(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を駆動する高電位側アームと低電位側アームから構成されるブリッジ回路と、
前記電動機を駆動するための電圧指令を生成するＰＷＭ制御回路と、
前記電圧指令からＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生回路と、
前記ブリッジ回路の直流側の直流電流ｉｄｃを検出する直流電流検出回路と、
前記直流電流ｉｄｃと前記ＰＷＭ信号とに基づき前記ブリッジ回路の出力相電流を演算する相電流演算回路と、
前記直流電流検出回路の故障を検出する故障検出回路とを備え、
前記故障検出回路は、前記ブリッジ回路の前記高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ前記低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合前記直流電流検出回路の故障と判定する構成とした故障検出回路を備えた電動機駆動装置。
【請求項２】
前記故障検出回路は、前記ブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間と低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間の直流電流検出値から、
さらに前記ブリッジ回路の前記高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ＝０でかつ前記低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合前記ブリッジ回路の高電位側アームの短絡故障と判定し、前記ブリッジ回路の前記高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ前記低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ＝０の場合前記ブリッジ回路の低電位側アームの短絡故障と判定する請求項１記載の故障検出回路を備えた電動機駆動装置。
【請求項３】
多重巻線電動機を駆動する高電位側アームと低電位側アームから構成される複数のブリッジ回路と、
前記多重巻線電動機を駆動するための電圧指令を生成するＰＷＭ制御回路と、
前記電圧指令からＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生回路と、
前記複数のブリッジ回路の直流側の直流電流ｉｄｃを検出する複数の直流電流検出回路と、
前記直流電流ｉｄｃと前記ＰＷＭ信号とに基づき前記複数のブリッジ回路の出力相電流を演算する相電流演算回路と、
前記複数の直流電流検出回路の故障を検出する故障検出回路とを備え、
前記故障検出回路は前記複数のブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合前記複数の直流電流検出回路の故障と判定する構成とした故障検出回路を備えた電動機駆動装置。
【請求項４】
前記故障検出回路は、前記複数のブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間と低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間の直流電流検出値から、
さらに前記ブリッジ回路の前記高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ＝０でかつ前記低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合前記複数のブリッジ回路の高電位側アームの短絡故障と判定し、前記ブリッジ回路の前記高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ前記低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ＝０の場合前記ブリッジ回路の低電位側アームの短絡故障と判定する請求項３記載の故障検出回路を備えた電動機駆動装置。
【請求項５】
前記故障検出回路が前記複数のブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間と低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間の直流電流検出値から前記複数の直流電流検出回路の故障を判定するタイミングが、
前記複数の直流電流検出回路においてそれぞれ異なる請求項３に記載の故障検出回路を備えた電動機駆動装置。
【請求項６】
前記故障検出回路が前記複数のブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間と低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間の直流電流検出値から前記複数の直流電流検出回路の故障を判定するタイミングが、前記複数の直流電流検出回路において同一である請求項３に記載の故障検出回路を備えた電動機駆動装置。
