(57)【要約】【課題】１つの直流電源で、複数のモータを駆動させるモータ制御装置において、モータの短絡故障の検出を、安価な構成で実現する。【解決手段】複数のモータ(１０５，１０６)を駆動させるために直流電源(４０３)に並列に接続された複数の電力変換器(４０１，４０２)のプラス端子側の接続点と直流電源のプラス端子の間、又はさらに複数の電力変換器のマイナス端子側の接続点と直流電源のマイナス(グランド)の間に電流検出抵抗(４０４，４０５)を配置し、電流検出抵抗の電圧から短絡故障を検出する。【選択図】図４
2010115082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモータに給電するための直流電源と、
前記直流電源に並列に接続されて給電された電力の電力変換を行って前記複数のモータをそれぞれに駆動させる複数の電力変換器と、
モータ駆動指令に応じて前記複数の電力変換器の駆動・停止を制御するモータ駆動手段と、
前記複数の電力変換器のプラス端子側を接続した点と前記直流電源の間に接続された第一の電流検出抵抗と、
前記第一の電流検出抵抗の電圧から短絡故障を検出する故障検出手段と、
を備えたことを特徴としたモータ制御装置。
【請求項２】
複数の電力変換器のマイナス端子側を接続した点と直流電源の間に接続された第二の電流検出抵抗を備え、
故障検出手段が、第一の電流検出抵抗及び第二の電流検出抵抗の電圧から短絡故障を検出することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
各電力変換器のマイナス端子側と直流電源の間にそれぞれ第三の電流検出抵抗を備え、
故障検出手段が、第一の電流検出抵抗及び第三の電流検出抵抗の電圧から短絡故障を検出することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
第一の電流検出抵抗の電圧を平滑化する第一の平滑化手段と、
第二の電流検出抵抗の電圧を平滑化する第二の平滑化手段と、
を備え、
故障検出手段が、
前記第一の平滑化手段と第二の平滑化手段の出力電圧を比較する出力電圧比較手段と、
前記出力電圧比較手段の出力に応じて短絡故障を検出する故障判定手段と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
第一の電流検出抵抗の電圧を平滑化する第一の平滑化手段と、
第三の電流検出抵抗の電圧を平滑化する第三の平滑化手段と、
を備え、
故障検出手段が、
第一の平滑化手段と第三の平滑化手段の出力電圧を比較する出力電圧比較手段と、
前記出力電圧比較手段の出力に応じて故障検出を判定する故障判定手段と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
モータの端子電圧を計測するための端子電圧計測手段をさらに備え、
故障検出手段が、モータ端子電圧に応じて短絡故障の発生部分を特定する故障部分特定手段を含み、
前記故障検出手段において短絡故障が発生したと判定された場合に、前記故障部分特定手段が、モータ駆動手段により全ての電力変換器のスイッチング素子を全てオフにし、前記端子電圧計測手段により計測されたモータ端子電圧に基づき、どの電力変換器又はモータが故障しているかを判定することを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
故障検出手段が、電流検出抵抗の電圧に応じて短絡故障の発生部分を特定する故障部分特定手段を含み、
前記故障検出手段において短絡故障が発生したと判定された場合に、前記故障部分特定手段が、モータ駆動手段により複数の電力変換器を順番に１つずつ駆動・停止させ、その時の故障検出結果によりどのモータが故障しているかを特定することを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のモータを駆動させるモータ制御装置における、短絡故障の検出に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータの駆動系の故障検出技術として、例えば下記特許文献１に示すように、モータの駆動を行う電力変換器のプラス端子側の直流母線と、マイナス端子側の直流母線にそれぞれ電流検出抵抗を設け、その電流検出抵抗により、過電流が検出された場合に短絡故障と判断するものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２３３４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のモータ駆動系の故障検出技術を、複数のモータを駆動させるモータ制御装置に用いた場合、１つの電力変換器に対して２つの電流検出抵抗が必要となり、コストが高いという課題があった。
【０００５】
また、直流母線に流れる電流は、電力変換器のスイッチング素子のオンタイミングに同期して電流が流れる。このため、マイクロコンピュータで直流母線に配置した電流検出抵抗に流れる電流を検出する場合、電力変換器のスイッチング素子のオンタイミングに同期してＡ／Ｄ変換を実施する必要がある。このようにスイッチング素子のオンタイミングに同期してＡ／Ｄ変換を行うには、高精度なタイマを有したマイクロコンピュータを使用する必要があり、コストが高いという課題があった。
【０００６】
この発明は、複数のモータ、電力変換器の短絡故障を、１つの電流検出抵抗で検出することで、電流検出抵抗の数を減らすことが可能となり、安価な構成のモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、複数のモータに給電するための直流電源と、前記直流電源に並列に接続されて給電された電力の電力変換を行って前記複数のモータをそれぞれに駆動させる複数の電力変換器と、モータ駆動指令に応じて前記複数の電力変換器の駆動・停止を制御するモータ駆動手段と、前記複数の電力変換器のプラス端子側を接続した点と前記直流電源の間に接続された第一の電流検出抵抗と、前記第一の電流検出抵抗の電圧から短絡故障を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴としたモータ制御装置にある。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、複数のモータ、電力変換器の短絡故障を、１つの電流検出抵抗で検出することで、電流検出抵抗の数を減らすことが可能となり、安価な構成のモータ制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明のモータ制御装置を自動変速機の制御装置に適用した場合の各実施の形態について説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明によるモータ制御装置を変速機の制御装置に適用した場合の構成を示した図である。図１において、１１０は変速機の制御装置、１０１はエンジン、１０２は自動変速機である。なお以降、各図において同一もしくは相当部分は同一符号で示す。
【００１１】
自動変速機１０２において、１０３は自動変速機１０２の入力部分に取り付けられ、エンジン１０１からの動力の伝達を行うためのクラッチ、１０４は自動変速機１０２の変速段を変更するための変速機構である。自動変速機１０２は、マニュアルトランスミッションに対してアクチュエータで変速を行うようにした自動マニュアルトランスミッションであり、シフト方向モータ１０５、セレクト方向モータ１０６により変速レバー１１１を操作することで変速段を切り替える構造となっている。
