JP2020078199A - アクチュエータ駆動回路の故障検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のアクチュエータを共通の駆動回路で動作させる場合に、アクチュエータの故障状態を区別して検出できるアクチュエータ駆動回路の故障検出装置を提供する。【解決手段】故障検出装置は、電源と第一のアクチュエータとの間に配置される第一の故障検出用スイッチと、第一の故障検出用スイッチに並列的に配置され、下流側に第二のアクチュエータが接続される第二の故障検出用スイッチと、第一の故障検出用スイッチと第二の故障検出用スイッチの上流側に配置され、上流側の電圧値を検出する電圧検出部と、第一の故障検出用スイッチおよび第二の故障検出用スイッチの開閉状態の切替制御を行うとともに、第一の故障検出用スイッチおよび第二の故障検出用スイッチの開閉状態を切り替えた結果、電圧検出部で検出される電圧値と、開閉状態の組合せと、に基づき、第一のアクチュエータまたは第二のアクチュエータの故障状態を推定する制御部と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、アクチュエータ駆動回路の故障検出装置に関する。
従来、切替機構の切替動作を実行するモータ等のアクチュエータを駆動するためのアクチュエータ駆動回路が種々提案されている。アクチュエータ駆動回路において、回路内を流れる電流値を正確に検出することができる構成を備えるものがある。
ところで、切替機構の切替動作を実行する構成として、例えば、第1切替状態を実現するために進出する第1ロッドを動作させる第1アクチュエータと、第2切替状態を実現するために進出する第2ロッドを動作させる第2アクチュエータとを備える場合がある。ここで、第1アクチュエータと第2アクチュエータとを同時に駆動しない場合には、部品点数およびコストを削減する観点から、第1アクチュエータと第2アクチュエータとの間でアクチュエータ駆動回路の少なくとも一部を共有することがある。このように複数のアクチュエータを共通の駆動回路で動作させる場合、どのアクチュエータが、どの様な故障状態であるか等アクチュエータの故障状態を区別して特定することが難しいという問題があった。したがって、複数のアクチュエータを共通の駆動回路で動作させる場合に、アクチュエータの故障状態を区別して検出できるアクチュエータ駆動回路の故障検出装置を提供できれば、アクチュエータの管理およびアクチュエータで駆動させる機構の管理が容易になり、有意義である。
本発明の実施形態にかかるアクチュエータ駆動回路の故障検出装置は、例えば、電源と第一のアクチュエータとの間に配置される第一の故障検出用スイッチと、上記第一の故障検出用スイッチに並列的に配置され、下流側に第二のアクチュエータが接続される第二の故障検出用スイッチと、上記第一の故障検出用スイッチと上記第二の故障検出用スイッチの上流側に配置され、当該上流側の電圧値を検出する電圧検出部と、上記第一の故障検出用スイッチおよび上記第二の故障検出用スイッチの開閉状態の切替制御を行うとともに、上記第一の故障検出用スイッチおよび上記第二の故障検出用スイッチの開閉状態を切り替えた結果、上記電圧検出部で検出される電圧値と、上記開閉状態の組合せと、に基づき、上記第一のアクチュエータまたは上記第二のアクチュエータの故障状態を推定する制御部と、を備える。この構成によれば、例えば、第一の故障検出用スイッチおよび第二の故障検出用スイッチの開閉状態に応じて、第一のアクチュエータと第二のアクチュエータとの接続状態が切り替えられ、その際に電圧検出部における電圧値が変化するため、切り替えた結果、検出される電圧値の変化状態に基づき、第一のアクチュエータと第二のアクチュエータとの故障状態を推定することができる。
