JP3274377B2 - 負荷短絡故障の検出方法及びその装置と電動パワーステアリング装置 - Google Patents
負荷短絡故障の検出方法及びその装置と電動パワーステアリング装置Info
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- JP3274377B2 JP3274377B2 JP34576396A JP34576396A JP3274377B2 JP 3274377 B2 JP3274377 B2 JP 3274377B2 JP 34576396 A JP34576396 A JP 34576396A JP 34576396 A JP34576396 A JP 34576396A JP 3274377 B2 JP3274377 B2 JP 3274377B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
- B62D5/0487—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting motor faults
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気的負荷の駆
動装置における負荷の故障検出に関するものであり、特
に電動パワーステアリング装置等の負荷短絡故障の検出
方法及び負荷短絡故障検出装置に関するものである。
動装置における負荷の故障検出に関するものであり、特
に電動パワーステアリング装置等の負荷短絡故障の検出
方法及び負荷短絡故障検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動式パワーステアリング装置に
ける負荷短絡故障の検出方法としては、例えば、特開平
２−１６２１５９号公報に開示されているように、モー
タ駆動回路内に電流検出手段を設け、上記モータの駆動
電流（負荷電流）を検出し、上記検出された電流値が設
定された所定の範囲内にあるかどうかを判別すること
で、負荷であるステアリングモータが短絡状態になった
かどうかを判定する方法が行なわれている。また、特開
平３−２５６５１４号公報には、上記モータと同じ誘導
性負荷である電気駆動型のアクチュエータの短絡状態を
検知する方法として、アクチュエータ駆動回路内に負荷
電流検出手段を設け、上記負荷電流を検出し、上記検出
された電流値と予め設定された駆動電流の最小値及び最
大値とを比較することにより上記アクチュエータの短絡
状態を検知する方法が開示されている。
ける負荷短絡故障の検出方法としては、例えば、特開平
２−１６２１５９号公報に開示されているように、モー
タ駆動回路内に電流検出手段を設け、上記モータの駆動
電流（負荷電流）を検出し、上記検出された電流値が設
定された所定の範囲内にあるかどうかを判別すること
で、負荷であるステアリングモータが短絡状態になった
かどうかを判定する方法が行なわれている。また、特開
平３−２５６５１４号公報には、上記モータと同じ誘導
性負荷である電気駆動型のアクチュエータの短絡状態を
検知する方法として、アクチュエータ駆動回路内に負荷
電流検出手段を設け、上記負荷電流を検出し、上記検出
された電流値と予め設定された駆動電流の最小値及び最
大値とを比較することにより上記アクチュエータの短絡
状態を検知する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の負荷短絡故障の検出方法においては、例えば、急激
なステアリング操作等によって一時的に過大な負荷電流
が流れた場合でも、モータ（またはアクチュエータ）が
短絡状態になったと誤検出してしまい、装置に異常がな
いにもかかわらず、装置を停止するなどの誤動作が行な
われてしまうという欠点があった。ところで、特開昭６
１−１６９３６６号公報には、電動パワーステアリング
装置において、負荷（モータ）の短絡故障を検出する際
に、短絡判定時間を設定することにより上記誤検出を防
止する方法が開示されている。図１３は、上記電動パワ
ーステアリング装置の構成を示す図で、１はステアリン
グホイール、２は操舵トルクを検出するトルクセンサ、
３はタイヤ、４は短絡故障の検出対象としての電気的負
荷であるモータ、５はモータ４に電流を供給する電源、
６はモータ４に流れる電流を検出する負荷電流検出手
段、７はトルクセンサ２による操舵トルク検出値と負荷
電流検出手段６による負荷電流検出値に基づいてモータ
駆動電流（負荷電流）を制御する負荷電流制御手段、８
は負荷電流制御手段７の出力に応じて負荷としてのモー
タ４を駆動する負荷駆動手段である。また、同図におい
て、９は上記モータ４の短絡故障を判定するとともに，
モータ４が短絡故障であると判定した場合に，モータ４
への電源の供給を遮断するフェールセーフ処置を講ずる
負荷短絡故障判定手段、１０は負荷電流検出手段６によ
る負荷電流検出値が，負荷の短絡と考えられる所定の電
流値を越えているか否かを判定する短絡電流判定手段、
１１は短絡故障判定のためのプログラムが格納されたマ
イクロコンピュータ、１２は負荷短絡故障判定手段９が
故障と判定した場合に，モータ４への電源５の供給を遮
断するための電源スイッチ手段である。
来の負荷短絡故障の検出方法においては、例えば、急激
なステアリング操作等によって一時的に過大な負荷電流
が流れた場合でも、モータ（またはアクチュエータ）が
短絡状態になったと誤検出してしまい、装置に異常がな
いにもかかわらず、装置を停止するなどの誤動作が行な
われてしまうという欠点があった。ところで、特開昭６
１−１６９３６６号公報には、電動パワーステアリング
装置において、負荷（モータ）の短絡故障を検出する際
に、短絡判定時間を設定することにより上記誤検出を防
止する方法が開示されている。図１３は、上記電動パワ
ーステアリング装置の構成を示す図で、１はステアリン
グホイール、２は操舵トルクを検出するトルクセンサ、
３はタイヤ、４は短絡故障の検出対象としての電気的負
荷であるモータ、５はモータ４に電流を供給する電源、
６はモータ４に流れる電流を検出する負荷電流検出手
段、７はトルクセンサ２による操舵トルク検出値と負荷
電流検出手段６による負荷電流検出値に基づいてモータ
駆動電流（負荷電流）を制御する負荷電流制御手段、８
は負荷電流制御手段７の出力に応じて負荷としてのモー
タ４を駆動する負荷駆動手段である。また、同図におい
て、９は上記モータ４の短絡故障を判定するとともに，
モータ４が短絡故障であると判定した場合に，モータ４
への電源の供給を遮断するフェールセーフ処置を講ずる
負荷短絡故障判定手段、１０は負荷電流検出手段６によ
る負荷電流検出値が，負荷の短絡と考えられる所定の電
流値を越えているか否かを判定する短絡電流判定手段、
１１は短絡故障判定のためのプログラムが格納されたマ
イクロコンピュータ、１２は負荷短絡故障判定手段９が
故障と判定した場合に，モータ４への電源５の供給を遮
断するための電源スイッチ手段である。
【０００４】次に、上記構成の電動パワーステアリング
装置における負荷短絡故障の検出方法について説明す
る。まず、負荷駆動手段８により駆動されるモータ４に
流れる負荷電流は、負荷電流検出手段６によって検出さ
れて短絡電流判定手段１０に入力される。短絡電流判定
手段１０は、入力された負荷電流の検出値が所定の設定
値（短絡電流判定値）を越えているか否かを判定し、こ
の判定結果をマイクロコンピュータ１１に入力する。こ
こで、モータ４が短絡故障の状態で駆動されているとき
には、モータ４には過大な負荷電流（短絡電流）が流れ
るため、上記短絡電流判定値を短絡電流に相当する値に
設定することによってマイクロコンピュータ１１は短絡
故障を検知することができる。このとき、マイクロコン
ピュータ１１は、上記短絡電流が継続する時間を計測
し、この継続時間が所定の設定時間（短絡判定時間）を
越える場合にはモータ４が短絡故障であると判断する。
マイクロコンピュータ１１は、短絡故障と判断すると電
源スイッチ手段１２を開き、電源５とモータ４の接続を
遮断するフェールセーフ処置を講ずる。一方、負荷電流
の検出値が短絡判定時間に至る前に短絡電流判定値を下
回った場合には、上記過大な負荷電流は，目標電流の急
激な変化等による過渡的な大電流であり，短絡故障によ
るものではないと判断し、フェールセーフ処置を講ずる
ことなく、電動パワーステアリングの制御を続行する。
装置における負荷短絡故障の検出方法について説明す
る。まず、負荷駆動手段８により駆動されるモータ４に
流れる負荷電流は、負荷電流検出手段６によって検出さ
れて短絡電流判定手段１０に入力される。短絡電流判定
手段１０は、入力された負荷電流の検出値が所定の設定
値（短絡電流判定値）を越えているか否かを判定し、こ
の判定結果をマイクロコンピュータ１１に入力する。こ
こで、モータ４が短絡故障の状態で駆動されているとき
には、モータ４には過大な負荷電流（短絡電流）が流れ
るため、上記短絡電流判定値を短絡電流に相当する値に
設定することによってマイクロコンピュータ１１は短絡
故障を検知することができる。このとき、マイクロコン
ピュータ１１は、上記短絡電流が継続する時間を計測
し、この継続時間が所定の設定時間（短絡判定時間）を
越える場合にはモータ４が短絡故障であると判断する。
マイクロコンピュータ１１は、短絡故障と判断すると電
源スイッチ手段１２を開き、電源５とモータ４の接続を
遮断するフェールセーフ処置を講ずる。一方、負荷電流
の検出値が短絡判定時間に至る前に短絡電流判定値を下
回った場合には、上記過大な負荷電流は，目標電流の急
激な変化等による過渡的な大電流であり，短絡故障によ
るものではないと判断し、フェールセーフ処置を講ずる
ことなく、電動パワーステアリングの制御を続行する。
【０００５】しかしながら、従来の負荷短絡制御装置
は、上述したように、負荷電流検出手段６により検出さ
れた負荷電流を負荷電流制御手段７にフィードバックし
て、負荷駆動手段８を保護せしめるように、モータ４の
駆動電流を制御するように構成されているので、負荷の
短絡や負荷への配線の地絡といった負荷短絡故障時にモ
ータ４へ流れる負荷電流（短絡電流）は発振状態にな
る。したがって、上記短絡電流は、単にその振幅が急増
するのではなく、その振幅が上記短絡電流判定値の前後
で変動するため、計測された短絡電流の継続時間は上記
短絡判定時間に至らないので、上記従来の負荷短絡制御
装置では、負荷短絡故障を検出することができず、した
がって、警報等のフェールセーフ処置を講ずることがで
きないという問題点があった。
は、上述したように、負荷電流検出手段６により検出さ
れた負荷電流を負荷電流制御手段７にフィードバックし
て、負荷駆動手段８を保護せしめるように、モータ４の
駆動電流を制御するように構成されているので、負荷の
短絡や負荷への配線の地絡といった負荷短絡故障時にモ
ータ４へ流れる負荷電流（短絡電流）は発振状態にな
る。したがって、上記短絡電流は、単にその振幅が急増
するのではなく、その振幅が上記短絡電流判定値の前後
で変動するため、計測された短絡電流の継続時間は上記
短絡判定時間に至らないので、上記従来の負荷短絡制御
装置では、負荷短絡故障を検出することができず、した
がって、警報等のフェールセーフ処置を講ずることがで
きないという問題点があった。
【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、負荷電流制御手段のフィードバック作用
によって負荷駆動手段を保護しながら、負荷の短絡故障
時には負荷短絡故障を確実に検出するとともに、目標電
流の急激な変化等によって過渡的に過大な負荷電流が流
れた場合には誤検出することのない負荷短絡故障の検出