【００１２】
変速機制御装置１１０において、１００はこの発明のモータ制御装置であり、シフト方向モータ１０５とセレクト方向モータ１０６の２つのモータを制御する。１１２はクラッチ制御手段であり、変速機制御手段１１３からの指示に従ってクラッチの係合、開放を制御する。クラッチを制御するためのアクチュエータとして、例えば油圧制御弁、モータ等が使用される。変速機制御手段１１３は、車速や、エンジン回転数や、アクセル開度等のドライバ操作信号等の情報から変速段を決定し、クラッチ制御手段１１２、モータ制御装置１００に変速を指示する。
【００１３】
１３３はエンジン１０１から自動変速機１０２に動力を伝達する入力軸であり、１３４は自動変速機１０２から車輪に動力を伝える出力軸である。１３５は車両のメータ内部にあるランプであり、モータ制御装置１００が出力するモータの故障情報によりランプの点灯を行うものである。
【００１４】
図２は、図１の変速レバー１１１の詳細を示したものである。変速レバー１１１は図１のシフト方向モータ１０５とセレクト方向モータ１０６で駆動される。シフト方向モータ１０５は、変速レバー１１１をシフト方向に移動させるモータであり、セレクト方向モータ１０６は、変速レバー１１１をセレクト方向に移動させるモータである。
【００１５】
変速レバー１１１がシフト位置１に移動した場合は１速ギアが出力軸１３４に係合し、シフト位置２に移動した場合は２速ギアが係合し、シフト位置３に移動した場合は３速ギアが係合し、シフト位置４に移動した場合は４速ギアが係合し、シフト位置５に移動した場合は５速ギアが係合し、シフト位置６に移動した場合は後退ギアが係合される。また、変速レバー１１１がセレクト位置Ａ、セレクト位置Ｂ、セレクト位置Ｃに移動した場合は、どのギアも係合しないニュートラル状態となる。
【００１６】
図３は２速で走行中に３速へギアチェンジする場合の変速機の動作の流れを示したフローチャートである。２速で走行中には、変速レバー１１１はシフト位置２にある。ステップ３０１では、変速段を変更するためクラッチ制御手段１１２によってクラッチ１０３を開放する(入力軸１３３と出力軸１３４が結合されていない状態)。ステップ３０２では、シフト位置２にある変速レバー１１１をシフト方向モータ１０５によりセレクト位置Ａまで移動させる。変速レバー１１１をセレクト位置Ａまで移動することで１速ギアが開放され(１速ギアが出力軸１３４と系合されていない状態)、ニュートラル状態となる。
【００１７】
ステップ３０３では、セレクト方向モータ１０６により、変速レバー１１１をセレクト位置Ｂまで移動させる。ステップ３０４では、シフト方向モータ１０５により、変速レバー１１１をシフト位置３まで移動させる。変速レバー１１１がシフト位置３に移動することで図示しない３速ギアが出力軸１３４と係合され変速段が３速となる。ステップ３０５では、クラッチ制御手段１１２によってクラッチ１０３を係合することで(入力軸１３３と出力軸１３４が結合された状態)、変速動作が終了する。
【００１８】
図４は、この発明の実施の形態１によるモータ制御装置の構成を示した図である。図４においてシフト方向モータ１０５とセレクト方向モータ１０６は図１に記載したものである。４０１はシフト方向モータ１０５を駆動するための電力変換器Ａ、４０２はセレクト方向モータ１０６を駆動するための電力変換器Ｂである。４０３は電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２に電力を供給するための直流電源である。
【００１９】
直流電源４０３はシフト方向モータ１０５とセレクト方向モータ１０６に給電するために、直流電源４０３に並列に接続された電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２にそれぞれ給電を行う。電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２は、直流電源４０３からの電力を電力変換してそれぞれシフト方向モータ１０５、セレクト方向モータ１０６を駆動させる。
【００２０】
４０４は電流検出抵抗Ａであり、電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２のプラス端子側の直流母線が接続される点と、直流電源４０３のプラス端子(＋)の間に接続される。４０５は電流検出抵抗Ｂであり、電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２のマイナス端子側の直流母線が接続される点と、直流電源４０３のマイナス端子(−)の間に接続される。４０６は平滑化手段Ａであり、電流検出抵抗Ａ４０４に発生する電圧を平滑化する。４０７は平滑化手段Ｂであり、電流検出抵抗Ｂ４０５に発生する電圧を平滑化する。
【００２１】
平滑化手段Ａ４０６、平滑化手段Ｂ４０７は例えば抵抗とコンデンサを用いたＲＣ回路などで構成される。４０８はシフト方向モータ１０５の端子電圧をグランド(直流電源のマイナス端子)基準で計測するための端子電圧計測手段Ａであり、４０９はセレクト方向モータ１０６の端子電圧をグランド(直流電源のマイナス端子)基準で計測するための端子電圧計測手段Ｂである。
【００２２】
４１４はマイクロコンピュータであり、マイクロコンピュータ４１４において、４１５は平滑化手段Ａ４０６の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段Ａ、４１６は平滑化手段Ｂ４０７の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段Ｂである。Ａ／Ｄ変換手段Ａ４１５，Ｂ４１６はマイクロコンピュータと別体に構成してもよい。
【００２３】
４１０は出力電圧比較手段であり、平滑化手段Ａ４０６と平滑化手段Ｂ４０７の出力を比較する。４１１は故障判定手段であり、出力電圧比較手段４１０の出力に応じて故障が発生しているか否かを判定する。４１２はモータ駆動手段であり、図１に記載の変速機制御手段１１３よりモータの駆動指令を受け、電力変換器Ａ４０１及び電力変換器Ｂ４０２を動作させる。また、故障判定手段４１１で故障と判定された場合は電力変換器Ａ４０１、電力変換器Ｂ４０２のスイッチング素子を全てオフするように制御信号を出力して制御を行う。
【００２４】
４１３は故障部分特定手段であり、端子電圧計測手段Ａ４０８及び端子電圧計測手段Ｂ４０９の出力からどの部分が故障しているか判断する。故障部分特定手段４１３で特定された故障部分に応じてモータ駆動手段４１２では、故障部分のモータを停止するように指示をする。マイクロコンピュータ４１４は、出力電圧比較手段４１０、故障判定手段４１１、モータ駆動手段４１２、故障部分特定手段４１３の処理を実施する。なお、出力電圧比較手段４１０、故障判定手段４１１、故障部分特定手段４１３が故障検出手段を構成する。
【００２５】
図５は電力変換器Ａ４０１の構成を詳細に示した図であり、電力変換器Ａ４０１は、ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬの６つのスイッチング素子で構成される。スイッチング素子には、例えばＩＧＢＴ(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)が使用される。また、電力変換器Ａ４０１の出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗがそれぞれシフト方向モータ１０５のＵ、Ｖ、Ｗ端子と接続されている。
