JP3471534B2 - ブラシレスモータの異常検出方法 - Google Patents
ブラシレスモータの異常検出方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ブラシレスモー
タのスター接続された駆動コイルの断線や地絡などの異
常を検出するブラシレスモータの異常検出方法に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、動力舵取装置として、油圧ポ
ンプを電動モータにより駆動し、車速等の車両走行条件
に応じた油圧によって所要のアシスト力を得るモータド
ライブパワーステアリング装置（ＭＤＰＳ）がある。こ
のＭＤＰＳに用いられる電動モータとしては、ブラシ付
モータが多く用いられていたが、整流子に摺接するブラ
シに摩耗が生じブラシの定期的な点検・保守が必要にな
ることから、近年はブラシを無くしたブラシレスモータ
を用いるようになっている。ブラシレスモータを用いた
ＭＤＰＳでは、目標回転数と実回転数との偏差を求め、
その偏差が零となるようにブラシレスモータの回転数を
制御し、必要なアシスト力を得るようにしている。 【０００３】図６はブラシレスモータ及びブラシレスモ
ータを駆動する駆動回路の一例を示す図であり、図中、
Ｍがブラシレスモータ、Ｑ１〜Ｑ６がブラシレスモータ
Ｍを駆動するパワートランジスタ（ＦＥＴ）である。ブ
ラシレスモータＭはスター接続された駆動コイルＬ１
（Ｕ相），Ｌ２（Ｖ相），Ｌ３（Ｗ相）を備えている。
パワートランジスタＱ１〜Ｑ６により３相Ｈブリッジ回
路（駆動回路）ＭＤが構成されている。駆動回路ＭＤに
おいて、パワートランジスタＱ１〜Ｑ３が上段トランジ
スタ、パワートランジスタＱ４〜Ｑ６が下段トランジス
タとされている。 【０００４】上段トランジスタＱ１〜Ｑ３の中から１個
のトランジスタを選択してオンすると同時に、下段トラ
ンジスタＱ４〜Ｑ６の中から１個のトランジスタを選択
してオンするような動作を順次繰り返して、駆動コイル
Ｌ（Ｌ１〜Ｌ３）に対する通電パターンを第１の通電パ
ターンから第６の通電パターンまで順次にかつ繰り返し
切り換えることによって、ブラシレスモータＭの図示し
ないロータを回転させる。 【０００５】すなわち、上段トランジスタＱ１と下段ト
ランジスタＱ６とをオンとすることによって、駆動コイ
ルＬ１，Ｌ３の経路で電流を流し（通電パターン）、
上段トランジスタＱ２と下段トランジスタＱ６とをオン
とすることによって、駆動コイルＬ２，Ｌ３の経路で電
流を流す（通電パターン）。上段トランジスタＱ２と
下段トランジスタＱ４とをオンとすることによって、駆
動コイルＬ２，Ｌ１の経路で電流を流し（通電パターン
）、上段トランジスタＱ３と下段トランジスタＱ４と
をオンとすることによって、駆動コイルＬ３，Ｌ１の経
路で電流を流す（通電パターン）。上段トランジスタ
Ｑ３と下段トランジスタＱ５とをオンとすることによっ
て、駆動コイルＬ３，Ｌ２の経路で電流を流し（通電パ
ターン）、上段トランジスタＱ１と下段トランジスタ
Ｑ５とをオンとすることによって、駆動コイルＬ１，Ｌ
２の経路で電流を流す（通電パターン）。この通電パ
ターン〜を順次にかつ繰り返し切り換えることによ
って、ブラシレスモータＭのロータを回転させる。 【０００６】ここで、ブラシレスモータＭの回転数の制
御は、下段トランジスタＱ４〜Ｑ６への駆動パルス信号
（ＰＷＭ信号）のデューティ比の調整によって行われ
る。すなわち、通電パターンの場合、図７（ａ）に示
すように、上段トランジスタＱ１をオンとする。このト
ランジスタＱ１のオン期間中、図７（ｂ）に示すよう
に、目標回転数と実回転数との偏差に応ずるデューティ
比で下段トランジスタＱ６をオン／オフ駆動する。この
下段トランジスタＱ６のオン／オフ駆動を通電パターン
が終わるまで数１０回繰り返す。以下、通電パターン
の場合と同様にして、通電パターン〜についても
下段トランジスタへのＰＷＭ信号のデューティ比を調整
し、これによって目標回転数と実回転数との偏差が零と
なるようにブラシレスモータＭの回転数を制御する。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】このようにしてその回
