JP4830337B2

JP4830337B2 - 電動モータの制御装置及びその故障診断方法

Info

Publication number: JP4830337B2
Application number: JP2005127720A
Authority: JP
Inventors: 仁城所
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2025-04-26
Also published as: JP2006311633A

Description

本発明は、トランジスタ等のスイッチング素子を４個組み合わせて構成したブリッジ回路により電動モータを制御する制御装置の短絡、断線等を検出する構成とその故障診断方法に関するものである。

従来、直流モータの回転数を逆転も含めて自在に制御する制御回路として、４個のトランジスタをＨ字状に組み合わせたＨブリッジ回路を備えた電動モータの制御装置が知られている（特許文献１など参照）。

このＨブリッジ回路は、これを構成するトランジスタが短絡故障（オン状態）すると短絡電流が流れてしまうため、トランジスタの診断故障をおこなう必要がある。

特許文献１では、電動モータの制御装置のＨブリッジ回路に大きな抵抗値をもつ基準電圧用抵抗体と電圧検出部とを設け、すべての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が開成（オフ）したときの中間配線の電圧を基準電圧ＶSとして予め記憶させる。

そして、Ｈブリッジ回路の作動時にＦＥＴを開成した状態で中間配線の電圧ＶMと基準電圧ＶSとを比較することにより、ＦＥＴの短絡を検出する。

また、４個のＦＥＴのうち１個のＦＥＴだけを順次閉成（オン）することによりＦＥＴの断線を検出する。
特開２００２−２７２１７７号公報

前記した従来の電動モータの制御装置は、故障診断を実行している場合においては、電動モータは停止しているものと仮定している。

しかし、この制御装置が適用される電動パワーステアリング装置、電動パワーアシストシフト装置などにおいては、制御装置が診断している最中に、制御対象であるステアリングやシフトレバーが運転者によって操作されてしまう可能性がある。

このようにステアリング等が操作されると、外力によって電動モータが駆動されてしまい、これによって発生する逆起電力によって電動モータの端子の電圧が変化し、モータ断線、及びＨブリッジ回路を構成するトランジスタの故障の診断が正確におこなわれないおそれがある。

そこで、本発明は、逆起電力が発生している状態であっても正確に故障診断をおこなうことができる電動モータの制御装置及びその故障診断方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明は、電動モータと、該電動モータを駆動するブリッジ回路とを備え、該ブリッジ回路は、電源側とアース側との間に直列に接続される第１，第２のスイッチング素子と、該第１，第２のスイッチング素子に対して並列に配置され電源側とアース側との間に直列に接続される第３，第４のスイッチング素子と、前記第１，第２のスイッチング素子間と第３，第４のスイッチング素子間とを前記電動モータを挟んでブリッジ状に接続する中間接続部と、前記第１乃至第４のスイッチング素子をオン，オフ制御する制御手段と、前記電動モータの両端の電圧を検出する２つの電圧検出手段とを有する電動モータの制御装置である。

そして、前記電動モータの両端に対しそれぞれ前記電源側とアース側に、前記４個のスイッチング素子の少なくとも１個がオフ状態になったときに前記中間接続部に基準電圧を与えるための抵抗体がそれぞれ設けられ、前記４個のスイッチング素子を個別にオンするか若しくは前記４個のスイッチング素子のすべてをオフにし、前記電圧検出手段によって検出される前記電動モータの両端の検出電圧によってスイッチング素子の故障の有無を判定する第一故障判定手段を有する電動モータの制御装置であることを特徴とする。

このように構成された本発明の電動モータの制御装置は、前記電動モータの両端に対しそれぞれ前記電源側とアース側に抵抗体がそれぞれ設けられているので、前記４個のスイッチング素子の少なくとも１個がオフ状態になったときにも前記中間接続部に基準電圧を与えることができる。

そして、電動モータの両端から検出される検出電圧によってスイッチング素子の故障の有無を判定する第一故障判定手段を有しているため、故障診断中に電動モータに逆起電力が発生している状態であっても正確にスイッチング素子の故障診断をおこなうことができる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