【００２６】
例えば、モータのＵ端子からＶ端子に電流を流す場合は、上アームのスイッチング素子ＵＨと下アームのスイッチング素子ＶＬをオンし、その他のスイッチング素子をオフとする。ＰＷＭ(パルス幅変調)駆動によりスイッチング素子ＵＨのオン・オフの比率(駆動ＤＵＴＹ(デューティ))を変更することで、Ｕ端子からＶ端子に流す電流量を変更する。
【００２７】
ＰＷＭ駆動により電力変換器Ａ４０１のスイッチング素子ＵＨがオン状態の場合、直流電源４０３から電流検出抵抗Ａ４０４、スイッチング素子ＵＨ、モータＵ端子、モータコイル、モータＶ端子、スイッチング素子ＶＬ、電流検出抵抗Ｂ４０５、直流電源４０３の順に電流が流れる。また、ＰＷＭ駆動により電流変換器Ａ４０１のスイッチング素子ＵＨがオフ状態となった場合、モータＵ端子、モータコイル、モータＶ端子、スイッチング素子ＶＬ、スイッチング素子ＵＬ(ダイオード部分)、モータＵ端子の経路で電流が流れることになる。
【００２８】
図６は短絡故障が発生していない場合の、電流検出抵抗Ａ４０４の電圧及び平滑化手段Ａ４０６の出力電圧、並びに電流検出抵抗Ｂ４０５の電圧及び平滑化手段Ｂ４０７の出力電圧を示した図である。なお図６及びその他の図において、
Ta_on：電流変換器Ａの上アームのスイッチング素子のオン期間
Ta_off：電流変換器Ａの上アームのスイッチング素子のオフ期間
Tb_on：電流変換器Ｂの上アームのスイッチング素子のオン期間
Tb_off：電流変換器Ｂの上アームのスイッチング素子のオフ期間
ＰＷＭ周期：パルス幅変調周期
をそれぞれに示す。
【００２９】
図６の(ａ)は、電流検出抵抗Ａ４０４の電圧と、平滑化手段Ａ４０６の出力電圧を示したものである。電流検出抵抗Ａ４０４には、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１に流れる電流と、直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２に流れる電流を加算した電流が流れる。電力変換器Ａ４０１の上アームのスイッチング素子(例えばＵＨ)がオンしている場合に直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１に電流が流れ、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子がオンしている場合に直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２に電流が流れる。
【００３０】
すなわち、電力変換器Ａ４０１の上アームのスイッチング素子と、電力変換器Ｂ４０２のスイッチング素子の両方がオンしている場合は、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１に流れる電流と直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２に流れる電流を加算した電流が電流検出抵抗Ａ４０４に流れる(図６の(ａ)の区間Ｓ１)。
【００３１】
電力変換器Ａ４０１の上アームのスイッチング素子がオフしており、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子がオンしている場合は、直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２に流れる電流が電流検出抵抗Ａ４０４に流れる(図６の(ａ)の区間Ｓ２)。
【００３２】
図６には図示していないが、電力変換器Ａ４０１の上アームのスイッチング素子がオンしており、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子がオフしている場合は、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１に流れる電流が電流検出抵抗Ａ４０４に流れる。電力変換器Ａ４０１、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子が両方ともオフしている場合は、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１、電力変換器Ｂ４０２に電流が流れないため、電流検出抵抗Ａ４０４にも電流が流れない(図６の(ａ)の区間Ｓ３)。
【００３３】
電流検出抵抗Ａ４０４には、電流検出抵抗Ａ４０４に流れる電流に応じて電圧が発生するため、電力変換器Ａ４０１、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子のオンタイミングに同期して電圧が発生することになる。すなわち、電力変換器Ａ４０１又は電力変換器Ｂ４０２のいずれかの上アームのスイッチング素子がオンしている場合は電流検出抵抗Ａ４０４に流れる電流に応じて電圧が発生し、電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子がすべてオフの場合は電圧が発生せず０[Ｖ]となる。平滑化手段Ａ４０６では、電力変換器Ａ４０１又は電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子のオン・オフによる電圧変動が平滑化されるように時定数を決定する。
【００３４】
図６の(ｂ)は、電流検出抵抗Ｂ４０５の電圧と、平滑化手段Ｂ４０７の出力電圧を示したものである。電流検出抵抗Ｂ４０５には、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１を通って直流電源４０３のマイナス端子(グランド)に流れる電流と、直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２を通って直流電源４０３のマイナス端子に流れる電流を加算したものが流れる。直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２に電流が流れるタイミングは、電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子のオンタイミングである。そのため、電流検出抵抗Ｂ４０５には、電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子のオンタイミングに同期して電流が流れ、その電流に応じて電圧が発生する。
【００３５】
平滑化手段Ｂ４０７では、電力変換器Ａ４０１又は電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子のオン・オフによる電圧変動が平滑化されるように時定数を決定する。このように、故障が発生していない場合は、電流検出抵抗Ａ４０４に流れる電流と、電流検出抵抗Ｂ４０５に流れる電流が同じとなる。このことから、故障が発生していない場合は、平滑化手段Ａ４０６と平滑化手段Ｂ４０７の間には次のような関係がある。
【００３６】
(平滑化手段Ａの出力電圧)＝(平滑化手段Ｂの出力電圧)
【００３７】
図７は電力変換器Ａ４０１がＵ端子からＶ端子に通電している状態で、電力変換器Ａ４０１のＵ端子がグランド短絡した場合の電流検出抵抗Ａ４０４、電流検出抵抗Ｂ４０５及び平滑化手段Ａ４０６、平滑化手段Ｂ４０７の出力を示したものである。
