JP2006050707A - Motor drive unit - Google Patents

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Katsuya Koyama
克也 小山
Shoji Sasaki
昭二 佐々木
Tomonobu Koseki
知延 小関
Ryoichi Kobayashi
良一 小林
Toshiyuki Innami
敏之 印南
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Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fault diagnoser which can quickly detect various abnormality occurring in the drive circuit for a motor. <P>SOLUTION: This motor drive unit is equipped with an output circuit 8, which generates multiphase AC voltage and supplies the generated AC voltage to an AC motor via a power supply line; a control circuit 6 which switches the output circuit; a bias circuit 9 which supplies an optional line of the power supply line with bias voltage, and monitors 10, 11 and 12 which detect the voltage of each line of the power supply line. This motor drive unit is equipped with a fault diagnoser 6a which detects the abnormality of the power supply line by comparing the voltage of each power supply line, detected by the monitor with two or more set voltages being set in advance, when the output circuit generates output only in the optional line or does not generate an output. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電動機駆動装置の故障診断技術にに係り、特に給電線を介して交流電動機に電力を供給する回路の異常を検出する故障診断技術に関する。   The present invention relates to a failure diagnosis technique for an electric motor drive device, and more particularly to a failure diagnosis technique for detecting an abnormality in a circuit that supplies electric power to an AC motor via a feeder line.

車両用のパワーステアリング装置として、モータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置が使用されるようになってきた。従来、電動パワーステアリング装置は、小型車にのみ適用されていたが、燃費向上、車両内における機器のレイアウト上のメリットにより、中型車以上への適用が進んでいる。   An electric power steering device using a motor control device has been used as a power steering device for vehicles. Conventionally, the electric power steering apparatus has been applied only to small cars, but is being applied to medium-sized cars or more due to the improvement in fuel efficiency and the advantage of the layout of devices in the vehicle.

しかし、従来のブラシ付きモータを用いた電動パワーステアリング装置では、十分な出力トルクを得ることができず、また保守にも時間がかかる。このため、電動パワーステアリング用のモータはブラシ付きモータから３相モータへの置き換えが進んでいる（特許文献１参照）。
特開２００３−１７４７９３号公報 However, a conventional electric power steering device using a brushed motor cannot obtain a sufficient output torque and takes time for maintenance. For this reason, motors for electric power steering are being replaced from brush motors with three-phase motors (see Patent Document 1).
JP 2003-174793 A

電動パワーステアリング装置に異常が発生すると、その異常動作により不測の事故が発生する可能性がある。このため、３相モータを電動パワーステアリング装置に採用するに当たっては高信頼性を確保することが要求される。   If an abnormality occurs in the electric power steering apparatus, an unexpected accident may occur due to the abnormal operation. For this reason, when adopting a three-phase motor in an electric power steering device, it is required to ensure high reliability.

電動パワーステアリング装置の異常の有無を判断する方法としては、電動機に電流を流して診断する方法と、電動機に電流を流すことなく診断する方法が知られている。ここで、電動機に電流を流して診断する方法は、ハンドルが回転する可能性があるため、通常は電動機に電流を流すことなく診断する方法が採用される。また、この異常診断は電源をオンにした直後に行われる必要がある。   As a method for determining whether or not there is an abnormality in the electric power steering device, there are known a method of making a diagnosis by flowing an electric current to the electric motor and a method of making a diagnosis without flowing an electric current to the electric motor. Here, since the method of making a diagnosis by flowing an electric current through the electric motor may rotate the handle, a method of making a diagnosis without applying an electric current to the electric motor is usually employed. In addition, this abnormality diagnosis needs to be performed immediately after the power is turned on.

本発明は、これらの課題に鑑みてなされたもので、電動機の駆動回路に発生する種々の異常を始動後に速やかに検出することのできる故障診断装置を提供するものである。   The present invention has been made in view of these problems, and provides a failure diagnosis apparatus that can quickly detect various abnormalities occurring in a drive circuit of an electric motor after starting.

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.

多相交流電圧を発生し、発生した交流電圧を給電線を介して交流電動機に供給する出力回路と、出力回路をスイッチング制御する制御回路と、給電線の任意の一線にバイアス電圧を供給するバイアス回路と、給電線の各線の電圧を検出するモニタとを備え、出力回路が給電線の前記任意の一線にのみ出力を発生したとき、または出力を発生しないときにモニタが検出した各給電線の電圧を予め設定した複数の設定電圧と比較して、給電線の異常を検出する故障診断装置を備えた。   An output circuit that generates a polyphase AC voltage and supplies the generated AC voltage to the AC motor via the feeder line, a control circuit that controls switching of the output circuit, and a bias that supplies a bias voltage to any one of the feeder lines A circuit and a monitor for detecting the voltage of each line of the feeder line, and when the output circuit generates an output only on the arbitrary one of the feeder lines or when no output is generated, A failure diagnosing device that detects an abnormality in the power supply line by comparing the voltage with a plurality of preset voltages is provided.

本発明は、以上の構成を備えるため、電動機の駆動回路に発生する種々の異常を速やかに検出することのできる故障診断装置を提供することができる。   Since this invention is provided with the above structure, it can provide the failure diagnosis apparatus which can detect rapidly various abnormality which generate | occur | produces in the drive circuit of an electric motor.

