JP3339383B2 - 通電制御装置及びその自己診断方法 - Google Patents
通電制御装置及びその自己診断方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動式アクチュエ
ータの駆動源である直流モータ等の制御対象を通電制御
する通電制御装置及びその自己診断方法に関する。
ータの駆動源である直流モータ等の制御対象を通電制御
する通電制御装置及びその自己診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に示す通電制御装置１は、電動式ア
クチュエータの駆動源である直流モータ２を通電制御対
象とする装置であり、バッテリ電源３のプラス端子と直
流モータ２の正電圧印加端子の間に接続したスイッチ回
路４を、マイクロプロセッサ５が導通制御する構成とさ
れている。スイッチ回路４は、直流モータ２の駆動に必
要な駆動電流に見合う数の半導体スイッチを並列接続し
たものであり、本例の場合、ゲートに印加するゲート電
圧に応じて導通或いは非導通とされＦＥＴ（電界効果ト
ランジスタ）からなる２個の半導体スイッチＳ１，Ｓ２
を、互いに並列接続して駆動電流要件に適合させてあ
る。半導体スイッチＳ１，Ｓ２のゲートは、マイクロプ
ロセッサ５の出力ポートに接続してある。また、マイク
ロプロセッサ５のＡ／Ｄ変換器内蔵入力ポートには、フ
ィルタ回路６を介して直流モータ２の正電圧印加端子が
接続してある。フィルタ回路６は、抵抗Ｒとコンデンサ
Ｃからなる低域濾波回路からなり、直流モータ２への印
加電圧を平滑してマイクロプロセッサ５の入力ポートに
供給する働きをする。
クチュエータの駆動源である直流モータ２を通電制御対
象とする装置であり、バッテリ電源３のプラス端子と直
流モータ２の正電圧印加端子の間に接続したスイッチ回
路４を、マイクロプロセッサ５が導通制御する構成とさ
れている。スイッチ回路４は、直流モータ２の駆動に必
要な駆動電流に見合う数の半導体スイッチを並列接続し
たものであり、本例の場合、ゲートに印加するゲート電
圧に応じて導通或いは非導通とされＦＥＴ（電界効果ト
ランジスタ）からなる２個の半導体スイッチＳ１，Ｓ２
を、互いに並列接続して駆動電流要件に適合させてあ
る。半導体スイッチＳ１，Ｓ２のゲートは、マイクロプ
ロセッサ５の出力ポートに接続してある。また、マイク
ロプロセッサ５のＡ／Ｄ変換器内蔵入力ポートには、フ
ィルタ回路６を介して直流モータ２の正電圧印加端子が
接続してある。フィルタ回路６は、抵抗Ｒとコンデンサ
Ｃからなる低域濾波回路からなり、直流モータ２への印
加電圧を平滑してマイクロプロセッサ５の入力ポートに
供給する働きをする。
【０００３】ところで、半導体スイッチＳ１，Ｓ２は、
機械式リレー等に較べより多くの故障モードを抱えてお
り、定期的な故障診断が欠かせないものである。本例に
示したスイッチ回路４は、直流モータ２の駆動電流要件
に応えるべく一対の半導体スイッチＳ１，Ｓ２を並列接
続して構成してあるため、それぞれの半導体スイッチＳ
１，Ｓ２は個別に診断する必要がある。そこで、従来
は、各半導体スイッチＳ１，Ｓ２を十分な余裕を見込ん
で設定した一定の時間を置いて交互に導通させ、そのと
きの直流モータ２の印加電圧Ｖｄをフィルタ回路６を介
して取り込み、その平滑出力電圧Ｖｍをしきい値判別し
て故障判定する方法を採ってきた。図５は、図４に示し
たマイクロプロセッサによる故障診断動作を説明するた
めのフローチャート、図６（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ
正常時と故障時の図４に示したモータ駆動装置の回路各
部の信号波形図である。
機械式リレー等に較べより多くの故障モードを抱えてお
り、定期的な故障診断が欠かせないものである。本例に
示したスイッチ回路４は、直流モータ２の駆動電流要件
に応えるべく一対の半導体スイッチＳ１，Ｓ２を並列接
続して構成してあるため、それぞれの半導体スイッチＳ
１，Ｓ２は個別に診断する必要がある。そこで、従来
は、各半導体スイッチＳ１，Ｓ２を十分な余裕を見込ん
で設定した一定の時間を置いて交互に導通させ、そのと
きの直流モータ２の印加電圧Ｖｄをフィルタ回路６を介
して取り込み、その平滑出力電圧Ｖｍをしきい値判別し
て故障判定する方法を採ってきた。図５は、図４に示し
たマイクロプロセッサによる故障診断動作を説明するた
めのフローチャート、図６（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ
正常時と故障時の図４に示したモータ駆動装置の回路各
部の信号波形図である。
【０００４】診断にさいしては、まず、図５のステップ
（２０１）に示したように、マイクロプロセッサ５が一
方の半導体スイッチＳ１を導通させる。そして、直流モ
ータ２の印可電圧Ｖｄが安定するのに必要な一定時間Ｔ
１が経過するまで導通状態を持続させる。そして、規定
