(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象機器に対する電流が駆動回路を介して出力されており、駆動回路に関する情報、または制御対象機器に対する情報を検出する検出手段の出力に基づいて、制御対象機器に対する電流が、制御装置によって制御されるようになった制御系における異常検出システムであって、
前記駆動回路における過電流の発生が検出されている間に、前記検出手段の異常が検出された場合に同検出手段が異常であると判定し、
前記駆動回路における過電流の発生が検出されている間に、前記制御装置の異常が検出された場合に同制御装置が異常であると判定することを特徴とする異常検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車の駆動用等として使用されるモータ等の制御対象機器に対して、駆動回路を介して電流が与えられるようになった制御系におけるセンサ等の検出器の異常を検出する異常検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車の駆動源として使用されるモータは、通常、三相式になっており、特開平１１−３２４９９号公報に開示されているように、ＰＭＷ（パルス振幅変調）方式の三相インバータによって、モーターの回転数、トルク等が一定になるようにフィードバック制御が実施される。このような制御系においては、制御系を構成する各種センサ等の検出手段、制御装置の異常を検出する異常検出システムが設けられている。
【０００３】
図２は、従来の異常検出システムの一例を示すブロック図である。この異常検出システムは、モータ４１は、三相インバータ４２から出力されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各モータ電流によって制御される制御系に設けられている。この制御系では、三相インバータ４２は、制御装置（ＣＰＵ）４３によって制御されている。
【０００４】
三相インバータ４２から出力されてモータ４１に与えられるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各モータ電流は、各電流センサ４４によってそれぞれ検出されるようになっている。また、モータ４１には、モータ４１の出力軸の回転位置を検出する位置センサ４７が設けられており、この位置センサ４７によってモータ４１の位置情報および回転数が検出される。
【０００５】
制御装置４３は、三相インバータ４２から出力される各モータ電流に対する３つの制御信号をそれぞれ出力するようになっており、各電流センサ４４の検出結果、モータ４１に設けられた位置センサ４７の検出結果に基づいて、モータ４１の回転数またはトルクが一定になるように、各モータ電流をフィードバック制御するようになっている。三相インバータ４２は、制御装置４３から出力される制御信号に基づいて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応した高圧の各モータ電流がそれぞれ出力される。
【０００６】
異常検出システムでは、制御装置４３から出力される３つの制御信号が、出力異常検出装置４５に与えられており、出力異常検出装置４５によって、各制御信号の出力に異常が発生しているかが検出される。出力異常検出装置４５は、制御装置４３から出力されるいずれかの制御信号に異常が発生している場合には、その異常を示す信号が、制御装置故障表示装置５１に出力される。
【０００７】
また、三相インバータ４２から出力される各モータ電流を検出する各電流センサ４４の出力は、電流センサ異常検出装置４６に与えられている。電流センサ異常検出装置４６は、各電流センサ４４のいずれかに異常が発生している場合に、電流センサ故障表示装置５３に所定の信号を出力するようになっている。
【０００８】
さらに、モータ４１に設けられた位置センサ４７の出力は、位置センサ異常検出装置４８に与えられており、位置センサ４７の出力に異常が発生した場合には、位置センサ異常検出装置４８から位置センサ４７に異常が発生したことを示す所定の信号が、位置センサ故障表示装置５４に出力されるようになっている。
【０００９】
前述した三相インバータ４２は、過電流が発生した際に、その過電流が発生したことを示す過電流信号が出力されるようになっている。三相インバータ４２から出力される過電流信号は、三相インバータ４２に過電流が発生したことを表示する過電流表示装置５２に与えられており、過電流表示装置５２は、過電流信号によって、三相インバータ４２に過電流が発生していることを表示する。
【００１０】