以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、電動機駆動装置を説明する図である。図において、１はモータの駆動回路、２はバッテリ等の電源、３はイグニッションスイッチ(IGNSW）、４はスイッチ素子である。イグニッションスイッチ３がＯＮされると、駆動回路１内のスイッチ素子４がＯＮされ、電源２の電圧が駆動回路１に供給される。   Hereinafter, the best embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an electric motor drive device. In the figure, 1 is a motor drive circuit, 2 is a power source such as a battery, 3 is an ignition switch (IGNSW), and 4 is a switch element. When the ignition switch 3 is turned on, the switch element 4 in the drive circuit 1 is turned on, and the voltage of the power source 2 is supplied to the drive circuit 1.

５は制御回路の電源であり、電源２の電圧を調整して制御回路６に供給する。６はＣＰＵを備えたモータの制御回路であり、故障診断装置６ａを内蔵している。故障診断装置６ａはマイコン等で構成され、後述するように、モータに交流電力を供給する給電線２７，２８，２９の出力回路端側の電圧をモニタして、給電線の故障を診断する。７はモニタであり、電源ラインの電圧を検出して制御回路６に供給する。   Reference numeral 5 denotes a power supply for the control circuit, which adjusts the voltage of the power supply 2 and supplies it to the control circuit 6. Reference numeral 6 denotes a motor control circuit equipped with a CPU, which incorporates a failure diagnosis device 6a. The failure diagnosing device 6a is composed of a microcomputer or the like and, as will be described later, monitors the voltage on the output circuit end side of the power supply lines 27, 28 and 29 for supplying AC power to the motor, and diagnoses the power supply line failure. A monitor 7 detects the voltage of the power supply line and supplies it to the control circuit 6.

８は多相交流を出力する出力回路であり、インバータ等で構成する。また、出力回路８は制御回路６で演算した制御値をもとにモータ１３を駆動制御する。９はバイアス回路であり、モータに交流電力を供給する給電線２７，２８，２９の出力回路８側に電源２の電圧を供給する。バイアス回路９は、給電線の数より少ない数に設定され、図の例では、三相に対し一相だけに設けることとする。１０，１１，１２は給電線２７，２８，２９の電圧を検出するモニタであり、給電線２７，２８，２９の電圧は制御回路６により逐次モニタすることができる。１３は各相毎の一次巻線ｎ１，ｎ２，ｎ３を有する三相誘導電動機等のモータであり、該モータによりハンドルを回転駆動する。   Reference numeral 8 denotes an output circuit that outputs polyphase alternating current, and is configured by an inverter or the like. The output circuit 8 controls the drive of the motor 13 based on the control value calculated by the control circuit 6. A bias circuit 9 supplies the voltage of the power supply 2 to the output circuit 8 side of the power supply lines 27, 28, and 29 that supply AC power to the motor. The number of bias circuits 9 is set to be smaller than the number of feeder lines. In the example shown in the figure, the bias circuit 9 is provided only for one phase with respect to three phases. Reference numerals 10, 11, and 12 are monitors that detect the voltages of the feeder lines 27, 28, and 29. The voltages of the feeder lines 27, 28, and 29 can be sequentially monitored by the control circuit 6. Reference numeral 13 denotes a motor such as a three-phase induction motor having primary windings n1, n2, and n3 for each phase, and the handle is driven to rotate by the motor.

図２は、出力回路８、モニタ７、モニタ１０〜１２、モータ１３の接続を説明する図である。出力回路８は、ブリッジ接続したインバータ回路で構成され、上流側は電源ライン３０に、下流側はグランドＧＮＤに接続されている。２１，２３，２５はブリッジ回路を構成する上流側のスイッチ素子、２２，２４，２６はブリッジ回路を構成する下流側のスイッチ素子である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the connection of the output circuit 8, the monitor 7, the monitors 10 to 12, and the motor 13. The output circuit 8 is configured by a bridge-connected inverter circuit, and the upstream side is connected to the power supply line 30 and the downstream side is connected to the ground GND. 21, 23, 25 are upstream switch elements constituting the bridge circuit, and 22, 24, 26 are downstream switch elements constituting the bridge circuit.

上流側スイッチ素子（例えば２１）がＯＮした際は、モータ１３のＡ相にバッテリ電源２が供給され、また、下流側スイッチ素子（例えば２４）がＯＮした際はモータ１３のＢ相をグランド接地する。このようにして、モータ１３には、出力回路３の上側および下流側スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦにより、三相交流電流が供給されて回転駆動される。   When the upstream side switch element (for example, 21) is turned on, the battery power supply 2 is supplied to the A phase of the motor 13, and when the downstream side switch element (for example, 24) is turned on, the B phase of the motor 13 is grounded. To do. In this way, the motor 13 is supplied with a three-phase alternating current and is rotationally driven by ON / OFF of the upper and downstream switch elements of the output circuit 3.