【請求項７】
電動機を駆動する高電位側アームと低電位側アームから構成されるブリッジ回路と、
前記電動機を駆動するための電圧指令を生成するＰＷＭ制御回路と、
前記電圧指令からＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生回路と、
前記ブリッジ回路の直流側の直流電流ｉｄｃを検出する直流電流検出回路と、
前記直流電流ｉｄｃと前記ＰＷＭ信号とに基づき前記ブリッジ回路の出力相電流を演算する相電流演算回路と、
前記直流電流検出回路の故障を検出する故障検出回路とを備えた電動機駆動装置において、
高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間における前記直流電流ｉｄｃを取得する処理と、
低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間における前記直流電流ｉｄｃを取得する処理と、
前記高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ前記低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合、前記直流電流検出回路は故障と判定する処理と、から成る電動機駆動装置の故障検出方法。
【請求項８】
さらに、
前記高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ＝０でかつ前記低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合、前記高電位側アームが短絡故障と判定する処理と、
前記高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ前記低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ＝０の場合、前記低電位側アームが短絡故障と判定する処理とを、追加した請求項７に記載の電動機駆動装置の故障検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、３相巻線または多重巻線電動機を駆動する故障検出回路を備えた電動機駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機制御では、直流電源側の直流電流または出力相電流を検出する電流センサが故障すると電動機を制御できないため、電動機駆動装置は電流センサの故障の有無を判定する必要がある。
電流センサの故障を検出する方法として、直流電源側に接続された電流センサで直流電流を検出し、これに基づき出力相電流を演算し、ゼロ電圧ベクトル期間に電流センサ故障を検出する方法が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３６５８１号公報（段落［００２２］、［００２６］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１開示発明では、電動機の回転数がゼロの場合のみ、電流センサの故障を判定するため、電動機の回転数がゼロ以外の場合、つまり通常運転中には電流センサの故障を検出できないという問題がある。
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、電動機の回転数に関わらず、通常運転中も電流センサを含む直流電流検出回路の故障を検出することができる故障検出回路を備えた電動機駆動装置およびその故障検出方法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】
【０００５】
この発明に係る故障検出回路を備えた電動機駆動装置は、電動機を駆動する高電位側アームと低電位側アームから構成されるブリッジ回路と、電動機を駆動するための電圧指令を生成するＰＷＭ制御回路と、電圧指令からＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生回路と、ブリッジ回路の直流側の直流電流ｉｄｃを検出する直流電流検出回路と、直流電流ｉｄｃとＰＷＭ信号とに基づきブリッジ回路の出力相電流を演算する相電流演算回路と、直流電流検出回路の故障を検出する故障検出回路とを備え、故障検出回路は、ブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合直流電流検出回路の故障と判定する構成としたものである。
【０００６】
この発明に係る故障検出回路を備えた電動機駆動装置は、多重巻線電動機を駆動する高電位側アームと低電位側アームから構成される複数のブリッジ回路と、多重巻線電動機を駆動するための電圧指令を生成するＰＷＭ制御回路と、電圧指令からＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生回路と、複数のブリッジ回路の直流側の直流電流ｉｄｃを検出する複数の直流電流検出回路と、直流電流ｉｄｃとＰＷＭ信号とに基づき複数のブリッジ回路の出力相電流を演算する相電流演算回路と、複数の直流電流検出回路の故障を検出する故障検出回路とを備え、故障検出回路は複数のブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合複数の直流電流検出回路の故障と判定する構成としたものである。