の一定時間Ｔ１が経過したならば、判断ステップ（２０
２）に続く判断ステップ（２０３）において、フィルタ
回路４が平滑出力する電圧Ｖｄを、入力ポートが内蔵す
るＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介して取り込み、マイク
ロプロセッサ５の診断動作プログラム上に設定された故
障判定しきい値Ｖｔｈｈと比較する。
（２０１）に示したように、マイクロプロセッサ５が一
方の半導体スイッチＳ１を導通させる。そして、直流モ
ータ２の印可電圧Ｖｄが安定するのに必要な一定時間Ｔ
１が経過するまで導通状態を持続させる。そして、規定
の一定時間Ｔ１が経過したならば、判断ステップ（２０
２）に続く判断ステップ（２０３）において、フィルタ
回路４が平滑出力する電圧Ｖｄを、入力ポートが内蔵す
るＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介して取り込み、マイク
ロプロセッサ５の診断動作プログラム上に設定された故
障判定しきい値Ｖｔｈｈと比較する。
【０００５】半導体スイッチＳ１が正常である場合は、
図６（Ａ）に示したように、導通後に僅かの遅れを伴っ
て直流モータ２の印加電圧Ｖｄは上昇し、最終的にはバ
ッテリ電源３の出力電圧にごく近い電圧で安定する。こ
のため、導通後一定時間Ｔ１が経過したときには、平滑
出力電圧Ｖｍが故障判定しきい値Ｖｔｈｈを越えてお
り、判断ステップ（２０３）における判断は肯定され
る。判断ステップ（２０３）における判断が肯定され、
半導体スイッチＳ１が正常であることが判ると、第２段
階として、ステップ（２０４）において、マイクロプロ
セッサ５はもう一方の半導体スイッチＳ２を導通させ、
直後のステップ（２０５）において、半導体スイッチＳ
１を非導通とする。そして、ここでもまた、直流モータ
２への印可電圧Ｖｄが安定するのに必要な一定時間Ｔ１
が経過するまで導通状態を持続させ、一定時間Ｔ１が経
過したときに、判断ステップ（２０６）に続く判断ステ
ップ（２０７）において、フィルタ回路６の出力電圧Ｖ
ｍをマイクロプロセッサ５のプログラム上で設定された
故障判定しきい値Ｖｔｈｈと比較する。
図６（Ａ）に示したように、導通後に僅かの遅れを伴っ
て直流モータ２の印加電圧Ｖｄは上昇し、最終的にはバ
ッテリ電源３の出力電圧にごく近い電圧で安定する。こ
のため、導通後一定時間Ｔ１が経過したときには、平滑
出力電圧Ｖｍが故障判定しきい値Ｖｔｈｈを越えてお
り、判断ステップ（２０３）における判断は肯定され
る。判断ステップ（２０３）における判断が肯定され、
半導体スイッチＳ１が正常であることが判ると、第２段
階として、ステップ（２０４）において、マイクロプロ
セッサ５はもう一方の半導体スイッチＳ２を導通させ、
直後のステップ（２０５）において、半導体スイッチＳ
１を非導通とする。そして、ここでもまた、直流モータ
２への印可電圧Ｖｄが安定するのに必要な一定時間Ｔ１
が経過するまで導通状態を持続させ、一定時間Ｔ１が経
過したときに、判断ステップ（２０６）に続く判断ステ
ップ（２０７）において、フィルタ回路６の出力電圧Ｖ
ｍをマイクロプロセッサ５のプログラム上で設定された
故障判定しきい値Ｖｔｈｈと比較する。
【０００６】この場合、半導体スイッチＳ２が正常であ
れば、図６（Ａ）に示したように、導通後も印加電圧Ｖ
ｄを維持する。しかしながら、半導体スイッチＳ２が故
障している場合は、印加電圧Ｖｄはバッテリ電源３の出
力電圧にごく近い電圧を維持できず、図６（Ｂ）に示し
たように、時間の経過とともに降圧する。従って、導通
後一定時間Ｔ１が経過すると、平滑出力電圧Ｖｍは０Ｖ
近くまで降圧してしまい、その結果として判断ステップ
（２０７）においてＶｍ≦Ｖｔｈｈであると判断され
る。これにより、半導体スイッチＳ２は故障しているも
のとして、ステップ（２１１）において故障が報知され
る。
れば、図６（Ａ）に示したように、導通後も印加電圧Ｖ
ｄを維持する。しかしながら、半導体スイッチＳ２が故
障している場合は、印加電圧Ｖｄはバッテリ電源３の出
力電圧にごく近い電圧を維持できず、図６（Ｂ）に示し
たように、時間の経過とともに降圧する。従って、導通
後一定時間Ｔ１が経過すると、平滑出力電圧Ｖｍは０Ｖ
近くまで降圧してしまい、その結果として判断ステップ
（２０７）においてＶｍ≦Ｖｔｈｈであると判断され
る。これにより、半導体スイッチＳ２は故障しているも
のとして、ステップ（２１１）において故障が報知され
る。
【０００７】上記ステップ（２０７）までにおいて、半
導体スイッチＳ１，Ｓ２に異常が検出されなかった場
合、マイクロプロセッサ５は、続くステップ（２０８）
において半導体スイッチＳ２を非導通とする。そして、
印可電圧Ｖｄが零電圧に収束するのに十分な一定時間Ｔ
２が経過したときに、判断ステップ２０９に続くステッ
プ（２１０）において、フィルタ回路６の出力電圧Ｖｍ
