(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源を駆動させる３相Ｈブリッジ回路と、
当該３相Ｈブリッジ回路と並列に設けられたコンデンサと、
前記３相Ｈブリッジ回路及び前記コンデンサに対して電力を供給する電源と、当該コンデンサと、の間に設けられた過電流検出部と、
前記過電流検出部が過電流を検出した場合に、前記３相Ｈブリッジ回路に設けられたスイッチング素子をオフにするハードウェア制御を行う駆動制御部と、
前記過電流検出部が過電流を検出した場合に、前記３相Ｈブリッジ回路に設けられたスイッチング素子をオフにするソフトウェア制御を行った後、前記３相Ｈブリッジ回路の相毎に、スイッチング素子がオフする制御が行われた状態で、複数のスイッチング素子が直列に配置された中間地点の電圧を計測することで、異常の検出を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、さらに、前記駆動源がモータの場合に、当該モータの回転数が所定の回転数以上の場合に、前記モータに対する電流指令値と、前記モータに流れる電流値と、に基づいて、前記モータが異常であるか否かを判定し、当該モータの回転数が所定の回転数より小さい場合に、前記３相Ｈブリッジ回路の相毎に、前記複数のスイッチング素子が直列に配置された中間地点の電圧を計測することで、異常の検出を行う、
駆動源制御装置。
【請求項２】
前記３相Ｈブリッジ回路の相毎に直列に配置された複数のスイッチング素子のうち、電源側のスイッチング素子と並列に、抵抗を備えた、
請求項１に記載の駆動源制御装置。
【請求項３】
駆動源を駆動させる３相Ｈブリッジ回路と、
当該３相Ｈブリッジ回路と並列に設けられたコンデンサと、
前記３相Ｈブリッジ回路及び前記コンデンサに対して電力を供給する電源と、当該コンデンサと、の間に設けられた過電流検出部と、
前記過電流検出部が過電流を検出した場合に、前記３相Ｈブリッジ回路に設けられたスイッチング素子をオフにするハードウェア制御を行う駆動制御部と、
前記過電流検出部が過電流を検出した場合に、前記３相Ｈブリッジ回路に設けられたスイッチング素子をオフにするソフトウェア制御を行った後、前記３相Ｈブリッジ回路の相毎に、スイッチング素子がオフする制御が行われた状態で、異常の検出を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、さらに、前記３相Ｈブリッジ回路の各相に設けられたスイッチング素子毎にオンにする制御を行った場合に、当該スイッチング素子を含む、複数のスイッチング素子が直列に配置された中間地点の電圧を計測することで、異常の検出を行う、
駆動源制御装置。
【請求項４】
前記３相Ｈブリッジ回路と、前記コンデンサと、前記過電流検出部と、前記駆動制御部と、前記制御部と、を複数備え、
前記複数の制御部が、前記異常の検出を行うタイミングをずらす、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の駆動源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、駆動源制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源から半導体ブリッジ回路を介して給電されることで可変速制御が可能な駆動源について様々な技術が提案されている。例えば、可変速制御を行うための駆動制御回路に異常が生じた場合に、駆動源を停止させて安全性を向上させる技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２３３６３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２３７８８号公報
【特許文献３】特開２０１１−２０００６６号公報
【特許文献４】特開２００２−３２５３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術においては、異常を検出した場合に、駆動源を安全に停止させるための技術は提案されているが、当該異常が誤検出等の可能性もある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異常を検出した場合に、駆動源を停止して、異常診断を行うことで、異常が無い場合に通常の駆動状態への復帰を実現する駆動源制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態にかかる駆動源制御装置は、駆動源を駆動させる３相Ｈブリッジ回路と、当該３相Ｈブリッジ回路と並列に設けられたコンデンサと、前記３相Ｈブリッジ回路及び前記コンデンサに対して電力を供給する電源と、当該コンデンサと、の間に設けられた過電流検出部と、前記過電流検出部が過電流を検出した場合に、前記３相Ｈブリッジ回路に設けられたスイッチング素子をオフにするハードウェア制御を行う駆動制御部と、前記過電流検出部が過電流を検出した場合に、前記３相Ｈブリッジ回路に設けられたスイッチング素子をオフにするソフトウェア制御を行った後、前記３相Ｈブリッジ回路の相毎に、スイッチング素子がオフする制御が行われた状態で、複数のスイッチング素子が直列に配置された中間地点の電圧を計測することで、異常の検出を行う制御部と、を備え、前記制御部は、さらに、前記駆動源がモータの場合に、当該モータの回転数が所定の回転数以上の場合に、前記モータに対する電流指令値と、前記モータに流れる電流値と、に基づいて、前記モータが異常であるか否かを判定し、当該モータの回転数が所定の回転数より小さい場合に、前記３相Ｈブリッジ回路の相毎に、前記複数のスイッチング素子が直列に配置された中間地点の電圧を計測することで、異常の検出を行う。したがって、スイッチング素子をオフにした状態で、各相の中間地点の電圧を計測して、異常の検出を行うことで、過電流の誤検出等を抑止できる。
【０００９】
また、実施形態にかかる駆動源制御装置は、３相Ｈブリッジ回路の相毎に直列に配置された複数のスイッチング素子のうち、電源側のスイッチング素子と並列に、抵抗を備える。したがって、当該抵抗を介して各相の中間地点の電圧を計測できるので、適切に異常の検出を行うことができる。
