(57)【要約】【課題】電流センサの異常を短時間で検出することが可能な異常検出装置及び異常検出方法を提供する。【解決手段】電力変換システムで発生する異常を検出する異常検出装置であって、電力変換装置と多相交流モータの間の経路に流れる電流を検出し、検出値を出力する電流センサと、電流センサの異常の有無を検出するコントローラと、を備え、コントローラは、検出値と、電力変換システムの正常な状態を示す第１の基準範囲とを比較し、検出値が前記第１の基準範囲外であることを検知した場合、多相交流モータの各相に流れる電流の総和を示す総和電流に基づいて、電流センサの異常を検出する。【選択図】  図１
2019129602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換システムで発生する異常を検出する異常検出装置であって、
電力変換装置と多相交流モータの間の経路に流れる電流を検出し、検出値を出力する電流センサと、
前記電流センサの異常の有無を検出するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記検出値と、前記電力変換システムの正常状態を示す第１の基準範囲とを比較し、
前記検出値が前記第１の基準範囲外であることを検知した場合、前記多相交流モータの各相に流れる電流の総和を示す総和電流に基づいて、前記電流センサの異常を検出する異常検出装置。
【請求項２】
前記コントローラは、
前記総和電流と前記電流センサの正常状態を示す第２の基準範囲とを比較し、
前記総和電流が前記第２の基準範囲内の場合、前記電流センサは正常と判定し、
前記総和電流が前記第２の基準範囲外の場合、前記電流センサは異常と判定する請求項１記載の異常検出装置。
【請求項３】
前記電流センサは、前記多相交流モータの各相に流れる電流を検出する複数の電流センサから構成され、
前記コントローラは、
前記総和電流に基づいて前記電流センサは正常と判定した場合、前記検出値と前記第１の基準範囲との比較結果を用いて、前記多相交流モータの各相のうち、前記検出値が前記第１の基準範囲外である一の相と、前記検出値が前記第１の基準範囲内である他の相を特定し、
前記他の相の前記検出値を用いて前記一の相へ流れる電流値を算出し、
算出された前記一の相の電流値と、前記多相交流モータの正常状態を示す第３の基準範囲とを比較し、
前記一の相の電流値が前記第３の基準範囲外の場合、前記一の相へ流れる電流を過電流と判定し、
前記一の相の電流値が前記第３の基準範囲内の場合、前記一の相へ流れる電流を過電流ではないと判定する請求項２記載の異常検出装置。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記多相交流モータに流れる電流値に基づいて前記電力変換装置を制御する機能を有し、
前記一の相の電流値と前記第３の基準範囲との比較結果に基づいて過電流を検出した場合、前記電力変換装置から前記多相交流モータへの電力供給を停止させるように、前記電力変換装置を制御する請求項３記載の異常検出装置。
【請求項５】
前記電流センサは、前記多相交流モータの各相に流れる電流を検出する複数の電流センサから構成され、
前記コントローラは、
前記多相交流モータに流れる電流値に基づいて前記電力変換装置を制御し、
前記総和電流に基づいて前記電流センサは異常と判定した場合、前記検出値と前記第１の基準範囲との比較結果を用いて、前記多相交流モータの各相のうち、前記検出値が前記第１の基準範囲外である一の相と、前記検出値が前記第１の基準範囲内である他の相を特定し、
前記他の相の前記検出値を用いて前記一の相へ流れる電流値を算出し、
算出された前記一の相の電流値と前記他の相の前記検出値に基づいて、前記電力変換装置を制御する請求項２記載の異常検出装置。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記他の相の検出値と、前記第１の基準範囲とを比較し、
前記他の相の検出値が前記第１の基準範囲外であることを検知した場合、前記電力変換装置から前記多相交流モータへの電力供給を停止させるように、前記電力変換装置を制御する請求項５記載の異常検出装置。
【請求項７】
コントローラを用いて電力変換システムで発生した異常を検出する異常検出方法であって、
電力変換装置と多相交流モータの間の経路に流れる電流を検出する電流センサが出力する検出値と、前記電力変換システムの正常状態を示す第１の基準範囲とを比較し、
