CN114342244A - 驱动装置 - Google Patents

驱动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114342244A
CN114342244A CN202080060648.1A CN202080060648A CN114342244A CN 114342244 A CN114342244 A CN 114342244A CN 202080060648 A CN202080060648 A CN 202080060648A CN 114342244 A CN114342244 A CN 114342244A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
circuit
upstream
current
downstream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080060648.1A
Other languages
English (en)
Inventor
小田康太
加藤雅幸
泽田凌兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, AutoNetworks Technologies Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Publication of CN114342244A publication Critical patent/CN114342244A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009Devices or circuits for detecting current in a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/26Devices for sensing voltage, or actuated thereby, e.g. overvoltage protection devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/27Devices for sensing current, or actuated thereby
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/027Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an over-current
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/06Modifications for ensuring a fully conducting state
    • H03K17/063Modifications for ensuring a fully conducting state in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/06Machines characterised by the presence of fail safe, back up, redundant or other similar emergency arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582Buck-boost converters

Abstract

驱动装置(10)将电动机(12)作为负载进行驱动。在流经电动机(12)的电流的第一电流路径中,在电动机(12)的上游侧配置有第一上游开关(20u),在电动机(12)的下游侧配置有第一下游开关(20d)。在流经电动机(12)的电流的第二电流路径中,在电动机(12)的上游侧配置有第二上游开关(21u),在电动机(12)的下游侧配置有第二下游开关(21d)。在电流流通于第一电流路径的情况下流过电动机(12)的电流的方向与在电流流通于第二电流路径的情况下流过电动机(12)的电流方向不同。第一上游驱动电路(24u)在流经第一上游开关(20u)的电流达到电流阈值以上的情况下,经由第一上游开关(20u)停止电流的流通。

Description

驱动装置
技术领域
本公开涉及驱动装置。
本申请要求基于2019年8月30日提出申请的日本申请第2019-158596号的优先权,并引用所述日本申请所记载的所有记载内容。
背景技术
在专利文献1中公开了对向正反方向旋转的电动机进行驱动的车辆用驱动装置。在该驱动装置中,在从直流电源流经电动机的电流的第一电流路径中,在电动机的上游侧配置有第一上游开关,在电动机的下游侧配置有第一下游开关。而且,在从直流电源流经电动机的电流的第二电流路径中,在电动机的上游侧配置有第二上游开关,在电动机的下游侧配置有第二下游开关。在电流流通于第一电流路径的情况下流过电动机的电流的方向与在电流流通于第二电流路径的情况下流过电动机的电流的方向不同。
将第一上游开关和第一下游开关切换为接通,将第二上游开关和第二下游开关切换为断开。由此,电流流过第一电流路径,电动机向正方向旋转。将第一上游开关和第一下游开关切换为断开,将第二上游开关和第二下游开关切换为接通。由此,电流流过第二电流路径,电动机向反方向旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-213234号公报
发明内容
本公开的一个方式所涉及的驱动装置对负载进行驱动,其中,具备:第一上游开关,在流经所述负载的电流的第一电流路径中,配置于所述负载的上游侧;第一下游开关,在所述第一电流路径中,配置于所述负载的下游侧;第二上游开关,在流经所述负载的电流的第二电流路径中,配置于所述负载的上游侧;第二下游开关,在所述第二电流路径中,配置于所述负载的下游侧;电流检测电路,检测流经所述第一上游开关的电流;及停止电路,在所述电流检测电路检测出的电流达到电流阈值以上的情况下,停止经由所述第一上游开关的电流的流通,在电流流通于所述第一电流路径的情况下流过所述负载的电流的方向与在电流流通于所述第二电流路径的情况下流过所述负载的电流的方向不同。
附图说明
图1是表示实施方式1中的电源系统的主要部分结构的框图。
图2是表示微机的主要部分结构的框图。
图3是表示电动机驱动处理的过程的流程图。
图4是表示电动机驱动处理的过程的流程图。
图5是表示电动机停止处理的过程的流程图。
图6是表示未发生故障的情况下的驱动装置的动作的时序图。
图7是表示第一上游开关的两端短路的情况下的驱动装置的动作的时序图。
图8是表示第一下游开关的两端短路的情况下的驱动装置的动作的时序图。
图9是表示开路诊断处理的过程的流程图。
图10是表示实施方式2中的开路诊断处理的过程的流程图。
图11是表示第一下游开关开路的情况下的驱动装置的动作的时序图。
图12是表示第二上游开关开路的情况下的驱动装置的动作的时序图。
图13是表示实施方式3中的电源系统的主要部分结构的框图。
图14是表示微机的主要部分结构的框图。
图15是表示开路诊断处理的过程的流程图。
图16是表示实施方式4中的电源系统的主要部分结构的框图。
图17是第一上游驱动电路的电路图。
图18是表示实施方式5中的电源系统的主要部分结构的框图。
图19是表示电动机驱动处理的过程的流程图。
图20是表示实施方式6中的第一电流检测电路的主要部分结构的框图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
在如专利文献1所记载的现有的驱动装置中,在第一上游开关和第二下游开关接通的情况下,直流电源短路,流过大的电流。在长时间持续流过大的电流的情况下,可能引起各种问题。
作为将如专利文献1那样配置的第一上游开关、第一下游开关、第二上游开关和第二下游开关切换为接通或断开的结构之一,考虑四个驱动电路分别将第一上游开关、第一下游开关、第二上游开关和第二下游开关切换为接通或断开的结构。在该结构中,微型计算机(以下称为微机)向各驱动电路指示接通或断开的切换。在该情况下,由于微机进行各种处理,因此微机向各驱动电路指示接通或断开的定时有可能从适当的定时延迟。
在该情况下,对于第一上游开关、第一下游开关、第二上游开关和第二下游开关中的每一个,向接通或断开切换的定时从适当的定时延迟。结果是,存在进行第一上游开关和第二下游开关成为接通的错误的切换,从而长时间流过大的电流的可能。
因此,目的在于提供一种即使在进行了错误的切换的情况下,也不会长时间流过大的电流的驱动装置。
[本公开的效果]
根据本公开,即使在进行了错误的切换的情况下,也不会长时间流过大的电流。
[本公开的实施方式的说明]
首先列举本公开的实施方式来进行说明。可以任意地组合以下所述的实施方式的至少一部分。
(1)本公开的一个方式所涉及的驱动装置对负载进行驱动,其中,具备:第一上游开关,在流经所述负载的电流的第一电流路径中,配置于所述负载的上游侧;第一下游开关,在所述第一电流路径中,配置于所述负载的下游侧;第二上游开关,在流经所述负载的电流的第二电流路径中,配置于所述负载的上游侧;第二下游开关,在所述第二电流路径中,配置于所述负载的下游侧;电流检测电路,检测流经所述第一上游开关的电流;及停止电路,在所述电流检测电路检测出的电流达到电流阈值以上的情况下,停止经由所述第一上游开关的电流的流通,在电流流通于所述第一电流路径的情况下流过所述负载的电流的方向与在电流流通于所述第二电流路径的情况下流过所述负载的电流的方向不同。
在上述的一个方式中,在进行了第一上游开关和第二下游开关成为接通的错误的切换的情况下,经由第一上游开关流过大的电流。此时,由于流过第一上游开关的电流达到电流阈值以上,因此立即停止经由第一上游开关的电流的流通。因此,不会经由第一上游开关长时间流过大的电流。
(2)本公开的一个方式所涉及的驱动装置具备:第二电流检测电路,检测流经所述第二上游开关的电流;及第二停止电路,在所述第二电流检测电路检测出的电流达到第二电流阈值以上的情况下,停止经由所述第二上游开关的电流的流通。
在上述的一个方式中,在进行了第二上游开关和第一下游开关成为接通的错误的切换的情况下,大的电流流过第二上游开关。此时,由于流过第二上游开关的电流达到第二电流阈值以上,因此立即停止经由第二上游开关的电流的流通。因此,经由第二上游开关,也不会长时间流过大的电流。
(3)在本公开的一个方式所涉及的驱动装置中,所述停止电路和第二停止电路分别将所述第一上游开关和第二上游开关切换为断开。
在上述的一个方式中,通过将第一上游开关或第二上游开关切换为断开来停止经由第一上游开关或第二上游开关的电流的流通。
(4)本公开的一个方式所涉及的驱动装置具备:串联电路,将第一电阻、第二电阻和电路开关串联连接,所述第一电阻和第二电阻之间的连接节点与所述负载、第一下游开关和第二上游开关之间的连接节点连接,在所述串联电路施加有恒定电压;电压检测电路,检测所述第一电阻和第二电阻之间的连接节点的电压;及处理部,执行处理,所述处理部执行如下处理:将所述电路开关切换为接通或断开,基于在指示所述第一上游开关、第一下游开关、第二上游开关及第二下游开关向断开的切换的断开指示状态下所述电压检测电路检测出的电压,来检测驱动所述负载的电路的故障。
在上述的一个方式中,在第一上游开关、第一下游开关、第二上游开关和第二下游开关为断开的情况下,当电路开关为接通时,电压检测电路检测出第一电阻和第二电阻分压后的电压。在第一上游开关、第一下游开关、第二上游开关和第二下游开关为断开的情况下,当电路开关为断开时,电压检测电路检测出0V或施加于串联电路的恒定电压。在指示第一上游开关、第一下游开关、第二上游开关及第二下游开关向断开的切换的断开指示状态下电压检测电路检测出的电压为异常的电压的情况下,检测到驱动负载的电路的故障。