また、モニタ７は、出力回路８の上流側の電圧をモニタしている。更に、Ａ相に設けたモニタ１０は給電線２７の電圧を、Ｂ相に設けたモニタ１１は給電線２８の電圧を、Ｃ相に設けたモニタ１２は給電線２９の電圧をモニタしている。また、バイアス回路９は電流制限抵抗ｒを介してバッテリ電圧３０をバイアス電圧として給電線２７に供給する。   The monitor 7 monitors the voltage on the upstream side of the output circuit 8. Further, the monitor 10 provided in the A phase monitors the voltage of the feeder line 27, the monitor 11 provided in the B phase monitors the voltage of the feeder line 28, and the monitor 12 provided in the C phase monitors the voltage of the feeder line 29. . The bias circuit 9 supplies the battery voltage 30 as a bias voltage to the power supply line 27 through the current limiting resistor r.

図３は、正常時における、駆動回路１起動時の各部波形を説明する図である。図において、Ｖ４１は第１の設定電圧、Ｖ４２は第２の設定電圧であり、電源ライン電圧Ｖ３０＞第１の設定電圧Ｖ４１＞第２の設定電圧Ｖ４２に設定してある。   FIG. 3 is a diagram for explaining the waveform of each part when the drive circuit 1 is activated in the normal state. In the figure, V41 is a first set voltage, V42 is a second set voltage, and power supply line voltage V30> first set voltage V41> second set voltage V42 is set.

時点５１でイグニッションスイッチ３をＯＮすると、駆動回路１内のスイッチ４がＯＮ動作して、駆動回路１内にバッテリ電源２の電圧が供給される。これにより、駆動回路出力回路８の上流側にはバッテリ電源の電圧が供給され、電源ライン電圧Ｖ３０は、バッテリ電源の電圧まで上昇する。   When the ignition switch 3 is turned on at the time 51, the switch 4 in the drive circuit 1 is turned on, and the voltage of the battery power supply 2 is supplied into the drive circuit 1. Thereby, the voltage of the battery power supply is supplied to the upstream side of the drive circuit output circuit 8, and the power supply line voltage V30 rises to the voltage of the battery power supply.

このとき、バイアス回路９により、電源ライン電圧（バッテリ電圧）Ｖ３０が給電線２７に供給され、同時にモータ１３内の巻線（一次巻線）を介して給電線２８および２９にも供給される。また、この時、出力回路８内のスイッチ素子２１〜２６は全てＯＦＦ状態である。   At this time, the power supply line voltage (battery voltage) V30 is supplied to the power supply line 27 by the bias circuit 9, and simultaneously supplied to the power supply lines 28 and 29 via the winding (primary winding) in the motor 13. At this time, all the switch elements 21 to 26 in the output circuit 8 are in the OFF state.

バイアス回路９は、前述のように電流制限抵抗ｒで構成されており、また、モータ１３の各相の巻線抵抗は制限抵抗ｒに比して無視することができる。このため、電源ライン３０の電圧Ｖ３０は、バイアス回路９とモニタ１０〜１２の内部抵抗により分圧され、給電線２７、２８、２９の電圧Ｖ２７，Ｖ２８，Ｖ２９は、それぞれ第１の設定電圧Ｖ４１と第２の設定電圧Ｖ４２の間にバイアスされる。   The bias circuit 9 is configured by the current limiting resistor r as described above, and the winding resistance of each phase of the motor 13 can be ignored as compared with the limiting resistor r. Therefore, the voltage V30 of the power supply line 30 is divided by the bias circuit 9 and the internal resistances of the monitors 10 to 12, and the voltages V27, V28, and V29 of the power supply lines 27, 28, and 29 are respectively set to the first set voltage V41. And the second set voltage V42.

次に、時点５２においてスイッチ素子２１のみをＯＮさせる。スイッチ素子２１をＯＮさせると、給電線２７の電圧Ｖ２７は、電源ライン電圧Ｖ３０近傍に上昇する。また同時にモータ１３内の巻線を介して、給電線２８〜２９にも供給される。これにより、給電線２７〜２９の電圧Ｖ２７，Ｖ２８，Ｖ２９は第１の設定電圧Ｖ４１以上となる。以上が、正常時の動作である。   Next, at the time 52, only the switch element 21 is turned on. When the switch element 21 is turned on, the voltage V27 of the power supply line 27 rises near the power supply line voltage V30. At the same time, it is also supplied to the power supply lines 28 to 29 via the windings in the motor 13. As a result, the voltages V27, V28, and V29 of the feeder lines 27 to 29 become equal to or higher than the first set voltage V41. The above is the normal operation.

図４は、各相の給電線２７，２９，２９の何れかが電源ライン３０にショート（天絡）している場合における、駆動回路１起動時の各部波形を説明する図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the waveforms of each part when the drive circuit 1 is activated when any of the power supply lines 27, 29, 29 of each phase is short-circuited to the power supply line 30.

まず、時点５１でイグニッションスイッチ３をＯＮすると、駆動回路１内のスイッチ４がＯＮ動作して、駆動回路１にバッテリ電源２の電圧が供給される。これにより、駆動回路出力回路８の上流側にはバッテリ電源の電圧が供給され、電源ライン電圧Ｖ３０は、バッテリ電源の電圧まで上昇する。   First, when the ignition switch 3 is turned on at the time 51, the switch 4 in the drive circuit 1 is turned on, and the voltage of the battery power supply 2 is supplied to the drive circuit 1. Thereby, the voltage of the battery power supply is supplied to the upstream side of the drive circuit output circuit 8, and the power supply line voltage V30 rises to the voltage of the battery power supply.