【００１０】
また、実施形態にかかる駆動源制御装置は、駆動源を駆動させる３相Ｈブリッジ回路と、当該３相Ｈブリッジ回路と並列に設けられたコンデンサと、前記３相Ｈブリッジ回路及び前記コンデンサに対して電力を供給する電源と、当該コンデンサと、の間に設けられた過電流検出部と、前記過電流検出部が過電流を検出した場合に、前記３相Ｈブリッジ回路に設けられたスイッチング素子をオフにするハードウェア制御を行う駆動制御部と、前記過電流検出部が過電流を検出した場合に、前記３相Ｈブリッジ回路に設けられたスイッチング素子をオフにするソフトウェア制御を行った後、前記３相Ｈブリッジ回路の相毎に、スイッチング素子がオフする制御が行われた状態で、異常の検出を行う制御部と、を備え、制御部が、さらに、３相Ｈブリッジ回路の各相に設けられたスイッチング素子毎にオンにする制御を行った場合に、当該スイッチング素子を含む、複数のスイッチング素子が直列に配置された中間地点の電圧を計測することで、異常の検出を行う。したがって、各スイッチング素子をオンにした状態で中間地点の電圧を計測することで、適切に異常の検出を行うことができる。
【００１１】
また、実施形態にかかる駆動源制御装置は、３相Ｈブリッジ回路と、コンデンサと、過電流検出部と、駆動制御部と、制御部と、を複数備え、複数の制御部が、異常の検出を行うタイミングをずらす。したがって、異常検出を行うタイミングを駆動源毎にずらすことで、異常の誤検出を抑止し、適切な異常検出を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態のモータ制御装置の全体構成を示した図である。
【図２】図２は、実施形態の第１系列において異常検知のために行われた各種チェックのタイムチャートを例示した図である。
【図３】図３は、実施形態の第１系列及び第２系列において異常検知のために行われた各種チェックのタイムチャートを例示した図である。
【図４】図４は、実施形態のモータ制御装置における、異常検知のための各種チェックの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に示す実施形態では、モータが搭載された車両電気アクチュエータを用いて説明するが、モータが搭載される車両の電気アクチュエータに制限するものではない。また、以下に示す実施形態では、駆動源としてモータを用いた例について説明するが、モータに制限するものではなく、他の駆動源であっても良い。
【００１４】
以下に、駆動源制御装置の一例として、モータを駆動制御するためのモータ制御装置について説明する。図１は、実施形態のモータ制御装置の全体構成を示した図である。
【００１５】
図１に示されるように、本実施形態は、回転軸１８０を、複数のモータ（例えば、モータ１０１Ａ及びモータ１０１Ｂ）で駆動させる例とする。このために本実施形態の駆動源制御装置では、複数のモータの各々について、当該モータを制御するための構成を設けている。本実施形態では、モータ毎に設けられた構成を、系列（例えば第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂ）と称する。
【００１６】
図１に示される第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂは、共通する電源から電力が供給されている例とする。このため、当該電源から供給される電圧等の変化は、第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂに対してほぼ同時に影響を与える可能性がある。
【００１７】
第１系列１００Ａは、モータ１０１Ａと、ＰＩＧ平滑コンデンサプリチャージ回路１０２Ａと、チョークコイル１０３Ａと、ハイサイドスイッチ１０４Ａと、逆接防止スイッチ１０５Ａと、過電流検知用抵抗１０６Ａと、過電流検知回路１０７Ａと、ハイサイドスイッチプリドライバ１０８Ａと、逆接防止スイッチプリドライバ１０９Ａと、平滑コンデンサ１１０Ａと、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａと、マイコン１３０Ａと、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａと、が設けられている。
【００１８】
３相Ｈブリッジ回路１５０Ａは、Ｕ相と、Ｖ相と、Ｗ相と、を示す接続線が並列に接続され、駆動源となるモータ１０１Ａを駆動させる。３相Ｈブリッジ回路１５０Ａは、電圧（BPIG）が供給される電源と、グラウンドＧＮＤと、に接続されている。
【００１９】
モータ１０１Ａは、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａからの制御に従って、回転駆動を行う。また、モータ１０１Ａは、発電機として動作し、電力（ＰＩＧ）を供給する電源に対して充電する回生制御を実現できる。
【００２０】
そして、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａは、Ｕ相に、Ｈｕスイッチングデバイス１５１Ａと、Ｌｕスイッチングデバイス１５２Ａと、が直列に接続されている。そして、Ｕ相のＨｕスイッチングデバイス１５１Ａ、及びＬｕスイッチングデバイス１５２Ａの間の中間位置となる接続点から、第１の分割抵抗１５３Ａを介して、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａに接続されている。これにより、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａは、Ｕ相の中間位置における電圧値を取得できる。
【００２１】
また、Ｕ相の上流側（中間位置を基準にグラウンドと反対側）の端部と中間位置となる接続点とに接続され、Ｈｕスイッチングデバイス１５１Ａと並列に、第１のプルアップ抵抗１５４Ａが設けられている。
【００２２】