(5)在本公开的一个方式所涉及的驱动装置中,所述电路开关配置于所述第一电阻或第二电阻的上游侧,所述电压检测电路连接的连接节点位于所述电路开关的下游侧,所述处理部执行如下处理:将所述电路开关切换为断开,在所述断开指示状态下所述电压检测电路检测出的电压为规定电压以上的情况下,检测到驱动所述负载的电路的故障,所述规定电压高于0V。
在上述的一个方式中,在第一上游开关、第一下游开关、第二上游开关和第二下游开关为断开的情况下,当电路开关为断开时,电压检测电路检测出0V。在断开指示状态下电路开关为断开的情况下电压检测电路检测出的电压为规定电压以上时,检测到驱动负载的电路的故障。
(6)在本公开的一个方式所涉及的驱动装置中,所述处理部执行如下处理:将所述电路开关切换为接通,在所述断开指示状态下所述电压检测电路检测出的电压小于第二规定电压的情况下,检测到驱动所述负载的电路的故障,所述第二规定电压为通过所述第一电阻和第二电阻对所述恒定电压进行分压而得到的电压以下。
在上述的一个方式中,如上所述,在第一上游开关、第一下游开关、第二上游开关和第二下游开关为断开的情况下,当电路开关为接通时,电压检测电路检测出第一电阻和第二电阻分压后的电压。因此,通常电压检测电路检测出的电压为第二规定电压以上。在断开指示状态下电路开关为接通的情况下电压检测电路检测出的电压小于第二规定电压时,检测到驱动负载的电路的故障。
(7)在本公开的一个方式所涉及的驱动装置中,所述处理部执行如下处理:基于在指示所述第一上游开关和第一下游开关向接通的切换、且指示所述第二上游开关和第二下游开关向断开的切换的状态下所述电路开关为断开的情况,或者指示所述第二上游开关和第二下游开关向接通的切换、且指示所述第一上游开关和第一下游开关向断开的切换的状态下所述电路开关为断开的情况下,所述电压检测电路检测出的电压,来检测驱动所述负载的电路的故障。
在上述的一个方式中,在第一上游开关和第一下游开关为接通、且第二上游开关和第二下游开关为断开的状态下电路开关为断开的情况下,电压检测电路检测出低的电压。因此,在指示第一上游开关和第一下游开关向接通的切换、且指示第二上游开关和第二下游开关向断开的切换的状态下电路开关为断开的情况下,当电压检测电路检测出的电压高时,检测到驱动负载的电路的故障。
在第二上游开关和第二下游开关为接通、且第一上游开关和第一下游开关为断开的状态下电路开关为断开的情况下,电压检测电路检测出高的电压。因此,在指示第二上游开关和第二下游开关向接通的切换、且指示第一上游开关和第一下游开关向断开的切换的状态下电路开关为断开的情况下,当电压检测电路检测出的电压低时,检测到驱动负载的电路的故障。
(8)本公开的一个方式所涉及的驱动装置具备执行处理的处理部,所述处理部执行如下处理:在指示所述第一上游开关和第一下游开关向接通的切换的状态下所述电流检测电路检测出的电流小于规定电流的情况下,检测到驱动所述负载的电路的故障。
在上述的一个方式中,在尽管指示第一上游开关和第一下游开关向接通的切换,但流过第一电流路径的电流小的情况下,检测到驱动负载的电路的故障。
(9)本公开的一个方式所涉及的驱动装置具备执行处理的处理部,所述负载是电动机,所述处理部执行如下处理:在指示所述第一上游开关和第一下游开关向接通的切换、或指示所述第二上游开关和第二下游开关向接通的切换的状态下,取得与所述电动机的旋转相关的旋转信息,基于所取得的旋转信息来判定所述负载是否正在旋转,在判定为所述负载未旋转的情况下,检测到驱动所述负载的电路的故障。
在上述的一个方式中,在第一上游开关和第一下游开关为接通、或第二上游开关和第二下游开关为接通的情况下,电动机旋转。在尽管指示第一上游开关和第一下游开关向接通的切换、或指示第二上游开关和第二下游开关向接通的切换,但电动机未旋转的情况下,检测到驱动负载的电路的故障。
[本公开的实施方式的详细内容]
下面,参照附图对本公开的实施方式所涉及的电源系统的具体例进行说明。另外,本发明并不限于这些例示,而是由发明要求保护的范围示出,并旨在包括与发明要求保护的范围等同的含义和范围内的全部变更。
(实施方式1)
<电源系统的结构>
图1是表示实施方式1中的电源系统1的主要部分结构的框图。电源系统1优选搭载于车辆,具备驱动装置10、电池11及电动机12。在驱动装置10分别连接有电池11的正极和电动机12的两端。驱动装置10和电池11的负极被接地。
驱动装置10控制从电池11向电动机12的电力供给,并且控制流过电动机12的电流的方向。在电力供给到电动机12的情况下,电动机12旋转。电动机12的旋转具体地意味着电动机12所具有的转子的旋转。电动机12例如对车辆的车窗进行开闭。驱动装置10驱动电动机12。电动机12是驱动装置10驱动的负载之一。
驱动装置10向电动机12供给电力,并将流过电动机12的电流的方向控制为第一电流方向、例如图1的下方向。此时,电动机12向正方向旋转,例如窗户被打开。驱动装置10向电动机12供给电力,并将流过电动机12的电流的方向控制为第二电流方向、例如图1的上方向。此时,电动机12向反方向旋转,例如车窗被关闭。驱动装置10停止向电动机12的电力供给。由此,电动机12停止动作。
<驱动装置10的结构>
驱动装置10具有第一上游开关20u、第一下游开关20d、第二上游开关21u、第二下游开关21d、分流电阻22a、22b、负载电阻23、第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u、第二下游驱动电路25d、第一电流检测电路26a、第二电流检测电路26b、微机27、诊断开关28、诊断电阻29、30及电压检测电路31。第一上游开关20u、第一下游开关20d、第二上游开关21u及第二下游开关21d是N沟道型的FET(Field EffectTransistor:场效应晶体管)。
第一上游开关20u的漏极与电池11的正极连接。第一上游开关20u的源极与分流电阻22a的一端连接。分流电阻22a的另一端与电动机12及负载电阻23的一端连接。电动机12及负载电阻23的另一端与第一下游开关20d的漏极连接。第一下游开关20d的源极被接地。
第一上游开关20u和第一下游开关20d各自的栅极与第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d连接。分流电阻22a的两端分别与第一电流检测电路26a连接。第一电流检测电路26a与第一上游驱动电路24u和微机27连接。第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d还分别与微机27连接。
同样地,第二上游开关21u的漏极与电池11的正极连接。第二上游开关21u的源极与分流电阻22b的一端连接。分流电阻22b的另一端与电动机12及负载电阻23的另一端连接。电动机12及负载电阻23的一端与第二下游开关21d的漏极连接。第二下游开关21d的源极被接地。
第二上游开关21u和第二下游开关21d各自的栅极与第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d连接。分流电阻22b的两端分别与第二电流检测电路26b连接。第二电流检测电路26b与第二上游驱动电路25u和微机27连接。第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d还分别与微机27连接。
在诊断开关28的一端施加有恒定电压Vcc。诊断开关28的另一端与诊断电阻29的一端连接。诊断电阻29的另一端与诊断电阻30的一端连接。诊断电阻30的另一端被接地。
如上所述,诊断开关28及诊断电阻29、30串联连接,诊断开关28和诊断电阻29、30构成了串联电路。在该串联电路施加有恒定电压Vcc。诊断开关28和诊断电阻29、30分别作为电路开关、第一电阻和第二电阻发挥功能。
诊断电阻29、30之间的连接节点与电动机12及负载电阻23的另一端、电压检测电路31连接。因此,诊断电阻29、30之间的连接节点与电动机12、负载电阻23、第一下游开关20d和第二上游开关21u之间的连接节点连接。电压检测电路31还与微机27连接。
第一上游开关20u、第一下游开关20d、第二上游开关21u和第二下游开关21d分别在以源极的电位为基准的栅极的电压为一定值以上的情况下接通。此时,电流能够经由漏极和源极流通。第一上游开关20u、第一下游开关20d、第二上游开关21u和第二下游开关21d分别在以源极的电位为基准的栅极的电压小于一定值的情况下断开。此时,电流不会经由漏极和源极流通。
微机27向第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d分别输出指示向接通的切换的接通指示和指示向断开的切换的断开指示。
第一上游驱动电路24u在被输入了接通指示的情况下,使以接地电位为基准的第一上游开关20u的栅极的电压上升。由此,在第一上游开关20u中,以源极的电位为基准的栅极的电压上升到一定值以上的电压,第一上游开关20u切换为接通。第一上游驱动电路24u在被输入了断开指示的情况下,使以接地电位为基准的第一上游开关20u的栅极的电压降低。由此,在第一上游开关20u中,以源极的电位为基准的栅极的电压降低到小于一定值的电压,第一上游开关20u切换为断开。如上所述,第一上游驱动电路24u按照从微机27输入的指示,将第一上游开关20u切换为接通或断开。
第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d分别与第一上游驱动电路24u同样地,按照从微机27输入的指示,将第一下游开关20d、第二上游开关21u和第二下游开关21d切换为接通或断开。
在第二上游开关21u和第二下游开关21d为断开的情况下,当第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d将第一上游开关20u和第一下游开关20d切换为接通时,电流从电池11的正极依次流过第一上游开关20u和分流电阻22a,之后,被输入到电动机12及负载电阻23的一端。从电动机12及负载电阻23的另一端输出的电流流过第一下游开关20d,返回到电池11的负极。此时,在电动机12中电流向第一电流方向流动。由此,向电动机12供给电力,电动机12向正方向旋转。
如上所述,在第一上游开关20u和第一下游开关20d为接通的情况下,电流流过分流电阻22a。第一电流检测电路26a检测流过分流电阻22a的电流、即流经第一上游开关20u的第一电流。第一电流检测电路26a将表示检测出的第一电流的第一电流信息输出到第一上游驱动电路24u和微机27。第一电流信息例如是与第一电流成比例的电压。第一电流检测电路26a输出的第一电流信息是模拟值。
在从第一电流检测电路26a输入到第一上游驱动电路24u的第一电流信息所表示的第一电流小于第一电流阈值的期间,第一上游驱动电路24u按照从微机27输入的指示,将第一上游开关20u切换为接通或断开。在从第一电流检测电路26a输入到第一上游驱动电路24u的第一电流信息所表示的第一电流达到第一电流阈值以上的情况下,第一上游驱动电路24u与从微机27输入的指示无关地将第一上游开关20u切换为断开,并将第一上游开关20u维持为断开。由此,经由第一上游开关20u的电流的流通被停止。第一上游驱动电路24u作为停止电路发挥功能。第一电流阈值大于在第一上游开关20u和第一下游开关20d为接通且第二上游开关21u和第二下游开关21d为断开的情况下流过分流电阻22a的电流。
从电池11的正极依次流过第一上游开关20u、分流电阻22a、电动机12及第一下游开关20d的电流的路径相当于第一电流路径。在第一电流路径中,第一上游开关20u配置于电动机12的上游侧,第一下游开关20d配置于电动机12的下游侧。