転数が制御されるブラシレスモータＭにおいて、その駆
動コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３の異常検出は、各コイル間
（Ｕ−Ｖ相間、Ｕ−Ｗ相間、Ｖ−Ｗ相間）電圧やモータ
電流を監視することによって行われている。しかしなが
ら、各コイル間電圧を監視する方法では、複雑な回路が
必要となり、コストアップとなる。また、モータ電流を
監視する方法では、的確に判断することができない。ま
た、このような監視方法では、例えば通電パターンの
時に駆動コイルＬ３の導出側の端点ｗ３が地絡したよう
な場合、通電パターンとして実際に電流を流すまでそ
の地絡検出を行うことができず、大電流が流れてしまう
という問題があった。 【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、簡単・安価
な回路構成で駆動コイルの断線や地絡などの異常を検出
することができ、また地絡検出ではその失陥を通電前に
検出することの可能なブラシレスモータの異常検出方法
を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、３相ブラシレスモータのスター接
続された駆動コイルの中性点の電圧ＶＮに基づいて、こ
の中性点の電圧ＶＮが主電源電圧ＶＭの４０％〜６０％
の範囲外にある場合を駆動コイルの異常として検出する
ようにしたものである。この発明によれば、３相ブラシ
レスモータのスター接続された駆動コイルの中性点の電
圧ＶＮが主電源電圧ＶＭの４０％〜６０％の範囲を外れ
ると、すなわち駆動コイルの中性点の電圧ＶＮが（２／
５）・ＶＭ以下あるいは（３／５）・ＶＭ以上となる
と、駆動コイルに断線や地絡などの異常が生じたものと
判断される。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図２はこの発明を適用してなるＭＤ
ＰＳの要部を示す構成図である。同図において、１はパ
ワーステアリング部、２はハンドル、３はベーン型のオ
イルポンプ（ベーンポンプ）、４はブラシレスモータ、
５はブラシレスモータ４に付設された位置センサ、６は
コントローラ（ＣＰＵ）、７は駆動部、８はＦ／Ｖ変換
器、９は電源電圧生成部、１０−１，１０−２は波形整
形部、１１はコントローラ６からの命令を受けて駆動部
７に対して駆動停止信号を送る駆動停止信号生成部であ
る。 【００１１】ブラシレスモータ４は、図６に示したブラ
シレスモータＭと同様、スター接続された駆動コイルＬ
１，Ｌ２，Ｌ３を備えている。駆動部７は、図６に示し
た駆動回路（３相Ｈブリッジ回路）ＭＤと同様、パワー
トランジスタＱ１〜Ｑ６を備えている。駆動部７のパワ
ートランジスタＱ１〜Ｑ６とブラシレスモータ４の駆動
コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３との接続関係は図６と同じであ
る。 【００１２】Ｆ／Ｖ変換器８は、位置センサ５からのモ
ータ位置信号を入力とし、このモータ位置信号の周波数
Ｆを電圧値Ｖに変換し、コントローラ６へ送る。コント
ローラ６は、Ｆ／Ｖ変換器８からの電圧値Ｖに基づい
て、ブラシレスモータ４の実回転数ＮR を求める。な
お、この実施の形態において、位置センサ５は互いに１
２０゜の間隔で配置された３個のホール素子からなり、
それぞれのホール素子からの磁極位置検出信号がＦ／Ｖ
変換器８へモータ位置信号として送られる。 【００１３】〔正常時〕コントローラ６は、車速ｖを取
り込んで、この取り込んだ車速ｖに応じたブラシレスモ
ータ４に対する目標回転数ＮT を設定する。車速ｖと目
標回転数ＮT との関係は例えば図３に示すようなマップ
として予め記憶されている。そして、コントローラ６
は、Ｆ／Ｖ変換器８からの電圧値Ｖに基づいて、ブラシ
レスモータ４の実回転数ＮR を求め、目標回転数ＮT と
実回転数ＮR との偏差が零となるように、駆動部７を介
してブラシレスモータ４の回転数を制御する。この場
合、駆動部７は、従来例で説明したと同様、駆動コイル
Ｌ（Ｌ１〜Ｌ３）への通電パターン〜を順次にかつ
繰り返し切り換えることによって、ロータを回転させ
る。 【００１４】〔異常時〕図１はコントローラ６での特有