方法及びその装置を提供することを目的とする。また、
本発明は、負荷短絡故障判定後も確実に負荷駆動手段を
保護するとともに、負荷短絡故障判定結果を運転者等に
警告することのできる負荷短絡故障検出装置を提供する
ことを目的とする。更に、本発明は、上記負荷短絡故障
検出装置を具備する電動パワーステアリング装置を提供
することを目的とする。
されたもので、負荷電流制御手段のフィードバック作用
によって負荷駆動手段を保護しながら、負荷の短絡故障
時には負荷短絡故障を確実に検出するとともに、目標電
流の急激な変化等によって過渡的に過大な負荷電流が流
れた場合には誤検出することのない負荷短絡故障の検出
方法及びその装置を提供することを目的とする。また、
本発明は、負荷短絡故障判定後も確実に負荷駆動手段を
保護するとともに、負荷短絡故障判定結果を運転者等に
警告することのできる負荷短絡故障検出装置を提供する
ことを目的とする。更に、本発明は、上記負荷短絡故障
検出装置を具備する電動パワーステアリング装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る負荷短絡故障の検出方法は、負荷電流の検出値が、電
流の読み込み周期よりも長い第１の所定時間内に所定値
を越える状態が、第２の所定時間継続した場合に負荷の
短絡故障であると判定するようにしたことを特徴とす
る。
る負荷短絡故障の検出方法は、負荷電流の検出値が、電
流の読み込み周期よりも長い第１の所定時間内に所定値
を越える状態が、第２の所定時間継続した場合に負荷の
短絡故障であると判定するようにしたことを特徴とす
る。
【０００８】本発明の請求項２に係わる負荷短絡故障検
出装置は、負荷電流検出手段と、上記負荷電流検出手段
による電流検出値が，電流の読み込み周期よりも長い第
１の所定時間内に所定値を越える状態が，第２の所定時
間継続した場合に負荷の短絡故障であると判定する負荷
短絡故障判定手段とを備えたことを特徴とする。
出装置は、負荷電流検出手段と、上記負荷電流検出手段
による電流検出値が，電流の読み込み周期よりも長い第
１の所定時間内に所定値を越える状態が，第２の所定時
間継続した場合に負荷の短絡故障であると判定する負荷
短絡故障判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】本発明の請求項３に係わる負荷短絡故障検
出装置は、負荷電流検出手段と、上記負荷電流検出手段
による電流検出値の最大値を，電流の読み込み周期より
も長い第１の所定時間保持する最大電流保持手段と、上
記最大電流保持手段による最大電流保持値が所定値を越
える状態が，第２の所定時間継続した場合に負荷の短絡
故障であると判定する負荷短絡故障判定手段とを備えた
ことを特徴とする。
出装置は、負荷電流検出手段と、上記負荷電流検出手段
による電流検出値の最大値を，電流の読み込み周期より
も長い第１の所定時間保持する最大電流保持手段と、上
記最大電流保持手段による最大電流保持値が所定値を越
える状態が，第２の所定時間継続した場合に負荷の短絡
故障であると判定する負荷短絡故障判定手段とを備えた
ことを特徴とする。
【００１０】本発明の請求項４に係わる負荷短絡故障検
出装置は、上記負荷電流検出手段による電流検出値をサ
ンプリングすることにより上記負荷短絡故障判定手段を
ソフトウエアで構成し、上記第１の所定時間は上記負荷
短絡故障判定の周期と等しいかまたはそれ以上であるこ
とを特徴とする。
出装置は、上記負荷電流検出手段による電流検出値をサ
ンプリングすることにより上記負荷短絡故障判定手段を
ソフトウエアで構成し、上記第１の所定時間は上記負荷
短絡故障判定の周期と等しいかまたはそれ以上であるこ
とを特徴とする。
【００１１】本発明の請求項５に係わる負荷短絡故障検
出装置は、負荷電流制御手段を備え、上記負荷電流検出
手段による電流検出値をサンプリングすることにより上
記負荷電流制御手段と上記負荷短絡故障判定手段をソフ
トウエアで構成し、負荷短絡故障判定に用いる負荷電流
のサンプリング周期は、負荷電流の制御周期と等しいか
またはそれ以下であることを特徴とする。
出装置は、負荷電流制御手段を備え、上記負荷電流検出
手段による電流検出値をサンプリングすることにより上
記負荷電流制御手段と上記負荷短絡故障判定手段をソフ
トウエアで構成し、負荷短絡故障判定に用いる負荷電流
のサンプリング周期は、負荷電流の制御周期と等しいか
またはそれ以下であることを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項６に係わる負荷短絡故障検
出装置は、負荷電流制御手段を備え、上記負荷電流検出
手段による電流検出値をサンプリングすることにより上
記負荷電流制御手段と上記負荷短絡故障判定手段をソフ
トウエアで構成し、負荷電流の制御に用いる負荷電流検
出値から、負荷短絡故障判定を行なうことを特徴とす
る。
出装置は、負荷電流制御手段を備え、上記負荷電流検出
手段による電流検出値をサンプリングすることにより上
記負荷電流制御手段と上記負荷短絡故障判定手段をソフ
トウエアで構成し、負荷電流の制御に用いる負荷電流検
出値から、負荷短絡故障判定を行なうことを特徴とす
る。
【００１３】本発明の請求項７に係わる負荷短絡故障検
出装置は、負荷駆動手段を備え、上記負荷短絡故障判定
手段が故障と判定した場合には、上記負荷駆動手段によ
る負荷の駆動を停止しその状態を保持することを特徴と
する。
出装置は、負荷駆動手段を備え、上記負荷短絡故障判定
手段が故障と判定した場合には、上記負荷駆動手段によ
る負荷の駆動を停止しその状態を保持することを特徴と
する。
【００１４】本発明の請求項８に係わる負荷短絡故障検
出装置は、負荷駆動手段と、電源または接地と上記負荷
駆動手段との間に設けられたスイッチ手段とを備え、上
記負荷短絡故障判定手段が故障と判定した場合には上記
スイッチ手段を開き、その状態を保持することを特徴と
する。
出装置は、負荷駆動手段と、電源または接地と上記負荷
駆動手段との間に設けられたスイッチ手段とを備え、上
記負荷短絡故障判定手段が故障と判定した場合には上記
スイッチ手段を開き、その状態を保持することを特徴と
する。
【００１５】本発明の請求項９に係わる負荷短絡故障検
出装置は、負荷駆動手段と、上記負荷駆動手段と負荷が
成す閉回路中に設けられたスイッチ手段とを備え、上記
負荷短絡故障判定手段が故障と判定した場合には上記ス
イッチ手段を開き、その状態を保持することを特徴とす
る。
出装置は、負荷駆動手段と、上記負荷駆動手段と負荷が
成す閉回路中に設けられたスイッチ手段とを備え、上記
負荷短絡故障判定手段が故障と判定した場合には上記ス
イッチ手段を開き、その状態を保持することを特徴とす
る。
【００１６】本発明の請求項１０に係わる負荷短絡故障
検出装置は、ランプ等の警報装置を備え、上記負荷短絡
故障判定手段が故障と判定した場合には警報を発するこ
とを特徴とする。
検出装置は、ランプ等の警報装置を備え、上記負荷短絡
故障判定手段が故障と判定した場合には警報を発するこ
とを特徴とする。
【００１７】本発明の請求項１１に係わる電動パワース
テアリング装置は、負荷駆動手段と、負荷電流制御手段
と、操舵力を補助するモータとを備え、負荷短絡故障判
定手段によってモータ電流を検出し、上記負荷駆動手段
によってモータを駆動し、上記負荷電流制御手段によっ
てモータ電流を制御するようにしたことを特徴とする請
求項２または請求項３記載の負荷短絡故障検出装置を具
備することを特徴とする。
テアリング装置は、負荷駆動手段と、負荷電流制御手段
と、操舵力を補助するモータとを備え、負荷短絡故障判
定手段によってモータ電流を検出し、上記負荷駆動手段
によってモータを駆動し、上記負荷電流制御手段によっ
てモータ電流を制御するようにしたことを特徴とする請
求項２または請求項３記載の負荷短絡故障検出装置を具
備することを特徴とする。
【００１８】本発明の請求項１２に係わる電動パワース
テアリング装置は、クラッチ手段を備え、負荷電流制御
手段と、操舵力を補助するモータとを備え、上記負荷短
絡故障判定手段が故障と判定した場合には上記クラッチ
手段によって上記モータを操舵系から機械的に切り離
し、その状態を保持することを特徴とする。
テアリング装置は、クラッチ手段を備え、負荷電流制御
手段と、操舵力を補助するモータとを備え、上記負荷短
絡故障判定手段が故障と判定した場合には上記クラッチ
手段によって上記モータを操舵系から機械的に切り離
し、その状態を保持することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。なお、以下の説明中、従来
例と共通する部分については同一符号を用いて説明す
る。
て、図面に基づき説明する。なお、以下の説明中、従来
例と共通する部分については同一符号を用いて説明す
る。
【００２０】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１に係わる負荷短絡故障検出装置の機能ブロック図で
ある。図１において、４は短絡故障の検出対象としての
電気的負荷であるモータ、６はモータ４に流れる電流を
検出する負荷電流検出手段、７は目標電流と負荷電流検
出手段６による負荷電流検出値とから，負荷電流を目標
電流に追従させるように負荷電流（モータ駆動電流）を
制御する負荷電流制御手段、８は負荷電流制御手段７の
出力に応じて負荷としてのモータ４を駆動する負荷駆動
手段である。また、同図において、９は上記モータ４の
短絡故障を判定する負荷短絡故障判定手段、１０は負荷
電流検出手段６による負荷電流検出値が，負荷の短絡と
考えられる所定の電流値（短絡電流）を越えているか否
かを判定する短絡電流判定手段、１３は短絡電流判定手
段１０の判定結果を所定時間保持する短絡電流判定結果
保持手段、１４は短絡継続時間判定手段、１５は警報手
段である。なお、上記短絡継続時間判定手段１４は、短
絡電流判定結果保持手段１３によって保持されている短
絡判定結果が所定時間以上継続して負荷の短絡故障を示
す場合に、負荷駆動手段８による負荷の駆動を禁止さ
せ、警報手段１５によって警報を発する。
態１に係わる負荷短絡故障検出装置の機能ブロック図で
ある。図１において、４は短絡故障の検出対象としての
電気的負荷であるモータ、６はモータ４に流れる電流を
検出する負荷電流検出手段、７は目標電流と負荷電流検
出手段６による負荷電流検出値とから，負荷電流を目標
電流に追従させるように負荷電流（モータ駆動電流）を
制御する負荷電流制御手段、８は負荷電流制御手段７の
出力に応じて負荷としてのモータ４を駆動する負荷駆動
手段である。また、同図において、９は上記モータ４の
短絡故障を判定する負荷短絡故障判定手段、１０は負荷
電流検出手段６による負荷電流検出値が，負荷の短絡と
考えられる所定の電流値（短絡電流）を越えているか否
かを判定する短絡電流判定手段、１３は短絡電流判定手
段１０の判定結果を所定時間保持する短絡電流判定結果
保持手段、１４は短絡継続時間判定手段、１５は警報手
段である。なお、上記短絡継続時間判定手段１４は、短
絡電流判定結果保持手段１３によって保持されている短
絡判定結果が所定時間以上継続して負荷の短絡故障を示
す場合に、負荷駆動手段８による負荷の駆動を禁止さ
せ、警報手段１５によって警報を発する。
【００２１】また、図２は、上記実施の形態１の負荷短
絡故障検出装置の一回路例を示すもので、４は負荷とし
てのモータ、５はモータ４等の負荷に電流を供給する電
源、６は負荷検出手段であり、ここではモータ４と直列
に接続されている抵抗器Ｒに流れる電流を検出してい
る。また、８はブリッジ回路を構成する４個のＭＯＳＦ
ＥＴ２４（２４ａ〜２４ｄ）から成る負荷駆動手段であ
る。１１はマイクロコンピュータで、ＣＰＵ１６と、制