各相の給電線２７，２８，２９の何れかが電源ライン３０にショートしている場合、各相の給電線２７，２８，２９はモータ１３内の巻線を介して、常時、電源ライン３０の電圧Ｖ３０近傍の値に充電されている。   When any one of the power supply lines 27, 28, and 29 for each phase is short-circuited to the power supply line 30, the power supply lines 27, 28, and 29 for each phase are always connected via the windings in the motor 13. Is charged to a value in the vicinity of the voltage V30.

このため、故障診断装置６ａは、時点５１で駆動回路１の電源をＯＮした後、下記３条件が同時に成立するか否かを判断し、この条件（条件１）が成立した場合、天絡と判定することができる。   For this reason, the failure diagnosis device 6a determines whether or not the following three conditions are satisfied simultaneously after turning on the power source of the drive circuit 1 at the time 51, and if these conditions (condition 1) are satisfied, Can be determined.

給電線２７の電圧Ｖ２７≧第１の設定電圧Ｖ４１
ａｎｄ
給電線２８の電圧Ｖ２８≧第１の設定電圧Ｖ４１
ａｎｄ
給電線２９の電圧Ｖ２９≧第１の設定電圧Ｖ４１ …（条件１）
この判定後は、保護のため全てのスイッチ素子２１〜２６をＯＦＦに固定とする。即ち、通常動作では、時点５２以降で、例えばスイッチ素子２１をＯＮにしてインバータを起動するが、この場合は全てのスイッチ素子２１〜２６をＯＦＦに固定とする。 Voltage V27 of power supply line 27 ≧ first set voltage V41
and
Voltage V28 of power supply line 28 ≧ first set voltage V41
and
Voltage V29 of power supply line 29 ≧ first set voltage V41 (Condition 1)
After this determination, all switch elements 21 to 26 are fixed to OFF for protection. That is, in the normal operation, after the time 52, for example, the switch element 21 is turned on and the inverter is started. In this case, all the switch elements 21 to 26 are fixed to OFF.

図５は、各相の給電線２７，２８，２９の何れかがグランドＧＮＤにショート（地絡）している場合における、駆動回路１起動時の各部波形を説明する図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the waveforms of each part when the drive circuit 1 is activated when any one of the power supply lines 27, 28, 29 of each phase is short-circuited (ground fault) to the ground GND.

まず、時点５１において、イグニッションスイッチ３をＯＮすると、駆動回路１内のスイッチ４がＯＮ動作して、駆動回路１内にバッテリ電源２の電圧が供給される。これにより、駆動回路出力回路８の上流側にはバッテリ電源の電圧が供給され、電源ライン電圧Ｖ３０は、バッテリ電源の電圧まで上昇する。   First, when the ignition switch 3 is turned on at time 51, the switch 4 in the drive circuit 1 is turned on, and the voltage of the battery power supply 2 is supplied into the drive circuit 1. Thereby, the voltage of the battery power supply is supplied to the upstream side of the drive circuit output circuit 8, and the power supply line voltage V30 rises to the voltage of the battery power supply.

このとき、バイアス回路９により、電源ライン電圧Ｖ３０が給電線２７に供給されるが、何れかの給電線がグランドＧＮＤにショートしていると、モータ１３内の巻線ｎ１，ｎ２，ｎ３を介して、全ての給電線２７，２８，２９の電圧はグランドＧＮＤ電圧近傍となる。   At this time, the power supply line voltage V30 is supplied to the power supply line 27 by the bias circuit 9, but if any power supply line is short-circuited to the ground GND, the bias circuit 9 passes through the windings n1, n2, and n3 in the motor 13. Thus, the voltages of all the feeder lines 27, 28, 29 are in the vicinity of the ground GND voltage.

したがって、故障診断装置６ａは、時点５１で駆動回路１の電源をＯＮした後、下記３条件（条件２）が成立した場合、地絡と判定することができる。   Therefore, the failure diagnosis device 6a can determine that there is a ground fault when the following three conditions (condition 2) are satisfied after the power of the drive circuit 1 is turned on at time 51.

給電線２７の電圧Ｖ２７≦第２の設定電圧４２
ａｎｄ
給電線２８の電圧Ｖ２８≦第２の設定電圧４２
ａｎｄ
給電線２９の電圧Ｖ２９≦第２の設定電圧４２ …（条件２）
この判定後は、保護のため全てのスイッチ素子２１〜２６をＯＦＦ固定とする。即ち、通常動作では、時点５２以降で、例えばスイッチ素子２１をＯＮにしてインバータを起動するが、この場合は全てのスイッチ素子２１〜２６をＯＦＦに固定とする。 Voltage V27 of power supply line 27 ≦ second set voltage 42
and
Voltage V28 of power supply line 28 ≦ second set voltage 42
and
Voltage V29 of power supply line 29 ≦ second set voltage 42 (Condition 2)
After this determination, all the switch elements 21 to 26 are fixed to OFF for protection. That is, in the normal operation, after the time 52, for example, the switch element 21 is turned on and the inverter is started. In this case, all the switch elements 21 to 26 are fixed to OFF.