【００３８】
図７の(ａ)は電流検出抵抗Ａ４０４の電圧と、平滑化手段Ａ４０６の出力電圧を示したものである。電力変換器Ａ４０１のＵ端子がグランド短絡した場合、電力変換器Ａ４０１のスイッチング素子ＵＨがオンするタイミングでは、直流電源４０３→電流検出抵抗Ａ４０４、スイッチング素子ＵＨ→短絡先グランドの経路で電流が流れる。この経路では、モータに電流が流れないため、インピーダンスが小さくなり、大電流が流れ、電流検出抵抗Ａ４０４の電圧も大きい値となる。また、電力変換器Ａ４０１のスイッチング素子ＵＨがオフしている場合は電流が流れない。これに伴って、平滑化手段Ａ４０６の出力電圧は、故障が発生していない場合の出力電圧に対して増加することになる。
【００３９】
このように複数のモータの中で一つのモータのグランド短絡故障が発生した場合、電流検出抵抗Ａ４０４の電流が大きくなる。この電流値から、過電流を検出することで、複数モータのグランド短絡を検出することが可能となる。
【００４０】
図７の(ｂ)は、電流検出抵抗Ｂ４０５の電圧と、平滑化手段Ｂ４０７の出力電圧を示したものである。電力変換器Ａ４０１にグランド短絡が発生した場合、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１に流れる電流は短絡しているグランドに流れる。そのため、電流検出抵抗Ｂ４０５には、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１を通って直流電源４０３のマイナス端子に流れる電流は流れず、直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２を通って直流電源４０３のマイナス端子に流れる電流だけが流れる。このため、電流検出抵抗Ｂ４０５には電力変換器Ｂ４０２のスイッチング素子のオンするタイミングにあわせた電圧だけが発生することになる。これに伴って、平滑化手段Ｂ４０７の出力電圧は、故障が発生していない場合の出力電圧に対して小さくなる。これらのことから、グランド短絡が発生した場合は、
【００４１】
(平滑化手段Ａの出力電圧)＞(平滑化手段Ｂの出力電圧)
【００４２】
となる。この特性から、グランド短絡の検出を行う。
【００４３】
このように平滑化値を使用して短絡検出を行うことで、スイッチング素子のオンタイミングに同期してＡ／Ｄ変換を実施する必要が無くなり、高精度なタイマを持たないマイクロコンピュータで構成することが可能となり、結果的に安価な構成でモータ制御装置を提供可能となる。
【００４４】
図８は、電力変換器Ａ４０１がＵ端子からＶ端子に通電している状態で、Ｖ端子が電源短絡した場合の電流検出抵抗Ａ４０４、電流検出抵抗Ｂ４０５及び平滑化手段Ａ４０６、平滑化手段Ｂ４０７の出力を示したものである。
【００４５】
図８の(ａ)は、電流検出抵抗Ａ４０４の電圧と平滑化手段Ａ４０６の出力電圧を示したものである。電力変換器Ａ４０１のＶ端子に電源短絡が発生した場合、スイッチング素子ＵＨがオンとなった時も、電力変換器Ａ４０１のＶ端子の電位と直流電源４０３の電位がほぼ同電位となるため、直流電源４０３から電流検出抵抗Ａ４０４を通って電力変換器Ａ４０１に流れる電流は０[Ａ]となる。このことから、電流検出抵抗Ａ４０４に流れる電流は、直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２に流れる電流だけとなる。また、平滑化手段Ａ４０６の出力電圧は、故障が発生してない場合の出力電圧に比べて小さくなる。
【００４６】
図８の(ｂ)は、電流検出抵抗Ｂ４０５の電圧と平滑化手段Ｂ４０７の出力電圧を示したものである。電流変換器Ａ４０１のＶ端子が電源短絡した場合、短絡先の電源→スイッチング素子ＶＬ→電流検出抵抗Ｂ４０５→直流電源４０３のマイナス端子の経路で電流が流れる。また、Ｕ端子からＶ端子に通電を行っている場合、スイッチング素子ＶＬは常にオン状態であるため、上アームのスイッチング素子ＵＨのオン・オフに関わらず電流検出抵抗Ｂ４０５に電流が流れる。このため、電流検出抵抗Ｂ４０５の電圧は常時高いレベルを維持することになる。また、平滑化手段Ｂ４０７の出力も故障が発生していない場合の電圧よりも大きい値となる。これらのことから、電源短絡が発生した場合は、
【００４７】
(平滑化手段Ａの出力電圧)＜(平滑化手段Ｂの出力電圧)
【００４８】
となる。この特性から、電源短絡の検出を行う。
【００４９】
このような構成とすることで、例えばモータの数が増えた場合も電流検出抵抗が２つで短絡故障を検出することが可能となり、モータ制御装置を安価な構成とすることが可能である。
【００５０】
図９はこの実施の形態１によるモータ制御装置の動作の流れを示したフローチャートである。ステップ９０１では、Ａ／Ｄ変換手段Ａ４１５により平滑化手段Ａ４０６の出力を平滑電圧Ａとしてサンプリングする。また、Ａ／Ｄ変換手段Ｂ４１６により平滑化手段Ｂ４０７の出力を平滑電圧Ｂとしてサンプリングする。ステップ９０２では、出力電圧比較手段４１０において(出力電圧比較手段でサンプリング制御を行ってもよい)、ステップ９０１でサンプリングされた平滑電圧Ａと平滑電圧Ｂから、下記の比較値を演算する。
【００５１】
(比較値)＝(平滑電圧Ａ)−(平滑電圧Ｂ)
【００５２】
ステップ９０３では、故障判定手段４１１において、ステップ９０２で演算した比較値と所定値Ｘ１を比較し、比較値が所定値Ｘ１(所定値Ｘ１は正の値)よりも大きい場合は、平滑化手段Ａ４０６の出力電圧が平滑化手段Ｂ４０７の出力電圧よりも大きいため、図７に示す状況となっている。このため、グランド短絡が発生していると判断し、ステップ９０４へ進み、それ以外の場合はステップ９０５に進む。ステップ９０４では、グランド短絡が発生しているためグランド短絡フラグをセットする。なお各種フラグはマイクロコンピュータ４１４内のメモリ(図示省略)内にセットされる。
【００５３】
ステップ９０５では、故障判定手段４１１において、比較値が所定値Ｘ２(所定値Ｘ２は負の値)よりも小さい場合は、平滑化手段Ａ４０６の出力電圧が平滑化手段Ｂ４０７の出力電圧よりも小さいため、図８に示す状況となっている。このため、電源短絡が発生していると判断し、ステップ９０６へ進む。それ以外の場合は、ステップ９０７へ進む。ステップ９０６では、電源短絡が発生しているため電源短絡フラグをセットする。
【００５４】
ステップ９０７では、故障判定手段４１１において、グランド短絡フラグ又は電源短絡フラグがセットされているかどうか確認し、セットされている場合は故障が発生しているため、ステップ９０８へ進む。どちらのフラグもセットされていない場合は故障が発生していないため故障検出処理を終了する。
【００５５】
ステップ９０８では、後述する故障部分特定手段４１３において、電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２のどちらのモータが故障しているか特定を行う。ステップ９０９では、モータ駆動手段４１２において、故障部分特定手段４１３において特定された故障部分に応じて電力変換器Ａ４０１又は電力変換器Ｂ４０２のスイッチング素子をオフとし、駆動禁止として回路を保護する。またモータ駆動手段４１２は、ランプ１３５を点灯させ、ドライバに故障を伝える。
【００５６】
図１０は、グランド短絡、電源短絡が発生した場合のＵ端子の端子電圧を示したタイムチャートである。時間０から時間ｔ１までは、グランド短絡、電源短絡のいずれも発生していないため、Ｕ端子の端子電圧は、直流電源４０３の電圧Ｅの１／２となる。