本発明の実施形態にかかるアクチュエータ駆動回路の故障検出装置の上記制御部は、例えば、上記第一の故障検出用スイッチと上記第二の故障検出用スイッチとを閉状態にした場合に上記電圧検出部における電圧値が、当該電圧検出部の電圧の有無を判定する電圧判定閾値以下の場合に、上記第一の故障検出用スイッチと上記第二の故障検出用スイッチとのいずれか一方を開状態にした際の上記電圧検出部の電圧の有無と、上記開閉状態の組合せとに基づき、上記第一のアクチュエータと上記第二のアクチュエータのいずれか一方の上記故障状態が地絡故障であると推定してもよい。この構成によれば、例えば、第一の故障検出用スイッチと第二の故障検出用スイッチとの開閉状態の切り替えにより、第一のアクチュエータ単独、または第二のアクチュエータ単独で電圧値の検出が可能になり、切り替えた結果、検出される電圧の有無に基づき、第一のアクチュエータまたは第二のアクチュエータにおける地絡故障の有無を推定することができる。
本発明の実施形態にかかるアクチュエータ駆動回路の故障検出装置の上記制御部は、例えば、上記第一の故障検出用スイッチと上記第二の故障検出用スイッチを閉状態にした場合に上記電圧検出部における上記電圧値が、上記電圧判定閾値を超えた場合であって、検出された上記電圧値が、上記第一のアクチュエータと上記第二のアクチュエータとに故障がない場合に上記電圧検出部で検出される第一の電圧閾値範囲以上の場合に、上記第一の故障検出用スイッチと上記第二の故障検出用スイッチとのいずれか一方を開状態にした場合の上記電圧検出部の上記電圧値と、上記第一のアクチュエータと上記第二のアクチュエータとのいずれか一方に故障が生じていない場合に上記電圧検出部で検出される第二の電圧閾値範囲とを比較した比較結果と、上記開閉状態の組合せと、に基づき、上記第一のアクチュエータと上記第二のアクチュエータのいずれか一方の故障状態が天絡故障であると推定してもよい。この構成によれば、例えば、第一のアクチュエータおよび第二のアクチュエータに地絡故障がないと推定される場合に、さらに、他の故障内容の推定ができる。この場合も、第一の故障検出用スイッチと第二の故障検出用スイッチとの開閉状態の切り替えにより、第一のアクチュエータ単独、または第二のアクチュエータ単独で電圧値の検出が可能になる。そして、切り替えた結果、検出される電圧値と第二の電圧閾値範囲との関係に基づき、第一のアクチュエータまたは第二のアクチュエータにおける天絡故障の有無を推定することができる。
本発明の実施形態にかかるアクチュエータ駆動回路の故障検出装置の上記制御部は、例えば、上記電圧検出部で検出された上記電圧値が、上記第一の電圧閾値範囲未満の場合に、上記第一の故障検出用スイッチと上記第二の故障検出用スイッチとのいずれか一方を開状態にした場合に、上記電圧検出部の上記電圧値が上記電圧判定閾値を超えたか否かの判定結果と、上記開閉状態の組合せと、と基づき、上記第一のアクチュエータと上記第二のアクチュエータのいずれか一方の故障内容が断線故障であると推定してもよい。この構成によれば、例えば、第一のアクチュエータおよび第二のアクチュエータに地絡故障および天絡故障がないと推定される場合に、さらに、他の故障内容の推定ができる。この場合も、第一の故障検出用スイッチと第二の故障検出用スイッチとの開閉状態の切り替えにより、第一のアクチュエータ単独、または第二のアクチュエータ単独で電圧値の検出が可能になる。そして、切り替えた結果、検出される電圧の有無に基づき、第一のアクチュエータまたは第二のアクチュエータにおける断線故障の有無を推定することができる。
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。
図1は、本実施形態にかかるアクチュエータ駆動回路の故障検出装置10の構成を示す例示的かつ模式的な図である。故障検出装置10は、複数の故障検出用スイッチ12と電圧検出部14と制御部16とを備える。