図６は、各相の給電線が断線している場合における、駆動回路１起動時の各部波形を説明する図であり、図６（ａ）は給電線２７に断線が発生している場合、図６（ｂ）は給電線２８に断線が発生している場合、図６（ｃ）は給電線２９に断線が発生している場合を示す。   FIG. 6 is a diagram for explaining waveforms at the time of starting the drive circuit 1 when the power supply lines of each phase are disconnected. FIG. 6A is a diagram when the power supply line 27 is disconnected. FIG. 6B shows a case where a disconnection occurs in the power supply line 28, and FIG. 6C shows a case where a disconnection occurs in the power supply line 29.

ここで、給電線２７に断線が発生している場合（図６（ａ））を例にして説明すると、まず、時点５１において、イグニッションスイッチ３をＯＮすると、駆動回路１内のスイッチ４がＯＮ動作して、駆動回路１にバッテリ電源２の電圧が供給される。これにより、駆動回路１の出力回路８の上流側にはバッテリ電源の電圧が供給され、電源ライン電圧Ｖ３０は、バッテリ電源の電圧まで上昇する。   Here, a case where the power supply line 27 is disconnected (FIG. 6A) will be described as an example. First, when the ignition switch 3 is turned on at the time 51, the switch 4 in the drive circuit 1 is turned on. In operation, the voltage of the battery power supply 2 is supplied to the drive circuit 1. Thereby, the voltage of the battery power supply is supplied to the upstream side of the output circuit 8 of the drive circuit 1, and the power supply line voltage V30 rises to the voltage of the battery power supply.

このとき、バイアス回路９を介して、電源ライン電圧Ｖ３０が給電線２７の出力回路８側に供給されるが、給電線２７は途中で断線しているので、給電線２８、２９には前記バイアス電圧は供給されない。   At this time, the power supply line voltage V30 is supplied to the output circuit 8 side of the feeder line 27 via the bias circuit 9, but the feeder line 27 is disconnected halfway, so that the bias is not applied to the feeder lines 28 and 29. No voltage is supplied.

したがって、給電線２７の電圧Ｖ２７は、図３に示す例の場合と同様に第１の設定電圧Ｖ４１と第２の設定電圧Ｖ４２の間にバイアスされ、給電線２８、２９の電圧Ｖ２８，Ｖ２９はグランド電圧近傍の電圧となる。なお、このとき、出力回路８は起動前であるから出力回路を構成する各スイッチ素子２１〜２６は全てＯＦＦ状態である。   Accordingly, the voltage V27 of the feeder line 27 is biased between the first set voltage V41 and the second set voltage V42 as in the example shown in FIG. 3, and the voltages V28 and V29 of the feeder lines 28 and 29 are The voltage is near the ground voltage. At this time, since the output circuit 8 is before starting, all of the switch elements 21 to 26 constituting the output circuit are in the OFF state.

このとき、前記給電線印加される電圧Ｖ２７，Ｖ２８，Ｖ２９の条件は前記条件１、および条件２の何れの条件にも合致しない。このため、故障診断装置６ａは、この時点では天絡、地絡の判定を行わず、次の処理に進む。   At this time, the conditions of the voltages V27, V28, and V29 applied to the feeder line do not match any of the conditions 1 and 2. For this reason, the failure diagnosis apparatus 6a proceeds to the next process without making a determination of a power fault or a ground fault at this time.

次いで、時点５２において、スイッチ素子２１のみをＯＮにする。スイッチ素子２１をＯＮさせると、給電線２７の電圧は、電源ライン電圧Ｖ３０近傍に上昇するが、給電線２７はモータ１３間で断線しているため、給電線２８、２９には前記電圧が供給されない。このため、給電線２８、２９の電圧は、グランド電圧近傍となる。したがって、下記条件（条件３）が成立した場合、何れかの給電線（この場合は給電線２７）に断線が発生したと判定することができる。   Next, at time 52, only the switch element 21 is turned ON. When the switch element 21 is turned on, the voltage of the power supply line 27 rises near the power supply line voltage V30. However, since the power supply line 27 is disconnected between the motors 13, the voltage is supplied to the power supply lines 28 and 29. Not. For this reason, the voltages of the feeder lines 28 and 29 are in the vicinity of the ground voltage. Therefore, when the following condition (condition 3) is satisfied, it can be determined that a disconnection has occurred in any of the power supply lines (in this case, the power supply line 27).

給電線２７の電圧Ｖ２７≧ 第１の設定電圧
ａｎｄ
（給電線２７の電圧Ｖ２７≦第２の設定電圧４２）ｏｒ（給電線２８の電圧Ｖ２８≦第２の設定電圧電圧 ） …（条件３）
この判定後は、モータを正常に制御することはできない。このため、時点５３において、全スイッチ素子２１〜２６をＯＦＦに固定する。 Voltage V27 of feed line 27 ≧ first set voltage
and
(Voltage V27 of feed line 27 ≦ second set voltage 42) or (Voltage V28 of feed line 28 ≦ second set voltage voltage) (Condition 3)
After this determination, the motor cannot be controlled normally. For this reason, at the time 53, all the switch elements 21 to 26 are fixed to OFF.