ここでは、図２に示すように車両の舵取りをおこなう電動パワーステアリング装置に、本実施の形態の電動モータの制御装置を適用した場合について詳細に説明する。

この電動パワーステアリング装置は、運転者が舵取操作するハンドル９と、ハンドル９に追従して回転する操舵軸１０と、操舵軸１０の回転方向と回転力を検出してコントロールユニット８にトルク信号を出力するトルクセンサ１１と、このトルク信号を受けたコントロールユニット８によって制御される電動モータ１と、電動モータ１と操舵軸１０との間に介在させる減速ギア１２と、コントロールユニット８に接続される警告灯１３、バッテリ等の電源３などによって主に構成される。

そして、運転者がハンドル９を操舵すると、トルクセンサ１１で検出されたトルク信号に応じて電動モータ１が駆動し、操舵軸１０に回転トルクを付加して運転者の操舵力を補助する。

このコントロールユニット８には、図１に示すような回路構成の電動モータの制御装置が組み込まれており、この制御装置に異常が発生した場合に警告灯１３が点灯する。

図１に示した回路構成では、電源３に接続される定電源回路３ａは、制御手段としてのＭＰＵ６に接続され、このＭＰＵ６には４個のスイッチング素子としてのトランジスタTr1〜Tr4がＨ字状に組み合わされたブリッジ回路２が接続されていて、ＭＰＵ６によってトランジスタTr1〜Tr4のオン（閉成），オフ（開成）制御がおこなわれる。

このブリッジ回路２は、電源３側と車体などからなるアース４側との間に直列に接続される第１，第２トランジスタTr1,Tr2と、第１，第２トランジスタTr1,Tr2に対して並列に配置され電源３側とアース４側との間に直列に接続される第３，第４トランジスタTr3,Tr4と、第１，第２トランジスタTr1,Tr2間と第３，第４トランジスタTr3,Tr4間とを電動モータ１を挟んでブリッジ状に接続する中間接続部５とによって主に構成されている。なお、第１〜第４トランジスタTr1〜Tr4には、ダイオードD1〜D４がそれぞれ接続されている。

そして、ＭＰＵ６は運転者の操舵方向、操舵力に応じて、第１，第４トランジスタTr1,Tr4あるいは第３，第２トランジスタTr3,Tr2のいずれか１組のトランジスタをオンにして、電動モータ１に要求されている方向の電流を流す。

さらに、この電動モータ１の両端には電圧検出点a,bが設定され、これらの点での検出電圧Va,Vbは、電圧検出手段としての電圧検出部７Ａ，７Ｂによって検出される。

ここで、４個のトランジスタTr1〜Tr4をＨ字状に組み合わせただけでは、トランジスタTr1〜Tr4の少なくとも１個がオフ状態になったときに中間接続部５に基準電圧を与えることができない場合が生じるため、電動モータ１の両端に対しそれぞれ電源３側とアース４側に抵抗体R1〜R4がそれぞれ設けられる。

すなわち、この抵抗体R1,R2と抵抗体R3,R4は、電源３側とアース４側との間に直列に接続されると共に、第１，第２トランジスタTr1,Tr2、第３，第４トランジスタTr3,Tr4に対して並列に配置される。

そして、抵抗体R1,R2間は、中間接続部５の電圧検出点aと電動モータ１との間に交差して接続され、第２トランジスタTr2と抵抗体R2の電源３側も連絡部７１で連絡される。

さらに、抵抗体R3,R4間は、電動モータ１の一方端側の中間接続部５の電圧検出点bと電圧検出部７Ｂとの間に交差して接続され、第４トランジスタTr4と抵抗体R4の電源３側も連絡部７２で連絡される。

次に、図３，４を参照しながら、第１〜第４トランジスタTr1〜Tr4のいずれか１個のトランジスタをオンしたときに電圧検出点a,bで検出される検出電圧Va,Vbについての説明をおこなう。ここで、電源３によって印加される電圧は12V、抵抗体は電動モータ１の内部抵抗値や第１〜第４トランジスタTr1〜Tr4をオンしたときの内部抵抗値（例えば数mΩ程度）に対して充分に大きな値であるR1=20kΩ、R2=10kΩ、R3=10kΩ、R4=20kΩとする。

