(57)【要約】      （修正有）【課題】モータに通電しない状態で、モータの回転センサとの接続異常を検出することが可能なモータ駆動装置を提供する。【解決手段】モータ駆動装置１０は、モータ５の回転センサ６の２つの出力端子にそれぞれ接続される２つのＦＢ端子とを有し、回転センサ６からの２つの信号に基づいてインバータ１１を制御する制御部１２とを備え、制御部１２は、モータ５を所定方向に回転させたときの回転センサ６の２つの正常信号を予め記憶しており、電源端子に直流電力を供給し、かつ、インバータ１１の入力端子に直流電力を供給しない状態で、モータ５を所定方向に回転させるときに２つのＦＢ端子にそれぞれ供給される回転センサ６からの２つの信号と予め記憶した回転センサ６の２つの正常信号とに基づいて、２つのＦＢ端子と回転センサ６の２つの出力端子との接続異常を判定する。【選択図】図１
2016174447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用のモータを駆動する装置であって、
入力端子に供給される直流電力を交流電力に変換し、出力端子に接続される前記モータに前記交流電力を供給するインバータと、
直流電力が供給される電源端子と、前記モータに搭載される回転センサの２つの信号出力端子にそれぞれ接続される２つのフィードバック端子とを有し、前記２つのフィードバック端子にそれぞれ供給される前記回転センサからの２つの信号であって、前記モータの回転数に応じた前記２つの信号に基づいて、前記インバータを制御することによって前記モータの駆動制御を行う制御部と、
を備え、前記制御部は、
前記モータを所定方向に回転させたときの前記回転センサからの２つの正常信号を予め記憶しており、
前記電源端子に直流電力を供給し、かつ、前記インバータの前記入力端子に直流電力を供給しない状態で、前記モータを前記所定方向に回転するときに前記２つのフィードバック端子にそれぞれ供給される前記回転センサからの２つの信号と前記予め記憶した２つの正常信号とに基づいて、前記２つのフィードバック端子と前記回転センサの前記２つの信号出力端子との接続異常を判定する、
モータ駆動装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記２つのフィードバック端子にそれぞれ供給される前記回転センサからの２つの信号が前記予め記憶した２つの正常信号と一致しない場合に、前記２つのフィードバック端子と前記回転センサの前記２つの信号出力端子との接続が異常であると判定する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記所定方向は、車両を前進させるための前記モータの正転方向、又は、車両を後進させるための前記モータの逆転方向である、請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記制御部によって接続異常と判定された場合に報知する報知部を更に備える、請求項１〜３の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記報知部は、車両の後進報知用の報知音発生器である、請求項４に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記モータを前記正転方向に回転させたときの前記回転センサからの２つの正常信号と、前記モータを前記逆転方向に回転させたときの前記回転センサからの２つの正常信号とを予め記憶しており、
車両の前進又は後進のためのシフト情報に応じて、前記正転方向及び前記逆転方向のうちの対応の回転方向に対応した２つの正常信号を選択し、
前記モータを前記対応の回転方向に回転するときに前記２つのフィードバック端子にそれぞれ供給される前記回転センサからの２つの信号と前記選択した２つの正常信号とに基づいて、前記２つのフィードバック端子と前記回転センサの前記２つの信号出力端子との接続異常を判定する、
請求項３に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動用のモータを駆動するモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリット車両や電気自動車等には、車両を駆動するためのモータと、このモータを駆動するためのモータ駆動装置が搭載される。モータ駆動装置は、バッテリからの直流電力を３相交流電力に変換して３相モータに供給する３相インバータと、このインバータを制御することによってモータの駆動制御を行う制御部とを備える。制御部は、シフト情報（車両の前進／後進、すなわちモータの正転／逆転）、アクセル情報（車両の目標速度、すなわちモータの目標回転速度）、インバータの直流入力電力／交流出力電力、及び、モータの回転センサからのモータ回転数（回転速度）などに基づいて、モータの駆動制御を行う。特許文献１には、この種のモータ駆動装置が記載されている。
【０００３】