在第一上游开关20u和第一下游开关20d为断开的情况下,当第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d将第二上游开关21u和第二下游开关21d切换为接通时,电流从电池11的正极依次流过第二上游开关21u、分流电阻22b,之后,被输入到电动机12及负载电阻23的另一端。从电动机12及负载电阻23的一端输出的电流流过第二下游开关21d,返回到电池11的负极。此时,在电动机12中电流向第二电流方向流动。由此,向电动机12供给电力,电动机12向反方向旋转。
如上所述,在第二上游开关21u和第二下游开关21d为接通的情况下,电流流过分流电阻22b。第二电流检测电路26b检测流过分流电阻22b的电流、即流经第二上游开关21u的第二电流。第二电流检测电路26b将表示检测出的第二电流的第二电流信息输出到第二上游驱动电路25u和微机27。第二电流信息例如是与流过分流电阻22b的电流成比例的电压。第二电流检测电路26b输出的第二电流信息是模拟值。
在从第二电流检测电路26b输入到第二上游驱动电路25u的第二电流信息所表示的电流小于第二电流阈值的期间,第二上游驱动电路25u按照从微机27输入的指示,将第二上游开关21u切换为接通或断开。在从第二电流检测电路26b输入到第二上游驱动电路25u的第二电流信息所表示的第二电流达到第二电流阈值以上的情况下,第二上游驱动电路25u与从微机27输入的指示无关地将第二上游开关21u切换为断开,并将第二上游开关21u维持为断开。由此,经由第二上游开关21u的电流的流通被停止。第二上游驱动电路25u作为第二停止电路发挥功能。第二电流阈值大于在第二上游开关21u和第二下游开关21d为接通且第一上游开关20u和第一下游开关20d为断开的情况下流过分流电阻22b的电流。
从电池11的正极依次流过第二上游开关21u、分流电阻22b、电动机12及第二下游开关21d的电流的路径相当于第二电流路径。在第二电流路径中,第二上游开关21u配置于电动机12的上游侧,第二下游开关21d配置于电动机12的下游侧。在电流流通于第一电流路径的情况下,流过电动机12的电流的方向为第一电流方向。在电流流通于第二电流路径的情况下,流过电动机12的电流的方向为第二电流方向,与第一电流方向不同。
微机27将诊断开关28切换为接通或断开。在诊断开关28为接通的情况下,电流依次流过诊断开关28和诊断电阻29、30。因此,诊断开关28配置于诊断电阻29、30的上游侧,电压检测电路31连接的连接节点位于诊断开关28的下游侧。诊断电阻29、30对恒定电压Vcc进行分压。电压检测电路31检测以接地电位为基准的诊断电阻29、30之间的连接节点的电压,并将表示检测出的检测电压的电压信息输出到微机27。电压信息例如是与电压检测电路31检测出的检测电压成比例的电压。电压检测电路31输出的电压信息是模拟值。
指示电动机12向正方向的旋转的正转信号、指示电动机12向反方向的旋转的反转信号、及指示电动机12的动作的停止的停止信号被输入到微机27。
在向微机27输入了正转信号的情况下,微机27向第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d输出接通指示。由此,第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d分别将第一上游开关20u和第一下游开关20d切换为接通。结果是,第一电流方向的电流流过电动机12,电动机12向正方向旋转。
在向微机27输入了反转信号的情况下,微机27向第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d输出接通指示。由此,第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d分别将第二上游开关21u和第二下游开关21d切换为接通。结果是,第二电流方向的电流流过电动机12,电动机12向反方向旋转。
在向微机27输入了停止信号的情况下,微机27向第一上游驱动电路24u和第二上游驱动电路25u输出断开指示。由此,第一上游驱动电路24u和第二上游驱动电路25u分别将第一上游开关20u和第二上游开关21u切换为断开。结果是,向电动机12的电力供给停止,电动机12的动作停止。
微机27在向第一上游驱动电路24u和第二上游驱动电路25u输出断开指示之后,向第一下游驱动电路24d和第二下游驱动电路25d输出接通指示。由此,第一下游驱动电路24d和第二下游驱动电路25d分别在第一上游开关20u和第二上游开关21u为断开的状态下,将第一下游开关20d和第二下游开关21d切换为接通。电动机12具有电感器。在电动机12工作的期间,在电动机12中电流流经电感器,在电感器中蓄积能量。
在第一上游开关20u和第二上游开关21u为断开且第一下游开关20d和第二下游开关21d为接通的期间,电流从电动机12的电感器流经第一下游开关20d和第二下游开关21d。因此,电感器释放所蓄积的能量。
微机27在从向第一下游驱动电路24d和第二下游驱动电路25d输出接通指示起经过一定期间之后,向第一下游驱动电路24d和第二下游驱动电路25d输出断开指示。由此,在第一上游开关20u和第二上游开关21u为断开的状态下,第一下游驱动电路24d和第二下游驱动电路25d分别将第一下游开关20d和第二下游开关21d切换为断开。
微机27基于从第一电流检测电路26a、第二电流检测电路26b和电压检测电路31输入的第一电流信息、第二电流信息和电压信息,来检测驱动电动机12的电路的故障。微机27在检测到故障的情况下,输出表示驱动电动机12的电路的故障的故障信号。由此,故障被报知。
<微机27的结构>
图2是表示微机27的主要部分结构的框图。微机27具有输出部40u、40d、41u、41d、切换部42、信号输出部43、A/D转换部44a、44b、45、输入部46、47a、47b、48、存储部49及控制部50。输出部40u、40d、41u、41d、切换部42、信号输出部43、A/D转换部44a、44b、45、输入部46、存储部49及控制部50与内部总线51连接。
输出部40u、40d、41u、41d分别还与第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u及第二下游驱动电路25d连接。A/D转换部44a、44b、45分别还与输入部47a、47b、48连接。输入部47a、47b、48分别还与第一电流检测电路26a、第二电流检测电路26b及电压检测电路31连接。
输出部40u、40d、41u、41d分别按照控制部50的指示,向第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u及第二下游驱动电路25d输出接通指示或断开指示。切换部42按照控制部50的指示,将诊断开关28切换为接通或断开。信号输出部43按照控制部50的指示,输出故障信号。
从第一电流检测电路26a向输入部47a输入模拟的第一电流信息。输入部47a将从第一电流检测电路26a输入的模拟的第一电流信息输出到A/D转换部44a。A/D转换部44a将从输入部47a输入的模拟的第一电流信息转换为数字的第一电流信息。控制部50从A/D转换部44a取得数字的第一电流信息。控制部50取得的第一电流信息所表示的第一电流与在取得时间点第一电流检测电路26a检测出的第一电流实质上一致。
同样地,从第二电流检测电路26b向输入部47b输入模拟的第二电流信息。输入部47b将从第二电流检测电路26b输入的模拟的第二电流信息输出到A/D转换部44b。A/D转换部44b将从输入部47b输入的模拟的第二电流信息转换为数字的第二电流信息。控制部50从A/D转换部44b取得数字的第二电流信息。控制部50取得的第二电流信息所表示的第二电流与在取得时间点第二电流检测电路26b检测出的第二电流实质上一致。
从电压检测电路31向输入部48输入模拟的电压信息。输入部48将从电压检测电路31输入的模拟的电压信息输出到A/D转换部45。A/D转换部45将从输入部48输入的模拟的电压信息转换为数字的电压信息。控制部50取得的电压信息所表示的检测电压与在取得时间点电压检测电路31检测出的检测电压实质上一致。
正转信号、反转信号及停止信号被输入到输入部46。在向输入部46输入了信号的情况下,输入部46将被输入的信号通知给控制部50。
存储部49是非易失性存储器。在存储部49存储有计算机程序P。控制部50具有执行处理的处理元件、例如CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)。控制部50所具有的处理元件通过执行计算机程序P来执行电动机驱动处理、电动机停止处理及开路检测处理。控制部50作为处理部发挥功能。
电动机驱动处理是驱动电动机12的处理。电动机停止处理是停止电动机12的动作的处理。开路检测处理是检测驱动电动机12的电路中的开路的处理。
控制部50所具有的处理元件的数量也可以为两个以上。在该情况下,多个处理元件可以协同执行电动机驱动处理、电动机停止处理及开路检测处理。
另外,也可以使用以能够读取的方式存储有计算机程序P的非暂时性的存储介质E,将计算机程序P提供给微机27。存储介质E例如是CD(Compact Disc:压缩盘)-ROM(ReadOnly Memory:只读存储器)、USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)存储器、SD(Secure Digital:安全数字)卡、微型SD卡或紧凑式闪存(Compact Flash)(注册商标)等便携式存储器。在该情况下,控制部50可以使用未图示的读取装置从存储介质E读取计算机程序P,并将所读取的计算机程序P安装于存储部49。而且,在微机27具备与外部装置进行通信的通信部的情况下,计算机程序P也可以通过经由通信部的通信而提供给微机27。在该情况下,控制部50可以通过通信部取得计算机程序P,并将所取得的计算机程序P安装于存储部49。
在存储部49存储有标志的值。标志的值为0或1。控制部50将标志的值变更为0或1。标志的值为0意味着向第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u及第二下游驱动电路25d输出断开指示的断开指示状态。因此,在驱动装置10正常的情况下,当标志的值为0时,电动机12停止动作。
标志的值为1意味着向第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d输出接通指示、或向第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d输出接通指示的接通指示状态。因此,在驱动装置10正常的情况下,当标志的值为1时,电动机12向正方向或反方向旋转。
<电动机驱动处理>
图3及图4是表示电动机驱动处理的过程的流程图。在正转信号或反转信号被输入到输入部46的情况下,控制部50执行电动机驱动处理。电动机驱动处理在诊断开关28为断开的状态下被执行。在电动机驱动处理中,控制部50首先判定标志的值是否为0(步骤S1)。
控制部50在判定为标志的值不为0、即标志的值为1的情况下(S1:否),指示输出部40u、41u向第一上游驱动电路24u和第二上游驱动电路25u输出断开指示(步骤S2)。在驱动装置10正常的情况下,通过执行步骤S2,第一上游驱动电路24u和第二上游驱动电路25u分别将第一上游开关20u和第二上游开关21u切换为断开,电动机12停止动作。
接着,控制部50指示输出部40d、41d向第一下游驱动电路24d和第二下游驱动电路25d输出接通指示(步骤S3)。在驱动装置10正常的情况下,通过执行步骤S3,第一下游驱动电路24d和第二下游驱动电路25d分别将第一下游开关20d和第二下游开关21d切换为接通。结果是,电动机12所具有的电感器释放能量。
接着,控制部50判定从执行步骤S3起是否经过了预先设定的一定期间(步骤S4)。微机27也可以具有计时器。在该情况下,控制部50在执行步骤S3之后使计时器开始计时。在步骤S4中,控制部50基于计时器所计时的计时时间是否为一定期间以上,来判定是否经过了一定期间。控制部50在判定为未经过一定期间的情况下(S4:否),再次执行步骤S4,待机至经过一定期间为止。一定期间优选比电感器释放所蓄积的全部能量的期间长。