故障検出用スイッチ12は、例えば、第1故障検出用スイッチ12aと第2故障検出用スイッチ12bとで構成される。第1故障検出用スイッチ12aの上流側には、電源18が接続され、下流側には、アクチュエータ20の一例として第1モータ20a(第一のアクチュエータ)が接続されている。したがって、第1モータ20aは、電源18から電力供給を受けて駆動可能である。また、第2故障検出用スイッチ12bは、第1故障検出用スイッチ12aに並列的に配置され、下流側にアクチュエータ20の一例として第2モータ20b(第二のアクチュエータ)が接続されている。したがって、第2モータ20bは、第2故障検出用スイッチ12bの上流側に接続された電源18から電力供給を受けて駆動可能である。
電圧検出部14は、並列に配置された第1故障検出用スイッチ12aと第2故障検出用スイッチ12bとの上流側に配置され、第1故障検出用スイッチ12aおよび第2故障検出用スイッチ12bの上流側の電圧値を検出する。電圧検出部14で検出された電圧値は、逐次、制御部16に提供される。
制御部16は、第1故障検出用スイッチ12aおよび第2故障検出用スイッチ12bの開閉状態の切替制御を行う。また、第1モータ20aおよび第2モータ20bの正回転動作と逆回転動作とを切り替えるための複数の切替スイッチ(第1切替スイッチ22、第2切替スイッチ24、第3切替スイッチ26、第4切替スイッチ28、第5切替スイッチ30、第6切替スイッチ32等)の開閉状態の切替制御を行う。また、制御部16は、第1故障検出用スイッチ12aおよび第2故障検出用スイッチ12b開閉状態を切り替えた結果、電圧検出部14で検出される電圧値と、第1故障検出用スイッチ12aと第2故障検出用スイッチ12bの開閉状態の組合せと、に基づき、第1モータ20aまたは第2モータ20bの故障状態を推定する。
ここで、第1モータ20aと第2モータ20bとは、同時に駆動することがない。本実施形態の第1モータ20aおよび第2モータ20bは、例えば、二輪駆動モードと四輪駆動モードとの切り替えが可能な車両の動力分配機構(トランスファー)に適用することができる。例えば、駆動源(例えば、内燃機関)の駆動力を動力分配機構に接続された後輪または前輪のドライブシャフトに伝達して二輪駆動モードを実現する。この場合、第1モータ20aは、正回転駆動して、第1切替ロッドを進出位置に移動させることで動力分配機構を二輪駆動モードに切り替えて、駆動源の駆動力を後輪または前輪のドライブシャフトに伝達する。逆に、第1モータ20aは、逆回転駆動することにより、第1切替ロッドを退避位置に移動させて、動力分配機構とドライブシャフトとの接続を解除して駆動力の伝達を遮断する。一方、四輪駆動モードを実現する場合には、駆動源の駆動力を動力分配機構を介して後輪および前輪のドライブシャフトに伝達する。この場合、第2モータ20bは、正回転駆動して、第2切替ロッドを進出位置に移動させることで動力分配機構を四輪駆動モードに切り替えて、駆動源の駆動力を後輪および前輪のドライブシャフトに伝達する。逆に、第2モータ20bは、逆回転駆動することにより、第2切替ロッドを退避位置に移動させて、動力分配機構とドライブシャフトとの接続を解除して駆動力の伝達を遮断する。
上述したように、通常駆動時(非故障検出時)における第1モータ20aと第2モータ20bとの切替駆動を実現するために、故障検出装置10は、第1切替スイッチ22〜第6切替スイッチ32を備える。まず、第1モータ20aと第2モータ20bの正回転駆動のときおよび逆回転駆動のときの第1切替スイッチ22〜第6切替スイッチ32の開閉状態を説明する。なお、第1切替スイッチ22と第2切替スイッチ24は、第1モータ20aと第2モータ20bの正回転駆動と逆回転駆動とを切り替えるための共通スイッチであり、第1切替スイッチ22が「開状態」で第2切替スイッチ24が「閉状態」の場合、第1モータ20aまたは第2モータ20bが「正回転駆動」する。逆に第1切替スイッチ22が「閉状態」で第2切替スイッチ24が「開状態」の場合、第1モータ20aまたは第2モータ20bが「逆回転駆動」する。そして、第3切替スイッチ26および第4切替スイッチ28が、第1モータ20aの正回転駆動と逆回転駆動とを切り替えるスイッチであり、第5切替スイッチ30と第6切替スイッチ32が第2モータ20bの正回転駆動と逆回転駆動とを切り替えるスイッチである。なお、第1モータ20aおよび第2モータ20bの故障検出を行わない通常駆動の場合、第1故障検出用スイッチ12aおよび第2故障検出用スイッチ12bは、いずれも「閉状態」とする。