の処理動作を示すフローチャートである。コントローラ
６は、波形整形部１０−２を介して、ブラシレスモータ
４のスター接続された駆動コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３の中
性点Ｐｃ（図４参照）の電圧ＶN を読み込む（ステップ
１０１）。また、波形整形部１０−１を介して、ブラシ
レスモータ４への主電源電圧ＶM を読み込む（ステップ
１０２）。 【００１５】そして、（２／５）・ＶM ≦ＶN ≦（３／
５）・ＶM か否かをチェックし（ステップ１０３）、す
なわち中性点Ｐｃの電圧ＶN が主電源電圧ＶM の４０％
〜６０％の範囲内にあるか否かをチェックし、範囲内に
あれば通常制御を行う（ステップ１０４）。これに対
し、範囲外であれば、駆動停止信号生成部１１へモータ
停止命令を送る（ステップ１０５）。これにより、駆動
停止信号生成部１１より駆動部７へ駆動停止信号が送ら
れ、駆動部７のトランジスタＱ１〜Ｑ６が全てオフとさ
れ、ブラシレスモータ４への給電が遮断される。 【００１６】図５は駆動コイルＬに対する通電方向をＵ
相→Ｖ相とした場合、すなわち通電パターンとした場
合の失陥モード（断線，地絡）と失陥部位別による中性
点Ｐｃの電圧を示した図である。同図において、ｕ１は
駆動コイルＬ１の導出側の端点（図４参照）、ｕ３は駆
動コイルＬ１の中性点側の端点、ｕ２はｕ１〜ｕ３の間
の点を示し、ｖ１は駆動コイルＬ２の中性点側の端点、
ｖ３は駆動コイルＬ２の導出側の端点、ｖ２はｖ１〜ｖ
３の間の点を示し、ｗ１は駆動コイルＬ３の中性点側の
端点、ｗ３は駆動コイルＬ３の導出側の端点、ｗ２はｗ
１〜ｗ３の間の点を示している。また、図５中、「Ｌ」
はグランド電位（ＧＮＤ）近傍、「Ｈ」は主電源電圧Ｖ
M 近傍を示している。また、「◎」は検出可能（即
時）、「○」は検出可能（通電パターン切換え待ち）、
＊０はＷ相通電時に検出可能、＊１はＶ相あるいはＷ相
から通電時に検出可能を示している。 【００１７】〔正常時〕通電パターンにおいて、駆動
コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３に断線も地絡も生じていない場
合、中性点Ｐｃの電圧ＶN はＶN ＝（１／２）・ＶM と
なる。 【００１８】〔断線時〕通電パターンにおいて、ｕ
１，ｕ２，ｕ３点が断線していれば、ＶN ≒ＧＮＤとな
り、ｖ１，ｖ２，ｖ３点が断線していれば、ＶN ≒ＶM
となる。したがって、この場合、中性点Ｐｃの電圧ＶN
が主電源電圧ＶM の４０％〜６０％の範囲外となり、こ
れら各点の断線状況を即時に検出することができる。な
お、ｗ１，ｗ２，ｗ３点が断線していた場合には、中性
点Ｐｃの電圧ＶN はＶN ＝（１／２）・ＶM であるが、
通電パターンとなればＶN ≒ＶM となるので、この時
点で検出することができる。 【００１９】〔地絡時〕通電パターンにおいて、ｕ
１，ｕ２，ｕ３，ｖ１点が地絡していれば、ＶN ≒ＧＮ
Ｄとなる。ｖ２が地絡していれば、このｖ２の地絡位置
によってその値が異なり、ＶN ≒ＧＮＤ〜（１／２）・
ＶM となる。ｖ３が地絡していればＶN ≒（１／２）・
ＶM となる。ｗ１が地絡していればＶN ≒ＧＮＤとな
る。ｗ２が地絡していれば、このｗ２の地絡位置によっ
てその値が異なり、ＶN ≒ＧＮＤ〜（１／３）・ＶM と
なる。ｗ３が地絡していればＶN ≒（１／３）・ＶM と
なる。 【００２０】したがって、この場合、ｕ１，ｕ２，ｕ
３，ｖ１，ｗ１，ｗ２，ｗ３点の地絡時には、中性点Ｐ
ｃの電圧ＶN が主電源電圧ＶM の４０％〜６０％の範囲
外となり、その各点の地絡状況を即時に検出することが
できる。特に、この場合、通電パターンとする前にｗ
１，ｗ２，ｗ３点の地絡を検出することができ、このｗ
１，ｗ２，ｗ３点の地絡検出時点でブラシレスモータ４
への給電が遮断されるので、通電パターンとした時に
大電流が流れることを未然に防ぐことができる。 【００２１】また、この場合、ｖ２点の一部（（２／
５）・ＶM 〜（１／２）・ＶM の範囲）およびｖ３点に
ついては、その地絡状況を即座に知ることはできない
が、この場合は中性点Ｐｃの電圧ＶN が（１／２）・Ｖ
M （正常値）に割合近いので、大電流が流れる虞れはな
い。また、このｖ２点の一部やｖ３点の地絡について
