JP2007330040A - 電動モータ駆動回路の故障判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータ駆動回路の故障判定装置において、コストアップおよび大型化を伴うことなく、かつ、スイッチング素子をオン・オフさせることなく、モータ断線を検出可能とする。
【解決手段】電動モータ駆動回路の故障判定装置において、電動モータ３１ａの一方の端子は、バッテリ電源５１に第１抵抗６１を介して接続され、電動モータ３１ａの他方の端子は、アース５２に第２抵抗６２を介して接続され、電動モータ３１ａの一方の端子は、該端子の電圧を検出するための電圧検出回路４４を介してマイクロプロセッサ４１に接続されている。監視されている端子の電圧が第１の中間電圧値Ｖ１である場合には、電動モータ３１ａは正常であると判定され、また、端子の電圧が第１の中間電圧値Ｖ１と異なる第２の中間電圧値Ｖ２である場合には、電動モータ３１ａは故障であると判定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、スイッチング素子により構成されたブリッジ回路の平衡点に電動モータを接続した可逆回転型の電動モータ駆動回路の故障判定装置に関する。

この種の電動モータ駆動回路の故障判定装置として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図４に示されているように、故障判定装置においては、モ−タＭの両側に位置する端子Ｍ＋，Ｍ−の端子電位はそれぞれ専用のモニタ回路１０１，１０２を介して例えば８ビットマイクロコンピュ−タで構成されるＣＰＵ１０３のポ−トＰ（Ｍ＋），Ｐ（Ｍ−）へと供給されるようになっている。このＣＰＵ１０３は、あらかじめ用意されたいくつかの測定条件にしたがって、図示しない４個の専用出力ポ−トからスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のそれぞれに対して測定用オンオフ信号を供給し、それぞれの測定条件ごとにポ−トＰ（Ｍ＋），Ｐ（Ｍ−）からモ−タＭの両側端子電位を測定する。しかるのち、与えられた測定条件とそれに対応して測定される両側端子電位とを所定の故障診断アルゴリズムに当て嵌めることによって、モ−タ駆動回路１００の故障箇所並びに故障内容を判定するのである。

かかる構成の故障判定装置においては、モ−タＭの断線故障の診断を次のように行っている。すなわち、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を順に一つずつオンさせ、その度にモ−タＭの両側に位置する端子Ｍ＋，Ｍ−の電位を測定する。このとき、モ−タＭの両側に位置する端子Ｍ＋，Ｍ−のいずれか一方の電位がＶＢもしくはＧＮＤであるのに対し、他方の端子の電位がフロ−ティング状態にあれば、モ−タＭが断線故障を起こしているものと判定するようにしている。

また、特許文献１の図２に示されているように、故障判定装置においては、モ−タＭのあらかじめ決められた片側端子Ｍ＋の電位のみが専用のモニタ回路１０１を介して測定されている。この故障判定装置においては、与えられた測定条件となるようにブリッジ回路を構成するスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ４）を操作し、モータＭのあらかじめ決められた片側端子（Ｍ＋）の電位を測定し、前記測定条件とそれに対応して測定される前記片側端子の電位とに基づいて、前記モータ駆動回路の故障個所を判定するようにしている。

また、他の一形式として、特許文献２に示されているものが知られている。特許文献２の図２に示されているように、故障判定装置においては、電圧検出部２５，３０を電動モータ４を挟んで前，後の位置に配設することにより、メインＭＰＵ１８は、電圧検出部２５，３０における検出電圧Ｖ1，Ｖ2を比較することによって電動モータ４の断線を検出できるようになっている。これによれば、全てのＦＥＴ１１〜１４を開成した状態で、すなわちスイッチング素子をスイッチングすることなく、電動モータ４の断線を検出することができるようになっている。
特開平１０−２０００１号公報 特開２００２−２７２１７７号公報

上記特許文献１の図２および図４に記載された電動モータ駆動回路の故障判定装置においては、いずれの場合においても、スイッチング素子を作動させる（オン・オフさせる）ことにより、電動モータＭの断線を検出している。したがって、常時モータの断線を監視するためには、スイッチング素子をオン・オフさせる必要が生じる。スイッチング素子をオン・オフさせると、電動モータＭを外来ノイズから保護するために電動モータの端子に設けられたコンデンサへの充放電がなされることとなって、ノイズが生じる。このノイズが車載ラジオなどの音響製品へ影響を及ぼすという問題があった。