本実施形態では、Ｕ相のみならず、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａの相毎に、直列に配置された複数のスイッチングデバイスのうち、上流側（中間位置を基準にグラウンドと反対側）のスイッチングデバイスと並列に、プルアップ抵抗が設けられている。
【００２３】
Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａは、Ｕ相のＨｕスイッチングデバイス１５１Ａ及びＬｕスイッチングデバイス１５２Ａがオフの場合に、第１の分割抵抗１５３Ａ及び第１のプルアップ抵抗１５４Ａで下げられた電圧値を取得できる。なお、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａは、Ｖ相の中間位置における電圧値、及びＷ相の中間地点における電圧値も、同様の手法で取得できる。
【００２４】
３相Ｈブリッジ回路１５０Ａは、Ｖ相に、Ｈｖスイッチングデバイス１６１Ａと、Ｌｖスイッチングデバイス１６２Ａと、が直列に接続されている。そして、Ｖ相のＨｖスイッチングデバイス１６１Ａ、及びＬｖスイッチングデバイス１６２Ａの間の中間位置となる接続点から、第２の分割抵抗１６３Ａを介して、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａに接続されている。また、Ｖ相の端部と中間位置となる接続点とに接続され、Ｈｖスイッチングデバイス１６１Ａと並列に、第２のプルアップ抵抗１６４Ａが設けられている。
【００２５】
３相Ｈブリッジ回路１５０Ａは、Ｗ相に、Ｈｗスイッチングデバイス１７１Ａと、Ｌｗスイッチングデバイス１７２Ａと、が直列に接続されている。そして、Ｗ相のＨｗスイッチングデバイス１７１Ａ、及びＬｗスイッチングデバイス１７２Ａの間の中間位置となる接続点から、第３の分割抵抗１７３Ａを介して、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａに接続されている。また、Ｗ相の端部と中間位置となる接続点とに接続され、Ｈｗスイッチングデバイス１７１Ａと並列に、第３のプルアップ抵抗１７４Ａが設けられている。
【００２６】
３相Ｈブリッジ回路１５０Ａに設けられたスイッチングデバイス（Ｈｕスイッチングデバイス１５１Ａ、Ｌｕスイッチングデバイス１５２Ａ、Ｈｖスイッチングデバイス１６１Ａ、Ｌｖスイッチングデバイス１６２Ａ、Ｈｗスイッチングデバイス１７１Ａ、Ｌｗスイッチングデバイス１７２Ａ）は、例えば、スイッチングを行うＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）と、ＦＥＴに対して逆並列に接続されたダイオードと、を含むことが考えられるが、どのような構成であっても良い。Ｈブリッジ下流には各相電流を検知する各相電流検知用抵抗（シャント抵抗）１５５Ａ、１６５Ａ、１７５Ａが設けられており、これらの値からベクトル制御用ｉｐ、ｉｄを算出できる。
【００２７】
マイコン１３０Ａは、内部に格納されたソフトウェアを実行することで、各種制御を行う。例えば、マイコン１３０Ａは、各種プリドライバ（例えば、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａ、ＰＩＧ平滑コンデンサプリチャージ回路１０２Ａ、及びハイサイドスイッチプリドライバ１０８Ａ、逆接防止スイッチプリドライバ１０９Ａ）を制御するための制御信号を出力する。また、マイコン１３０Ａは、過電流であるか否かの判定基準として設定された過電流基準値を、過電流検知回路１０７Ａに出力する。
【００２８】
Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａは、マイコン１３０Ａからの制御信号に従って、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａをハードウェア制御するためのドライバとする。また、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａは、過電流検知回路１０７Ａから出力された過電流信号が過電流を検出した旨を示している場合に、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａに設けられた全てのスイッチングデバイス（Ｈｕスイッチングデバイス１５１Ａ、Ｌｕスイッチングデバイス１５２Ａ、Ｈｖスイッチングデバイス１６１Ａ、Ｌｖスイッチングデバイス１６２Ａ、Ｈｗスイッチングデバイス１７１Ａ、Ｌｗスイッチングデバイス１７２Ａ）をオフにするハードウェア制御を行う。本実施形態では、ハードウェア制御で全てのスイッチングデバイスをオフにすることで、迅速に電流をオフにできるため、過電流による回路の故障等を抑止できる。
【００２９】
過電流検知回路１０７Ａは、マイコン１３０Ａから入力される過電流基準値より大きい電流が、過電流検知用抵抗１０６Ａに流れているか否かを判定する。そして、過電流検知回路１０７Ａは、過電流基準値より大きい電流が流れていると判定した場合に、その旨を示した過電流信号を、マイコン１３０Ａ及びＨブリッジプリドライバ１２０Ａに出力する。
【００３０】
ＰＩＧ平滑コンデンサプリチャージ回路１０２Ａは、マイコン１３０Ａからの制御信号に従って、平滑コンデンサ１１０Ａを充電するための制御を行う。
【００３１】
ハイサイドスイッチプリドライバ１０８Ａは、マイコン１３０Ａからの制御信号に従って、ハイサイドスイッチ１０４Ａのスイッチング制御を行う。
【００３２】
逆接防止スイッチプリドライバ１０９Ａは、マイコン１３０Ａからの制御信号に従って、逆接防止スイッチ１０５Ａのスイッチング制御を行う。
【００３３】
第１系列１００Ａでは、電力（ＰＩＧ）が供給される電源から、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａまでの間に、チョークコイル１０３Ａと、ハイサイドスイッチ１０４Ａと、逆接防止スイッチ１０５Ａと、過電流検知用抵抗１０６Ａと、が直列に接続されている。
【００３４】