は、通電パターンとなればＶN ≒ＧＮＤ〜（１／３）
・ＶM となるので、この時点で検出することができる。 【００２２】 【００２３】なお、この実施の形態では、ブラシレスモ
ータ４を３相のブラシレスモータとしたが、３相に限ら
れるものではない。また、この実施の形態では、ＭＤＰ
Ｓへの適用例として説明したが、ブラシレスモータを使
用する各種の装置への適用が可能である。 【００２４】 【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、３相ブラシレスモータのスター接続され
た駆動コイルの中性点の電圧ＶＮに基づいて、この中性
点の電圧ＶＮが主電源電圧ＶＭの４０％〜６０％の範囲
外にある場合を駆動コイルの異常として検出するように
したので、簡単・安価な回路構成で駆動コイルの断線や
地絡などの異常を検出することができ、また地絡検出で
はその失陥を通電前に検出することが可能となる。
タのスター接続された駆動コイルの断線や地絡などの異
常を検出するブラシレスモータの異常検出方法に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、動力舵取装置として、油圧ポ
ンプを電動モータにより駆動し、車速等の車両走行条件
に応じた油圧によって所要のアシスト力を得るモータド
ライブパワーステアリング装置（ＭＤＰＳ）がある。こ
のＭＤＰＳに用いられる電動モータとしては、ブラシ付
モータが多く用いられていたが、整流子に摺接するブラ
シに摩耗が生じブラシの定期的な点検・保守が必要にな
ることから、近年はブラシを無くしたブラシレスモータ
を用いるようになっている。ブラシレスモータを用いた
ＭＤＰＳでは、目標回転数と実回転数との偏差を求め、
その偏差が零となるようにブラシレスモータの回転数を
制御し、必要なアシスト力を得るようにしている。 【０００３】図６はブラシレスモータ及びブラシレスモ
ータを駆動する駆動回路の一例を示す図であり、図中、
Ｍがブラシレスモータ、Ｑ１〜Ｑ６がブラシレスモータ
Ｍを駆動するパワートランジスタ（ＦＥＴ）である。ブ
ラシレスモータＭはスター接続された駆動コイルＬ１
（Ｕ相），Ｌ２（Ｖ相），Ｌ３（Ｗ相）を備えている。
パワートランジスタＱ１〜Ｑ６により３相Ｈブリッジ回
路（駆動回路）ＭＤが構成されている。駆動回路ＭＤに
おいて、パワートランジスタＱ１〜Ｑ３が上段トランジ
スタ、パワートランジスタＱ４〜Ｑ６が下段トランジス
タとされている。 【０００４】上段トランジスタＱ１〜Ｑ３の中から１個
のトランジスタを選択してオンすると同時に、下段トラ
ンジスタＱ４〜Ｑ６の中から１個のトランジスタを選択
してオンするような動作を順次繰り返して、駆動コイル
Ｌ（Ｌ１〜Ｌ３）に対する通電パターンを第１の通電パ
ターンから第６の通電パターンまで順次にかつ繰り返し
切り換えることによって、ブラシレスモータＭの図示し
ないロータを回転させる。 【０００５】すなわち、上段トランジスタＱ１と下段ト
ランジスタＱ６とをオンとすることによって、駆動コイ
ルＬ１，Ｌ３の経路で電流を流し（通電パターン）、
上段トランジスタＱ２と下段トランジスタＱ６とをオン
とすることによって、駆動コイルＬ２，Ｌ３の経路で電
流を流す（通電パターン）。上段トランジスタＱ２と
下段トランジスタＱ４とをオンとすることによって、駆
動コイルＬ２，Ｌ１の経路で電流を流し（通電パターン
）、上段トランジスタＱ３と下段トランジスタＱ４と
をオンとすることによって、駆動コイルＬ３，Ｌ１の経
路で電流を流す（通電パターン）。上段トランジスタ
Ｑ３と下段トランジスタＱ５とをオンとすることによっ
て、駆動コイルＬ３，Ｌ２の経路で電流を流し（通電パ
ターン）、上段トランジスタＱ１と下段トランジスタ
Ｑ５とをオンとすることによって、駆動コイルＬ１，Ｌ
２の経路で電流を流す（通電パターン）。この通電パ
ターン〜を順次にかつ繰り返し切り換えることによ
って、ブラシレスモータＭのロータを回転させる。 【０００６】ここで、ブラシレスモータＭの回転数の制
御は、下段トランジスタＱ４〜Ｑ６への駆動パルス信号
（ＰＷＭ信号）のデューティ比の調整によって行われ
る。すなわち、通電パターンの場合、図７（ａ）に示
すように、上段トランジスタＱ１をオンとする。このト