【０００７】
この発明に係る電動機駆動装置の故障検出方法は、電動機を駆動する高電位側アームと低電位側アームから構成されるブリッジ回路と、電動機を駆動するための電圧指令を生成するＰＷＭ制御回路と、電圧指令からＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生回路と、ブリッジ回路の直流側の直流電流ｉｄｃを検出する直流電流検出回路と、直流電流ｉｄｃとＰＷＭ信号とに基づきブリッジ回路の出力相電流を演算する相電流演算回路と、直流電流検出回路の故障を検出する故障検出回路とを備えた電動機駆動装置において、高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間における直流電流ｉｄｃを取得する処理と、低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間における直流電流ｉｄｃを取得する処理と、高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合、直流電流検出回路は故障と判定する処理とから成るものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る故障検出回路を備えた電動機駆動装置は、電動機を駆動する高電位側アームと低電位側アームから構成されるブリッジ回路と、電動機を駆動するための電圧指令を生成するＰＷＭ制御回路と、電圧指令からＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生回路と、ブリッジ回路の直流側の直流電流ｉｄｃを検出する直流電流検出回路と、直流電流ｉｄｃとＰＷＭ信号とに基づきブリッジ回路の出力相電流を演算する相電流演算回路と、直流電流検出回路の故障を検出する故障検出回路とを備え、故障検出回路は、ブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合直流電流検出回路の故障と判定する構成としたものであるため、電動機の回転数に関わらず、通常運転中も電流センサを含む直流電流検出回路の故障を検出することができる。
【０００９】
この発明に係る故障検出回路を備えた電動機駆動装置は、多重巻線電動機を駆動する高電位側アームと低電位側アームから構成される複数のブリッジ回路と、多重巻線電動機を駆動するための電圧指令を生成するＰＷＭ制御回路と、電圧指令からＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生回路と、複数のブリッジ回路の直流側の直流電流ｉｄｃを検出する複数の直流電流検出回路と、直流電流ｉｄｃとＰＷＭ信号とに基づき複数のブリッジ回路の出力相電流を演算する相電流演算回路と、複数の直流電流検出回路の故障を検出する故障検出回路とを備え、故障検出回路は複数のブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合複数の直流電流検出回路の故障と判定する構成としたものであるため、多重巻線電動機の回転数に関わらず、通常運転中も電流センサを含む直流電流検出回路の故障を検出することができる。
【００１０】
この発明に係る電動機駆動装置の故障検出方法は、電動機を駆動する高電位側アームと低電位側アームから構成されるブリッジ回路と、電動機を駆動するための電圧指令を生成するＰＷＭ制御回路と、電圧指令からＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生回路と、ブリッジ回路の直流側の直流電流ｉｄｃを検出する直流電流検出回路と、直流電流ｉｄｃとＰＷＭ信号とに基づきブリッジ回路の出力相電流を演算する相電流演算回路と、直流電流検出回路の故障を検出する故障検出回路とを備えた電動機駆動装置において、高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間における直流電流ｉｄｃを取得する処理と、低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間における直流電流ｉｄｃを取得する処理と、高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合、直流電流検出回路は故障と判定する処理とから成るものであるため、電動機の回転数に関わらず、通常運転中も電流センサを含む直流電流検出回路の故障を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１の故障検出回路を備えた電動機駆動装置に係るシステム構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１の故障検出回路を備えた電動機駆動装置に