過電流検知用抵抗（シャント抵抗）１０６Ａは、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａ及び平滑コンデンサ１１０Ａに対して電力（ＰＩＧ）を供給する電源と、平滑コンデンサ１１０Ａと、の間に設けられた、過電流を検知するための抵抗とする。
【００３５】
平滑コンデンサ１１０Ａは、過電流検知用抵抗１０６Ａより３相Ｈブリッジ回路１５０Ａ側に、当該３相Ｈブリッジ回路１５０Ａと並列に設けられている。これにより、平滑コンデンサ１１０Ａは、ノイズを抑止することができる。
【００３６】
しかしながら、電圧が急上昇した場合に、平滑コンデンサ１１０Ａから過電流検知用抵抗１０６Ａ側に電流が流れる。このような状況は、電源電圧が急低下から元に戻った場合、換言すれば電流が大きくなった場合に、平滑コンデンサ１１０Ａから供給される電流と、電源から供給される電流と、により、過電流検知用抵抗１０６Ａに大きな電流が流れる。このような場合に、過電流検知回路１０７Ａは、過電流を検出したものとして、マイコン１３０Ａと、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａと、に対して、過電流を検出した旨を示す過電流信号を出力する。
【００３７】
そして、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａは、過電流信号に従って、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａに含まれている全てのスイッチングデバイスをオフにするハードウェア制御を行う。同様に、マイコン１３０Ａは、過電流信号に従って、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａに含まれている全てのスイッチングデバイスをオフにするソフトウェア制御を行う。本実施形態では、オフにする旨の制御信号を出力する。
【００３８】
そして、マイコン１３０Ａは、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａに設けられたスイッチングデバイスをオフにするソフトウェア制御を行った後、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａに設けられたスイッチングデバイスをオフにされた状態で、異常検出を開始する。本実施形態では、異常検出として、スイッチングデバイスの全オフ時のチェックと、下流スイッチングデバイスの通電チェックと、上流スイッチングデバイスの通電チェックと、を行う。
【００３９】
本実施形態では、スイッチングデバイスの全オフ時に、異常であるか否かのチェックを行う。スイッチングデバイスの全オフ時に行うチェックを、全オフチェックとも称する。当該全オフチェックでは、モータ１０１Ａの回転数に応じて、チェック手法を切り替える。本実施形態では、チェック手法を切り替える基準となる回転数を、１３００rpmとする。なお、本実施形態は、１３００rpm以上であるか否かに基づいて、チェック手法を切り替える手法について説明するが、１３００rpmは例として示したもので、実施の態様に応じて適切な回転数を設定する。
【００４０】
ところで、本実施形態では、モータ制御装置が搭載されたアクチュエータが起動中に、換言すればモータ１０１Ａの回転中に、ブレーキモードになった場合に、当該モータ１０１Ａから回生エネルギーが生じる。ところで、モータ１０１Ａの回転中に、ブレーキモードになった場合に、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａでスイッチングデバイスが全てオフであれば、当該スイッチングデバイスを介した電流は流れない。そこで、本実施形態では、モータ１０１Ａが１３００rpm以上回転している場合に、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａでスイッチングデバイスが全てオフであるにもかかわらず、回生エネルギーによる電流が予め定められた基準値以上生じている場合に、マイコン１３０Ａは、モータ１０１Ａを含む駆動系で異常が生じていると判定する。
【００４１】
本実施形態では、以下の式（１）を満たすか否かに応じて異常であるか否かを判定する。
sign(iqref)＊iq＜―５Ａ  ∨  各相電圧＜０．１Ｖ…（１）
本実施形態では、iqrefをｑ軸電流指令値、iqをｑ軸電流値とする。なお、iqref及びiqは、従来と同様の手法で、マイコン１３０Ａに入力される値とする。
【００４２】
マイコン１３０Ａは、モータ１０１Ａの回転数が１３００rpm以上であれば、式（１）を満たした場合に、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａに異常が生じていると判定する。このように、本実施形態では、マイコン１３０Ａは、モータ１０１Ａの回転数が１３００rpm以上の場合に、モータ１０１Ａに対するq軸電流指令値iqrefと、モータ１０１Ａに流れる電流値iqと、に基づいて、モータ１０１Ａが異常であるか否かを判定する。特に、q軸電流指令値iqrefと、モータ１０１Ａに流れる電流値iqと、の正負が逆の場合には、q軸電流指令値iqrefと異なる回生電流iqが流れていると推測できる。
【００４３】
次に、モータ１０１Ａの回転数が１３００rpmより小さい場合の異常の判定手法について説明する。本実施形態のマイコン１３０Ａは、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａの相毎に、複数のスイッチング素子が直列に配置された中間地点の電圧を計測することで、異常であるか否かを判定する。本実施形態のマイコン１３０Ａは、Ｕ相のチェックとして以下の式（２）及び式（３）のうちいずれか一方を満たした場合に、異常と判定する。
Ｕ相スイッチングデバイス中間電圧値＞変数Ｐ×電圧ＰＩＧ−変数Ｑ＋０．５Ｖ…（２）
Ｕ相スイッチングデバイス中間電圧値＜変数Ｐ×電圧ＰＩＧ−変数Ｑ−０．５Ｖ…（３）
なお、電圧ＰＩＧは、電源の電圧とする。また、変数Ｐ、変数Ｑ、及び０．５Ｖは実施の態様に応じて設定される値とする。