図３（ａ）は、第１トランジスタTr1のみをオンした場合に検出される検出電圧Va,Vbによって判定できる状態を示したものである。

第１トランジスタTr1のみがオン（閉成）した場合、第１トランジスタTr1が正常であれば電源３側と中間接続部５とが第１トランジスタTr1によって短絡された状態となり、電圧検出点aの検出電圧Vaは抵抗R2に印加される電圧とほぼ等しくなる。

例えば、電圧検出点a,bの検出電圧Va,Vbが12-δ（以下、δは判断の許容範囲を示す定数）Vより大きければ、第１トランジスタTr1は正常であると判定される。また、電圧検出点aの検出電圧Vaが12-δ以下であれば、第１トランジスタTr1は故障していると判定され、電圧検出点bの検出電圧Vbが12-δ以下であれば、電圧検出点bから電動モータ１を通って抵抗R2に電流が流れるのではなく、抵抗R3を通った電流が抵抗R4に流れていると判断できるので、電動モータ１や中間接続部５が断線しているか又は逆起電力が発生しているかいずれかであると判定される。

この逆起電力は、運転者がハンドル９を操作することによって電動モータ１が駆動されて発生するものであり、図３（ａ）では逆起電力の方向を矢印Rvで示している。

また、図３（ｂ）は、第３トランジスタTr3のみをオンした場合に検出される検出電圧Va,Vbによって判定できる状態を示したものである。

第３トランジスタTr3のみがオン（閉成）した場合、第３トランジスタTr3が正常であれば電源３側と中間接続部５とが第３トランジスタTr3によって短絡された状態となり、電圧検出点bの検出電圧Vbは抵抗R4に印加される電圧とほぼ等しくなる。

例えば、電圧検出点a,bの検出電圧Va,Vbが12-δより大きければ、第３トランジスタTr3は正常であると判定される。また、電圧検出点bの検出電圧Vbが12-δ以下であれば、第３トランジスタTr3は故障していると判定され、電圧検出点aの検出電圧Vaが12-δ以下であれば、電圧検出点ａを流れる電流は電動モータ１を通って流れるのではなく、抵抗R1を通って抵抗R2に電流が流れていると判断できるので、電動モータ１等が断線しているか若しくは逆起電力が発生しているかいずれかであると判定される。

さらに、図４（ａ）は、第２トランジスタTr2のみをオンした場合に検出される検出電圧Va,Vbによって判定できる状態を示したものである。

第２トランジスタTr2のみがオン（閉成）した場合、第２トランジスタTr2が正常であれば中間接続部５とアース４側とが第２トランジスタTr2によって短絡された状態となり、電圧検出点aの検出電圧Vaはアース４側の電圧とほぼ等しくなる。

例えば、電圧検出点a,bの検出電圧Va,Vbがδ以下であれば、第２トランジスタTr2は正常であると判定される。また、電圧検出点aの検出電圧Vaがδより大きければ、第２トランジスタTr2は故障していると判定され、電圧検出点bの検出電圧Vbがδより大きければ、電圧検出点bから電動モータ１を通って第２トランジスタTr2に電流が流れるのではなく抵抗R4に電流が流れていると判断できるので、電動モータ１等が断線しているか若しくは逆起電力が発生しているかいずれかであると判定される。

そして、図４（ｂ）は、第４トランジスタTr4のみをオンした場合に検出される検出電圧Va,Vbによって判定できる状態を示したものである。

第４トランジスタTr4のみがオン（閉成）した場合、第４トランジスタTr4が正常であれば中間接続部５とアース４側とが第４トランジスタTr4によって短絡された状態となり、電圧検出点bの検出電圧Vbはアース４側の電圧とほぼ等しくなる。

例えば、電圧検出点a,bの検出電圧Va,Vbがδ以下であれば、第４トランジスタTr4は正常であると判定される。また、電圧検出点bの検出電圧がδより大きければ、第４トランジスタTr4は故障していると判定され、電圧検出点aの検出電圧Vaがδより大きければ、電圧検出点aから電動モータ１を通って第４トランジスタTr4に電流が流れるのではなく、抵抗R1を通った電流が抵抗R2に電流が流れていると判断できるので、電動モータ１等が断線しているか若しくは逆起電力が発生しているかいずれかであると判定される。