また、特許文献１には、モータに対する回転センサの取り付け異常（製造時の取り付けミスや使用中（車両走行中）の緩み等による回転センサの取り付け角度のずれ）を検出することを目的とし、車両が走行停止状態であるときに、異常検出用の交流波形の電流指令値を設定し、回転センサからの検出値が、設定された異常検出のしきい値以上であるときに、回転センサの取り付け異常を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６-１２９６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両駆動用のモータにおける回転センサとしては、電磁式又は光学式のエンコーダ、電磁式のレゾルバ等があり、この種の回転センサは、Ａ相信号及びＢ相信号の２つの信号出力のための２つの信号出力線を有する。この回転センサの２つの信号出力線をモータ駆動装置に接続する際、逆に接続してしまったり、或いは接続が完全でなかったりする接続異常が発生する可能性がある。
【０００６】
汎用的な車両駆動用のモータとモータ駆動装置をさまざまな車両（例えばエンジン車両を改造したＥＶなど）に適用させる場合、車種によってモータ回転方向と前進／後進方向が逆のケースも当然存在し、特に少量生産や手作りの場合に逆接続の虞がある。例えば、逆に接続されている場合、モータ駆動装置によってモータに通電すると、車両の前進、後進が意図した方向と逆になってしまうので、モータに通電しない状態で、モータ駆動装置とモータの回転センサとの接続異常を検出したい。
【０００７】
そこで、本発明は、モータに通電しない状態で、モータの回転センサとの接続異常を検出することが可能なモータ駆動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】
【０００８】
本発明のモータ駆動装置は、車両駆動用のモータを駆動する装置であって、入力端子に供給される直流電力を交流電力に変換し、出力端子に接続されるモータに交流電力を供給するインバータと、直流電力が供給される電源端子と、モータに搭載される回転センサの２つの信号出力端子にそれぞれ接続される２つのフィードバック端子とを有し、２つのフィードバック端子にそれぞれ供給される回転センサからの２つの信号であって、モータの回転数に応じた２つの信号に基づいて、インバータを制御することによってモータの駆動制御を行う制御部とを備え、制御部は、モータを所定方向に回転させたときの回転センサからの２つの正常信号を予め記憶しており、電源端子に直流電力を供給し、かつ、インバータの入力端子に直流電力を供給しない状態で、モータを所定方向に回転するときに２つのフィードバック端子にそれぞれ供給される回転センサからの２つの信号と予め記憶した２つの正常信号とに基づいて、２つのフィードバック端子と回転センサの２つの信号出力端子との接続異常を判定する。
【０００９】
このモータ駆動装置によれば、インバータの入力端子に直流電力を供給しない状態で、すなわちインバータによりモータに通電しない状態で、モータを所定方向に回転し、この所定方向にモータを回転させたときの予め記憶した回転センサからの２つの正常信号に基づいて、制御部の２つのフィードバック端子と回転センサの２つの信号出力端子との接続異常（例えば、逆接続又は不完全接続）を検出することができる。
【００１０】
上記した制御部は、２つのフィードバック端子にそれぞれ供給される回転センサからの２つの信号が予め記憶した２つの正常信号と一致しない場合に、２つのフィードバック端子と回転センサの２つの信号出力端子との接続が異常であると判定してもよい。
【００１１】
また、上記した所定方向は、車両を前進させるためのモータの正転方向であってもよいし、或いは、車両を後進させるためのモータの逆転方向であってもよい。
【００１２】
また、上記したモータ駆動装置は、制御部によって接続異常と判定された場合に報知する報知部を更に備える形態であってもよい。
【００１３】
また、上記した報知部は、車両の後進報知用の報知音発生器であってもよい。
【００１４】
また、上記した制御部は、モータを正転方向に回転させたときの回転センサからの２つの正常信号と、モータを逆転方向に回転させたときの回転センサからの２つの正常信号とを予め記憶しており、車両の前進又は後進のためのシフト情報に応じて、正転方向及び逆転方向のうちの対応の回転方向に対応した２つの正常信号を選択し、モータを対応の回転方向に回転するときに２つのフィードバック端子にそれぞれ供給される回転センサからの２つの信号と選択した２つの正常信号とに基づいて、２つのフィードバック端子と回転センサの２つの信号出力端子との接続異常を判定してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モータに通電しない状態で、モータ駆動装置とモータの回転センサとの接続異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る車両の主な構成、及び、本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示す図である。
【図２】（ａ）車両を前進させたとき、すなわちモータを正転方向に回転させたときの回転センサの正常な出力信号と、（ｂ）車両を後進させたとき、すなわちモータを逆転方向に回転させたときの回転センサの正常な出力信号とを示す図である。