このような構成の異常検出システムは、次のように動作する。制御装置４３から出力される各制御信号は、三相インバータ４２に与えられており、三相インバータ４２は、各制御信号に基づいて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各モータ電流をモータ４１に出力する。これにより、モータ４１は、所定の回転数またはトルクになるように制御される。
【００１１】
このような制御の間において、例えば、制御装置４３から出力されるいずれかの制御信号に異常が発生すると、出力異常検出装置４５から異常信号が制御装置故障表示装置５１に出力される。これにより、制御装置故障表示装置５１は、制御装置４３に故障が発生していることを表示する。
【００１２】
この場合、制御装置４３から出力される制御信号の異常により、三相インバータ４２には過電流が発生するために、三相インバータ４２からは過電流信号が発せられ、その過電流信号が、過電流表示装置５２に出力される。これにより、過電流表示装置５２は、三相インバータ４２に過電流が発生していることを表示する。
【００１３】
同様に、三相インバータ４２から出力される各モータ電流を検出する各電流センサ４４に異常が発生したことが、電流センサ異常検出装置４６によって検出された場合にも、電流センサ故障表示装置５３にて電流センサ４４の故障が表示され、また、モータ４１に設けられた位置センサ４７に異常が発生していることが、位置センサ異常検出装置４８によって検出された場合にも、位置センサ故障表示装置５４にて位置センサ４７の故障が表示される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このような異常検出システムでは、制御装置４３に異常が発生して、出力される制御信号が異常になった場合には、三相インバータ４２に過電流が発生することになり、これにより、過電流表示装置５２には、三相インバータ４２に過電流が発生していることが表示されることになる。この場合、制御装置４３から出力される制御信号の異常が短時間であっても、制御系の異常によって、三相インバータ４２には過電流が発生することになる。
【００１５】
これに対して、制御装置４３の異常を検出する出力異常検出装置４５では、制御装置４３から出力される制御信号に異常が発生したことの検出が短時間である場合には、ノイズ等の影響によって異常信号が発生したものであって制御装置４３自体は故障していないものとして、出力異常検出装置４５からは、異常信号は出力されないようになっている。
【００１６】
このために、このような状況においては、過電流表示装置５２は、過電流が発生していることを表示するのに対して、制御装置故障表示装置５１は、制御装置４３の故障を表示しないことになる。
【００１７】
同様に、各電流センサ４４および位置センサ４７から、短時間の異常信号が出力された場合にも、三相インバータ４２に発生する過電流によって、過電流表示装置５２に過電流の発生が表示されるのに対して、電流センサ故障表示装置５３および位置センサ故障表示装置５４には、電流センサ４４の故障および位置センサ４７の故障は、それぞれ表示されないことになる。
【００１８】
このようにして、過電流表示装置５２にて過電流の発生のみが表示されると、三相インバータ４２に過電流が発生して故障したものと認識されることになり、三相インバータ４２が修理されることになる。しかしながら、この場合には、根本の故障原因は、三相インバータ４２以外にあるにもかかわらず、三相インバータ４２の修理、交換等が実施されることになり、同様の事態が繰り返されるおそれがある。
【００１９】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、駆動回路による制御対象機器を制御する際に、各種情報を検出する検出手段、制御装置等の異常を駆動回路に悪影響を与えないノイズと区別して検出することができる異常検出システムを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の異常検出システムは、制御対象機器に対する電流が駆動回路を介して出力されており、駆動回路に関する情報、または制御対象機器に対する情報を検出する検出手段の出力に基づいて、制御対象機器に対する電流が、制御装置によって制御されるようになった制御系における異常検出システムであって、
前記駆動回路における過電流の発生が検出されている間に、前記検出手段の異常または制御装置の異常が検出された場合に、その検出手段または制御装置が異常であると判定することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の異常検出システムの実施の形態の一例を示すブロック図である。本発明の異常検出システムは、電気自動車の駆動源として使用される三相式のモーター１１の制御系に設けられている。
【００２２】