例えば、第1モータ20aを正回転駆動させる場合、第1切替スイッチ22を「開状態」とし、グランドの接続された第2切替スイッチ24を「閉状態」とする。また、第3切替スイッチ26を「閉状態」とし、第4切替スイッチ28、第5切替スイッチ30、第6切替スイッチ32を「開状態」とする。その結果、電源18、第3切替スイッチ26、第1モータ20a、第1故障検出用スイッチ12a、第2切替スイッチ24を含む回路が閉じて、第1モータ20aが回転駆動する。なお、本実施形態の場合、この回転方向の駆動を正転駆動とする。
また、第1モータ20aを逆回転駆動させる場合、第1切替スイッチ22を「閉状態」とし、第2切替スイッチ24を「開状態」とする。そして、グランドの接続された第4切替スイッチ28を「閉状態」とし、第3切替スイッチ26および、第5切替スイッチ30、第6切替スイッチ32を「開状態」にする。その結果、電源18、第1切替スイッチ22、第1故障検出用スイッチ12a、第1モータ20a、第4切替スイッチ28を含む回路が閉じて、第1モータ20aが回転駆動する。なお、本実施形態の場合、この回転方向の駆動を逆転駆動とする。
次に、第2モータ20bを正回転駆動させる場合、第1切替スイッチ22を「開状態」とし、グランドの接続された第2切替スイッチ24を「閉状態」とする。また、第5切替スイッチ30を「閉状態」とし、第6切替スイッチ32、および第3切替スイッチ26、第4切替スイッチ28を「開状態」にする。その結果、電源18、第5切替スイッチ30、第2モータ20b、第2故障検出用スイッチ12b、第2切替スイッチ24を含む回路が閉じて、第2モータ20bが回転駆動(正転駆動)する。
また、第2モータ20bを逆回転駆動させる場合、第1切替スイッチ22を「閉状態」とし、第2切替スイッチ24を「開状態」とする。そして、グランドの接続された第6切替スイッチ32を「閉状態」とし、第5切替スイッチ30および第3切替スイッチ26、第4切替スイッチ28を「開状態」にする。その結果、電源18、第1切替スイッチ22、第2故障検出用スイッチ12b、第2モータ20b、第6切替スイッチ32を含む回路が閉じて、第2モータ20bが回転駆動(逆転駆動)する。
上述したように、第1故障検出用スイッチ12aは、電源18と第1モータ20aとの間に存在するため、第1故障検出用スイッチ12aを「開状態」にすることで、電源18から第1モータ20aを切り離すことができる。同様に、第2故障検出用スイッチ12bは、電源18と第2モータ20bとの間に存在するため、第2故障検出用スイッチ12bを「開状態」にすることで、電源18から第2モータ20bを切り離すことができる。したがって、故障検出装置10は、第1故障検出用スイッチ12aと第2故障検出用スイッチ12bの開閉状態を変化させることにより、第1モータ20aと第2モータ20bとを切り分けて故障の有無検査を実行可能となる。その結果、第1モータ20aまたは第2モータ20b(または、その接続経路上)で故障が発生しているか否かを推定することができる。また、第1モータ20aまたは第2モータ20b(または、その接続経路上)で故障が発生している場合、故障検出装置10は、第1故障検出用スイッチ12aと第2故障検出用スイッチ12bの開閉状態を変化させることにより、電圧検出部14で検出される電圧値の変化を検出することができる。その結果、第1モータ20aまたは第2モータ20b(または、その接続経路上)で発生している故障の内容を電圧値の変化に基づいて推定することができる。例えば、第1故障検出用スイッチ12aを「開状態」にして、第2故障検出用スイッチ12bを「閉状態」にすることで、第1モータ20aを基準とする故障状況(故障内容)の推定を行うことができる。なお、故障検出装置10の場合、電源18と第1モータ20aとの間に第1抵抗34を設け、電源18と第2モータ20bとの間に第2抵抗36を設けている。第1抵抗34と第2抵抗36とは例えば同じ抵抗値であり、第1モータ20aまたは第2モータ20bに天絡故障が発生しているか否かを推定する場合に利用する。詳細は後述する。