御プログラム等が格納されているＲＯＭ１７と、負荷電
流のデータ等を一時的に保持するＲＡＭ１８と、プログ
ラムの実行周期の管理を行なうためのタイマ１９と、負
荷電流検出手段６による負荷電流検出値をＣＰＵ１６に
読み込むためのＡ／Ｄ変換器２０と、モータ４を駆動す
る電流のデューテイ比を設定するためのＰＷＭタイマ２
１と、Ｉ／Ｏポート２２とを内蔵している。なお、上記
マイクロコンピュータ１１は、図１に示される負荷電流
制御手段７と短絡電流判定手段１０，短絡電流判定結果
保持手段１３，短絡継続時間判定手段１４から成る負荷
短絡故障判定手段９の機能を達成するものである。ま
た、１２は負荷駆動手段８と電源５との接続または遮断
を行なう電源スイッチ手段であり、ここではリレーを用
いている。１５は警報手段であり、ここではランプを用
いている。なお、負荷駆動手段８のＭＯＳ ＦＥＴ２４
ａ，２４ｂは、マイクロコンピュータ１１のＰＷＭタイ
マ２１にバッファ２３を介して接続されており、負荷駆
動手段８のＭＯＳ ＦＥＴ２４ｃ，２４ｄと電源スイッ
チ手段１２と警報手段１５は、マイクロコンピュータ１
１のＩ／Ｏポート２２にバッファ２３を介して接続され
ている。
絡故障検出装置の一回路例を示すもので、４は負荷とし
てのモータ、５はモータ４等の負荷に電流を供給する電
源、６は負荷検出手段であり、ここではモータ４と直列
に接続されている抵抗器Ｒに流れる電流を検出してい
る。また、８はブリッジ回路を構成する４個のＭＯＳＦ
ＥＴ２４（２４ａ〜２４ｄ）から成る負荷駆動手段であ
る。１１はマイクロコンピュータで、ＣＰＵ１６と、制
御プログラム等が格納されているＲＯＭ１７と、負荷電
流のデータ等を一時的に保持するＲＡＭ１８と、プログ
ラムの実行周期の管理を行なうためのタイマ１９と、負
荷電流検出手段６による負荷電流検出値をＣＰＵ１６に
読み込むためのＡ／Ｄ変換器２０と、モータ４を駆動す
る電流のデューテイ比を設定するためのＰＷＭタイマ２
１と、Ｉ／Ｏポート２２とを内蔵している。なお、上記
マイクロコンピュータ１１は、図１に示される負荷電流
制御手段７と短絡電流判定手段１０，短絡電流判定結果
保持手段１３，短絡継続時間判定手段１４から成る負荷
短絡故障判定手段９の機能を達成するものである。ま
た、１２は負荷駆動手段８と電源５との接続または遮断
を行なう電源スイッチ手段であり、ここではリレーを用
いている。１５は警報手段であり、ここではランプを用
いている。なお、負荷駆動手段８のＭＯＳ ＦＥＴ２４
ａ，２４ｂは、マイクロコンピュータ１１のＰＷＭタイ
マ２１にバッファ２３を介して接続されており、負荷駆
動手段８のＭＯＳ ＦＥＴ２４ｃ，２４ｄと電源スイッ
チ手段１２と警報手段１５は、マイクロコンピュータ１
１のＩ／Ｏポート２２にバッファ２３を介して接続され
ている。
【００２２】次に、上記回路の負荷電流制御手段７と負
荷短絡故障判定手段９の基本動作について説明する。ま
ず負荷電流制御手段７であるＣＰＵ１６は、負荷電流検
出手段６によって検出された検出電流をＡ／Ｄ変換器２
０を介して所定時間毎に読み込み、与えられた所定の目
標電流と上記検出電流とを一致させるようにモータ４の
駆動電流のデューティ比を演算する。次に、負荷短絡故
障判定手段９であるＣＰＵ１６は負荷短絡故障か否かを
判定し、正常である場合には、上記デューティ比と所望
の通電方向に応じて、ＰＷＭタイマ２１とＩ／Ｏポート
２２を設定し、バッファ２３と負荷駆動手段８を介して
モータ４をＰＷＭ駆動する。ここでモータ４のＰＷＭ駆
動は、例えば、ＭＯＳ ＦＥＴ２４ａのデューティ比が
所定の値に設定され，ＭＯＳ ＦＥＴ２４ｂのデューテ
ィ比が０％（ＭＯＳ ＦＥＴ２４ｂはオフ）に設定さ
れ、同時に、Ｉ／Ｏポート２２によってＭＯＳ ＦＥＴ
２４ｃはオフで，ＭＯＳ ＦＥＴ２４ｄはオンに設定さ
れると、モータ４の駆動電流が、ＭＯＳ ＦＥＴ２４ａ
がオンのときには、図２の実線に示すような経路Ｉａに
従って流れるものである。また、ＭＯＳ ＦＥＴ２４ａ
がオフのときには、モータ４の駆動電流は、図２の点線
に示すような経路Ｉｂに従って流れるものである。一
方、負荷短絡故障判定手段９であるＣＰＵ１６が短絡故
障と判定した場合には、ＣＰＵ１６は負荷駆動手段８の
ＭＯＳ ＦＥＴ２４を全てオフにするようにＰＷＭタイ
マ２１とＩ／Ｏポート２２とを設定するとともに、警報
手段１５を作動させ警報し，電源スイッチ手段１２を開
きモータ４と電源５の接続を遮断するようにＩ／Ｏポー
ト２２を設定する。
荷短絡故障判定手段９の基本動作について説明する。ま
ず負荷電流制御手段７であるＣＰＵ１６は、負荷電流検
出手段６によって検出された検出電流をＡ／Ｄ変換器２
０を介して所定時間毎に読み込み、与えられた所定の目
標電流と上記検出電流とを一致させるようにモータ４の
駆動電流のデューティ比を演算する。次に、負荷短絡故
障判定手段９であるＣＰＵ１６は負荷短絡故障か否かを
判定し、正常である場合には、上記デューティ比と所望
の通電方向に応じて、ＰＷＭタイマ２１とＩ／Ｏポート
２２を設定し、バッファ２３と負荷駆動手段８を介して
モータ４をＰＷＭ駆動する。ここでモータ４のＰＷＭ駆
動は、例えば、ＭＯＳ ＦＥＴ２４ａのデューティ比が
所定の値に設定され，ＭＯＳ ＦＥＴ２４ｂのデューテ
ィ比が０％（ＭＯＳ ＦＥＴ２４ｂはオフ）に設定さ
れ、同時に、Ｉ／Ｏポート２２によってＭＯＳ ＦＥＴ
２４ｃはオフで，ＭＯＳ ＦＥＴ２４ｄはオンに設定さ
れると、モータ４の駆動電流が、ＭＯＳ ＦＥＴ２４ａ
がオンのときには、図２の実線に示すような経路Ｉａに
従って流れるものである。また、ＭＯＳ ＦＥＴ２４ａ
がオフのときには、モータ４の駆動電流は、図２の点線
に示すような経路Ｉｂに従って流れるものである。一
方、負荷短絡故障判定手段９であるＣＰＵ１６が短絡故
障と判定した場合には、ＣＰＵ１６は負荷駆動手段８の
ＭＯＳ ＦＥＴ２４を全てオフにするようにＰＷＭタイ
マ２１とＩ／Ｏポート２２とを設定するとともに、警報
手段１５を作動させ警報し，電源スイッチ手段１２を開
きモータ４と電源５の接続を遮断するようにＩ／Ｏポー
ト２２を設定する。
【００２３】以上の基本動作の中で、負荷短絡故障判定
手段９の短絡電流判定手段１０と短絡電流判定結果保持
手段１３の動作を図３のフローチャートに基づき詳細に
説明する。また、以下のステップＳ５１からＳ５８まで
の処理は一定周期Ｔ１で呼び出され、実行される。（こ
のＴ１は、モータ４の駆動電流の制御周期である。）Ｃ
ＰＵ１６は、負荷電流検出手段６によって検出された負
荷電流検出値をＡ／Ｄ変換器２０を介して一定のサンプ
リング時間Ｔ１毎に読み込み（ステップＳ５１）、モー
タ電流をフィードバック制御すべくモータ４の駆動電流
のデューティ比を演算する（ステップＳ５２）。このス
テップＳ５２は負荷電流制御手段７に相当する。次に、
ＣＰＵ１６はステップＳ５１において読み込んだ負荷電
流検出値が，短絡電流と考えられる過大な値か否かを判
定し（ステップＳ５３）、負荷電流検出値が短絡電流と
考えられる場合には，ＲＡＭ１８に１をストアし（ステ
ップＳ５４）、負荷電流検出値が正常と考えられる場合
には，ＲＡＭ１８に０をストアする（ステップＳ５
５）。但し、上記ＲＡＭ１８には、現在から予め設定さ
れた保持時間Ｔ２前までの期間の判定結果がストアさ
れ、古い判定結果は順次抹消されるものとする。なお、
上記ステップＳ５４とＳ５５は短絡電流判定結果保持手
段１３に相当する。続いて、後述するような負荷短絡故
障判定手段９の短絡継続時間判定手段１４により決定さ
れる故障フラグの状態を調べ（ステップＳ５６）、故障
フラグが０（負荷短絡故障判定手段９からの判断結果が
正常）であった場合にはステップＳ５２で演算されたデ
ューティ比に従って負荷駆動手段８によりモータ４をＰ
ＷＭ駆動する（ステップＳ５７）。また、故障フラグが
１（負荷短絡故障判定手段９からの判断結果が負荷短絡
故障）である場合には、負荷駆動手段８のＭＯＳ ＦＥ
Ｔ２４を全てオフにし、モータ４の駆動を停止する（ス
テップＳ５８）。上記ステップＳ５６〜Ｓ５８は負荷駆
動手段８に相当する。
手段９の短絡電流判定手段１０と短絡電流判定結果保持
手段１３の動作を図３のフローチャートに基づき詳細に
説明する。また、以下のステップＳ５１からＳ５８まで
の処理は一定周期Ｔ１で呼び出され、実行される。（こ
のＴ１は、モータ４の駆動電流の制御周期である。）Ｃ
ＰＵ１６は、負荷電流検出手段６によって検出された負
荷電流検出値をＡ／Ｄ変換器２０を介して一定のサンプ
リング時間Ｔ１毎に読み込み（ステップＳ５１）、モー
タ電流をフィードバック制御すべくモータ４の駆動電流
のデューティ比を演算する（ステップＳ５２）。このス
テップＳ５２は負荷電流制御手段７に相当する。次に、
ＣＰＵ１６はステップＳ５１において読み込んだ負荷電
流検出値が，短絡電流と考えられる過大な値か否かを判
定し（ステップＳ５３）、負荷電流検出値が短絡電流と
考えられる場合には，ＲＡＭ１８に１をストアし（ステ
ップＳ５４）、負荷電流検出値が正常と考えられる場合
には，ＲＡＭ１８に０をストアする（ステップＳ５
５）。但し、上記ＲＡＭ１８には、現在から予め設定さ
れた保持時間Ｔ２前までの期間の判定結果がストアさ
れ、古い判定結果は順次抹消されるものとする。なお、
上記ステップＳ５４とＳ５５は短絡電流判定結果保持手
段１３に相当する。続いて、後述するような負荷短絡故
障判定手段９の短絡継続時間判定手段１４により決定さ
れる故障フラグの状態を調べ（ステップＳ５６）、故障
フラグが０（負荷短絡故障判定手段９からの判断結果が
正常）であった場合にはステップＳ５２で演算されたデ
ューティ比に従って負荷駆動手段８によりモータ４をＰ
ＷＭ駆動する（ステップＳ５７）。また、故障フラグが
１（負荷短絡故障判定手段９からの判断結果が負荷短絡
故障）である場合には、負荷駆動手段８のＭＯＳ ＦＥ
Ｔ２４を全てオフにし、モータ４の駆動を停止する（ス
テップＳ５８）。上記ステップＳ５６〜Ｓ５８は負荷駆
動手段８に相当する。
【００２４】次に、上記ステップＳ５４またはＳ５５に
よりＲＡＭ１８に順次ストアされた保持時間Ｔ２の期間
の判定結果を用いて負荷短絡故障を判定するプログラ
ム、すなわち、負荷短絡故障判定手段９の短絡継続時間
判定手段１４の動作について図５のフローチャートに基
づき詳細に説明する。短絡継続時間判定手段１４は、Ｒ
ＡＭ１８に順次ストアされた保持時間Ｔ２の期間の判定
結果を調べ（ステップＳ６１）、過去Ｔ２時間の判定結
果が全て正常であった場合には，短絡継続時間計測用の
カウンタをクリアし（ステップＳ６２）、判定結果が１
回でも短絡と判定されている場合には，上記カウンター
を１増し（ステップＳ６３）短絡継続時間の計測を続行
する。そして、上記カウンタによる短絡継続時間の計測
結果が所定の短絡判定時間Ｔｚを越えているか否かを判
定し（ステップＳ６４）、越えている場合は故障フラグ
に１をセットする（ステップＳ６５）。最後に、上記故
障フラグの状態を調べ（ステップＳ６６）、故障と判定
されている場合には、警報手段１５で警報し、電源スイ
ッチ手段１２を開き、負荷駆動手段８への電源供給を遮
断する（ステップＳ６７）。正常と判定されている場合
には、警報手段１５を消灯し，電源スイッチ手段１２を
閉じ，負荷駆動手段８へ電源を供給する（ステップＳ６
８）。なお、図３のフローチャートのステップＳ５６の
故障フラグの状態は、上記ステップ６４の判定結果に基
づき決定されるので、故障と判定されている場合には、
上述したように、負荷駆動手段８のＭＯＳ ＦＥＴ２４
は全てオフになり、モータ４の駆動は停止される。ここ
で、上記故障フラグはマイクロコンピュータ１１のパワ
ーオンリセット後に０に初期化し、１をセット後はマイ
クロコンピュータ１１の電源が遮断されるまで１の状態