三相式のモーター１１は、ＰＷＭ（パルス振幅変調）方式の三相インバータ１２から出力されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各モーター電流によって制御されるようになっており、三相インバータ１２は、制御装置（ＣＰＵ）１３によって制御されている。
【００２３】
三相インバータ１２から出力されてモータ１１に与えられるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各モータ電流は、各電流センサ１４によってそれぞれ検出されるようになっている。また、モータ１１には、モータ１１の出力軸の回転位置を検出する位置センサ１７が設けられており、この位置センサ１７によってモータ１１の位置情報および回転数が検出される。
【００２４】
制御装置１３は、三相インバータ１２から出力される各モータ電流に対する３つの制御信号をそれぞれ出力するようになっており、各電流センサ１４の検出結果、モータ１１に設けられた位置センサ１７の検出結果に基づいて、モータ１１の回転数またはトルクが一定になるように、各モータ電流をフィードバック制御するように構成されている。三相インバータ１２は、制御装置１３から出力される制御信号に基づいて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応した高圧の各モータ電流がそれぞれ出力される。
【００２５】
本発明の異常検出システムでは、制御装置１３から出力される３つの制御信号が、出力異常検出装置１５に与えられており、出力異常検出装置１５によって、各制御信号の出力に異常が発生しているかが検出される。出力異常検出装置１５は、いずれかの制御信号が異常状態になっている場合には、制御装置１５の異常を示す信号を第１ＡＮＤゲート２１に出力するようになっている。
【００２６】
また、三相インバータ１２から出力されてモータ１１に与えられるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各モータ電流をそれぞれ検出する各電流センサ１４の出力は、電流センサー異常検出回路１６に与えられている。電流センサ異常検出回路１６は、各電流センサ１４のいずれかに異常が発生する場合に、第２ＡＮＤゲート２２に対して電流センサの異常を示す所定の信号を出力するようになっている。
【００２７】
さらに、モータ１１に設けられた位置センサ１７の出力は、位置センサ異常検出装置１８に与えられている。位置センサ異常検出装置１８は、位置センサー１７の出力に異常が発生する場合に、第３ＡＮＤゲート２３に対して、位置センサ１７に異常が発生したことを示す所定の信号を出力するようになっている。
【００２８】
前述した三相インバータ１２は、過電流が発生した際に、その過電流が発生したことを示す過電流信号が出力されるようになっている。三相インバータ１２から出力される過電流信号は、三相インバータ１２に過電流が発生したことを示す過電流表示装置３２に与えられており、過電流表示装置３２に三相インバータ１２に過電流が発生していることが表示される。
【００２９】
また、三相インバータ１２から発せられる過電流信号は、第１ＡＮＤゲート２１、第２ＡＮＤゲート２２、第３ＡＮＤゲート２３にそれぞれ与えられている。そして、第１ＡＮＤゲート２１の出力が、制御装置１３の故障を表示する制御装置故障表示装置３１に与えられており、第２ＡＮＤゲート２２の出力が、電流センサ１４の故障を表示する電流センサ故障表示装置３３に与えられている。そして、第３ＡＮＤゲート２３の出力が、位置センサ１７の故障を表示する位置センサ故障表示装置３４に与えられている。
【００３０】
このような構成の異常検出システムは、次のように動作する。制御装置１３から出力される各モータ電流の制御信号は、三相インバータ１２に与えられており、三相インバータ１２は、各制御信号に基づいて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各モータ電流をモータ１１に出力する。これにより、モータ１１は、所定の回転数またはトルクになるように制御される。
【００３１】
このような制御の間において、例えば、制御装置１３から出力されるいずれかの制御信号に異常が発生すると、その制御信号の異常により、三相インバータ１２には過電流が発生する。この場合、制御装置１３から出力される制御信号の異常が短時間であっても、三相インバータ１２には過電流が発生することになる。これにより、三相インバータ１２には過電流信号が発せられ、発せられた過電流信号が、過電流表示装置３２に出力されるとともに、第１ＡＮＤゲート２１に出力される。
【００３２】
また、出力異常検出装置１５は、制御装置１３から制御信号が出力されると、第１ＡＮＤゲート２１に対して、制御装置１３に異常が発生していることを示す信号が出力される。
【００３３】