次に、本実施の形態の電動モータの制御装置の故障診断方法について、図５及び図６のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ステップＳ１で異常電圧の継続時間を判定するタイマーＴとモータ断線（あるいは中間接続部５の断線）の有無を判定するためのフラグの値をリセット（＝０）する。

そして、第１トランジスタTr1のみをオン（Ｓ２）にして、第一電圧としての検出電圧Va,Vbを計測し（Ｓ３）、検出電圧Vaと12−δを比較する（Ｓ４）。

ここで、検出電圧Vaが12−δ以下の場合は、タイマーＴに１を加算して（Ｓ５）、Ｔが所定時間Ｔ1を超えていないかを判定し（Ｓ６）、所定時間Ｔ1を超えていれば第１トランジスタTr1が故障していると判定する（Ｓ７）。

また、ステップＳ４で検出電圧Vaが12−δを超えている場合は、タイマーＴをリセットして（Ｓ８）、検出電圧Vbと12−δを比較する（Ｓ９）。

ここで、検出電圧Vbが12−δを超えている場合は、タイマーＴに１を加算して（Ｓ１０）、Ｔが所定時間Ｔ1を超えていないかを判定し（Ｓ１１）、所定時間Ｔ1を超えていればフラグの値を１として処理を続ける（Ｓ１２）。

また、ステップＳ９で検出電圧Vaが12−δ以下の場合あるいはステップＳ１２でフラグを立てた場合は、タイマーＴをリセットし（Ｓ１３）、第１トランジスタTr1をオフにすると共に第３トランジスタTr3をオンにする（Ｓ１４）。

そして、第二電圧としての検出電圧Va,Vbを計測し（Ｓ１５）、検出電圧Vbと12−δを比較する（Ｓ１６）。ここで、検出電圧Vbが12−δ以下の場合は、タイマーＴに１を加算して（Ｓ１７）、Ｔが所定時間Ｔ1を超えていないかを判定し（Ｓ１８）、所定時間Ｔ1を超えていれば第３トランジスタTr3が故障していると判定する（Ｓ１９）。

また、ステップＳ１６で検出電圧Vbが12−δを超えている場合は、タイマーＴをリセットして（Ｓ２０）、検出電圧Vaと12−δを比較する（Ｓ２１）。

ここで、検出電圧Vaが12−δ以下の場合は、タイマーＴに１を加算して（Ｓ２２）、Ｔが所定時間Ｔ1を超えていないかを判定し（Ｓ２３）、所定時間Ｔ1を超えていればフラグの値が１であるか否かを判定し（Ｓ２４）、フラグに既に１が立っていればモータ断線が発生していると判断する（Ｓ２５）。

また、ステップＳ２１で検出電圧Vaが12−δを超えている場合あるいはステップＳ２４でフラグが０のままで立っていない場合は、そのまま処理を続ける。

次に図６に示した処理の流れを説明する。

図５に示した処理を終えた後に、再び異常電圧の継続時間を判定するタイマーＴとモータ断線の有無を判定するためのフラグの値をリセット（＝０）し（Ｓ２６）、第３トランジスタTr3をオフにすると共に第２トランジスタTr2をオンにする（Ｓ２７）。

そして、第一電圧としての検出電圧Va,Vbを計測し（Ｓ２８）、検出電圧Vaとδを比較し（Ｓ２９）、検出電圧Vaがδを超えている場合は、タイマーＴに１を加算して（Ｓ３０）、Ｔが所定時間Ｔ1を超えていないかを判定し（Ｓ３１）、所定時間Ｔ1を超えていれば第２トランジスタTr2が故障していると判定する（Ｓ３２）。

また、ステップＳ２９で検出電圧Vaがδ以下の場合は、タイマーＴをリセットして（Ｓ３３）、検出電圧Vbとδを比較し（Ｓ３４）、検出電圧Vbがδを超えている場合は、タイマーＴに１を加算して（Ｓ３５）、Ｔが所定時間Ｔ1を超えていないかを判定し（Ｓ３６）、所定時間Ｔ1を超えていればフラグの値を１として処理を続ける（Ｓ３７）。

また、ステップＳ３４で検出電圧Vbがδ以下の場合あるいはステップＳ３７でフラグを立てた場合は、タイマーＴをリセットし（Ｓ３８）、第２トランジスタTr2をオフにすると共に第４トランジスタTr4をオンにする（Ｓ３９）。