を取り込み、ステップ（２１０）においてマイクロプロ
セッサ５のプログラム上で設定された故障判定しきい値
Ｖｔｈｌと比較する。この場合、半導体スイッチＳ１，
Ｓ２がともに正常であれば、直流モータ２の印加電圧Ｖ
ｍは０Ｖにごく近い電圧で安定するが、いずれか一方に
異常がある場合は、故障判定しきい値電圧Ｖｔｈｌ以下
となることはない。このため、Ｖｍ＞Ｖｔｈｌであるこ
とが判った場合は、半導体スイッチＳ１又はＳ２のいず
れか一方が故障しているからであり、ステップ（２１
１）において故障が報知される。
導体スイッチＳ１，Ｓ２に異常が検出されなかった場
合、マイクロプロセッサ５は、続くステップ（２０８）
において半導体スイッチＳ２を非導通とする。そして、
印可電圧Ｖｄが零電圧に収束するのに十分な一定時間Ｔ
２が経過したときに、判断ステップ２０９に続くステッ
プ（２１０）において、フィルタ回路６の出力電圧Ｖｍ
を取り込み、ステップ（２１０）においてマイクロプロ
セッサ５のプログラム上で設定された故障判定しきい値
Ｖｔｈｌと比較する。この場合、半導体スイッチＳ１，
Ｓ２がともに正常であれば、直流モータ２の印加電圧Ｖ
ｍは０Ｖにごく近い電圧で安定するが、いずれか一方に
異常がある場合は、故障判定しきい値電圧Ｖｔｈｌ以下
となることはない。このため、Ｖｍ＞Ｖｔｈｌであるこ
とが判った場合は、半導体スイッチＳ１又はＳ２のいず
れか一方が故障しているからであり、ステップ（２１
１）において故障が報知される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の通電制御装
置１は、マイクロプロセッサ５が自己診断プログラムに
従って２つの半導体スイッチＳ１，Ｓ２を交互に一定時
間ずつ動作させ、そのときの直流モーター２の印加電圧
Ｖｄを平滑して得られる電圧Ｖｍを故障判定しきい値電
圧Ｖｔｈｈ或いはＶｔｈｌと比較し、比較結果に応じて
自己診断を行っていた。しかしながら、個々の半導体ス
イッチＳ１，Ｓ２の診断は、直流モータ２に印加する印
可電圧Ｖｄが安定するのに十分な時間Ｔ１，Ｔ２を割り
当て、静的に安定した条件下で平滑出力電圧Ｖｍをしき
い値判別していたため、診断のつど半導体スイッチＳ１
或いはＳ２に大電流の突入電流が流れ込んでいた。この
ため、こうした大電流によるストレスが診断のつど蓄積
され、しかも定常電流による温度上昇がストレスを助長
するため、故障率の上昇を招くといった課題を抱えるも
のであった。さらにまた、各半導体スイッチＳ１，Ｓ２
を十分な時間を置いて交互に動作させながら診断するた
め、スイッチ回路４を構成する半導体スイッチの数が増
えるほど、診断に要する時間が長時間化するといった課
題を抱えるものであった。
置１は、マイクロプロセッサ５が自己診断プログラムに
従って２つの半導体スイッチＳ１，Ｓ２を交互に一定時
間ずつ動作させ、そのときの直流モーター２の印加電圧
Ｖｄを平滑して得られる電圧Ｖｍを故障判定しきい値電
圧Ｖｔｈｈ或いはＶｔｈｌと比較し、比較結果に応じて
自己診断を行っていた。しかしながら、個々の半導体ス
イッチＳ１，Ｓ２の診断は、直流モータ２に印加する印
可電圧Ｖｄが安定するのに十分な時間Ｔ１，Ｔ２を割り
当て、静的に安定した条件下で平滑出力電圧Ｖｍをしき
い値判別していたため、診断のつど半導体スイッチＳ１
或いはＳ２に大電流の突入電流が流れ込んでいた。この
ため、こうした大電流によるストレスが診断のつど蓄積
され、しかも定常電流による温度上昇がストレスを助長
するため、故障率の上昇を招くといった課題を抱えるも
のであった。さらにまた、各半導体スイッチＳ１，Ｓ２
を十分な時間を置いて交互に動作させながら診断するた
め、スイッチ回路４を構成する半導体スイッチの数が増
えるほど、診断に要する時間が長時間化するといった課
題を抱えるものであった。
【０００９】本発明は上記課題を解決したものであり、
半導体スイッチへの通電時間ならびに通電間隔を短縮
し、半導体スイッチへのストレス軽減ならびに故障診断
の時間短縮を図ることを目的とするものである。
半導体スイッチへの通電時間ならびに通電間隔を短縮
し、半導体スイッチへのストレス軽減ならびに故障診断
の時間短縮を図ることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の通電制御装置は、モーターと該モーターに
電力を供給する電源の間に接続され、複数個並列に接続
された半導体スイッチをそれぞれオンまたはオフにして
前記モーターに供給する電力を制御する駆動回路と、前
記モーターに印加される電圧を平滑して検出するフィル
タ回路と、前記スイッチ回路の各半導体スイッチを個々
に導通制御するとともに、診断モード時には前記複数の
半導体スイッチを導通時に流れ込む突入電流が絶対最大
定格値まで上昇する時間よりも短い時間だけ、一定の時
間間隔を置いて時分割的に順次導通させ、所定の導通回
数に達した時点で前記フィルタ回路の出力をしきい値判