【図３】第２の実施形態に係る車両の主な構成、及び、本発明の第２の実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
［第１の実施形態］
【００１８】
図１は、第１の実施形態に係る車両の主な構成、及び、本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示す図である。この車両１は、ハイブリット車両や電気自動車等であり、バッテリ２と、メインスイッチ３と、キースイッチ４と、モータ駆動装置１０と、モータ５と、回転センサ（回転速度センサ）６と、トランスミッション７と、車輪８とを備える。モータ駆動装置１０は、インバータ１１と、制御部１２と、報知部１３とを有する。
【００１９】
この車両１では、ユーザ操作によりキースイッチ４がオン状態となった後にメインスイッチ３がオン状態となると、モータ駆動装置１０によってモータ５が駆動され、トランスミッション７を介して車輪８が駆動される。
【００２０】
モータ駆動装置１０におけるインバータ１１の入力端子１１Ｉは、メインスイッチ３を介してバッテリ２に接続されており、インバータ１１の出力端子１１ＯＵ，１１ＯＶ，１１ＯＷは、モータ５に接続されている。なお、インバータ１１の制御端子１１Ｃには、制御部１２からの制御信号が入力される。インバータ１１は、６個のスイッチング素子によって構成された３相インバータであり、メインスイッチ３を介して入力端子１１Ｉに供給されるバッテリ２からの直流電力を３相交流電力に変換し、この３相交流電力を、出力端子１１ＯＵ，１１ＯＶ，１１ＯＷに接続されたモータ５へ供給する。
【００２１】
ここで、モータ５は３相モータであり、モータ５には、モータ５の回転数（回転速度）を検知する回転センサ６が取り付けられている。回転センサ６は、電磁式又は光学式のエンコーダ、電磁式のレゾルバ等であり、Ａ相信号及びＢ相信号の２つの信号をそれぞれ出力する２つの信号出力端子６ＯＡ，６ＯＢを有する。これらの信号出力端子６ＯＡ，６ＯＢには、モータ駆動装置１０における制御部１２に接続するための２つの信号出力線６Ａ，６Ｂがそれぞれ接続されている。
【００２２】
制御部１２の電源端子１２ＶＣＣは、キースイッチ４を介してバッテリ２に接続されており、制御部１２の第１の出力端子１２Ｏ１は、インバータ１１の制御端子１１Ｃに接続されており、制御部１２の第２の出力端子１２Ｏ２は、報知部１３に接続されている。また、制御部１２の第１の入力端子１２Ｉ１には、ユーザによる車両のシフト操作に応じたシフト情報が入力され、制御部１２の第２の入力端子１２Ｉ２には、ユーザによる車両のアクセル操作に応じたアクセル情報が入力される。また、制御部１２の第１のフィードバック端子１２ＦＢ１には、インバータ１１の出力電力に応じた情報が入力される。また、制御部１２の第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３はそれぞれ、回転センサ６の２つの信号出力線６Ａ，６Ｂ、すなわち２つの信号出力端子６ＯＡ，６ＯＢに接続されている。
【００２３】
制御部１２は、シフト情報（車両の前進／後進、すなわちモータの正転／逆転）、アクセル情報（車両の目標速度、すなわちモータの目標回転速度）、インバータ１１の直流入力電力／交流出力電力、及び、モータ５の回転センサ６からのＡ相信号及びＢ相信号に基づいて、インバータ１１における各相用スイッチング素子を駆動するための制御信号を生成する。
【００２４】
また、制御部１２は、第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３と、回転センサ６の２つの信号出力線６Ａ，６Ｂ、すなわち２つの信号出力端子６ＯＡ，６ＯＢとの接続異常を検出する異常検出プログラムを実装する。
【００２５】
異常検出プログラムには、例えば、図２（ａ）に示すように、車両１を前進または車輪のみ前進方向に回転させたとき、すなわちモータ５を正転させたときの回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号が設定されている。制御部１２は、この異常検出プログラムをロードすることにより、図２（ａ）に示すように、モータ５を正転方向に回転させたときの回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号を予め記憶することとなる。
【００２６】
ここで、異常検出プログラムは、キースイッチ４がオン状態であり、かつ、メインスイッチ３がオフ状態であるときに実行される。換言すれば、異常検出プログラムは、制御部１２に直流電力が供給され、かつ、インバータ１１に直流電力が供給されない状態で実行できる点、すなわちインバータ１１からモータ５へ通電されていない状態で実行できる点が大きな特徴である。
【００２７】