そして、第二電圧としての検出電圧Va,Vbを計測し（Ｓ４０）、検出電圧Vbとδを比較し（Ｓ４１）、検出電圧Vbがδを超えている場合は、タイマーＴに１を加算して（Ｓ４２）、Ｔが所定時間Ｔ1を超えていないかを判定し（Ｓ４３）、所定時間Ｔ1を超えていれば第４トランジスタTr4が故障していると判定する（Ｓ４４）。

また、ステップＳ４１で検出電圧Vbがδ以下の場合は、タイマーＴをリセットして（Ｓ４５）、検出電圧Vaとδを比較し（Ｓ４６）、検出電圧Vaがδを超えている場合は、タイマーＴに１を加算して（Ｓ４７）、Ｔが所定時間Ｔ1を超えていないかを判定し（Ｓ４８）、所定時間Ｔ1を超えていればフラグの値が１であるか否かを判定し（Ｓ４９）、フラグに既に１が立っていればモータ断線が発生していると判断する（Ｓ５０）。

このように、４個のトランジスタTr1〜Tr4を個別にオンにし、その時々で電圧検出点a,bの検出電圧Va,Vbを検出することで、第１〜第４トランジスタTr1〜Tr4のいずれかの故障の有無を第一故障判定手段で判定できる上に、複数のトランジスタの診断結果に基づいて第二故障判定手段によって電動モータ１や中間接続部５が断線しているか否かを判断するため、逆起電力が生じている場合であっても正確に判定をおこなうことができる。

以下、前記した実施の形態の実施例について図面を参照して説明する。

図７は、この実施例の回路構成を示した図であって、この回路ではブリッジ回路２への電源の供給を制御する電流遮断手段としての電源リレー２７がブリッジ回路２と電源３との間に設けられている。

また、制御手段としてのＭＰＵ２６には、昇圧回路２９を介して第１，第３トランジスタTr1,Tr3が接続されており、電源リレー２７はコイル２８を介してＭＰＵ２６に接続される。

次に、図８を参照しながら、第１〜第４トランジスタTr1〜Tr4のすべてのスイッチをオフ（開成）したときに、電圧検出点a,bで検出される第三電圧としての検出電圧Va,Vbについての説明をおこなう。ここで、電源３によって印加される電圧は12V、抵抗体はR1=20kΩ、R2=10kΩ、R3=10kΩ、R4=20kΩとする。

このように第１〜第４トランジスタTr1〜Tr4のすべてをオフにした場合、いずれのトランジスタTr1〜Tr4にも故障がなく、電動モータ１及び中間接続部５も断線していなければ、供給された電流は抵抗体R3、中間接続部５、電動モータ１、抵抗体R2を通ってアース４側に流れることになる。

ここで、抵抗体R3と抵抗体R2の抵抗値は大きさが等しいので、電圧検出点a,bで検出される検出電圧Va,Vbは6V程度となり、検出電圧Va,Vbが6+ε〜6-ε（以下、εは判断の許容範囲を示す定数）Vの範囲内であれば第１〜第４トランジスタTr1〜Tr4及び電動モータ１は正常であると判断できる。

また、第１トランジスタTr1が故障して短絡すると、検出電圧Vaは12V近くまで上昇することになるので、この場合は第１トランジスタTr1が故障していると判定し、第２トランジスタTr2が故障して短絡すると、検出電圧Vaは0V近くまで下降することになるので、この場合は第２トランジスタTr2が故障していると判定する。

さらに、第３トランジスタTr3が故障して短絡すると、検出電圧Vbは12V近くまで上昇することになるので、この場合は第３トランジスタTr3が故障していると判定し、第４トランジスタTr4が故障して短絡すると、検出電圧Vbは0V近くまで下降することになるので、この場合は第４トランジスタTr4が故障していると判定する。

そして、検出電圧Vaが6-ε＞Va≧δ、あるいは検出電圧Vbが6+ε＜Vb≦12-δのときは、電動モータ１あるいは中間接続部５が断線していると判定する。

次に、本実施例の電動モータの制御装置の故障診断方法について、図９のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ステップＳ１０１で異常電圧の継続時間を判定するタイマーＴをリセット（＝０）し、電源リレー２７をオフ（電流を遮断）にし（Ｓ１０２）、第１〜第４トランジスタTr1〜Tr4のすべてをオフ（Ｓ１０３）にした後に、検出電圧Va,Vbを計測し（Ｓ１０４）、検出電圧Vaとδを比較する（Ｓ１０５）。