【００５７】
時間ｔ１から時間ｔ２までは、Ｕ端子が電源に短絡している。この場合、Ｕ端子の端子電圧は、短絡した電源の電圧値となる(図１０では、短絡した電源の電圧はＥとしている)。電源短絡した場合はこのような挙動となるため、所定値Ｘ３を設け、スイッチング素子をオフした場合の端子電圧が所定値Ｘ３以上になった場合は電源短絡と判断する。所定値Ｘ３は端子電圧が電源電圧Ｅ付近まで上昇したことを判定できる値に設定すればよく、例えば０.８Ｅ〜０.９５Ｅの範囲であればよい。
【００５８】
時間ｔ２以降は、Ｕ端子がグランドに短絡している。この場合、Ｕ端子の端子電圧は、グランドすなわち０Ｖとなる。グランド短絡が発生した場合、このように端子電圧が０Ｖとなるため、所定値Ｘ４を設け、スイッチング素子が全てオフの状態で端子電圧が所定値Ｘ４以下であればグランド短絡と判断する。所定値Ｘ４は端子電圧が０Ｖ付近まで下降したことを判定できる値に設定すればよく、例えば０.２Ｅ〜０.０５Ｅの範囲であればよい。
【００５９】
図１１は、図９のステップ９０８で故障部分特定手段４１３により実施されている故障部分特定ロジックの流れを示したフローチャートである。ステップ１１０１では、モータ駆動手段４１２を制御して、電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２のスイッチング素子をすべてオフする。ステップ１１０２では、端子電圧計測手段Ａ４０８から、電力変換器Ａ４０１のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子の端子電圧の計測結果を得る。また、端子電圧計測手段Ｂ４０９から、電力変換器Ｂ４０２のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子の端子電圧の計測結果を得る。
【００６０】
ステップ１１０３では、故障部分特定手段４１３において、ステップ１１０２で計測した電力変換器Ａ４０１のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子の端子電圧が所定値Ｘ３以上、又は所定値Ｘ４以下かを判断する。Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子のいずれかの端子電圧が所定値Ｘ３以上又は所定値Ｘ４以下であった場合はステップ１１０４に進み、それ以外はステップ１１０５に進む。ステップ１１０４では、故障部分特定手段４１３において、電力変換器Ａの故障フラグをセットする。
【００６１】
ステップ１１０５では、故障部分特定手段４１３において、ステップ１１０２で計測した電力変換器Ｂ４０１のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子の端子電圧が所定値Ｘ３以上、又は所定値Ｘ４以下かを判断する。Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子のいずれかの端子電圧が所定値Ｘ３以上又は所定値Ｘ４以下であった場合はステップ１１０６に進み、それ以外は処理を終了する。ステップ１１０６では、故障部分特定手段４１３において、電力変換器Ｂの故障フラグをセットする。
【００６２】
このように、２つの電流検出抵抗で故障を検出した場合は、電力変換器Ａ４０１、電力変換器Ｂ４０２の全てのスイッチング素子をオフとし、端子電圧を計測することで、端子電圧からどの部分が故障しているか検出可能となり、故障部分を特定するために余分な労力がかからないという効果がある。
実施の形態２．
【００６３】
図１２は、この発明の実施の形態２によるモータ制御装置の構成を示した図である。全体的な構成については、図４に示す構成と同様である。図１２において、図４と同一もしくは相当部分は同一又は対応する符号で示し詳細な説明は省略する。１００５は電流検出抵抗Ｂであり、電力変換器Ａ４０１と、電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２がマイナス端子側で接続される点の間に接続される。１０１７は電流検出抵抗Ｃであり、電力変換器Ｂ１０２と、電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２がマイナス端子側で接続される点の間に接続される。
【００６４】
１００７は平滑化手段Ｂであり、電流検出抵抗Ｂ１００５に発生する電圧を平滑化する。１０１８は平滑化手段Ｃであり、電流検出抵抗Ｃ１０１７に発生する電圧を平滑化する。平滑化手段４０６、平滑化手段Ｂ１００７、平滑化手段Ｃ１０１８は例えば抵抗とコンデンサを用いたＲＣ回路などで構成される。４１５は平滑化手段Ａ４０６の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段Ａであり、４１６ａは平滑化手段Ｂ１００７の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段Ｂであり、４１６ｂは平滑化手段Ｃ１０１８の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段Ｃである。
【００６５】
４１０ａは出力電圧比較手段であり平滑化手段Ａ４０６と平滑化手段Ｂ１００７と平滑化手段Ｃ１０１８の出力を比較する。４１１ａは故障判定手段であり、出力電圧比較手段４１０ａの出力に応じて故障が発生しているか否かを判定する。４１２ａはモータ駆動手段であり、図１に記載の変速機制御手段１１３よりモータの駆動指令を受け、電力変換器Ａ４０１及び電力変換器Ｂ４０２を動作させる。また、故障判定手段４１１ａで故障と判定された場合は電力変換器Ａ４０１、電力変換器Ｂ４０２のスイッチング素子を全てオフするように指示する。
【００６６】
４１３ａは故障部分特定手段であり、複数のモータを１つずつ駆動することでどのモータ、電流変換器が故障しているか特定する手段である。故障部分特定手段４１３ａで特定された故障部分に応じてモータ駆動手段４１２ａでは、故障部分のモータを停止するように指示をする。４１４ａはマイクロコンピュータであり、出力電圧比較手段４１０ａ、故障判定手段４１１ａ、故障部分特定手段４１３ａの処理を実施する。なお、出力電圧比較手段４１０ａ、故障判定手段４１１ａ、故障部分特定手段４１３ａが故障検出手段を構成する。
【００６７】
図１３は、短絡故障が発生していない場合の電流検出抵抗Ａ４０４の電圧及び平滑化手段Ａ４０６の出力電圧と、電流検出抵抗Ｂ１００５の電圧及び平滑化手段Ｂ１００７の出力電圧、電流検出抵抗Ｃ１０１７の電圧及び平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧を示したものである。
【００６８】
図１３の(ａ)は、電流検出抵抗Ａ４０４の電圧と平滑化手段Ａ４０６の出力を示したものである。電流検出抵抗Ａ４０４には、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１に流れる電流と、直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２に流れる電流を加算した電流が流れる。電力変換器Ａ４０１の上アームのスイッチング素子(例えばＵＨ)がオンしている場合に直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１に電流が流れ、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子がオンしている場合に直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２に電流が流れる。