【００４４】
同様に、本実施形態のマイコン１３０Ａは、Ｖ相のチェックとして以下の式（４）及び式（５）のうちいずれか一方を満たした場合に、異常と判定する。
Ｖ相スイッチングデバイス中間電圧値＞変数Ｐ×電圧ＰＩＧ−変数Ｑ＋０．５Ｖ…（４）
Ｖ相スイッチングデバイス中間電圧値＜変数Ｐ×電圧ＰＩＧ−変数Ｑ−０．５Ｖ…（５）
【００４５】
同様に、本実施形態のマイコン１３０Ａは、Ｗ相のチェックとして以下の式（６）及び式（７）のうちいずれか一方を満たした場合に、異常と判定する。
Ｗ相スイッチングデバイス中間電圧値＞変数Ｐ×電圧ＰＩＧ−変数Ｑ＋０．５Ｖ…（６）
Ｗ相スイッチングデバイス中間電圧値＜変数Ｐ×電圧ＰＩＧ−変数Ｑ−０．５Ｖ…（７）
【００４６】
本実施形態のマイコン１３０Ａは、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａのスイッチングデバイスを全てオフ時のチェックが終了した後、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａの各相に設けられたスイッチングデバイス毎にオンにする制御を行った場合に、異常の検出を行う。まず、本実施形態のマイコン１３０Ａは、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａの各相の下流側（中間位置を基準としてグラウンド側）のスイッチングデバイスをオンにして異常の検出を行う。この下流側のスイッチングデバイスをオンにして行う異常の検出を、下流チェックとも称する。
【００４７】
本実施形態のマイコン１３０Ａは、下流側のＵ相のスイッチングデバイスのチェックとして、Ｌｕスイッチングデバイス１５２Ａをオンにする制御を行った後、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａを介して、Ｕ相の中間電圧値を取得する。そして、マイコン１３０Ａは、下の式（８）を満たしているか否かを判定し、Ｕ相の下流チェックを行う。なお、０．８Ｖは過電圧か否かの基準値として定められたものであり、実施態様に応じて適切な値が設定されれば良い。下記の式（８）の条件を満たしている場合には、異常が生じているものと判定する。
Ｕ相スイッチングデバイス中間電圧値＞０．８Ｖ…（８）
【００４８】
次に、マイコン１３０Ａは、下流側のＶ相のスイッチングデバイスのチェックとして、Ｌｖスイッチングデバイス１６２Ａをオンにする制御を行った後、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａを介して、Ｖ相の中間電圧値を取得する。そして、マイコン１３０Ａは、下の式（９）を満たしているか否かを判定し、Ｖ相の下流チェックを行う。マイコン１３０Ａは、下記の式（９）の条件を満たしている場合に、異常が生じているものと判定する。
Ｖ相スイッチングデバイス中間電圧値＞０．８Ｖ…（９）
【００４９】
次に、マイコン１３０Ａは、下流側のＷ相のスイッチングデバイスのチェックとして、Ｌｗスイッチングデバイス１７２Ａをオンにする制御を行った後、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａを介して、Ｗ相の中間電圧値を取得する。そして、マイコン１３０Ａは、下の式（１０）を満たしているか否かを判定し、Ｗ相の下流チェックを行う。下記の式（１０）の条件を満たしている場合には、異常が生じているものと判定する。
Ｗ相スイッチングデバイス中間電圧値＞０．８Ｖ…（１０）
【００５０】
上述した制御により、下流側によるチェックが完了する。次に、マイコン１３０Ａは、上流側（中間位置を基準としてグラウンドと反対側）のスイッチングデバイスをオンにして異常であるか否かの判定を行う。この上流側のスイッチングデバイスをオンにして行う異常の検出を、上流チェックとも称する。
【００５１】
本実施形態のマイコン１３０Ａは、上流側のＵ相のスイッチングデバイスのチェックとして、Ｈｕスイッチングデバイス１５１Ａをオンにする制御を行った後、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａを介して、Ｕ相の中間電圧値を取得する。そして、マイコン１３０Ａは、下の式（１１）または式（１２）を満たしているか否かを判定し、Ｕ相の上流チェックを行う。なお、４．１Ｖは過電圧か否かの基準値、２．７Ｖは低電圧か否かの基準値として定められたものであり、実施態様に応じて適切な値が設定されれば良い。下記の式（１１）及び式（１２）のいずれかの条件を満たしている場合には、異常が生じているものと判定する。
Ｕ相スイッチングデバイス中間電圧値＞４．１Ｖ…（１１）
Ｕ相スイッチングデバイス中間電圧値＜２．７Ｖ…（１２）
【００５２】
本実施形態のマイコン１３０Ａは、上流側のＶ相のスイッチングデバイスのチェックとして、Ｈｖスイッチングデバイス１６１Ａをオンにする制御を行った後、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａを介して、Ｖ相の中間電圧値を取得する。そして、マイコン１３０Ａは、下の式（１３）または式（１４）を満たしているか否かを判定し、Ｖ相の上流チェックを行う。下記の式（１３）及び式（１４）のいずれかの条件を満たしている場合には、異常が生じているものと判定する。
Ｖ相スイッチングデバイス中間電圧値＞４．１Ｖ…（１３）
Ｖ相スイッチングデバイス中間電圧値＜２．７Ｖ…（１４）
【００５３】
本実施形態のマイコン１３０Ａは、上流側のＷ相のスイッチングデバイスのチェックとして、Ｈｗスイッチングデバイス１７１Ａをオンにする制御を行った後、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａを介して、Ｗ相の中間電圧値を取得する。そして、マイコン１３０Ａは、下の式（１５）または式（１６）を満たしているか否かを判定し、Ｗ相の上流チェックを行う。下記の式（１５）及び式（１６）のいずれかの条件を満たしている場合には、異常が生じているものと判定する。