また、上記特許文献２に記載された電動モータ駆動回路の故障判定装置においては、スイッチング素子をオン・オフさせることなく、電動モータ４の断線を検出することができるものの、電圧検出部が２つ必要であるため、装置がコストアップとなり、大型化となるという問題があった。

本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、電動モータ駆動回路の故障判定装置において、コストアップおよび大型化を伴うことなく、かつ、スイッチング素子をオン・オフさせることなく、モータ断線を検出可能とすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、スイッチング素子により構成されたブリッジ回路の平衡点に電動モータを接続した可逆回転型の電動モータ駆動回路に適用される故障判定装置において、電動モータの一方の端子は、電位が第１の電位である第１接続先に第１抵抗を介して接続され、電動モータの他方の端子は、電位が第１の電位と異なる第２の電位である第２接続先に第２抵抗を介して接続され、電動モータの一方の端子は、該端子の電圧を検出するための電圧検出回路に接続されるとともに、該端子の電圧を該電圧検出回路を介して監視する電圧監視手段に接続され、電圧監視手段が監視している端子の電圧が第１の電位と第２の電位との間にある第１の中間電圧値である場合には、電動モータは正常であると判定し、また、端子の電圧が第１の電位と第２の電位との間にあり第１の中間電圧値と異なる第２の中間電圧値である場合には、電動モータは故障であると判定することである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、電動モータの一方の端子は、第１抵抗を介して電動モータ用の電源に接続されていることである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は請求項２において、電動モータの他方の端子は、第２抵抗を介して接地されていることである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至請求項３の何れか一項において、第１および第２抵抗は同一抵抗値であることである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、電動モータが断線していない場合には、電位差がある第１接続先と第２接続先との間には第１抵抗、電動モータおよび第２抵抗が直列に接続されることになり、第１および第２接続先の各電位と第１抵抗と電圧検出回路および第２抵抗に基づいて電動モータの端子の電位が決定される。この決定された電位が第１の中間電圧値に相当するものであり、電圧監視手段が監視している端子の電圧が第１の中間電圧値である場合には、電動モータは正常であると判定することができる。

一方、電動モータが断線している場合には、電位差がある第１接続先と第２接続先とは電動モータを介して電気的に接続されないで、第１接続先は電圧検出回路にのみ接続されることになり、第１接続先の電位と第１抵抗と電圧検出回路に基づいて電動モータの端子の電位が決定される。この決定された電位は、電動モータが断線していない場合と比較して第２接続先の電位および第２抵抗を考慮しないで決定されるので、第１の中間電圧値と異なる第２の中間電圧値に相当することになる。したがって、電圧監視手段が監視している端子の電圧が第２の中間電圧値である場合には、電動モータは断線であると判定することができる。

これにより、従来のように電圧検出部を２つ設けないで、１つの電圧検出回路だけで電動モータの断線の有無を確実に検出することができ、かつ、スイッチング素子をオン・オフさせることなく電動モータの断線の有無を確実に検出することができる。したがって、電動モータ駆動回路の故障判定装置において、コストアップおよび大型化を伴うことなく、かつ、スイッチング素子をオン・オフさせることなく、モータ断線を検出可能とする。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１に係る発明において、電動モータの一方の端子は、第１抵抗を介して電動モータ用の電源に接続されているので、安定した電位を有する電動モータ用の電源に電動モータの一方の端子が接続されることとなり、電動モータの断線判定を安定かつ確実に実施することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項１又は請求項２に係る発明において、電動モータの他方の端子は、第２抵抗を介して接地されているので、安定した電位を有するアースに電動モータの他方の端子が接続されることとなり、電動モータの断線判定を安定かつ確実に実施することができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項１乃至請求項３の何れか一項に係る発明において、第１および第２抵抗は同一抵抗値であるので、電動モータの端子の電位が第１の電位と第２の電位との間にあるときにはこの電位を第１または第２接続先の電位に極端に近づける（振る）ことなく、第１および第２接続先の両電位の略中央の電圧監視手段が監視しやすい適当なレンジに設定することができる。

以下、本発明による電動モータ駆動回路の故障判定装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は電動モータ駆動回路の故障判定装置を適用したブレーキ制御ＥＣＵを搭載した車両の概要を示す概要模式図であり、図２はブレーキ制御ＥＣＵの電動モータを駆動するための回路を主として示す概要ブロック図である。