を保持するものとする。また、以上のステップＳ６１か
らＳ６８までの処理は一定周期Ｔ３で呼び出され、実行
される。（このＴ３を短絡継続時間の計測周期とい
う。）
よりＲＡＭ１８に順次ストアされた保持時間Ｔ２の期間
の判定結果を用いて負荷短絡故障を判定するプログラ
ム、すなわち、負荷短絡故障判定手段９の短絡継続時間
判定手段１４の動作について図５のフローチャートに基
づき詳細に説明する。短絡継続時間判定手段１４は、Ｒ
ＡＭ１８に順次ストアされた保持時間Ｔ２の期間の判定
結果を調べ（ステップＳ６１）、過去Ｔ２時間の判定結
果が全て正常であった場合には，短絡継続時間計測用の
カウンタをクリアし（ステップＳ６２）、判定結果が１
回でも短絡と判定されている場合には，上記カウンター
を１増し（ステップＳ６３）短絡継続時間の計測を続行
する。そして、上記カウンタによる短絡継続時間の計測
結果が所定の短絡判定時間Ｔｚを越えているか否かを判
定し（ステップＳ６４）、越えている場合は故障フラグ
に１をセットする（ステップＳ６５）。最後に、上記故
障フラグの状態を調べ（ステップＳ６６）、故障と判定
されている場合には、警報手段１５で警報し、電源スイ
ッチ手段１２を開き、負荷駆動手段８への電源供給を遮
断する（ステップＳ６７）。正常と判定されている場合
には、警報手段１５を消灯し，電源スイッチ手段１２を
閉じ，負荷駆動手段８へ電源を供給する（ステップＳ６
８）。なお、図３のフローチャートのステップＳ５６の
故障フラグの状態は、上記ステップ６４の判定結果に基
づき決定されるので、故障と判定されている場合には、
上述したように、負荷駆動手段８のＭＯＳ ＦＥＴ２４
は全てオフになり、モータ４の駆動は停止される。ここ
で、上記故障フラグはマイクロコンピュータ１１のパワ
ーオンリセット後に０に初期化し、１をセット後はマイ
クロコンピュータ１１の電源が遮断されるまで１の状態
を保持するものとする。また、以上のステップＳ６１か
らＳ６８までの処理は一定周期Ｔ３で呼び出され、実行
される。（このＴ３を短絡継続時間の計測周期とい
う。）
【００２５】ここで、負荷が短絡故障を起こした場合の
動作について、図５を参照しながら詳細に説明する。負
荷電流制御手段７により誘導負荷であるモータ４をＰＷ
Ｍ駆動すると、負荷電流は、目標電流を中心とし，傾き
が負荷の電気的時定数τで定まり，周波数がＰＷＭの搬
送周波数の三角波状となる。ここで、ＰＷＭの搬送波の
周期をτよりも十分短く設定すると、正常時における負
荷電流検出値は、図５（ａ）に示すように、目標値に等
しい一定値と見做せる。ここで、ｔ＝ｔxで、モータ４
に短絡故障が発生したとすると、短絡時には負荷駆動手
段８から見たインダクタンスと抵抗は極めて小さくなる
ので、負荷電流は急激に増加し、負荷電流検出値は目標
電流に対して過大となる。すると、負荷電流制御手段７
は、負荷電流を減少させるべく作用するので、ＰＷＭデ
ューティ比の演算結果は０％近傍になる。モータ４がデ
ューティ比０％近傍で駆動されると、正常時には上記時
定数τで減少する負荷電流は、負荷駆動手段８から見た
インダクタンスが無視できるため、急速に減少する。し
たがって、このときの負荷電流検出値は目標電流を下回
るので、負荷電流制御手段７は負荷電流を増加すべくＰ
ＷＭデューティ比の演算結果を増加させるため、負荷電
流検出値は再び目標電流に対して過大となる。以上の動
作を繰り返すため、負荷電流の検出値は、ｔ＝０〜ｔx
では一定値（目標電流）となるが、ｔ〉ｔxでは、図５
（ａ）に示すように、矩形波状の発振波形となる。短絡
電流判定手段１０は、図５（ａ）に示すように、各検出
電流値に対する判定結果を順次ＲＡＭ１８にストアす
る。上記例において、判定結果はｔ≦ｔxでは全て正常
（０）で、ｔ＞ｔxでは短絡（１）と正常（０）とを繰
り返す。そして、短絡継続時間判定手段１４は、短絡電
流判定結果保持手段１３に保持された保持時間Ｔ２の期
間の判定結果を調べ、短絡継続時間をカウントまたはカ
ウントクリアする。上記例においては、図５（ｂ）に示
すように、ｔ≦ｔxでは短絡継続時間の計測周期Ｔ３ご
とに計測カウンタはクリアされ、ｔ＞ｔxでは周期Ｔ３
毎に計測カウンタの値が１ずつ増加し、上記計測カウン
タの値が短絡判定時間Ｔｚを越えると、短絡継続時間判
定手段１４は負荷短絡故障と判定し、図５（ｃ）に示す
ように、故障フラグに１がセットされる。故障フラグに
１がセットされると、上記図３のステップＳ５８及び図
４のステップＳ６７で示したように、負荷駆動手段８に
よるモータ４の駆動が停止されるとともに、電源スイッ
チ手段１２が開かれ、警報手段１５より警報が発せられ
る。なお、上述したような短絡故障の場合でも、負荷電
流制御手段７のフィードバック作用により、負荷駆動手
段８の負荷電流の平均値は制限されるので、負荷駆動手
段８は焼損に至ることなく保護される。
動作について、図５を参照しながら詳細に説明する。負
荷電流制御手段７により誘導負荷であるモータ４をＰＷ
Ｍ駆動すると、負荷電流は、目標電流を中心とし，傾き
が負荷の電気的時定数τで定まり，周波数がＰＷＭの搬
送周波数の三角波状となる。ここで、ＰＷＭの搬送波の
周期をτよりも十分短く設定すると、正常時における負
荷電流検出値は、図５（ａ）に示すように、目標値に等
しい一定値と見做せる。ここで、ｔ＝ｔxで、モータ４
に短絡故障が発生したとすると、短絡時には負荷駆動手
段８から見たインダクタンスと抵抗は極めて小さくなる
ので、負荷電流は急激に増加し、負荷電流検出値は目標
電流に対して過大となる。すると、負荷電流制御手段７
は、負荷電流を減少させるべく作用するので、ＰＷＭデ
ューティ比の演算結果は０％近傍になる。モータ４がデ
ューティ比０％近傍で駆動されると、正常時には上記時
定数τで減少する負荷電流は、負荷駆動手段８から見た
インダクタンスが無視できるため、急速に減少する。し
たがって、このときの負荷電流検出値は目標電流を下回
るので、負荷電流制御手段７は負荷電流を増加すべくＰ
ＷＭデューティ比の演算結果を増加させるため、負荷電
流検出値は再び目標電流に対して過大となる。以上の動
作を繰り返すため、負荷電流の検出値は、ｔ＝０〜ｔx
では一定値（目標電流）となるが、ｔ〉ｔxでは、図５
（ａ）に示すように、矩形波状の発振波形となる。短絡
電流判定手段１０は、図５（ａ）に示すように、各検出
電流値に対する判定結果を順次ＲＡＭ１８にストアす
る。上記例において、判定結果はｔ≦ｔxでは全て正常
（０）で、ｔ＞ｔxでは短絡（１）と正常（０）とを繰
り返す。そして、短絡継続時間判定手段１４は、短絡電
流判定結果保持手段１３に保持された保持時間Ｔ２の期
間の判定結果を調べ、短絡継続時間をカウントまたはカ
ウントクリアする。上記例においては、図５（ｂ）に示
すように、ｔ≦ｔxでは短絡継続時間の計測周期Ｔ３ご
とに計測カウンタはクリアされ、ｔ＞ｔxでは周期Ｔ３
毎に計測カウンタの値が１ずつ増加し、上記計測カウン
タの値が短絡判定時間Ｔｚを越えると、短絡継続時間判
定手段１４は負荷短絡故障と判定し、図５（ｃ）に示す
ように、故障フラグに１がセットされる。故障フラグに
１がセットされると、上記図３のステップＳ５８及び図
４のステップＳ６７で示したように、負荷駆動手段８に
よるモータ４の駆動が停止されるとともに、電源スイッ
チ手段１２が開かれ、警報手段１５より警報が発せられ
る。なお、上述したような短絡故障の場合でも、負荷電
流制御手段７のフィードバック作用により、負荷駆動手
段８の負荷電流の平均値は制限されるので、負荷駆動手
段８は焼損に至ることなく保護される。
【００２６】一方、負荷電流が目標電流の急激な変化等
のために一時的にオーバーシュートした場合の動作につ
いて、図６を参照して説明する。例えば、目標電流がＩ
1からＩ2に上昇した場合、負荷電流制御手段７は負荷電
流を上記目標電流ｉ2に近づけようと、ＰＷＭデューテ
ィ比の演算結果を増加させる。目標電流の変化幅が小さ
い場合には、上記デューティ比の変化も小さいので、負
荷電流は滑らかに上記目標電流ｉ2に向かって増大する
が、目標電流の変化幅が大きい場合には、上記デューテ
ィ比の変化も大きいので、負荷電流は急激に増大し、図
６（ａ）に示すように、オーバーシュートを起こす。し
かし、負荷電流制御手段７のフィードバック作用により
負荷電流は減少させられ目標電流値に戻る。また、ＲＡ
Ｍ１８に順次ストアされる判定結果は、図６（ａ）に示
すように、負荷電流検出値がオーバーシュートした期間
内では短絡（１）となることがあるが、他は正常（０）
である。短絡継続時間判定手段１４は、上記判定結果を
周期Ｔ３毎に読み込み短絡継続時間をカウントまたはカ
ウントクリアする。上記例では、図６（ｂ）に示すよう
に、計測カウンタの値が２となった次の周期Ｔ３（オー
バーシュートが終わった最初の区間）で全ての判定結果
が正常（０）であるので、上記計測カウンタはクリアさ
れる。したがって、この場合は負荷短絡故障とは判定さ
れず、図６（ｃ）に示すように、故障フラグは１にセッ
トされない。すなわち、負荷短絡故障判定手段９は、負
荷電流値がある期間短絡電流値を越えることがあって
も、短絡計測時間が短絡判定時間を越えない場合には、
負荷電流の急増は目標電流の急激な変化等のための一時
的にオーバーシュートであって、負荷短絡による過大な
電流ではないと判定するものである。
のために一時的にオーバーシュートした場合の動作につ
いて、図６を参照して説明する。例えば、目標電流がＩ
1からＩ2に上昇した場合、負荷電流制御手段７は負荷電
流を上記目標電流ｉ2に近づけようと、ＰＷＭデューテ
ィ比の演算結果を増加させる。目標電流の変化幅が小さ
い場合には、上記デューティ比の変化も小さいので、負
荷電流は滑らかに上記目標電流ｉ2に向かって増大する
が、目標電流の変化幅が大きい場合には、上記デューテ
ィ比の変化も大きいので、負荷電流は急激に増大し、図
６（ａ）に示すように、オーバーシュートを起こす。し
かし、負荷電流制御手段７のフィードバック作用により
負荷電流は減少させられ目標電流値に戻る。また、ＲＡ
Ｍ１８に順次ストアされる判定結果は、図６（ａ）に示
すように、負荷電流検出値がオーバーシュートした期間
内では短絡（１）となることがあるが、他は正常（０）
である。短絡継続時間判定手段１４は、上記判定結果を
周期Ｔ３毎に読み込み短絡継続時間をカウントまたはカ
ウントクリアする。上記例では、図６（ｂ）に示すよう
に、計測カウンタの値が２となった次の周期Ｔ３（オー
バーシュートが終わった最初の区間）で全ての判定結果
が正常（０）であるので、上記計測カウンタはクリアさ
れる。したがって、この場合は負荷短絡故障とは判定さ
れず、図６（ｃ）に示すように、故障フラグは１にセッ
トされない。すなわち、負荷短絡故障判定手段９は、負
荷電流値がある期間短絡電流値を越えることがあって
も、短絡計測時間が短絡判定時間を越えない場合には、
負荷電流の急増は目標電流の急激な変化等のための一時
的にオーバーシュートであって、負荷短絡による過大な
電流ではないと判定するものである。
【００２７】このように、本実施の形態１によれば、過
大な負荷電流が流れた場合、負荷電流制御手段７のフィ
ードバック作用により負荷駆動手段８を保護するととも
に、それが負荷短絡故障か否かを適切に判断し、負荷短
絡故障であれば早急にモータ４の駆動を停止し，モータ
４を電源から切り離し，警報を発するようにすることが
できる。なお、短絡判定を行なうための電流値として
は、上記本実施の形態１に示したように、負荷電流のフ
ィードバック制御のために読み込んだ負荷電流検出値そ
のものを用いると処理が簡単になる。また、短絡故障時
の短絡電流の発振周期は負荷電流制御手段７の制御周期
Ｔ１より短くは成り得ないので、短絡故障判定のための