三相インバータ１２に過電流が発生することによって、過電流信号が過電流表示装置３２に発せられると、過電流表示装置３２は、三相インバータ１２に過電流が発生していることを表示する。また、第１ＡＮＤゲート２１は、出力異常検出装置１５から発せられる信号と、過電流信号とが入力されることにより、制御装置異常表示装置３１に対して所定の信号を出力する。これにより、制御装置故障表示装置３１は、制御装置１３に故障が発生していることを表示する。
【００３４】
このように、制御装置１３から出力される制御信号に異常が発生した場合に、出力異常検出装置１５から異常信号が出力されるために、過電流表示装置３２による過電流の発生の表示とともに、制御装置故障表示装置３１による制御装置１３の異常が表示される。
【００３５】
これにより、三相インバータ１２に発生した過電流が、制御装置１３から出力される制御信号の異常に基づくものであることが確認され、制御装置１３に異常が発生していることが確実に認識されることになり、異常の発生している制御装置１３の修理等が実施されることになる。
【００３６】
しかも、三相インバータ１２に過電流を流させるような異常であれば、短時間でも検出すべきものであり、制御装置１３の異常としても何ら差し支えない。
【００３７】
他方、制御装置１３の出力信号に短時間のノイズが乗って出力異常検出装置１５がそれを検出しても、そのノイズが三相インバータ１２に過電流を生じさせるようなものでなければ、三相インバータ１２からは、過電流信号は出力されない。このために、第１ＡＮＤゲート２１から信号は出力されず、制御装置故障表示装置３１による制御装置３１の故障の表示は行われない。
【００３８】
このように、出力異常検出装置１５の検出感度が十分に高く、短時間のノイズ等も検出される構成であっても、ノイズと制御装置１３の異常とを区別して表示することができる。
【００３９】
同様に、各電流センサ１４からの出力信号に対して異常が発生していることが、電流センサ異常検出装置１６によって検出された場合にも、三相インバータ１２に発生した過電流による過電流信号と、電流センサ異常検出装置１６からの出力とによって、電流センサ故障表示装置３３は、電流センサ１４の故障を表示する。そして、この場合も、過電流表示装置３２は、三相インバータ１２に過電流が発生していることを表示する。これに対して、電流センサ異常検出装置１６によって異常が検出されても、三相インバータ１２からか電流信号が発生させない場合には、電流センサ故障表示装置３３による故障の表示は行われない。
【００４０】
さらには、モーター１１に設けられた位置センサ１７の出力に異常が発生していることが、位置センサ異常検出装置１８によって検出された場合にも、三相インバータ１２に発生した過電流による過電流信号と、位置センサ異常検出装置１８からの出力とによって、位置センサ故障表示装置３４は、位置センサ１７の故障を表示する。そして、この場合も、過電流表示装置３２は、三相インバータ１２に過電流が発生していることを表示する。これに対して、位置センサ異常検出装置１８によって異常が検出されても、三相インバータ１２からか電流信号が発生させない場合には、位置センサ故障表示装置３４による故障の表示は行われない。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、制御対象としてモータ１１について説明したが、制御対象がモータ以外の各種のものであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の異常検出システムは、このように、駆動回路における過電流の発生が検出されている間に、検出手段の異常が検出された場合に検出手段が異常であると判定し、駆動回路における過電流の発生が検出されている間に、制御装置の異常が検出された場合に制御装置が異常であると判定するようになっているために、ノイズ等の影響を排除して、検出手段等の異常を正確に検出することができ、信頼性が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異常検出システムの実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図２】従来の異常検出システムの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１  モータ
１２  三相インバータ
１３  制御装置
１４  電流センサ
１５  出力異常検出装置
１６  電流センサ異常検出装置
１７  位置センサ
１８  位置センサ異常検出装置
２１  第１ＡＮＤゲート
２２  第２ＡＮＤゲート
２３  第３ＡＮＤゲート
３１  制御装置故障表示装置
３２  過電流表示装置
３３  電流センサ故障表示装置
３４  位置センサ故障表示装置
【図１】
0003684940.tif 000002
【図２】
0003684940.tif 000003