別し、しきい値以下である場合は前記複数の半導体スイ
ッチの少なくとも一つが異常であると診断するマイクロ
プロセッサとを具備することを特徴とする。
め、本発明の通電制御装置は、モーターと該モーターに
電力を供給する電源の間に接続され、複数個並列に接続
された半導体スイッチをそれぞれオンまたはオフにして
前記モーターに供給する電力を制御する駆動回路と、前
記モーターに印加される電圧を平滑して検出するフィル
タ回路と、前記スイッチ回路の各半導体スイッチを個々
に導通制御するとともに、診断モード時には前記複数の
半導体スイッチを導通時に流れ込む突入電流が絶対最大
定格値まで上昇する時間よりも短い時間だけ、一定の時
間間隔を置いて時分割的に順次導通させ、所定の導通回
数に達した時点で前記フィルタ回路の出力をしきい値判
別し、しきい値以下である場合は前記複数の半導体スイ
ッチの少なくとも一つが異常であると診断するマイクロ
プロセッサとを具備することを特徴とする。
【００１１】また、本発明の通電制御装置の自己診断方
法は、モーターと該モーターに電力を供給する電源の間
に接続され、複数個並列に接続された半導体スイッチを
それぞれオンまたはオフにして前記モーターに供給する
電力を制御する駆動回路を有する通電制御装置におい
て、前記半導体スイッチを個々に導通制御するとともに
前記モーターに印加される電圧を平滑して検出する通電
制御装置の自己診断方法であって、前記複数の半導体ス
イッチを導通時に流れ込む突入電流が絶対最大定格値ま
で上昇する時間よりも短い時間だけ、一定の時間間隔を
置いて時分割的に順次導通させ、所定の導通回数に達し
た時点で前記平滑検出した電圧をしきい値判別し、しき
い値以下である場合は前記複数の半導体スイッチの少な
くとも一つが異常であると診断することを特徴とするも
のである。
法は、モーターと該モーターに電力を供給する電源の間
に接続され、複数個並列に接続された半導体スイッチを
それぞれオンまたはオフにして前記モーターに供給する
電力を制御する駆動回路を有する通電制御装置におい
て、前記半導体スイッチを個々に導通制御するとともに
前記モーターに印加される電圧を平滑して検出する通電
制御装置の自己診断方法であって、前記複数の半導体ス
イッチを導通時に流れ込む突入電流が絶対最大定格値ま
で上昇する時間よりも短い時間だけ、一定の時間間隔を
置いて時分割的に順次導通させ、所定の導通回数に達し
た時点で前記平滑検出した電圧をしきい値判別し、しき
い値以下である場合は前記複数の半導体スイッチの少な
くとも一つが異常であると診断することを特徴とするも
のである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１な
いし図３を参照して説明する。図１は、本発明の通電制
御装置を適用したモータ駆動装置の一実施形態を示す概
略回路構成図、図２は、図１に示したマイクロプロセッ
サによる故障診断動作を説明するためのフローチャー
ト、図３（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ正常時と故障時の
図１に示したモータ駆動装置の回路各部の信号波形図で
ある。
いし図３を参照して説明する。図１は、本発明の通電制
御装置を適用したモータ駆動装置の一実施形態を示す概
略回路構成図、図２は、図１に示したマイクロプロセッ
サによる故障診断動作を説明するためのフローチャー
ト、図３（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ正常時と故障時の
図１に示したモータ駆動装置の回路各部の信号波形図で
ある。
【００１３】図１に示す通電制御装置１１は、回路構成
上はマイクロプロセッサ１２を除き、従来とほぼ同一の
回路構成をなす。マイクロプロセッサ１２には、半導体
スイッチＳ１，Ｓ２の診断ソフトウェアを改良したもの
が用いられ、この改良により過度のストレスを及ぼすこ
となく半導体スイッチＳ１，Ｓ２を短時間で診断できる
ようになっている。マイクロプロセッサ１２が搭載する
診断ソフトウェアの最大の改良点は、半導体スイッチＳ
１，Ｓ２を導通時に流れ込む突入電流が絶対最大定格値
まで上昇する時間よりも短い時間だけ、一定の時間間隔
を置いて時分割的に順次導通させるようにした点にあ
り、半導体スイッチＳ１，Ｓ２への通電時間ならびに通
電間隔を従来に比べ相当に短縮できる点にある。
上はマイクロプロセッサ１２を除き、従来とほぼ同一の
回路構成をなす。マイクロプロセッサ１２には、半導体
スイッチＳ１，Ｓ２の診断ソフトウェアを改良したもの
が用いられ、この改良により過度のストレスを及ぼすこ
となく半導体スイッチＳ１，Ｓ２を短時間で診断できる
ようになっている。マイクロプロセッサ１２が搭載する
診断ソフトウェアの最大の改良点は、半導体スイッチＳ
１，Ｓ２を導通時に流れ込む突入電流が絶対最大定格値
まで上昇する時間よりも短い時間だけ、一定の時間間隔
