JP3684940B2 - 異常検出システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車の駆動用等として使用されるモータ等の制御対象機器に対して、駆動回路を介して電流が与えられるようになった制御系におけるセンサ等の検出器の異常を検出する異常検出システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車の駆動源として使用されるモータは、通常、三相式になっており、特開平11−32499号公報に開示されているように、PMW(パルス振幅変調)方式の三相インバータによって、モーターの回転数、トルク等が一定になるようにフィードバック制御が実施される。このような制御系においては、制御系を構成する各種センサ等の検出手段、制御装置の異常を検出する異常検出システムが設けられている。
【0003】
図2は、従来の異常検出システムの一例を示すブロック図である。この異常検出システムは、モータ41は、三相インバータ42から出力されるU相、V相、W相の各モータ電流によって制御される制御系に設けられている。この制御系では、三相インバータ42は、制御装置(CPU)43によって制御されている。
【0004】
三相インバータ42から出力されてモータ41に与えられるU相、V相、W相の各モータ電流は、各電流センサ44によってそれぞれ検出されるようになっている。また、モータ41には、モータ41の出力軸の回転位置を検出する位置センサ47が設けられており、この位置センサ47によってモータ41の位置情報および回転数が検出される。
【0005】
制御装置43は、三相インバータ42から出力される各モータ電流に対する3つの制御信号をそれぞれ出力するようになっており、各電流センサ44の検出結果、モータ41に設けられた位置センサ47の検出結果に基づいて、モータ41の回転数またはトルクが一定になるように、各モータ電流をフィードバック制御するようになっている。三相インバータ42は、制御装置43から出力される制御信号に基づいて、U相、V相、W相に対応した高圧の各モータ電流がそれぞれ出力される。
【0006】
異常検出システムでは、制御装置43から出力される3つの制御信号が、出力異常検出装置45に与えられており、出力異常検出装置45によって、各制御信号の出力に異常が発生しているかが検出される。出力異常検出装置45は、制御装置43から出力されるいずれかの制御信号に異常が発生している場合には、その異常を示す信号が、制御装置故障表示装置51に出力される。
【0007】
また、三相インバータ42から出力される各モータ電流を検出する各電流センサ44の出力は、電流センサ異常検出装置46に与えられている。電流センサ異常検出装置46は、各電流センサ44のいずれかに異常が発生している場合に、電流センサ故障表示装置53に所定の信号を出力するようになっている。
【0008】
さらに、モータ41に設けられた位置センサ47の出力は、位置センサ異常検出装置48に与えられており、位置センサ47の出力に異常が発生した場合には、位置センサ異常検出装置48から位置センサ47に異常が発生したことを示す所定の信号が、位置センサ故障表示装置54に出力されるようになっている。
【0009】
前述した三相インバータ42は、過電流が発生した際に、その過電流が発生したことを示す過電流信号が出力されるようになっている。三相インバータ42から出力される過電流信号は、三相インバータ42に過電流が発生したことを表示する過電流表示装置52に与えられており、過電流表示装置52は、過電流信号によって、三相インバータ42に過電流が発生していることを表示する。
【0010】
このような構成の異常検出システムは、次のように動作する。制御装置43から出力される各制御信号は、三相インバータ42に与えられており、三相インバータ42は、各制御信号に基づいて、U相、V相、W相の各モータ電流をモータ41に出力する。これにより、モータ41は、所定の回転数またはトルクになるように制御される。
【0011】
このような制御の間において、例えば、制御装置43から出力されるいずれかの制御信号に異常が発生すると、出力異常検出装置45から異常信号が制御装置故障表示装置51に出力される。これにより、制御装置故障表示装置51は、制御装置43に故障が発生していることを表示する。
【0012】
この場合、制御装置43から出力される制御信号の異常により、三相インバータ42には過電流が発生するために、三相インバータ42からは過電流信号が発せられ、その過電流信号が、過電流表示装置52に出力される。これにより、過電流表示装置52は、三相インバータ42に過電流が発生していることを表示する。
【0013】