ここで、検出電圧Vaがδを超えている場合は、検出電圧Vbとδを比較し（Ｓ１０６）、検出電圧Vbがδ以下の場合は第１トランジスタTr1が短絡故障してオン状態にあると判断すると共に第３トランジスタTr3をオンにして（Ｓ１０７）、第１トランジスタTr1と電動モータ１と第３トランジスタTr3によって形成される閉回路とする。

そして、その閉回路の電動モータ１に回生電流を流すと共にタイマーＴが所定時間Ｔ1を超えていないかを判定し（Ｓ１０８）、所定時間Ｔ1を超えているかあるいはステップＳ１０６で検出電圧Vbがδを超えている場合は、電源リレー２７が故障していると判定する（Ｓ１１０）。

また、ステップＳ１０５で検出電圧Vaがδ以下の場合は、検出電圧Vbとδを比較し（Ｓ１１１）、検出電圧Vbがδより大きい場合は第３トランジスタTr3が短絡故障してオン状態にあると判断すると共に第１トランジスタTr1をオンにして（Ｓ１１２）、第１トランジスタTr1と電動モータ１と第３トランジスタTr3によって形成される閉回路とする。

そして、その閉回路の電動モータ１に回生電流を流すと共にタイマーＴが所定時間Ｔ1を超えていないかを判定し（Ｓ１１３）、所定時間Ｔ1を超えている場合は電源リレー２７が故障していると判定する（Ｓ１１５）。

以上のようにして第三故障判定手段によって電源リレー２７の故障診断をおこなった後に、電源リレー２７をオンにして（Ｓ１１６）、検出電圧Vaと12-δを比較する（Ｓ１１７）。

ここで、検出電圧Vaが12−δを超えている場合は、検出電圧Vbと逆起電力の閾値θ1（図８参照）を比較して（Ｓ１１８）、検出電圧Vbがθ1より小さければ逆起電力によってVaが大きくなっているのではないと判断し、第１トランジスタTr1が短絡故障していると判定する（Ｓ１１９）。

また、ステップＳ１１７で検出電圧Vaが12−δ以下となった場合は、検出電圧Vbと12-δを比較し（Ｓ１２０）、検出電圧Vbが12−δを超えている場合は、さらに検出電圧Vaと逆起電力の閾値θ1を比較して（Ｓ１２１）、検出電圧Vaがθ1より小さければ逆起電力の影響はなく第３トランジスタTr3が短絡故障していると判定する（Ｓ１２２）。

さらに、ステップＳ１２０で検出電圧Vbが12−δ以下となった場合は、検出電圧Vaとδを比較し（Ｓ１２３）、検出電圧Vaがδより小さい場合は、さらに検出電圧Vbと逆起電力の閾値θ2（図８参照）を比較して（Ｓ１２４）、検出電圧Vbがθ2より大きければ逆起電力の影響はないとして第２トランジスタTr2が短絡故障していると判定する（Ｓ１２５）。

そして、ステップＳ１２３で検出電圧Vaがδ以上となった場合は、検出電圧Vbとδを比較し（Ｓ１２６）、検出電圧Vbがδより小さい場合は、さらに検出電圧Vaと逆起電力の閾値θ2を比較して（Ｓ１２７）、検出電圧Vaがθ2より大きければ逆起電力の影響はないとして第４トランジスタTr4が短絡故障していると判定する（Ｓ１２８）。

このように４個のトランジスタTr1〜Tr4のすべてをオフにした状態で電源リレー２７をオフにして電圧検出点a,bの検出電圧Va,Vbを検出し、第１または第３トランジスタTr1,Tr3がオン状態にあると判定された場合はオン状態にない第３または第１トランジスタTr3,Tr１をオンにすることで閉回路を形成して電動モータ１に回生電流を流し、第三故障判定手段によって電源リレー２７の短絡故障の有無を判定することができる。