を置いて時分割的に順次導通させるようにした点にあ
り、半導体スイッチＳ１，Ｓ２への通電時間ならびに通
電間隔を従来に比べ相当に短縮できる点にある。
【００１４】ここで、診断モードにおいてマイクロプロ
セッサ１２が診断動作を開始すると、まず最初にステッ
プ（１０１）において、半導体スイッチＳ１を導通さ
せ、τ１時間に亙ってその状態を持続させる。ただし、
この導通時間τ１は、前述したように、半導体スイッチ
Ｓ１を導通させた瞬間に流れ込む突入電流が、半導体ス
イッチＳ１の絶対最大定格値まで上昇する時間よりも短
く設定してある。続いて、時間τ１が経過した時点で、
判断ステップ（１０２）に続くステップ（１０３）にお
いて、半導体スイッチＳ１を非導通とする。この場合の
非導通期間τ２は、ここでは導通期間τ１と同程度の時
間に設定してある。
セッサ１２が診断動作を開始すると、まず最初にステッ
プ（１０１）において、半導体スイッチＳ１を導通さ
せ、τ１時間に亙ってその状態を持続させる。ただし、
この導通時間τ１は、前述したように、半導体スイッチ
Ｓ１を導通させた瞬間に流れ込む突入電流が、半導体ス
イッチＳ１の絶対最大定格値まで上昇する時間よりも短
く設定してある。続いて、時間τ１が経過した時点で、
判断ステップ（１０２）に続くステップ（１０３）にお
いて、半導体スイッチＳ１を非導通とする。この場合の
非導通期間τ２は、ここでは導通期間τ１と同程度の時
間に設定してある。
【００１５】半導体スイッチＳ１を非導通としてから時
間τ２が経過すると、判断ステップ（１０４）に続くス
テップ（１０５）において、マイクロプロセッサ１２は
半導体スイッチＳ２を導通させ、τ１時間に亙ってその
状態を持続させる。ただし、この導通時間τ１も、半導
体スイッチＳ２を導通させた瞬間に流れ込む突入電流
が、半導体スイッチＳ２の絶対最大定格値まで上昇する
時間よりも短い時間であることは同様である。続いて、
時間τ１が経過した時点で、判断ステップ（１０６）に
続くステップ（１０７）において、半導体スイッチＳ２
を非導通とする。この場合の非導通期間τ２は、導通期
間τ１と同程度の時間に設定してある。
間τ２が経過すると、判断ステップ（１０４）に続くス
テップ（１０５）において、マイクロプロセッサ１２は
半導体スイッチＳ２を導通させ、τ１時間に亙ってその
状態を持続させる。ただし、この導通時間τ１も、半導
体スイッチＳ２を導通させた瞬間に流れ込む突入電流
が、半導体スイッチＳ２の絶対最大定格値まで上昇する
時間よりも短い時間であることは同様である。続いて、
時間τ１が経過した時点で、判断ステップ（１０６）に
続くステップ（１０７）において、半導体スイッチＳ２
を非導通とする。この場合の非導通期間τ２は、導通期
間τ１と同程度の時間に設定してある。
【００１６】半導体スイッチＳ２を非導通としてから時
間τ２が経過すると、判断ステップ（１０８）に続くス
テップ（１０９）において、ステップ（１０１）からス
テップ（１０８）までの処理が、予め定めた所定回数だ
け実行されたかどうか判断する。実行回数が所定回数に
満たない場合は、判断ステップ（１０９）からステップ
（１０１）に戻り、これまでと同じ動作を繰り返すが、
実行回数が所定回数に達している場合は、続く判断ステ
ップ（１１０）においてフィルタ回路６の出力電圧Ｖｍ
をしきい判別する。
間τ２が経過すると、判断ステップ（１０８）に続くス
テップ（１０９）において、ステップ（１０１）からス
テップ（１０８）までの処理が、予め定めた所定回数だ
け実行されたかどうか判断する。実行回数が所定回数に
満たない場合は、判断ステップ（１０９）からステップ
（１０１）に戻り、これまでと同じ動作を繰り返すが、
実行回数が所定回数に達している場合は、続く判断ステ
ップ（１１０）においてフィルタ回路６の出力電圧Ｖｍ
をしきい判別する。
【００１７】この場合、半導体スイッチＳ１，Ｓ２がと
もに正常であれば、直流モータ２はτ１／（τ１＋τ
２）のデューティをもって断続的に所定回数通電される
ため、平滑出力電圧Ｖｍは、図３（Ａ）に示したように
定常駆動電圧にまで上昇しており、バッテリ電源３の出
力電圧にごく近い電圧で安定する。このため、判断ステ
ップ（１１０）において平滑出力電圧Ｖｍをしきい判別
したときに、しきい値電圧ＶｔｈをＶｍが上回っていれ
ば、半導体スイッチＳ１，Ｓ２はともに正常であると判
断することができる。これに対し、半導体スイッチＳ
１，Ｓ２のいずれか一方、例えばＳ２が故障している場
合は、直流モータ２はτ１／２（τ１＋τ２）のデュー
ティでしか断続的に通電されず、図３（Ｂ）に示したよ
うに、故障した半導体スイッチＳ２による通電が欠落す
る分、直流モータ２の印加電圧Ｖｄは上昇しない。この
ため、判断ステップ（１１０）において平滑出力電圧Ｖ
ｍをしきい判別したときに、しきい値電圧ＶｔｈをＶｍ
が上回ることはない。すなわち、Ｖｔｈ≦Ｖｍである。
従って、このときのしきい値判別結果に従い、マイクロ