控制部50在判定为经过了一定期间的情况下(S4:是),向第一下游驱动电路24d和第二下游驱动电路25d输出断开指示(步骤S5)。在计时器计时的情况下,控制部50在执行步骤S5之后,使计时器结束计时。在驱动装置10正常的情况下,通过执行步骤S5,在第一上游开关20u和第二上游开关21u为断开的状态下,第一下游驱动电路24d和第二下游驱动电路25d分别将第一下游开关20d和第二下游开关21d切换为断开。在执行了步骤S5的情况下,微机27的状态成为向第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u及第二下游驱动电路25d输出断开指示的断开指示状态。
在标志的值为1的情况下,在正转信号或反转信号被输入到输入部46时,执行电动机驱动处理,控制部50变更电动机12旋转的方向。如上所述,在电动机驱动处理中,在变更电动机12旋转的方向的情况下、即标志的值为1的情况下,执行步骤S2~S5,设置第一上游开关20u、第一下游开关20d、第二上游开关21u及第二下游开关21d为断开的期间。由此,防止第一上游开关20u和第二下游开关21d成为接通、或者第二上游开关21u和第一下游开关20d成为接通的情况。
控制部50在判定为标志的值为0的情况下(S1:是),或者在执行步骤S5之后,从A/D转换部45取得电压信息(步骤S6)。如上所述,电压信息表示电压检测电路31检测出的检测电压。在驱动装置10正常的情况下,在执行步骤S6的时间点,电流不流过诊断电阻30。因此,在步骤S6中控制部50取得的电压信息所表示的检测电压为0V。
诊断电阻30的电阻值充分大于分流电阻22a、22b及负载电阻23各自的电阻值。假设第一上游开关20u或第二上游开关21u的两端短路,或者第一上游开关20u或第二上游开关21u的漏极与源极之间的电阻值被固定为不上不下的大小,或者第一上游开关20u和第一下游开关20d之间的连接节点或第二上游开关21u和第二下游开关21d之间的连接节点与第一上游开关20u的漏极接触。
在该情况下,在执行步骤S6的时间点,电压检测电路31检测出的检测电压与电池11的两端间的电压(以下称为电池电压)实质上一致。漏极与源极之间的电阻值被固定为不上不下的大小的故障是所谓的半接通。在第一上游开关20u和第二上游开关21u为半接通的情况下,第一上游开关20u和第二上游开关21u各自的漏极与源极之间的电阻值充分小于诊断电阻30的电阻值。第一上游开关20u和第一下游开关20d之间的连接节点、或第二上游开关21u和第二下游开关21d之间的连接节点与第一上游开关20u的漏极接触的故障是所谓的电源短路。
在存储部49预先存储有与检测电压进行比较的电压阈值。电压阈值是恒定值且高于0V。另外,电压阈值为通过诊断电阻29、30对恒定电压Vcc进行分压而得到的电压以下。恒定电压Vcc是通过降低电池电压而产生的,因此小于电池电压。因此,电压阈值小于电池电压。
控制部50判定在步骤S6中取得的电压信息所表示的检测电压是否为电压阈值以上(步骤S7)。检测电压为电压阈值以上意味着驱动电动机12的电路发生了故障。控制部50通过执行步骤S7来检测驱动电动机12的电路的故障。控制部50在判定为检测电压为电压阈值以上的情况下(S7:是),视为检测到故障,指示信号输出部43输出故障信号(步骤S8),并结束电动机驱动处理。电压阈值作为规定电压发挥功能。
控制部50在判定为检测电压小于电压阈值的情况下(S7:否),指示切换部42将诊断开关28切换为接通(步骤S9),并从A/D转换部45取得电压信息(步骤S10)。
在驱动装置10正常的情况下,在执行步骤S10的时间点,诊断电阻29、30正在对恒定电压Vcc进行分压。因此,在步骤S10中取得的电压信息所表示的检测电压是诊断电阻29、30分压后的电压。例如,在诊断电阻29、30的电阻值一致的情况下,检测电压为(恒定电压Vcc)/2。
如上所述,电压阈值为通过诊断电阻29、30对恒定电压Vcc进行分压而得到的电压以下。因此,在驱动装置10正常的情况下,在步骤S10中控制部50取得的电压信息所表示的检测电压为电压阈值以上。
假设第一下游开关20d或第二下游开关21d的两端短路,或者第一下游开关20d或第二下游开关21d为半接通,或者第一上游开关20u和第一下游开关20d之间的连接节点或第二上游开关21u和第二下游开关21d之间的连接节点接地。在第一下游开关20d和第二下游开关21d为半接通的情况下,第一下游开关20d和第二下游开关21d各自的漏极与源极之间的电阻值充分小于诊断电阻30的电阻值。第一上游开关20u和第一下游开关20d之间的连接节点、或第二上游开关21u和第二下游开关21d之间的连接节点接地的故障是所谓的接地短路。
在第一下游开关20d或第二下游开关21d的两端短路,或者第一下游开关20d或第二下游开关21d为半接通,或者发生了接地短路的情况下,在执行步骤S10的时间点,电压检测电路31检测出的检测电压是接近0V的值,小于电压阈值。
控制部50判定在步骤S10中取得的电压信息所表示的检测电压是否小于电压阈值(步骤S11)。检测电压小于电压阈值意味着驱动电动机12的电路发生了故障。控制部50通过执行步骤S11来检测驱动电动机12的电路的故障。控制部50在判定为检测电压小于电压阈值的情况下(S11:是),使切换部42将诊断开关28切换为断开(步骤S12),并视为检测到故障,指示信号输出部43输出故障信号(步骤S13)。控制部50在执行步骤S13之后,结束电动机驱动处理。电压阈值还作为第二规定电压发挥功能。
控制部50在判定为检测电压为电压阈值以上的情况下(S11:否),使切换部42将诊断开关28切换为断开(步骤S14),并判定输入到输入部46的信号是否为正转信号(步骤S15)。控制部50在判定为信号是正转信号的情况下(S15:是),指示输出部40u、40d向第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d输出接通指示(步骤S16)。在驱动装置10正常的情况下,当执行了步骤S16时,第一上游开关20u和第一下游开关20d切换为接通。由此,第一电流方向的电流流过电动机12,电动机12向正方向旋转。
另外,在步骤S16中,控制部50也可以在将输出部40u、40d中的一方的输出固定为接通指示的状态下,使输出部40u、40d中的另一方交替地反复输出接通指示和断开指示。在该情况下,在第一上游开关20u和第一下游开关20d的一方中,交替地执行接通和断开的切换,实现PWM(Pulse Width Modulation:脉冲宽度调制)控制。由于第一上游驱动电路24u具有基于第一电流检测电路26a检测出的第一电流将第一上游开关20u切换为断开的功能,因此到接通指示或断开指示被输入到第一上游驱动电路24u而第一上游驱动电路24u将第一上游开关20u切换为接通或断开为止的时间较长。因此,优选控制部50通过使输出部40d交替地反复输出接通指示和断开指示来实现PWM控制。
控制部50在判定为信号不是正转信号、即信号是反转信号的情况下(S15:否),指示输出部41u、41d向第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d输出接通指示(步骤S17)。在驱动装置10正常的情况下,当执行了步骤S17时,第二上游开关21u和第二下游开关21d切换为接通。由此,第二电流方向的电流流过电动机12,电动机12向反方向旋转。
另外,在步骤S17中,控制部50也可以在将输出部41u、41d中的一方的输出固定为接通指示的状态下,使输出部41u、41d中的另一方交替地反复输出接通指示和断开指示。在该情况下,在第二上游开关21u和第二下游开关21d的一方中,交替地执行接通和断开的切换,实现PWM控制。由于第二上游驱动电路25u具有基于第二电流检测电路26b检测出的第二电流将第二上游开关21u切换为断开的功能,因此到接通指示或断开指示被输入到第二上游驱动电路25u而第二上游驱动电路25u将第二上游开关21u切换为接通或断开为止的时间较长。因此,优选控制部50通过使输出部41d交替地反复输出接通指示和断开指示来实现PWM控制。
控制部50在执行步骤S16、S17中的一方之后,将标志的值变更为1(步骤S18),并结束电动机驱动处理。在执行步骤S18的时间点标志的值为1的情况下,控制部50省略步骤S18的执行。驱动处理在诊断开关28为断开的状态下结束。
<电动机停止处理>
图5是表示电动机停止处理的过程的流程图。控制部50在停止信号被输入到输入部46的情况下执行电动机停止处理。在电动机停止处理中,控制部50依次执行步骤S21~S24。电动机停止处理的步骤S21~S24分别与电动机驱动处理的步骤S2~S5相同。因此,省略步骤S21~S24的详细说明。
在驱动装置10正常的状态下控制部50执行了步骤S21~S24的情况下,首先,第一上游开关20u和第二上游开关21u切换为断开,电动机12的动作停止。之后,第一下游开关20d和第二下游开关21d为接通的状态持续一定期间,蓄积在电动机12所具有的电感器中的能量被释放。在经过一定期间之后,在第一上游开关20u和第二上游开关21u为断开的状态下,第二上游开关21u和第二下游开关21d切换为断开。
控制部50在执行步骤S24之后,将标志的值变更为0(步骤S25),并结束电动机停止处理。电动机停止处理在诊断开关28为断开的状态下开始,并在诊断开关28维持为断开的状态下结束。
<驱动装置10的动作>
图6是表示未发生故障的情况下的驱动装置10的动作的时序图。在图6中示出了输出部40u、40d、41u、41d输出的第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u及第二下游驱动电路25d的指示的推移。而且,在图6中还示出了诊断开关28的状态的推移和电压检测电路31检测出的检测电压的推移。Vth表示电压阈值。
假设在标志的值为0的状态下,即向第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u及第二下游驱动电路25d输出断开指示的状态下,正转信号被输入到微机27的输入部46。在正转信号或反转信号被输入到输入部46的情况下,微机27的控制部50执行电动机驱动处理。在诊断开关为断开的状态下,检测电压为0V,小于电压阈值Vth。因此,控制部50诊断为没有第一上游开关20u或第二上游开关21u的两端的短路、第一上游开关20u或第二上游开关21u的半接通、或者电源短路等故障,驱动电动机12的电路为正常。
接着,控制部50指示切换部42将诊断开关28切换为接通。在驱动电动机12的电路未发生故障的情况下,在诊断开关28切换为接通时,检测电压上升到诊断电阻29、30分压后的电压,达到电压阈值Vth以上。在诊断开关28为接通的状态下,检测电压为电压阈值Vth以上。因此,控制部50诊断为没有第一下游开关20d或第二下游开关21d的两端的短路、第一下游开关20d或第二下游开关21d的半接通、或者接地短路等故障,驱动电动机12的电路为正常。
控制部50在诊断为驱动电动机12的电路正常的情况下,指示切换部42将诊断开关28切换为断开,并指示输出部40u、40d向第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d输出接通指示。由此,第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d将第一上游开关20u和第一下游开关20d切换为接通。由此,向电动机12供给电力,电动机12向正方向旋转。控制部50在指示输出部40u、40d输出接通指示之后,结束电动机驱动处理。
