を検出するためのオフ
信号VOFだけの電動機制御信号VOを電動機駆動手段1
4に供給する。
動機駆動手段14を構成するブリッジ回路のFET(電
界効果トランジスタ)のオン故障を検出するためのオフ
信号VOFだけの電動機制御信号VOを電動機駆動手段1
4に供給する。
【0052】電動機駆動手段14は、図1に示すFET
(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4のブリッジ回路で
構成し、電動機制御信号VOに基づいてPWM(パルス
幅変調)の電動機電圧VMを出力し、電動機8を正回転
または逆回転にPWM駆動する。
(電界効果トランジスタ)Q1〜Q4のブリッジ回路で
構成し、電動機制御信号VOに基づいてPWM(パルス
幅変調)の電動機電圧VMを出力し、電動機8を正回転
または逆回転にPWM駆動する。
【0053】電動機電流検出手段15は、電動機8と直
列に接続された抵抗器またはホール素子等で電動機電流
IMを電圧に変換して検出し、電動機電流IMに対応した
電動機電流信号IMFを制御手段13にフィードバック
(負帰還)する。
列に接続された抵抗器またはホール素子等で電動機電流
IMを電圧に変換して検出し、電動機電流IMに対応した
電動機電流信号IMFを制御手段13にフィードバック
(負帰還)する。
【0054】故障検出手段16は、図1に示すものと同
一であり、高抵抗R1〜R4、電圧検出手段18、19、
表示手段20を備える。
一であり、高抵抗R1〜R4、電圧検出手段18、19、
表示手段20を備える。
【0055】なお、図1の電動機駆動装置17に対応す
る電動機駆動装置は、制御手段13、電動機駆動手段1
4、電動機電流検出手段15、故障検出手段16、電動
機8から構成する。
る電動機駆動装置は、制御手段13、電動機駆動手段1
4、電動機電流検出手段15、故障検出手段16、電動
機8から構成する。
【0056】図5はこの発明に係る電動機駆動装置を適
用した電動パワーステアリング装置の要部ブロック構成
図である。図5において、電動パワーステアリング装置
1は、制御手段13、電動機駆動手段14、電動機電流
検出手段15、故障検出手段16、電動機8を備える。
なお、電動機駆動手段14、電動機電流検出手段15、
電動機8は、図4で説明したので省略する。
用した電動パワーステアリング装置の要部ブロック構成
図である。図5において、電動パワーステアリング装置
1は、制御手段13、電動機駆動手段14、電動機電流
検出手段15、故障検出手段16、電動機8を備える。
なお、電動機駆動手段14、電動機電流検出手段15、
電動機8は、図4で説明したので省略する。
【0057】また、制御手段13は、目標電流信号設定
手段21、偏差演算手段22、駆動制御手段23を備え
る。
手段21、偏差演算手段22、駆動制御手段23を備え
る。
【0058】目標電流信号設定手段21は、ROM等の
メモリで構成し、車速センサ11から供給される車速信
号Vをパラメータとした操舵トルク信号データT−目標
電流信号IMS特性データを記憶しておき、車速信号Vお
よび操舵トルク信号Tが供給されると対応する目標電流
信号データIMSを読み出し、目標電流信号IMSを偏差演
算手段22に供給する。
メモリで構成し、車速センサ11から供給される車速信
号Vをパラメータとした操舵トルク信号データT−目標
電流信号IMS特性データを記憶しておき、車速信号Vお
よび操舵トルク信号Tが供給されると対応する目標電流
信号データIMSを読み出し、目標電流信号IMSを偏差演
算手段22に供給する。
【0059】偏差演算手段22は、減算機能を備え、目
標電流信号IMSと電動機電流検出手段15から供給され
る電動機電流信号IMFとの偏差ΔI(=IMS−IMF)を
演算し、偏差信号ΔIを駆動制御手段23に供給する。
標電流信号IMSと電動機電流検出手段15から供給され
る電動機電流信号IMFとの偏差ΔI(=IMS−IMF)を
演算し、偏差信号ΔIを駆動制御手段23に供給する。
【0060】駆動制御手段23は、PID(比例・積分
・微分)コントローラ、信号発生手段等で構成し、装置
の起動時に電動機駆動手段14を構成するブリッジ回路
の4個のFET(電界効果トランジスタ)全てにオフ信
号VOFを供給し、4個のFETのオン故障のチェックを
制御する。
・微分)コントローラ、信号発生手段等で構成し、装置
の起動時に電動機駆動手段14を構成するブリッジ回路
の4個のFET(電界効果トランジスタ)全てにオフ信
号VOFを供給し、4個のFETのオン故障のチェックを
制御する。
【0061】また、駆動制御手段23は、偏差信号ΔI
にPID制御を施した後、PWM(パルス幅変調)信号
VPWM、オン信号VONおよびオフ信号VOFの混成信号で
ある電動機駆動制御信号VO発生し、電動機駆動制御信
号VOを電動機駆動手段14に供給する。
にPID制御を施した後、PWM(パルス幅変調)信号
VPWM、オン信号VONおよびオフ信号VOFの混成信号で
ある電動機駆動制御信号VO発生し、電動機駆動制御信
号VOを電動機駆動手段14に供給する。
【0062】故障検出手段16は、装置の起動時に駆動
制御手段23から供給されるオフ信号VOFに基づいて図
1に示す電動機駆動手段14のブリッジ回路を構成する
4個のFET(電界効果トランジスタ)のオン故障を電
動機8の両端の電圧VM1、VM2を検出することにより、
図3で説明したように判定する。
制御手段23から供給されるオフ信号VOFに基づいて図
1に示す電動機駆動手段14のブリッジ回路を構成する
4個のFET(電界効果トランジスタ)のオン故障を電
動機8の両端の電圧VM1、VM2を検出することにより、
図3で説明したように判定する。
【0063】図3および図4では、この発明に係る電動
機駆動装置を電動パワーステアリング装置に適用した例
を示したが、電動パワーステアリング装置に限らず後輪
操舵装置、可変舵角比操舵装置、電気自動車等にも同様
に適用することができる。
機駆動装置を電動パワーステアリング装置に適用した例
を示したが、電動パワーステアリング装置に限らず後輪
操舵装置、可変舵角比操舵装置、電気自動車等にも同様
に適用することができる。
【0064】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る電
動機駆動装置は、FET(電界効果トランジスタ)のオ
ン故障を電動機の電圧から判定するので、FETのオン
故障を確実に検出することができる。