次に、給電線２８に断線が発生している場合（図６（ｂ））においては、まず、時点５１において、イグニッションスイッチ３をＯＮすると、駆動回路１内のスイッチ４がＯＮ動作して、駆動回路１にバッテリ電源２の電圧が供給される。これにより、駆動回路１の出力回路８の上流側にはバッテリ電源の電圧が供給され、電源ライン電圧Ｖ３０は、バッテリ電源の電圧まで上昇する。   Next, in the case where a break has occurred in the feeder line 28 (FIG. 6B), first, at the time 51, when the ignition switch 3 is turned on, the switch 4 in the drive circuit 1 is turned on, The voltage of the battery power source 2 is supplied to the drive circuit 1. Thereby, the voltage of the battery power supply is supplied to the upstream side of the output circuit 8 of the drive circuit 1, and the power supply line voltage V30 rises to the voltage of the battery power supply.

このとき、バイアス回路９を介して、電源ライン電圧Ｖ３０が給電線２７の出力回路８側に供給されるが、給電線２８は途中で断線しているので、給電線２８には前記バイアス電圧は供給されない。   At this time, the power supply line voltage V30 is supplied to the output circuit 8 side of the feeder line 27 via the bias circuit 9, but the feeder line 28 is disconnected halfway, so that the bias voltage is not supplied to the feeder line 28. Not supplied.

給電線２７，２９の電圧Ｖ２７，Ｖ２９は、図３に示す例の場合と同様に第１の設定電圧Ｖ４１と第２の設定電圧Ｖ４２の間にバイアスされ、給電線２８の電圧Ｖ２８はグランド電圧近傍の電圧となる。なお、このとき、出力回路８は起動前であるから出力回路を構成する各スイッチ素子２１〜２６は全てＯＦＦ状態である。   The voltages V27 and V29 of the power supply lines 27 and 29 are biased between the first set voltage V41 and the second set voltage V42 as in the example shown in FIG. 3, and the voltage V28 of the power supply line 28 is the ground voltage. Nearby voltage. At this time, since the output circuit 8 is before starting, all of the switch elements 21 to 26 constituting the output circuit are in the OFF state.

しかし、前記給電線印加される電圧Ｖ２７，Ｖ２８，Ｖ２９の条件は前記条件１、および条件２の何れの条件にも合致しない。このため、故障診断装置６ａは、この時点では天絡、地絡の判定を行わず、次の処理に進む。   However, the conditions of the voltages V27, V28, and V29 applied to the power supply line do not match any of the conditions 1 and 2. For this reason, the failure diagnosis apparatus 6a proceeds to the next process without making a determination of a power fault or a ground fault at this time.

次いで、時点５２において、スイッチ素子２１のみをＯＮにする。スイッチ素子２１をＯＮさせると、給電線２７，２９の電圧は、電源ライン電圧Ｖ３０近傍に上昇するが、給電線２８はモータ１３間で断線しているため、給電線２８には前記電圧が供給されない。このため、給電線２８の電圧は、グランド電圧近傍となる。したがって、前記条件（条件３）が成立した場合、何れかの給電線（この場合は給電線２８）に断線が発生したと判定することができる。   Next, at time 52, only the switch element 21 is turned ON. When the switch element 21 is turned on, the voltages of the power supply lines 27 and 29 rise to the vicinity of the power supply line voltage V30. However, since the power supply line 28 is disconnected between the motors 13, the voltage is supplied to the power supply line 28. Not. For this reason, the voltage of the feeder line 28 is in the vicinity of the ground voltage. Therefore, when the condition (condition 3) is satisfied, it can be determined that a disconnection has occurred in any of the power supply lines (in this case, the power supply line 28).

次に、給電線２９に断線が発生している場合（図６（ｃ））においては、まず、時点５１において、イグニッションスイッチ３をＯＮすると、駆動回路１内のスイッチ４がＯＮ動作して、駆動回路１にバッテリ電源２の電圧が供給される。これにより、駆動回路１の出力回路８の上流側にはバッテリ電源の電圧が供給され、電源ライン電圧Ｖ３０は、バッテリ電源の電圧まで上昇する。   Next, in the case where a disconnection occurs in the feeder line 29 (FIG. 6C), first, at the time 51, when the ignition switch 3 is turned on, the switch 4 in the drive circuit 1 is turned on, The voltage of the battery power source 2 is supplied to the drive circuit 1. Thereby, the voltage of the battery power supply is supplied to the upstream side of the output circuit 8 of the drive circuit 1, and the power supply line voltage V30 rises to the voltage of the battery power supply.

このとき、バイアス回路９を介して、電源ライン電圧Ｖ３０が給電線２７の出力回路８側に供給されるが、給電線２９は途中で断線しているので、給電線２９には前記バイアス電圧は供給されない。   At this time, the power supply line voltage V30 is supplied to the output circuit 8 side of the feeder line 27 via the bias circuit 9, but the feeder line 29 is disconnected halfway, so that the bias voltage is not supplied to the feeder line 29. Not supplied.

給電線２７，２８の電圧Ｖ２７，Ｖ２８は、図３に示す例の場合と同様に第１の設定電圧Ｖ４１と第２の設定電圧Ｖ４２の間にバイアスされ、給電線２９の電圧Ｖ２９はグランド電圧近傍の電圧となる。なお、このとき、出力回路８は起動前であるから出力回路を構成する各スイッチ素子２１〜２６は全てＯＦＦ状態である。   The voltages V27 and V28 of the feeder lines 27 and 28 are biased between the first set voltage V41 and the second set voltage V42 as in the example shown in FIG. 3, and the voltage V29 of the feed line 29 is the ground voltage. Nearby voltage. At this time, since the output circuit 8 is before starting, all of the switch elements 21 to 26 constituting the output circuit are in the OFF state.