車両Ｍは、前輪駆動車であり、エンジン１１の駆動力が変速機、ディファレンシャルなどを一体化したトランスアクスル１２およびドライブシャフト１３ｌ、１３ｒを介して駆動輪である前輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒに伝達されるようになっている。また、車両Ｍは、前輪駆動車だけでなく他の駆動方式例えば後輪駆動車、４輪駆動車でもよい。

また、車両Ｍは、各車輪（左右前後輪）Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌ，Ｗｆｒに制動力を付与して車両を制動させるブレーキ制御装置Ａを備えている。このブレーキ制御装置Ａは、ブレーキ液圧によって制動力を付与するものである。ブレーキ制御装置Ａは、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌ，Ｗｆｒに独立して制動力を付与する機能、例えばＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）機能を有するものである。

ブレーキ制御装置Ａは、図１に示すように、車輪Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌ，Ｗｆｒの回転を規制するホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｆｒ，ＷＣｒｌ，ＷＣｒｒに対してブレーキペダル２１の踏込状態に応じた液圧のブレーキ液を供給するマスタシリンダ２０と、ブレーキ液を貯蔵するとともにマスタシリンダ２０へ補給するリザーバタンク２２と、ブレーキペダル２１の踏み込み力を助勢する負圧式ブースタ２３と、マスタシリンダ２０とホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｆｒ，ＷＣｒｌ，ＷＣｒｒとの間に設けられてホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｆｒ，ＷＣｒｌ，ＷＣｒｒに供給される液圧（すなわち車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒの制動力）を独立に制御する制動力制御装置２４と、を備えている。

各ホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｆｒ，ＷＣｒｌ，ＷＣｒｒは、各キャリパＣＬｆｌ，ＣＬｆｒ，ＣＬｒｌ，ＣＬｒｒに設けられており、液密に摺動するピストン（図示省略）を収容している。各ホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｆｒ，ＷＣｒｌ，ＷＣｒｒに液圧が供給されると、各ピストンが一対のブレーキパッドを押圧して、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒと一体回転するディスクロータＤＲｆｌ，ＤＲｆｒ，ＤＲｒｌ，ＤＲｒｒを両側から挟んでその回転を停止させるようになっている。なお、本実施形態においては、ディスク式ブレーキを採用するようにしたが、ドラム式ブレーキを採用するようにしてもよい。

制動力制御装置２４は、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対応してそれぞれ設けられた保持弁および減圧弁、内蔵リザーバタンク、ポンプならびに電動モータ（何れも図示省略）などから構成されている。これら電動モータおよび各電磁弁は、ブレーキ制御ＥＣＵ４０からの指令信号に基づいて制御されるようになっている。

また、ブレーキ制御装置Ａは、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌ，Ｗｆｒの付近に設けられてそれらの車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度センサＳｆｌ，Ｓｒｒ，Ｓｒｌ，Ｓｆｒを備えている。それら車輪速度を示す検出信号はブレーキ制御ＥＣＵ４０に送信されるようになっている。

また、車両Ｍは、電動パーキングブレーキ装置（以下、電動ＰＫＢ装置という。）３０を備えている。電動ＰＫＢ装置３０は、電動モータ３１ａの駆動によって車両Ｍのパーキングブレーキ３３（３３Ｌ，３３Ｒ）を駆動することにより車両Ｍを駐車状態と解除状態に切り替えるものである。

電動ＰＫＢ装置３０は、パーキングブレーキアクチュエータ部３１（以下、ＰＫＢアクチュエータ部という）、ワイヤ構成部３２、左右後輪Ｗｒｌ，Ｗｒｒに備えられた左右一対のパーキングブレーキ３３Ｌ，３３Ｒ、ブレーキ制御ＥＣＵ４０などから構成されている。

ＰＫＢアクチュエータ部３１は、電動駆動手段としての正・逆回転可能な電動モータ３１ａ、電動モータ３１ａの駆動力がワイヤ構成部３２に伝達され得る一方でワイヤ構成部３２からの張力に基く力が電動モータ３１ａに伝達されないように構成された複数の歯車列からなる力伝達遮断機構としての減速機構３１ｂと、から構成されている。電動モータ３１ａは、ブレーキ制御ＥＣＵ４０のオン・オフ信号に基づいて制御されている。

ワイヤ構成部３２は、一端が減速機構３１ｂに接続された基本ワイヤ３２ａと、基本ワイヤ３２ａの他端が一側の中央部に接続されたバランサ３２ｂと、バランサ３２ｂの他側の両端にそれぞれの一端が接続されるとともにそれぞれの他端が左右一対のパーキングブレーキ３３Ｌ，３３Ｒに接続された左ワイヤ３２ｃＬ，右ワイヤ３２ｃＲと、から構成されている。