同様に、三相インバータ42から出力される各モータ電流を検出する各電流センサ44に異常が発生したことが、電流センサ異常検出装置46によって検出された場合にも、電流センサ故障表示装置53にて電流センサ44の故障が表示され、また、モータ41に設けられた位置センサ47に異常が発生していることが、位置センサ異常検出装置48によって検出された場合にも、位置センサ故障表示装置54にて位置センサ47の故障が表示される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
このような異常検出システムでは、制御装置43に異常が発生して、出力される制御信号が異常になった場合には、三相インバータ42に過電流が発生することになり、これにより、過電流表示装置52には、三相インバータ42に過電流が発生していることが表示されることになる。この場合、制御装置43から出力される制御信号の異常が短時間であっても、制御系の異常によって、三相インバータ42には過電流が発生することになる。
【0015】
これに対して、制御装置43の異常を検出する出力異常検出装置45では、制御装置43から出力される制御信号に異常が発生したことの検出が短時間である場合には、ノイズ等の影響によって異常信号が発生したものであって制御装置43自体は故障していないものとして、出力異常検出装置45からは、異常信号は出力されないようになっている。
【0016】
このために、このような状況においては、過電流表示装置52は、過電流が発生していることを表示するのに対して、制御装置故障表示装置51は、制御装置43の故障を表示しないことになる。
【0017】
同様に、各電流センサ44および位置センサ47から、短時間の異常信号が出力された場合にも、三相インバータ42に発生する過電流によって、過電流表示装置52に過電流の発生が表示されるのに対して、電流センサ故障表示装置53および位置センサ故障表示装置54には、電流センサ44の故障および位置センサ47の故障は、それぞれ表示されないことになる。
【0018】
このようにして、過電流表示装置52にて過電流の発生のみが表示されると、三相インバータ42に過電流が発生して故障したものと認識されることになり、三相インバータ42が修理されることになる。しかしながら、この場合には、根本の故障原因は、三相インバータ42以外にあるにもかかわらず、三相インバータ42の修理、交換等が実施されることになり、同様の事態が繰り返されるおそれがある。
【0019】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、駆動回路による制御対象機器を制御する際に、各種情報を検出する検出手段、制御装置等の異常を駆動回路に悪影響を与えないノイズと区別して検出することができる異常検出システムを提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明の異常検出システムは、制御対象機器に対する電流が駆動回路を介して出力されており、駆動回路に関する情報、または制御対象機器に対する情報を検出する検出手段の出力に基づいて、制御対象機器に対する電流が、制御装置によって制御されるようになった制御系における異常検出システムであって、
前記駆動回路における過電流の発生が検出されている間に、前記検出手段の異常または制御装置の異常が検出された場合に、その検出手段または制御装置が異常であると判定することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の異常検出システムの実施の形態の一例を示すブロック図である。本発明の異常検出システムは、電気自動車の駆動源として使用される三相式のモーター11の制御系に設けられている。
【0022】
三相式のモーター11は、PWM(パルス振幅変調)方式の三相インバータ12から出力されるU相、V相、W相の各モーター電流によって制御されるようになっており、三相インバータ12は、制御装置(CPU)13によって制御されている。
【0023】
三相インバータ12から出力されてモータ11に与えられるU相、V相、W相の各モータ電流は、各電流センサ14によってそれぞれ検出されるようになっている。また、モータ11には、モータ11の出力軸の回転位置を検出する位置センサ17が設けられており、この位置センサ17によってモータ11の位置情報および回転数が検出される。
【0024】
制御装置13は、三相インバータ12から出力される各モータ電流に対する3つの制御信号をそれぞれ出力するようになっており、各電流センサ14の検出結果、モータ11に設けられた位置センサ17の検出結果に基づいて、モータ11の回転数またはトルクが一定になるように、各モータ電流をフィードバック制御するように構成されている。三相インバータ12は、制御装置13から出力される制御信号に基づいて、U相、V相、W相に対応した高圧の各モータ電流がそれぞれ出力される。