また、４個のトランジスタTr1〜Tr4のすべてをオフにした状態で電源リレー２７をオンにして電圧検出点a,bの検出電圧Va,Vbを検出することで、第一故障判定手段で第１〜第４トランジスタTr1〜Tr4のいずれかの故障の有無を逆起電力が生じている場合であっても正確に判定することができる。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、スイッチング素子としてバイポーラトランジスタを使用して説明したが、これに限定されるものではなく、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）など他のスイッチング素子を４個使用してブリッジ回路を構成することもできる。

本発明の実施の形態の電動モータの制御装置の回路構成を説明する回路構成図である。本発明の実施の形態に適用される電動パワーステアリング装置を説明する概略構成図である。（ａ）は第１トランジスタのみをオンしたときの電動モータの両端の検出電圧によって判定できる状態を示した図であり、（ｂ）は第３トランジスタのみをオンしたときの電動モータの両端の検出電圧によって判定できる状態を示した図である。（ａ）は第２トランジスタのみをオンしたときの電動モータの両端の検出電圧によって判定できる状態を示した図であり、（ｂ）は第４トランジスタのみをオンしたときの電動モータの両端の検出電圧によって判定できる状態を示した図である。本発明の実施の形態の電動モータの制御装置の故障診断方法を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態の電動モータの制御装置の故障診断方法を説明するフローチャートである。実施例の電動モータの制御装置の回路構成を説明する回路構成図である。すべてのトランジスタをオフしたときの電動モータの両端の検出電圧によって判定できる状態を示した図である。実施例の電動モータの制御装置の故障診断方法を説明するフローチャートである。

符号の説明

Tr1〜Tr4 第１〜第４トランジスタ（スイッチング素子）
R1〜R4 抵抗体
１電動モータ
２ブリッジ回路
３電源
４アース
５中間接続部
６ＭＰＵ（制御手段）
７Ａ，７Ｂ電圧検出部（電圧検出手段）
２６ＭＰＵ（制御手段）
２７電源リレー（電流遮断手段）