バランサ３２ｂは、左ワイヤ３２ｃＬの長さと右ワイヤ３２ｃＲの長さとの間において初期寸法のばらつき、経年変化等により相違が生じていても、左ワイヤ３２ｃＬの張力と右ワイヤ３２ｃＲの張力とが常に同一の大きさとなるように適宜、車両のヨー方向に傾動するようになっている。

左右一対のパーキングブレーキ３３Ｌ，３３Ｒは、それぞれ上述したディスク式ブレーキに操作機構を組み込んだ一体型のパーキングブレーキである。パーキングブレーキ３３Ｌ，３３Ｒは、左ワイヤ３２ｃＬ，右ワイヤ３２ｃＲの張力に応じた（即ち、基本ワイヤ３２ａの張力に応じた）ブレーキ力を左右後輪Ｗｒｌ，Ｗｒｒにそれぞれ発生するように構成されている。従って、前記したバランサ３２ｂの作用により、左右一対のパーキングブレーキ３３Ｌ，３３Ｒには同一のブレーキ力が発生するようになっている。

ブレーキ制御ＥＣＵ４０は、マイクロプロセッサ４１を有しており（図２参照）、マイクロプロセッサ４１は、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、制動力制御装置２４を構成する電動モータおよび電磁弁を作動させて車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒをロックさせないで安定したブレーキを実施するＡＢＳ制御を実施し、また、電動モータ３１ａを制御してパーキングブレーキ３３を駆動するとともに、電動モータの駆動回路４３や電動モータ３１ａの故障を判定している。ＲＡＭは制御プログラム（例えばＡＢＳ制御プログラム、電動ＰＫＢ装置の制御プログラム）の実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。

このように構成した電動ＰＫＢ装置３０によれば、例えば図示しない作動スイッチが運転者によってオンされて、電動モータ３１ａが正回転駆動されると、基本ワイヤ３２ａの一端が車両前方向に引張られることによりワイヤ構成部３２に働く張力が増大し、その結果、左右一対のパーキングブレーキ３３Ｌ，３３Ｒに働くブレーキ力が増大するようになっている。一方、例えば図示しない解除スイッチが運転者によってオンされて、電動モータ３１ａが逆回転駆動されると、基本ワイヤ３２ａの一端が車両後方向に戻されることによりワイヤ構成部３２に働く張力が減少し、その結果、左右一対のパーキングブレーキ３３Ｌ，３３Ｒに働くブレーキ力が減少するようになっている。また、前記した減速機構３１ｂの作用により、電動モータ３１ａが駆動されていない状態では、その時点でワイヤ構成部３２に働いている張力がそのまま保持されて、左右一対のパーキングブレーキ３３Ｌ，３３Ｒに働くブレーキ力もその時点での大きさのまま保持されるようになっている。

さらにブレーキ制御ＥＣＵ４０について、図２を参照して詳述する。ブレーキ制御ＥＣＵ４０は、マイクロプロセッサ４１と、マイクロプロセッサ４１からの制御指令信号を入力し、電動モータ３１ａを駆動させる駆動信号であるオン・オフ信号を形成してモータ駆動回路４３に送信するモータ駆動回路制御部４２と、電動モータ３１ａを駆動させるモータ駆動回路４３と、電動モータ３１ａの一方の端子３１ａ１の電圧を検出するための電圧検出回路４４と、第１および第２抵抗６１，６２を有している。

モータ駆動回路４３は、電動モータ３１ａを正逆転させるＨ型ブリッジ回路である。このモータ駆動回路４３は、モータ駆動回路制御部４２からそれぞれ独立して供給されるオン・オフ信号に応じて電動モータ３１ａの駆動電圧をオン・オフする４個のスイッチング素子（例えばＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ））４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄから構成されている。スイッチング素子４３ａ，４３ｂはバッテリ電源５１（例えば１２Ｖ）とアース５２との間に直列に接続されて配置され、また、スイッチング素子４３ｃ，４３ｄはスイッチング素子４３ａ，４３ｂに並列に配置されバッテリ電源５１とアース５２との間に直列に接続されて配置されている。