ランジスタＱ１のオン期間中、図７（ｂ）に示すよう
に、目標回転数と実回転数との偏差に応ずるデューティ
比で下段トランジスタＱ６をオン／オフ駆動する。この
下段トランジスタＱ６のオン／オフ駆動を通電パターン
が終わるまで数１０回繰り返す。以下、通電パターン
の場合と同様にして、通電パターン〜についても
下段トランジスタへのＰＷＭ信号のデューティ比を調整
し、これによって目標回転数と実回転数との偏差が零と
なるようにブラシレスモータＭの回転数を制御する。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】このようにしてその回
転数が制御されるブラシレスモータＭにおいて、その駆
動コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３の異常検出は、各コイル間
（Ｕ−Ｖ相間、Ｕ−Ｗ相間、Ｖ−Ｗ相間）電圧やモータ
電流を監視することによって行われている。しかしなが
ら、各コイル間電圧を監視する方法では、複雑な回路が
必要となり、コストアップとなる。また、モータ電流を
監視する方法では、的確に判断することができない。ま
た、このような監視方法では、例えば通電パターンの
時に駆動コイルＬ３の導出側の端点ｗ３が地絡したよう
な場合、通電パターンとして実際に電流を流すまでそ
の地絡検出を行うことができず、大電流が流れてしまう
という問題があった。 【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、簡単・安価
な回路構成で駆動コイルの断線や地絡などの異常を検出
することができ、また地絡検出ではその失陥を通電前に
検出することの可能なブラシレスモータの異常検出方法
を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、３相ブラシレスモータのスター接
続された駆動コイルの中性点の電圧ＶＮに基づいて、こ
の中性点の電圧ＶＮが主電源電圧ＶＭの４０％〜６０％
の範囲外にある場合を駆動コイルの異常として検出する
ようにしたものである。この発明によれば、３相ブラシ
レスモータのスター接続された駆動コイルの中性点の電
圧ＶＮが主電源電圧ＶＭの４０％〜６０％の範囲を外れ
ると、すなわち駆動コイルの中性点の電圧ＶＮが（２／
５）・ＶＭ以下あるいは（３／５）・ＶＭ以上となる
と、駆動コイルに断線や地絡などの異常が生じたものと
判断される。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図２はこの発明を適用してなるＭＤ
ＰＳの要部を示す構成図である。同図において、１はパ
ワーステアリング部、２はハンドル、３はベーン型のオ
イルポンプ（ベーンポンプ）、４はブラシレスモータ、
５はブラシレスモータ４に付設された位置センサ、６は
コントローラ（ＣＰＵ）、７は駆動部、８はＦ／Ｖ変換
器、９は電源電圧生成部、１０−１，１０−２は波形整
形部、１１はコントローラ６からの命令を受けて駆動部
７に対して駆動停止信号を送る駆動停止信号生成部であ
る。 【００１１】ブラシレスモータ４は、図６に示したブラ
シレスモータＭと同様、スター接続された駆動コイルＬ
１，Ｌ２，Ｌ３を備えている。駆動部７は、図６に示し
た駆動回路（３相Ｈブリッジ回路）ＭＤと同様、パワー
トランジスタＱ１〜Ｑ６を備えている。駆動部７のパワ
ートランジスタＱ１〜Ｑ６とブラシレスモータ４の駆動
コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３との接続関係は図６と同じであ
る。 【００１２】Ｆ／Ｖ変換器８は、位置センサ５からのモ
ータ位置信号を入力とし、このモータ位置信号の周波数
Ｆを電圧値Ｖに変換し、コントローラ６へ送る。コント
ローラ６は、Ｆ／Ｖ変換器８からの電圧値Ｖに基づい
て、ブラシレスモータ４の実回転数ＮR を求める。な
お、この実施の形態において、位置センサ５は互いに１
２０゜の間隔で配置された３個のホール素子からなり、
それぞれのホール素子からの磁極位置検出信号がＦ／Ｖ
変換器８へモータ位置信号として送られる。 【００１３】〔正常時〕コントローラ６は、車速ｖを取
り込んで、この取り込んだ車速ｖに応じたブラシレスモ