プロセッサ１２は半導体スイッチＳ１，Ｓ２が正常であ
るか、或いは少なくとも一方に異常があるかを診断する
ことができる。
もに正常であれば、直流モータ２はτ１／（τ１＋τ
２）のデューティをもって断続的に所定回数通電される
ため、平滑出力電圧Ｖｍは、図３（Ａ）に示したように
定常駆動電圧にまで上昇しており、バッテリ電源３の出
力電圧にごく近い電圧で安定する。このため、判断ステ
ップ（１１０）において平滑出力電圧Ｖｍをしきい判別
したときに、しきい値電圧ＶｔｈをＶｍが上回っていれ
ば、半導体スイッチＳ１，Ｓ２はともに正常であると判
断することができる。これに対し、半導体スイッチＳ
１，Ｓ２のいずれか一方、例えばＳ２が故障している場
合は、直流モータ２はτ１／２（τ１＋τ２）のデュー
ティでしか断続的に通電されず、図３（Ｂ）に示したよ
うに、故障した半導体スイッチＳ２による通電が欠落す
る分、直流モータ２の印加電圧Ｖｄは上昇しない。この
ため、判断ステップ（１１０）において平滑出力電圧Ｖ
ｍをしきい判別したときに、しきい値電圧ＶｔｈをＶｍ
が上回ることはない。すなわち、Ｖｔｈ≦Ｖｍである。
従って、このときのしきい値判別結果に従い、マイクロ
プロセッサ１２は半導体スイッチＳ１，Ｓ２が正常であ
るか、或いは少なくとも一方に異常があるかを診断する
ことができる。
【００１８】このように、上記の通電制御装置１１は、
スイッチ回路４を構成する半導体スイッチＳ１，Ｓ２
を、それぞれ導通時に流れ込む突入電流が絶対最大定格
値まで上昇する時間よりも短い時間τ１だけ、一定の時
間間隔τ２を置いて時分割的に順次導通させ、所定の導
通回数に達した時点で直流モータ２の平滑出力電圧Ｖｍ
をしきい値判別し、しきい値以下である場合は半導体ス
イッチＳ１，Ｓ２の少なくとも一つが異常であると診断
するようにしたから、個々の半導体スイッチＳ１，Ｓ２
に対し過大な突入電流通電に伴うストレスを与えること
はなく、無理をさせずに故障診断することができる。従
って、例えば直流モータ２に印加する印可電圧Ｖｄが安
定するのに十分な時間を割り当て、静的に安定した条件
下で平滑出力電圧Ｖｍをしきい値判別する従来装置１の
ように、診断のつど半導体スイッチＳ１，Ｓ２に大電流
の突入電流が流れ込み、大電流によるストレスが回を増
すにつれて蓄積されたり、定常電流による温度上昇のス
トレス等が原因で故障率の上昇を招くといったことはな
く、しかも故障診断に要する時間は、直流モータ２の電
圧印加特性ならびにフィルタ回路６の時定数から決定さ
れ、複数の半導体スイッチＳ１，Ｓ２を時分割的に順次
導通させるため、必要最小限の回数だけ導通させること
で診断が可能であり、直流モータ２に印加する印可電圧
が安定するのに十分な時間を割り当てていた従来の方法
と異なり、短時間で診断を完了することができる。
スイッチ回路４を構成する半導体スイッチＳ１，Ｓ２
を、それぞれ導通時に流れ込む突入電流が絶対最大定格
値まで上昇する時間よりも短い時間τ１だけ、一定の時
間間隔τ２を置いて時分割的に順次導通させ、所定の導
通回数に達した時点で直流モータ２の平滑出力電圧Ｖｍ
をしきい値判別し、しきい値以下である場合は半導体ス
イッチＳ１，Ｓ２の少なくとも一つが異常であると診断
するようにしたから、個々の半導体スイッチＳ１，Ｓ２
に対し過大な突入電流通電に伴うストレスを与えること
はなく、無理をさせずに故障診断することができる。従
って、例えば直流モータ２に印加する印可電圧Ｖｄが安
定するのに十分な時間を割り当て、静的に安定した条件
下で平滑出力電圧Ｖｍをしきい値判別する従来装置１の
ように、診断のつど半導体スイッチＳ１，Ｓ２に大電流
の突入電流が流れ込み、大電流によるストレスが回を増
すにつれて蓄積されたり、定常電流による温度上昇のス
トレス等が原因で故障率の上昇を招くといったことはな
く、しかも故障診断に要する時間は、直流モータ２の電
圧印加特性ならびにフィルタ回路６の時定数から決定さ
れ、複数の半導体スイッチＳ１，Ｓ２を時分割的に順次
導通させるため、必要最小限の回数だけ導通させること
で診断が可能であり、直流モータ２に印加する印可電圧
が安定するのに十分な時間を割り当てていた従来の方法
と異なり、短時間で診断を完了することができる。
【００１９】なお、上記実施形態では、一対の半導体ス
イッチＳ１，Ｓ２で構成されたスイッチ回路４を用いた
場合を例にとったが、スイッチ回路４を構成する半導体
スイッチの数は３以上であってもよい。また、通電制御
対象は直流モータ２に限定されず、電動式アクチュエー
タの他の駆動源等の通電制御対象であってもよい。
イッチＳ１，Ｓ２で構成されたスイッチ回路４を用いた
場合を例にとったが、スイッチ回路４を構成する半導体
スイッチの数は３以上であってもよい。また、通電制御
対象は直流モータ２に限定されず、電動式アクチュエー
タの他の駆動源等の通電制御対象であってもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スイッチ回路を構成する半導体スイッチを、それぞれ導