負荷電流のサンプリング周期は、上記制御周期Ｔ１以下
であれば十分である。一方、故障の誤検出を防ぐために
は、短絡判定時間Ｔｚは電流制御の整定時間よりも十分
長く，かつ，危険に至る前にフェールセーフ処置を講ず
ることのできる時間（例えば、数１０ｍｓｅｃ）に設定
すればよい。また、上記制御周期Ｔ１は、負荷の電気的
時定数よりも十分短く（例えば、数１００μｓｅｃ）と
するのが一般的である。更に、短絡継続時間の計測周期
Ｔ３は、上記短絡判定時間Ｔｚより十分短く（例えば、
数ｍｓｅｃ）に設定するのが望ましい。また、短絡判定
結果の保持時間Ｔ２は、少なくとも上記計測周期Ｔ３よ
りも長くしておけば確実に短絡故障を検出することがで
きる。
大な負荷電流が流れた場合、負荷電流制御手段７のフィ
ードバック作用により負荷駆動手段８を保護するととも
に、それが負荷短絡故障か否かを適切に判断し、負荷短
絡故障であれば早急にモータ４の駆動を停止し，モータ
４を電源から切り離し，警報を発するようにすることが
できる。なお、短絡判定を行なうための電流値として
は、上記本実施の形態１に示したように、負荷電流のフ
ィードバック制御のために読み込んだ負荷電流検出値そ
のものを用いると処理が簡単になる。また、短絡故障時
の短絡電流の発振周期は負荷電流制御手段７の制御周期
Ｔ１より短くは成り得ないので、短絡故障判定のための
負荷電流のサンプリング周期は、上記制御周期Ｔ１以下
であれば十分である。一方、故障の誤検出を防ぐために
は、短絡判定時間Ｔｚは電流制御の整定時間よりも十分
長く，かつ，危険に至る前にフェールセーフ処置を講ず
ることのできる時間（例えば、数１０ｍｓｅｃ）に設定
すればよい。また、上記制御周期Ｔ１は、負荷の電気的
時定数よりも十分短く（例えば、数１００μｓｅｃ）と
するのが一般的である。更に、短絡継続時間の計測周期
Ｔ３は、上記短絡判定時間Ｔｚより十分短く（例えば、
数ｍｓｅｃ）に設定するのが望ましい。また、短絡判定
結果の保持時間Ｔ２は、少なくとも上記計測周期Ｔ３よ
りも長くしておけば確実に短絡故障を検出することがで
きる。
【００２８】実施の形態２．図７は、本発明の実施の形
態２に係わる負荷短絡故障検出装置の機能ブロック図
で、図１の短絡電流判定結果保持手段１３に代えて最大
電流保持手段２５を備え、負荷電流検出値の判定結果を
ＲＡＭ１８にストアし所定時間Ｔ２保持する代わりに、
所定時間Ｔ２内の最大電流を保持し、モータ４の負荷短
絡故障の判定を行なうものである。また、回路例として
は図２と同一であり、マイクロコンピュータ１１は、図
７に示される負荷電流制御手段７と最大電流保持手段２
５，短絡電流判定手段１０，短絡継続時間判定手段１４
から成る負荷短絡故障判定手段９の機能を達成するもの
である。次に、最大電流保持手段２５の動作について、
図８のフローチャートに基づいて詳細に説明する。ま
た、以下のステップＳ７１からＳ８０までの処理は一定
周期Ｔ１で呼び出され、実行される。（このＴ１は、モ
ータ４の駆動電流の制御周期である。） まず、ＣＰＵ１６は、負荷電流検出手段６によって検出
された負荷電流検出値をＡ／Ｄ変換器２０を介して一定
のサンプリング時間Ｔ１毎に読み込み（ステップＳ７
１）、モータ電流をフィードバック制御すべくモータ４
の駆動電流のデューティ比を演算する（ステップＳ７
２）。このステップＳ７２は負荷電流制御手段７に相当
する。次に、ＣＰＵ１６は、まず、ＲＡＭ１８にストア
されている最大電流値の保持時間ｔpが上記Ｔ２を越え
ているかどうかを判断し（ステップＳ７３）、ｔp≦Ｔ
２であれば最新入力の負荷電流検出値と上記最大電流値
とを比較する（ステップＳ７４）。そして、上記最新入
力の負荷電流検出値が上記最大電流値を越えている場合
には、最大電流値の保持時間計測カウンタをクリアする
（ステップＳ７５）とともに、この最新入力の負荷電流
検出値を最大電流値とする（ステップＳ７６）。なお、
ｔp＞Ｔ２であっても、最大電流値の保持時間計測カウ
ンタをクリアする（ステップＳ７５）とともに、（上記
比較をする事なく）最新入力の負荷電流検出値を最大電
流値とする（ステップＳ７６）。また、上記ステップＳ
７４において、最新入力の負荷電流検出値が最大電流値
を越えていない場合には、最大電流値の保持時間計測カ
ウンタを１増加させる（ステップＳ７７）。ここで、上
記ステップＳ７３からＳ７７は最大電流保持手段２５に
相当する。続いて、後述するような負荷短絡故障判定手
段９の短絡継続時間判定手段１４により決定される故障
フラグの状態を調べ（ステップＳ７８）、故障フラグが
０（負荷短絡故障判定手段９からの判断結果が正常）で
あった場合にはステップＳ７２で演算されたデューティ
比に従って負荷駆動手段８によりモータ４をＰＷＭ駆動
する（ステップＳ８０）。また、故障フラグが１（負荷
短絡故障判定手段９からの判断結果が負荷短絡故障）で
ある場合には、負荷駆動手段８のＭＯＳＦＥＴ２４を全
てオフにし、モータ４の駆動を停止する（ステップＳ７
９）。
態２に係わる負荷短絡故障検出装置の機能ブロック図
で、図１の短絡電流判定結果保持手段１３に代えて最大
電流保持手段２５を備え、負荷電流検出値の判定結果を
ＲＡＭ１８にストアし所定時間Ｔ２保持する代わりに、
所定時間Ｔ２内の最大電流を保持し、モータ４の負荷短
絡故障の判定を行なうものである。また、回路例として
は図２と同一であり、マイクロコンピュータ１１は、図
７に示される負荷電流制御手段７と最大電流保持手段２
５，短絡電流判定手段１０，短絡継続時間判定手段１４
から成る負荷短絡故障判定手段９の機能を達成するもの
である。次に、最大電流保持手段２５の動作について、
図８のフローチャートに基づいて詳細に説明する。ま
た、以下のステップＳ７１からＳ８０までの処理は一定
周期Ｔ１で呼び出され、実行される。（このＴ１は、モ
ータ４の駆動電流の制御周期である。） まず、ＣＰＵ１６は、負荷電流検出手段６によって検出
された負荷電流検出値をＡ／Ｄ変換器２０を介して一定
のサンプリング時間Ｔ１毎に読み込み（ステップＳ７
１）、モータ電流をフィードバック制御すべくモータ４
の駆動電流のデューティ比を演算する（ステップＳ７
２）。このステップＳ７２は負荷電流制御手段７に相当
する。次に、ＣＰＵ１６は、まず、ＲＡＭ１８にストア
されている最大電流値の保持時間ｔpが上記Ｔ２を越え
ているかどうかを判断し（ステップＳ７３）、ｔp≦Ｔ
２であれば最新入力の負荷電流検出値と上記最大電流値
とを比較する（ステップＳ７４）。そして、上記最新入
力の負荷電流検出値が上記最大電流値を越えている場合
には、最大電流値の保持時間計測カウンタをクリアする
（ステップＳ７５）とともに、この最新入力の負荷電流
検出値を最大電流値とする（ステップＳ７６）。なお、
ｔp＞Ｔ２であっても、最大電流値の保持時間計測カウ
ンタをクリアする（ステップＳ７５）とともに、（上記
比較をする事なく）最新入力の負荷電流検出値を最大電
流値とする（ステップＳ７６）。また、上記ステップＳ
７４において、最新入力の負荷電流検出値が最大電流値
を越えていない場合には、最大電流値の保持時間計測カ
ウンタを１増加させる（ステップＳ７７）。ここで、上
記ステップＳ７３からＳ７７は最大電流保持手段２５に
相当する。続いて、後述するような負荷短絡故障判定手
段９の短絡継続時間判定手段１４により決定される故障
フラグの状態を調べ（ステップＳ７８）、故障フラグが
０（負荷短絡故障判定手段９からの判断結果が正常）で
あった場合にはステップＳ７２で演算されたデューティ
比に従って負荷駆動手段８によりモータ４をＰＷＭ駆動
する（ステップＳ８０）。また、故障フラグが１（負荷
短絡故障判定手段９からの判断結果が負荷短絡故障）で
ある場合には、負荷駆動手段８のＭＯＳＦＥＴ２４を全
てオフにし、モータ４の駆動を停止する（ステップＳ７
９）。
【００２９】次に、上記ステップＳ７３〜Ｓ７７により
ＲＡＭ１８にストアされた保持時間Ｔ２の期間の最大電
流値を用いて負荷短絡故障を判定するプログラム、すな
わち、負荷短絡故障判定手段９の短絡継続時間判定手段
１４の動作について図９のフローチャートに基づき詳細
に説明する。短絡継続時間判定手段１４は、ＲＡＭ１８
にストアされた保持時間Ｔ２の期間の最大電流値と短絡
電流判定値とを比較し（ステップＳ８１）、上記最大電
流が短絡電流判定値に満たない場合には正常と見做し、
短絡継続時間計測カウンタをクリアし（ステップＳ８
２）、上記最大電流が短絡電流判定値以上の場合には上
記カウンターを１増し（ステップＳ８３）短絡継続時間
の計測を続行する。そして、上記カウンタによる短絡継
続時間の計測結果が所定の短絡判定時間Ｔｚを越えてい
るか否かを判定し（ステップＳ８４）、越えている場合
は故障フラグに１をセットする（ステップＳ８５）。最
後に、上記故障フラグの状態を調べ（ステップＳ８
６）、故障と判定されている場合には、警報手段１５で
警報し、電源スイッチ手段１２を開き、負荷駆動手段８
への電源供給を遮断する（ステップＳ８７）。正常と判
定されている場合には、警報手段１５を消灯し，電源ス
イッチ手段１２を閉じ，負荷駆動手段８へ電源を供給す
る（ステップＳ８８）。なお、図８のフローチャートの
ステップＳ７８の故障フラグの状態は、上記ステップＳ
８４の判定結果に基づき決定されるので、故障と判定さ
れている場合には、上述したように、負荷駆動手段８の
ＭＯＳ ＦＥＴ２４は全てオフになり、モータ４の駆動
は停止される。なお、以上のステップＳ８１からＳ８８
までの処理は一定周期Ｔ３で呼び出され、実行される。
（このＴ３を短絡継続時間の計測周期という。）
ＲＡＭ１８にストアされた保持時間Ｔ２の期間の最大電
流値を用いて負荷短絡故障を判定するプログラム、すな
わち、負荷短絡故障判定手段９の短絡継続時間判定手段
１４の動作について図９のフローチャートに基づき詳細
に説明する。短絡継続時間判定手段１４は、ＲＡＭ１８
にストアされた保持時間Ｔ２の期間の最大電流値と短絡
電流判定値とを比較し（ステップＳ８１）、上記最大電
流が短絡電流判定値に満たない場合には正常と見做し、
短絡継続時間計測カウンタをクリアし（ステップＳ８
２）、上記最大電流が短絡電流判定値以上の場合には上
記カウンターを１増し（ステップＳ８３）短絡継続時間
の計測を続行する。そして、上記カウンタによる短絡継
続時間の計測結果が所定の短絡判定時間Ｔｚを越えてい
るか否かを判定し（ステップＳ８４）、越えている場合
は故障フラグに１をセットする（ステップＳ８５）。最
後に、上記故障フラグの状態を調べ（ステップＳ８
６）、故障と判定されている場合には、警報手段１５で
警報し、電源スイッチ手段１２を開き、負荷駆動手段８
への電源供給を遮断する（ステップＳ８７）。正常と判
定されている場合には、警報手段１５を消灯し，電源ス
イッチ手段１２を閉じ，負荷駆動手段８へ電源を供給す
る（ステップＳ８８）。なお、図８のフローチャートの
ステップＳ７８の故障フラグの状態は、上記ステップＳ
８４の判定結果に基づき決定されるので、故障と判定さ
れている場合には、上述したように、負荷駆動手段８の
ＭＯＳ ＦＥＴ２４は全てオフになり、モータ４の駆動
は停止される。なお、以上のステップＳ８１からＳ８８
までの処理は一定周期Ｔ３で呼び出され、実行される。
（このＴ３を短絡継続時間の計測周期という。）
【００３０】ここで、負荷が短絡故障を起こした場合の
動作について、図１０を参照しながら詳細に説明する。
負荷電流制御手段７により誘導負荷であるモータ４をＰ
ＷＭ駆動すると、正常時における負荷電流検出値は、図
１０（ａ）に示すように、目標値に等しい一定値とな
る。ここで、ｔ＝ｔxで、モータ４に短絡故障が発生し
たとすると、負荷電流検出値は矩形波状の発振波形とな
る。したがって、ＲＡＭ１８にストアされる最大電流値
は、ｔ≦ｔxでは目標電流の値であり、ｔ＞ｔxでは短絡