ータ４に対する目標回転数ＮT を設定する。車速ｖと目
標回転数ＮT との関係は例えば図３に示すようなマップ
として予め記憶されている。そして、コントローラ６
は、Ｆ／Ｖ変換器８からの電圧値Ｖに基づいて、ブラシ
レスモータ４の実回転数ＮR を求め、目標回転数ＮT と
実回転数ＮR との偏差が零となるように、駆動部７を介
してブラシレスモータ４の回転数を制御する。この場
合、駆動部７は、従来例で説明したと同様、駆動コイル
Ｌ（Ｌ１〜Ｌ３）への通電パターン〜を順次にかつ
繰り返し切り換えることによって、ロータを回転させ
る。 【００１４】〔異常時〕図１はコントローラ６での特有
の処理動作を示すフローチャートである。コントローラ
６は、波形整形部１０−２を介して、ブラシレスモータ
４のスター接続された駆動コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３の中
性点Ｐｃ（図４参照）の電圧ＶN を読み込む（ステップ
１０１）。また、波形整形部１０−１を介して、ブラシ
レスモータ４への主電源電圧ＶM を読み込む（ステップ
１０２）。 【００１５】そして、（２／５）・ＶM ≦ＶN ≦（３／
５）・ＶM か否かをチェックし（ステップ１０３）、す
なわち中性点Ｐｃの電圧ＶN が主電源電圧ＶM の４０％
〜６０％の範囲内にあるか否かをチェックし、範囲内に
あれば通常制御を行う（ステップ１０４）。これに対
し、範囲外であれば、駆動停止信号生成部１１へモータ
停止命令を送る（ステップ１０５）。これにより、駆動
停止信号生成部１１より駆動部７へ駆動停止信号が送ら
れ、駆動部７のトランジスタＱ１〜Ｑ６が全てオフとさ
れ、ブラシレスモータ４への給電が遮断される。 【００１６】図５は駆動コイルＬに対する通電方向をＵ
相→Ｖ相とした場合、すなわち通電パターンとした場
合の失陥モード（断線，地絡）と失陥部位別による中性
点Ｐｃの電圧を示した図である。同図において、ｕ１は
駆動コイルＬ１の導出側の端点（図４参照）、ｕ３は駆
動コイルＬ１の中性点側の端点、ｕ２はｕ１〜ｕ３の間
の点を示し、ｖ１は駆動コイルＬ２の中性点側の端点、
ｖ３は駆動コイルＬ２の導出側の端点、ｖ２はｖ１〜ｖ
３の間の点を示し、ｗ１は駆動コイルＬ３の中性点側の
端点、ｗ３は駆動コイルＬ３の導出側の端点、ｗ２はｗ
１〜ｗ３の間の点を示している。また、図５中、「Ｌ」
はグランド電位（ＧＮＤ）近傍、「Ｈ」は主電源電圧Ｖ
M 近傍を示している。また、「◎」は検出可能（即
時）、「○」は検出可能（通電パターン切換え待ち）、
＊０はＷ相通電時に検出可能、＊１はＶ相あるいはＷ相
から通電時に検出可能を示している。 【００１７】〔正常時〕通電パターンにおいて、駆動
コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３に断線も地絡も生じていない場
合、中性点Ｐｃの電圧ＶN はＶN ＝（１／２）・ＶM と
なる。 【００１８】〔断線時〕通電パターンにおいて、ｕ
１，ｕ２，ｕ３点が断線していれば、ＶN ≒ＧＮＤとな
り、ｖ１，ｖ２，ｖ３点が断線していれば、ＶN ≒ＶM
となる。したがって、この場合、中性点Ｐｃの電圧ＶN
が主電源電圧ＶM の４０％〜６０％の範囲外となり、こ
れら各点の断線状況を即時に検出することができる。な
お、ｗ１，ｗ２，ｗ３点が断線していた場合には、中性
点Ｐｃの電圧ＶN はＶN ＝（１／２）・ＶM であるが、
通電パターンとなればＶN ≒ＶM となるので、この時
点で検出することができる。 【００１９】〔地絡時〕通電パターンにおいて、ｕ
１，ｕ２，ｕ３，ｖ１点が地絡していれば、ＶN ≒ＧＮ
Ｄとなる。ｖ２が地絡していれば、このｖ２の地絡位置
によってその値が異なり、ＶN ≒ＧＮＤ〜（１／２）・
ＶM となる。ｖ３が地絡していればＶN ≒（１／２）・
ＶM となる。ｗ１が地絡していればＶN ≒ＧＮＤとな
る。ｗ２が地絡していれば、このｗ２の地絡位置によっ
てその値が異なり、ＶN ≒ＧＮＤ〜（１／３）・ＶM と
なる。ｗ３が地絡していればＶN ≒（１／３）・ＶM と
なる。 【００２０】したがって、この場合、ｕ１，ｕ２，ｕ
３，ｖ１，ｗ１，ｗ２，ｗ３点の地絡時には、中性点Ｐ
ｃの電圧ＶN が主電源電圧ＶM の４０％〜６０％の範囲