係るＰＷＭ信号生成の一般的説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１の故障検出回路を備えた電動機駆動装置に係るＰＷＭ制御の動作説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１の故障検出回路を備えた電動機駆動装置に係るＰＷＭ信号生成の説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１の故障検出回路を備えた電動機駆動装置に係る故障検出回路の動作説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１の故障検出回路を備えた電動機駆動装置に係る故障検出フローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２の故障検出回路を備えた電動機駆動装置に係るシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
実施の形態１は、３相巻線電動機を駆動するブリッジ回路と、直流電源と、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御回路と、ＰＷＭ信号発生回路と、直流電流検出回路と、相電流演算回路と、故障検出回路とを備え、故障検出回路はブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間と低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間の直流電流検出値から直流電流検出回路の故障を判定する構成とした故障検出回路を備えた電動機駆動装置およびその故障検出方法に関するものである。
以下、本願発明の実施の形態１の構成、動作について、故障検出回路を備えた電動機駆動装置のシステム構成図である図１、ＰＷＭ信号生成の一般的説明図である図２、ＰＷＭ制御の動作説明図である図３、ＰＷＭ信号生成の説明図である図４、故障検出回路の動作説明図である図５、および故障検出フローチャートである図６に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、故障検出回路を備えた電動機駆動装置１および駆動対象の３相巻線電動機（以降、適宜電動機という）１００を含むシステム構成を示す。
図１において、故障検出回路を備えた電動機駆動装置１は、電動機１００を駆動するためにブリッジ回路２００、直流電源３００、直流電流検出回路４００、制御部５００、故障検出回路６００から構成される。
また、制御部５００は、相電流演算回路５０１、ＰＷＭ制御回路５０２およびＰＷＭ信号生成回路５０３から構成される。
【００１４】
直流電源３００は、バッテリなどの直流電源であり、ブリッジ回路２００へ直流電力を供給する。
ブリッジ回路２００は、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相に対応して配置され、直流電源３００の正極端側と相線間をスイッチングする高電位側アーム（以降、適宜上アームという）２１ｕ、２１ｖ、２１ｗと、直流電源３００の負極端側と相線間をスイッチングする低電位側アーム（以降、適宜下アームという）２２ｕ、２２ｖ、２２ｗを備える。さらに、ブリッジ回路２００は、各上アームに対応した高電位側駆動回路２３ｕ、２３ｖ、２３ｗ、および各下アームに対応した低電位側駆動回路２４ｕ、２４ｖ、２４ｗを備える。
以降、高電位側アーム２１ｕ、２１ｖ、２１ｗを一括していう場合は上アーム２１、
低電位側アーム２２ｕ、２２ｖ、２２ｗを一括していう場合は下アーム２２という。また、高電位側駆動回路２３ｕ、２３ｖ、２３ｗを一括していう場合は上アーム駆動回路２３、低電位側駆動回路２４ｕ、２４ｖ、２４ｗを一括していう場合は下アーム駆動回路２４という。
【００１５】
さらに、ブリッジ回路２００の回路構成について説明する。
ブリッジ回路２００の上アーム２１の高電位側が夫々接続され、その接続端が直流電源３００の正極端側に接続されている。下アーム２２の低電位側が夫々接続され、その接続端が直流電流検出回路４００の一端に接続されており、その他端は直流電源３００の負極端側に接続されている。
上アーム２１ｕのソース電極と、下アーム２２ｕのドレイン電極の接続端が３相巻線電動機１００の巻線ａ１に接続されている。上アーム２１ｖのソース電極と、下アーム２２ｖのドレイン電極の接続端が３相巻線電動機１００の巻線ｂ１に接続されている。上アーム２１ｗのソース電極と、下アーム２２ｗのドレイン電極の接続端が３相巻線電動機１００の巻線ｃ１に接続されている。
それぞれの上アーム２１、下アーム２２に並列接続されているダイオード（符番号省略）は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の寄生ダイオードを示している。
【００１６】