この状態において、車両１の車輪８を人力や外部動力（別途制御されるローラ等）を使って前進方向に回転することにより、モータ５を上記予め記憶した回転センサ６の正常な信号に対応の正転方向に回転する。このとき、制御部１２は、第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３に入力される回転センサ６からのＡ相信号及びＢ相信号と、上記予め記憶した回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号（図２（ａ））とを比較し、Ａ相信号とＢ相信号との位相関係が一致していない場合に、第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３と、回転センサ６の２つの信号出力線６Ａ，６Ｂ、すなわち２つの信号出力端子６ＯＡ，６ＯＢとの接続が異常であると判定する。
【００２８】
報知部１３は、制御部１２によって第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３と、回転センサ６の２つの信号出力線６Ａ，６Ｂ、すなわち２つの信号出力端子６ＯＡ，６ＯＢとの接続が異常であると判定されたときに、報知を行う。報知部１３としては、音によって報知を行うブザー、ＬＥＤ点灯などの表示によって報知を行う表示灯、データによって報知を行う通信器などが挙げられる。なお、ブザーの場合には、車両のバック報知用の報知音発生器を用いることができ、また、通信器の場合にはメンテナンス用のＣＡＮ通信器を用いることができる。
【００２９】
このように、第１の実施形態のモータ駆動装置１０によれば、メインスイッチ３がオフ状態で、換言すればインバータ１１の入力端子１１Ｉに直流電力を供給しない状態で、すなわちモータ５に通電しない状態で、モータ５を正転方向に回転し、この正転方向にモータ５を回転させたときの予め記憶した回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号に基づいて、制御部１２の第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３と、回転センサ６の２つの信号出力線６Ａ，６Ｂ、すなわち２つの信号出力端子６ＯＡ，６ＯＢとの接続異常（例えば、逆接続又は不完全接続）を検出することができる。
【００３０】
また、この第１の実施形態のモータ駆動装置１０によれば、トランスミッション７によるモータ５の回転方向と車輪８の回転方向（車両１の前後進方向）との一致／不一致をも検出することができる。
［第２の実施形態］
【００３１】
図３は、第２の実施形態の車両の主な構成、及び、本発明の第２の実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示す図である。図３に示す車両１Ａは、図１に示す車両１においてモータ駆動装置１０に代えてモータ駆動装置１０Ａを備え、更に車輪８を回転させるローラ２０を備える構成で第１の実施形態と相違する。これにより、モータ駆動装置１０Ａは、モータ５の回転センサ６との接続異常検出の自動化が可能となる。
【００３２】
モータ駆動装置１０Ａは、モータ駆動装置１０において制御部１２に代えて制御部１２Ａを備える点で第１の実施形態と相違する。制御部１２Ａは、制御部１２において、メインスイッチ３及びキースイッチ４にそれぞれ接続される第３及び第４の出力端子１２Ｏ３，１２Ｏ４と、ローラ２０に接続される第５の出力端子１２Ｏ５とを更に備えている点で制御部１２と相違する。
【００３３】
制御部１２Ａは、第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３と、回転センサ６の２つの信号出力線６Ａ，６Ｂ、すなわち２つの信号出力端子６ＯＡ，６ＯＢとの接続異常を自動検出する自動異常検出プログラムを実装する。
【００３４】
自動異常検出プログラムには、例えば、図２（ａ）に示すように、車両１を前進させたとき、すなわちモータ５を正転させたときの回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号に加え、図２（ｂ）に示すように、車両１を後進させたとき、すなわちモータ５を逆転させたときの回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号が設定されている。制御部１２Ａは、この自動異常検出プログラムを実行することにより、図２（ａ）に示すように、モータ５を正転方向に回転させたときの回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号に加え、図２（ｂ）に示すように、モータ５を逆転方向に回転させたときの回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号を予め記憶することとなる。
【００３５】
まず、制御部１２Ａは、外部から供給されるシフト情報（車両の前進／後進、すなわちモータの正転／逆転）に応じて、モータ５の正転方向及び逆転方向のうちの対応の回転方向に対応した回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号を選択する。以下では、シフト情報（車両の前進、すなわちモータの正転）に応じて、車両１を前進させたとき、すなわちモータ５を正転方向に回転させたときの回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号を選択する場合について説明する。
【００３６】
