JP3167792B2 - モータドライバの自己診断方法及び自己診断機能付きモータドライバ - Google Patents

モータドライバの自己診断方法及び自己診断機能付きモータドライバ

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貞夫 篠原
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Honda Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車のモータド
ライバなどに利用される自己診断方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電気自動車などの電動車両では、モータ
の長寿命化と高信頼化とを図るうえでブラシが要らない
交流モータやブラシレスの直流モータが利用される。従
って、この種の電動車両ではバッテリーに蓄積中の直流
電力を交流モータなどの各巻線に間欠的に供給すること
によりこの交流モータを駆動するためのモータドライバ
が必要になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記モータドライバや
これによって駆動されるモータに障害が発生すると、車
両が走行不能になったり走行が危険になったりすため、
走行の開始に先立ってそのような障害を未然に検出する
ことが望ましい。しかしながら、従来は、走行中はとも
かくとして走行の開始に先立って障害を未然に検出する
効果的な方法がないという問題がある。従って、本発明
の目的は、走行の開始に先立ってモータドライバや関連
部分の障害を未然に検査可能な方法を簡易な構成のもと
に提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるモータド
ライバの自己診断方法及び自己診断機能付きモータドラ
イバは、モータの巻線に供給する電流がこのモータの始
動に必要な下限値を越えない範囲で前記モータドライバ
を試験的に動作させること(手段)と、この試験的な動
作期間内にこのモータドライバの出力電圧を検査するこ
と(手段)とを含んで(備えて)いる。
【0005】
【作用】モータドライバによって駆動されるモータの巻
線は誘導性の負荷であるため、このモータドライバの動
作開始時点から負荷電流が次第に増加してゆく。また、
負荷電流の増大に伴って増大する回転トルクがある程度
大きな値に達しなければモータは回転し始めず、従って
車両は走行を開始しない。この結果、モータドライバの
動作の開始からモータが実際に回転し始めるまでの始動
遅れ時間が存在する。本発明は、このような始動遅れ時
間を利用して自己診断が行われる。
【0006】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の自己診断方法を
適用するモータドライバの構成を、駆動対象のモータM
やバッテリーBTとの関連と共に示すブロック図であ
る。この実施例では、駆動対象のモータMとして三相の
巻線Lu,Lv,Lwを有する誘導モータが例示されて
おり、各相の巻線とバッテリーBTとの間に各相のモー
タドライバDu,Dv,Dwが配置されている。
【0007】各相のモータドライバDu,Dv,Dw
は、マイクロプロセッサなどで構成されるコントローラ
CTから出力されるオン/オフ制御信号Cu,Cv,C
wを受け、対応の巻線Lu,Lv,Lwのそれぞれに順
次かつ反復的に駆動電流Iu,Iv,Iwを供給する。
各相のモータドライバDu,Dv,Dwの出力端子とコ
ントローラCTとの間にはセンス線DVu,DVv,D
Vwが布設されており、コントローラCTは、高入力イ
ンピーダンスの分圧回路を内蔵する入力ポートを介して
各センス線を走査することにより、各相のモータドライ
バの出力電圧Vu,Vv,Vwを随時検出できるように
なっている。
【0008】各モータドライバの動作の様子をモータド
ライバDuで代表して図2の波形図に例示すると、車両
の走行時には、コントローラCTからモータドライバD
uに供給されるオン/オフ制御信号Cuと、モータドラ
イバDuの出力電圧Vuと、巻線Luに流れる負荷電流
Iuとは、図中に点線で示すようなものとなる。
【0009】一方、本実施例の自己診断方法において
は、図2の実線で示すように、オン/オフ制御信号Cu
が走行時に比べて十分短い期間だけオンになり、これに
伴いモータドライバDuの出力電圧Vuもほぼ同一の期
間だけバッテリーBTの端子電圧に近い高電圧となる。
また、巻線Luが誘導性の負荷となるため、これに流れ
る負荷電流IuはモータドライバDuの出力電圧Vuの
立ち上がりよりも遅れて徐々に増加し、これに伴いモー
タMの回転トルクが徐々に増大する。しかしながら、通
常の走行時とは異なり出力電圧Vuがすぐにゼロに立ち
下がるため、負荷電流Iuもピーク値を経て下降し始
め、従って回転トルクもピーク値を経て下降し始める。
【0010】この自己診断時に発生する回転トルクのピ
ーク値がモータMの回転の開始に必要な下限値を越えな
いように、すなわち、負荷電流Iuのピーク値がモータ
Mの回転の開始に必要な一定の下限値乃至は閾値Ith
を越えないように、オン/オフ制御信号Cuのパルス幅
が設定されている。
【0011】コントローラCTは、オン/オフ制御信号
Cuのオン期間とオフ期間のそれぞれにおいて、出力電
圧Vuの値を読取り、オン期間の読取り値が閾値Vth1
以上でありかつオフ期間の読取値が閾値Vth2 以下であ
れば、このモータドライバDuとその前後の回路が正常
であると判断し、その他の場合は、開放や短絡などの障
害が発生したものと判断する。すなわち、モータドライ
バDuの内部あるいは入力側において断線などに伴う開
放状態が発生していれば、オン/オフ制御信号Cuのオ
ン期間内に検出される出力電圧Vuは閾値Vth1 に達し
ない。また、モータドライバDuの内部などにおいてス
イッチング素子の破壊ななどに伴う短絡状態が発生して
いれば、オン/オフ制御信号Cuのオフ期間内に検出さ
れる出力電圧Vuは閾値Vth2を越えることになる。コ
ントローラCTは、上記自己診断を他のモータドライバ
DvとDwについても反復する。
【0012】図3は、図1のモータドライバDu〜Dw
の構成の一例をモータドライバDuで代表して示す回路
図である。このモータドライバDuは、フォトカップラ
ーPCとバイポーラトランジスタq1 ,q2 から成るプ
リドライバPDと、大電力用のバイポーラトランジスタ
1 ,Q2 から成るスイッチング回路とから構成されて
おり、入力端子INに受けるオン/オフ制御信号Cuの
ハイへの立上がりに伴い、出力端子OUTにバッテリー
BTの端子電圧よりも多少低い値の電圧Vuを出力す
る。
【0013】図4は、図1のモータドライバDu〜Dw
の構成の他の一例をモータドライバDuで代表して示す
回路図である。このモータドライバDuは、フォトカッ
プラーPCを含むプリドライバPDと、バイポーラトラ
ンジスタq3 ,q4 から成るバッファ回路BFと、パワ
ーMOSFETのスイッチング素子から構成されてお
り、入力端子INに受けるオン/オフ制御信号Cuのハ
イへの立ち上がりに伴って、出力端子OUTにバッテリ
ーBTの端子電圧よりも多少低い値の電圧Vuを出力す
る。なおツェナーダイオードZDは、誘導性負荷が発生
するサージ電圧をバッファ回路BFの入力側に帰還する
ことによりパワーMOSFETの破壊を防止するための
ものである。また、比較的大きな抵抗値を有する抵抗器
Rは、帰還されたサージ電圧から小電力のプリドライバ
PVを保護するためのものである。
【0014】以上、モータドライバの構成の具体例を図
3と図4に例示したが、これ以外の構成のモータドライ
バについても本発明の自己診断方法を適用できることは
明らかである。
【0015】また、図1において、バッテリーBTと各
相のモータドライバDu〜Dwとの間、あるいはこれら
のモータドライバとモータMの巻線Lu〜Lwとの間に
必要に応じて機械的なスイッチやヒューズを挿入するこ
ともできる。
【0016】さらに、駆動対象のモータが誘導モータの
場合を例示したが、ブラシレスの直流モータなど他の適
宜なモータを駆動対象とする場合についても本発明を適
用できることは明らかである。
【0017】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の自
己診断方法は、モータの始動遅れ時間を利用してモータ
ドライバを短時間だけ試験的に動作させ、実際の出力電
圧を検査する構成であるから、簡易な構成のもとでモー
タの始動に先立ってモータドライバとその前後の回路を
検査できるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の自己診断方法を適用するモ
ータドライバを駆動対象のモータやバッテリーとの関連
と共に示すブロック図である。
【図2】図1の実施例の自己診断方法を説明するための
波形図である。
【図3】図1のモータドライバの構成の一例を示す回路
図である。
【図4】図1のモータドライバの構成の他の一例を示す
回路図である。
【符号の説明】
Du〜Dw モータドライバ Lu〜Lw モータの巻線 BT バッテリー CT コントローラ Cu〜Cw オン/オフ制御信号 DVu 〜DVw 各モータドライバの出力電圧を検出するため
の信号線 Vu〜Vw 各モータドライバの出力電圧 Iu〜Iw 各モータドライバの負荷電流