在标志的值为0的状态下反转信号被输入到微机27的输入部46的情况下,控制部50进行与在标志的值为0的状态下正转信号被输入到微机27的输入部46的情况下进行的处理相同的处理。控制部50在指示切换部42将诊断开关28切换为断开之后,指示输出部41u、41d向第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d输出接通指示。由此,第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d将第二上游开关21u和第二下游开关21d切换为接通。由此,向电动机12供给电力,电动机12向反方向旋转。控制部50在指示输出部41u、41d输出接通指示之后,结束电动机驱动处理。
图7是表示第一上游开关20u的两端短路的情况下的驱动装置10的动作的时序图。与图6同样地,示出了第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d的指示的推移、诊断开关28的状态的推移、及电压检测电路31检测出的检测电压的推移。
假设在标志的值为0的状态下第一上游开关20u的两端短路。在该情况下,检测电压上升到与电池电压实质上一致的电压,达到电压阈值Vth以上。在正转信号或反转信号被输入到输入部46的情况下,控制部50执行电动机驱动处理。在电动机驱动处理中,在标志的值为0且诊断开关28为断开的状态下进行诊断。在此,由于检测电压为电压阈值Vth以上,因此控制部50检测到第一上游开关20u或第二上游开关21u的两端的短路、第一下游开关20d或第二下游开关21d的半接通、或者电源短路等故障。在该情况下,控制部50在将输出部40u、40d、41u、41d输出的指示维持为断开指示的状态下结束电动机驱动处理。
在标志的值为0的状态下发生了第二上游开关21u的两端的短路、第一下游开关20d或第二下游开关21d的半接通、或者电源短路等故障的情况下,控制部50进行与在标志的值为0的状态下第一上游开关20u的两端短路的情况下进行的处理相同的处理。
图8是表示第一下游开关20d的两端短路的情况下的驱动装置10的动作的时序图。与图6同样地,示出了第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d的指示的推移、诊断开关28的状态的推移、及电压检测电路31检测出的检测电压的推移。
假设在标志的值为0的状态下第一下游开关20d的两端短路。在该情况下,检测电压维持为0V。在正转信号或反转信号被输入到输入部46的情况下,控制部50执行电动机驱动处理。在电动机驱动处理中,在标志的值为0且诊断开关28为断开的状态下进行诊断。在此,由于检测电压小于电压阈值Vth,因此控制部50诊断为没有第一上游开关20u或第二上游开关21u的两端的短路、第一下游开关20d或第二下游开关21d的半接通、或者电源短路等故障,驱动电动机12的电路为正常。
接着,控制部50指示切换部42将诊断开关28切换为接通。在此,由于第一下游开关20d的两端短路,所以检测电压被维持为0V,不会达到电压阈值Vth以上。因此,控制部50检测到第一下游开关20d或第二下游开关21d的两端的短路、第一下游开关20d或第二下游开关21d的半接通、或者接地短路等故障。在该情况下,控制部50在将输出部40u、40d、41u、41d输出的指示维持为断开指示的状态下指示切换部42将诊断开关28切换为断开,并结束电动机驱动处理。
在标志的值为0的状态下发生了第二下游开关21d的两端的短路、第一下游开关20d或第二下游开关21d的半接通、或者接地短路等故障的情况下,控制部50进行与在标志的值为0的状态下第一下游开关20d的两端短路的情况下进行的处理相同的处理。
如在电动机驱动处理的说明中所叙述的那样,在标志的值为1的情况下,当向输入部46输入了正转信号或反转信号时,在向第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u及第二下游驱动电路25d输出断开指示的断开指示状态下,控制部50进行诊断,检测故障。
<开路检测处理>
图9是表示开路检测处理的过程的流程图。控制部50在标志的值为1的情况下周期性地执行开路检测处理。在驱动装置10正常的情况下,当标志的值为1时,电流经由电动机12向第一电流方向或第二电流方向流动,电动机12向正方向或反方向旋转。
在开路检测处理中,控制部50首先在假设驱动装置10正常的情况下,判定流过电动机12的电流的方向是否为第一电流方向(步骤S31)。在步骤S31中,控制部50在输出部40u、40d分别向第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d输出接通指示,并且输出部41u、41d向第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d输出断开指示的情况下,判定为方向是第一电流方向。控制部50在输出部41u、41d向第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d输出接通指示,并且输出部40u、401d分别向第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d输出断开指示的情况下,判定为方向不是第一电流方向。
控制部50在判定为方向是第一电流方向的情况下(S31:是),从第一电流检测电路26a取得第一电流信息(步骤S32)。在存储部49预先存储有基准电流。基准电流为恒定值且大于0A。另外,基准电流为在驱动装置10正常的情况下,当第一上游开关20u和第一下游开关20d为接通且第二上游开关21u和第二下游开关21d为断开时流过电动机12的第一电流以下。而且,基准电流为在驱动装置10正常的情况下,当第二上游开关21u和第二下游开关21d为接通且第一上游开关20u和第二下游开关21d为断开时流过电动机12的第二电流以下。
因此,在驱动装置10正常的情况下,在执行步骤S32的时间点,第一电流为基准电流以上。在第一上游开关20u或第一下游开关20d为开路的情况下,由于电流不流经分流电阻22a,因此第一电流检测电路26a检测出的第一电流为0A,小于基准电流。第一上游开关20u、第一下游开关20d、第二上游开关21u和第二下游开关21d各自的开路意味着漏极与源极之间的开路。
控制部50判定在步骤S32中取得的第一电流信息所表示的第一电流是否小于基准电流(步骤S33)。第一电流小于基准电流意味着驱动电动机12的电路发生了故障。控制部50通过执行步骤S33来检测驱动电动机12的电路的故障。基准电流作为规定电流发挥功能。
控制部50在判定为方向不是第一电流方向、即方向是第二电流方向的情况下(S31:否),从第二电流检测电路26b取得第二电流信息(步骤S34)。在驱动装置10正常的情况下,在执行步骤S34的时间点,第二电流为基准电流以上。在第二上游开关21u和第二下游开关21d开路的情况下,电流不流经分流电阻22b,因此第二电流检测电路26b检测出的第二电流为0A,小于基准电流。
控制部50判定在步骤S34中取得的第二电流信息所表示的第二电流是否小于基准电流(步骤S35)。第二电流小于基准电流意味着驱动电动机12的电路发生了故障。控制部50通过执行步骤S35来检测驱动电动机12的电路的故障。另外,在步骤S33、S35中使用的基准电流也可以是相互不同的值。
控制部50在判定为第一电流小于基准电流的情况下(S33:是),或者在判定为第二电流小于基准电流的情况下(S35:是),视为检测到驱动电动机12的电路的故障,指示输出部40u、40d、41u、41d向全部的驱动电路即第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u及第二下游驱动电路25d输出断开指示(步骤S36)。接着,控制部50指示信号输出部43输出故障信号(步骤S37),将标志的值变更为0(步骤S38),并结束开路检测处理。
控制部50在判定为第一电流为基准电流以上的情况下(S33:否),或者判定为第二电流为基准电流以上的情况下(S35:否),视为未检测到驱动电动机12的电路的故障,结束开路检测处理。
<驱动装置10的效果等>
在进行了第一上游开关20u和第二下游开关21d成为接通的错误的切换的情况下,经由第一上游开关20u流过大的电流。此时,由于第一电流检测电路26a检测出的第一电流达到第一电流阈值以上,因此第一上游驱动电路24u立即将第一上游开关20u切换为断开,停止经由第一上游开关20u的电流的流通。因此,不会经由第一上游开关20u长时间流过大的电流。
同样地,在进行了第二上游开关21u和第一下游开关20d成为接通的错误的切换的情况下,经由第二上游开关21u流过大的电流。此时,由于第二电流检测电路26b检测出的第二电流达到第二电流阈值以上,因此第二上游驱动电路25u立即将第二上游开关21u切换为断开,停止经由第二上游开关21u的电流的流通。因此,不会经由第二上游开关21u长时间流过大的电流。
另外,诊断开关28也可以配置在诊断电阻29、30之间。在该情况下,电压检测电路31检测以接地电位为基准的诊断开关28与诊断电阻30之间的连接节点的电压。
(实施方式2)
在实施方式1的开路检测处理中,基于第一电流检测电路26a检测出的第一电流、或者第二电流检测电路26b检测出的第二电流,检测第一上游开关20u、第一下游开关20d、第二上游开关21u或第二下游开关21d的开路。然而,开路的检测并不限定于基于第一电流或第二电流的检测。
以下,关于实施方式2,说明与实施方式1不同的点。除了后述的结构以外的其他结构与实施方式1共通,因此对与实施方式1共通的结构部分标注与实施方式1相同的参照标号,并省略其说明。
<开路检测处理>
在将实施方式2的驱动装置10与实施方式1的驱动装置10进行比较的情况下,开路检测处理不同。
图10是表示实施方式2中的开路检测处理的过程的流程图。控制部50与实施方式1同样地,在标志的值为1的情况下周期性地执行开路检测处理。如在实施方式1的说明中所叙述的那样,控制部50在诊断开关28为断开的状态下将标志的值变更为1。在标志的值为1的期间,除了在正转信号或反转信号被输入到输入部46的情况下执行的短的诊断的期间以外,控制部50不指示切换部42将诊断开关28切换为接通,诊断开关28被维持为断开。开路检测处理在诊断开关28为断开的状态下执行。
实施方式2中的开路检测处理的一部分与实施方式1中的开路检测处理的一部分相同。因此,在实施方式2的开路检测处理中,省略与实施方式1的开路检测处理共通的部分、即步骤S31、S36~S38的详细说明。
在开路检测处理中,控制部50首先从A/D转换部45取得电压信息(步骤S41)。如在实施方式1的说明中所叙述的那样,电压信息表示电压检测电路31检测出的检测电压。控制部50在执行步骤S41之后,执行步骤S31。在步骤S31中,如在实施方式1的说明中所叙述的那样,控制部50在假设驱动装置10正常的情况下,判定流过电动机12的电流的方向是否为第一电流方向。
控制部50在判定为方向是第一电流方向的情况下(S31:是),判定在步骤S41中取得的电压信息所表示的检测电压是否为电压阈值以上(步骤S42)。在驱动装置10正常的情况下,当方向是第一电流方向时,由于第一下游开关20d为接通,因此电压检测电路31检测出的检测电压为0V,小于电压阈值。在第一下游开关20d开路的情况下,由于第一上游开关20u为接通,因此电压检测电路31检测出的检测电压实质上与电池电压一致,为电压阈值以上。控制部50通过执行步骤S42来检测驱动电动机12的电路的故障。
控制部50在判定为方向不是第一电流方向、即方向是第二电流方向的情况下(S31:否),判定在步骤S41中取得的电压信息所表示的检测电压是否小于电压阈值(步骤S43)。在驱动装置10正常的情况下,当方向是第二电流方向时,由于第二上游开关21u为接通,因此电压检测电路31检测出的检测电压与电池电压实质上一致,为电压阈值以上。在第二上游开关21u开路的情况下,由于第二下游开关21d为接通,因此电压检测电路31检测出的检测电压与0V一致,小于电压阈值。控制部50通过执行步骤S43来检测驱动电动机12的电路的故障。
