JP7351214B2 - Motor control device, electronic equipment, and failure detection method - Google Patents
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Description
本発明は、モータ制御装置、電子機器、および故障検知方法に関する。 The present invention relates to a motor control device, an electronic device, and a failure detection method.
下記特許文献1には、Hブリッジ回路を有するモータ制御装置の故障を検知する目的で、Hブリッジ回路が駆動状態の場合に、モータ端子電圧検出回路によって検出される高電位側の端子電圧が、電源電圧およびPWM制御のデューティ比に比例して変化する駆動時しきい値を下回ると、モータ端子の地絡故障が起きたと判断する技術が開示されている。
しかしながら、従来技術では、Hブリッジ回路とDCモータとを接続するハーネスの地絡故障であるか、Hブリッジ回路の故障であるかを判別することができない。 However, with the prior art, it is not possible to determine whether the fault is a ground fault in the harness connecting the H-bridge circuit and the DC motor or a fault in the H-bridge circuit.
本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、Hブリッジ回路とDCモータとを接続するハーネスの地絡故障であるか、Hブリッジ回路の故障であるかを判別できるようにすることを目的とする。 In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention aims to make it possible to determine whether the fault is a ground fault in the harness connecting the H-bridge circuit and the DC motor or a fault in the H-bridge circuit. purpose.
上述した課題を解決するために、本発明のモータ制御装置は、電源とグラウンドとの間に直列接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタと、電源とグラウンドとの間に直列接続された第3のトランジスタおよび第4のトランジスタとを有し、これら4つのトランジスタがスイッチング制御されることにより、DCモータの動作を制御するHブリッジ回路と、第1のトランジスタと第2のトランジスタとの間の第1の接続点とグラウンドとの間の電圧値を、第1の電圧値として検知する第1電圧検知部と、第3のトランジスタと第4のトランジスタとの間の第2の接続点とグラウンドとの間の電圧値を、第2の電圧値として検知する第2電圧検知部と、第2のトランジスタと第4のトランジスタとの間の第3の接続点とグラウンドとの間の電圧値を、第3の電圧値として検知する第3電圧検知部と、第1の電圧値、第2の電圧値、および第3の電圧値に基づいて、Hブリッジ回路からDCモータまでの電流路に生じた故障を、故障の種類別に判断する故障検知部とを備え、故障検知部は、4つのトランジスタが全てオフ状態のときに、第1の電圧値および第2の電圧値に基づいて、電流路に生じた故障を、故障の種類別に判断する第1の故障判断処理を行い、第1の故障判断処理において、第1の電圧値および第2の電圧値の双方が所定の閾値以下の場合、Hブリッジ回路からDCモータに電流を供給したときの、第3の電圧値に基づいて、Hブリッジ回路とDCモータとを接続するハーネスの地絡故障であるか、Hブリッジ回路の故障であるかを判別する第2の故障判断処理を行う。 In order to solve the above problems, a motor control device of the present invention includes a first transistor and a second transistor connected in series between a power source and ground, and a first transistor and a second transistor connected in series between a power source and ground. An H-bridge circuit that has a third transistor and a fourth transistor, and controls the operation of the DC motor by controlling the switching of these four transistors, and the first transistor and the second transistor. a first voltage detection unit that detects a voltage value between the first connection point and ground as the first voltage value; and a second connection point between the third transistor and the fourth transistor. a second voltage detection unit that detects a voltage value between the ground and the ground as a second voltage value; and a voltage value between the third connection point between the second transistor and the fourth transistor and the ground. A third voltage detection unit detects the voltage as a third voltage value, and a current path from the H-bridge circuit to the DC motor based on the first voltage value, the second voltage value, and the third voltage value. and a failure detection unit that determines a generated failure according to the type of failure, and the failure detection unit detects a current based on the first voltage value and the second voltage value when all four transistors are in the off state. A first failure determination process is performed to determine a failure occurring in the road according to the type of failure, and in the first failure determination process, when both the first voltage value and the second voltage value are equal to or less than a predetermined threshold value. Based on the third voltage value when current is supplied from the H-bridge circuit to the DC motor, it is determined whether there is a ground fault in the harness connecting the H-bridge circuit and the DC motor, or there is a failure in the H-bridge circuit. A second failure determination process is performed to determine whether the
本発明によれば、Hブリッジ回路とDCモータとを接続するハーネスの地絡故障であるか、Hブリッジ回路の故障であるかを判別することができる。 According to the present invention, it is possible to determine whether the fault is a ground fault in the harness connecting the H-bridge circuit and the DC motor or a fault in the H-bridge circuit.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(電子機器1の構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る電子機器1の構成を示す図である。図1に示す電子機器1は、モータ制御装置10およびDCモータ20を備える。DCモータ20は、モータ制御装置10によって、当該DCモータ20が備える回転軸(図示省略)の回転動作(回転速度、回転方向、回転角度等)が制御される。DCモータ20は、電子機器1が備える回転部材(図示省略)を回転させることにより、電子機器1の一機能を実現させる。なお、電子機器1は、少なくともDCモータ20の駆動によって回転する回転部材を備えるものであれば、如何なる電子機器であってもよい。