図１ではブリッジ回路２００の上アーム２１、下アーム２２のスイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを用いた例を示している。しかし、スイッチング素子としては、ＭＯＳＦＥＴに限るものではなく、例えばＩＢＧＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を使用することができる。
【００１７】
次に、直流電流検出回路４００の構成、動作について説明する。
直流電流検出回路４００は、例えばシャント抵抗やＤＣ−ＣＴ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ−Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）などの電流センサで構成され、直流電源３００の直流電流、すなわちブリッジ回路２００の直流側の直流電流ｉｄｃを検出し、検出値を制御部５００と故障検出回路６００に出力する。
【００１８】
次に、制御部５００の動作について、図２、図３に基づき説明する。
なお、実施の形態１では、キャリア信号として三角波を用いており、三角波比較を用いた三相変調について、以下説明する。
図２は、三角波比較による三相変調において、ブリッジ回路のＵ、Ｖ、Ｗ各相の電圧指令がＵ＞Ｖ＞Ｗとなる期間におけるＰＷＭ制御回路５０２から出力されるスイッチングパターンを示す。
図２において、Ｕ、Ｖ、Ｗは、ブリッジ回路のＵ、Ｖ、Ｗ各相の電圧指令を表し、通常それぞれ位相が１２０［ｄｅｇ］ずれた交流波形である。３相出力電圧の周波数に対して、キャリア信号の周波数は十分高いため、Ｕ、Ｖ、Ｗは一定値（直線）で表している。
Ｇｕ１、Ｇｖ１、Ｇｗ１は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相各のＰＷＭ信号を表し、Ｃａはキャリア信号である。
【００１９】
図２において、ＰＷＭ信号Ｇｕ１がＨレベルのときは上アーム２１ｕがオン、下アーム２２ｕがオフである。ＰＷＭ信号Ｇｕ１がＬレベルのときは上アーム２１ｕがオフ、下アーム２２ｕがオンである。実際には、上下アームが短絡しないようデッドタイムが設けられるが、ここでは説明を簡略化するため省略している。Ｇｖ１、Ｇｗ１ついても同様である。
【００２０】
図３はＰＷＭ制御の動作説明図であり、具体的にはブリッジ回路２００における電圧ベクトルと各スイッチング素子のスイッチング状態および検出可能な電流値との関係を示すテーブルである。
ここで、スイッチング状態「０」は、上アームがオフ状態、下アームがオン状態を表し、スイッチング状態「１」は、上アームがオン状態、下アームがオフ状態を表す。
【００２１】
相電流演算回路５０１は、直流電流ｉｄｃと、後述するＰＷＭ信号生成回路５０３で生成されブリッジ回路２００へ出力されるＰＷＭ信号Ｇｕ１、Ｇｖ１、Ｇｗ１に基づき、出力相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを演算する。
図２のｔ０期間では、電圧ベクトルはＶ１０（０、０、０）となり、直流電源３００側には電流が流れない。
ｔ１期間では、電圧ベクトルはＶ１４（１、０、０）となり、ｉｄｃ＝ｉｕとなる。
ｔ２期間では、電圧ベクトルはＶ１６（１、１、０）となり、ｉｄｃ＝−ｉｗとなる。
この時点でＵ相とＷ相の２相の電流が検出できる。三相電流の和はゼロとなるため、Ｖ相電流ｉｖは、ｉｖ＝−ｉｗ−ｉｕとして推定することができる。
上記の演算を繰り返すことで、直流電源３００側の直流電流を検出することで出力相電流を復元することができる。
【００２２】
次に、ＰＷＭ制御回路５０２およびＰＷＭ信号生成回路５０３の動作について説明する。
ＰＷＭ制御回路５０２は、相電流演算回路５０１で推定された電流値を元に、電動機１００に対する周波数指令やトルク指令（図示せず）などによって、電動機１００を所望の状態に制御するための電圧指令を生成する。
ＰＷＭ信号生成回路５０３は、ＰＷＭ制御回路５０２で生成された電圧指令をもとにＰＷＭ信号を生成する。
【００２３】
次に、故障検出回路６００の動作について、図４および図５に基づいて説明する。
図４は、故障検出回路６００の動作に関連するＰＷＭ信号生成を説明する図であり、図２と同様に、スイッチングパルスを生成するために三角波比較を用いている。図４は、故障検出に利用するｔ３期間とｔ６期間を中心に表しており、ｔ２〜ｔ５は、図２と同様である。
【００２４】
本実施の形態１の発明の目的は、直流電流検出回路４００の故障を検出することである。しかし、直流電流検出回路４００の故障を検出する過程で、ブリッジ回路２００の上アーム２１の短絡故障および下アーム２２の短絡故障も検出できるため、合わせて説明する。
以下、直流電流検出回路４００、上アーム２１および下アーム２２が全て正常の場合、直流電流検出回路４００が故障の場合、上アーム２１が短絡故障している場合、下アーム２２が短絡故障している場合について説明する。
【００２５】
まず、直流電流検出回路４００と上アーム２１および下アーム２２が全て正常である場合について説明する。
ｔ３期間では、上アーム２１ｕ、２１ｖ、２１ｗがオンである。下アーム２２ｕ、２２ｖ、２２ｗがすべて正常でオフであれば、直流電源３００側には電流が流れない。このため、直流電流検出回路４００からはゼロが出力される。