【0025】
本発明の異常検出システムでは、制御装置13から出力される3つの制御信号が、出力異常検出装置15に与えられており、出力異常検出装置15によって、各制御信号の出力に異常が発生しているかが検出される。出力異常検出装置15は、いずれかの制御信号が異常状態になっている場合には、制御装置15の異常を示す信号を第1ANDゲート21に出力するようになっている。
【0026】
また、三相インバータ12から出力されてモータ11に与えられるU相、V相、W相の各モータ電流をそれぞれ検出する各電流センサ14の出力は、電流センサー異常検出回路16に与えられている。電流センサ異常検出回路16は、各電流センサ14のいずれかに異常が発生する場合に、第2ANDゲート22に対して電流センサの異常を示す所定の信号を出力するようになっている。
【0027】
さらに、モータ11に設けられた位置センサ17の出力は、位置センサ異常検出装置18に与えられている。位置センサ異常検出装置18は、位置センサー17の出力に異常が発生する場合に、第3ANDゲート23に対して、位置センサ17に異常が発生したことを示す所定の信号を出力するようになっている。
【0028】
前述した三相インバータ12は、過電流が発生した際に、その過電流が発生したことを示す過電流信号が出力されるようになっている。三相インバータ12から出力される過電流信号は、三相インバータ12に過電流が発生したことを示す過電流表示装置32に与えられており、過電流表示装置32に三相インバータ12に過電流が発生していることが表示される。
【0029】
また、三相インバータ12から発せられる過電流信号は、第1ANDゲート21、第2ANDゲート22、第3ANDゲート23にそれぞれ与えられている。そして、第1ANDゲート21の出力が、制御装置13の故障を表示する制御装置故障表示装置31に与えられており、第2ANDゲート22の出力が、電流センサ14の故障を表示する電流センサ故障表示装置33に与えられている。そして、第3ANDゲート23の出力が、位置センサ17の故障を表示する位置センサ故障表示装置34に与えられている。
【0030】
このような構成の異常検出システムは、次のように動作する。制御装置13から出力される各モータ電流の制御信号は、三相インバータ12に与えられており、三相インバータ12は、各制御信号に基づいて、U相、V相、W相の各モータ電流をモータ11に出力する。これにより、モータ11は、所定の回転数またはトルクになるように制御される。
【0031】
このような制御の間において、例えば、制御装置13から出力されるいずれかの制御信号に異常が発生すると、その制御信号の異常により、三相インバータ12には過電流が発生する。この場合、制御装置13から出力される制御信号の異常が短時間であっても、三相インバータ12には過電流が発生することになる。これにより、三相インバータ12には過電流信号が発せられ、発せられた過電流信号が、過電流表示装置32に出力されるとともに、第1ANDゲート21に出力される。
【0032】
また、出力異常検出装置15は、制御装置13から制御信号が出力されると、第1ANDゲート21に対して、制御装置13に異常が発生していることを示す信号が出力される。
【0033】
三相インバータ12に過電流が発生することによって、過電流信号が過電流表示装置32に発せられると、過電流表示装置32は、三相インバータ12に過電流が発生していることを表示する。また、第1ANDゲート21は、出力異常検出装置15から発せられる信号と、過電流信号とが入力されることにより、制御装置異常表示装置31に対して所定の信号を出力する。これにより、制御装置故障表示装置31は、制御装置13に故障が発生していることを表示する。
【0034】
このように、制御装置13から出力される制御信号に異常が発生した場合に、出力異常検出装置15から異常信号が出力されるために、過電流表示装置32による過電流の発生の表示とともに、制御装置故障表示装置31による制御装置13の異常が表示される。
【0035】
これにより、三相インバータ12に発生した過電流が、制御装置13から出力される制御信号の異常に基づくものであることが確認され、制御装置13に異常が発生していることが確実に認識されることになり、異常の発生している制御装置13の修理等が実施されることになる。
【0036】
しかも、三相インバータ12に過電流を流させるような異常であれば、短時間でも検出すべきものであり、制御装置13の異常としても何ら差し支えない。