外となり、その各点の地絡状況を即時に検出することが
できる。特に、この場合、通電パターンとする前にｗ
１，ｗ２，ｗ３点の地絡を検出することができ、このｗ
１，ｗ２，ｗ３点の地絡検出時点でブラシレスモータ４
への給電が遮断されるので、通電パターンとした時に
大電流が流れることを未然に防ぐことができる。 【００２１】また、この場合、ｖ２点の一部（（２／
５）・ＶM 〜（１／２）・ＶM の範囲）およびｖ３点に
ついては、その地絡状況を即座に知ることはできない
が、この場合は中性点Ｐｃの電圧ＶN が（１／２）・Ｖ
M （正常値）に割合近いので、大電流が流れる虞れはな
い。また、このｖ２点の一部やｖ３点の地絡について
は、通電パターンとなればＶN ≒ＧＮＤ〜（１／３）
・ＶM となるので、この時点で検出することができる。 【００２２】 【００２３】なお、この実施の形態では、ブラシレスモ
ータ４を３相のブラシレスモータとしたが、３相に限ら
れるものではない。また、この実施の形態では、ＭＤＰ
Ｓへの適用例として説明したが、ブラシレスモータを使
用する各種の装置への適用が可能である。 【００２４】 【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、３相ブラシレスモータのスター接続され
た駆動コイルの中性点の電圧ＶＮに基づいて、この中性
点の電圧ＶＮが主電源電圧ＶＭの４０％〜６０％の範囲
外にある場合を駆動コイルの異常として検出するように
したので、簡単・安価な回路構成で駆動コイルの断線や
地絡などの異常を検出することができ、また地絡検出で
はその失陥を通電前に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図２におけるコントローラでの特有の処理動
作を示すフローチャートである。 【図２】 本発明を適用してなるＭＤＰＳの要部を示す
構成図である。 【図３】 車速ｖと目標回転数ＮT との関係を示す図で
ある。 【図４】 図２におけるブラシレスモータの内部の駆動
コイルを電気的に示した図である。 【図５】 この駆動コイルに対する通電方向をＵ相→Ｖ
相とした場合の失陥モード（断線，地絡）と失陥部位別
による中性点Ｐｃの電圧を示した図である。 【図６】 ブラシレスモータ及びブラシレスモータを駆
動する駆動回路の一例を示す図である。 【図７】 このブラシレスモータの回転数の制御を説明
するためのタイムチャートである。 【符号の説明】 １……パワーステアリング部、２…ハンドル、３…ベー
ンポンプ、４…ブラシレスモータ、５…位置センサ、６
…コントローラ（ＣＰＵ）、７…駆動部、８…Ｆ／Ｖ変
換器、９…電源電圧生成部、１０−１，１０−２…波形
整形部、１１…駆動停止信号生成部、Ｑ１〜Ｑ６…パワ
ートランジスタ（ＦＥＴ）、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…駆動コ
イル、ｕ１〜ｕ３，ｖ１〜ｖ３，ｗ１〜ｗ３…各点（失
陥部位）、Ｐｃ…中性点。
作を示すフローチャートである。 【図２】 本発明を適用してなるＭＤＰＳの要部を示す
構成図である。 【図３】 車速ｖと目標回転数ＮT との関係を示す図で
ある。 【図４】 図２におけるブラシレスモータの内部の駆動
コイルを電気的に示した図である。 【図５】 この駆動コイルに対する通電方向をＵ相→Ｖ
相とした場合の失陥モード（断線，地絡）と失陥部位別
による中性点Ｐｃの電圧を示した図である。 【図６】 ブラシレスモータ及びブラシレスモータを駆
動する駆動回路の一例を示す図である。 【図７】 このブラシレスモータの回転数の制御を説明
するためのタイムチャートである。 【符号の説明】 １……パワーステアリング部、２…ハンドル、３…ベー
ンポンプ、４…ブラシレスモータ、５…位置センサ、６
…コントローラ（ＣＰＵ）、７…駆動部、８…Ｆ／Ｖ変
換器、９…電源電圧生成部、１０−１，１０−２…波形
整形部、１１…駆動停止信号生成部、Ｑ１〜Ｑ６…パワ
ートランジスタ（ＦＥＴ）、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…駆動コ
イル、ｕ１〜ｕ３，ｖ１〜ｖ３，ｗ１〜ｗ３…各点（失