【００６９】
すなわち、電力変換器Ａ４０１の上アームのスイッチング素子と、電力変換器Ｂ４０２のスイッチング素子の両方がオンしている場合は、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１に流れる電流と直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２に流れる電流を加算した電流が電流検出抵抗Ａ４０４に流れる(図１３の(ａ)の区間Ｓ１)。
【００７０】
電力変換器Ａ４０１の上アームのスイッチング素子がオフしており、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子がオンしている場合は、直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２に流れる電流が電流検出抵抗Ａ４０４に流れる(図１３の(ａ)の区間Ｓ２)。
【００７１】
図１３には図示していないが、電力変換器Ａ４０１の上アームのスイッチング素子がオンしており、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子がオフしている場合は、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１に流れる電流が電流検出抵抗Ａ４０４に流れる。電力変換器Ａ４０１、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子が両方ともオフしている場合は、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１、電力変換器Ｂ４０２に電流が流れないため、電流検出抵抗Ａ４０４にも電流が流れない(図１３の(ａ)の区間Ｓ３)。
【００７２】
電流検出抵抗Ａ４０４は、電流検出抵抗Ａ４０４に流れる電流に応じて電圧が発生するため、電力変換器Ａ４０１、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子のオンタイミングに同期して電圧が発生することになる。すなわち、電力変換器Ａ４０１又は電力変換器Ｂ４０２のいずれかの上アームのスイッチング素子がオンしている場合は電流検出抵抗Ａ４０４に流れる電流に応じて電圧が発生し、電力変換器Ａ４０１と電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子がすべてオフの場合は電圧が発生せず０［Ｖ］となる。平滑化手段Ａ４０６では、電力変換器Ａ４０１又は電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子のオン・オフによる電圧変動が平滑化されるように時定数を決定する。
【００７３】
図１３の(ｂ)は、電流検出抵抗Ｂ１００５の電圧と、平滑化手段Ｂ１００７の出力電圧を示したものである。電流検出抵抗Ｂ１００５には、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１を通って直流電源４０３のマイナス端子に流れる電流が流れる。すなわち、電流検出抵抗Ｂ１００５には、電力変換器Ａ４０１のＰＷＭ駆動をしている上アームのスイッチング素子がオンしている期間だけ電流が流れる。そのため、電流検出抵抗Ｂ１００５の電圧は、電力変換器Ａ４０１の上アームのスイッチング素子のオン時間に同期して電圧が発生する。電力変換器Ａ４０１の上アームのスイッチング素子がオフしている期間は、電流検出抵抗Ｂ１００５に電流が流れず、電流検出抵抗Ｂ１００５の電圧も０[Ｖ]となる。平滑化手段Ｂ１００７では、電力変換器Ａ４０１の上アームのスイッチング素子のオン・オフによる電圧変動が平滑かされるように時定数を決定する。
【００７４】
図１３の(ｃ)は、電流検出抵抗Ｃ１０１７の電圧と、平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧を示したものである。電流検出抵抗Ｃ１０１７には、直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２を通って直流電源４０３のマイナス端子に流れる電流が流れる。すなわち、電流検出抵抗Ｃ１０１７には、電力変換器Ｂ４０２のＰＷＭ駆動をしている上アームのスイッチング素子がオンしている期間だけ電流が流れる。そのため、電流検出抵抗Ｃ１０１７の電圧は、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子のオン時間に同期して電圧が発生する。電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子がオフしている期間は、電流検出抵抗Ｃ１０１７に電流が流れず、電流検出抵抗Ｃ１０１７の電圧も０[Ｖ]となる。平滑化手段Ｃ１０１８では、電力変換器Ｂ４０２の上アームのスイッチング素子のオン・オフによる電圧変動が平滑化されるように時定数を決定する。
【００７５】
短絡故障が発生していない場合は、電流検出抵抗Ａ４０４に流れる電流値は、電流検出抵抗Ｂ１００５と電流検出抵抗Ｃ１０１７に流れる電流値を加算したものに等しいため、平滑化手段Ａ４０６と、平滑化手段Ｂ１００７、平滑化手段Ｃ１０１８の出力には次のような関係がある。
【００７６】
(平滑化手段Ａの出力)＝(平滑化手段Ｂの出力)＋(平滑化手段Ｃの出力)
【００７７】
図１４は、電力変換器Ａ４０１がＵ端子からＶ端子に通電している状態で、Ｕ端子がグランド短絡した場合の電流検出抵抗Ａ４０４、電流検出抵抗Ｂ１００５、電流検出抵抗Ｃ１０１７の電圧と、平滑化手段Ａ４０６、平滑化手段Ｂ１００７、平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧を示したものである。
【００７８】
図１４の(ａ)は、電流検出抵抗Ａ４０４の電圧と、平滑化手段Ａ４０６の出力電圧を示したものである。Ｕ端子のグランド短絡が発生した場合、電力変換器Ａ４０１のスイッチング素子ＵＨがオンすると、直流電源４０３→電流検出抵抗Ａ４０４→スイッチング素子ＵＨ→短絡先のグランドの経路で電流が流れる。この経路では、モータに電流が流れないため、インピーダンスが小さくなり大電流が流れる。また、電力変換器Ａ４０１のスイッチング素子ＵＨがオフしている場合は電流検出抵抗Ａ４０４には電流が流れない。このため、電流検出抵抗Ａ４０４の電圧は、スイッチング素子ＵＨがオンするタイミングで大きな値となる。このことから、平滑化手段Ａ４０６の出力電圧は故障が発生していない場合の出力電圧に対して増加する。
【００７９】
図１４の(ｂ)は、電流検出抵抗Ｂ１００５の電圧と、平滑化手段Ｂ１００７の出力電圧を示したものである。Ｕ端子のグランド短絡が発生した場合、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１に流れる電流はすべて短絡したグランドに流れるため、直流電源４０３から電力変換器Ａ４０１を通って直流電源４０３のマイナス端子に流れる電流は流れない。つまり、電流検出抵抗Ｂ１００５の電圧は０[Ｖ]となる。さらに、平滑化手段Ｂ１００７の出力電圧も０[Ｖ]となる。このことから、平滑化手段Ｂ１００７の出力電圧は、故障が発生していない場合の出力電圧に対して減少する。