電流判定値よりも大きな短絡電流の値になる。したがっ
て、ＲＡＭ１８に順次ストアされる最大電流値は、図１
０（ｂ）に示すように、ｔ＝ｔxで階段状に増加する。
そして、短絡継続時間判定手段１４は、最大電流保持手
段２５に保持された保持時間Ｔ２の期間の最大電流を調
べ、短絡継続時間をカウントまたはカウントクリアす
る。上記例においては、図１０（ｃ）に示すように、ｔ
≦ｔxでは短絡継続時間の計測周期Ｔ３ごとに計測カウ
ンタはクリアされ、ｔ＞ｔxでは周期Ｔ３毎に計測カウ
ンタの値が１ずつ増加し、上記計測カウンタの値が短絡
判定時間Ｔｚを越えると、短絡継続時間判定手段１４は
負荷短絡故障と判定し、図１０（ｄ）に示すように、故
障フラグに１がセットされる。故障フラグに１がセット
されると、上記図８のステップＳ７９及び図９のステッ
プＳ８７で示したように、負荷駆動手段８によるモータ
４の駆動が停止されるとともに、電源スイッチ手段１２
が開かれ、警報手段１５より警報が発せられる。なお、
上述したような短絡故障の場合でも、負荷電流制御手段
７のフィードバック作用により、負荷駆動手段８の負荷
電流の平均値は制限されるので、負荷駆動手段８は焼損
に至ることなく保護される。
動作について、図１０を参照しながら詳細に説明する。
負荷電流制御手段７により誘導負荷であるモータ４をＰ
ＷＭ駆動すると、正常時における負荷電流検出値は、図
１０（ａ）に示すように、目標値に等しい一定値とな
る。ここで、ｔ＝ｔxで、モータ４に短絡故障が発生し
たとすると、負荷電流検出値は矩形波状の発振波形とな
る。したがって、ＲＡＭ１８にストアされる最大電流値
は、ｔ≦ｔxでは目標電流の値であり、ｔ＞ｔxでは短絡
電流判定値よりも大きな短絡電流の値になる。したがっ
て、ＲＡＭ１８に順次ストアされる最大電流値は、図１
０（ｂ）に示すように、ｔ＝ｔxで階段状に増加する。
そして、短絡継続時間判定手段１４は、最大電流保持手
段２５に保持された保持時間Ｔ２の期間の最大電流を調
べ、短絡継続時間をカウントまたはカウントクリアす
る。上記例においては、図１０（ｃ）に示すように、ｔ
≦ｔxでは短絡継続時間の計測周期Ｔ３ごとに計測カウ
ンタはクリアされ、ｔ＞ｔxでは周期Ｔ３毎に計測カウ
ンタの値が１ずつ増加し、上記計測カウンタの値が短絡
判定時間Ｔｚを越えると、短絡継続時間判定手段１４は
負荷短絡故障と判定し、図１０（ｄ）に示すように、故
障フラグに１がセットされる。故障フラグに１がセット
されると、上記図８のステップＳ７９及び図９のステッ
プＳ８７で示したように、負荷駆動手段８によるモータ
４の駆動が停止されるとともに、電源スイッチ手段１２
が開かれ、警報手段１５より警報が発せられる。なお、
上述したような短絡故障の場合でも、負荷電流制御手段
７のフィードバック作用により、負荷駆動手段８の負荷
電流の平均値は制限されるので、負荷駆動手段８は焼損
に至ることなく保護される。
【００３１】一方、負荷電流が目標電流の急激な変化等
のために一時的にオーバーシュートした場合の動作につ
いて、図１１を参照して説明する。同図（ａ）に示すよ
うに、負荷電流が、オーバーシュートを起こしたとき、
ＲＡＭ１８に順次ストアされる最大電流値は、図１１
（ｂ）に示すように、負荷電流検出値がオーバーシュー
トした期間のみ短絡電流判定値を越えている。短絡継続
時間判定手段１４は、上記最大電流値を周期Ｔ３毎に読
み込み短絡継続時間をカウントまたはカウントクリアす
る。上記例では、図１１（ｃ）に示すように、計測カウ
ンタの値は、負荷電流検出値がオーバーシュートした期
間が１回のみで、次の周期Ｔ３（オーバーシュートが終
わった最初の区間）からは最大電流が短絡電流判定値に
満たないので、上記計測カウンタはクリアされる。した
がって、この場合は負荷短絡故障とは判定されず、図１
１（ｄ）に示すように、故障フラグは１にセットされな
い。すなわち、負荷短絡故障判定手段９は、負荷電流値
の最大値がある期間短絡電流判定値を越えることがあっ
ても、短絡継続時間が短絡判定時間を越えない場合に
は、負荷電流の急増は目標電流の急激な変化等による一
時的にオーバーシュートであって、負荷短絡による過大
な電流ではないと判定するものである。
のために一時的にオーバーシュートした場合の動作につ
いて、図１１を参照して説明する。同図（ａ）に示すよ
うに、負荷電流が、オーバーシュートを起こしたとき、
ＲＡＭ１８に順次ストアされる最大電流値は、図１１
（ｂ）に示すように、負荷電流検出値がオーバーシュー
トした期間のみ短絡電流判定値を越えている。短絡継続
時間判定手段１４は、上記最大電流値を周期Ｔ３毎に読
み込み短絡継続時間をカウントまたはカウントクリアす
る。上記例では、図１１（ｃ）に示すように、計測カウ
ンタの値は、負荷電流検出値がオーバーシュートした期
間が１回のみで、次の周期Ｔ３（オーバーシュートが終
わった最初の区間）からは最大電流が短絡電流判定値に
満たないので、上記計測カウンタはクリアされる。した
がって、この場合は負荷短絡故障とは判定されず、図１
１（ｄ）に示すように、故障フラグは１にセットされな
い。すなわち、負荷短絡故障判定手段９は、負荷電流値
の最大値がある期間短絡電流判定値を越えることがあっ
ても、短絡継続時間が短絡判定時間を越えない場合に
は、負荷電流の急増は目標電流の急激な変化等による一
時的にオーバーシュートであって、負荷短絡による過大
な電流ではないと判定するものである。
【００３２】このように、本実施の形態２によれば、過
大な負荷電流が流れた場合、負荷電流制御手段７のフィ
ードバック作用により負荷駆動手段８を保護するととも
に、それが負荷短絡故障か否かを適切に判断し、負荷短
絡故障であれば早急にモータ４の駆動を停止し，モータ
４を電源から切り離し，警報を発するようにすることが
できる。また、最大電流値を用いることにより、短絡故
障判定のための負荷電流のサンプリング周期を長く設定
できるため、ＣＰＵ１６の負荷を軽減することができ
る。また、上記例においては、最大電流保持手段２５は
最大電流が保持されてＴ２経過するか，最新入力の負荷
電流検出値が保持されている最大電流よりも大きい場合
に最大電流値を最新入力の負荷電流検出値に更新してい
たが、過去Ｔ２時間分の負荷電流検出値を保持し、その
うち最大のものを最大電流として、負荷短絡故障の判定
を行なうこともできる。ところで、上記実施の形態２に
おいては、最大電流保持手段２５をソフトウエアで構成
していたが、ホールド時間がＴ２のピークホールド回路
を用いて最大電流値を検出して、負荷短絡故障の判定を
行なっても、同様の効果が得られることは言うまでもな
い。
大な負荷電流が流れた場合、負荷電流制御手段７のフィ
ードバック作用により負荷駆動手段８を保護するととも
に、それが負荷短絡故障か否かを適切に判断し、負荷短
絡故障であれば早急にモータ４の駆動を停止し，モータ
４を電源から切り離し，警報を発するようにすることが
できる。また、最大電流値を用いることにより、短絡故
障判定のための負荷電流のサンプリング周期を長く設定
できるため、ＣＰＵ１６の負荷を軽減することができ
る。また、上記例においては、最大電流保持手段２５は
最大電流が保持されてＴ２経過するか，最新入力の負荷
電流検出値が保持されている最大電流よりも大きい場合
に最大電流値を最新入力の負荷電流検出値に更新してい
たが、過去Ｔ２時間分の負荷電流検出値を保持し、その
うち最大のものを最大電流として、負荷短絡故障の判定
を行なうこともできる。ところで、上記実施の形態２に
おいては、最大電流保持手段２５をソフトウエアで構成
していたが、ホールド時間がＴ２のピークホールド回路
を用いて最大電流値を検出して、負荷短絡故障の判定を
行なっても、同様の効果が得られることは言うまでもな
い。
【００３３】実施の形態３．図１２は、本発明の実施の
形態３に係わる電動パワーステアリング装置の構成を示
したもので、１はステアリングホイール、２は操舵トル
クを検出するトルクセンサ、３はタイヤ、４は短絡故障
の検出対象としての電気的負荷であるモータ、２６はモ
ータ４の出力トルクを操舵系に伝達する減速器、５はモ
ータ４に電流を供給する電源、２９は上記実施の形態１
または実施の形態２に示した負荷短絡故障検出装置を備
えた電動パワーステアリングのコントロールユニット、
２７は上記負荷短絡故障検出装置の負荷駆動手段８とモ
ータ４が成す閉回路中に挿入されたモータスイッチ手
段、２８はイグニッションスイッチ、１５はモータ４の
短絡故障時に警報を発する警報手段である。
形態３に係わる電動パワーステアリング装置の構成を示
したもので、１はステアリングホイール、２は操舵トル
クを検出するトルクセンサ、３はタイヤ、４は短絡故障
の検出対象としての電気的負荷であるモータ、２６はモ
ータ４の出力トルクを操舵系に伝達する減速器、５はモ
ータ４に電流を供給する電源、２９は上記実施の形態１
または実施の形態２に示した負荷短絡故障検出装置を備
えた電動パワーステアリングのコントロールユニット、
２７は上記負荷短絡故障検出装置の負荷駆動手段８とモ
ータ４が成す閉回路中に挿入されたモータスイッチ手
段、２８はイグニッションスイッチ、１５はモータ４の
短絡故障時に警報を発する警報手段である。
【００３４】次に、上記構成の電動パワーステアリング
装置の動作について説明する。正常時にはコントロール
ユニット２９は、トルクセンサ２が検出した操舵トルク
と車速信号に応じて、運転者が適切な操舵力でステアリ
ングホイール１の操作ができるように、モータ４からト
ルクを発生させており、モータ４の出力トルクは、減速
器２６を介して操舵系に伝達されている。また、モータ
４の端子間の短絡故障が発生した場合、モータスイッチ
手段２７は負荷短絡故障検出装置により故障を検出し、
モータ４の駆動を停止し、コントロールユニット２９の
負荷短絡故障検出装置に内蔵された電源スイッチ手段１
２を開き、警報手段１５により運転者に警報する。ここ
で、モータ４は、短絡すると回転速度に比例した制動力
を発生する（発電ブレーキ）。したがってこの故障の場
合には、速く操舵すると操舵力が増加することになる。
そこで、本実施の形態においては、負荷駆動手段８とモ
ータ４が成す閉回路中にモータスイッチ手段２７を挿入
し、コントロールユニット２９が負荷の短絡故障を検出
すると、上記フェールセーフ処置に加え、モータスイッ
チ手段２７を開き負荷短絡故障時の発電ブレーキを防止
する。以上のフェールセーフ処置は、イグニッションス
イッチ２８が開放されエンジンが停止するまで保持され
る。このように、本実施の形態によれば、電動パワース
テアリング装置における負荷の短絡故障を検出し、速や
かにフェールセーフ処置を講ずることができる。なお、
モータスイッチ手段２７はコントロールユニット２９内
に設けてもよいが、上記例の如く、モータ４とモータス
イッチ手段２７を一体化しておけば、モータ４とコント
ロールユニット２９間の配線の短絡故障によるモータ４
の発電ブレーキをも防止することができる。
装置の動作について説明する。正常時にはコントロール
ユニット２９は、トルクセンサ２が検出した操舵トルク
と車速信号に応じて、運転者が適切な操舵力でステアリ
ングホイール１の操作ができるように、モータ４からト
ルクを発生させており、モータ４の出力トルクは、減速
器２６を介して操舵系に伝達されている。また、モータ
４の端子間の短絡故障が発生した場合、モータスイッチ
手段２７は負荷短絡故障検出装置により故障を検出し、
モータ４の駆動を停止し、コントロールユニット２９の
負荷短絡故障検出装置に内蔵された電源スイッチ手段１
２を開き、警報手段１５により運転者に警報する。ここ
で、モータ４は、短絡すると回転速度に比例した制動力
を発生する（発電ブレーキ）。したがってこの故障の場