このように構成される故障検出装置10による、第1モータ20aおよび第2モータ20bの故障状態を推定する推定処理(故障検出処理)の流れの一例を図2のフローチャートを用いて説明する。なお、故障検出装置10を用いた故障状態の推定処理(故障検出処理)は、所定のタイミングで自動モードで実行されてもよいし、利用者が希望するタイミングで手動モードで実行されてもよい。第1モータ20aと第2モータ20bが適用される機構が、例えば、車両に搭載された動力分配機構の場合、車両の電源が投入されたとき(例えば、イグニッションスイッチがONされたとき)に、故障の推定処理が自動モードで実行されてもよい。また、別の実施形態の場合、例えば、動力分配機構が実際に切替制御を実行する直前に故障の推定処理が自動モードで実行されてもよい。また、車両の停止中であれば、利用者が希望するタイミングに手動モードで故障の推定が実行されるようにしてもよい。なお、第1モータ20aと第2モータ20bとが同時に故障を起こす可能性は一般的に低く、図2に示すフローチャートは、一例として、第1モータ20aと第2モータ20bとが、同時に故障が起こらないと仮定した推定処理を説明する。
制御部16に対して、故障の推定処理(故障検出処理)の開始が要求されると、制御部16は、まず、第1切替スイッチ22〜第6切替スイッチ32を「開状態:OFF」にするとともに、第1故障検出用スイッチ12aおよび第2故障検出用スイッチ12bを「閉状態:ON」にする(S100)。そして、制御部16は、この状態で、電圧検出部14の電圧値を取得する(S102)。制御部16は、電圧検出部14に電圧が出ているか否かを判定する(S104)。例えば、電圧値が、電圧検出部14の電圧の有無を判定する電圧判定閾値以下である場合、電圧検出部14から電圧が出ていないと判定され、電圧値が電圧判定閾値を超えている場合、電圧が出ていると判定することができる。
第1切替スイッチ22〜第6切替スイッチ32が「開状態」で、第1故障検出用スイッチ12aと第2故障検出用スイッチ12bとが「閉状態」の場合に、電圧検出部14で電圧が出る場合を考える。電圧検出部14で電圧が出る状況とは、第1モータ20aと第2モータ20bがいずれも正常である(故障が生じていない)場合と、第1モータ20aまたは第2モータ20bの一方に天絡故障または断線故障が生じている場合である。逆に、電圧検出部14で電圧が出ない状況とは、第1モータ20aまたは第2モータ20bの一方に地絡故障が生じている場合である。
S104において、電圧検出部14に電圧が出ていないと判定された場合(S104のNo)、制御部16は、例えば、第1故障検出用スイッチ12aを「開状態:OFF」に切り替え、第2故障検出用スイッチ12bを「閉状態:ON」に維持する(S106)。この結果、第1モータ20aは、故障の有無に拘わらず電源18から切り離され、電源18には、第2モータ20bのみが接続された状態となる。この状態で、制御部16は、電圧検出部14が検出する電圧値を再取得する(S108)。このとき、電圧検出部14に電圧が出ていると判定された場合(S110のYes)、電源18と第2モータ20bとは閉路していて、第2モータ20bは地絡故障を起こしていないと推定できる。したがって、制御部16は、S104で電圧が出ていないのは、第1モータ20aが地絡故障を起こしたことが原因であると推定し(S112)、このフローを一旦終了する。一方、S110で、電圧検出部14に電圧が出ていないと判定された場合(S110のNo)、電源18と第2モータ20bとが開路している、つまり第2モータ20bが地絡故障を起こしていると推定できる。したがって、制御部16は、S104で電圧が出ていないのは、第2モータ20bが地絡故障を起こしたことが原因であると推定し(S114)、このフローを一旦終了する。