すなわち、スイッチング素子４３ａおよび４３ｃのドレインは、バッテリ電源５１にそれぞれ接続されている。スイッチング素子４３ａおよび４３ｃのソースは、スイッチング素子４３ｂおよび４３ｄのドレインにそれぞれ接続されている。スイッチング素子４３ｂおよび４３ｄのソースは接地されている。スイッチング素子４３ａ〜４３ｄの各ゲートは、モータ駆動回路制御部４２の各出力ポートにそれぞれ接続されている。

また、スイッチング素子４３ａとスイッチング素子４３ｂの間の接続点５３ａ、およびスイッチング素子４３ｃとスイッチング素子４３ｄの間の接続点５３ｂは、電動モータ３１ａの一方および他方の端子３１ａ１，３１ａ２にそれぞれ接続されている。なお、これら接続点５３ａ，５３ｂはブリッジ回路における正側スイッチング素子と負側スイッチング素子との接続点のことであり、この接続点を平衡点とする。

このようなモータ駆動回路４３においては、スイッチング素子４３ａおよび４３ｄがオンされるとともにスイッチング素子４３ｂおよび４３ｃがオフされると、電流が接続点５３ａから５３ｂに向けて流れて電動モータ３１ａが正回転駆動される。また、スイッチング素子４３ａおよび４３ｄがオフされるとともにスイッチング素子４３ｂおよび４３ｃがオンされると、電流が接続点５３ｂから５３ａに向けて流れて電動モータ３１ａが逆回転駆動される。また、モータ駆動回路制御部４２からのオン・オフ信号をＰＷＭ信号として供給しそのデューティ比を変更して電流量を制御することにより、電動モータ３１ａの回転速度を調整することができる。

また、マイクロプロセッサ４１は、そのＡ／Ｄ変換機能を有する入力ポート４１ａを有しており、その入力ポート４１ａは電圧検出回路４４を介して電動モータ３１ａの一方の端子３１ａ１に接続されている。したがって、マイクロプロセッサ４１は、端子３１ａ１の電圧ＶＭ＋を電圧検出回路４４を介して監視する電圧監視手段として機能する。

電圧検出回路４４は、電動モータ３１ａの一方の端子３１ａ１（接続点５３ａ）とマイクロプロセッサ４１の入力ポート４１ａとの間に直列に接続された抵抗４４ａと、入力ポート４１ａ（抵抗４４ａ）とアース５２との間に直列に接続された抵抗４４ｂと、から構成されている。マイクロプロセッサ４１は、抵抗４４ａ，４４ｂの間の電圧（Ｖｘとする）を直接的に監視している。一方、各抵抗４４ａ，４４ｂ，６１，６２の抵抗値、およびバッテリ電源５１の電圧値は予めわかっているので、これらの値と直接的に監視している抵抗４４ａ，４４ｂの間の電圧とに基づいて電動モータ３１ａの一方の端子３１ａ１の電圧ＶＭ＋は導出可能である。したがって、マイクロプロセッサ４１は、電動モータ３１ａの端子３１ａ１の電圧ＶＭ＋を電圧検出回路４４を介して監視することが可能である。

第１抵抗６１は、電動モータ３１ａの一方の端子３１ａ１（または接続点５３ａ）と第１接続先であるバッテリ電源５１との間に直列に接続される抵抗である。バッテリ電源５１の電位は第１の電位であるバッテリ電圧ＶＢ（＝１２Ｖ）である。第２抵抗６２は、電動モータ３１ａの他方の端子３１ａ２（または接続点５３ｂ）と第２接続先であるアース５２との間に直列に接続される抵抗である。第２接続先の電位は、第１接続先の第１の電位と異なる第２の電位である。本実施形態においては、アース５２の電位は第１の電位と異なる第２の電位である０Ｖである。

第１および第２抵抗６１，６２の抵抗値Ｒ１，Ｒ４は、同一抵抗値であることが好ましい。これによれば、例えば各スイッチング素子４３ａ〜４３ｄがオフ状態にあるときなど、電動モータ３１ａの端子（３１ａ１または３１ａ２）の電位が上記第１の電位と第２の電位との間にあるときにはこの電位を第１または第２接続先５１，５２の電位に極端に近づける（振る）ことなく、第１および第２接続先５１，５２の両電位の略中央のレンジであって電圧監視手段（マイクロプロセッサ４１）が監視しやすい適当なレンジに設定することができる。

また、抵抗値Ｒ１，Ｒ４は、電動モータ３１ａの内部抵抗（数Ω）より十分大きい値（数十ｋΩ）に設定されることが好ましい。これによれば、例えばバッテリ電源５１の電位が１２Ｖである場合、電動モータ３１ａに流れる電流は数ｍＡであり、電動モータ３１ａを駆動させない程度の微電流に抑制することができる。

また、各抵抗値Ｒ１〜Ｒ４は、マイクロプロセッサ４１の入力ポート４１ａの読み込み可能な電圧範囲に抵抗４４ａ，４４ｂの間の電圧Ｖｘが収まるように設定されることが好ましい。

上述したマイクロプロセッサ４１、モータ駆動回路制御部４２、モータ駆動回路４３、電圧検出回路４４、第１および第２抵抗６１，６２、第１および第２接続先５１，５２から、電動モータ駆動回路４３に適用される故障判定装置が構成されている。

次に、このように構成された電動モータ駆動回路の故障判定装置の故障判定について説明する。まず、電動モータ３１ａが正常である場合、すなわち電動モータ３１ａが断線していない場合の判定について説明する。この場合、すべてのスイッチング素子４３ａ〜４３ｄが、マイクロプロセッサ４１からの制御指令信号によってオフ状態にされているものとすると、電動モータ３１ａが断線していない場合、バッテリ電源５１とアース５２との間には、第１抵抗６１、電動モータ３１ａおよび第２抵抗６２が直列に接続されているとともに、第１抵抗６１とアース５２との間には、電圧検出回路４４の抵抗４４ａ，４４ｂが直列に接続されている。したがって、バッテリ電源５１とアース５２の電位差、および各抵抗６１，６２，４４ａ，４４ｂの抵抗値に基づいて電動モータ３１ａの端子３１ａ１の電位ＶＭ＋が決定され得る。

すなわち、各抵抗６１，６２，４４ａ，４４ｂの抵抗値をＲ１，Ｒ４，Ｒ２，Ｒ３とすると、電動モータ３１ａが断線していない場合のＶＭ＋は下記数１で表される。

ここで、Ｒｘは下記数２で表される。

また、マイクロプロセッサ４１が直接監視する抵抗４４ａ，４４ｂの間の電圧（電位）Ｖｘは下記数３で表される。

このように導出された電動モータ３１ａの端子３１ａ１の電位ＶＭ＋は、第１の中間電圧値Ｖ１に相当するものである。そして、電圧監視手段であるマイクロプロセッサ４１が監視している端子３１ａ１の電位（電圧）ＶＭ＋が第１の中間電圧値Ｖ１である場合には、故障判定装置は電動モータ３１ａが正常であると判定することができる。

次に、電動モータ３１ａが故障である場合、すなわち電動モータ３１ａが断線している場合の判定について説明する。この場合も、電動モータ３１ａが断線していない場合と同様にすべてのスイッチング素子４３ａ〜４３ｄがオフ状態にされているものとすると、電動モータ３１ａが断線している場合、バッテリ電源５１とアース５２との間は電動モータ３１ａを介して接続されないで、バッテリ電源５１は第１抵抗６１および電圧検出回路４４のみを介してアース５２に接続されることになる。すなわち、バッテリ電源５１とアース５２との間には、第１抵抗６１、電圧検出回路４４の抵抗４４ａ，４４ｂが直列に接続されている。したがって、バッテリ電源５１とアース５２の電位差、および各抵抗６１，４４ａ，４４ｂの抵抗値に基づいて電動モータ３１ａの端子３１ａ１の電位ＶＭ＋が決定され得る。

すなわち、電動モータ３１ａが断線している場合のＶＭ＋は下記数４で表される。

また、マイクロプロセッサ４１が直接監視する抵抗４４ａ，４４ｂの間の電圧（電位）Ｖｘは下記数５で表される。

このように導出された電動モータ３１ａの端子３１ａ１の電位ＶＭ＋は、第２の中間電圧値Ｖ２に相当するものである。そして、電圧監視手段であるマイクロプロセッサ４１が監視している端子３１ａ１の電位（電圧）ＶＭ＋が第２の中間電圧値Ｖ２である場合には、故障判定装置は電動モータ３１ａが断線であると判定することができる。

第１および第２の中間電圧値Ｖ１，Ｖ２は、それぞれ第１および第２接続先の電位の範囲（例えば、０<Ｖ１<ＶＢ、０<Ｖ２<ＶＢ）内にあり、かつ互いに異なる値である。第１および第２の中間電圧値Ｖ１，Ｖ２は、所定の固定値だけでなく、所定の範囲でもよい。この所定の範囲は、抵抗の誤差、ＶＢの変動幅などを考慮して決定すればよい。また、第２の中間電圧値Ｖ２は、電動モータ３１ａが断線していない場合と比較して第２接続先の電位および第２抵抗を考慮しないで決定されるので、すなわち、第２抵抗６２がある場合（電動モータ３１ａが断線していない場合）に比べて端子３１ａ１とアース５２間の抵抗値が大きくなるので、第１の中間電圧値Ｖ１より大きい値となる。

また、電動モータ駆動回路の故障判定装置は、上述した電動モータの断線判定だけでなく、スイッチング素子４３ａ〜４３ｄの故障も判定することができる。すべてのスイッチング素子４３ａ〜４３ｄがオフ状態にされているにも拘わらず、電動モータ３１ａの端子３１ａ１の電位ＶＭ＋がＶＢであることを検出した場合には、故障判定装置は、スイッチング素子４３ａ及び４３ｃの少なくとも何れか一方が短絡していると判定する。

また、すべてのスイッチング素子４３ａ〜４３ｄがオフ状態にされているにも拘わらず、電動モータ３１ａの端子３１ａ１の電位ＶＭ＋が０Ｖであることを検出した場合には、故障判定装置は、スイッチング素子４３ｂ及び４３ｄの少なくとも何れか一方が短絡していると判定する。

上述した説明から明らかなように、本実施形態によれば、電動モータ３１ａが断線していない場合には、電位差がある第１接続先（バッテリ電源５１）と第２接続先（アース５２）との間には第１抵抗６１、電動モータ３１ａおよび第２抵抗６２が直列に接続されることになり、第１および第２接続先の各電位と第１抵抗６１、電圧検出回路４４および第２抵抗６２の抵抗値とに基づいて電動モータ３１ａの端子３１ａ１の電位ＶＭ＋が決定される。この決定された電位ＶＭ＋が第１の中間電圧値Ｖ１に相当するものであり、電圧監視手段（マイクロプロセッサ４１）が監視している端子３１ａ１の電圧が第１の中間電圧値Ｖ１である場合には、電動モータ３１ａは正常であると判定することができる。

一方、電動モータ３１ａが断線している場合には、電位差がある第１接続先（バッテリ電源５１）と第２接続先（アース５２）とは電動モータ３１ａを介して電気的に接続されないで、第１接続先は電圧検出回路４４にのみ接続されることになり、第１接続先の電位と第１抵抗６１及び電圧検出回路４４の抵抗値とに基づいて電動モータ３１ａの端子３１ａ１の電位ＶＭ＋が決定される。この決定された電位ＶＭ＋は、電動モータ３１ａが断線していない場合と比較して第２接続先の電位および第２抵抗６２を考慮しないで決定されるので、第１の中間電圧値Ｖ１と異なる第２の中間電圧値Ｖ２に相当することになる。したがって、電圧監視手段（マイクロプロセッサ４１）が監視している端子３１ａ１の電圧が第２の中間電圧値Ｖ２である場合には、電動モータ３１ａは断線であると判定することができる。

これにより、従来のように電圧検出部を２つ設けないで、１つの電圧検出回路４４だけで、すなわちシンプルな回路構成により電動モータ３１ａの断線の有無を確実に検出することができ、かつ、スイッチング素子をオン・オフさせることなく電動モータ３１ａの断線の有無を確実に検出することができる。したがって、電動モータ駆動回路の故障判定装置において、コストアップおよび大型化を伴うことなく、かつ、スイッチング素子をオン・オフさせることなく、モータ断線を検出可能とする。

他方、従来においては、電動モータ３１ａの非作動時、電動ＰＫＢ装置３０の非作動時に故障判定を行っていたものの、判定する際にはスイッチング素子をオン・オフさせなければならず、これによりノイズが発生するおそれがあった。その点、本実施形態においては、スイッチング素子をオン・オフしなくても電動モータ３１ａの非作動時、電動ＰＫＢ装置３０の非作動時であればいつでも故障判定をすることができる。したがって、故障が発生した場合、早期に検出することができる。

また、電動モータ３１ａの一方の端子３１ａ１は、第１抵抗６１を介して電動モータ用の電源であるバッテリ電源５１に接続されているので、安定した電位を有する電動モータ用の電源に電動モータ３１ａの一方の端子３１ａ１が接続されることとなり、ＶＭ＋の決定要因であるバッテリ電圧ＶＢを安定化することにより、電動モータ３１ａの断線判定を安定かつ確実に実施することができる。

また、電動モータ３１ａの他方の端子３１ａ２は、第２抵抗６２を介して接地されているので、安定した電位を有するアース５２に電動モータ３１ａの他方の端子３１ａ２が接続されることとなり、電動モータ３１ａの断線判定を安定かつ確実に実施することができる。

なお、上述した実施形態において、スイッチング素子はバイポーラトランジスタ、静電誘導型トランジスタでもよい。
また、上述した実施形態においては、電圧検出回路４４は、第１接続先に接続されている電動モータ３１ａの一方の端子３１ａ１の電圧を検出することができる回路であれば、上述した構成のものに限られない。

また、上述した実施形態においては、第１接続先および第２接続先は、それぞれ互いに異なる電位を有し、かつ、電位差が生じるものであれば、電源、アース以外の他の電位（例えば電源とアースの間の任意の電位）でもよい。

本発明による電動モータ駆動回路の故障判定装置を適用したブレーキ制御ＥＣＵを搭載した車両の概要を示す概要模式図である。 図１に示すブレーキ制御ＥＣＵの電動モータを駆動するための回路を主として示す概要ブロック図である。

符号の説明

１１…エンジン、１２…トランスアクスル、２０…マスタシリンダ、２１…ブレーキペダル、２２…リザーバタンク、２３…負圧式ブースタ、２４…制動力制御装置、３０…電動パーキングブレーキ装置（電動ＰＫＢ装置）、３１…パーキングブレーキアクチュエータ部、３１ａ…電動モータ、３２…ワイヤ構成部、３３Ｌ，３３Ｒ…パーキングブレーキ、４０…ブレーキ制御ＥＣＵ（故障判定装置）、４１…マイクロプロセッサ（電圧監視手段）、４２…モータ駆動回路制御部、４３…モータ駆動回路、４３ａ〜４３ｄ…スイッチング素子、４４…電圧検出回路、４４ａ，４４ｂ…抵抗、５１…第１接続先、５２…第２接続先、５３ａ，５３ｂ…接続点（平衡点）、６１…第１抵抗、６２…第２抵抗、Ａ…ブレーキ制御装置、ＣＬｆｌ，ＣＬｆｒ，ＣＬｒｌ，ＣＬｒｒ…キャリパ、ＤＲｆｌ，ＤＲｆｒ，ＤＲｒｌ，ＤＲｒｒ…ディスクロータ、Ｓｆｌ，Ｓｆｒ，Ｓｒｌ，Ｓｒｒ…車輪速センサ、ＷＣｆｌ，ＷＣｆｒ，ＷＣｒｌ，ＷＣｒｒ…ホイールシリンダ、Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒ…車輪、Ｍ…車両。

Claims (4)

1. スイッチング素子（４３ａ〜４３ｄ）により構成されたブリッジ回路の平衡点（５３ａ，５３ｂ）に電動モータ（３１ａ）を接続した可逆回転型の電動モータ駆動回路（４３）に適用される故障判定装置において、
   前記電動モータの一方の端子（３１ａ１）は、電位が第１の電位である第１接続先（５１）に第１抵抗（６１）を介して接続され、
   前記電動モータの他方の端子（３１ａ２）は、電位が前記第１の電位と異なる第２の電位である第２接続先（５２）に第２抵抗（６２）を介して接続され、
   前記電動モータの一方の端子は、該端子の電圧を検出するための電圧検出回路（４４）に接続されるとともに、該端子の電圧を該電圧検出回路を介して監視する電圧監視手段（４１）に接続され、
   前記電圧監視手段が監視している前記端子の電圧（ＶＭ＋）が前記第１の電位と前記第２の電位との間にある第１の中間電圧値（Ｖ１）である場合には、前記電動モータは正常であると判定し、また、前記端子の電圧（ＶＭ＋）が前記第１の電位と前記第２の電位との間にあり前記第１の中間電圧値と異なる第２の中間電圧値（Ｖ２）である場合には、前記電動モータは故障であると判定することを特徴とする電動モータ駆動回路の故障判定装置。
2. 請求項１において、前記電動モータの一方の端子は、前記第１抵抗を介して前記電動モータ用の電源に接続されていることを特徴とする電動モータ駆動回路の故障判定装置。
3. 請求項１又は請求項２において、前記電動モータの他方の端子は、前記第２抵抗を介して接地されていることを特徴とする電動モータ駆動回路の故障判定装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項において、前記第１および第２抵抗は同一抵抗値であることを特徴とする電動モータ駆動回路の故障判定装置。

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