次に、制御部１２Ａは、第４の出力端子１２Ｏ４から出力する指令によって、キースイッチ４をオン状態とすると共に、第３の出力端子１２Ｏ３から出力する指令によって、メインスイッチ３をオフ状態とする。これにより、制御部１２には直流電力を供給し、かつ、インバータ１１には直流電力を供給しない、すなわちインバータ１１からモータ５へ通電しない状態となる。
【００３７】
次に、制御部１２Ａは、第５の出力端子１２Ｏ５から出力する指令によってローラ２０を制御し、車両１の車輪８を前進方向に回転することにより、モータ５を上記シフト情報に対応の正転方向に回転する。このとき、制御部１２Ａは、第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３に入力される回転センサ６からのＡ相信号及びＢ相信号と、上記選択した正転方向に対応した回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号（図２（ａ））とを比較し、Ａ相信号とＢ相信号との位相関係が一致していない場合に、第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３と、回転センサ６の２つの信号出力線６Ａ，６Ｂ、すなわち２つの信号出力端子６ＯＡ，６ＯＢとの接続が異常であると判定する。
【００３８】
この第２の実施形態のモータ駆動装置１０Ａでも、第１の実施形態のモータ駆動装置１０と同様の利点を得ることができる。
【００３９】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、第１の実施形態では、異常検出プログラムには、図２（ｂ）に示すように、車両１を後進させたとき、すなわちモータ５を逆転させたときの回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号が設定されていてもよい。すなわち、制御部１２は、図２（ｂ）に示すように、モータ５を逆転方向に回転させたときの回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号を予め記憶していてもよい。この場合、車両１の車輪８を後進方向に回転することにより、モータ５を予め記憶した回転センサ６の正常な信号に対応の逆転方向に回転し、制御部１２は、第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３に入力される回転センサ６からのＡ相信号及びＢ相信号と、予め記憶した回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号（図２（ｂ））とに基づいて、第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３と、回転センサ６の２つの信号出力線６Ａ，６Ｂ、すなわち２つの信号出力端子６ＯＡ，６ＯＢとの接続異常を判定してもよい。
【００４０】
また、第１及び第２の実施形態では、予め記憶した回転センサ６の正常な信号又は選択した回転センサ６の正常な信号に対応の回転方向にモータ５を回転して接続異常を判定したが、予め記憶した回転センサ６の正常な信号又は選択した回転センサ６の正常な信号に対応の回転方向とは反対方向にモータ５を回転して接続異常を判定してもよい。この場合、制御部１２，１２Ａは、第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３に入力される回転センサ６からのＡ相信号及びＢ相信号と、予め記憶した又は選択した回転センサ６の正常なＡ相信号及びＢ相信号とを比較し、Ａ相信号とＢ相信号との位相関係が一致している場合に、第２及び第３のフィードバック端子１２ＦＢ２，１２ＦＢ３と、回転センサ６の２つの信号出力線６Ａ，６Ｂ、すなわち２つの信号出力端子６ＯＡ，６ＯＢとの接続が異常（例えば、逆接続）であると判定してもよい。
【００４１】
また、上記実施形態において異常検出のためにまわす車輪８の方向を前進方向とし、比較する正常なＡ相信号及びＢ相信号を前進方向の信号とした場合、報知部１３として車両のバック報知用の報知音発生器を用いてもよい。この場合、異常時すなわち後進方向のＡ相信号及びＢ相信号が制御部１２，１２Ａに入力された場合にバック報知用の報知音発生器が鳴るという関係になるため、通常走行時の制御と関係が同一であり、制御が簡略化できる。
【符号の説明】
【００４２】
１，１Ａ…車両、２…バッテリ、３…メインスイッチ、４…キースイッチ、５…モータ、６…回転センサ、６ＯＡ，６ＯＢ…信号出力端子、６Ａ，６Ｂ…信号出力線、７…トランスミッション、８…車輪、１０，１０Ａ…モータ駆動装置、１１…インバータ、１１Ｉ…入力端子、１１ＯＵ，１１ＯＶ，１１ＯＷ…出力端子、１１Ｃ…制御端子、１２，１２Ａ…制御部、１２ＶＣＣ…電源端子、１２Ｉ１，１２Ｉ２…第１及び第２の入力端子、１２Ｏ１，１２Ｏ２，１２Ｏ３，１２Ｏ４，１２Ｏ５…第１〜第５の出力端子、１２ＦＢ１，１２ＦＢ２，１２ＦＢ３…第１〜第３のフィードバック端子、１３…報知部、２０…ローラ。
【図１】
2016174447.tif 000003
【図２】
2016174447.tif 000004
【図３】
2016174447.tif 000005