(Configuration of electronic device 1)
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an
図1に示すように、モータ制御装置10は、Hブリッジ回路12、電圧検知回路16、および故障検知装置18を備える。
As shown in FIG. 1, the
Hブリッジ回路12は、4つのトランジスタTr1~Tr4を備えて構成されている。
The H-
第1のトランジスタTr1および第2のトランジスタTr2は、電源PWとグラウンドとの間で直列接続されている。第1のトランジスタTr1は、電源PW側に設けられている。第2のトランジスタTr2は、グラウンド側に設けられている。第1のトランジスタTr1と第2のトランジスタTr2との間の接続点P1(「第1の接続点」の一例)には、ハーネス22を介して、DCモータ20の一端が接続されている。
The first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 are connected in series between the power supply PW and ground. The first transistor Tr1 is provided on the power supply PW side. The second transistor Tr2 is provided on the ground side. One end of the
第3のトランジスタTr3および第4のトランジスタTr4は、電源PWとグラウンドとの間で直列接続されている。第3のトランジスタTr3は、電源PW側に設けられている。第4のトランジスタTr4は、グラウンド側に設けられている。第3のトランジスタTr3と第4のトランジスタTr4との間の接続点P2(「第2の接続点」の一例)には、ハーネス22を介して、DCモータ20の他端が接続されている。
The third transistor Tr3 and the fourth transistor Tr4 are connected in series between the power supply PW and ground. The third transistor Tr3 is provided on the power supply PW side. The fourth transistor Tr4 is provided on the ground side. The other end of the
Hブリッジ回路12は、上位のコントローラ(図示省略)から、4つのトランジスタTr1~Tr4がスイッチング制御されることにより、DCモータ20への電流の供給、および、DCモータ20を流れる電流の方向を制御することができる。これにより、Hブリッジ回路12は、DCモータ20の回転軸を互いに異なる回転方向の双方向に回転させることができる。
The H-
電圧検知回路16は、抵抗R1~R6を有する。抵抗R1は、一端が、電源PWと第3のトランジスタTr3との間の接続点P5に接続されており、他端が、第3のトランジスタTr3と第4のトランジスタTr4との間の接続点P2と、ハーネス22との間の接続点P6に接続されている。
抵抗R2および抵抗R3は、接続点P6とグラウンドとの間に直列接続されている。抵抗R2は、接続点P6側に設けられている。抵抗R3は、グラウンド側に設けられている。抵抗R2と抵抗R3との間の検出点P9には、故障検知装置18が接続されている。故障検知装置18には、検出点P9で検出される電圧値を「第2の電圧値」として表す信号SC1が供給される。抵抗R2および抵抗R3は、「第2電圧検知部」を構成する。
Resistor R2 and resistor R3 are connected in series between connection point P6 and ground. The resistor R2 is provided on the connection point P6 side. Resistor R3 is provided on the ground side. A
抵抗R4および抵抗R5は、接続点P7とグラウンドとの間に直列接続されている。接続点P7は、第1のトランジスタTr1と第2のトランジスタTr2との間の接続点P1と、ハーネス22との間に設けられている。抵抗R4は、接続点P7側に設けられている。抵抗R5は、グラウンド側に設けられている。抵抗R4と抵抗R5との間の検出点P8には、故障検知装置18が接続されている。故障検知装置18には、検出点P8で検出される電圧値を「第1の電圧値」として表す信号SC2が供給される。抵抗R4および抵抗R5は、「第1電圧検知部」を構成する。
Resistor R4 and resistor R5 are connected in series between connection point P7 and ground. The connection point P7 is provided between the
抵抗R6は、Hブリッジ回路12における第2のトランジスタTr2と第4のトランジスタTr4との間の接続点P3(「第3の接続点」の一例)と、グラウンドとの間に設けられている。接続点P3と抵抗R6との間の検出点P10には、故障検知装置18が接続されている。故障検知装置18には、検出点P10で検出される電圧値を「第3の電圧値」として表す信号ISが供給される。抵抗R6は、「第3電圧検知部」を構成する。
The resistor R6 is provided between a connection point P3 (an example of a "third connection point") between the second transistor Tr2 and the fourth transistor Tr4 in the H-
故障検知装置18は、「故障検知部」の一例である。故障検知装置18は、検出点P9から供給される信号SC1と、検出点P8から供給される信号SC2と、検出点P10から供給される信号ISとに基づいて、Hブリッジ回路12からDCモータ20までの間に生じた故障を、故障の種類別に検知することができる。電圧検知回路16は、例えば、IC(Integrated Circuit))、マイコン等によって実現される。
The
(故障判定基準の一例)
図2および図3は、本発明の一実施形態に係る故障検知装置18に用いられる故障判定基準の一例を示す図である。
(Example of failure judgment criteria)
2 and 3 are diagrams illustrating an example of failure determination criteria used in the
故障検知装置18は、DCモータ20が動作する前に、第1の故障判断処理として、Hブリッジ回路12の4つのトランジスタTr1~Tr4が全てオフ状態のときの、信号SC1の論理値と、信号SC2の論理値とに基づいて、図2に示す故障判定基準にしたがって、Hブリッジ回路12からDCモータ20までの間に生じた故障を、故障の種類別に検知する。
As a first failure determination process, the
なお、信号SC1,SC2の倫理値は、「H(High)」または「L(low)」を採り得る。「H」は、信号SC1,SC2の電圧値が、予め求めておいた所定の電圧閾値以上である場合に採り得る。「L」は、信号SC1,SC2の電圧値が、予め求めておいた所定の電圧閾値未満である場合に採り得る。予め求めておいた所定の電圧閾値は、所定の電圧閾値が備えるメモリに予め記憶されている。 Note that the ethical values of the signals SC1 and SC2 can be "H (High)" or "L (Low)". "H" can be taken when the voltage values of the signals SC1 and SC2 are equal to or higher than a predetermined voltage threshold determined in advance. "L" can be taken when the voltage values of the signals SC1 and SC2 are less than a predetermined voltage threshold determined in advance. The predetermined voltage threshold value determined in advance is stored in advance in a memory provided with the predetermined voltage threshold value.