控制部50在判定为检测电压为电压阈值以上的情况下(S42:是)、或者在判定为检测电压小于电压阈值的情况下(S43:是),视为检测到驱动电动机12的电路的故障,依次执行步骤S36~S38,结束开路检测处理。控制部50在判定为检测电压小于电压阈值的情况下(S42:否)、或者在判定为检测电压为电压阈值以上的情况下(S43:否),视为未检测到驱动电动机12的电路的故障,结束开路检测处理。
<驱动装置10的动作>
图11是表示第一下游开关开路的情况下的驱动装置10的动作的时序图。在图11中与图6同样地,示出了第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d的指示的推移、诊断开关28的状态的推移、及电压检测电路31检测出的检测电压的推移。
如上所述,控制部50在标志的值为1的情况下周期性地执行开路检测处理。标志的值为1的状态意味着向第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d输出接通指示、且向第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d输出断开指示的状态,或者向第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d输出断开指示、且向第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d输出接通指示的状态。
在图11中,示出了向第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d输出接通指示、且向第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d输出断开指示的状态。在驱动装置10正常的情况下,在电动机12中电流向第一电流方向流动,检测电压为0V,小于电压阈值Vth。因此,在检测电压小于电压阈值Vth的情况下,在开路检测处理中,控制部50判断驱动装置10为正常。
在第一下游开关20d开路的情况下,由于第一上游开关20u为接通,所以电压检测电路31检测出的检测电压达到电压阈值Vth以上。此时,检测电压与电池电压实质上一致。在检测电压为电压阈值Vth以上的情况下,在开路检测处理中,控制部50检测到驱动电动机12的电路的故障。
如上所述,在开路检测处理中,控制部50在检测到驱动电动机12的电路的故障的情况下,指示输出部40u、40d、41u、41d向所有的驱动电路输出断开指示。由此,第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d分别将第一上游开关20u和第一下游开关20d切换为断开。由此,检测电压降低到0V。
图12是表示第二上游开关21u开路的情况下的驱动装置10的动作的时序图。在图12中与图6同样地,示出了第一上游驱动电路24u、第一下游驱动电路24d、第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d的指示的推移、诊断开关28的状态的推移、及电压检测电路31检测出的检测电压的推移。
在图12中,示出了向第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d输出断开指示、且向第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d输出接通指示的状态。在驱动装置10正常的情况下,在电动机12中电流向第二电流方向流动,检测电压实质上与电池电压一致,为电压阈值Vth以上。因此,在检测电压为电压阈值Vth以上的情况下,在开路检测处理中,控制部50判断驱动装置10为正常。
在第二上游开关21u开路的情况下,由于第二下游开关21d为接通,因此电压检测电路31检测出的检测电压小于电压阈值Vth。此时,检测电压与0V一致。在检测电压小于电压阈值Vth的情况下,在开路检测处理中,控制部50检测到驱动电动机12的电路的故障。
如上所述,在开路检测处理中,控制部50在检测到驱动电动机12的电路的故障的情况下,指示输出部40u、40d、41u、41d向所有的驱动电路输出断开指示。由此,第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d分别将第一上游开关20u和第一下游开关20d切换为断开。
如上所述,在实施方式2的驱动装置10中,控制部50基于电压检测电路31检测出的检测电压,检测驱动电动机12的电路的故障,具体而言是,第一下游开关20d及第二上游开关21u的开路。实施方式2的驱动装置10同样起到实施方式1的驱动装置10所起到的效果中的、使用第一电流检测电路26a和第二电流检测电路26b检测出的第一电流和第二电流来检测开路所得到的效果以外的效果。
另外,实施方式1中的驱动装置10的控制部50也可以执行使用第一电流和第二电流的开路检测处理、及使用检测电压的开路检测处理这两者。
(实施方式3)
在实施方式1的开路检测处理中,基于第一电流或第二电流,来检测第一上游开关20u、第一下游开关20d、第二上游开关21u或第二下游开关21d的开路。在实施方式2的开路检测处理中,基于检测电压来检测第一下游开关20d和第二上游开关21u的开路。开路检测并不限定于基于第一电流、第二电流或检测电压的检测。
以下,关于实施方式3,说明与实施方式1不同的点。除了后述的结构以外的其他结构与实施方式1共通,因此对与实施方式1共通的结构部分标注与实施方式1相同的参照标号,并省略其说明。
<电源系统1的结构>
图13是表示实施方式3中的电源系统1的主要部分结构的框图。在实施方式3中,电动机12具有霍尔传感器12s。霍尔传感器12s与微机27连接。
如在实施方式1的说明中所叙述的那样,电动机12的旋转意味着转子的旋转。在电动机12中,圆柱状的转子绕轴旋转。转子例如由永磁铁构成。在该情况下,在转子中,沿着周向交替配置有N极和S极。霍尔传感器12s以与转子的周面对置的方式配置。霍尔传感器12s将与通过自身的磁场的强度相应的电压作为传感器电压输出。霍尔传感器12s输出的传感器电压是模拟值。因此,在与霍尔传感器12s对置的转子的磁极从N极切换为S极或者从S极切换为N极的情况下,传感器电压大幅变动。传感器电压的规律性的变动表示电动机12的旋转。传感器电压稳定表示电动机12未旋转。霍尔传感器12s将传感器电压作为与电动机12的旋转相关的旋转信息输出到微机27。
<微机27的结构>
图14是表示微机27的主要部分结构的框图。实施方式3中的微机27除了实施方式1中的微机27所具有的结构部分之外,还具有A/D转换部52和输入部53。A/D转换单元52与内部总线51和输入部53连接。输入部53与霍尔传感器12s连接。
霍尔传感器12s向输入部53输出模拟的传感器电压。输入部53在由霍尔传感器12s输入了传感器电压的情况下,将被输入的模拟的传感器电压输出到A/D转换部52。A/D转换部52将从输入部53输入的模拟的传感器电压转换为数字的传感器电压。控制部50从A/D转换部52取得数字的传感器电压。控制部50取得的传感器电压与在取得时间点霍尔传感器12s检测出的传感器电压实质上一致。
<开路检测处理>
图15是表示开路检测处理的过程的流程图。控制部50与实施方式1同样地,在标志的值为1的情况下周期性地执行开路检测处理。如在实施方式1的说明中所叙述的那样,在标志的值为1的情况下,输出部40u、40d向第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d输出接通指示,或者输出部41u、41d向第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d输出接通指示。因此,在驱动装置10正常的情况下,当标志的值为1时,电动机12向正方向或反方向旋转。
实施方式3中的开路检测处理的一部分与实施方式1中的开路检测处理的一部分相同。因此,在实施方式3的开路检测处理中,省略与实施方式1的开路检测处理共通的部分、即步骤S36~S38的详细说明。
在开路检测处理中,控制部50首先从A/D转换部52按时间序列取得多个传感器电压(步骤S51)。接着,控制部50基于在步骤S51中取得的多个传感器电压,判定电动机12是否正在旋转(步骤S52)。在步骤S52中,如上所述,在传感器电压规律地变动的情况下,控制部50判定为电动机12正在旋转。在传感器电压稳定的情况下,控制部50判定为电动机12未旋转。
在第一上游开关20u或第一下游开关20d开路的情况下,电动机12不会向正方向旋转。在第二上游开关21u或第二下游开关21d开路的情况下,电动机12不会向反方向旋转。控制部50通过执行步骤S52来检测驱动电动机12的电路的故障。
控制部50在判定为电动机12未旋转的情况下(S52:否),视为检测到驱动电动机12的电路的故障,依次执行步骤S36~S38,结束开路检测处理。控制部50在判定为电动机12正在旋转的情况下(S52:是),视为未检测到驱动电动机12的电路的故障,结束开路检测处理。
如上所述,在实施方式3的驱动装置10中,控制部50基于传感器电压来检测驱动电动机12的电路的故障,具体而言是,第一上游开关20u、第一下游开关20d、第二上游开关21u或第二下游开关21d的开路。实施方式3的驱动装置10同样起到实施方式1的驱动装置10所起到的效果中的、使用第一电流和第二电流来检测开路所得到的效果以外的效果。
另外,实施方式1中的驱动装置10的控制部50也可以除了使用第一电流及第二电流的开路检测处理之外,还执行使用检测电压的开路检测处理及使用传感器电压的开路检测处理中的一方或双方。实施方式2中的驱动装置10的控制部50也可以除了使用检测电压的开路检测处理之外,还执行使用传感器电压的开路检测处理。
(实施方式4)
在实施方式1中,第一上游开关20u和第二上游开关21u是半导体开关。然而,第一上游开关20u和第二上游开关21u各自并不限定于半导体开关。
以下,关于实施方式4,说明与实施方式1不同的点。除了后述的结构以外的其他结构与实施方式1共通,因此对与实施方式1共通的结构部分标注与实施方式1相同的参照标号,并省略其说明。
<驱动装置10的结构>
图16是表示实施方式4中的电源系统1的主要部分结构的框图。在将实施方式4的电源系统1与实施方式1的电源系统1进行比较的情况下,驱动装置10的结构不同。在实施方式4中,驱动装置10所具有的第一上游开关20u和第二上游开关21u是继电器接点。第一上游开关20u和第二上游开关21u分别具有输入端子、输出端子、及端部以能够旋转的方式与输入端子连接的棒状的导体。导体例如被弹簧向从输出端子离开的方向施加力。在导体从输出端子离开的情况下,第一上游开关20u和第二上游开关21u为断开。在导体与输出端子接触的情况下,第一上游开关20u和第二上游开关21u为接通。
第一上游开关20u和第二上游开关21u的输入端子与电池11的正极连接。第一上游开关20u和第二上游开关21u各自的输出端子与分流电阻22a、22b的一端连接。第一上游驱动电路24u和第二上游驱动电路25u分别与第一上游开关20u和第二上游开关21u的输入端子连接,并且被接地。第一上游驱动电路24u和第二上游驱动电路25u分别与实施方式1同样地将第一上游开关20u和第二上游开关21u切换为接通或断开。
<第一上游驱动电路24u的结构>
图17是第一上游驱动电路24u的电路图。第一上游驱动电路24u具有电感器60、限流电阻61、驱动开关62、AND电路63和锁存电路64。驱动开关62是NPN型的双极晶体管。电感器60的一端与第一上游开关20u的输入端子连接。电感器60的另一端与限流电阻61的一端连接。限流电阻61的另一端与驱动开关62的集电极连接。驱动开关62的发射极被接地。驱动开关62的基极与AND电路63的输出端连接。AND电路63的一个输入端与锁存电路64的输出端连接。锁存电路64的输入端与第一电流检测电路26a连接。