Ｗ相スイッチングデバイス中間電圧値＞４．１Ｖ…（１５）
Ｗ相スイッチングデバイス中間電圧値＜２．７Ｖ…（１６）
【００５４】
本実施形態のマイコン１０３Ａは、過電流検知回路１０７Ａが過電流を検知した後、全オフチェック、下流チェック、上流チェック等の処理を行うことで、第１系列１００Ａの異常判定を実現できる。これにより、過電流検知回路１０７Ａにより検出された過電流が誤検出であったのか否かを判定できる。
【００５５】
第２系列１００Ｂは、モータ１０１Ｂと、ＰＩＧ平滑コンデンサプリチャージ回路１０２Ｂと、チョークコイル１０３Ｂと、ハイサイドスイッチ１０４Ｂと、逆接防止スイッチ１０５Ｂと、過電流検知用抵抗１０６Ｂと、過電流検知回路１０７Ｂと、ハイサイドスイッチプリドライバ１０８Ｂと、逆接防止スイッチプリドライバ１０９Ｂと、平滑コンデンサ１１０Ｂと、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ｂと、マイコン１３０Ｂと、３相Ｈブリッジ回路１５０Ｂと、が設けられている。
【００５６】
３相Ｈブリッジ回路１５０Ｂに設けられたスイッチングデバイス（Ｈｕスイッチングデバイス１５１Ｂ、Ｌｕスイッチングデバイス１５２Ｂ、Ｈｖスイッチングデバイス１６１Ｂ、Ｌｖスイッチングデバイス１６２Ｂ、Ｈｗスイッチングデバイス１７１Ｂ、Ｌｗスイッチングデバイス１７２Ｂ）は、例えば、スイッチングを行うＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）と、ＦＥＴに対して逆並列に接続されたダイオードと、を含むことが考えられるが、どのような構成であっても良い。Ｈブリッジ下流には各相電流を検知する各相電流検知用抵抗（シャント抵抗）１５５Ｂ、１６５Ｂ、１７５Ｂが設けられており、これらの値からベクトル制御用ｉｐ、ｉｄを算出できる。
【００５７】
３相Ｈブリッジ回路１５０Ｂは、Ｈｕスイッチングデバイス１５１Ｂと並列に、第１のプルアップ抵抗１５４Ａが設けられ、Ｈｖスイッチングデバイス１６１Ｂと並列に、第２のプルアップ抵抗１６４Ｂが設けられ、Ｈｗスイッチングデバイス１７１Ｂと並列に、第２のプルアップ抵抗１７４Ｂが設けられている。３相Ｈブリッジ回路１５０Ｂは、第１の分割抵抗１５３Ｂ、第２の分割抵抗１６３Ｂ、第３の分割抵抗１７３Ｂのそれぞれを介して、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａに接続されている。
【００５８】
そして、これら第２系列１００Ｂの構成は、１つの処理を除いて、第１系列１００Ａの各構成と同様の制御を行うこととする。
【００５９】
次に、第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂが行う処理のうち、異なる処理について説明する。本実施形態の第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂは、電源が共通している。このため、両方で過電流を検知された場合に、第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂにおいて、上述したチェックを同時に行うと、誤検出が生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、第１系列１００Ａのマイコン１３０Ａが行う異常を検出するためのチェックと、第２系列１００Ｂのマイコン１３０Ｂが行う異常を検出するためのチェックと、のタイミングをずらす制御を行うこととした。
【００６０】
まずは、各系列で行われるチェックのタイミングについて説明する。図２は、第１系列１００Ａにおいて、異常検知のために行われた各種チェックのタイムチャートを例示した図である。図２に示される例では、第１系列１００Ａにおいて、過電流を検知した場合とする。過電流を検知した時点でタイマを０にリセットして、チェックを開始する。本実施形態では、第１系列１００Ａのみで過電流を検知した場合のため、第２系列１００Ｂは、モータ１０１Ｂによる通常動作を継続する。一方、第１系列１００Ａにおいては、マイコン１３０Ａは、モータ１０１Ａを通常動作からフリーにする制御を行う。その後に、各種チェックを開始する。
【００６１】
図２に示される例では、系列毎に４０ｍｓ内でチェックを終了するように制御を行う。また、系列でチェックを行う際に、４０ｍｓのうち、最初の８ｍｓ、及び最後の８ｍｓは、マージンとして設けられたものであり、特に処理を行わない。
【００６２】
図２に示される例では、マイコン１３０Ａは、８ｍｓ〜１６ｍｓの間に、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａの全てのスイッチングデバイスをオフにした上で、上述した手法で全オフチェックを行う。
【００６３】
そして、マイコン１３０Ａは、１６ｍｓ〜２４ｍｓの間に、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａのうち相毎に下流のスイッチングデバイスをオンにした上で、上述した手法で下流チェックを行う。
【００６４】
そして、マイコン１３０Ａは、２４ｍｓ〜３２ｍｓの間に、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａのうち相毎に上流のスイッチングデバイスをオンにした上で、上述した手法で上流チェックを行う。
【００６５】
そして、マイコン１３０Ａが異常を検出できなかった場合に、モータ１０１Ａを通常動作に切り替えられる。一方、マイコン１３０Ａが異常を検出した場合に、モータ１０１Ａのフリーの状態を維持する。
【００６６】