前記検出値が前記第１の基準範囲外であることを検知した場合、前記多相交流モータの各相に流れる電流の総和を示す総和電流に基づいて、前記電流センサの異常を検出する異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常検出装置及び異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象線路における過電流の発生と、測定対象線路の電流を測定する電流センサに電力を供給する電源線又はグランド線の断線又は短絡の発生と、を電流センサの出力信号に基づいて識別するものであって、電流センサの出力信号に基づいて過電流の発生を検出したときに過電流の発生を確定するまでの時間を、断線又は短絡の発生を確定するまでの時間よりも長く設定する電流異常識別方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１３２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、電流センサの出力信号に基づいて過電流の発生を検出した場合、出力信号の原因が電流センサの異常と過電流の発生のどちらに起因しているかを確定するために、所定の判定時間を設けている。そのため、判定時間が経過するまでは、電流センサの異常を検出することができず、電流センサの異常を短時間で検出できない、という問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、電流センサの異常を短時間で検出することが可能な異常検出装置及び異常検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電力変換システムで発生する異常を検出する異常検出装置であって、電力変換装置と多相交流モータの間の経路に流れる電流を検出し、検出値を出力する電流センサと、電流センサの異常の有無を検出するコントローラと、を備え、コントローラは、検出値と、電力変換システムの正常な状態を示す第１の基準範囲とを比較し、検出値が前記第１の基準範囲外であることを検知した場合、多相交流モータの各相に流れる電流の総和を示す総和電流に基づいて、電流センサの異常を検出することで、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電流センサの異常を短時間で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態に係る異常検出装置を備える電力変換システムの構成図である。
【図２】図２は、電流センサの異常が発生した際のモータの相電流値及び電流センサの出力電圧値の一例である。
【図３】図３は、過電流が発生した際のモータの相電流値及び電流センサの出力電圧値の一例である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る異常検出処理を示すフローチャートである。
【図５】図５は、モータの相電流値と電流センサの出力電圧値の関係の一例である。
【図６】図６は、第２実施形態に係る異常検出処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第３実施形態に係るインバータの制御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】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
≪第１実施形態≫
図１は、第１実施形態に係る異常検出値を備える電力変換システムの構成を示す図である。第１実施形態に係る電力変換システム１００は、モータを駆動源として走行することが可能なハイブリッド車両や、モータを駆動源として走行する電気自動車等に搭載される。
【００１１】
図１に示すように、電力変換システム１００は、モータ１と、バッテリ２と、インバータ３と、コンデンサ４と、電流センサ６と、コントローラ７と、を備えている。バッテリ２は、リレー５を介してインバータ３に接続されている。コンデンサ４は、バッテリ２と並列に接続されている。インバータ３は、電流センサ６を介して、モータ１と接続されている。
【００１２】
モータ１は、誘導電動機又は同期電動機が用いられ、例えば、３相交流モータが挙げられる。なお、本実施形態では、３相交流モータを例に挙げて説明するが、モータ１は、多相交流モータであればよく、例えば、２相交流モータであってもよい。
【００１３】
バッテリ２は、直流電源であって、モータ１の電源である。例えば、電力変換システム１００が電気自動車等の電動車両に搭載される場合に、バッテリ２としては、リチウムイオン電池等の二次電池が挙げられる。
【００１４】
インバータ３は、複数のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６と、各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６に並列に接続され、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６の電流方向とは逆方向に電流が流れる整流素子Ｄ１〜Ｄ６を有する。インバータ３は、バッテリ２の直流電圧を三相の交流電圧に変換してモータ１に出力する。本実施形態では、２つのスイッチング素子を直列接続した３対の回路がバッテリ２に並列に接続され、各対のスイッチング素子間とモータ１の三相入力部とがそれぞれ接続されている。スイッチング素子には、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴが挙げられ、整流素子には、例えば、ダイオードが挙げられる。
【００１５】
図１に示す例では、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ２、スイッチング素子Ｔｒ３とＴｒ４、スイッチング素子Ｔｒ５とＴｒ６がそれぞれ直列に接続されている。スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ２の間とモータ１のＵ相、スイッチング素子Ｔｒ３とＴｒ４の間とモータ１のＶ相、スイッチング素子Ｔｒ５とＴｒ６の間とモータ１のＷ相がそれぞれ接続されている。また、以降の説明では、バッテリ２の正極とリレー５を介して電気的に接続可能なスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ３、Ｔｒ５を上アームとし、バッテリ２の負極とリレー５を介して電気的に接続可能なスイッチング素子Ｔｒ２、Ｔｒ４、Ｔｒ６を下アームとする。なお、インバータ３の動作の詳細については後述する。
【００１６】
コンデンサ４は、バッテリ２の直流電圧を平滑するためのコンデンサである。リレー５がオンすると、コンデンサ４には、バッテリ２からの直流電流により電荷が蓄積され、リレー５がオフすると、蓄積された電荷は放電される。
【００１７】
電流センサ６は、バッテリ２からモータ１へ供給される交流電流を検出する電流センサである。電流センサ６は、測定する電流により磁気コア（磁心）内に発生する磁束を電圧に変換し、電圧値をコントローラ７に出力する。電流センサ６により出力された電圧値は、測定する電流の電流値に対応している。電流センサ６としては、シャント方式の電流センサや、ホール方式の電流センサが例示できる。
【００１８】
電流センサ６は、モータ１の各相へ流れる電流を検出する複数の電流センサを有している。スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ２の接続点とモータ１のＵ相の間の経路には、モータ１のＵ相へ流れる電流（電流値ＩＵ）を検出する電流センサＣＳＵが設けられている。電流センサＣＳＵは、検出した電流を電圧に変換し、変換後の電圧を出力電圧値ＶＵとしてコントローラ７に出力する。スイッチング素子Ｔｒ３とＴｒ４の接続点とモータ１のＶ相の間の経路には、モータ１のＶ相へ流れる電流（電流値ＩＶ）を検出する電流センサＣＳＶが設けられている。電流センサＣＳＶは、検出した電流を電圧に変換し、変換後の電圧を出力電圧値ＶＶとしてコントローラ７に出力する。スイッチング素子Ｔｒ５とＴｒ６の接続点とモータ１のＷ相の間の経路には、モータ１のＷ相へ流れる電流（電流値ＩＷ）を検出する電流センサＣＳＷが設けられている。電流センサＣＳＷは、検出した電流を電圧に変換し、変換後の電圧を出力電圧値ＶＷとしてコントローラ７に出力する。
【００１９】
図１に示すように、モータ１が３相交流モータの場合、モータ１の各相に流れる電流（電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ）は、互いに位相がずれた交流電流であるため、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵ、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ、電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷも、互いに位相がずれた経時的に変化する電圧値となる。
【００２０】
コントローラ７は、中央演算装置ＣＰＵ、リードオンメモリＲＯＭ及びランダムアクセスメモリＲＡＭを備える。コントローラ７は、インバータ３の動作を制御する機能を有している。コントローラ７には、車両コントローラ（付図子）から、トルク指令値が入力される。また、コントローラ７には、電流センサ６から、各相の電圧信号（出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷ）が入力される。また、コントローラ７には、モータの周囲に設けられ、モータの回転数を検出する回転子位置センサ（付図子）から、位置センサ信号が入力される。コントローラ７は、これらの入力信号に基づいて、パルス幅変調（PWM：Pulse Width Modulation）信号を生成する。そして、コントローラ７は、生成したＰＷＭ信号に基づいて、インバータ３を構成する各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６が所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦするように制御する。コントローラ７は、インバータ３の各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６のゲート端子と接続しており、各ゲート端子にゲート信号を出力する。これにより、インバータ３は、コントローラ７からのゲート信号に応じて、バッテリ２の直流電流を交流電流に変換することができる。
【００２１】
また、コントローラ７は、電流センサ６からの電圧信号により、電力変換システム１００の異常を検出すると、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６をＯＦＦさせて、インバータ３の動作を停止させる。
【００２２】
コントローラ７は、電力変換システム１００で発生した異常を検出する機能を有している。電力変換システム１００の異常としては、例えば、インバータ３の異常に伴う過電流の発生や、電流センサ６の異常、リレー５の異常や、各構成を接続する配線の断線等が挙げられる。
【００２３】
本実施形態では、コントローラ７は、電力変換システム１００の異常として、電流センサ６の異常を検出する。電流センサ６の異常としては、測定する電流の電流値に対応した電圧値を出力できない状態が例示できる。例えば、経時的に変化する交流電流を測定しているにもかかわらず、電流センサの最大出力電圧値で固定されて出力される状態や、ゼロ電圧で固定されて出力される状態が挙げられる。このような電流センサ６の異常の原因としては、例えば、電流センサの内部回路において電源線又はグランド線の断線又は短絡の発生が挙げられる。
【００２４】
電流センサ６の異常について、図２に示す例を参照しながら説明する。図２は、電流センサ６の異常が発生した際のモータ１の相電流値及び電流センサ６の出力電圧値の一例である。図２（Ａ）は、電流センサ６の異常発生時にモータ１の各相に流れる電流値（電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ）と時間の関係を示す。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す時間と対応しており、電流センサ６の異常発生時に電流センサ６が出力する電圧値（出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷ）と時間の関係を示す。また、図２（Ａ）（Ｂ）おいて、時刻ｔ１では、電流センサ６のうち電流センサＣＳＶの内部回路にて、グランド線の断線が発生したものとする。
【００２５】
図２（Ａ）に示すように、３相交流モータの場合には、各相に流れる電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷは、互いに位相がずれた交流波形になる。各電流値の総和を総和電流Ｉｓｕｍとすると、総和電流Ｉｓｕｍは下記式（１）を満たす。
【００２６】
Ｉｓｕｍ＝ＩＵ＋ＩＶ＋ＩＷ＝０  （１）
【００２７】
ここで、電流センサ６の異常が電力変換システム１００に与える影響について説明する。コントローラ７は電流センサ６の電圧信号に基づいて制御するため、電流センサ６の異常があった場合には、その異常の影響を受ける。一方、コントローラ７以外のその他の構成、例えば、モータ１、バッテリ２、インバータ３、コンデンサ４、及びリレー５は、電流センサ６の電圧信号とは関係がないため、電流センサ６の異常があった場合であっても、その異常の影響を受けない。このため、図２（Ａ）に示すように、モータ１の各相に流れる電流の電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷは、電流センサＣＳＶの異常の発生の前後において、電流センサＣＳＶの異常の影響を受けることなく、相電流値の正常範囲内の値を維持する。図２（Ａ）では、最大電流値Ｉｍａｘ＿ｔｈは正常範囲の最大値を示し、最小電流値Ｉｍｉｎ＿ｔｈは正常範囲の最小値を示す。相電流値が正常範囲内の値であることは、少なくともモータ１、バッテリ２、インバータ３、コンデンサ４、リレー５で構成される電力変換システム１００が正常状態であることを示している。相電流値の正常範囲は、モータ１の消費電力等に応じて予め設定され、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の記憶媒体に記憶される。
【００２８】
次に、図２（Ｂ）を参照しながら、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵ、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ、及び電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷについて説明する。
【００２９】
電流センサＣＳＶの異常が発生する時刻ｔ１までの間において、出力電圧値ＶＵ、出力電圧値ＶＶ、及び出力電圧値ＶＷは、それぞれ出力電圧値の正常範囲内の値を維持する。出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷは、図２（Ａ）に示す電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷに対応した電圧値になる。図２（Ｂ）では、最大電圧値Ｖｍａｘ＿ｒａは正常範囲の最大値を示し、最小電圧値Ｖｍｉｎ＿ｒａは正常範囲の最小値を示す。なお、出力電圧値の正常範囲は、電流センサ６の定格電流等に応じて予め設定され、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の記憶媒体に記憶される。例えば、電流センサ６の定格電流が大きいほど、最大電圧値Ｖｍａｘ＿ｒａは大きくなるとともに、最小電圧値Ｖｍｉｎ＿ｒａは小さくなる。言い換えると、出力電圧の正常範囲は、電流センサ６の定格電流の大きさに応じて拡大する。
【００３０】
時刻ｔ１にて、例えば、電流センサ６のうち電流センサＣＳＶの内部回路において、グランド線の断線が発生すると、電流センサＣＳＶの出力電圧値は、最大出力電圧値で固定される。図２（Ｂ）の例では、時刻ｔ１以降、出力電圧値ＶＶは、最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈで固定される。最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈは、電流センサ６の出力可能電圧範囲の最大値を示し、最大電圧値Ｖｍａｘ＿ｒａよりも高い（最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈ＞最大電圧値Ｖｍａｘ＿ｒａ）。また、最小出力電圧値Ｖｍｉｎ＿ｔｈは、電流センサ６の出力可能電圧範囲の最小値を示し、最小電圧値Ｖｍｉｎ＿ｒａよりも低い（最小出力電圧値Ｖｍｉｎ＿ｔｈ＜最小電圧値Ｖｍｉｎ＿ｒａ）。出力電圧値の正常範囲は、電流センサ６の出力可能電圧範囲内に含まれる。なお、図２（Ｂ）の例では、電流センサＣＳＵ、ＣＳＷでは異常が発生していないため、電流センサＣＳＵ、ＣＳＷは、図２（Ａ）に示す電流値ＩＵ、ＩＷに対応した電圧値をそれぞれ出力電圧値ＶＵ、ＶＷとして出力する。
【００３１】
ここで、電力変換システム１００の異常のうち、電流センサ６が正常範囲外の値を出力する現象を考えると、電流センサ６の異常の他には、過電流の発生が挙げられる。過電流の発生とは、インバータ３とモータ１の間の経路において、インバータ３の定格出力電流やモータ１の定格電流を超える電流値の電流が流れることをいう。
【００３２】
過電流の発生について、図３に示す例を参照しながら説明する。図３は、過電流が発生した際のモータ１の相電流値及び電流センサ６の出力電圧値の一例である。図３（Ａ）は、過電流発生時にモータ１の各相に流れる電流値（電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ）と時間の関係を示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す時間と対応しており、過電流発生時に電流センサ６が出力する電圧値（出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷ）と時間の関係を示す。なお、図３では、電流センサ６には異常が発生しておらず、電流センサ６は、測定する電流の電流値に対応する電圧値を出力するものとする。
【００３３】
図３（Ａ）に示すように、過電流が発生した場合、電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷは、振幅が正常範囲外の値の交流波形となる。これは、過電流の発生直後においては、モータ１やインバータ３の動作そのものは、過電流の発生の前と変わらないことを示している。図３（Ａ）では、過電流が発生した場合、モータ１の各相には、正常範囲外の値の電流が周期的に流れていることを示している。
【００３４】
また、図３（Ｂ）に示すように、過電流が発生した場合、出力電圧値ＶＵ、出力電圧値ＶＶ、及び出力電圧値ＶＷは、それぞれ図３（Ａ）に示す電流の電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷに対応した値となる。具体的に、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷは交流波形を維持しながら、振幅が正常範囲外の値になる。過電流が発生した場合、電流センサ６は、特定の電圧値で固定された電圧値ではなく、周期的に、正常範囲内の値と正常範囲外の値（異常範囲内）を繰り返し出力する。
【００３５】
ここで、図２と図３を比較すると、電流センサ６の異常が発生した場合も、過電流が発生した場合でも、電流センサ６は正常範囲外の値を出力する。このため、電流センサ６の出力信号が正常範囲外となったことを検知した時点では、電流センサ６が正常範囲外の値を出力する原因が、電流センサ６の異常と過電流の発生のどちらに起因しているかを判定することができない。そのため、一般的には、電流センサ６の出力電圧値が正常範囲外となったことを検知した後、一定の判定時間を設けて、出力電圧値を観察することで、電流センサ６の異常及び過電流の発生とを判別する。
【００３６】
図２の例では、時刻ｔ１以降、出力電圧値ＶＶは最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈで固定されるのに対して、図３の例では、時刻ｔ１以降、出力電圧値ＶＶは経時的に変化する。例えば、一定の判定時間が経過した後、出力電圧値ＶＶが最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈであるか否かを判定することで、電流センサ６の異常の発生と過電流の発生を切り分けることができる。
【００３７】
しかし、電流センサ６が正常範囲外の値を出力する原因を、一定の判定時間を設けて特定する方法では、短時間で電流センサ６の異常の発生と過電流の発生を識別することができない。これに対して、本実施形態のコントローラ７は、電流センサ６の出力電圧値が範囲外となったことを検知した後に、短時間で電流センサ６の異常を検出する。
【００３８】
具体的には、コントローラ７は、電流センサ６の出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷのいずれかが正常範囲外の値であることを検知すると、電流センサ６の出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷから、モータ１の各相に流れる電流の総和を示す総和電流Ｉｓｕｍを算出する。例えば、コントローラ７は、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷをそれぞれ電流値に換算するとともに、換算された各相の電流値の総和を算出することで、総和電流Ｉｓｕｍを算出する。電流センサ６は、正常状態の場合には、上述したように、測定する電流の電流値に対応する電圧値を出力するため、電流センサ６の各相の出力電圧値は、モータ１の各相の電流値に対応する。このため、本実施形態では、コントローラ７は、電流センサ６の各相の出力電圧値から、総和電流Ｉｓｕｍを算出する。
【００３９】
コントローラ７は、電流センサ６の各相の出力電圧値から総和電流Ｉｓｕｍを算出すると、総和電流Ｉｓｕｍと、ＲＡＭ又はＲＯＭに予め記憶された総和電流の正常範囲とを比較する。そして、コントローラ７は、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲内の場合には、電流センサ６は正常と判定する。反対に、コントローラ７は、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲外の場合には、電流センサ６は異常と判定する。
【００４０】
なお、総和電流の正常範囲は、インバータ３の定格出力電流やモータ１の定格電流が考慮された範囲で予め設定され、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の記憶媒体に記憶される。また、以降の説明では、最小値Ｉｓｕｍ＿ｍｉｎ＿ｔｈは総和電流の正常範囲の最小値として、最大値Ｉｓｕｍ＿ｍａｘ＿ｔｈは総和電流の正常範囲の最大値をとして説明する。例えば、最大値Ｉｓｕｍ＿ｍａｘ＿ｔｈ及び最小値Ｉｓｕｍ＿ｍｉｎ＿ｔｈは、電流センサ６の検出精度誤差を考慮した値に設定される。
【００４１】
図２（Ｂ）を用いてより具体的に説明すると、時刻ｔ１までの時間では、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷは、モータ１の相電流値に対応し、互いに位相がずれた交流波形となる。このため、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷから算出された総和電流Ｉｓｕｍは、上記式（１）で示されるようにゼロ付近の値となる。
【００４２】
一方、時刻ｔ１以降では、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷのうち、出力電圧値ＶＶは、経時的に変化することなく、最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈに固定される。このため、時刻ｔ１以降では、総和電流Ｉｓｕｍは、上記式（１）の関係性を満たさない。例えば、総和電流の正常範囲をゼロ近傍の範囲に設定した場合には、時刻ｔ１までは、総和電流Ｉｓｕｍは正常範囲内の値であるのに対して、時刻ｔ１以降では、総和電流Ｉｓｕｍは正常範囲外の値となる。
【００４３】
このように、本実施形態では、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷのいずれかが正常範囲外の値であることを検知した場合に、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷに基づいて総和電流Ｉｓｕｍを算出し、総和電流Ｉｓｕｍと総和電流の正常範囲を比較する。そして、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲外の場合には、電流センサ６の異常と判定する。これにより、電流センサ６が正常範囲外の値を出力する原因を、短時間で電流センサ６の異常か否かを判定することができる。
【００４４】
次に、図４を参照しながら、電流センサ６の異常を検出する方法について説明する。図４は、本実施形態に係る異常検出処理を示すフローチャートである。なお、以下に説明する異常検出処理は、コントローラ７により所定の周期ごとに実行される。
【００４５】
ステップＳ１０１にて、コントローラ７は、電流センサ６から出力電圧値を取得する。コントローラ７は、モータ１の各相に流れる電流を検出するために設けられた複数の電流センサから出力電圧値を取得する。図１に示す電力変換システム１００では、コントローラ７は、電流センサＣＳＵから出力電圧値ＶＵを、電流センサＣＳＶから出力電圧値ＶＶを、電流センサＣＳＷから出力電圧値ＶＷをそれぞれ取得する。
【００４６】
ステップＳ１０２にて、コントローラ７は、ステップＳ１０１にて取得した出力電圧値と、出力電圧値の正常範囲を比較する。コントローラ７は、モータ１の相ごとに、出力電圧値と出力電圧値の正常範囲を比較する。
【００４７】