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源とモータの巻線間に設置されこ
    の巻線に間欠的に電流を供給するモータドライバの自己
    診断方法であって、 前記巻線に供給する電流が前記モータの始動に必要な下
    限値を越えない範囲で前記モータドライバを試験的に動
    作させることと、 前記試験的な動作期間内に前記モータドライバの出力電
    圧を検査することとを含むことを特徴とするモータドラ
    イバの自己診断方法。
  2. 【請求項2】 直流電源とモータの巻線間に設置されこ
    の巻線に間欠的に電流を供給するモータドライバであっ
    て、 前記巻線に供給する電流が前記モータの始動に必要な下
    限値を越えない範囲で前記モータドライバを試験的に動
    作させる手段と、 前記試験的な動作期間内に前記モータドライバの出力電
    圧を検査する手段を備えたことを特徴とする自己診断機
    能付きモータドライバ。
JP16410592A 1992-05-29 1992-05-29 モータドライバの自己診断方法及び自己診断機能付きモータドライバ Expired - Lifetime JP3167792B2 (ja)

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JP4697579B2 (ja) * 2004-12-07 2011-06-08 株式会社安川電機 電力変換装置と欠相検出方法
JP5696589B2 (ja) * 2011-05-31 2015-04-08 トヨタ自動車株式会社 車両および車両の制御方法

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