例えば、故障検知装置18は、信号SC1の論理値が「H」であり、且つ、信号SC2の論理値が「H」である場合、図2に示す故障判定基準にしたがって、「正常」と判断する。
For example, if the logical value of the signal SC1 is "H" and the logical value of the signal SC2 is "H", the
また、例えば、故障検知装置18は、信号SC1の論理値が「L」であり、且つ、信号SC2の論理値が「L」である場合、図2に示す故障判定基準にしたがって、「ハーネス地絡故障」または「Hブリッジ回路故障」と判断する。この場合、故障検知装置18は、第2の故障判断処理を行うことにより、「ハーネス地絡故障」または「Hブリッジ回路故障」のいずれであるかを判断する。
Further, for example, when the logical value of the signal SC1 is “L” and the logical value of the signal SC2 is “L”, the
また、例えば、故障検知装置18は、信号SC1の論理値が「H」であり、且つ、信号SC2の論理値が「L」である場合、図2に示す故障判定基準にしたがって、「モータ断線故障」と判断する。
Further, for example, when the logical value of the signal SC1 is "H" and the logical value of the signal SC2 is "L", the
また、例えば、故障検知装置18は、信号SC1の論理値が「L」であり、且つ、信号SC2の論理値が「H」である場合、図2に示す故障判定基準にしたがって、「その他故障」と判断する。
Further, for example, when the logical value of the signal SC1 is "L" and the logical value of the signal SC2 is "H", the
また、故障検知装置18は、第1の故障判断処理において、「ハーネス地絡故障」または「Hブリッジ回路故障」と判断した場合には、第2の故障判断処理を行う。第2の故障判断処理では、故障検知装置18は、第1のトランジスタTr1と第4のトランジスタTr4をオン状態に切り替えるか、または、第2のトランジスタTr2と第3のトランジスタTr3とをオン状態に切り替える。そして、故障検知装置18は、検出点P10から供給される信号ISの電圧値に基づいて、図3に示す故障判定基準にしたがって、「ハーネス地絡故障」または「Hブリッジ回路故障」のいずれであるかを判断する。
Furthermore, when the
例えば、故障検知装置18は、第2の故障判断処理において、信号ISの電圧値が0V以外の場合、図3に示す故障判定基準にしたがって、「Hブリッジ回路故障」と判断する。
For example, in the second failure determination process, if the voltage value of the signal IS is other than 0V, the
また、例えば、故障検知装置18は、第2の故障判断処理において、信号ISの電圧値が0Vの場合、図3に示す故障判定基準にしたがって、「ハーネス地絡故障」と判断する。
Further, for example, in the second failure determination process, if the voltage value of the signal IS is 0V, the
(故障検知装置18による処理手順の一例)
図4は、本発明の一実施形態に係る故障検知装置18による処理手順の一例を示すフローチャートである。
(Example of processing procedure by failure detection device 18)
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a processing procedure by the
まず、故障検知装置18は、DCモータ20が停止状態であることを確認すると(ステップS401)、検出点P9から供給される信号SC1と、検出点P8から供給される信号SC2とを取得する(ステップS402)。
First, when the
次に、故障検知装置18は、"信号SC1の論理値が「H」であり、且つ、信号SC2の論理値が「H」である"という条件を満たすか否かを判断する(ステップS403)。
Next, the
ステップS403において、条件を満たすと判断された場合(ステップS403:Yes)、故障検知装置18は、「正常」と判断し(ステップS404)、図4に示す一連の処理を終了する。
In step S403, if it is determined that the conditions are satisfied (step S403: Yes), the
一方、ステップS403において、条件を満たさないと判断された場合(ステップS403:No)、故障検知装置18は、"信号SC1の論理値が「H」であり、且つ、信号SC2の論理値が「L」である"という条件を満たすか否かを判断する(ステップS405)。
On the other hand, if it is determined in step S403 that the conditions are not satisfied (step S403: No), the
ステップS405において、条件を満たすと判断された場合(ステップS405:Yes)、故障検知装置18は、「モータ断線故障」と判断し(ステップS406)、図4に示す一連の処理を終了する。
In step S405, if it is determined that the condition is satisfied (step S405: Yes), the