しかし、前記給電線印加される電圧Ｖ２７，Ｖ２８，Ｖ２９の条件は前記条件１、および条件２の何れの条件にも合致しない。このため、故障診断装置６ａは、この時点では天絡、地絡の判定を行わず、次の処理に進む。   However, the conditions of the voltages V27, V28, and V29 applied to the power supply line do not match any of the conditions 1 and 2. For this reason, the failure diagnosis apparatus 6a proceeds to the next process without making a determination of a power fault or a ground fault at this time.

次いで、時点５２において、スイッチ素子２１のみをＯＮにする。スイッチ素子２１をＯＮさせると、給電線２７，２８の電圧は、電源ライン電圧Ｖ３０近傍に上昇するが、給電線２９はモータ１３間で断線しているため、給電線２９には前記電圧が供給されない。このため、給電線２９の電圧は、グランド電圧近傍となる。したがって、前記条件（条件３）が成立した場合、何れかの給電線（この場合は給電線２９）に断線が発生したと判定することができる。このようにして、（条件３）により各相の給電線２７，２９，２９の何れかに発生した断線を判定することができる。   Next, at time 52, only the switch element 21 is turned ON. When the switch element 21 is turned on, the voltages of the power supply lines 27 and 28 rise to the vicinity of the power supply line voltage V30. However, since the power supply line 29 is disconnected between the motors 13, the voltage is supplied to the power supply line 29. Not. For this reason, the voltage of the feeder line 29 is in the vicinity of the ground voltage. Therefore, when the condition (condition 3) is satisfied, it can be determined that a disconnection has occurred in one of the power supply lines (in this case, the power supply line 29). In this way, it is possible to determine the disconnection that has occurred in any of the power supply lines 27, 29, and 29 of each phase according to (Condition 3).

すなわち、故障診断装置は、出力回路が給電線に出力を発生しないとき、バイアスが印加された給電線電圧が第１の設定電圧以下および第２の設定電圧以上であり、バイアスが印加されない給電線の電圧が第１の設定電圧以下および第２の設定電圧以上または第２の設定電圧以下であるとき、出力回路８によりバイアスが印加された給電線にバッテリ電圧を出力する。このとき、給電線の電圧が第１の設定電圧以上であり、少なくとの他の何れかの給電線の電圧が第２の設定電圧以下であるとき、何れかの給電線に断線が発生したと判断することができる。   That is, in the failure diagnosis apparatus, when the output circuit does not generate an output on the feeder line, the feeder line voltage to which the bias is applied is equal to or lower than the first set voltage and the second set voltage, and the bias line is not applied. Is equal to or lower than the first set voltage and equal to or higher than the second set voltage or equal to or lower than the second set voltage, the output circuit 8 outputs the battery voltage to the feeder line to which a bias is applied. At this time, when the voltage of the power supply line is equal to or higher than the first set voltage and the voltage of at least one of the other power supply lines is equal to or lower than the second set voltage, a disconnection has occurred in any of the power supply lines. It can be judged.

以上、本発明の実施形態について記述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求項の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で設計において種種の変更ができるものである。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be made in a design in the range which does not deviate from the mind of the invention described in the claim. Is.

以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、モータの給電線（ハーネス）に生じた天絡、地絡、および断線故障を運転に先立って自己診断して検出することができる。これにより高信頼性の電動パワーステアリング装置を提供することができる。   As described above, according to each embodiment of the present invention, it is possible to detect and detect a power fault, a ground fault, and a disconnection failure occurring in a power supply line (harness) of a motor prior to driving. As a result, a highly reliable electric power steering apparatus can be provided.

電動機駆動装置を説明する図である。It is a figure explaining an electric motor drive device. 出力回路、バッテリ電圧モニタ、出力端子電圧モニタおよびモータの接続を説明する図である。It is a figure explaining the connection of an output circuit, a battery voltage monitor, an output terminal voltage monitor, and a motor. 正常時における、駆動回路起動時の各部波形を説明する図である。It is a figure explaining each part waveform at the time of drive circuit starting at the time of normal. 各相の給電線の何れかが天絡している場合における、駆動回路起動時の各部波形を説明する図である。It is a figure explaining each part waveform at the time of a drive circuit starting in case either of the electric power feeding lines of each phase has a power fault. 各相の給電線の何れかが地絡している場合における、駆動回路起動時の各部波形を説明する図である。It is a figure explaining each part waveform at the time of a drive circuit starting in case any of the electric power feeding line of each phase has a ground fault. 各相の給電線の何れかが断線している場合における、駆動回路起動時の各部波形を説明する図である。It is a figure explaining each part waveform at the time of a drive circuit starting in case any of the electric power feeding line of each phase is disconnected.