合には、速く操舵すると操舵力が増加することになる。
そこで、本実施の形態においては、負荷駆動手段８とモ
ータ４が成す閉回路中にモータスイッチ手段２７を挿入
し、コントロールユニット２９が負荷の短絡故障を検出
すると、上記フェールセーフ処置に加え、モータスイッ
チ手段２７を開き負荷短絡故障時の発電ブレーキを防止
する。以上のフェールセーフ処置は、イグニッションス
イッチ２８が開放されエンジンが停止するまで保持され
る。このように、本実施の形態によれば、電動パワース
テアリング装置における負荷の短絡故障を検出し、速や
かにフェールセーフ処置を講ずることができる。なお、
モータスイッチ手段２７はコントロールユニット２９内
に設けてもよいが、上記例の如く、モータ４とモータス
イッチ手段２７を一体化しておけば、モータ４とコント
ロールユニット２９間の配線の短絡故障によるモータ４
の発電ブレーキをも防止することができる。
【００３５】実施の形態４．なお、実施の形態３では、
モータ４内にモータスイッチ手段２７を設けていたが、
モータスイッチ手段２７の代わりにクラッチを設け、モ
ータ４の短絡故障時には、上記クラッチを制御し、モー
タ４をステアリングから切り離すようにしてもよい。こ
の場合には、モータ４の短絡故障のみならず、モータ４
内部の機械的な故障によって操舵力が増加する場合にモ
ータ４をステアリングから切り離す用途にも上記クラッ
チ３０を使用することができ、より安全な電動パワース
テアリング装置を構築することができる。
モータ４内にモータスイッチ手段２７を設けていたが、
モータスイッチ手段２７の代わりにクラッチを設け、モ
ータ４の短絡故障時には、上記クラッチを制御し、モー
タ４をステアリングから切り離すようにしてもよい。こ
の場合には、モータ４の短絡故障のみならず、モータ４
内部の機械的な故障によって操舵力が増加する場合にモ
ータ４をステアリングから切り離す用途にも上記クラッ
チ３０を使用することができ、より安全な電動パワース
テアリング装置を構築することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の負荷短絡
検出装置は、負荷電流駆動手段と、負荷電流制御手段
と、負荷電流検出手段と、負荷短絡故障判定手段とを備
え、負荷電流の検出値が，第１の所定時間内に所定値を
越える状態が，第２の所定時間継続した場合に負荷の短
絡故障であると判定するようにし、かつ、第１の所定時
間は上記負荷短絡故障判定の周期と等しいかまたはそれ
以上とし、負荷短絡故障判定に用いる負荷電流のサンプ
リング周期は，負荷電流の制御周期と等しいかまたはそ
れ以下としたので、負荷駆動手段を保護するとともに、
負荷の短絡故障を検出することができ、更に、過渡的な
過電流による短絡故障の誤検出を防止することができ
る。また、負荷電流検出手段による電流検出値の最大値
を第１の所定時間保持する最大電流保持手段と、上記最
大電流保持手段による最大電流保持値が所定値を越える
状態が、第２の所定時間継続した場合に負荷の短絡故障
であると判定する負荷短絡故障判定手段を備えるように
したので、負荷電流のサンプリング周期を長く設定で
き、ＣＰＵの負荷を軽減することができる。更に、負荷
電流のフィードバック制御のために読み込んだ負荷電流
検出値そのものを用いて負荷短絡故障判定を行なうよう
にしたので、データの処理が簡単に行なえる。
検出装置は、負荷電流駆動手段と、負荷電流制御手段
と、負荷電流検出手段と、負荷短絡故障判定手段とを備
え、負荷電流の検出値が，第１の所定時間内に所定値を
越える状態が，第２の所定時間継続した場合に負荷の短
絡故障であると判定するようにし、かつ、第１の所定時
間は上記負荷短絡故障判定の周期と等しいかまたはそれ
以上とし、負荷短絡故障判定に用いる負荷電流のサンプ
リング周期は，負荷電流の制御周期と等しいかまたはそ
れ以下としたので、負荷駆動手段を保護するとともに、
負荷の短絡故障を検出することができ、更に、過渡的な
過電流による短絡故障の誤検出を防止することができ
る。また、負荷電流検出手段による電流検出値の最大値
を第１の所定時間保持する最大電流保持手段と、上記最
大電流保持手段による最大電流保持値が所定値を越える
状態が、第２の所定時間継続した場合に負荷の短絡故障
であると判定する負荷短絡故障判定手段を備えるように
したので、負荷電流のサンプリング周期を長く設定で
き、ＣＰＵの負荷を軽減することができる。更に、負荷
電流のフィードバック制御のために読み込んだ負荷電流
検出値そのものを用いて負荷短絡故障判定を行なうよう
にしたので、データの処理が簡単に行なえる。
【００３７】また、本発明の負荷短絡検出装置は、負荷
短絡故障判定手段が故障と判定した場合には、上記負荷
駆動手段による負荷の駆動を停止しその状態を保持する
ようにしたので、負荷駆動手段に用いられる素子を確実
に保護することができる。更に、負荷駆動手段と、電源
または接地と上記負荷駆動手段との間にスイッチ手段を
設け、上記負荷短絡故障判定手段が故障と判定した場合
には上記スイッチ手段を開き、その状態を保持するよう
にしたので、負荷駆動手段の短絡故障であってもモータ
の駆動電流を遮断することができる。
短絡故障判定手段が故障と判定した場合には、上記負荷
駆動手段による負荷の駆動を停止しその状態を保持する
ようにしたので、負荷駆動手段に用いられる素子を確実
に保護することができる。更に、負荷駆動手段と、電源
または接地と上記負荷駆動手段との間にスイッチ手段を
設け、上記負荷短絡故障判定手段が故障と判定した場合
には上記スイッチ手段を開き、その状態を保持するよう
にしたので、負荷駆動手段の短絡故障であってもモータ
の駆動電流を遮断することができる。
【００３８】また、負荷駆動手段と負荷が成す閉回路中
に設けられたスイッチ手段とを備え、負荷短絡故障判定
手段が故障と判定した場合には上記スイッチ手段を開
き、その状態を保持するようにしたので、例えば負荷が
モータの場合には、短絡故障に伴う発電ブレーキを防ぐ
ことができる。更に、ランプ等の警報装置を備え、負荷
短絡故障判定手段が故障と判定した場合には警報を発す
るようにしたので、運転者に的確に注意を促すことがで
きる。
に設けられたスイッチ手段とを備え、負荷短絡故障判定
手段が故障と判定した場合には上記スイッチ手段を開
き、その状態を保持するようにしたので、例えば負荷が
モータの場合には、短絡故障に伴う発電ブレーキを防ぐ
ことができる。更に、ランプ等の警報装置を備え、負荷
短絡故障判定手段が故障と判定した場合には警報を発す
るようにしたので、運転者に的確に注意を促すことがで
きる。
【００３９】本発明の電動パワーステアリング装置は、
負荷駆動手段と、負荷電流制御手段と、操舵力を補助す
るモータとを備え、負荷短絡故障判定手段によってモー
タ電流を検出し、上記負荷駆動手段によってモータを駆
動し、上記負荷電流制御手段によってモータ電流を制御
するようにしたので、モータの駆動回路を保護しながら
モータの故障検出を行なうことができ、更に、過渡的な
過電流によるモータの短絡故障の誤検出を防止すること
ができる。また、クラッチ手段を備え、上記負荷短絡故
障判定手段が故障と判定した場合には上記クラッチ手段
によって上記モータを操舵系から機械的に切り離し、そ
の状態を保持するようにしたので、より安全な電動パワ
ーステアリングを構築することができる。
負荷駆動手段と、負荷電流制御手段と、操舵力を補助す
るモータとを備え、負荷短絡故障判定手段によってモー
タ電流を検出し、上記負荷駆動手段によってモータを駆
動し、上記負荷電流制御手段によってモータ電流を制御
するようにしたので、モータの駆動回路を保護しながら
モータの故障検出を行なうことができ、更に、過渡的な
過電流によるモータの短絡故障の誤検出を防止すること
ができる。また、クラッチ手段を備え、上記負荷短絡故
障判定手段が故障と判定した場合には上記クラッチ手段
によって上記モータを操舵系から機械的に切り離し、そ
の状態を保持するようにしたので、より安全な電動パワ
ーステアリングを構築することができる。
【図１】 本発明の実施の形態１に係わる負荷短絡故障
検出装置の構成を示すブロック図である。
検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係わる負荷短絡故障
検出装置の一回路例である。
検出装置の一回路例である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係わる負荷短絡故障
検出装置の負荷電流制御手段と負荷短絡故障判定手段の
短絡電流判定手段及び短絡電流判定結果保持手段の動作
を説明するためのフローチャートである。
検出装置の負荷電流制御手段と負荷短絡故障判定手段の
短絡電流判定手段及び短絡電流判定結果保持手段の動作
を説明するためのフローチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態１に係わる負荷短絡故障
検出装置の短絡継続時間判定手段の動作を説明するため
のフローチャートである。ある。
検出装置の短絡継続時間判定手段の動作を説明するため
のフローチャートである。ある。
【図５】 本発明の実施の形態１による負荷短絡故障時
の動作を説明する図である。
の動作を説明する図である。
【図６】 本発明の実施の形態１による負荷電流がオー
バーシュートした場合の動作を説明する図である。
バーシュートした場合の動作を説明する図である。
【図７】 本発明の実施の形態２に係わる負荷短絡故障
検出装置の構成を示すブロック図である。
検出装置の構成を示すブロック図である。
【図８】 本発明の実施の形態２に係わる負荷短絡故障
検出装置の負荷電流制御手段と負荷短絡故障判定手段の
最大電流保持手段の動作を説明するためのフローチャー
トである。
検出装置の負荷電流制御手段と負荷短絡故障判定手段の
最大電流保持手段の動作を説明するためのフローチャー
トである。
【図９】 本発明の実施の形態２に係わる負荷短絡故障
検出装置の短絡継続時間判定手段の動作を説明するため
のフローチャートである。
検出装置の短絡継続時間判定手段の動作を説明するため
のフローチャートである。
【図１０】 本発明の実施の形態２による負荷短絡故障
時の動作を説明する図である。
時の動作を説明する図である。
【図１１】 本発明の実施の形態２による負荷電流がオ
ーバーシュートした場合の動作を説明する図である。
ーバーシュートした場合の動作を説明する図である。
【図１２】 本発明の実施の形態３に係わる電動パワー
ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】 従来の電動パワーステアリング装置の構成
を示す図である。
を示す図である。
１ ステアリングホイール，２ トルクセンサ，３ タ
イヤ，４ モータ，５ 電源，６ 負荷電流検出手段，
７ 負荷電流制御手段，８ 負荷駆動手段，９ 負荷短
絡故障判定手段，１０ 短絡電流判定手段，１１ マイ
クロコンピュータ，１２ 電源スイッチ手段，１３ 短
絡電流判定結果保持手段，１４ 短絡継続時間判定手
段，１５ 警報手段，１６ ＣＰＵ，１７ ＲＯＭ，１
８ ＲＡＭ，１９ タイマ，２０ Ａ／Ｄ変換器，２１
ＰＷＭタイマ，２２ Ｉ／Ｏポート，２３ バッフ
ァ，２４ ＭＯＳ ＦＥＴ，２５ 最大電流保持手段，
２６ 減速器，２７ モータスイッチ手段，２８ イグ
ニッションスイッチ，２９ コントロールユニット
イヤ，４ モータ，５ 電源，６ 負荷電流検出手段，
７ 負荷電流制御手段，８ 負荷駆動手段，９ 負荷短
絡故障判定手段，１０ 短絡電流判定手段，１１ マイ
クロコンピュータ，１２ 電源スイッチ手段，１３ 短
絡電流判定結果保持手段，１４ 短絡継続時間判定手
段，１５ 警報手段，１６ ＣＰＵ，１７ ＲＯＭ，１