AND电路63将高电平电压或低电平电压输出到驱动开关62的基极。在AND电路63输出高电平电压的情况下,驱动开关62为接通,电流能够经由驱动开关62的集电极和发射极而流动。在AND电路63输出低电平电压的情况下,驱动开关62为断开。
在驱动开关62切换为接通的情况下,电流从电池11的正极依次流过电感器60、限流电阻61和驱动开关62。由此,电感器60作为磁铁发挥作用,吸引第一上游开关20u的导体,使导体与第一上游开关20u的输出端子接触。由此,第一上游开关20u切换为接通。在驱动开关62切换为断开的情况下,经由电感器60的电流的流通停止,电感器60停止磁铁的功能。由此,在第一上游开关20u中,导体从输出端子离开,第一上游开关20u切换为断开。
输出部40u输出高电平电压作为接通指示,输出低电平电压作为断开指示。第一电流信息从第一电流检测电路26a输入到锁存电路64。锁存电路64在从第一电流检测电路26a输入的第一电流信息所表示的第一电流小于第一电流阈值的期间,持续输出高电平电压。锁存电路64在从第一电流检测电路26a输入的第一电流信息所表示的第一电流达到第一电流阈值以上的情况下,将向AND电路63输出的高电平电压切换为输出低电平电压。之后,锁存电路64与从第一电流检测电路26a输入的第一电流信息无关地持续输出低电平电压。
AND电路63在锁存电路64持续输出高电平电压的期间,将从输出部40u输入的电压从输出端输出到驱动开关62的基极。因此,在输出部40u输出接通指示的情况下,驱动开关62为接通,第一上游开关20u为接通。在输出部40u输出断开指示的情况下,驱动开关62为断开,第一上游开关20u为断开。
在锁存电路64输出的电压从高电平电压切换为低电平电压的情况下,AND电路63与输出部40u输出的电压无关地将向驱动开关62输出的电压切换为低电平电压。由此,驱动开关62切换为断开,第一上游开关20u切换为断开。在锁存电路64输出低电平电压的期间,第一上游开关20u维持为断开。
第二上游驱动电路25u与第一上游驱动电路24u同样地构成。在第一上游驱动电路24u的说明中,第一上游开关20u、第一电流检测电路26a、输出部40u和第一电流阈值分别与第二上游开关21u、第二电流检测电路26b、输出部41u和第二电流阈值对应。输出部41u输出高电平电压作为接通指示,输出低电平电压作为断开指示。
实施方式4的驱动装置10同样起到实施方式1的驱动装置10所起到的效果。
另外,在实施方式1~3中,第一上游开关20u、第一上游驱动电路24u、第二上游开关21u及第二上游驱动电路25u也可以与实施方式4同样地构成。
(实施方式5)
在实施方式1中,诊断开关28配置于诊断电阻29、30中的至少一方的上游侧。然而,诊断开关28的配置并不限定于诊断电阻29、30中的至少一方的上游侧的配置。
以下,关于实施方式5,说明与实施方式1不同的点。除了后述的结构以外的其他结构与实施方式1共通,因此对与实施方式1共通的结构部分标注与实施方式1相同的参照标号,并省略其说明。
<驱动装置10的结构>
图18是表示实施方式5中的电源系统1的主要部分结构的框图。在将实施方式5的电源系统1与实施方式1的电源系统1进行比较的情况下,驱动装置10的结构不同。在实施方式5的驱动装置10中,向诊断电阻29的一端施加恒定电压Vcc。诊断电阻30的另一端与诊断开关28的一端连接。诊断开关28的另一端被接地。
假设第一上游开关20u、第一下游开关20d、第二上游开关21u和第二下游开关21d为断开。在驱动装置10正常的情况下,当诊断开关28断开时,电压检测电路31检测出恒定电压Vcc。在发生了第一下游开关20d或第二下游开关21d的两端的短路、第一下游开关20d或第二下游开关21d的半接通、或者接地短路等故障的情况下,当诊断开关28为断开时,电压检测电路31检测出接近0V的值。
在驱动装置10正常的情况下,当诊断开关28为接通时,电压检测电路31检测出通过诊断电阻29、30对恒定电压Vcc进行分压而得到的电压。在发生了第一上游开关20u或第二上游开关21u的两端的短路、第一上游开关20u或第二上游开关21u的半接通、或者电源短路等故障的情况下,当诊断开关28为接通时,电压检测电路31检测出的电压与电池电压实质上一致。
在实施方式5中,电压阈值被设定为比通过诊断电阻29、30对恒定电压Vcc进行分压而得到的电压高且为恒定电压Vcc以下的电压。
恒定电压Vcc为电压阈值以上,接近0V的值小于电压阈值。因此,在诊断开关28为断开的情况下,控制部50能够检测第一下游开关20d或第二下游开关21d的两端的短路、第一下游开关20d或第二下游开关21d的半接通、或者接地短路等故障。
通过诊断电阻29、30对恒定电压Vcc进行分压而得到的电压小于电压阈值,电池电压为电压阈值以上。因此,在诊断开关28为接通的情况下,控制部50能够检测第一上游开关20u或第二上游开关21u的两端的短路、第一上游开关20u或第二上游开关21u的半接通、或者电源短路等故障。
<电动机驱动处理>
图19是表示电动机驱动处理的过程的流程图。与实施方式1同样地,在正转信号或反转信号被输入到输入部46的情况下,控制部50执行电动机驱动处理。
实施方式5中的电动机驱动处理的一部分与实施方式1中的电动机驱动处理的一部分相同。因此,省略实施方式5中的电动机驱动处理中的与实施方式1中的电动机驱动处理共通的部分、即步骤S1~S6、S8~S10、S12~S18的详细说明。
控制部50在执行了步骤S6之后,判定在步骤S6中取得的电压信息所表示的检测电压是否小于电压阈值(步骤S61)。检测电压小于电压阈值意味着发生了第一下游开关20d或第二下游开关21d的两端的短路、第一下游开关20d或第二下游开关21d的半接通、或者接地短路等故障。控制部50通过执行步骤S61来检测驱动电动机12的电路的故障。控制部50在判定为检测电压小于电压阈值的情况下(S61:是),视为检测到故障,执行步骤S8。控制部50在判定为检测电压为电压阈值以上的情况下(S61:否),执行步骤S9。
控制部50在执行了步骤S10之后,判定在步骤S10中取得的电压信息所表示的检测电压是否为电压阈值以上(步骤S62)。检测电压为电压阈值以上意味着发生了第一上游开关20u或第二上游开关21u的两端的短路、第一上游开关20u或第一上游开关20u的半接通、或者接电源短路等故障。控制部50通过执行步骤S62来检测驱动电动机12的电路的故障。控制部50在判定为检测电压小于电压阈值的情况下(S62:是),视为检测到故障,执行步骤S12。控制部50在判定为检测电压小于电压阈值的情况下(S62:否),执行步骤S14。
实施方式5的驱动装置10同样起到实施方式1的驱动装置10所起到的效果。
另外,在实施方式5中,诊断开关28也可以连接在诊断电阻29、30之间。在该情况下,电压检测电路31检测以接地电位为基准的诊断开关28与诊断电阻29之间的连接节点的电压。
另外,在实施方式5中,第一上游开关20u、第一上游驱动电路24u、第二上游开关21u及第二上游驱动电路25u也可以与实施方式4同样地构成。另外,实施方式5中的驱动装置10的控制部50也可以除了使用第一电流和第二电流的开路检测处理之外,还执行使用传感器电压的实施方式3的开路检测处理。而且,实施方式5中的驱动装置10的控制部50也可以代替使用第一电流和第二电流的开路检测处理而执行使用传感器电压的实施方式3的开路检测处理。
(实施方式6)
在实施方式1中,第一电流检测电路26a和第二电流检测电路26b分别使用分流电阻22a、22b来检测电流。但是,第一电流检测电路26a和第二电流检测电路26b各自的结构并不限定于使用分流电阻22a或分流电阻22b的结构。
以下,关于实施方式2,说明与实施方式1不同的点。除了后述的结构以外的其他结构与实施方式1共通,因此对与实施方式1共通的结构部分标注与实施方式1相同的参照标号,并省略其说明。
图20是表示实施方式6中的第一电流检测电路26a的主要部分结构的框图。在实施方式6中,第一电流检测电路26a具有电流输出部70和电路电阻71。电流输出部70与第一上游开关20u的源极、电动机12及负载电阻23的一端连接。电流输出部70还与电路电阻71的一端连接。电路电阻71的另一端被接地。电流输出部70和电路电阻71之间的连接节点与第一上游驱动电路24u和微机27连接。
在第一上游驱动电路24u和第一下游驱动电路24d将第一上游开关20u和第一下游开关20d切换为接通时,第一电流经由第一上游开关20u而流动。第一电流依次流过第一上游开关20u和电流输出部70,从电流输出部70向电动机12侧输出。此时,在电动机12中电流向第一电流方向流动。由此,向电动机12供给电力,电动机12向正方向旋转。从电池11的正极依次流过第一上游开关20u、电流输出部70、电动机12及第一下游开关20d的电流的路径相当于第一电流路径。
电流输出部70例如具有电流镜电路,将向电动机12侧输出的第一电流的规定数分之一、例如1000分之1的电流输出到电路电阻71。电路电阻71的电阻值是恒定的。电路电阻71的两端间的电压与第一电流成比例。第一电流通过将规定数与电路电阻71的两端间的电压之积除以电路电阻71的电阻值而计算出。电路电阻71的两端间的电压作为表示第一电流检测电路26a检测出的第一电流的第一电流信息,被输出到第一上游驱动电路24u和微机27。
在实施方式6中,第二电流检测电路26b与第一电流检测电路26a同样地构成。在该情况下,在第二电流检测电路26b中,电流输出部70与第二上游开关21u的源极、电动机12及负载电阻23的另一端连接。电流输出部70和电路电阻71之间的连接节点与第二上游驱动电路25u和微机27连接。
在第二上游驱动电路25u和第二下游驱动电路25d将第二上游开关21u和第二下游开关21d切换为接通时,第二电流经由第二上游开关21u而流动。第二电流依次流过第二上游开关21u和电流输出部70,从电流输出部70向电动机12侧输出。此时,在电动机12中电流向第二电流方向流动。由此,向电动机12供给电力,电动机12向反方向旋转。从电池11的正极依次流过第二上游开关21u、电流输出部70、电动机12及第二下游开关21d的电流的路径相当于第二电流路径。
在第二电流检测电路26b中,电路电阻71的两端间的电压与第二电流成比例。电路电阻71的两端间的电压作为表示第二电流检测电路26b检测出的第二电流的第二电流信息,被输出到第二上游驱动电路25u和微机27。
以上述方式构成的实施方式6的驱动装置10同样起到实施方式1的驱动装置10所起到的效果。
另外,在实施方式2~5中,第一电流检测电路26a和第二电流检测电路26b分别也可以与实施方式6同样地为具有电流输出部70和电路电阻71的结构。
另外,在实施方式1~3、5、6中,第一上游开关20u和第二上游开关21u分别只要作为开关发挥功能即可,因此并不限定于N沟道型的FET或继电器接点,也可以是P沟道型的FET或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)等。而且,在实施方式1~6中,第一下游开关20d和第二下游开关21d分别只要作为开关发挥功能即可,因此并不限定于N沟道型的FET,也可以是继电器接点、IGBT或P沟道型的FET。但是,用于PWM控制的开关优选为半导体开关。
另外,在实施方式1~5中,第一电流检测电路26a和第二电流检测电路26b各自检测电流的结构并不限定于使用分流电阻22a、22b的结构、或者具有电流输出部70和电路电阻71的结构,例如也可以是使用电流传感器的结构。
而且,在实施方式1~6中,第一下游驱动电路24d也可以与第一上游驱动电路24u同样地具有在流经第一下游开关20d的电流达到第一电流阈值以上的情况下切换为断开的功能。同样地,第二下游驱动电路25d也可以与第二上游驱动电路25u同样地具有在流经第二下游开关21d的电流达到第二电流阈值以上的情况下切换为断开的功能。
