JP2005287233A - モータ駆動装置およびモータ駆動装置の故障検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 寄生ダイオードが電源に対して逆方向となるように配置された第1の電界効果トランジスタおよび、寄生ダイオードが電源に対して順方向となるように配置された第2の電界効果トランジスタとを直列接続して形成されたスイッチング素子を含むブリッジ回路によってモータを駆動するモータ駆動装置であって、第1および第2の電界効果トランジスタのオンおよびオフの状態における、ブリッジ回路の直流正側電位の出力とモータとの間に接続された第1の電圧検出手段により検出された電圧と、モータとブリッジ回路の直流負側電位の出力との間に接続された第2の電圧検出手段により検出された電圧とに基づいて第1および第2の電界効果トランジスタの故障を検出することを特徴とするモータ駆動装置およびモータ駆動装置の故障検出方法として提供可能である。
【選択図】 図2
Description
第1および第2の電界効果トランジスタの動作状態によって発生するスイッチング素子の電圧に基づいて第1および第2の電界効果トランジスタの故障を検出することを特徴とするモータ駆動装置の故障検出方法として構成される。本構成によって、モータ駆動装置が動作中でも、モータが非駆動時であればいつでも故障を検出するための操作が可能となり、電界効果トランジスタの故障を速やかに検出することが可能となる。
図2を用いて、本発明におけるFET3の故障検出方法について説明する。図2は、FET2,3を駆動した場合にプルアップ抵抗13aで検出される端子電圧1aの電圧波形である。モータ1が非駆動時(区間T1,T2)は、FET2,3が正常な場合には、電流はプルアップ抵抗13a〜モータ1〜プルダウン抵抗13bの経路で流れるため、端子電圧1aはバッテリ電圧(以下、+Bという)をプルアップ抵抗13a,プルダウン抵抗13bで分圧された電圧Vaとなる。一方、区間T1の状態でFET3がオン状態のまま変化しない状態(以下、オン故障という)となった場合には、電流はFET2の寄生ダイオード2a〜FET3〜モータ1〜プルダウン抵抗13bの経路で流れるため、端子電圧1aは+BからFET2の寄生ダイオード2aの順方向電圧降下分Vd2を差し引いた値となり、FET3のオン故障の検出が可能となる。また、区間T2の状態でFET3がオン故障となった場合には、電流はFET2〜FET3〜モータ1〜プルダウン抵抗13bの経路で流れるため、端子電圧1aは+Bにほぼ等しくなり、FET3のオン故障の検出が可能となる。区間T4(モータ1駆動時)も区間T2と同様である。
図3を用いて、本発明におけるFET2の故障検出方法について説明する。図3は、FET2,3を駆動した場合にプルアップ抵抗13aで検出される端子電圧1aの電圧波形である。モータ1が非駆動時(区間T1,T2)は、FET2,3が正常な場合には、電流はプルアップ抵抗13a〜モータ1〜プルダウン抵抗13bの経路で流れるため、端子電圧1aはバッテリ電圧(以下、+Bという)をプルアップ抵抗13a,プルダウン抵抗13bで分圧された電圧Vaとなる。このとき、FET2がオン故障あるいはオフ故障した場合も、電流はプルアップ抵抗13a〜モータ1〜プルダウン抵抗13bの経路で流れるため、端子電圧1aは正常時と同様の値となり故障を検出できない。区間T4(モータ1駆動時)も区間T2と同様である。
図4を用いて、本発明におけるFET9の故障検出方法について説明する。図4は、FET8,9を駆動した場合にプルダウン抵抗13bで検出される端子電圧1bの電圧波形である。モータ1が非駆動時(区間T1,T2)は、FET8,9が正常な場合には、電流はプルアップ抵抗13a〜モータ1〜プルダウン抵抗13bの経路で流れるため、端子電圧1bはバッテリ電圧(以下、+Bという)をプルアップ抵抗13a,プルダウン抵抗13bで分圧された電圧Vbとなる。一方、区間T1の状態でFET9がオン状態のまま変化しない状態(以下、オン故障という)となった場合には、電流はプルアップ抵抗13a〜モータ1〜FET8の寄生ダイオード8a〜FET9の経路で流れるため、端子電圧1bはFET8の寄生ダイオード8aの順方向電圧降下分Vd8に等しくなり、FET9のオン故障の検出が可能となる。また、区間T2の状態でFET9がオン故障となった場合には、電流はプルアップ抵抗13a〜モータ1〜FET8〜FET9の経路で流れるため、端子電圧1bはGND(0V)にほぼ等しくなり、FET9のオン故障の検出が可能となる。区間T4(モータ1駆動時)も区間T2と同様である。