ｔ６期間では、下アーム２２ｕ、２２ｖ、２２ｗがオンである。上アーム２１ｕ、２１ｖ、２１ｗがすべて正常でオフであれば、直流電源３００側には電流が流れない。このため、直流電流検出回路４００からはゼロが出力される。
【００２６】
次に、下アーム２２が短絡故障（直流電流検出回路４００と上アーム２１は正常）している場合について説明する。
ｔ３期間では、上アーム２１ｕ、２１ｖ、２１ｗがオンである。下アーム２２ｕ、２２ｖ、２２ｗのいずれかが短絡故障している場合には、直流電源３００側に短絡電流が流れる。このため、直流電流検出回路４００からはゼロ以外の値（ｉｄｃ≠０）が出力される。
ｔ６期間では、下アーム２２ｕ、２２ｖ、２２ｗがオンである。下アーム２２ｕ、２２ｖ、２２ｗのいずれかが短絡故障している場合でも、上アーム２１ｕ、２１ｖ、２１ｗが全て正常でオフしていれば、直流電源３００側に短絡電流は流れない。このため、直流電流検出回路４００からはゼロ（ｉｄｃ＝０）が出力される。
【００２７】
次に、上アーム２１が短絡故障（直流電流検出回路４００と下アーム２２は正常）している場合について説明する。
ｔ３期間では、上アーム２１ｕ、２１ｖ、２１ｗがオンである。上アーム２１ｕ、２１ｖ、２１ｗのいずれかが短絡故障している場合でも、下アーム２２ｕ、２２ｖ、２２ｗが全て正常でオフしていれば、直流電源３００側に短絡電流は流れない。このため、直流電流検出回路４００からはゼロ（ｉｄｃ＝０）が出力される。
ｔ６期間では、下アーム２２ｕ、２２ｖ、２２ｗがオンである。上アーム２１ｕ、２１ｖ、２１ｗのいずれかが短絡故障している場合には、直流電源３００側に短絡電流が流れる。このため、直流電流検出回路４００からはゼロ以外の値（ｉｄｃ≠０）が出力される。
【００２８】
次に、直流電流検出回路４００が故障（上アーム２１および下アーム２２は正常）である場合について説明する。
ｔ３期間では、上アーム２１ｕ、２１ｖ、２１ｗがオンである。下アーム２２ｕ、２２ｖ、２２ｗが全て正常でオフしていれば、本来直流電流検出回路４００からはゼロ（ｉｄｃ＝０）が出力される。しかし、直流電流検出回路４００が故障の場合は、ゼロ以外の値（ｉｄｃ≠０）が出力される。
ｔ６期間でも、本来直流電流検出回路４００からはゼロ（ｉｄｃ＝０）が出力されるが、ゼロ以外の値（ｉｄｃ≠０）が出力される。
【００２９】
以上説明した故障検出回路６００の動作を整理すると、図５の故障検出回路の動作説明図である判定表にまとめることができる。直流電流検出回路４００の故障、上アーム２１の短絡故障および下アーム２２の短絡故障を特定するために、図５の判定表が利用できる。
【００３０】
上アーム２１が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ＝０であり、なおかつ、下アーム２２が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ＝０の場合、直流電流検出回路４００、上アーム２１および下アーム２２は正常に動作していると判定する。
【００３１】
上アーム２１が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０であり、なおかつ、下アーム２２が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ＝０の場合、下アーム２２のいずれかが短絡故障していると判定する。
【００３２】
上アーム２１が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ＝０であり、なおかつ、下アーム２２が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合、上アーム２１のいずれかが短絡故障していると判定する。
【００３３】
上アーム２１が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０であり、なおかつ、下アーム２２が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合、直流電流検出回路４００が故障していると判定する。
【００３４】
以上、実施の形態１に係る故障検出回路を備えた電動機駆動装置１の構成、動作について説明した。次にこの故障検出回路を備えた電動機駆動装置１を用いた故障検出方法について、図６のフローチャートに基づき説明する。
【００３５】
故障検出処理が開始される（ステップＳ１）と、ステップＳ２にて、図４のｔ３期間、すなわち上アーム２１が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間における直流電流ｉｄｃを取得する。
【００３６】
次に、ステップＳ３にて、図４のｔ６期間、すなわち下アーム２２が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間における直流電流ｉｄｃを取得する。
【００３７】
以下、ステップＳ４以降で、ステップＳ２、Ｓ３で取得した出力電流ｉｄｃの値に基づき、直流電流検出回路４００の故障、上アーム２１の短絡故障および下アーム２２の短絡故障を判定する。