另外,在实施方式1~6中,在电动机12的两端间的电阻值充分小于诊断电阻30的电阻值的情况下,也可以从驱动装置10中除去负载电阻23。而且,在实施方式1~6中,驱动装置10驱动的负载并不限定于电动机12,只要是切换直流电压的施加方向的电气设备即可。
应当认为所公开的实施方式1~6在所有方面均是例示,而不是限制性的。本发明的范围并不是上述的含义,而是由发明要求保护的范围表示,并且意在包括与发明要求保护的范围等同的含义和范围内的所有改变。
标号说明
1 电源系统;
10 驱动装置;
11 电池;
12 电动机;
12s 霍尔传感器;
16 步骤;
20u 第一上游开关;
20d 第一下游开关;
21u 第二上游开关;
21d 第二下游开关;
22a、22b 分流电阻;
23 负载电阻;
24u 第一上游驱动电路(停止电路);
24d 第一下游驱动电路;
25u 第二上游驱动电路(第二停止电路);
25d 第二下游驱动电路;
26a 第一电流检测电路;
26b 第二电流检测电路;
27 微机;
28 诊断开关(电路开关);
29 诊断电阻(第一电阻);
30 诊断电阻(第二电阻);
31 电压检测电路;
40d、40u、41d、41u 输出部;
42 切换部;
43 信号输出部;
44a、44b、45、52 A/D转换部;
46、47a、47b、48、53 输入部;
49 存储部;
50 控制部(处理部);
51 内部总线;
60 电感器;
61 限流电阻;
62 驱动开关;
63 AND电路;
64 锁存电路;
70 电流输出部;
71 电路电阻;
E 存储介质;
P 计算机程序;
Vcc 恒定电压;
Vth 电压阈值。

Claims (9)

1.一种驱动装置,对负载进行驱动,其中,具备:
第一上游开关,在流经所述负载的电流的第一电流路径中,配置于所述负载的上游侧;
第一下游开关,在所述第一电流路径中,配置于所述负载的下游侧;
第二上游开关,在流经所述负载的电流的第二电流路径中,配置于所述负载的上游侧;
第二下游开关,在所述第二电流路径中,配置于所述负载的下游侧;
电流检测电路,检测流经所述第一上游开关的电流;及
停止电路,在所述电流检测电路检测出的电流达到电流阈值以上的情况下,停止经由所述第一上游开关的电流的流通,
在电流流通于所述第一电流路径的情况下流过所述负载的电流的方向与在电流流通于所述第二电流路径的情况下流过所述负载的电流的方向不同。
2.根据权利要求1所述的驱动装置,其中,
所述驱动装置具备:
第二电流检测电路,检测流经所述第二上游开关的电流;及
第二停止电路,在所述第二电流检测电路检测出的电流达到第二电流阈值以上的情况下,停止经由所述第二上游开关的电流的流通。
3.根据权利要求2所述的驱动装置,其中,
所述停止电路和第二停止电路分别将所述第一上游开关和第二上游开关切换为断开。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置,其中,
所述驱动装置具备:
串联电路,将第一电阻、第二电阻和电路开关串联连接,所述第一电阻和第二电阻之间的连接节点与所述负载、第一下游开关和第二上游开关之间的连接节点连接,在所述串联电路施加有恒定电压;
电压检测电路,检测所述第一电阻和第二电阻之间的连接节点的电压;及
处理部,执行处理,
所述处理部执行如下处理:
将所述电路开关切换为接通或断开,
基于在指示所述第一上游开关、第一下游开关、第二上游开关及第二下游开关向断开的切换的断开指示状态下所述电压检测电路检测出的电压,来检测驱动所述负载的电路的故障。
5.根据权利要求4所述的驱动装置,其中,
所述电路开关配置于所述第一电阻或第二电阻的上游侧,
所述电压检测电路连接的连接节点位于所述电路开关的下游侧,
所述处理部执行如下处理:
将所述电路开关切换为断开,
在所述断开指示状态下所述电压检测电路检测出的电压为规定电压以上的情况下,检测到驱动所述负载的电路的故障,
所述规定电压高于0V。
6.根据权利要求4或5所述的驱动装置,其中,
所述处理部执行如下处理:
将所述电路开关切换为接通,
在所述断开指示状态下所述电压检测电路检测出的电压小于第二规定电压的情况下,检测到驱动所述负载的电路的故障,
所述第二规定电压为通过所述第一电阻和第二电阻对所述恒定电压进行分压而得到的电压以下。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的驱动装置,其中,
所述处理部执行如下处理:
基于在指示所述第一上游开关和第一下游开关向接通的切换、且指示所述第二上游开关和第二下游开关向断开的切换的状态下所述电路开关为断开的情况,或者指示所述第二上游开关和第二下游开关向接通的切换、且指示所述第一上游开关和第一下游开关向断开的切换的状态下所述电路开关为断开的情况下所述电压检测电路检测出的电压,来检测驱动所述负载的电路的故障。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的驱动装置,其中,
所述驱动装置具备执行处理的处理部,
所述处理部执行如下处理:
在指示所述第一上游开关和第一下游开关向接通的切换的状态下所述电流检测电路检测出的电流小于规定电流的情况下,检测到驱动所述负载的电路的故障。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的驱动装置,其中,
所述驱动装置具备执行处理的处理部,
所述负载是电动机,
所述处理部执行如下处理:
在指示所述第一上游开关和第一下游开关向接通的切换、或指示所述第二上游开关和第二下游开关向接通的切换的状态下,取得与所述电动机的旋转相关的旋转信息,
基于所取得的旋转信息来判定所述负载是否正在旋转,
在判定为所述负载未旋转的情况下,检测到驱动所述负载的电路的故障。
CN202080060648.1A 2019-08-30 2020-08-13 驱动装置 Pending CN114342244A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019158596A JP7238703B2 (ja) 2019-08-30 2019-08-30 駆動装置
JP2019-158596 2019-08-30
PCT/JP2020/030754 WO2021039415A1 (ja) 2019-08-30 2020-08-13 駆動装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114342244A true CN114342244A (zh) 2022-04-12

Family

ID=74684745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080060648.1A Pending CN114342244A (zh) 2019-08-30 2020-08-13 驱动装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220345010A1 (zh)
JP (1) JP7238703B2 (zh)
CN (1) CN114342244A (zh)
DE (1) DE112020004038T5 (zh)
WO (1) WO2021039415A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023090440A (ja) * 2021-12-17 2023-06-29 株式会社オートネットワーク技術研究所 給電制御装置及び故障検知方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3217564B2 (ja) * 1993-12-21 2001-10-09 株式会社東芝 電力変換装置の出力電圧制御装置
JP3329040B2 (ja) * 1993-12-21 2002-09-30 松下電器産業株式会社 インバータ駆動装置
JP3325697B2 (ja) * 1994-01-20 2002-09-17 三菱電機株式会社 パワーデバイスの制御装置およびモータの駆動制御装置
JP3463432B2 (ja) * 1995-10-26 2003-11-05 松下電器産業株式会社 インバータ駆動装置
JP5475956B2 (ja) 2008-03-04 2014-04-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 モーター制御装置
JP7056256B2 (ja) 2018-03-13 2022-04-19 株式会社リコー 温度検知センサおよび温度測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021040365A (ja) 2021-03-11
US20220345010A1 (en) 2022-10-27
DE112020004038T5 (de) 2022-08-18
WO2021039415A1 (ja) 2021-03-04
JP7238703B2 (ja) 2023-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6057506B2 (ja) 電池の充電用および放電電流保護の能力を備えた電力トポロジ
EP1772954A2 (en) Position detection and external driver multiplexing system for DC motors
US7852024B2 (en) Vehicle mirror device
EP1772955A2 (en) Method for the selection of simultaneous or sequential operation of motors in a multiple motor drive circuit including failure detection
US20080247108A1 (en) Load drive device
JP6708003B2 (ja) 給電制御装置
EP1772956A2 (en) Oscillator with voltage-dependent frequency for rotor position detection
JP2000312433A (ja) スイッチング・デバイス
CN114342244A (zh) 驱动装置
CN110021971B (zh) 供电控制装置及供电控制方法
JP7226250B2 (ja) 駆動装置、短絡検知方法及びコンピュータプログラム
US11303233B2 (en) Motor drive control device
CN110247570B (zh) 半桥驱动电路、相关的集成电路和系统
JPH06104711A (ja) 負荷検出回路
WO2020217958A1 (ja) 制御装置
CN113167204B (zh) 控制装置及故障判定方法
JP7294127B2 (ja) 給電制御装置
CN114762253A (zh) 驱动装置
JP7234868B2 (ja) 半導体素子駆動回路
JP2007097243A (ja) モータの制御装置
CN117837041A (zh) 供电控制装置、供电控制方法和计算机程序
CN117121320A (zh) 供电控制系统和处理方法
JP2023090440A (ja) 給電制御装置及び故障検知方法
CN115315870A (zh) 供电控制装置、检查方法和计算机程序
JP2000244294A (ja) 過熱保護装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination