(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数組の巻線を備えたモータに流す電流を電源から供給して制御するモータ制御装置であって、
前記巻線の各相に印加する電圧を制御するスイッチング素子を各相に有し、前記電源から前記巻線の各相に供給する電流を制御する複数のインバータと、
前記電源と前記複数のインバータとの間に単一に設けられ、電気的接続を遮断できる電源リレーと、
前記モータに発生させるトルクの目標値に応じて、各インバータに前記電圧に対応する電圧指令を与え、巻線に流す電流を制御する電流制御手段と
を備え、
前記電流制御手段は、
前記巻線または前記複数のインバータの一次的な故障を検知する一次故障検知手段と、
前記一次的な故障を検知した後に、前記一次的な故障が発生した系統の巻線またはインバータにおいて発生する二次的な故障を検知する二次故障検知手段と
を有し、
前記一次故障検知手段により、前記インバータもしくは前記巻線の一部において短絡故障または地絡故障または天絡故障が前記一次的な故障として検知された場合には、正常側のインバータの制御を継続し、
さらに、前記二次故障検知手段により、前記二次的な故障として短絡故障が検知された場合には、前記電源リレーを開放する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記電流制御手段は、
前記一次故障検知手段により前記一次的な故障が検知された場合には、前記一次的な故障が発生した系統における前記目標値および巻線に流れる電流検出値に基づいて、前記一次的な故障が発生した系統に対する故障時電圧指令を生成する故障時電流制御手段をさらに有し、
前記一次故障検知手段により故障が検知された場合には、前記故障時電流制御手段で生成された前記故障時電圧指令によって、故障が発生した系統のインバータの制御を継続する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータ制御装置において、
前記二次故障検知手段は、検出した前記二次的な故障の要因が短絡故障か開放故障かを判別し、
前記電流制御手段は、前記二次故障検知手段により前記二次的な故障の要因が開放故障であると判別された場合には、前記二次的な故障が発生した後も、前記一次的な故障および前記二次的な故障のいずれも発生していない正常側のインバータの制御を継続する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、
前記電流制御手段は、前記一次故障検知手段により前記巻線または前記インバータの開放故障が検知され、さらに、前記二次故障検知手段により前記一次的な故障が発生した系統の巻線またはインバータにおける二次的な故障を検知した場合には、前記二次的な故障が発生した後も、前記一次的な故障および前記二次的な故障のいずれも発生していない正常側のインバータの制御を継続する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、
前記二次故障検知手段は、前記巻線の各相における電流検出値と、目標値または電圧指令とに基づいて、前記二次的な故障を検知する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、
前記二次故障検知手段は、前記巻線の各相における電流検出値の差分と、目標値または電圧指令の差分とに基づいて、前記二次的な故障を検知する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、
前記電流制御手段は、
前記一次故障検知手段により検知された前記一次的な故障が短絡故障の場合には、前記短絡故障に適した短絡故障時電流制御を行い、
前記一次故障検知手段により検知された前記一次的な故障が開放故障の場合には、前記開放故障に適した開放故障時電流制御を行い、
前記二次故障検知手段は、既に生じている前記一次的な故障に基づく電流制御の状態に応じて前記二次的な故障を検知する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
複数組の巻線を備えたモータに流す電流を電源から供給して制御するモータ制御装置に適用される電流制御方法であって、
前記モータ制御装置は、
前記巻線の各相に印加する電圧を制御するスイッチング素子を各相に有し、前記電源から前記巻線の各相に供給する電流を制御する複数のインバータと、
前記電源と前記複数のインバータとの間に単一に設けられ、電気的接続を遮断できる電源リレーと、
前記モータに発生させるトルクの目標値に応じて、各インバータに前記電圧に対応する電圧指令を与え、巻線に流す電流を制御する電流制御手段と
を備えており、
前記電流制御手段において、
前記巻線または前記複数のインバータの一次的な故障を検知する一次故障検知ステップと、
前記一次的な故障を検知した後に、前記一次的な故障が発生した系統の巻線またはインバータにおいて発生する二次的な故障を検知する二次故障検知ステップと、
前記一次故障検知ステップにより、前記インバータもしくは前記巻線の一部において短絡故障または地絡故障または天絡故障が前記一次的な故障として検知された場合には、正常側のインバータの制御を継続する継続制御ステップと、
前記二次故障検知ステップにより、前記二次的な故障として短絡故障が検知された場合には、前記電源リレーを開放するリレー開放ステップと
を有することを特徴とするモータ制御装置に適用される電流制御方法。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数組の巻線を備えた多相モータを制御するモータ制御装置、モータ制御装置に適用される電流制御方法、およびモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の複数組の巻線を備えた多相モータを制御するモータ制御装置として、モータに巻線を２組備えて、それぞれに流れる電流を制御するインバータも２組備え、個別に電流を制御できる構成のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１におけるモータ制御装置は、それぞれのインバータに電源から電力を供給するべく、電気的に接続／遮断できる電源リレーをそれぞれに備えている。そして、片方の巻線やインバータに故障が発生した場合には、故障が発生した側の電源リレーを開放して電源との接続を断ち、正常な側のインバータを制御して、モータからトルクの出力を継続させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３１８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１のような例では、複数組のインバータの内、故障側のインバータに接続された電源リレーを開放している。しかしながら、短絡故障が発生した場合には、短絡故障箇所と巻線を経由した閉回路が形成され、電源を経由しない循環電流が発生する。そして、この循環電流により、モータの回転を減速させる方向に働くトルク、すなわち、ブレーキトルクが発生する。このブレーキトルクは、電源を経由しない電流で発生するので、電源リレーを開放するだけでは抑制できず、トルクが不足するという課題があった。
【０００６】
また、故障側の電源リレーを開放することの利点は、次のような場合に、過度な発熱や電流消費を防止できる点にある。すなわち、スイッチング素子の短絡故障、またはインバータもしくは巻線が地絡もしくは天絡する故障が発生し、故障側の電源リレーを開放した後、故障側の電源リレーを開放しない接続状態で、故障側の巻線とインバータの組（以下、巻線駆動系とも言う）において、さらに二次的な故障が発生し、その故障内容が巻線駆動系の短絡故障である場合を考える。
【０００７】
この場合、一次的な故障の箇所と二次的な故障の箇所の２箇所を経由して、電源の正電位と負電位が短絡に近い状態になり、過大な電流が発生する状態があり得ることとなる。これにより、過度な発熱や電流消費が発生する可能性がある。そこで、このような状態を未然に防止する利点が得られる１つの方法が、一次的な故障が発生した場合に故障側の電源リレーを開放する方法、すなわち、特許文献１の方法である。
【０００８】
しかしながら、この方法では、電源リレーを複数組の巻線駆動系に対して、同じだけの個数の電源リレーを備える必要があり、装置が高価になるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、モータの巻線またはインバータの故障、例えば、スイッチング素子の短絡故障、または、１相の巻線、もしくはインバータと巻線を繋ぐ配線の地絡故障、または、２相間の短絡故障などが発生した場合において、さらに故障側の巻線駆動系に二次的な故障が発生した場合においても、過度な発熱や電流消費を防止し、装置のコストを低減することができ、かつ一次的な故障が短絡故障の場合に発生するブレーキトルクを抑制して、出力トルクを十分に得ることができるモータ制御装置、モータ制御装置に適用される電流制御方法、およびモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るモータ制御装置は、複数組の巻線を備えたモータに流す電流を電源から供給して制御するモータ制御装置であって、巻線の各相に印加する電圧を制御するスイッチング素子を各相に有し、電源から巻線の各相に供給する電流を制御する複数のインバータと、電源と複数のインバータとの間に単一に設けられ、電気的接続を遮断できる電源リレーと、モータに発生させるトルクの目標値に応じて、各インバータに電圧に対応する電圧指令を与え、巻線に流す電流を制御する電流制御手段とを備え、電流制御手段は、巻線または複数のインバータの一次的な故障を検知する一次故障検知手段と、一次的な故障を検知した後に、一次的な故障が発生した系統の巻線またはインバータにおいて発生する二次的な故障を検知する二次故障検知手段とを有し、一次故障検知手段により、インバータもしくは巻線の一部において短絡故障または地絡故障または天絡故障が一次的な故障として検知された場合には、正常側のインバータの制御を継続し、さらに、二次故障検知手段により、二次的な故障として短絡故障が検知された場合には、電源リレーを開放するものである。
【００１１】
また、本発明に係るモータ制御装置に適用される電流制御方法は、複数組の巻線を備えたモータに流す電流を電源から供給して制御するモータ制御装置に適用される電流制御方法であって、モータ制御装置は、巻線の各相に印加する電圧を制御するスイッチング素子を各相に有し、電源から巻線の各相に供給する電流を制御する複数のインバータと、電源と複数のインバータとの間に単一に設けられ、電気的接続を遮断できる電源リレーと、モータに発生させるトルクの目標値に応じて、各インバータに電圧に対応する電圧指令を与え、巻線に流す電流を制御する電流制御手段とを備えており、電流制御手段において、巻線または複数のインバータの一次的な故障を検知する一次故障検知ステップと、一次的な故障を検知した後に、一次的な故障が発生した系統の巻線またはインバータにおいて発生する二次的な故障を検知する二次故障検知ステップと、一次故障検知ステップにより、インバータもしくは巻線の一部において短絡故障または地絡故障または天絡故障が一次的な故障として検知された場合には、正常側のインバータの制御を継続する継続制御ステップと、二次故障検知ステップにより、二次的な故障として短絡故障が検知された場合には、電源リレーを開放するリレー開放ステップとを有するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るモータ制御装置、モータ制御装置に適用される電流制御方法、およびモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置によれば、一次的な故障状態に応じた故障検知方法で二次的な故障を検知する手段を備えることにより、モータの巻線またはインバータの故障、例えば、スイッチング素子の短絡故障、または、１相の巻線、もしくはインバータと巻線を繋ぐ配線の地絡故障、または、２相間の短絡故障などが発生した場合において、さらに故障側の巻線駆動系に二次的な故障が発生した場合においても、過度な発熱や電流消費を防止し、装置のコストを低減することができ、かつ一次的な故障が短絡故障の場合に発生するブレーキトルクを抑制して、出力トルクを十分に得ることができるモータ制御装置、モータ制御装置に適用される電流制御方法、およびモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１によるモータ制御装置を含む全体構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電流制御手段の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における故障検知手段の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１における故障時電流制御手段の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態１において、ブレーキトルクが発生する要因を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１における二次故障検知手段内の相電流過大検知手段に関する一連動作を示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１における二次故障検知手段内の相電流指令超過検知手段に関する一連動作を示したフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１における二次故障検知手段内の二次開放故障検知手段に関する一連動作を示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１において、一次故障が、Ｖ相のスイッチング素子の下側の短絡故障で、二次故障が同じ相のスイッチング素子の反対側（上側）の短絡故障の場合の電流状態を示した説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態１において、一次故障が、Ｖ相のスイッチング素子の下側の短絡故障で、二次故障が他の相（ここではＵ相）のスイッチング素子の反対側（上側）の短絡故障の場合の電流状態を示した説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における電流制御手段による一連処理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】
【００１４】
以下、本発明のモータ制御装置、モータ制御装置に適用される電流制御方法、およびモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるモータ制御装置を含む全体構成を示す概略ブロック図である。なお、この図１には、モータ制御装置１０以外に、電源４、モータ５、およびモータ５の回転角度を検出するモータ回転角度センサ６も記載している。
【００１６】
モータ５は、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１相の３相からなる第１巻線組１５と、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２相の３相からなる第２巻線組１６を備えている。そして、各巻線組１５、１６は、それぞれスター型結線で相を結合している。これら複数の巻線組１５、１６により、図示しないステータが構成され、モータ５は、このステータと、図示しないロータとロータに固定された回転軸により構成されている。
【００１７】
なお、以下では、本発明を、各巻線組が３相で、ロータに永久磁石を配置した永久磁石同期モータに適用した場合を例に説明する。しかしながら、本発明は、このような例に限定されず、３相以上の多相交流により回転駆動するモータに対しても、同様に使用することができるものである。
【００１８】
モータ制御装置１０は、モータ５の巻線に印加する電圧を制御し、それにより、電源４から電力をモータ５に供給し、巻線に流す電流を制御することで、電流に概略比例するモータ５の出力トルクを制御するものである。
【００１９】
そして、このモータ制御装置１０は、電源リレー３、第１インバータ２１、第２インバータ２２、電流制御手段２３、第１スイッチング素子駆動回路２４、第２スイッチング素子駆動回路２５、およびモータ回転角度検出手段２６を備えて構成されている。
【００２０】
第１インバータ２１は、６つのスイッチング素子ＵＰ１、ＶＰ１、ＷＰ１、ＵＮ１、ＶＮ１、ＷＮ１と、それぞれのスイッチング素子に並列接続される６つのダイオードＤＵＰ１、ＤＶＰ１、ＤＷＰ１、ＤＵＮ１、ＤＶＮ１、ＤＷＮ１と、Ｕ、Ｖ、Ｗの３つの相の電流検出回路ＣＴ１１、ＣＴ２１、ＣＴ３１とを備えて構成されている。
【００２１】
同様に、第２インバータ２２は、６つのスイッチング素子ＵＰ２、ＶＰ２、ＷＰ２、ＵＮ２、ＶＮ２、ＷＮ２と、それぞれのスイッチング素子に並列接続される６つのダイオードＤＵＰ２、ＤＶＰ２、ＤＷＰ２、ＤＵＮ２、ＤＶＮ２、ＤＷＮ２と、Ｕ、Ｖ、Ｗの３つの相の電流検出回路ＣＴ１２、ＣＴ２２、ＣＴ３２とを備えて構成されている。
【００２２】
モータ制御装置１０内のモータ回転角度検出手段２６は、モータ回転角度センサ６からの信号を受け、モータの回転角度信号θを算出する。また、電流制御手段２３は、電流検出回路ＣＴ１１、ＣＴ２１、ＣＴ３１、ＣＴ１２、ＣＴ２２、ＣＴ３２により検出された、モータの各相に流れる相電流検出値Ｉｕ１ｄｔｃ、Ｉｖ１ｄｔｃ、Ｉｗ１ｄｔｃ、Ｉｕ２ｄｔｃ、Ｉｖ２ｄｔｃ、Ｉｗ２ｄｔｃを得る。
【００２３】
なお、図１においては、第１巻線側の値Ｉｕ１ｄｔｃ、Ｉｖ１ｄｔｃ、Ｉｗ１ｄｔｃをＩ１ｄｔｃ、第２巻線側の値Ｉｕ２ｄｔｃ、Ｉｖ２ｄｔｃ、Ｉｗ２ｄｔｃをＩ２ｄｔｃと表記している。また、図１においては、モータ回転角度センサ６とモータ回転角度検出手段２６を設けた場合を例示しているが、一般に行われる推定手段により、推定したモータ回転角度によってモータ回転角度信号θを得る構成としてもよい。
【００２４】
電流制御手段２３は、後述するように、モータトルクの目標値に相当する総合トルク電流要求値Ｉｑｓｕｍ＊、モータ各相の相電流検出値Ｉ１ｄｔｃ、Ｉ２ｄｔｃ、およびモータ回転角度信号θに応じて、相電圧指令Ｖ１＊、Ｖ２＊を決定する。
【００２５】
第１スイッチング素子駆動回路２４は、第１の相電圧指令Ｖ１＊をＰＷＭ変調して第１インバータ２１へスイッチング操作を指示する。そして、第１インバータ２１は、スイッチング操作信号を受けて、スイッチング素子ＵＰ１、ＶＰ１、ＷＰ１、ＵＮ１、ＶＮ１、ＷＮ１のチョッパ制御を実現し、電源４から供給される電力により、モータの各相Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に電流を流す。
【００２６】
第２スイッチング素子駆動回路２５と第２インバータ２２についても、同様に、相電圧指令Ｖ２＊に応じて、モータの各相Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電流を流す。なお、第１インバータ２１、第２インバータ２２は、第１巻線組１５、第２巻線組１６のそれぞれに対応している。
【００２７】
電源リレー３は、電源４と第１インバータ２１、第２インバータ２２との間に、１個備えられ、電源４とインバータ２１、２２を電気的に接続させる作用と、電気的接続を一括して遮断させる作用を切り替える働きを有している。
【００２８】
次に、電流制御手段２３の内部構成について、詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１における電流制御手段２３の構成図である。図２に示した電流制御手段２３は、故障時電流制御手段３０、第１正常時電流制御手段３１、第２正常時電流制御手段３２、故障検知手段３３、トルク電流分配手段３５、および４つの切替え手段３６〜３９を備えて構成されている。
【００２９】
ここで、第１正常時電流制御手段３１と第２正常時電流制御手段３２は、正常時に使用する通常の制御方式を実行する手段である。一方、故障時電流制御手段３０は、故障発生時に使用する手段である。このような構成により、２系統の巻線とインバータの組（以下、巻線駆動系とも言う）のうち、故障が発生した側の巻線駆動系に対して、故障時電流制御手段３０を用いて制御できるよう、２種類の制御手段を切替えることが可能である。
【００３０】
総合トルク電流要求値Ｉｑｓｕｍ＊は、トルク電流分配手段３５で、第１の巻線駆動系と第２の巻線駆動系のそれぞれに発生させたいトルクの要求値である第１トルク電流要求値Ｉｑ０１＊と第２トルク電流要求値Ｉｑ０２＊に、分配される。本実施の形態１では、分配されるそれぞれの電流要求値を、総合トルク電流要求値Ｉｑｓｕｍ＊の２分の１の値に設定する。すなわち、それぞれの系統で等しいトルクを発生し、その合計で出力トルクを得るような設定とする。
【００３１】
そして、第１系統において、故障が発生していない正常時には、第１トルク電流要求値Ｉｑ０１＊が第１トルク電流指令値Ｉｑ１＊として設定される。なお、故障発生時には、この間に指令整形手段（図示せず）を設けて、モータ回転角度信号θに応じて第１トルク電流指令値Ｉｑ１＊を整形してもよい。第２系統においても同様に、第２トルク電流要求値Ｉｑ０２＊が第２トルク電流指令値Ｉｑ２＊として設定される。
【００３２】
次に、第１正常時電流制御手段３１は、第１トルク電流指令値Ｉｑ１＊と相電流検出値Ｉ１ｄｔｃに基づいて、正常時相電圧指令Ｖｎ１＊を出力する。正常時においては、切替え手段３６において、正常時相電圧指令Ｖｎ１＊が選択され、第１の相電圧指令Ｖ１＊として、第１スイッチング素子駆動回路２４に入力される。
【００３３】
なお、第１正常時電流制御手段３１、および第２正常時電流制御手段３２は、例えば、国際公開ＷＯ２００５／０９１４８８号公報（参考文献１）に記載の図１９のブロック線図の符号３１ａのように構成され、正常時において一般的に用いられるｄｑ制御を実行し、滑らかなモータトルクの発生を実現する。
【００３４】
第１トルク電流指令値Ｉｑ１＊は、ｑ軸電流指令としてｄｑ制御に用いられる。なお、図２では、モータ回転角度信号θを、第１正常時電流制御手段３１および第２正常時電流制御手段３２に入力するよう配線が表記されていないが、ｄｑ制御において通常行う座標変換に用いるために、入力するよう配線してもよい。ここで、ｑ軸電流とは、トルクに比例する電流成分であり、本実施の形態１の説明においては、トルク電流とも呼ぶ。また、もう一方の界磁磁束を制御するｄ軸電流については、本実施の形態１では、零に制御するが、他の値を用いてもよい。
【００３５】
一方、正常時においては、第２の系統に関しても、同様に、第２トルク電流指令値Ｉｑ２＊に基づいて、第２正常時電流制御手段３２により、ｄｑ制御が実行され、正常時相電圧指令Ｖｎ２＊が第２の相電圧指令Ｖ２＊として、第２スイッチング素子駆動回路２５に入力される。
【００３６】
このようにして、正常時においては、第１トルク電流要求値Ｉｑ０１＊、第２トルク電流要求値Ｉｑ０２＊に追従するように、第１の巻線駆動系のトルク電流および第２の巻線駆動系のトルク電流がそれぞれ制御され、所望の出力トルクを得ることができる。
【００３７】
次に、故障検知手段３３について説明する。図３は、本発明の実施の形態１における故障検知手段３３の構成図である。図３に示す故障検知手段３３は、一次故障検知手段６１、二次故障検知手段６４、および切替え手段６５を備えて構成されている。
【００３８】
一次故障検知手段６１は、最初に（一次的に）発生する故障、すなわち、一次故障を検知する手段であり、二次故障検知手段６４は、一次故障の発生後に二次的に発生する故障、すなわち、二次故障を検知する手段である。ここでは、まず始めに、一次故障検知手段６１について説明する。
【００３９】
一次故障検知手段６１は、第１の巻線駆動系の故障を検知する第一系統故障検知手段６２と、第２の巻線駆動系の故障を検知する第二系統故障検知手段６３を備えている。これら第一系統故障検知手段６２、および第二系統故障検知手段６３は、同一の構成なので、以下では、第一系統故障検知手段６２についてのみ説明する。
【００４０】
第一系統故障検知手段６２は、巻線駆動系の１相が開放状態になる故障の箇所を特定できる開放故障検知手段と、短絡故障箇所を特定できる短絡故障検知手段とで構成される。
【００４１】
これらは図示していないが、公知の方法でよく、開放故障検知手段としては、例えば、特開２００７−２４４０２８号公報（参考文献２）に示すような方法がある。これは、電源電圧とモータ回転速度が所定の範囲で、相電流が所定値以下で相電圧指令が所定値以上のときに、当該相が開放故障していると判定するものである。
【００４２】
また、短絡故障検知手段としては、例えば、国際公開ＷＯ／２００８／１２９６５８号公報（参考文献３）に示された異常検出手段（２７）と短絡箇所特定手段（２８）で構成すればよい。これは、異常検出手段によって、インバータまたはモータに何らかの異常が発生したと判定された場合に、短絡箇所特定手段（２８）が、短絡故障した箇所を特定するというものである。
【００４３】
この短絡箇所特定手段（２８）は、インバータ（２５）のスイッチング素子をＯＮする所定の組合せを示すテストパターンを記憶し、モータ端子の平均電圧、記憶したテストパターン、およびテストパターンを実行した応答として流れる各相の検出電流に基づいて短絡故障したスイッチング素子や、地絡故障または天絡故障した相を特定する。
【００４４】
また、参考文献３に開示された方法は、単一の巻線駆動系に用いられているが、複数の巻線駆動系に対しては、異常検出手段を各巻線駆動系に対して実行し、異常が検出された巻線駆動系に対して、短絡箇所特定手段を用いて、短絡箇所を特定するようにすればよい。
【００４５】
このようにして、一次故障検知手段６１は、故障が発生した場合、その故障が、第１の巻線駆動系か第２の巻線駆動系かを示す一次故障系統判定結果と、巻線駆動系において、短絡故障が生じたのはどのスイッチング素子か、または、天絡もしくは地絡が生じたのはどの相か、相間の短絡故障が生じたのはどこの相間か、または、開放故障が生じたのはどのスイッチング素子か、もしくは、モータ巻線か、といった、一次故障内容特定結果とを出力する。
【００４６】
次に、故障発生時の動作についての概略を説明する。
今、第１の巻線駆動系において、短絡故障または開放故障が発生したとする。このとき、故障側である第１の巻線駆動系における第１トルク電流要求値Ｉｑ０１＊は、切替え手段３８を介して故障時電流制御手段３０に入力される。そして、故障時電流制御手段３０は、故障時相電圧指令Ｖｆ＊を故障側の相電圧指令Ｖ１＊として算出し、切替え手段３６を介して、故障側である第１の巻線駆動系に与える。
【００４７】
その結果、故障内容に適した制御が実行され、故障側の巻線駆動系において、故障に起因したトルク脈動やブレーキトルクを抑制したトルクや、ブレーキトルクが発生する回転角度範囲を加速して速く脱出するようなトルクを発生させる。
【００４８】
一方、正常側である第２の巻線駆動系に対しては、第２トルク電流要求値Ｉｑ０２＊を、図示しない指令整形手段によって、故障側のブレーキトルク分を打ち消すような指令に整形したり、あるいはブレーキトルクが発生する回転角度範囲を加速して速く脱出するようなトルク電流指令に整形したりしてもよい。そして、このように整形された指令を、第２正常時電流制御手段３２に対する入力である第２トルク電流指令値Ｉｑ２＊とする。
【００４９】
第２正常時電流制御手段３２の出力である正常時相電圧指令Ｖｎ２＊は、相電圧指令Ｖ２＊として、切替え手段３７を介して正常側の第２の巻線駆動系に与えられる。この正常側である第２の巻線駆動系では、故障した第１の巻線駆動系の影響を考慮したトルク電流指令値に対して精度よくトルク電流が追従する。
【００５０】
次に、第１の巻線駆動系において、短絡故障または開放故障が発生したときについての動作を、先の図２のブロック線図を用いて具体的に説明する。一次故障検知手段６１で得られた一次故障系統判定結果に応じて、故障側である第１トルク電流要求値Ｉｑ０１＊が、切替え手段３８において選択され、故障側トルク電流要求値Ｉｑ０ｆ＊として、故障時電流制御手段３０に入力される。また、故障側の相電流検出値Ｉ１ｄｔｃが切替え手段３９で選択され、故障側相電流検出値Ｉｆｄｔｃとして、故障時電流制御手段３０に入力される。
【００５１】
さらに、一次故障検知手段６１で得られた一次故障内容特定結果と、モータ回転角度信号θが、故障時電流制御手段３０に入力され、故障内容に適した制御が行われる。なお、故障時電流制御手段３０の動作については、後述する。そして、故障時電流制御手段３０で算出された故障時相電圧指令Ｖｆ＊が切替え手段３６で選択されて、第１相電圧指令Ｖ１＊として出力される。
【００５２】
一方、正常側である第２トルク電流要求値Ｉｑ０２＊は、故障内容に適したトルク電流指令に整形され、第２トルク電流指令値Ｉｑ２＊として、第２正常時電流制御手段３２に入力される。そして、第２正常時電流制御手段３２で算出された第２相電圧指令Ｖｆ＊が、切替え手段３７で選択されて、第２相電圧指令Ｖ２＊として出力される。
【００５３】
以下では、第１のケースとして、一次故障として第１の巻線駆動系のＶ１相の下側のスイッチング素子ＶＮ１が短絡故障した場合を例として、故障時電流制御手段３０の動作について説明する。図４は、本発明の実施の形態１における故障時電流制御手段３０の構成図である。故障時電流制御手段３０としては、国際公開ＷＯ２００７／１２９３５９号公報（参考文献４）の図３に示したような方法を応用すればよく、本発明の図４は、この従来技術と同様なブロック線図を示したものである。
【００５４】
図４のブロック線図の動作については、参考文献４と同様なので、詳細は省略するが、スイッチング素子ＶＮ１が短絡故障した場合に適した制御構成となっている。相電流指令整形手段５０では、故障側トルク電流要求値Ｉｑ０ｆ＊とモータ回転角度信号θとその微分であるモータ回転角速度信号とに基づいて、故障時相電流指令Ｉｆｕ＊、Ｉｆｖ＊、Ｉｆｗ＊を出力する。これらに基づいて、詳述しない後段の制御構成要素によって、故障時相電圧指令Ｖｆ＊が生成される。
【００５５】
また、正のトルクが発生できない回転角度範囲では、選択的スイッチング素子オフ手段５３によって、故障側インバータの全てのスイッチング素子を一時的にオフして、誘起電圧によって発生する短絡経路を通過する電流によるブレーキトルクを抑制する。相電流指令整形手段５０の動作については、参考文献４で説明しているので、詳述は省略する。
【００５６】
次に、一次故障として第１の巻線駆動系のスイッチング素子ＶＮ１が短絡故障した場合に、故障側の第１の巻線駆動系で発生できる電流とトルクについて説明する。スイッチング素子ＶＮ１が短絡の場合、Ｖ相が電源の負電位に短絡していることから、発生可能な相電流に制約があり、Ｖ相の電流は、負方向にしか発生させられない。従って、本来Ｖ相が正側に他の相よりも大きな電流を流す必要のある回転角度範囲においては、正のトルクが発生できない。
【００５７】
参考文献４の図５に、トルク電流を１とすることを要求した場合に、発生できるトルク波形とそれを実現するための単位相電流の波形が示されている。参考文献４の図５（ｂ）のように、回転角度０から６０度の範囲では、トルクが発生できない。むしろ、外力によりモータが回転させられたときは、誘起電圧によりブレーキトルクが発生する可能性がある。この回転角度範囲では、選択的スイッチング素子オフ手段５３によって、一時的にスイッチング素子をオフし、極力、電流経路を減らして、ブレーキトルクを低減する。
【００５８】
ここで、ブレーキトルクが発生する要因について説明する。図５は、本発明の実施の形態１において、ブレーキトルクが発生する要因を説明するための図であり、より具体的には、Ｖ相下側スイッチング素子が短絡故障した場合において誘起電圧により流れる循環電流の経路を示す図である。スイッチング素子ＶＮ１が短絡故障した場合、たとえ全てのスイッチング素子に対してオフする指令を与えたとしても、モータが回転することにより生じる誘起電圧の影響で、スイッチング素子に一般に並列配置されるダイオードがオン状態になる。このため、図５に示したように、短絡故障箇所とダイオードと巻線を循環する電流が発生する。
【００５９】
この電流は、図５に示すように、電源を通過しないものであるので、電源リレー３を開放しても防げない。この誘起電圧による循環電流により、モータでブレーキトルクが発生する訳である。また、モータ線の地絡故障や天絡故障においても、同様に、循環電流が発生する。
【００６０】
一次故障では、短絡故障箇所は、１箇所であるので、上述の故障時電流制御を用いれば、電源から過大な電流が流出するような状態にはならないので、電源リレー３を接続状態にして制御を継続することができる。
【００６１】
このように、一次故障として、巻線駆動系に短絡故障が発生しても、故障時電流制御手段３０によって、故障側における短絡故障経路の電流によるブレーキトルクの発生を最小限に抑え、正常側のトルクとの合計で、正常時に近い十分なトルクを実現することができる。
【００６２】
以下では、第２のケースとして、一次故障として第１の巻線駆動系のＵ１相のスイッチング素子またはモータ線が開放故障した場合を例として、故障時電流制御手段３０の動作について説明する。この場合、故障時電流制御手段３０は、参考文献１の図３に示したような方法を用いればよい。参考文献１の図３のブロック線図の動作については、詳細は述べないが、Ｕ相が開放故障した場合に適した制御構成となっている。
【００６３】
このような構成により、一次故障として、巻線駆動系に開放故障が発生しても、開放故障時に生じるトルクが零になるモータ回転角度におけるトルク不足を補う制御が可能となり、正常側のトルクとの合計で、正常時に近い十分なトルクを実現することができる。
【００６４】
以上のように、故障時電流制御手段３０においては、短絡故障向けの制御と開放故障向けの制御が用意されており、一次故障内容特定結果に基づいて使用する制御を切り替えるように構成されている。
【００６５】
次に、一次故障が発生した後、故障時電流制御手段３０により故障側の制御を継続している間に、故障側で二次的な故障が発生する場合の動作と、これに関わる構成について具滝的に説明する。
【００６６】
先の図３に示すように、一次故障検知手段６１による一次故障系統判定結果に応じ、切替え手段６５において、故障側の系統の相電流検出値Ｉ１ｄｔｃまたはＩ２ｄｔｃが選択され、二次故障検知手段６４に入力される。二次故障検知手段６４は、一次故障内容特定結果に応じて、二次故障検知の方法を選択して実行する。
【００６７】
以下では、一次故障として、第１の巻線駆動系のＶ１相の下側のスイッチング素子ＶＮ１が短絡故障した場合（上述した第１のケースに相当）を例として、二次故障検知と検知後の対応について説明する。
【００６８】
二次故障検知手段６４は、相電流過大検知手段と、相電流指令超過検知手段と、二次開放故障検知手段を備えており、一次故障の検知後に、これらの検知手段が起動し、実行される。
【００６９】
まず始めに、相電流過大検知手段の動作について説明する。図６は、本発明の実施の形態１における二次故障検知手段６４内の相電流過大検知手段に関する一連動作を示したフローチャートである。
【００７０】
ステップＳ２１において、相電流過大検知手段は、各相の相電流検出値の大きさが所定の最大電流値Ｉｍａｘより大きいか否かを判定する。次に、所定の最大電流値Ｉｍａｘより大きい状態であると判定した場合には、ステップＳ２２において、相電流過大検知手段は、その状態が所定の判定時間Ｔｉ以上継続したか否かを判定する。
【００７１】
そして、継続したと判定した場合には、相電流過大検知手段は、ステップＳ２３において、先のステップＳ２１で判定条件が成立した相において、相電流が過大な大きさになる異常状態が発生したと判断し、相電流過大を確定する。一方、先のステップＳ２１、ステップＳ２２での判定が非成立（図６のステップＳ２１およびステップＳ２２のＮｏに相当）の場合には、相電流過大を確定しないで、再び、相電流過大検知手段による処理を繰り返す。
【００７２】
ここで、ステップＳ２１におけるＩ１ｄｔｃ＿ｘの意味は、ｘがＵ１、Ｖ１、Ｗ１のいずれかであり、各相の相電流検出値Ｉｕ１ｄｔｃ、Ｉｖ１ｄｔｃ、Ｉｗ１ｄｔｃのいずれかを示すということである。また、第２の巻線駆動系を故障検知する場合には、各相Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２について同様に行うものである。
【００７３】
このように、各相の電流検出値の大きさが所定の最大電流値よりも大きいか否かに基づいて、二次的な故障を検知するよう構成したので、どの相に、二次的な故障が発生し相電流が過大となる異常が生じたかを検知できる。
【００７４】
次に、相電流指令超過検知手段の動作について説明する。図７は、本発明の実施の形態１における二次故障検知手段６４内の相電流指令超過検知手段に関する一連動作を示したフローチャートである。
【００７５】
ステップＳ３１において、相電流指令超過検知手段は、故障相と正常相との間に流れる電流検出値の大きさ｜Ｉ１ｄｔｃ＿ｘｖ｜が、その目標値の大きさ｜Ｉｆｘｖ＊｜に所定の誤差電流値βを加算した値より大きいか否かを判定する。そして、大きいと判定した場合（図７のステップＳ３１のＹＥＳに相当）には、ステップＳ３３へ進み、小さいと判定した場合（図７のステップＳ３１のＮｏに相当）には、ステップＳ３２に進む。
【００７６】
ステップＳ３２において、相電流指令超過検知手段は、故障相と正常相との間に流れる電流検出値Ｉ１ｄｔｃ＿ｘｖが、その目標値Ｉｆｘｖ＊の方向と逆方向に所定の誤差電流値βだけ発生したか否かを判定する。そして、発生したと判定した場合（図７のステップＳ３２のＹＥＳに相当）には、ステップＳ３３に進む。
【００７７】
そして、ステップＳ３３において、相電流指令超過検知手段は、先のステップＳ３１あるいはステップＳ３２における判定条件の成立が、所定の判定時間Ｔｉｒ以上継続したか否かを判定する。そして、継続したと判定した場合（図７のステップＳ３３のＹＥＳに相当）には、ステップＳ３４で、相電流の大きさが指令の大きさより超過する異常状態、または、相電流が指令の逆方向となる異常状態が発生したと判断し、相電流指令超過を確定する。
【００７８】
一方、先のステップＳ３２、ステップＳ３３での判定が非成立（図３のステップＳ３２、ステップＳ３３のＮｏに相当）の場合には、異常状態を確定しないで、再び、相電流指令超過検知手段による処理を繰り返す。
【００７９】
ここで、ステップＳ３１におけるＩ１ｄｔｃ＿ｘｖは、ｘ相の相電流検出値Ｉ１ｄｔｃ＿ｘと一次故障した相Ｖ１の相電流検出値Ｉ１ｄｔｃ＿ｖとの差、すなわち（Ｉ１ｄｔｃ＿ｘ−Ｉ１ｄｔｃ＿ｖ）を意味する。また、ステップＳ３１、ステップＳ３２におけるＩｆｘｖ＊は、ｘ相の相電流指令Ｉｆｘ＊と一次故障した相Ｖ１の相電流指令Ｉｆｖ＊との差、すなわち（Ｉｆｘ＊−Ｉｆｖ＊）を意味する。また、記号ｘは、一次故障した相以外のＵ１、Ｗ１のいずれかを意味する。
【００８０】
ここで、従来技術として示した本願の図４の故障時電流制御手段３０は、短絡故障時に、減算器７２、７３のように、一次故障の相とそれ以外の相の状態量の差に基づいて、制御器４２、４３で制御する構造になっている。そこで、本発明の二次故障検知手段６４内の相電流指令超過検知手段においては、この故障時電流制御手段３０の処理を参照して、故障状態に適した二次故障検知方法に改良し、このような差に基づいた方法としたものである。
【００８１】
このように、既に生じている一次的な故障状態または故障時制御手段に応じた故障検知方法を構成することで、二次的な故障を正確に検知できる。また、各相の電流指令値や電流検出値の符号や大きさを判定することで、二次的な故障を正確に検知でき、さらに、電流指令値や電流検出値の各相の差に基づいて、符号や大きさを判定することで、二次的な故障をさらに正確に検知できるものである。
【００８２】
次に、二次開放故障検知手段の動作について説明する。図８は、本発明の実施の形態１における二次故障検知手段６４内の二次開放故障検知手段に関する一連動作を示したフローチャートである。二次開放故障検知手段は、基本的には、参考文献２と同様な方法であるが、相電流指令超過検知手段と同様に、判定に用いる電流や電圧指令を、一次故障の相とそれ以外の相の状態量の差に置き換えている点が異なる。
【００８３】
ステップＳ４１において、二次開放故障検知手段は、故障相と正常相との間に流れる電流検出値の大きさ｜Ｉ１ｄｔｃ＿ｘｖ｜が所定電流値Ｉｔｈ以下であるか否かを判定し、所定電流値Ｉｔｈ以下であると判断した場合には、ステップＳ４２に進む。
【００８４】
次に、ステップＳ４２において、二次開放故障検知手段は、モータ回転数Ｎが所定回転数Ｎ０以下か否かを判定し、所定回転数Ｎ０以下であると判定した場合には、ステップＳ４３に進む。
【００８５】
次に、ステップＳ４３において、二次開放故障検知手段は、電源の電圧Ｖｐｓが所定電源電圧値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定し、所定電源電圧値Ｖｔｈ以下であると判定した場合には、ステップＳ４４に進む。
【００８６】
次に、ステップＳ４４において、二次開放故障検知手段は、故障相と正常相との間に印加する電圧に対する電圧指令の大きさ｜Ｖｆ＊＿ｘｖ｜が、所定電圧指令値Ｖｆｔｈ以下であるか否かを判定し、所定電圧指令値Ｖｆｔｈ以下でない場合（図８のステップＳ４４のＮｏに相当）には、ステップＳ４５に進む。
【００８７】
次に、ステップＳ４５において、二次開放故障検知手段は、先のステップＳ４４の判定条件の非成立（Ｎｏ）が所定の判定時間Ｔｏ以上継続したか否かを判定し、所定の判定時間Ｔｏ以上継続したと判定した場合には、ステップＳ４６に進み、当該相が開放故障の状態であると判断し、二次開放故障を確定する。
【００８８】
一方、ステップＳ４１、ステップＳ４２、ステップＳ４３、ステップＳ４５での判定が非成立の場合（すなわち、各ステップでのＮｏの場合）と、ステップＳ４４での判定が成立の場合（すなわち、ステップＳ４４のＹＥＳの場合）には、二次開放故障を確定しないで、再び、二次開放故障検知手段による処理を繰り返す。
【００８９】
ここで、ステップＳ４４におけるＶｆ＊＿ｘｖは、ｘ相の相電圧指令値Ｖｆ＊＿ｘと、故障相Ｖ１の電圧値Ｖｆ＿ｖとの差、すなわち（Ｖｆ＊＿ｘ−Ｖｆ＿ｖ）を示す。今、Ｖ１相下側スイッチング素子ＶＮ１が短絡故障しているので、故障相Ｖ１の電圧値は、電源の負電位に張り付いており、電圧指令のスケールである中立点からの電圧に合わせると、Ｖｆ＿ｖは、電源電圧Ｖｐｓの半分の負値ＶＮ、すなわち、−Ｖｐｓ／２となる。
【００９０】
このような構成により、二次開放故障検知手段は、一次故障が短絡故障の場合に、故障相と正常相の状態量の差分において、電圧指令に対して電流応答が整合しているか否かを判定し、故障相と正常相の相間に電圧指令を印加しているにも関わらず、応答する電流が小さい場合には電流が不導通の異常と判断して、二次的な開放故障を特定できる。
【００９１】
このように、二次故障検知手段６４は、既に生じている一次的な故障状態またはその故障状態に対する制御方法に応じた故障検知方法を構成することで、二次的な故障を正確に検知できる。
【００９２】
また、各相の電圧指令値や電流検出値の符号や大きさを判定することで、二次的な故障を正確に検知でき、さらに、電圧指令値や電流検出値の各相の差に基づいて、符号や大きさを判定することで、二次的な故障をさらに正確に検知できるものである。
【００９３】
このように、二次故障検知手段６４は、各相の電流と、その指令値または各相の電圧に対する指令値に基づいて、故障状態を判定するよう構成したので、二次的な故障を正確に検知できる。また、二次故障検知手段６４は、各相の電流の差分と、その指令値の各相の差分または各相の電圧に対する指令値の差分に基づいて、故障状態を判定するよう構成したので、既に生じている一次的な故障の状態やその故障に対する制御方法に応じた故障の検知ができ、より正確に検知することができる。
【００９４】
ここで、一次故障として、巻線駆動系に短絡故障が生じ、次に、同じ系統内の巻線駆動系において短絡故障が発生した場合における電流状態について、図９、図１０の２つのケースを例に説明しておく。
【００９５】
図９は、本発明の実施の形態１において、一次故障が、Ｖ相のスイッチング素子の下側の短絡故障で、二次故障が同じ相のスイッチング素子の反対側（上側）の短絡故障の場合の電流状態を示した説明図である。なお、一次故障と二次故障の順番は、逆でも同じである。この場合、２箇所の短絡故障箇所を経由して、電源の正極と負極がほぼ短絡状態になっているため、電源から過大な電流が流れ出す。それにより、過度な発熱や電流消費が生じる。
【００９６】
なお、スイッチング素子の短絡の代わりに、同じ相のインバータ出力とモータ線の接続配線が電源の負電位または正電位に短絡する故障（地絡、天絡）であっても、同じ相で正極側と負極側に２箇所が短絡する故障であれば、同様な大きさの過大な電流が流れることとなる。
【００９７】
図１０は、本発明の実施の形態１において、一次故障が、Ｖ相のスイッチング素子の下側の短絡故障で、二次故障が他の相（ここではＵ相）のスイッチング素子の反対側（上側）の短絡故障の場合の電流状態を示した説明図である。一次故障と二次故障の順番は、逆でも同じである。この場合は、短絡故障した２箇所とモータ巻線を経由して、電源の負電位と正電位を含む閉回路が形成されているため、電源から過大な電流が流れ出す。それにより、過度な発熱や電流消費が生じる。
【００９８】
図９の場合と比較すると、この図１０の場合は、巻線を経由する分電圧降下があるので、電流は低下するが、やはり、常に電源が閉回路上にあるので、電流は過大になる。なお、スイッチング素子の短絡の代わりに、インバータ出力とモータ線の接続配線が電源の負電位または正電位に短絡する故障（地絡、天絡）であっても、同様な大きさの過大な電流が流れる。
【００９９】
このような、図９、図１０に示したような過大な電流状態は、二次故障検知手段６４の相電流過大検知手段と相電流指令超過検知手段によって検知される。相電流過大検知手段と相電流指令超過検知手段のいずれかが、故障を確定した場合には、二次故障検知手段６４は、電源から過大な電流が流れるおそれがあると判断し、電源リレー開放指令を出力し、電源リレー３を開放させる。それによって、電源とインバータの電気的接続を一括して遮断し、電源から過大な電流が流れることを防止することができる。
【０１００】
一方、二次故障として、二次開放故障検知手段によって、開放故障が検知された場合には、上記のような過大電流のおそれはないので、電源リレー３を開放する必要はなく、正常側で制御を継続すればよいこととなる。
【０１０１】
以下では、一次故障として、第１の巻線駆動系のＵ１相のスイッチング素子またはモータ線が開放故障した場合（上述した第２のケースに相当）を例として、二次故障検知と検知後の対応について説明する。
【０１０２】
二次故障検知手段６４は、相電流過大検知手段と、相電流指令超過検知手段と、開放故障検知手段を備えており、一次故障の検知後に、これらの検知手段が起動し、実行される。
【０１０３】
相電流過大検知手段は、第１のケースについて説明する際に用いた先の図６と同じ動作で実施すればよい。また、相電流指令超過検知手段は、一次故障が開放の場合には、故障相と各相の差を取らずに、各相それぞれに、指令と比較して判定するよう構成すればよいので、詳細の説明は省略する。
【０１０４】
開放故障検知手段は、一次故障検知で実施した方法と同じく、参考文献２の方法でよい。これは、短絡故障と異なり、正常な各相の巻線に対する電圧が、各相毎にインバータで制御できるから、正常時と同様な方法が流用可能である。
【０１０５】
このような構成により、二次故障検知手段６４は、一次故障として、第１の巻線駆動系の１相が開放故障し、次に同じ巻線駆動系において二次的な故障が発生した場合に、この二次故障を検知できる。二次故障を検知した際は、故障側の制御をさらに限定するか、あるいは、停止し、正常側の巻線駆動系の制御は継続するようにする。
【０１０６】
これは、故障側の短絡故障が多くとも１箇所以下であるから、電源を含む故障箇所による閉回路が形成されないので、過大な電流が電源から流れるおそれがないから、電源リレー３を開放する必要がなく、制御を継続できるということである。
【０１０７】
以上の構成により実現されている一次故障検知および二次故障検知に関する電流制御手段２３の全体的な動作について、フローチャートを用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態１における電流制御手段２３による一連処理を示すフローチャートである。
【０１０８】
まず始めに、ステップＳ０１において、電流制御手段２３は、通常制御を開始し、ステップＳ０２において、一次故障の検知内容によって制御処理を分岐する。そして、ステップＳ０２で故障を検知しなかった場合には、電流制御手段２３は、ステップＳ０３で、通常制御を維持し、ステップＳ０４で、モータ制御装置の始動指令であるイグニッションがオンの場合には、ステップＳ０２に戻る。
【０１０９】
また、先のステップＳ０２の一次故障検知において、短絡故障（あるいは、地絡故障または天絡故障も含むが、以下の説明では、短絡故障として説明する）を検知した場合には、電流制御手段２３は、ステップＳ０５で、故障時電流制御手段３０により、短絡故障に適した故障時電流制御（すなわち、短絡故障時制御）を開始する。次に、ステップＳ０６において、電流制御手段２３は、一次故障である短絡故障中における二次故障検知を実施し、二次故障として短絡故障を検知した場合には、ステップＳ０７で、電源リレー開放指令により電源リレー３を開放状態にし、ステップＳ１８で制御を停止する。
【０１１０】
また、ステップＳ０６の二次故障検知において、一次故障である短絡故障中に二次故障が検知されなかった場合には、ステップＳ０８で短絡故障時制御を維持し、ステップＳ０９でイグニッションがオンの場合には、ステップＳ０６に戻る。
【０１１１】
また、ステップＳ０６の二次故障検知において、一次故障である短絡故障中に開放故障が検知された場合には、ステップＳ１０で正常側系統の制御を継続する。故障側は、制御を停止してもよいし、または、さらに限定的な制御を継続するよう構成してもよい。次に、ステップＳ１１において、電流制御手段２３は、イグニッションがオンの場合には、ステップＳ１０に戻る。
【０１１２】
また、先のステップＳ０２の一次故障検知において、開放故障を検知した場合には、電流制御手段２３は、ステップＳ１２で、故障時電流制御手段３０により、開放故障に適した故障時電流制御（すなわち、開放故障時制御）を開始する。次に、ステップＳ１３において、電流制御手段２３は、一次故障である開放故障中における二次故障検知を実施し、二次故障が検知されなかった場合には、ステップＳ１４で開放故障時制御を維持し、ステップＳ１５でイグニッションがオンの場合は、ステップＳ１３に戻る。
【０１１３】
一方、ステップＳ１３の二次故障検知において、二次故障が検知された場合には、電流制御手段２３は、ステップＳ１６で正常側系統の制御を継続する。故障側は、制御を停止してもよいし、または、さらに限定的な制御を継続するよう構成してもよい。次に、ステップＳ１７において、電流制御手段２３は、イグニッションがオンの場合には、ステップＳ１６に戻る。
【０１１４】
上記のステップＳ０９、ステップＳ１１、ステップＳ１５、ステップＳ１７のいずれかでイグニッションがオフの場合には、電流制御手段２３は、ステップＳ１８で制御を停止する。
【０１１５】
以上までに示した本実施の形態１によるモータ制御装置による効果を説明する。
複数組の巻線を備えたモータを制御する制御装置において、一次故障としてインバータもしくは巻線の一部における短絡故障または地絡故障または天絡故障を検知した場合には、正常側のインバータの制御を継続し、さらに、二次故障検知手段が一次故障した側の巻線またはインバータにおいて二次的な故障を検知した場合には、電源リレーを開放するように構成できる。
【０１１６】
この結果、二次的な故障の発生時に生じるおそれのある過大な電流を、電源リレーを開放することで防止し、過度な発熱や電流消費を防止できる。さらに、従来のように、一次故障発生時に二次故障による過大電流を未然に防止するために、故障側のみ電源との電気的接続を遮断するような措置が不要となる。これにより、電源リレーが各巻線駆動系に共通した単一で構成できるので、コストを低減できるという従来にない顕著な効果が得られる。
【０１１７】
また、一次故障検知手段が検知した故障内容に応じた故障時電圧指令を生成する故障時電流制御手段を備え、一次故障検知手段が、スイッチング素子の短絡故障、またはインバータもしくは巻線が地絡もしくは天絡する故障を検知した場合に、故障時電圧指令によって、故障した側のインバータの制御を継続するように構成できる。
【０１１８】
この結果、一次故障が発生した場合において、電源リレーを開放せずに、故障側の巻線駆動系の制御を継続して、故障側からも極力正常時に近づけたトルクを発生させられることとなる。これにより、故障により発生するブレーキトルクを最小限に抑制でき、正常時に近い十分な出力トルクを得ることができるという効果が得られる。
【０１１９】
また、二次故障検知手段は、巻線またはインバータの短絡故障か、または、開放故障かを判別するものであり、二次故障検知手段により故障内容を判別した結果が、開放故障の場合には、二次的な故障発生後も正常側のインバータの制御を継続するよう構成できる。
【０１２０】
この結果、二次的な故障により過大な電流が流れるか否かを判断でき、開放故障と判断した場合には、過大な電流が流れないので、二次的な故障の発生後も、正常側の巻線駆動系の制御を継続し、極力正常時のトルク出力に近づけることができ、かつ、過度な発熱や電流消費も防止できるという効果が得られる。
【０１２１】
また、一次故障検知手段が、巻線またはインバータの開放故障を検知し、さらに、二次故障検知手段が故障側の巻線またはインバータにおける故障を検知した場合には、二次的な故障発生後も正常側のインバータの制御を継続するように構成できる。
【０１２２】
この結果、一次的な故障が開放故障の場合には、続いて二次的な故障を検知した場合にも、短絡故障箇所は１箇所であり、過大な電流が流れることはないと判断できる。これにより、二次的な故障の発生後も、正常側の巻線駆動系の制御を継続し、極力正常時のトルク出力に近づけることができ、かつ、過度な発熱や電流消費も防止できるという効果が得られる。
【０１２３】
また、以上のようなモータ制御装置と複数組の巻線を持つモータを、参考文献４にあるような電動パワーステアリング装置の電動機制御装置やモータに適用することができる。これにより、二次的な故障の発生時に生じるおそれのある過大な電流を、電源リレーを開放することで防止し、過度な発熱や電流消費を防止できる。
【０１２４】
さらに、従来のように、一次故障発生時に二次故障による過大電流を未然に防止するために、故障側のみ電源との電気的接続を遮断するような措置が不要となる。これにより、電源リレーが各巻線駆動系に共通した単一で構成できるので、コストを低減できるという従来にない顕著な効果が得られる。
【０１２５】
また、故障発生時にも、ブレーキトルクを最小限に抑えることでトルク脈動を抑え、また、正常側も制御を継続することができる。この結果、十分な出力トルクを得ることができ、正常時に近いトルクを実現することができ、故障時に運転者の感じる違和感を十分小さくできるという効果が得られる。
【０１２６】
また、本構成では、インバータと巻線の間にリレーを備えることなく、ブレーキトルクを抑制して故障時電流制御を実施できる。この結果、モータリレーのコストを省略でき、低コスト化できるといった効果もある。
【０１２７】
なお、上述した実施の形態では、巻線をスター結線としたが、デルタ結線にして構成してもよく、制御方法としては、指令生成に用いるモータ回転角度をオフセットさせる処理で、指令値の位相をずらしてやれば、同様の制御効果を得ることができる。さらに、故障検知においても、位相ずれ程度の違いなので、特に方法を変更することなく、流用して同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
また、上述した実施の形態では、二次故障検知手段によって、一次故障が生じた側の巻線駆動系における二次的な故障を検知するものであった。しかしながら、本発明は、このような場合に限定されない。例えば、一次故障が生じていない正常側の巻線駆動系の故障検知は、一次故障検知手段６１のうちの正常側の系統の第一系統故障検知手段６２または第二系統故障検知手段６３で実施し、それにより検知された故障内容に応じて、故障時電流制御を実施するか、または、電源リレーを開放するなどの処置をしてもよい。
【符号の説明】
【０１２９】
３  電源リレー、４  電源、５  モータ、６  モータ回転角度センサ、１０  モータ制御装置、１５  第１巻線組、１６  第２巻線組、２１、第１インバータ、２２  第２インバータ、２３  電流制御手段、２４  第１スイッチング素子駆動回路、２５  第２スイッチング素子駆動回路、２６  モータ回転角度検出手段、３０  故障時電流制御手段、３１  第１正常時電流制御手段、３２  第２正常時電流制御手段、３３  故障検知手段、３５  トルク電流分配手段、３６〜３９  切替え手段、６１  一次故障検知手段、６２  第一系統故障検知手段、６３  第二系統故障検知手段、６４  二次故障検知手段、６５  切替え手段、ＵＰ１、ＶＰ１、ＷＰ１、ＵＮ１、ＶＮ１、ＷＮ１  スイッチング素子、ＣＴ１１、ＣＴ２１、ＣＴ３１、ＣＴ１２、ＣＴ２２、ＣＴ３２  電流検出回路。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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