【００８０】
図１４の(ｃ)は、電流検出抵抗Ｃ１０１７の電圧と、平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧を示したものである。電力変換器Ａ４０１に短絡故障が発生している場合も、電力変換器Ｂ４０２は故障が発生していない場合と同様の動作を行うため、電流検出抵抗Ｃ１０１７の電圧と、平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧は、短絡故障が発生していない場合と変化がない。つまり、グランド短絡が発生した場合は、平滑化手段Ａ４０６、平滑化手段Ｂ１００７、平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧には次のような関係が成り立つ。
【００８１】
(平滑化手段Ａの出力電圧)＞(平滑化手段Ｂの出力電圧)＋(平滑化手段Ｃの出力電圧)
【００８２】
グランド短絡が発生した場合のこの特性を利用して、グランド短絡の検出を行う。
【００８３】
図１５は、電力変換器Ａ４０１がＵ端子からＶ端子に通電している状態で、Ｖ端子が電源短絡した場合の電流検出抵抗Ａ４０４、電流検出抵抗Ｂ１００５、電流検出抵抗Ｃ１０１７の電圧と、平滑化手段Ａ４０６、平滑化手段Ｂ１００７、平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧を示したものである。
【００８４】
図１５の(ａ)は、電流検出抵抗Ａ４０４の電圧と、平滑化手段Ａ４０６の出力電圧を示したものである。電源短絡が発生した場合、スイッチング素子ＵＨがオンとなった時も、電力変換器Ａ４０１の電源短絡したＶ端子の電位と、直流電源４０３の電位が同電位となり、直流電源４０３から電流検出抵抗Ａ４０４を通って電力変換器Ａ４０１に流れる電流は０[Ａ]となる。このことから、電流検出抵抗Ａ４０４に流れる電流は、直流電源４０３から電力変換器Ｂ４０２に流れる電流だけとなる。従って、故障が発生していない場合の平滑化手段Ａ４０６の出力電圧に比べ、電源短絡が発生した場合の平滑化手段Ａ４０６の出力電圧は小さくなる。
【００８５】
図１５の(ｂ)は、電流検出抵抗Ｂ１００５の電圧と、平滑化手段Ｂ１００７の出力電圧を示したものである。電力変換器Ａ４０１のＶ端子が電源短絡した場合、短絡先の電源→スイッチング素子ＶＬ→電流検出抵抗Ｂ１００５といった経路で電流が流れる。また、Ｕ端子からＶ端子に通電を行っている場合、スイッチング素子ＶＬは常にオン状態であるため、上アームのスイッチング素子ＵＨのオン・オフに関わらず電流検出抵抗Ｂ１００５に電流が流れる。このため、電流検出抵抗Ｂ１００５の電圧は常時高いレベルを維持することになる。また、平滑化手段Ｂ１００７の出力も故障が発生していない場合の電圧よりも大きい値となる。
【００８６】
図１５の(ｃ)は、電流検出抵抗Ｃ１０１７の電圧と、平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧を示したものである。電力変換器Ａ４０１に電源短絡が発生した場合でも、電力変換器Ｂ４０２は故障が発生していない場合と同じ動作をすることが可能である。つまり、電流検出抵抗Ｃ１０１７の電圧と、平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧は、故障が発生していない場合の応答と同じとなる。
【００８７】
つまり、電源短絡が発生した場合は、平滑化手段Ａ４０６、平滑化手段Ｂ１００７、平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧には次のような関係が成り立つ。
【００８８】
(平滑化手段Ａの出力電圧)＜(平滑化手段Ｂの出力電圧)＋(平滑化手段Ｃの出力電圧)
【００８９】
電源短絡が発生した場合のこの特性を利用して、電源短絡の検出を行う。
【００９０】
このように、平滑化手段で平滑化した電圧値を利用してグランド短絡、電源短絡の検出を行うことで、電力変換器のスイッチング素子のオン期間に同期してＡ／Ｄ変換をする必要がなくなり、高精度なタイマが必要ないモータ制御装置が構成可能であり、安価なモータ制御装置を提供することが可能となる。また、実施の形態２のモータ制御装置では、モータ、電力変換器の数が増加した場合もプラス端子側の電流検出抵抗を１つとすることが可能となり、安価な構成のモータ制御装置を提供できるものである。
【００９１】
図１６はこの実施の形態２によるモータ制御装置の動作の流れを示したフローチャートである。ステップ１６０１では、Ａ／Ｄ変換手段Ａ４１５により平滑化手段Ａ４０６の出力電圧を平滑電圧Ａとしてサンプリングする。また、Ａ／Ｄ変換手段Ｂ４１６ａにより平滑化手段Ｂ１００７の出力電圧を平滑化電圧Ｂとしてサンプリングし、Ａ／Ｄ変換手段Ｃ４１６ｂにより平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧を平滑化電圧Ｃとしてサンプリングする。
【００９２】
ステップ１６０２では、出力電圧比較手段４１０ａにおいて(出力電圧比較手段でサンプリング制御を行ってもよい)、ステップ１６０１でサンプリングされた平滑電圧Ａ、平滑電圧Ｂ、平滑電圧Ｃから下記の比較値を演算する。
【００９３】
(比較値)＝(平滑電圧Ａ)−{(平滑電圧Ｂ)＋(平滑電圧Ｃ)}
【００９４】
ステップ１６０３では、故障判定手段４１１ａにおいて、ステップ１６０２で演算した比較値と所定値Ｘ１を比較し、比較値が所定値Ｘ１(所定値Ｘ１は正の数)よりも大きい場合は平滑化手段Ａ４０６の出力電圧が平滑化手段Ｂ１００７の出力電圧と平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧の和よりも大きいため、図１４の状況になっている。このため、グランド短絡が発生していると判断し、ステップ１６０４へ進み、それ以外の場合はステップ１６０５に進む。ステップ１６０４では、故障判定手段４１１ａにおいてグランド短絡が発生しているため、グランド短絡フラグをセットする。
【００９５】
ステップ１６０５では、故障判定手段４１１ａにおいて比較値が所定値Ｘ２(所定値Ｘ２は負の値)よりも小さい場合は、平滑化手段Ａ４０６の出力電圧より平滑化手段Ｂ１００７の出力電圧と平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧の和が大きいため、図１５の状況になっている。このため、電源短絡が発生していると判断し、ステップ１６０６へ進み、それ以外はステップ１６０７に進む。ステップ１６０６では、故障判定手段４１１ａにおいて、電源短絡が発生しているため、電源短絡フラグをセットする。
【００９６】
ステップ１６０７では、故障判定手段４１１ａにおいて、グランド短絡フラグ又は電源短絡フラグがセットされているか確認し、どちらかのフラグがセットいる場合はステップ１６０８に進み、それ以外の場合は故障が発生していないため故障検出処理を終了する。
【００９７】
ステップ１６０８では、故障部分特定手段４１３ａにおいて、後述するように故障部分を特定する。ステップ１６０９では、モータ駆動手段１０１２において、故障しているモータの駆動を禁止する。また、ランプ１３５を点灯することで運転者にモータの故障を知らせる。
【００９８】