ステップS405において、条件を満たさないと判断された場合(ステップS405:No)、故障検知装置18は、"信号SC1の論理値が「L」であり、且つ、信号SC2の論理値が「H」である"という条件を満たすか否かを判断する(ステップS407)。
In step S405, if it is determined that the conditions are not satisfied (step S405: No), the
ステップS407において、条件を満たすと判断された場合(ステップS407:Yes)、故障検知装置18は、「その他故障」と判断し(ステップS408)、図4に示す一連の処理を終了する。
In step S407, if it is determined that the condition is satisfied (step S407: Yes), the
一方、ステップS407において、条件を満たさないと判断された場合(ステップS407:No)、故障検知装置18は、第1のトランジスタTr1と第4のトランジスタTr4とをオン状態に切り替えるか、または、第2のトランジスタTr2と第3のトランジスタTr3とをオン状態に切り替えることにより、Hブリッジ回路12によるモータの制御状態をオン状態に切り替える(ステップS409)。
On the other hand, if it is determined in step S407 that the condition is not satisfied (step S407: No), the
そして、故障検知装置18は、検出点P10から供給される信号ISの電圧値が0Vであるか否かを判断する(ステップS410)。
The
ステップS410において、信号ISの電圧値が0Vであると判断された場合(ステップS410:Yes)、故障検知装置18は、「ハーネス地絡故障」と判断する(ステップS411)。そして、故障検知装置18は、図4に示す一連の処理を終了する。
If it is determined in step S410 that the voltage value of the signal IS is 0V (step S410: Yes), the
一方、ステップS410において、信号ISの電圧値が0Vではないと判断された場合(ステップS410:No)、故障検知装置18は、「Hブリッジ回路故障」と判断する(ステップS412)。そして、故障検知装置18は、図4に示す一連の処理を終了する。
On the other hand, if it is determined in step S410 that the voltage value of the signal IS is not 0V (step S410: No), the
(モータ制御装置10の状態:正常時)
図5は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置10の正常時の状態を表す図である。図5に示すように、DCモータ20が停止状態のとき(すなわち、4つのトランジスタが全てオフ状態のとき)、且つ、モータ制御装置10からDCモータ20までの間に異常が生じていないとき、電源PWから抵抗R1を介して、接続点P1と接続点P2との間の配線に、電流が供給される。
(Status of motor control device 10: normal)
FIG. 5 is a diagram showing a normal state of the
このため、接続点P1と接続点P2との間の配線上にある接続点P6から抵抗R2,R3を介してグラウンドへ電流が流れる。よって、抵抗R2と抵抗R3との間の検出点P9においては、所定の閾値以上の電圧が生じ、したがって、検出点P9から供給される信号SC1の論理値は「H」となる。 Therefore, a current flows from the connection point P6 on the wiring between the connection point P1 and the connection point P2 to the ground via the resistors R2 and R3. Therefore, at the detection point P9 between the resistor R2 and the resistor R3, a voltage equal to or higher than a predetermined threshold is generated, and therefore, the logic value of the signal SC1 supplied from the detection point P9 becomes "H".
同様に、接続点P1と接続点P2との間の配線上にある接続点P7から抵抗R4,R5を介してグラウンドへ電流が流れる。よって、抵抗R4と抵抗R5との間の検出点P8においては、所定の閾値以上の電圧が生じ、したがって、検出点P8から供給される信号SC2の論理値は「H」となる。 Similarly, a current flows from the connection point P7 on the wiring between the connection point P1 and the connection point P2 to the ground via the resistors R4 and R5. Therefore, at the detection point P8 between the resistor R4 and the resistor R5, a voltage equal to or higher than a predetermined threshold is generated, and therefore, the logic value of the signal SC2 supplied from the detection point P8 becomes "H".