図5を用いて、本発明におけるFET8の故障検出方法について説明する。図5は、FET8,9を駆動した場合にプルダウン抵抗13bで検出される端子電圧1bの電圧波形である。モータ1が非駆動時(区間T1,T2)の場合は、FET8,9が正常な場合には、電流はプルアップ抵抗13a〜モータ1〜プルダウン抵抗13bの経路で流れるため、端子電圧1bはバッテリ電圧(以下、+Bという)をプルアップ抵抗13a,プルダウン抵抗13bで分圧した電圧Vbとなる。このとき、FET8がオン故障あるいはオフ故障した場合、端子電圧1bは正常時と同様の値となり故障を検出できない。区間T4(モータ1駆動時)も区間T2と同様である。
以下、本発明のモータ駆動装置を車両の電動パワーステアリング装置(以下、EPS:Electronic Power Steeringと称することもある)に応用した一実施例について、図面を用いて説明する。なお、本発明のモータ駆動装置の適用範囲を車両の電動パワーステアリング装置に限定するものではない。
(1)FET42〜FET43〜モータ115〜FET48〜FET49の経路とプルアップ抵抗140u,プルダウン抵抗141v
(2)FET42〜FET43〜モータ115〜FET52〜FET53の経路とプルアップ抵抗140u,プルダウン抵抗141w
(3)FET46〜FET47〜モータ115〜FET44〜FET45の経路とプルアップ抵抗140v,プルダウン抵抗141u
(4)FET46〜FET47〜モータ115〜FET52〜FET53の経路とプルアップ抵抗140v,プルダウン抵抗141w
(5)FET50〜FET51〜モータ115〜FET44〜FET45の経路とプルアップ抵抗140w,プルダウン抵抗141u
(6)FET50〜FET51〜モータ115〜FET48〜FET49の経路とプルアップ抵抗140w,プルダウン抵抗141v
2,4,6,8 電界効果トランジスタ(第2の電界効果トランジスタ)
3,5,7,9 電界効果トランジスタ(第1の電界効果トランジスタ)
10 CPU
12 電流検出回路
13a プルアップ抵抗(第1の電圧検出手段)
13b プルダウン抵抗(第2の電圧検出手段)
42,44,46,48,50,52 電界効果トランジスタ(第2の電界効果トランジスタ)
43,45,47,49,51,53 電界効果トランジスタ(第1の電界効果トランジスタ)
101 電動パワーステアリング装置
108 電流検出回路
114a ドライブ回路
115 モータ
140u,140v,140w プルアップ抵抗(第1の電圧検出手段)
141u,141v,141w プルダウン抵抗(第2の電圧検出手段)
Claims (6)
- 寄生ダイオードが電源に対して逆方向となるように配置された第1の電界効果トランジスタおよび、寄生ダイオードが電源に対して順方向となるように配置された第2の電界効果トランジスタとを直列接続して形成されたスイッチング素子を含むブリッジ回路によってモータを駆動するモータ駆動装置であって、前記第1の電界効果トランジスタおよび前記第2の電界効果トランジスタの故障を検出する故障検出手段を有することを特徴とするモータ駆動装置。
- 前記故障検出手段は、
前記第1および第2の電界効果トランジスタのオンおよびオフの状態を切り換える切換手段と、
前記ブリッジ回路の直流正側電位の出力と前記モータとの間に接続された第1の電圧検出手段と、
前記モータと前記ブリッジ回路の直流負側電位の出力との間に接続された第2の電圧検出手段と、
を含み、前記第1および第2の電界効果トランジスタのオンおよびオフの状態と前記第1および第2の電圧検出手段により検出された電圧とに基づいて前記第1および前記第2の電界効果トランジスタの故障を検出するものである請求項1に記載のモータ駆動装置。 - 前記故障検出手段は、前記モータが非駆動時に、特定の前記電界効果トランジスタをオン状態あるいはオフ状態として前記電界効果トランジスタの短絡故障あるいは開放故障を検出するものである請求項1または2に記載のモータ駆動装置。
- 運転者のステアリング動作に基づいて、モータを駆動してステアリング機構に操舵補助トルクを与える車両の電動パワーステアリング装置におけるモータを駆動することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
- 寄生ダイオードが電源に対して逆方向となるように配置された第1の電界効果トランジスタおよび、寄生ダイオードが電源に対して順方向となるように配置された第2の電界効果トランジスタとを直列接続して形成されたスイッチング素子を含むブリッジ回路によってモータを駆動するモータ駆動装置であって、
前記第1および第2の電界効果トランジスタの動作状態によって発生する前記スイッチング素子の電圧に基づいて前記第1および前記第2の電界効果トランジスタの故障を検出することを特徴とするモータ駆動装置の故障検出方法。 - 前記モータが非駆動時に、特定の前記電界効果トランジスタをオン状態あるいはオフ状態として前記電界効果トランジスタの短絡故障あるいは開放故障を検出するものである請求項5に記載のモータ駆動装置の故障検出方法。
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