JP6080669B2 - 駆動装置の検出装置 - Google Patents
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Description
前記一方のモータ給電線4a側に一端がそれぞれ接続されている第1の抵抗R1及び第2の抵抗R2と、
前記他方のモータ給電線4b側に一端がそれぞれ接続されている第3の抵抗R3及び第4の抵抗R4とを備え、
前記第1の抵抗R1の他端と前記第3の抵抗R3の他端はそれぞれ電源+Vに接続され、
前記第2の抵抗R2の他端と前記第4の抵抗R4の他端はそれぞれ接地されており、
前記スイッチング素子FET1〜FET4の全てがオフの状態で、前記第1の抵抗R1と前記第3の抵抗R3に前記電源+Vから通電されたときに、前記第1の抵抗R1と前記第2の抵抗R2との間に発生する第1の検出電圧VM+ と、前記第3の抵抗R3と前記第4の抵抗R4との間に発生する第2の検出電圧VM- とを比較し、前記第1の検出電圧VM+ と前記第2の検出電圧VM- の差の絶対値が予め設定された所定の値以上の場合に、前記モータ給電線4a、4bが断線であると判定する判定手段を備えている
ことを特徴としている。
以下、本発明の第1の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の関連するブロック回路図を示し、モータ1を正逆転可能に駆動するモータ駆動回路2は、周知なフルブリッジ回路構成となっている。フルブリッジ回路の各ブリッジ辺にはスイッチング素子FET1〜FET4が設けられている。
記憶部11は、前記プログラムや、予め設定されている種々の値を格納しているROMや、データを一時的に保存する不揮発性のRAM等で構成されている。
また、他方のハーフブリッジのスイッチング素子FET3とスイッチング素子FET4は直列に接続されており、スイッチング素子FET3のドレインは前記モータ電源+Bに接続され、スイッチング素子FET4のソースは接地されている。
第1の抵抗R1の他端と第3の抵抗R3の他端は、前記モータ電源+Bとは異なる別系統の電源+Vにそれぞれ接続されている。また、第2の抵抗R2の他端と第4の抵抗R4の他端とはそれぞれ接地されている。
また、第3の抵抗R3と第4の抵抗R4との間の電圧を検出する部位を第2の検出点22とし、第3の抵抗R3と第4の抵抗R4との分圧電圧として検出される電圧を第2の検出電圧VM- として第2の検出点22で検出するようにしている。
そして、第1の電圧検出部15で検出した第1の検出電圧VM+ と、第2の電圧検出部16で検出した第2の検出電圧VM- は制御部10に入力される。
また、モータ給電線4a、4bが断線している場合には、制御部10は報知部13を駆動して、ランプやブザーなどで利用者に報知するようにしている。
図3は、図2の場合と逆にモータ1を逆転駆動している場合を示し、この場合では、制御部10は、スイッチング素子FET3とスイッチング素子FET3をオンにし、スイッチング素子FET1とスイッチング素子FET4をオフにする。図中の矢印はスイッチング素子FET3やモータ1に流れる電流を示している。
図4はモータ給電線4a、4bが断線をしていない正常な場合であり、要部の回路図だけを示している。
また、第1の抵抗R1の抵抗値を12.1kΩとし、第2の抵抗R2の抵抗値を18.9kΩとし、第3の抵抗R3の抵抗値は、第1の抵抗R1の抵抗値と同じ12.1kΩとしている。また、第4の抵抗R4の抵抗値は、41.2kΩとしている。
スイッチング素子FET1〜4の全てがオフしている場合には、制御部10は図4に示すように、電源+Vに24Vを供給し、各抵抗R1〜R4に通電する。モータ給電線4a、4bが断線していない正常な場合では、モータ給電線4a、モータ1、モータ給電線4bを介して第1の検出点21と第2の検出点22は導通状態となっている。
この第1の検出電圧VM+ と第2の検出電圧VM- が第1の電圧検出部15及び第2の電圧検出部16にて検出される(図8のステップS2参照)。
この設定値は、もちろん60mVに限定されるものではなく、例えば100mVでも良い。しかし、後述するように断線時における第1の検出電圧VM+ と第2の検出電圧VM- の差の絶対値との関係で、あまり高い値は用いないようにしている。つまり、正常時と断線時とを明確に判断できる数値としている。
すなわち、図7に示すように、第1の検出点21では第1の抵抗R1と第2の抵抗R2との分圧比の電圧が第1の検出電圧VM+ として検出され、また、第2の検出点22では、第3の抵抗R3と第4の抵抗R4との分圧比の電圧が第2の検出電圧VM- として検出される。
ステップS6では、比較判断部18が絶対値の2Vが予め設定した100mVより大きいのでステップS8に移行して断線と判断する。なお、予め設定した100mVは記憶部11に格納しており、比較判断部18がこの100mVを読み出して絶対値と比較判断する。
なお、上記の説明では、一方のモータ給電線4aが断線した場合としていたが、他方のモータ給電線4bの場合でも同様に断線を検出することができる。
それで、ステップS6において、演算処理の結果の絶対値が、例えば80mVの場合では、制御部10の読み取り誤差、抵抗R1〜R4のバラツキ、温度変化等により100mVより低い場合は、モータ給電線4a、4bが断線はしていないと判断するようにしている(ステップS7参照)。そして、再びステップS1に移行し、断線と判断されるまで、ステップS1からステップS7まで繰り返される。
そして、断線時での第1の検出電圧VM+ と第2の検出電圧VM- の差の絶対値が大きくなるように、その絶対値が断線時を判断する値より確実に大きくなるように各抵抗R1〜R4の抵抗値を設定するようにしている。