それ故、故障検知装置18は、DCモータ20が停止状態のとき、信号SC1の論理値が「H」であり、且つ、信号SC2の論理値が「H」である場合、「正常」と判断することができる。
Therefore, the
(モータ制御装置10の状態:ハーネス地絡故障時)
図6は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置10のハーネス地絡故障時の状態を表す図である。ハーネス地絡故障は、ハーネス22がグラウンドに短絡してしまう故障である。
(Status of motor control device 10: At the time of harness ground fault)
FIG. 6 is a diagram showing a state of the
図6に示すように、DCモータ20が停止状態のとき(すなわち、4つのトランジスタが全てオフ状態のとき)、且つ、ハーネス地絡故障が生じているとき、電源PWから抵抗R1を介して、接続点P1と接続点P2との間の配線に供給される電流は、ハーネス地絡故障個所からグラウンドに流出する。
As shown in FIG. 6, when the
このため、接続点P6から抵抗R2,R3を介してグラウンドに至る配線には殆ど電流が流れず、よって、この配線上の検出点P9においては、所定の閾値以上の電圧が生じず、したがって、検出点P9から供給される信号SC1の論理値は「L」となる。 Therefore, almost no current flows through the wiring from the connection point P6 to the ground via the resistors R2 and R3, and therefore, no voltage higher than a predetermined threshold is generated at the detection point P9 on this wiring. The logical value of the signal SC1 supplied from the detection point P9 is "L".
同様に、接続点P7から抵抗R4,R5を介してグラウンドに至る配線には殆ど電流が流れず、よって、この配線上の検出点P8においては、所定の閾値以上の電圧が生じず、したがって、検出点P8から供給される信号SC2の論理値は「L」となる。 Similarly, almost no current flows in the wiring from the connection point P7 to the ground via the resistors R4 and R5, so at the detection point P8 on this wiring, no voltage higher than the predetermined threshold is generated. The logical value of the signal SC2 supplied from the detection point P8 is "L".
それ故、故障検知装置18は、DCモータ20が停止状態のとき、信号SC1の論理値が「L」であり、且つ、信号SC2の論理値が「L」である場合、「ハーネス地絡故障」と判断することができる。
Therefore, when the
(モータ制御装置10の状態:モータ断線故障時)
図7は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置10のモータ断線故障時の状態を表す図である。モータ断線故障は、DCモータ20のコイル等が断線してしまう故障である。
(Status of motor control device 10: At the time of motor disconnection failure)
FIG. 7 is a diagram showing a state of the
図7に示すように、DCモータ20が停止状態のとき(すなわち、4つのトランジスタが全てオフ状態のとき)、且つ、モータ断線故障が生じているとき、電源PWから抵抗R1を介して、接続点P1と接続点P2との間の配線に供給される電流は、接続点P1と接続点P2との間の配線において、DCモータ20よりも上流側(接続点P2側)には流れるが、DCモータ20よりも下流側(接続点P1側)には流れない。
As shown in FIG. 7, when the
このため、DCモータ20よりも上流側にある接続点P6から抵抗R2,R3を介してグラウンドへ電流が流れる。よって、抵抗R2と抵抗R3との間の検出点P9においては、所定の閾値以上の電圧が生じ、したがって、検出点P9から供給される信号SC1の論理値は「H」となる。
Therefore, a current flows from the connection point P6 located upstream of the
一方、DCモータ20よりも下流側にある接続点P7から抵抗R4,R5を介してグラウンドに至る配線には殆ど電流が流れず、よって、この配線上の検出点P8においては、所定の閾値以上の電圧が生じず、したがって、検出点P8から供給される信号SC2の論理値は「L」となる。
On the other hand, almost no current flows in the wiring from the connection point P7 downstream of the
それ故、故障検知装置18は、DCモータ20が停止状態のとき、信号SC1の論理値が「H」であり、且つ、信号SC2の論理値が「L」である場合、「モータ断線故障」と判断することができる。
Therefore, when the
(モータ制御装置10の状態:Hブリッジ回路故障時)
図8は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置10のHブリッジ回路故障時の状態を表す図である。Hブリッジ回路故障は、例えば、Hブリッジ回路12が備える4つのトランジスタのいずれかが短絡してしまう故障である。
(Status of motor control device 10: At the time of H bridge circuit failure)
FIG. 8 is a diagram showing a state of the
例えば、図8に示すように、DCモータ20が停止状態のとき(すなわち、4つのトランジスタが全てオフ状態のとき)、且つ、Hブリッジ回路12が備える第4のトランジスタTr4が短絡しているとき、電源PWから抵抗R1を介して、接続点P1と接続点P2との間の配線に供給される電流は、第4のトランジスタTr4を介してグラウンドに流出する。
For example, as shown in FIG. 8, when the
このため、接続点P6から抵抗R2,R3を介してグラウンドに至る配線には殆ど電流が流れず、よって、この配線上の検出点P9においては、所定の閾値以上の電圧が生じず、したがって、検出点P9から供給される信号SC1の論理値は「L」となる。 Therefore, almost no current flows through the wiring from the connection point P6 to the ground via the resistors R2 and R3, and therefore, no voltage higher than a predetermined threshold is generated at the detection point P9 on this wiring. The logical value of the signal SC1 supplied from the detection point P9 is "L".
同様に、接続点P7から抵抗R4,R5を介してグラウンドに至る配線には殆ど電流が流れず、よって、この配線上の検出点P8においては、所定の閾値以上の電圧が生じず、したがって、検出点P8から供給される信号SC2の論理値は「L」となる。 Similarly, almost no current flows in the wiring from the connection point P7 to the ground via the resistors R4 and R5, so at the detection point P8 on this wiring, no voltage higher than the predetermined threshold is generated. The logical value of the signal SC2 supplied from the detection point P8 is "L".