【００３８】
まず、ステップＳ４で、上アーム２１が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間における直流電流ｉｄｃが０かどうか判定する。ステップＳ４の判定結果が、ＹＥＳの場合はステップＳ５に進み、ＮＯの場合はステップＳ６に進む。
【００３９】
ステップＳ５では、下アーム２２が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間における直流電流ｉｄｃが０かどうか判定する。ステップＳ５の判定結果が、ＹＥＳの場合はステップＳ７に進み、直流電流検出回路４００、上アーム２１および下アーム２２は全て正常に動作していると判定し、ステップＳ１１へ進んで処理を終了する。
ステップＳ５の判定結果が、ＮＯの場合はステップＳ８に進み、上アーム２１の短絡故障と判定し、ステップＳ１１で処理を終了する。
【００４０】
ステップＳ６では、下アーム２２が全てオンのゼロ電圧ベクトル期間における直流電流ｉｄｃが０かどうか判定する。ステップＳ６の判定結果が、ＹＥＳの場合はステップＳ９に進み、下アーム２２の短絡故障と判定し、ステップＳ１１へ進んで処理を終了する。
ステップＳ６の判定結果が、ＮＯの場合はステップＳ１０に進み、直流電流検出回路４００の故障と判定し、ステップＳ１１で処理を終了する。
【００４１】
以上説明したように、実施の形態１に係る故障検出回路を備えた電動機駆動装置は、３相巻線電動機を駆動するブリッジ回路と、直流電源と、ＰＷＭ制御回路と、ＰＷＭ信号発生回路と、直流電流検出回路と、相電流演算回路と、故障検出回路とを備え、故障検出回路はブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間と低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間の直流電流検出値から直流電流検出回路の故障を判定する構成としたものであるため、電動機の回転数に関わらず、通常運転中も電流センサを含む直流電流検出回路の故障を検出することができる。
【００４２】
さらに、実施の形態１に係る故障検出回路を備えた電動機駆動装置は、３相巻線電動機を駆動するブリッジ回路の上アームおよび下アームの短絡故障も合わせて検出することができる。
【００４３】
また、以上説明したように、実施の形態１に係る電動機駆動装置の故障検出方法は、高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間における直流電流ｉｄｃを取得する処理、低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間における直流電流ｉｄｃを取得する処理、および高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０でかつ低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間においてｉｄｃ≠０の場合、直流電流検出回路は故障と判定する処理から成るため、電動機の回転数に関わらず、通常運転中も電流センサを含む直流電流検出回路の故障を検出することができる。
【００４４】
さらに、実施の形態１に係る電動機駆動装置の故障検出方法は、ブリッジ回路の上アームおよび下アームの短絡故障も合わせて検出することができる。
【００４５】
実施の形態２．
実施の形態２の故障検出回路を備えた電動機駆動装置は、実施の形態１で説明した発明を多重巻線電動機に適用したものである。
実施の形態２は、多重巻線電動機を駆動する複数ブリッジ回路と、直流電源と、ＰＷＭ制御回路と、ＰＷＭ信号発生回路と、複数の直流電流検出回路と、相電流演算回路と、故障検出回路とを備え、故障検出回路は複数のブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間と低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間の直流電流検出値から複数の直流電流検出回路の故障を判定する構成とした故障検出回路を備えた電動機駆動装置に関するものである。
【００４６】
以下、本願発明の実施の形態２の構成、動作について、故障検出回路を備えた電動機駆動装置２に係るシステム構成図である図７に基づいて説明する。
図７において、図１と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。
【００４７】
実施の形態２に係る故障検出回路を備えた電動機駆動装置２と実施の形態１に係る故障検出回路を備えた電動機駆動装置１との違いは、巻線電動機が多重巻線になったことに伴い、ブリッジ回路や直流電流検出回路が２台になったことであり、それぞれの構成、動作は実施の形態１と同じであるため、この差異部を中心に説明する。
【００４８】
図７は、故障検出回路を備えた電動機駆動装置２および駆動対象の多重巻線電動機（以降、適宜多重巻線電動機という）１１０を含むシステム構成を示す。