次に、第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂで異常を検出した場合について説明する。図３は、第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂにおいて異常検知のための各種チェックを行った場合のタイムチャートを例示した図である。図３に示される例では、第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂにおいて、過電流を同時に検知した場合とする。このため、第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂは、同時にオフ制御が行われる。そして、第１系列１００Ａのマイコン１３０Ａは、過電流を検知した直後から４０ｍｓ以内にチェックを行い、第２系列１００Ｂのマイコン１３０Ｂは、過電流を検知してから４０ｍｓ経過した後に、チェックを行う。
【００６７】
上述したように、第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂのチェックは、最初の８ｍｓ、最後の８ｍｓはマージンとして設けられている。第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂのチェックは別々に行われるため、処理を行うタイミングがずれる可能性がある。これに対して、８ｍｓをマージンとして設けることで、第１系列１００Ａのチェックと、第２系列１００Ｂのチェックと、が同時に行われることを抑止できる。
【００６８】
図３に示す例では、第１系列１００Ａでショート検知し、第２系列１００Ｂでショートを誤検知した例とする。
【００６９】
そして、第１系列１００Ａのマイコン１３０Ａは、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａのスイッチングデバイスを全てオフにした後、全オフチェック、下流チェック、上流チェックの順に行う。図３に示される例では、マイコン１３０Ａは、上流チェックの段階で、４．１Ｖ以上の電圧を検出し、ショート検知する。その後、モータ１０１Ａをフリーにする制御を行う。
【００７０】
第２系列１００Ｂのマイコン１３０Ｂは、３相Ｈブリッジ回路１５０Ｂのスイッチングデバイスを全てオフにし、４０ｍｓ経過した後に、全オフチェック、下流チェック、上流チェックの順に行う。図３に示される例では、異常を検出しなかったものとして、モータ１０１Ｂをフリーから通常動作にした後、当該通常動作を継続する。
【００７１】
本実施形態では、上述した処理を行うことで、第１系列１００Ａと第２系列１００Ｂとの異常検出がタイミングをずらして実行されるため、同時に異常検出が行われることによる誤検出等を抑止できる。さらに、本実施形態では、第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂの異常検出が８０ｍｓで終了するため、迅速に通常の状態に復帰できる。
【００７２】
次に、本実施形態のモータ制御装置における、異常検知のための各種チェックの処理手順について説明する。図４は、本実施形態のモータ制御装置における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【００７３】
まず、過電流検知回路１０７Ａは、過電流基準値より大きい電流が、過電流検知用抵抗１０６Ａに流れることによるショートを検知したか否かを判定する（Ｓ４０１）。ショートを検知していないと判定した場合（Ｓ４０１：Ｎｏ）、Ｓ４０８に遷移する。
【００７４】
一方、過電流検知回路１０７Ａは、ショートを検知したと判定した場合（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、マイコン１３０Ａ、及びＨブリッジプリドライバ１２０Ａに過電流信号で、その旨を通知する。
【００７５】
そして、Ｈブリッジプリドライバ１２０Ａは、当該通知に従って、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａの全スイッチングデバイスをオフにするハードウェア制御を行う（Ｓ４０２）。これにより、モータ１０１Ａの制御がフリーとなる。
【００７６】
次に、マイコン１３０Ａは、当該通知に従って、３相Ｈブリッジ回路１５０Ａの全スイッチングデバイスをオフにするソフトウェア制御を行う（Ｓ４０３）。
【００７７】
その後、マイコン１３０Ａは、ハイサイドスイッチ１０４Ａをオフにするソフトウェア制御を行う（Ｓ４０４）。
【００７８】
そして、マイコン１３０Ａは、ｉ＝１を設定し（Ｓ４０５）、タイマの開始制御を行う（Ｓ４０６）。さらに、ＰＩＧ平滑コンデンサプリチャージ回路１０２Ａが、マイコン１３０Ａからの制御に従って、平滑コンデンサ１１０Ａの充電を開始する（Ｓ４０７）。なお、変数ｉは、系列を識別する数値とする。
【００７９】
そして、マイコン１３０Ａは、ｉ＞０か否かを判定する（Ｓ４０８）。ｉ≦０の場合（Ｓ４０８：Ｎｏ）には、Ｓ４０１に遷移する。なお、Ｓ４０１〜Ｓ４０８の処理は、第１系列１００Ａ内のみならず、第２系列１００Ｂでも同様の処理が行われているものとする。
【００８０】
そして、マイコン１３０Ａは、ｉ＞０と判定した場合（Ｓ４０８：Ｙｅｓ）、マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）が、（ｉ−１）×４０と８〜１６ｍ秒の間に、第ｉ系列における、全スイッチングデバイスオフ制御時による全オフチェックを行う（Ｓ４０９）。例えばｉ＝１であれば、マイコン１３０Ａが、カウンタが８〜１６ｍ秒の間に第１系列１００Ａの全オフチェックを行い、ｉ＝２であれば、マイコン１３０Ｂが、カウンタが４８〜５６ｍ秒の間に第２系列１００Ｂの全オフチェックを行う。
【００８１】
マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）は、チェックで異常を検出したか否かを判定する（Ｓ４１０）。チェックで異常を検出した場合（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、Ｓ４１６に遷移する。
【００８２】