それ故、故障検知装置18は、DCモータ20が停止状態のとき、信号SC1の論理値が「L」であり、且つ、信号SC2の論理値が「L」である場合、「Hブリッジ回路故障」と判断することができる。
Therefore, when the
但し、図6に示す「ハーネス地絡故障」の場合も、信号SC1の論理値が「L」であり、且つ、信号SC2の論理値が「L」である。このため、故障検知装置18は、第1の判別処理だけでは、「Hブリッジ回路故障」であるか、「ハーネス地絡故障」であるかを判別することができない。そこで、故障検知装置18は、さらに第2の判別処理を行うことにより、「Hブリッジ回路故障」であるか、「ハーネス地絡故障」であるかを判別することができる。
However, also in the case of the "harness ground fault" shown in FIG. 6, the logical value of the signal SC1 is "L" and the logical value of the signal SC2 is "L". Therefore, the
(モータ制御装置10の状態:Hブリッジ回路故障時且つ第2の判別処理時)
図9は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置10のHブリッジ回路故障時且つ第2の判別処理時の状態を表す図である。
(Status of motor control device 10: At the time of H bridge circuit failure and at the time of second determination processing)
FIG. 9 is a diagram illustrating a state of the
例えば、故障検知装置18は、第2の判別処理時において、図9に示すように、DCモータ20を動作させるときと同様に、一組のトランジスタ(図9に示す例では、第1のトランジスタTr1および第4のトランジスタTr4)をオン状態に切り替える。
For example, during the second determination process, as shown in FIG. 9, the
ここで、図9に示すように、Hブリッジ回路12が備える第4のトランジスタTr4に、短絡する故障が生じているとき、電源PWから第1のトランジスタTr1を介してDCモータ20に供給される電流は、第4のトランジスタTr4、接続点P3、および抵抗R6を介して、グラウンドへ流れる。このため、接続点P3と抵抗R6との間の検出点P10においては、電圧が発生する。
Here, as shown in FIG. 9, when a short-circuit failure occurs in the fourth transistor Tr4 included in the H-
したがって、故障検知装置18は、第2の判別処理時において、検出点P10から供給される信号ISが電圧値を有する場合(すなわち、0Vではない場合)、「Hブリッジ回路故障」と判断することができる。
Therefore, in the second determination process, if the signal IS supplied from the detection point P10 has a voltage value (that is, not 0 V), the
(モータ制御装置10の状態:ハーネス地絡故障時且つ第2の判別処理時)
図10は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置10のハーネス地絡故障時且つ第2の判別処理時の状態を表す図である。
(Status of motor control device 10: At the time of harness ground fault failure and at the time of second determination processing)
FIG. 10 is a diagram showing a state of the
例えば、故障検知装置18は、第2の判別処理時において、図10に示すように、DCモータ20を動作させるときと同様に、一組のトランジスタ(図10に示す例では、第1のトランジスタTr1および第4のトランジスタTr4)をオン状態に切り替える。
For example, during the second determination process, as shown in FIG. 10, the
ここで、図10に示すように、ハーネス地絡故障が生じているとき、電源PWから第1のトランジスタTr1を介してDCモータ20に供給される電流は、ハーネス地絡故障個所からグラウンドに流出する。このため、接続点P3から抵抗R6を介してグラウンドに至る配線においては、電流が流れず、よって、接続点P3と抵抗R6との間の検出点P10においては、電圧が発生しない。
Here, as shown in FIG. 10, when a harness ground fault occurs, the current supplied from the power source PW to the
したがって、故障検知装置18は、第2の判別処理時において、検出点P10から供給される信号ISが電圧値を有しない場合(すなわち、0Vである場合)、「ハーネス地絡故障」と判断することができる。
Therefore, during the second determination process, the
(故障しているトランジスタの判別方法)
なお、故障検知装置18は、第2の判別処理時において、DCモータ20を正回転させたときの信号ISの電圧値(第3の電圧値)と、DCモータ20を逆回転させたときの信号ISの電圧値(第3の電圧値)とに基づいて、Hブリッジ回路12において故障しているトランジスタを判別することができる。
(How to identify a malfunctioning transistor)
Note that during the second determination process, the
例えば、図11は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置10のHブリッジ回路故障時且つDCモータ20の正回転時の状態を表す図である。図11に示すように、第4のトランジスタTr4に短絡故障が生じている場合、第1のトランジスタTr1および第4のトランジスタTr4をオン状態に切り替えて、DCモータ20を正回転させた場合、第4のトランジスタTr4の抵抗値が所定の抵抗値と異なることから、検出点P10において検出される電圧値が、目標電圧値と異なる。
For example, FIG. 11 is a diagram illustrating a state of the
一方、図12は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置10のHブリッジ回路故障時且つDCモータ20の逆回転時の状態を表す図である。図12に示すように、第4のトランジスタTr4に短絡故障が生じている場合、第2のトランジスタTr2および第3のトランジスタTr3をオン状態に切り替えて、DCモータ20を逆回転させた場合、第4のトランジスタTr4の抵抗値が所定の抵抗値となることから、検出点P10において検出される電圧値が、目標電圧値となる。
On the other hand, FIG. 12 is a diagram showing a state of the
したがって、故障検知装置18は、第2の判別処理時において、DCモータ20を正回転および逆回転させて、検出点P10から供給される信号ISの電圧値が目標電圧値と異なるものとなったとき、DCモータ20からグラウンドに至る電流路上のトランジスタが故障していると判断することができる。
Therefore, during the second determination process, the
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る故障検知装置18は、4つのトランジスタTr1~Tr4が全てオフ状態のときに、信号SC1の表す第1の電圧値および信号SC2の表す第2の電圧値に基づいて、Hブリッジ回路12からDCモータ20までの電流路に生じた故障を、故障の種類別に判断する第1の故障判断処理を行う。そして、本発明の一実施形態に係る故障検知装置18は、第1の故障判断処理において、第1の電圧値および第2の電圧値の双方が所定の閾値以下の場合、Hブリッジ回路12からDCモータに電流を供給したときの、信号ISの表す第3の電圧値に基づいて、Hブリッジ回路12とDCモータ20とを接続するハーネス22の地絡故障であるか、Hブリッジ回路12の故障であるかを判別する第2の故障判断処理を行う。