８ ＲＡＭ，１９ タイマ，２０ Ａ／Ｄ変換器，２１
ＰＷＭタイマ，２２ Ｉ／Ｏポート，２３ バッフ
ァ，２４ ＭＯＳ ＦＥＴ，２５ 最大電流保持手段，
２６ 減速器，２７ モータスイッチ手段，２８ イグ
ニッションスイッチ，２９ コントロールユニット
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−106832（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−238918（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−169366（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−6867（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−180567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−180568（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−202197（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−257675（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−257676（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−273768（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−41975（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−162159（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−256514（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−22837（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−35807（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−329799（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−53072（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−244634（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−20976（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 5/04 H02H 3/08 - 3/253 H02H 7/08 - 7/097 H02P 7/29
Claims (12)
- 【請求項１】 負荷電流の検出値が、電流の読み込み周
期よりも長い第１の所定時間内に所定値を越える状態
が，第２の所定時間継続した場合に負荷の短絡故障であ
ると判定するようにしたことを特徴とする負荷短絡故障
の検出方法。 - 【請求項２】 負荷電流検出手段と、上記負荷電流検出
手段による電流検出値が，電流の読み込み周期よりも長
い第１の所定時間内に所定値を越える状態が，第２の所
定時間継続した場合に負荷の短絡故障であると判定する
負荷短絡故障判定手段とを備えたことを特徴とする負荷
短絡故障検出装置。 - 【請求項３】 負荷電流検出手段と、上記負荷電流検出
手段による電流検出値の最大値を，電流の読み込み周期
よりも長い第１の所定時間保持する最大電流保持手段
と、上記最大電流保持手段による最大電流保持値が所定
値を越える状態が，第２の所定時間継続した場合に負荷
の短絡故障であると判定する負荷短絡故障判定手段とを
備えたことを特徴とする負荷短絡故障検出装置。 - 【請求項４】 上記負荷電流検出手段による電流検出値
をサンプリングすることにより上記負荷短絡故障判定手
段をソフトウエアで構成し、上記第１の所定時間は上記
負荷短絡故障判定の周期と等しいかまたはそれ以上であ
ることを特徴とする請求項２または請求項３記載の負荷
短絡故障検出装置。 - 【請求項５】 負荷電流制御手段を備え、上記負荷電流
検出手段による電流検出値をサンプリングすることによ
り上記負荷電流制御手段と上記負荷短絡故障判定手段を
ソフトウエアで構成し、負荷短絡故障判定に用いる負荷
電流のサンプリング周期は、負荷電流の制御周期と等し
いかまたはそれ以下であることを特徴とする請求項２ま
たは請求項３記載の負荷短絡故障検出装置。 - 【請求項６】 負荷電流制御手段を備え、上記負荷電流
検出手段による電流検出値をサンプリングすることによ
り上記負荷電流制御手段と上記負荷短絡故障判定手段を
ソフトウエアで構成し、負荷電流の制御に用いる負荷電
流検出値から、負荷短絡故障判定を行なうことを特徴と
する請求項２または請求項３記載の負荷短絡故障検出装
置。 - 【請求項７】 負荷駆動手段を備え、上記負荷短絡故障
判定手段が故障と判定した場合には、上記負荷駆動手段
による負荷の駆動を停止しその状態を保持することを特
徴とする請求項２または請求項３記載の負荷短絡故障検
出装置。 - 【請求項８】 負荷駆動手段と、電源または接地と上記
負荷駆動手段との間に設けられたスイッチ手段とを備
え、上記負荷短絡故障判定手段が故障と判定した場合に
は上記スイッチ手段を開き、その状態を保持することを
特徴とする請求項２または請求項３記載の負荷短絡故障
検出装置。 - 【請求項９】 負荷駆動手段と、上記負荷駆動手段と負
荷が成す閉回路中に設けられたスイッチ手段とを備え、
上記負荷短絡故障判定手段が故障と判定した場合には上
記スイッチ手段を開き、その状態を保持することを特徴
とする請求項２または請求項３記載の負荷短絡故障検出
装置。 - 【請求項１０】 ランプ等の警報装置を備え、上記負荷
短絡故障判定手段が故障と判定した場合には警報を発す
ることを特徴とする請求項２または請求項３記載の負荷
短絡故障検出装置。 - 【請求項１１】 負荷駆動手段と、負荷電流制御手段
と、操舵力を補助するモータとを備え、負荷短絡故障判
定手段によってモータ電流を検出し、上記負荷駆動手段
によってモータを駆動し、上記負荷電流制御手段によっ
てモータ電流を制御する請求項２または請求項３記載の
負荷短絡故障検出装置を具備することを特徴とする電動
パワーステアリング装置。 - 【請求項１２】 クラッチ手段を備え、負荷電流制御手
段と、操舵力を補助するモータとを備え、上記負荷短絡
故障判定手段が故障と判定した場合には上記クラッチ手
段によって上記モータを操舵系から機械的に切り離し、
その状態を保持することを特徴とする請求項１１記載の
電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34576396A JP3274377B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 負荷短絡故障の検出方法及びその装置と電動パワーステアリング装置 |
| EP97113489A EP0850817B1 (en) | 1996-12-25 | 1997-08-05 | Load short-circuit failure detection method and apparatus and electric power steering device |
| DE69728122T DE69728122T2 (de) | 1996-12-25 | 1997-08-05 | Lastkurzschlusstrom Fehlererkennungsverfahren und -Vorrichtung und elektrische Servolenkung |
| US08/934,772 US6107926A (en) | 1996-12-25 | 1997-09-22 | Load short-circuit failure detection method and apparatus and electric power steering device |
| KR1019970071666A KR100275237B1 (ko) | 1996-12-25 | 1997-12-22 | 부하 단락 고장의 검출방법 및 그 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34576396A JP3274377B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 負荷短絡故障の検出方法及びその装置と電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10191551A JPH10191551A (ja) | 1998-07-21 |
| JP3274377B2 true JP3274377B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=18378816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34576396A Expired - Lifetime JP3274377B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 負荷短絡故障の検出方法及びその装置と電動パワーステアリング装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6107926A (ja) |
| EP (1) | EP0850817B1 (ja) |
| JP (1) | JP3274377B2 (ja) |
| KR (1) | KR100275237B1 (ja) |
| DE (1) | DE69728122T2 (ja) |
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-
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- 1996-12-25 JP JP34576396A patent/JP3274377B2/ja not_active Expired - Lifetime
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- 1997-08-05 EP EP97113489A patent/EP0850817B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-05 DE DE69728122T patent/DE69728122T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-22 US US08/934,772 patent/US6107926A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-22 KR KR1019970071666A patent/KR100275237B1/ko not_active IP Right Cessation
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