また、マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）は、チェックで異常を検出しなかったと判定した場合（Ｓ４１０：Ｎｏ）、マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）が、（ｉ−１）×４０と１６〜２４ｍ秒の間に、第ｉ系列において、ＰＩＧ平滑コンデンサプリチャージ回路（ＰＩＧ平滑コンデンサプリチャージ回路１０２Ａ又はＰＩＧ平滑コンデンサプリチャージ回路１０２Ｂ）における充電オフ制御と、ハイサイドスイッチ（ハイサイドスイッチ１０４Ａ又はハイサイドスイッチ１０４Ｂ）のオン制御を行う（Ｓ４１１）。
【００８３】
さらに、マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）が、（ｉ−１）×４０と１６〜２４ｍ秒の間に、第ｉ系列において、下流スイッチングデバイスの通電チェックを行う（Ｓ４１２）。例えばｉ＝１であれば、マイコン１３０Ａが、カウンタが１６〜２４ｍ秒の間に第１系列１００Ａの下流チェックを行い、ｉ＝２であれば、マイコン１３０Ｂが、カウンタが５６〜６４ｍ秒の間に第２系列１００Ｂの下流チェックを行う。
【００８４】
マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）は、チェックで異常を検出したか否かを判定する（Ｓ４１３）。チェックで異常を検出した場合（Ｓ４１３：Ｙｅｓ）、Ｓ４１６に遷移する。
【００８５】
また、マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）は、チェックで異常を検出しなかったと判定した場合（Ｓ４１３：Ｎｏ）、マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）が、（ｉ−１）×４０と２４〜３２ｍ秒の間に、第ｉ系列において、上流スイッチングデバイスの通電チェックを行う（Ｓ４１４）。例えばｉ＝１であれば、マイコン１３０Ａが、カウンタが２４〜３２ｍ秒の間に第１系列１００Ａの上流チェックを行い、ｉ＝２であれば、マイコン１３０Ｂが、カウンタが６４〜７２ｍ秒の間に第２系列１００Ｂの上流チェックを行う。
【００８６】
マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）は、チェックで異常を検出したか否かを判定する（Ｓ４１５）。チェックで異常を検出した場合（Ｓ４１５：Ｙｅｓ）、Ｓ４１６に遷移する。
【００８７】
そして、マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）は、異常を検出したと判定した場合、異常検知時制御を行う（Ｓ４１６）。異常検知時制御としては、例えば、異常が検出された系列のモータ（モータ１０１Ａ又はモータ１０１Ｂ）を、フリーにする制御を継続する等が考えられる。
【００８８】
一方、チェックで異常を検出しなかった場合（Ｓ４１５：Ｎｏ）、マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）は、第ｉ系列のＨブリッジ回路を通常動作に切り替える（Ｓ４１７）。
【００８９】
その後、マイコン（マイコン１３０Ａ又はマイコン１３０Ｂ）は、変数ｉに１加算する（Ｓ４１８）。そして、マイコン（マイコン１３０Ａ及びマイコン１３０Ｂ）は、変数ｉ＞２であるか否かを判定する（Ｓ４１９）。変数ｉ＞２ではないと判定した場合（Ｓ４１９：Ｎｏ）、Ｓ４０１に遷移する。
【００９０】
一方、マイコン（マイコン１３０Ａ及びマイコン１３０Ｂ）は、変数ｉ＞２であると判定した場合（Ｓ４１９：Ｙｅｓ）、変数ｉ＝０で初期化して（Ｓ４２０）、再びショートを検知するまで、処理を行わない。
【００９１】
上述した処理手順により、ショートを検知した場合に、モータをオフにする制御を行った後に、各構成の異常検知制御が行われる。
【００９２】
本実施形態のモータ制御装置においては、上述した構成を備えることで、過電流を検知した場合に、３相Ｈブリッジ回路のスイッチングデバイスをオフにする制御を行った後に、過電流が生じたか否かをチェックする。これにより、過電流の誤検知等を抑止して、モータなどの駆動源を用いた制御を再開できる。
【００９３】
本実施形態のモータ制御装置においては、第１系列１００Ａ及び第２系列１００Ｂのチェックを合計８０ｍｓで完了するために、モータに異常が生じていない場合に、早期にモータ制御の復帰を実現できる。
【００９４】
本実施形態のモータ制御装置においては、３相Ｈブリッジ回路の全てのスイッチングデバイスがオフになっている状態で、モータの回転数に応じて、異常の検出手法を切り替えることとした。これにより、モータの状態に応じて、適切に異常を検出できる。
【００９５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
１００Ａ…第１系列、１００Ｂ…第２系列、１０１Ａ…モータ、１０１Ｂ…モータ、１０２Ａ、１０２Ｂ…平滑コンデンサプリチャージ回路、１０３Ａ、１３０Ｂ…チョークコイル、１０４Ａ、１０４Ｂ…ハイサイドスイッチ、１０５Ａ、１０５Ｂ…逆接防止スイッチ、１０６Ａ、１０６Ｂ…過電流検知用抵抗、１０７Ａ、１０７Ｂ…過電流検知回路、１０８Ａ、１０８Ｂ…ハイサイドスイッチプリドライバ、１０９Ａ、１０９Ｂ…逆接防止スイッチプリドライバ、１１０Ａ、１１０Ｂ…平滑コンデンサ、１２０Ａ、１２０Ｂ…Ｈブリッジプリドライバ、１３０Ａ、１３０Ｂ…マイコン、１５０Ａ、１５０Ｂ…３相Ｈブリッジ回路、１５１Ａ、１５２Ａ、１６１Ａ、１６２Ａ、１７１Ａ、１７２Ａ、１５１Ｂ、１５２Ｂ、１６１Ｂ、１６２Ｂ、１７１Ｂ、１７２Ｂ…スイッチングデバイス、１５３Ａ、１６３Ａ、１７３Ａ、１５３Ｂ、１６３Ｂ、１７３Ｂ…分割抵抗、１５４Ａ、１５４Ｂ…第１のプルアップ抵抗、１６４Ａ、１６４Ｂ…第２のプルアップ抵抗、１７４Ａ、１７４Ｂ…第３のプルアップ抵抗、１８０…回転軸、１５５Ａ、１６５Ａ、１７５Ａ、１５５Ｂ、１６５Ｂ、１７５Ｂ…各相電流検知用抵抗。
【図１】
0006621289.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006621289.tif 000004
【図４】
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