Claims

電動モータと、該電動モータを駆動するブリッジ回路とを備え、該ブリッジ回路は、電源側とアース側との間に直列に接続される第１，第２のスイッチング素子と、該第１，第２のスイッチング素子に対して並列に配置され電源側とアース側との間に直列に接続される第３，第４のスイッチング素子と、前記第１，第２のスイッチング素子間と第３，第４のスイッチング素子間とを前記電動モータを挟んでブリッジ状に接続する中間接続部と、前記第１乃至第４のスイッチング素子をオン，オフ制御する制御手段と、前記電動モータの両端の電圧を検出する２つの電圧検出手段とを有する電動モータの制御装置において、
前記電動モータの両端に対しそれぞれ前記電源側とアース側に、前記４個のスイッチング素子の少なくとも１個がオフ状態になったときに前記中間接続部に基準電圧を与えるための抵抗体がそれぞれ設けられ、前記４個のスイッチング素子を個別にオンにし、前記電圧検出手段によって検出される前記電動モータの両端の検出電圧によってスイッチング素子の故障の有無を判定する第一故障判定手段と、
前記４個のスイッチング素子のうち少なくとも２個のスイッチング素子をオンにしたときにそれぞれ検出された前記電動モータの両端の検出電圧によって、前記中間接続部及び前記電動モータの断線の有無を判定する第二故障判定手段とを有することを特徴とする電動モータの制御装置。
電動モータと、該電動モータを駆動するブリッジ回路とを備え、該ブリッジ回路は、電源側とアース側との間に直列に接続される第１，第２のスイッチング素子と、該第１，第２のスイッチング素子に対して並列に配置され電源側とアース側との間に直列に接続される第３，第４のスイッチング素子と、前記第１，第２のスイッチング素子間と第３，第４のスイッチング素子間とを前記電動モータを挟んでブリッジ状に接続する中間接続部と、前記第１乃至第４のスイッチング素子をオン，オフ制御する制御手段と、前記電動モータの両端の電圧を検出する２つの電圧検出手段とを有する電動モータの制御装置において、
前記電動モータの両端に対しそれぞれ前記電源側とアース側に、前記４個のスイッチング素子の少なくとも１個がオフ状態になったときに前記中間接続部に基準電圧を与えるための抵抗体がそれぞれ設けられ、前記４個のスイッチング素子のすべてをオフにし、前記電圧検出手段によって検出される前記電動モータの両端の検出電圧によってスイッチング素子の故障の有無を判定する第一故障判定手段と、
前記ブリッジ回路と前記電源との間に電流遮断手段が設けられ、前記電流遮断手段によって前記ブリッジ回路への電流の供給が遮断されると共に、前記４個のスイッチング素子のすべてをオフにしたときに、前記電圧検出手段によって検出される前記電動モータの両端の検出電圧によって前記第１または第３のスイッチング素子がオン状態であると判定された場合に、オン状態でない第３または第１のスイッチング素子をオンにすることによって、前記ブリッジ回路を閉回路として前記電動モータに回生電流を流して前記電流遮断手段の故障の有無を判定する第三故障判定手段とを有することを特徴とする電動モータの制御装置。
前記電動モータの両端の検出電圧によって、前記中間接続部及び前記電動モータの断線の有無を判定する第二故障判定手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の電動モータの制御装置。
電動モータと、該電動モータを駆動するブリッジ回路とを備え、該ブリッジ回路は、電源側とアース側との間に直列に接続される第１，第２のスイッチング素子と、該第１，第２のスイッチング素子に対して並列に配置され電源側とアース側との間に直列に接続される第３，第４のスイッチング素子と、前記第１，第２のスイッチング素子間と第３，第４のスイッチング素子間とを前記電動モータを挟んでブリッジ状に接続する中間接続部と、前記第１乃至第４のスイッチング素子をオン，オフ制御する制御手段と、前記電動モータの両端の電圧を検出する２つの電圧検出手段と、前記電動モータの両端に対しそれぞれ前記電源側とアース側に、前記４個のスイッチング素子の少なくとも１個がオフ状態になったときに前記中間接続部に基準電圧を与えるためにそれぞれ設けられる抵抗体とを有する電動モータの制御装置の故障診断方法において、
前記４個のスイッチング素子を１つずつオンにし、前記電圧検出手段によって検出される前記電動モータの両端の第一電圧を検出することによってスイッチング素子の故障を判定するステップと、前記４個のスイッチング素子のうち少なくとも２個のスイッチング素子をオンにし、前記電動モータの両端の第二電圧を検出し、前記第一電圧と第二電圧とによって前記中間接続部及び電動モータの断線を判定するステップとを有することを特徴とする電動モータの制御装置の故障診断方法。
電動モータと、該電動モータを駆動するブリッジ回路とを備え、該ブリッジ回路は、電源側とアース側との間に直列に接続される第１，第２のスイッチング素子と、該第１，第２のスイッチング素子に対して並列に配置され電源側とアース側との間に直列に接続される第３，第４のスイッチング素子と、前記第１，第２のスイッチング素子間と第３，第４のスイッチング素子間とを前記電動モータを挟んでブリッジ状に接続する中間接続部と、前記第１乃至第４のスイッチング素子をオン，オフ制御する制御手段と、前記電動モータの両端の電圧を検出する２つの電圧検出手段と、前記電動モータの両端に対しそれぞれ前記電源側とアース側に、前記４個のスイッチング素子の少なくとも１個がオフ状態になったときに前記中間接続部に基準電圧を与えるためにそれぞれ設けられる抵抗体と、前記ブリッジ回路と前記電源との間に設けられる電流遮断手段とを有する電動モータの制御装置の故障診断方法において、
前記電流遮断手段によって前記ブリッジ回路への電流の供給が遮断されると共に、前記４個のスイッチング素子のすべてをオフにし、前記電圧検出手段によって検出される前記電動モータの両端の第三電圧を検出することによってスイッチング素子の故障を判定するステップと、前記第三電圧によって前記中間接続部及び電動モータの断線を判定するステップと、前記電圧検出手段によって検出される前記電動モータの両端の検出電圧によって前記第１または第３のスイッチング素子がオン状態であると判定された場合に、オン状態でない第３または第１のスイッチング素子をオンにすることによって、前記ブリッジ回路を閉回路として前記電動モータに回生電流を流して前記電流遮断手段の故障の有無を判定するステップとを有することを特徴とする電動モータの制御装置の故障診断方法。