符号の説明Explanation of symbols

１ 駆動回路
２ バッテリ電源
３ イグニッションスイッチ
４ 電源スイッチ素子
５ 電源回路
６ 制御回路
６ａ 故障診断装置
７ バッテリ電圧モニタ
８ 出力回路
９ バイアス回路（抵抗）
１０〜１２ 給電線電圧モニタ
１３ モータ
２７，２８，２９ 給電線
３０ 電源ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive circuit 2 Battery power supply 3 Ignition switch 4 Power switch element 5 Power supply circuit 6 Control circuit 6a Fault diagnosis device 7 Battery voltage monitor 8 Output circuit 9 Bias circuit (resistance)
10-12 Feedline voltage monitor 13 Motor
27, 28, 29 Feed line 30 Power line

Claims (6)

多相交流電圧を発生し、発生した交流電圧を給電線を介して交流電動機に供給する出力回路と、
出力回路をスイッチング制御する制御回路と、
給電線の任意の一線にバイアス電圧を供給するバイアス回路と、
給電線の各線の電圧を検出するモニタとを備え、
出力回路が給電線の前記任意の一線にのみ出力を発生したとき、または出力を発生しないときにモニタが検出した各給電線の電圧を予め設定した複数の設定電圧と比較して、給電線の異常を検出する故障診断手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。 An output circuit that generates a polyphase AC voltage and supplies the generated AC voltage to the AC motor via a power supply line;
A control circuit for switching control of the output circuit;
A bias circuit for supplying a bias voltage to any one of the feeder lines;
A monitor for detecting the voltage of each line of the feeder line,
When the output circuit generates an output on only one arbitrary line of the feeder line, or when no output is generated, the voltage of each feeder line detected by the monitor is compared with a plurality of preset voltages, An electric motor drive device comprising failure diagnosis means for detecting an abnormality. 請求項１記載の電動機駆動装置において、
故障診断手段は、出力回路が給電線に出力を発生しないときに、モニタが検出した各給電線の電圧が予め設定した第１の設定電圧以上であるとき給電線に天絡が発生したと判断することをを特徴とする電動機駆動装置。 In the electric motor drive device according to claim 1,
The failure diagnosing means determines that a power fault has occurred in the power supply line when the output circuit does not generate an output on the power supply line and the voltage of each power supply line detected by the monitor is equal to or higher than a preset first set voltage. An electric motor drive device characterized by that. 請求項１記載の電動機駆動装置において、
故障診断手段は、出力回路が給電線に出力を発生しないときに、モニタが検出した各給電線の電圧が予め設定した第１の設定電圧より低い第２の設定電圧以下であるとき給電線に地絡が発生したと判断することをを特徴とする電動機駆動装置。 In the electric motor drive device according to claim 1,
The failure diagnosing means applies power to the power supply line when the output circuit generates no output on the power supply line and the voltage of each power supply line detected by the monitor is equal to or lower than a second set voltage lower than a preset first set voltage. It is determined that a ground fault has occurred. 請求項１記載の電動機駆動装置において、
故障診断手段は、出力回路がバイアスが印加された給電線に出力を発生したとき、該給電線の電圧が第１の設定電圧以上であり、少なくとの他の何れかの給電線の電圧が第２の設定電圧以下であるとき、何れかの給電線に断線が発生したと判断することを特徴とする電動機駆動装置。 In the electric motor drive device according to claim 1,
When the output circuit generates an output on a power supply line to which a bias is applied, the failure diagnosis means is configured such that the voltage of the power supply line is equal to or higher than the first set voltage, and the voltage of at least one of the other power supply lines is When the voltage is equal to or lower than the second set voltage, it is determined that a disconnection has occurred in any of the feeder lines. 請求項１記載の電動機駆動装置において、
故障診断手段は、出力回路が給電線に出力を発生しないとき、バイアスが印加された給電線電圧が第１の設定電圧以下および第２の設定電圧以上であり、バイアスが印加されない給電線の電圧がそれぞれ第１の設定電圧以下且つ第２の設定電圧以上、および第２の設定電圧以下であり、且つ、出力回路がバイアスが印加された給電線に出力を発生したとき、該給電線の電圧が第１の設定電圧以上であり、少なくとの他の何れかの給電線の電圧が第２の設定電圧以下であるとき、何れかの給電線に断線が発生したと判断することを特徴とする電動機駆動装置。 In the electric motor drive device according to claim 1,
The failure diagnosing means is configured such that when the output circuit does not generate an output on the feeder line, the feeder line voltage to which the bias is applied is equal to or lower than the first set voltage and the second set voltage, and the voltage of the feeder line to which no bias is applied. Are respectively equal to or lower than the first set voltage, equal to or higher than the second set voltage, and equal to or lower than the second set voltage, and the output circuit generates an output on the feed line to which a bias is applied. Is not less than the first set voltage, and at least one of the other feed lines is less than or equal to the second set voltage, it is determined that a break has occurred in any of the feed lines. To drive the motor. 請求項１記載の電動機駆動装置において、
故障診断手段は、出力回路が給電線に出力を発生しないとき、各給電線電圧が第２の設定電圧以上であり、且つ、出力回路が給電線に出力を発生したとき、各給電線電圧が第１の設定電圧以上であるとき、給電線は正常であると判断することをを特徴とする電動機駆動装置。 In the electric motor drive device according to claim 1,
When the output circuit does not generate an output on the feeder line, each of the feeder line voltages is equal to or higher than the second set voltage, and when the output circuit generates an output on the feeder line, An electric motor drive device characterized in that when the voltage is equal to or higher than a first set voltage, the feeder line is determined to be normal.
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