通時に流れ込む突入電流が絶対最大定格値まで上昇する
時間よりも短い時間だけ、一定の時間間隔を置いて時分
割的に順次導通させ、所定の導通回数に達した時点で制
御対象の印加電圧をしきい値判別し、しきい値以下であ
る場合は半導体スイッチの少なくとも一つが異常である
と診断するようにしたから、個々の半導体スイッチに対
し過大な突入電流通電に伴うストレスを与えることはな
く、無理をさせずに故障診断することができ、従って制
御対象に印加する印可電圧が安定するのに十分な時間を
割り当て、静的に安定した条件下で印加電圧をしきい値
判別する従来の装置のように、診断のつど半導体スイッ
チに大電流の突入電流が流れ込み、大電流によるストレ
スが回を増すにつれて蓄積されたり、定常電流による温
度上昇のストレス等が原因で故障率の上昇を招くといっ
たことはなく、しかも故障診断に要する時間は、制御対
象の電圧印加特性ならびにフィルタ回路の時定数から決
定され、複数の半導体を時分割的に順次導通させるた
め、必要最小限の回数だけ導通させることで診断が可能
であり、制御対象に印加する印可電圧が安定するのに十
分な時間を割り当てていた従来の方法と異なり、短時間
で診断を完了することができる等の優れた効果を奏す
る。
スイッチ回路を構成する半導体スイッチを、それぞれ導
通時に流れ込む突入電流が絶対最大定格値まで上昇する
時間よりも短い時間だけ、一定の時間間隔を置いて時分
割的に順次導通させ、所定の導通回数に達した時点で制
御対象の印加電圧をしきい値判別し、しきい値以下であ
る場合は半導体スイッチの少なくとも一つが異常である
と診断するようにしたから、個々の半導体スイッチに対
し過大な突入電流通電に伴うストレスを与えることはな
く、無理をさせずに故障診断することができ、従って制
御対象に印加する印可電圧が安定するのに十分な時間を
割り当て、静的に安定した条件下で印加電圧をしきい値
判別する従来の装置のように、診断のつど半導体スイッ
チに大電流の突入電流が流れ込み、大電流によるストレ
スが回を増すにつれて蓄積されたり、定常電流による温
度上昇のストレス等が原因で故障率の上昇を招くといっ
たことはなく、しかも故障診断に要する時間は、制御対
象の電圧印加特性ならびにフィルタ回路の時定数から決
定され、複数の半導体を時分割的に順次導通させるた
め、必要最小限の回数だけ導通させることで診断が可能
であり、制御対象に印加する印可電圧が安定するのに十
分な時間を割り当てていた従来の方法と異なり、短時間
で診断を完了することができる等の優れた効果を奏す
る。
【図１】本発明の通電制御装置を適用したモータ駆動装
置の一実施形態を示す概略回路構成図である。
置の一実施形態を示す概略回路構成図である。
【図２】図１に示したマイクロプロセッサによる故障診
断動作を説明するためのフローチャートである。
断動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ正常時と故障時の
図１に示したモータ駆動装置の回路各部の信号波形図で
ある。
図１に示したモータ駆動装置の回路各部の信号波形図で
ある。
【図４】従来の通電制御装置を適用したモータ駆動装置
の一例を示す概略回路構成図である。
の一例を示す概略回路構成図である。
【図５】図４に示したマイクロプロセッサによる故障診
断動作を説明するためのフローチャートである。
断動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ正常時と故障時の
図４に示したモータ駆動装置の回路各部の信号波形図で
ある。
図４に示したモータ駆動装置の回路各部の信号波形図で
ある。
【符号の説明】 ２ 直流モータ（制御対象） ３ バッテリ電源 ４ スイッチ回路 ６ フィルタ回路 １１ 通電制御装置 １２ マイクロプロセッサ Ｓ１，Ｓ２ 半導体スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02H 7/12 H03K 17/00 H03M 3/155 G05F 1/10 G05F 1/56
Claims (2)
- 【請求項１】 モーターと該モーターに電力を供給する
電源の間に接続され、複数個並列に接続された半導体ス
イッチをそれぞれオンまたはオフにして前記モーターに
供給する電力を制御する駆動回路と、 前記モーターに印加される電圧を平滑して検出するフィ
ルタ回路と、 前記スイッチ回路の各半導体スイッチを個々に導通制御
するとともに、診断モード時には前記複数の半導体スイ
ッチを導通時に流れ込む突入電流が絶対最大定格値まで
上昇する時間よりも短い時間だけ、一定の時間間隔を置
いて時分割的に順次導通させ、所定の導通回数に達した
時点で前記フィルタ回路の出力をしきい値判別し、しき
い値以下である場合は前記複数の半導体スイッチの少な
くとも一つが異常であると診断するマイクロプロセッサ