As described above, the
これにより、本発明の一実施形態に係る故障検知装置18は、Hブリッジ回路12とDCモータ20とを接続するハーネス22の地絡故障であるか、Hブリッジ回路12の故障であるかを判別することができる。
Thereby, the
また、本発明の一実施形態に係る故障検知装置18において、故障検知装置18は、第2の故障判断処理において、第3の電圧値が0Vの場合、ハーネス22の地絡故障と判断し、第3の電圧値が0Vではない場合、Hブリッジ回路12の故障と判断することができる。
Further, in the
これにより、本発明の一実施形態に係る故障検知装置18は、第3の電圧値が0Vであるか否かによって、ハーネス22の地絡故障であるか、Hブリッジ回路12の故障であるかを判別することができる。
As a result, the
また、本発明の一実施形態に係る故障検知装置18において、故障検知装置18は、第2の故障判断処理において、DCモータ20を正回転させたときの第3の電圧値と、DCモータ20を逆回転させたときの第3の電圧値とに基づいて、4つのトランジスタTr1~Tr4のうちの故障の生じているトランジスタを判別することができる。
Furthermore, in the
これにより、本発明の一実施形態に係る故障検知装置18は、故障対応者による故障個所の判別を簡略化できるため、故障対応者による故障対応の迅速化を実現することができる。
Thereby, the
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention as described in the claims. Changes are possible.
1 電子機器
10 モータ制御装置
12 Hブリッジ回路
16 電圧検知回路
18 故障検知装置(故障検知部)
20 DCモータ
22 ハーネス
P1~P7 接続点
P8~P10 検出点
R1~R6 抵抗
Tr1 第1のトランジスタ
Tr2 第2のトランジスタ
Tr3 第3のトランジスタ
Tr4 第4のトランジスタ
1
20
Claims (6)
前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタとの間の第1の接続点とグラウンドとの間の電圧値を、第1の電圧値として検知する第1電圧検知部と、
前記第3のトランジスタと前記第4のトランジスタとの間の第2の接続点とグラウンドとの間の電圧値を、第2の電圧値として検知する第2電圧検知部と、
前記第2のトランジスタと前記第4のトランジスタとの間の第3の接続点とグラウンドとの間の電圧値を、第3の電圧値として検知する第3電圧検知部と、
前記第1の電圧値、前記第2の電圧値、および前記第3の電圧値に基づいて、前記Hブリッジ回路から前記DCモータまでの電流路に生じた故障を、故障の種類別に判断する故障検知部と
を備え、
前記故障検知部は、
前記4つのトランジスタが全てオフ状態のときに、前記第1の電圧値および前記第2の電圧値に基づいて、前記電流路に生じた故障を、故障の種類別に判断する第1の故障判断処理を行い、
前記第1の故障判断処理において、前記第1の電圧値および前記第2の電圧値の双方が所定の閾値以下の場合、前記Hブリッジ回路から前記DCモータに電流を供給したときの、前記第3の電圧値に基づいて、前記Hブリッジ回路と前記DCモータとを接続するハーネスの地絡故障であるか、前記Hブリッジ回路の故障であるかを判別する第2の故障判断処理を行う
ことを特徴とするモータ制御装置。 It has a first transistor and a second transistor connected in series between the power supply and the ground, and a third transistor and a fourth transistor connected in series between the power supply and the ground, and these four transistors are connected in series between the power supply and the ground. an H-bridge circuit that controls the operation of a DC motor by controlling the switching of transistors;
a first voltage detection unit that detects a voltage value between a first connection point between the first transistor and the second transistor and ground as a first voltage value;
a second voltage detection unit that detects a voltage value between a second connection point between the third transistor and the fourth transistor and ground as a second voltage value;
a third voltage detection unit that detects a voltage value between a third connection point between the second transistor and the fourth transistor and ground as a third voltage value;
A failure that occurs in a current path from the H-bridge circuit to the DC motor is determined by type of failure based on the first voltage value, the second voltage value, and the third voltage value. Equipped with a detection part and
The failure detection section includes:
a first failure determination process of determining a failure occurring in the current path by type of failure based on the first voltage value and the second voltage value when all of the four transistors are in an off state; and
In the first failure determination process, if both the first voltage value and the second voltage value are below a predetermined threshold value, the Based on the voltage value of step 3, a second failure determination process is performed to determine whether the failure is a ground fault in a harness connecting the H-bridge circuit and the DC motor or a failure in the H-bridge circuit. A motor control device characterized by:
前記第2の故障判断処理において、前記第3の電圧値が0Vの場合、前記ハーネスの地絡故障と判断し、前記第3の電圧値が0Vではない場合、前記Hブリッジ回路の故障と判断する