図７において、故障検出回路を備えた電動機駆動装置２は、多重巻線電動機１１０を駆動するためにブリッジ回路２１０、直流電源３００、直流電流検出回路４１０、制御部５１０、故障検出回路６１０から構成される。
また、制御部５１０は、相電流演算回路５１１、ＰＷＭ制御回路５１２およびＰＷＭ信号生成回路５１３から構成される。
【００４９】
多重巻線電動機１１０は、第１の３相巻線１１１と第２の３相巻線１１２を有する６相電動機であり、それぞれの中性点は独立した構成を有している。
ブリッジ回路２１０は第１のブリッジ回路２１１と第２のブリッジ回路２１２から構成され、直流電源３００から供給された直流電力を交流電力に変換し、多重巻線電動機１１０を駆動する。
直流電源３００は、バッテリなどの直流電源でありブリッジ回路２１０へ直流電力を供給する。
【００５０】
直流電流検出回路４１０は第１の直流電流検出回路４１１と第２の直流電流検出回路４１２から構成される。第１の直流電流検出回路４１１は、直流電源３００の負極端側と第１のブリッジ回路２１１の負極端側の間に接続されており、第１のブリッジ回路２１１の直流側の直流電流ｉｄｃ１を検出する。第２の直流電流検出回路４１２は、直流電源３００の負極端側と第２のブリッジ回路２１２の負極端側の間に接続されており、第２のブリッジ回路２１２の直流側の直流電流ｉｄｃ２を検出する。
【００５１】
制御部５１０を構成する相電流演算回路５１１、ＰＷＭ制御回路５１２およびＰＷＭ信号生成回路５１３の動作は、実施の形態１の相電流演算回路５０１、ＰＷＭ制御回路５０２およびＰＷＭ信号生成回路５０３の動作と同様であるため、説明を省略する。
故障検出回路６１０の検出対象は、直流電流検出回路４１０（第１の直流電流検出回路４１１と第２の直流電流検出回路４１２）およびブリッジ回路２１０（第１のブリッジ回路２１１と第２のブリッジ回路２１２）であるが、動作は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５２】
故障検出回路６１０は、第１の直流電流検出回路４１１、第１のブリッジ回路２１１の故障検出と、第２の直流電流検出回路４１２、第２のブリッジ回路２１２の故障検出とを行う。
故障検出回路６１０において、直流電流検出回路４１０の故障を検出するタイミングは、それぞれの直流電流検出回路すなわち第１の直流電流検出回路４１１と第２の直流電流検出回路４１２で同じであっても良いし、異なっていても良い。
また、故障検出回路６１０において、ブリッジ回路２１０の故障を検出するタイミングは、それぞれのブリッジ回路、すなわち第１のブリッジ回路２１１と第２のブリッジ回路２１２で同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００５３】
以上説明したように、実施の形態２に係る故障検出回路を備えた電動機駆動装置２は、
多重巻線電動機を駆動する複数ブリッジ回路と、直流電源と、ＰＷＭ制御回路と、ＰＷＭ信号発生回路と、複数の直流電流検出回路と、相電流演算回路と、故障検出回路とを備え、故障検出回路は複数のブリッジ回路の高電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間と低電位側アーム全オンのゼロ電圧ベクトル期間の直流電流検出値から複数の直流電流検出回路の故障を判定する構成としたものであるため、多重巻線電動機の回転数に関わらず、通常運転中も電流センサを含む直流電流検出回路の故障を検出することができる。
【００５４】
さらに、実施の形態２に係る故障検出回路を備えた電動機駆動装置は、多重巻線電動機を駆動する複数ブリッジ回路の各上アームおよび下アームの短絡故障も合わせて検出することができる。
【００５５】
なお、故障検出回路を備えた電動機駆動装置およびその故障検出方法に係る本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１，２  故障検出回路を備えた電動機駆動装置、
２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ  高電位側アーム、２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ  低電位側アーム、
２３ｕ，２３ｖ，２３ｗ  高電位側駆動回路、
２４ｕ，２４ｖ，２４ｗ  低電位側駆動回路、１００  ３相巻線電動機、
１１０  多重巻線電動機、１１１  第１の３相巻線、１１２  第２の３相巻線、
２００，２１０  ブリッジ回路、２１１  第１のブリッジ回路、
２１２  第２のブリッジ回路、３００  直流電源、４００，４１０  直流電流検出回路、
４１１  第１の直流電流検出回路、４１２  第２の直流電流検出回路、
５００，５１０  制御部、５０１，５１１  相電流演算回路、
５０２，５１２  ＰＷＭ制御回路、５０３，５１３  ＰＷＭ信号生成回路、
６００，６１０  故障検出回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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