とを具備することを特徴とする通電制御装置。 - 【請求項２】 モーターと該モーターに電力を供給する
電源の間に接続され、複数個並列に接続された半導体ス
イッチをそれぞれオンまたはオフにして前記モーターに
供給する電力を制御する駆動回路を有する通電制御装置
において、 前記半導体スイッチを 個々に導通制御するとともに前記
モーターに印加される電圧を平滑して検出する通電制御
装置の自己診断方法であって、 前記複数の半導体スイッチを導通時に流れ込む突入電流
が絶対最大定格値まで上昇する時間よりも短い時間だ
け、一定の時間間隔を置いて時分割的に順次導通させ、
所定の導通回数に達した時点で前記平滑検出した電圧を
しきい値判別し、しきい値以下である場合は前記複数の
半導体スイッチの少なくとも一つが異常であると診断す
ることを特徴とする通電制御装置の自己診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27881797A JP3339383B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 通電制御装置及びその自己診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27881797A JP3339383B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 通電制御装置及びその自己診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11122805A JPH11122805A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3339383B2 true JP3339383B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=17602574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27881797A Expired - Fee Related JP3339383B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 通電制御装置及びその自己診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3339383B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10115869B4 (de) * | 2001-03-30 | 2009-12-17 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Vorrichtung zum Schutz einer Endstufenschaltung |
| JP4967433B2 (ja) * | 2006-04-19 | 2012-07-04 | 横河電機株式会社 | スイッチ故障検出回路 |
| KR100851147B1 (ko) | 2006-12-14 | 2008-08-08 | 현대자동차주식회사 | 스마트 정션박스를 이용한 이중 전원시스템 및 그의 라인쇼트 감지방법 |
| EP2196887B1 (de) * | 2008-12-04 | 2016-04-20 | Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Treiben einer Last |
| JP5195897B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2013-05-15 | 株式会社デンソー | 電気負荷駆動装置 |
| JP5195896B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2013-05-15 | 株式会社デンソー | 電気負荷駆動装置 |
| JP6788060B2 (ja) | 2019-03-29 | 2020-11-18 | 住友電装株式会社 | 給電制御装置、開放検知方法及びコンピュータプログラム |
| KR20220162374A (ko) * | 2021-06-01 | 2022-12-08 | 삼성전자주식회사 | 반도체 부품의 결함 검출을 위한 전자 장치 및 이의 제어 방법 |
-
1997
- 1997-10-13 JP JP27881797A patent/JP3339383B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11122805A (ja) | 1999-04-30 |
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