【0037】
他方、制御装置13の出力信号に短時間のノイズが乗って出力異常検出装置15がそれを検出しても、そのノイズが三相インバータ12に過電流を生じさせるようなものでなければ、三相インバータ12からは、過電流信号は出力されない。このために、第1ANDゲート21から信号は出力されず、制御装置故障表示装置31による制御装置31の故障の表示は行われない。
【0038】
このように、出力異常検出装置15の検出感度が十分に高く、短時間のノイズ等も検出される構成であっても、ノイズと制御装置13の異常とを区別して表示することができる。
【0039】
同様に、各電流センサ14からの出力信号に対して異常が発生していることが、電流センサ異常検出装置16によって検出された場合にも、三相インバータ12に発生した過電流による過電流信号と、電流センサ異常検出装置16からの出力とによって、電流センサ故障表示装置33は、電流センサ14の故障を表示する。そして、この場合も、過電流表示装置32は、三相インバータ12に過電流が発生していることを表示する。これに対して、電流センサ異常検出装置16によって異常が検出されても、三相インバータ12からか電流信号が発生させない場合には、電流センサ故障表示装置33による故障の表示は行われない。
【0040】
さらには、モーター11に設けられた位置センサ17の出力に異常が発生していることが、位置センサ異常検出装置18によって検出された場合にも、三相インバータ12に発生した過電流による過電流信号と、位置センサ異常検出装置18からの出力とによって、位置センサ故障表示装置34は、位置センサ17の故障を表示する。そして、この場合も、過電流表示装置32は、三相インバータ12に過電流が発生していることを表示する。これに対して、位置センサ異常検出装置18によって異常が検出されても、三相インバータ12からか電流信号が発生させない場合には、位置センサ故障表示装置34による故障の表示は行われない。
【0041】
なお、上記実施の形態では、制御対象としてモータ11について説明したが、制御対象がモータ以外の各種のものであってもよい。
【0042】
【発明の効果】
本発明の異常検出システムは、このように、駆動回路における過電流の発生が検出されている間に、検出手段の異常が検出された場合に検出手段が異常であると判定し、駆動回路における過電流の発生が検出されている間に、制御装置の異常が検出された場合に制御装置が異常であると判定するようになっているために、ノイズ等の影響を排除して、検出手段等の異常を正確に検出することができ、信頼性が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の異常検出システムの実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図2】従来の異常検出システムの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11 モータ
12 三相インバータ
13 制御装置
14 電流センサ
15 出力異常検出装置
16 電流センサ異常検出装置
17 位置センサ
18 位置センサ異常検出装置
21 第1ANDゲート
22 第2ANDゲート
23 第3ANDゲート
31 制御装置故障表示装置
32 過電流表示装置
33 電流センサ故障表示装置
34 位置センサ故障表示装置
Claims (1)
- 制御対象機器に対する電流が駆動回路を介して出力されており、駆動回路に関する情報、または制御対象機器に対する情報を検出する検出手段の出力に基づいて、制御対象機器に対する電流が、制御装置によって制御されるようになった制御系における異常検出システムであって、
前記駆動回路における過電流の発生が検出されている間に、前記検出手段の異常が検出された場合に同検出手段が異常であると判定し、
前記駆動回路における過電流の発生が検出されている間に、前記制御装置の異常が検出された場合に同制御装置が異常であると判定することを特徴とする異常検出システム。
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Family Applications (1)
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JP28344199A Expired - Lifetime JP3684940B2 (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 異常検出システム |
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