S104において、電圧検出部14に電圧が出ていると判定された場合(S104のYes)、電圧検出部14で検出された電圧値と、第1モータ20aと第2モータ20bとに故障がない場合に電圧検出部14で検出される電圧値に基づく第1電圧閾値範囲との比較を行う(S116)。ここで、第1切替スイッチ22〜第6切替スイッチ32が「開状態」で、第1故障検出用スイッチ12aと第2故障検出用スイッチ12bとが「閉状態」の場合、図1に示されるように、第1モータ20aと第1抵抗34が直列に接続され、第2モータ20bと第2抵抗36が直列に接続され、かつ両者が並列に接続さることになる。ここで、第1モータ20aと第2モータ20bの抵抗値は等しく「r1」とし、第1抵抗34と第2抵抗36の抵抗値は等しく「r2」とし、その合成抵抗を「R」とする。また、流れる電流をI、電源18の電圧をV0とする。このとき、第1モータ20aと第2モータ20bに故障が生じていない場合、回路全体の合成抵抗は、R/2となる。したがって、電圧検出部14で検出される電圧Vは、V=V0−IR/2となる。つまり、電圧値の外乱による変動を考慮して「V0−IR/2」で規定される第1電圧閾値範囲に電圧検出部14で検出される電圧値が収まる場合、第1モータ20aと第2モータ20bには故障がないと推定できる。一方、電圧検出部14で検出される電圧値が、第1電圧閾値範囲を超える場合、第1モータ20aまたは第2モータ20bのいずれか一方に、検出される電圧値を高くする原因、すなわち、「天絡故障」が生じていると推定できる。逆に、電圧検出部14で検出される電圧値が、第1電圧閾値範囲未満の場合、第1モータ20aまたは第2モータ20bのいずれか一方に、検出される電圧値を低くする原因、すなわち、「断線故障」が生じていると推定できる。
電圧検出部14で検出された電圧値と、第1電圧閾値範囲との比較の結果、第1電圧閾値範囲以上であると判定された場合(S116のNo)、制御部16は、第1モータ20aと第2モータ20bとのいずれもが正常(故障無し)か、第1モータ20aと第2モータ20bのいずれか一方が「天絡故障」を生じている疑いがあると推定できる。したがって、電圧検出部14で検出された電圧値が、第1電圧閾値範囲を超えていないと判定された場合(S118のNo)、つまり、電圧検出部14で検出された電圧値が、第1電圧閾値範囲に収まっている場合、第1モータ20aおよび第2モータ20bは正常に機能する(故障していない)と判定(推定)するとことができる(S120)。
一方、S118で、電圧検出部14で検出される電圧値が、第1電圧閾値範囲を超えていると判定された場合(S118のYes)、第1モータ20aまたは第2モータ20bのいずれか一方に「天絡故障」の発生が疑われる。この場合、制御部16は、例えば、第1故障検出用スイッチ12aを「開状態:OFF」に切り替え、第2故障検出用スイッチ12bを「閉状態:ON」に維持する(S122)。この結果、第1モータ20aは、故障の有無に拘わらず電源18から切り離され、電源18には、第2モータ20bのみが接続された状態となる。この状態で、制御部16は、電圧検出部14が検出する電圧値を再取得する(S124)。このとき、第1モータ20aは、電源18から切り離されているため、例えば、第2モータ20bが正常な場合、電圧検出部14で検出される電圧Vは、V=V0−IRとなる。つまり、「V0−IR」で規定される第2電圧閾値を、第2モータ20bに「天絡故障」が発生しているか否かを判定するための第2電圧閾値とすることができる。電圧検出部14で検出される電圧値が、第2電圧閾値未満であると判定された場合(S126のYes)、制御部16は、第2モータ20bは正常であると推定する。したがって、制御部16は、S118において、電圧検出部14で検出される電圧値が第1電圧閾値範囲を超える原因は、第1モータ20aの「天絡故障」が原因であると判定(推定)し(S128)、一旦このフローを終了する。