陥部位）、Ｐｃ…中性点。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ３相ブラシレスモータのスター接続され
た駆動コイルの中性点の電圧ＶＮに基づいて、この中性
点の電圧ＶＮが主電源電圧ＶＭの４０％〜６０％の範囲
外にある場合を前記駆動コイルの異常として検出するよ
うにしたことを特徴とするブラシレスモータの異常検出
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22820796A JP3471534B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | ブラシレスモータの異常検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22820796A JP3471534B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | ブラシレスモータの異常検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075596A JPH1075596A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3471534B2 true JP3471534B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=16872878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22820796A Expired - Fee Related JP3471534B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | ブラシレスモータの異常検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3471534B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10007777A1 (de) * | 2000-02-21 | 2001-09-20 | Magnet Motor Gmbh | Dauermagnetisch erregte elektrische Maschine und Verfahren zum Betreiben einer solchen Maschine |
| EP1177609B1 (de) | 2000-03-01 | 2012-06-13 | Robert Bosch Gmbh | Fail-safe für bürstenlose gleichstromantriebe |
| JP4876838B2 (ja) * | 2006-10-12 | 2012-02-15 | 株式会社ジェイテクト | モータ制御装置 |
| JP4919096B2 (ja) * | 2008-04-30 | 2012-04-18 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
| JP5933316B2 (ja) * | 2012-04-04 | 2016-06-08 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置、モータ制御方法および電動パワーステアリング装置 |
| JP5945740B2 (ja) * | 2012-09-13 | 2016-07-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワーステアリング装置 |
-
1996
- 1996-08-29 JP JP22820796A patent/JP3471534B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1075596A (ja) | 1998-03-17 |
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|---|---|---|---|
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