図１７は、図１６のステップ１６０８で故障部分特定手段４１３ａにより実施されている故障部分特定ロジックの流れを示したフローチャートである。ステップ１７０１では、モータ駆動手段１０１２に、電力変換器Ａ４０１では、シフト方向モータ１０５に通電するようにスイッチング素子を駆動させ、電力変換器Ｂ４０２ではスイッチング素子を全てオフとし、駆動停止させる。
【００９９】
ステップ１７０２では、Ａ／Ｄ変換手段Ａ４１５により平滑化手段Ａ４０６の出力電圧を平滑電圧Ａとしてサンプリングさせる。また、Ａ／Ｄ変換手段Ｂ４１６ａにより平滑化手段Ｂ１００７の出力電圧を平滑化電圧Ｂとしてサンプリングさせ、Ａ／Ｄ変換手段Ｃ４１６ｂにより平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧を平滑化電圧Ｃとしてサンプリングさせる。
【０１００】
ステップ１７０３では、出力電圧比較手段４１０ａに、ステップ１７０２でサンプリングされた平滑電圧Ａ、平滑電圧Ｂ、平滑電圧Ｃから下記の比較値を演算させる。
【０１０１】
(比較値)＝(平滑電圧Ａ)−｛(平滑電圧Ｂ)＋(平滑電圧Ｃ)｝
【０１０２】
ステップ１７０４では、故障判定手段４１１ａに、比較値が所定値Ｘ１(所定値Ｘ１は正の値)よりも大きい場合、又は、比較値が所定値Ｘ２(所定値Ｘ２は負の値)よりも小さい場合はステップ１７０５に進み、それ以外は１５０６に進む。ステップ１７０５では、故障部分特定手段４１３ａにおいて、電力変換器Ａ４０１にグランド短絡又は電源短絡が発生しているため、電力変換器故障フラグをセットする。
【０１０３】
ステップ１７０６では、モータ駆動手段１０１２に、電力変換器Ａ４０１では、スイッチング素子を全てオフとし駆動停止させ、電力変換器Ｂ４０２ではセレクト方向モータ１０６に通電するようにスイッチング素子を駆動させる。ステップ１７０７では、Ａ／Ｄ変換手段Ａ４１５により平滑化手段Ａ４０６の出力電圧を平滑電圧Ａとしてサンプリングさせる。また、Ａ／Ｄ変換手段Ｂ４１６ａにより平滑化手段Ｂ１００７の出力電圧を平滑化電圧Ｂとしてサンプリングさせ、Ａ／Ｄ変換手段Ｃ４１６ｂにより平滑化手段Ｃ１０１８の出力電圧を平滑化電圧Ｃとしてサンプリングさせる。
【０１０４】
ステップ１７０８では、出力電圧比較手段４１０ａに、ステップ１７０７でサンプリングされた平滑電圧Ａ、平滑電圧Ｂ、平滑電圧Ｃから下記の比較値を演算させる。
【０１０５】
(比較値)＝(平滑電圧Ａ)−{(平滑電圧Ｂ)＋(平滑電圧Ｃ)}
【０１０６】
ステップ１７０９では、故障判定手段１０１１において、比較値が所定値Ｘ１(所定値Ｘ１は正の値)よりも大きい場合、又は、比較値が所定値Ｘ２(所定値Ｘ２は負の値)よりも小さい場合はステップ１７１０に進み、それ以外は故障部分の特定を終了する。ステップ１７１０では、故障部分特定手段４１３ａにおいて、電力変換器Ｂ４０２にグランド短絡又は電源短絡が発生しているため、電力変換器故障フラグをセットする。
【０１０７】
このように、電流検出抵抗によってグランド短絡又は電源短絡が検出された場合は、電力変換器Ａ４０１、電力変換器Ｂ４０２を順番に駆動することで、故障部分の特定を行うことが可能となる。さらに、故障部分の特定を行うために新たに回路を設ける必要が無いため、安価の構成のモータ制御装置を提供することが可能となる。
【０１０８】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されることはなく、これらの実施の形態の可能な組合せ及び部分的な組合せも含むことは云うまでもない。例えば、図４に示す実施の形態１のモータ制御装置と図１２に示す実施の形態２のモータ制御装置の双方の故障部分特定手段に係わる機能を併せて備えたものも含む。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】この発明によるモータ制御装置を変速機の制御装置に適用した場合の構成を示した図である。
【図２】図１の変速レバーの詳細を示した図である。
【図３】２速で変速中に３速へギアチェンジする場合の変速機の動作の流れを示したフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１によるモータ制御装置の構成を示した図である。
【図５】図４の１つの電力変換器の詳細を示した図である。
【図６】図４の装置における短絡故障が発生していない場合の各電流検出抵抗と平滑化手段の電圧を示した図である。
【図７】図４の装置におけるグランド短絡が発生している場合の各電流検出抵抗と平滑化手段の電圧を示した図である。
【図８】図４の装置における電源短絡が発生している場合の各電流検出抵抗と平滑化手段の電圧を示した図である。
【図９】図４の装置の動作の流れを示したフローチャートである。
【図１０】グランド短絡、電源短絡が発生した場合の端子電圧を示した図である。
【図１１】図９のステップ９０８の故障部分特定ロジックの流れを示したフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態２によるモータ制御装置の構成を示した図である。
【図１３】図１２の装置における短絡故障が発生していない場合の各電流検出抵抗と平滑化手段の電圧を示した図である。
【図１４】図１２の装置におけるグランド短絡が発生している場合の各電流検出抵抗と平滑化手段の電圧を示した図である。
【図１５】図１２の装置における電源短絡が発生している場合の各電流検出抵抗と平滑化手段の電圧を示した図である。
【図１６】図１２の装置の動作の流れを示したフローチャートである。
【図１７】図１６のステップ１６０８の故障部分特定ロジックの流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１０】
１００  モータ制御装置、１０１  エンジン、１０２  自動変速機、１０３  クラッチ、１０５  シフト方向モータ、１０６  セレクト方向モータ、１１０  変速機制御装置、１１１  変速レバー、１１２  クラッチ制御手段、１１３  変速機制御手段、１３３  入力軸、１３４  出力軸、１３５  ランプ、４０１  電力変換器Ａ、４０２  電力変換器Ｂ、４０３  直流電源、４０４  電流検出抵抗Ａ、４０５，１００５  電流検出抵抗Ｂ、１０１７  電流検出抵抗Ｃ、４０６  平滑化手段Ａ、４０７，１００７  平滑化手段Ｂ、１０１８  平滑化手段Ｃ、４０８  端子電圧計測手段Ａ、４０９  端子電圧計測手段Ｂ、４１０，４１０ａ  出力電圧比較手段、４１１，４１１ａ  故障判定手段、４１２，４１２ａ  モータ駆動手段、４１３，４１３ａ  故障部分特定手段、４１４，４１４ａ  マイクロコンピュータ、４１５  Ａ／Ｄ変換手段Ａ、４１６，４１６ａ  Ａ／Ｄ変換手段Ｂ、４１６ｂ  Ａ／Ｄ変換手段Ｃ。
【図１】
2010115082.tif 000003
【図２】
2010115082.tif 000004
【図３】
2010115082.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010115082.tif 000010
【図９】
2010115082.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2010115082.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2010115082.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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