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 The failure detection section includes:
In the second failure determination process, if the third voltage value is 0V, it is determined that there is a ground fault in the harness, and if the third voltage value is not 0V, it is determined that the H-bridge circuit has failed. The motor control device according to claim 1, characterized in that:
前記第2の故障判断処理において、前記DCモータを正回転させたときの前記第3の電圧値と、前記DCモータを逆回転させたときの前記第3の電圧値とに基づいて、前記4つのトランジスタのうちの故障の生じているトランジスタを判別する
ことを特徴とする請求項2に記載のモータ制御装置。 The failure detection section includes:
In the second failure determination process, based on the third voltage value when the DC motor is rotated in the forward direction and the third voltage value when the DC motor is rotated in the reverse direction, the The motor control device according to claim 2, further comprising: determining which transistor has a failure among the two transistors.
前記DCモータを正回転または逆回転させた場合において、前記第3の電圧値が所定の目標電圧値とならなかったとき、前記DCモータからグラウンドに至る電流路上に設けられているトランジスタを、故障の生じているトランジスタと判別する
ことを特徴とする請求項3に記載のモータ制御装置。 The failure detection section includes:
When the third voltage value does not reach a predetermined target voltage value when the DC motor is rotated forward or reverse, a transistor provided on the current path from the DC motor to the ground is caused to malfunction. 4. The motor control device according to claim 3, wherein the motor control device is determined to be a transistor in which .
請求項1から4のいずれか一項に記載のモータ制御装置と
を備えることを特徴とする電子機器。 An electronic device comprising: the DC motor; and the motor control device according to any one of claims 1 to 4.
前記4つのトランジスタが全てオフ状態のときに、前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタとの間の第1の接続点とグラウンドとの間の電圧値である第1の電圧値と、前記第3のトランジスタと前記第4のトランジスタとの間の第2の接続点とグラウンドとの間の電圧値である第2の電圧値とに基づいて、前記電流路に生じた故障を、故障の種類別に判断する第1の故障判断処理を行う第1の故障判断処理工程と、
前記第1の故障判断処理工程において、前記第1の電圧値および前記第2の電圧値の双方が所定の閾値以下の場合、前記Hブリッジ回路から前記DCモータに電流を供給したときの、前記第2のトランジスタと前記第4のトランジスタとの間の第3の接続点とグラウンドとの間の電圧値である第3の電圧値に基づいて、前記Hブリッジ回路と前記DCモータとを接続するハーネスの地絡故障であるか、前記Hブリッジ回路の故障であるかを判別する第2の故障判断処理を行う第2の故障判断処理工程と
を含むことを特徴とする故障検知方法。 It has a first transistor and a second transistor connected in series between the power supply and the ground, and a third transistor and a fourth transistor connected in series between the power supply and the ground, and these four transistors are connected in series between the power supply and the ground. A failure detection method for determining failures occurring in a current path from an H-bridge circuit that controls the operation of a DC motor to the DC motor by type of failure by controlling switching of a transistor,
a first voltage value that is a voltage value between a first connection point between the first transistor and the second transistor and ground when all of the four transistors are in an off state; A fault occurring in the current path is determined based on a second voltage value that is a voltage value between a second connection point between the third transistor and the fourth transistor and the ground. a first failure determination process for performing a first failure determination process for determining each type;
In the first failure determination processing step, if both the first voltage value and the second voltage value are below a predetermined threshold, the connecting the H-bridge circuit and the DC motor based on a third voltage value that is a voltage value between a third connection point between the second transistor and the fourth transistor and ground; A second failure determination processing step of performing a second failure determination process for determining whether it is a ground fault in a harness or a failure in the H-bridge circuit.
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