S126で、電圧検出部14で検出される電圧値が、第2電圧閾値以上であると判定された場合(S126のNo)、制御部16は、S118において、電圧検出部14で検出される電圧値が第1電圧閾値範囲を超える原因は、第2モータ20bの「天絡故障」が原因であると判定(推定)し(S130)、一旦このフローを終了する。
S116において、電圧検出部14で検出された電圧値と、第1電圧閾値範囲との比較の結果、第1電圧閾値範囲未満であると判定された場合(S116のYes)、制御部16は、第1モータ20aと第2モータ20bのいずれかい一方が「断線故障」を生じていると疑われる。この場合、制御部16は、例えば、第1故障検出用スイッチ12aを「開状態:OFF」に切り替え、第2故障検出用スイッチ12bを「閉状態:ON」に維持する(S132)。この結果、第1モータ20aは、故障の有無に拘わらず電源18から切り離され、電源18には、第2モータ20bのみが接続された状態となる。この状態で、制御部16は、電圧検出部14が検出する電圧値を再取得する(S134)。このとき、電圧検出部14に電圧が出ていると判定された場合(S136のYes)、電源18と第2モータ20bとは閉路していて、第2モータ20bは断線故障を起こしていないと推定できる。したがって、制御部16は、S116で電圧値が第1電圧閾値範囲未満になるのは、第1モータ20aが断線故障を起こしたことが原因であると推定し(S138)、このフローを一旦終了する。一方、S136で、電圧検出部14に電圧が出ていないと判定された場合(S136のNo)、電源18と第2モータ20bとが開路している、つまり第2モータ20bが断線故障を起こしていると推定できる。したがって、制御部16は、S116で電圧値が第1電圧閾値範囲未満になるのは、第2モータ20bが断線故障を起こしたことが原因であると推定し(S140)、このフローを一旦終了する。
このように、本実施形態の故障検出装置10によれば、第1モータ20a、第2モータ20bを共通の駆動回路で動作させる場合に、第1モータ20aや第2モータ20bの故障状態、つまり、故障の有無や故障内容の推定を、第1切替スイッチ22〜第6切替スイッチ32および第1故障検出用スイッチ12aと第2故障検出用スイッチ12bとの開閉切り替えを行う容易な制御で行うことができる。その結果、第1モータ20a、第2モータ20bの管理および第1モータ20a、第2モータ20bで駆動させる機構(例えば、動力分配機構等)の管理を容易に行うことができきる。
なお、本実施形態では、故障状態を推定するアクチュエータとして第1モータ20a、第2モータ20bを示したが、個々のアクチュエータが同時に動作しない機構に適用されて、正動作と逆動作を行うアクチュエータであれば、同様な故障状態の推定が可能であり、同様な効果を得ることができる。他のアクチュエータとしては、例えば、電磁ソレノイドに、本実施形態の故障検出装置10が適用可能であり、故障様態の推定を同様に行うことができる。
また、上述したフローチャートでは、各故障の推定を行う場合に、第1故障検出用スイッチ12aを「開状態」として、第2故障検出用スイッチ12bを「閉状態」にする例を示したが、第1故障検出用スイッチ12aを「閉状態」として、第2故障検出用スイッチ12bを「開状態」にしてもよい。この場合、電圧検出部14の検出した電圧値に基づき故障であると判定されるモータが逆になるだけで、同様な故障推定を行うことができる。