図9は第2の実施形態の要部回路図を示し、スイッチング素子FET2と並列に、抵抗R5と抵抗R6の直列回路を接続し、また、スイッチング素子FET4と並列に、抵抗R7と抵抗R8の直列回路を接続したものである。
また、抵抗R5と抵抗R6の接続点を第1の検出点21として、第1の検出電圧VM+ を検出し、抵抗R7と抵抗R8の接続点を第2の検出点22として、第2の検出電圧VM- を検出するようにしている。
図10はモータ給電線4a、4bが断線していない正常の場合であり、先の実施形態と同様に、第1の検出電圧VM+ では約1.24Vが検出され、第2の検出電圧VM- でも約1.24Vが検出される。
この第1の検出電圧VM+ と第2の検出電圧VM- の差の絶対値は、|1.11V−1.41V|=0.3Vとなり、所定値の100mVより大きく、断線と判断する。
また、図13は、モータ給電線4aと接地側と短絡(図中の実線B)した「地絡」状態を示し、スイッチング素子FET3またはスイッチング素子FET4がオン状態を維持する故障をした場合である。
したがって、第1の検出電圧VM+ と第2の検出電圧VM- の電位が共に0Vの場合は、地絡が発生したことを検出することができる。
本実施形態においては、天絡や地絡が生じた際には、第1の検出電圧と第2の検出電圧とがほぼ同じような値となり、第1の検出電圧と第2の検出電圧との差がほぼ0となる。そこで、断線、正常、天絡、地絡を判断するために、第1の検出電圧と、第2の検出電圧において検出された電圧が断線や正常値とは異なる値の場合には、分圧値の差で判断するのではなく、検出電圧により天絡か地絡かを判断するようにしても良い。
例えば、マイクロコンピュータからなる制御部10は、読み取り可能な電圧が例えば5Vなので、第1の検出電圧VM+ と第2の検出電圧VM- で検出される電圧が5V未満となるように各抵抗R1〜R8の抵抗値を設定するようにしている。従って、モータ給電線4a、4bが断線しているかを判定する予め設定された所定値は、制御部10が読み取り可能な電圧である5V未満の範囲内で設定される。つまり、予め設定された所定の値としては、回路により検出可能な電圧の範囲内において設定されるものである。
2 モータ駆動回路
4a、4b モータ給電線
10 制御部
18 比較判断部
R1 第1の抵抗
R2 第2の抵抗
R3 第3の抵抗
R4 第4の抵抗
VM+ 第1の検出電圧
VM- 第2の検出電圧
Claims (5)
- 各ブリッジ辺にスイッチング素子(FET1〜FET4)を含んだフルブリッジ回路の両側のハーフブリッジの中点間からそれぞれモータ給電線(4a)(4b)によりモータ(1)の両側の端子にそれぞれ接続されているモータ駆動回路(2)を備え、
前記一方のモータ給電線(4a)側に一端がそれぞれ接続されている第1の抵抗(R1)及び第2の抵抗(R2)と、
前記他方のモータ給電線(4b)側に一端がそれぞれ接続されている第3の抵抗(R3)及び第4の抵抗(R4)とを備え、
前記第1の抵抗(R1)の他端と前記第3の抵抗(R3)の他端はそれぞれ電源(+V)に接続され、
前記第2の抵抗(R2)の他端と前記第4の抵抗(R4)の他端はそれぞれ接地されており、
前記スイッチング素子(FET1〜FET4)の全てがオフの状態で、前記第1の抵抗(R1)と前記第3の抵抗(R3)に前記電源(+V)から通電されたときに、前記第1の抵抗(R1)と前記第2の抵抗(R2)との間に発生する第1の検出電圧(VM+ )と、前記第3の抵抗(R3)と前記第4の抵抗(R4)との間に発生する第2の検出電圧(VM- )とを比較し、前記第1の検出電圧(VM+ )と前記第2の検出電圧(VM- )の差の絶対値が予め設定された所定の値以上の場合に、前記モータ給電線(4a)(4b)が断線であると判定する判定手段を備えている
ことを特徴とする駆動装置の検出装置。 - 前記判定手段は、
前記スイッチング素子(FET1〜FET4)の全てがオフの状態で、前記第1の抵抗(R1)と前記第3の抵抗(R3)に前記電源(+V)から通電されて、前記第1の検出電圧(VM+ )と前記第2の検出電圧(VM- )の差の絶対値が予め設定された第2の所定の値以下の場合に、前記モータ給電線(4a)(4b)は正常であると判断していることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置の検出装置。 - 前記電源(+V)は、前記スイッチング素子(FET1〜FET4)に供給されるモータ電源(+B)とは異ならしめていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の駆動装置の検出装置。
- 前記第1の抵抗(R1)の抵抗値と、前記第3の抵抗(R3)の抵抗値とが等しく、
前記第2の抵抗(R2)の抵抗値と前記第4の抵抗(R4)の抵抗値は、前記第1、第3の抵抗(R1)(R3)の抵抗値より大きく設定し、
前記第2の抵抗(R2)の抵抗値より前記第4の抵抗(R4)の抵抗値を大きく設定していることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の駆動装置の検出装置。 - 前記モータ(1)の駆動を制御する制御部(10)を有し、
前記第1の検出電圧(VM+ )及び第2の検出電圧(VM- )は、前記制御部(10)が検出可能な所定の電圧範囲内とされ、
前記判定手段は、前記電圧範囲内において、前記第1の検出電圧(VM+ )と前記第2の検出電圧(VM- )の差の絶対値が予め設定された所定の値以上の場合に、前記モータ給電線(4a)(4b)が断線であると判定することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の駆動装置の検出装置。
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