動機駆動装置は、FET(電界効果トランジスタ)のオ
ン故障を電動機の電圧から判定するので、FETのオン
故障を確実に検出することができる。
【0065】また、オン故障したFETの抵抗を高抵抗
と比較した電圧で検出するので、FETのオン故障時の
抵抗値が比較的高くても正確にFETのオン故障を検出
することができる。
と比較した電圧で検出するので、FETのオン故障時の
抵抗値が比較的高くても正確にFETのオン故障を検出
することができる。
【0066】この発明の請求項2に係る電動機駆動装置
によれば、ブリッジ回路と電動機との回路が開成される
ため、オン故障検出時に電動機の逆起電力の発生が防止
されるとともに、4個のFETのそれぞれのオン故障が
特定できる。
によれば、ブリッジ回路と電動機との回路が開成される
ため、オン故障検出時に電動機の逆起電力の発生が防止
されるとともに、4個のFETのそれぞれのオン故障が
特定できる。
【図1】この発明に係る電動機駆動装置の実施の形態要
部ブロック構成図
部ブロック構成図
【図2】この発明に係る電動機駆動装置の別実施の形態
要部ブロック構成図
要部ブロック構成図
【図3】オン故障検出の電位(VM1、VM2)とオン故障
の判定の説明図
の判定の説明図
【図4】この発明に係る電動機駆動装置を適用した電動
パワーステアリング装置の全体構成図
パワーステアリング装置の全体構成図
【図5】この発明に係る電動機駆動装置を適用した電動
パワーステアリング装置の要部ブロック構成図
パワーステアリング装置の要部ブロック構成図
【図6】従来の電動機駆動回路の一実施例構成図
8…電動機、14…電動機駆動手段、16…故障検出手
段、17…電動機駆動装置、18,19…電圧検出手
段、20…表示手段、Q1〜Q4…FET(電界効果ト
ランジスタ)、R1〜R4…高抵抗、VM1,VM2…電圧。
段、17…電動機駆動装置、18,19…電圧検出手
段、20…表示手段、Q1〜Q4…FET(電界効果ト
ランジスタ)、R1〜R4…高抵抗、VM1,VM2…電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河島 光則 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平7−15992(JP,A) 実開 昭61−162298(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 7/29 H02H 7/08 H02M 7/5387 B62D 5/04
Claims (2)
- 【請求項1】 電動機と、この電動機を駆動する電動機
駆動手段と、この電動機駆動手段を介して前記電動機の
駆動を制御する制御手段と、を備えた電動機駆動装置に
おいて、 前記電動機駆動手段は4個のFET(電界効果トランジ
スタ)からなるブリッジ回路で構成するとともに、 このブリッジ回路の一のFET(電界効果トランジス
タ)のソースを別のFETのドレインと接続した少なく
とも2個のFETにそれぞれ並列に接続され、前記FE
Tのオン故障時の抵抗値に比べ十分大きな抵抗値を有す
る高抵抗と、 ブリッジ回路の出力端子間に接続された前記電動機の電
圧を検出する電圧検出手段と、からなる故障検出手段を
備え、 前記故障検出手段は、前記電圧検出手段によって検出さ
れる電動機の両端子における電圧値に基づいて、FET
のオン故障を検出する ことを特徴とする電動機駆動装
置。 - 【請求項2】 前記電動機の両端子間に、電動機と直列
にリレー回路が設けられることを特徴とする請求項1に
記載の電動機駆動装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10322539A JP3034508B1 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 電動機駆動装置 |
US09/413,066 US6094021A (en) | 1998-11-12 | 1999-10-06 | Motor drive apparatus |
DE19953606A DE19953606A1 (de) | 1998-11-12 | 1999-11-08 | Motortreibervorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10322539A JP3034508B1 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 電動機駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3034508B1 true JP3034508B1 (ja) | 2000-04-17 |
JP2000152691A JP2000152691A (ja) | 2000-05-30 |
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ID=18144804
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10322539A Expired - Fee Related JP3034508B1 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 電動機駆動装置 |
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US (1) | US6094021A (ja) |
JP (1) | JP3034508B1 (ja) |
DE (1) | DE19953606A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102320438B1 (ko) * | 2020-03-19 | 2021-11-03 | 주식회사 지앤지 | 이동식 차량용 스토퍼 |
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---|---|---|---|---|
JP2001171539A (ja) * | 1999-12-16 | 2001-06-26 | Mitsubishi Electric Corp | 電動パワーステアリング装置 |
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