本発明の実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10…故障検出装置、12…故障検出用スイッチ、12a…第1故障検出用スイッチ、12b…第2故障検出用スイッチ、14…電圧検出部、16…制御部、18…電源、20…アクチュエータ、20a…第1モータ、20b…第2モータ、22…第1切替スイッチ、24…第2切替スイッチ、26…第3切替スイッチ、28…第4切替スイッチ、30…第5切替スイッチ、32…第6切替スイッチ、34…第1抵抗、36…第2抵抗。
Claims (4)
- 電源と第一のアクチュエータとの間に配置される第一の故障検出用スイッチと、
前記第一の故障検出用スイッチに並列的に配置され、下流側に第二のアクチュエータが接続される第二の故障検出用スイッチと、
前記第一の故障検出用スイッチと前記第二の故障検出用スイッチの上流側に配置され、当該上流側の電圧値を検出する電圧検出部と、
前記第一の故障検出用スイッチおよび前記第二の故障検出用スイッチの開閉状態の切替制御を行うとともに、前記第一の故障検出用スイッチおよび前記第二の故障検出用スイッチの開閉状態を切り替えた結果、前記電圧検出部で検出される電圧値と、前記開閉状態の組合せと、に基づき、前記第一のアクチュエータまたは前記第二のアクチュエータの故障状態を推定する制御部と、
を備える、アクチュエータ駆動回路の故障検出装置。 - 前記制御部は、前記第一の故障検出用スイッチと前記第二の故障検出用スイッチとを閉状態にした場合に前記電圧検出部における電圧値が、当該電圧検出部の電圧の有無を判定する電圧判定閾値以下の場合に、前記第一の故障検出用スイッチと前記第二の故障検出用スイッチとのいずれか一方を開状態にした際の前記電圧検出部の電圧の有無と、前記開閉状態の組合せとに基づき、前記第一のアクチュエータと前記第二のアクチュエータのいずれか一方の前記故障状態が地絡故障であると推定する、請求項1に記載のアクチュエータ駆動回路の故障検出装置。
- 前記制御部は、前記第一の故障検出用スイッチと前記第二の故障検出用スイッチを閉状態にした場合に前記電圧検出部における前記電圧値が、前記電圧判定閾値を超えた場合であって、検出された前記電圧値が、前記第一のアクチュエータと前記第二のアクチュエータとに故障がない場合に前記電圧検出部で検出される第一の電圧閾値範囲以上の場合に、前記第一の故障検出用スイッチと前記第二の故障検出用スイッチとのいずれか一方を開状態にした場合の前記電圧検出部の前記電圧値と、前記第一のアクチュエータと前記第二のアクチュエータとのいずれか一方に故障が生じていない場合に前記電圧検出部で検出される第二の電圧閾値範囲とを比較した比較結果と、前記開閉状態の組合せと、に基づき、前記第一のアクチュエータと前記第二のアクチュエータのいずれか一方の故障状態が天絡故障であると推定する、請求項2に記載のアクチュエータ駆動回路の故障検出装置。
- 前記制御部は、前記電圧検出部で検出された前記電圧値が、前記第一の電圧閾値範囲未満の場合に、前記第一の故障検出用スイッチと前記第二の故障検出用スイッチとのいずれか一方を開状態にした場合に、前記電圧検出部の前記電圧値が前記電圧判定閾値を超えたか否かの判定結果と、前記開閉状態の組合せと、と基づき、前記第一のアクチュエータと前記第二のアクチュエータのいずれか一方の故障内容が断線故障であると推定する、請求項3に記載のアクチュエータ駆動回路の故障検出装置。
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JP2002204593A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-07-19 | Omron Corp | モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置 |
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2018
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