出力電圧値の正常範囲は、最小値及び最電値で規定される。図２の例では、出力電圧値の正常範囲は、最小電圧値Ｖｍｉｎ＿ｒａから最大電圧値Ｖｍａｘ＿ｒａまでの範囲を示す。なお、コントローラ７は、出力電圧値が経時的に変化する場合であっても、時間で積分した平均の電圧値を算出することなく、電流センサ６が出力する電圧値をそのまま用いる。
【００４８】
出力電圧値が正常範囲外の値の場合、ステップＳ１０３に進み、出力電圧値が正常範囲内の値の場合、ステップＳ１０６へ進む。図２の例では、図２（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１までの時間では、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷは電圧の正常範囲内の値であるため、ステップＳ１０３へ進む。時刻ｔ１以降では、出力電圧値ＶＶは、電圧の正常範囲外の値である最大出力電圧値Ｖｍａｘ＿ｔｈに固定されるため、ステップＳ１０６へ進む。
【００４９】
ステップＳ１０３にて、コントローラ７は、モータ１の各相に流れる電流の総和を総和電流Ｉｓｕｍとして算出し、総和電流Ｉｓｕｍと、総和電流の正常範囲（最大値Ｉｓｕｍ＿ｍａｘ＿ｔｈ、最小値Ｉｓｕｍ＿ｍｉｎ＿ｔｈ）を比較する。具体的には、コントローラ７は、ステップＳ１０１にて取得した電流センサ６の各相の出力電圧値を、それぞれ各相に流れる電流の電流値に換算するとともに、換算した各相の電流値の総和を算出する。
【００５０】
そして、コントローラ７は、ＲＡＭ又はＲＯＭから総和電流の正常範囲を取得し、総和電流Ｉｓｕｍと総和電流の正常範囲を比較する。総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲外の値の場合、ステップＳ１０４に進み、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲内の値の場合、ステップＳ１０５に進む。
【００５１】
ステップＳ１０４にて、コントローラ７は、電流センサ６の異常と判定し、電流センサ６の状態を異常として検出する。本実施形態では、コントローラ７は、電流センサ６のうち少なくとも一つ以上の電流センサに異常が発生したことを検出する。
【００５２】
ステップＳ１０３にて、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流の正常範囲内の値の場合、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５にて、コントローラ７は、電流センサ６の状態を正常と判定することで、電流センサ６の正常状態を検出する。
【００５３】
ステップＳ１０２にて、出力電圧値が正常範囲内の値の場合、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６にて、コントローラ７は、電流センサ６の状態を正常と判定することで、電流センサ６の正常状態を検出する。
【００５４】
ステップＳ１０４〜Ｓ１０６のいずれかのステップでの処理が終了すると、電流センサ６の異常を検出する処理は終了する。
【００５５】
以上のように、本実施形態の異常検出装置は、電力変換システム１００で発生する異常を検出する異常検出装置である。異常検出装置は、インバータ３とモータ１の間の経路に流れる電流を検出し、電圧値を出力する電流センサと、電流センサ６の異常の有無を検出するコントローラ７を備えている。コントローラ７は、電流センサ６の出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷと出力電圧値の正常範囲を比較し、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷのいずれかが正常範囲外であることを検知した場合、総和電流Ｉｓｕｍに基づいて、電流センサ６の異常を検出する。これにより、出力電圧値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷのいずれかが正常範囲外であることを検知してから短時間で電流センサ６の異常を検出することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、コントローラ７は、総和電流Ｉｓｕｍと、総和電流Ｉｓｕｍの正常範囲を比較し、総和電流Ｉｓｕｍが正常範囲内の場合、電流センサ６は正常と判定し、総和電流Ｉｓｕｍが正常範囲外の場合、電流センサ６は異常と判定する。例えば、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵが出力電圧値の正常範囲外の値であることを検知した後、総和電流Ｉｓｕｍが総和電流Ｉｓｕｍの正常範囲内のため、電流センサ６は正常と判定したとする。この場合、電流センサＣＳＵの状態が正常と判定できるのみならず、他の相の電流センサＣＳＶ、ＣＳＷの状態も正常と判定することができ、短時間でモータ１の各相の電流センサの状態を正常と判定することができる。
【００５７】
ここで、本実施形態における電流センサ６の異常検出方法を用いることで奏するその他の効果について説明する。
【００５８】
モータ１の相電流値は、モータ１が外乱を受けることで、瞬時的に正常範囲外の値となることも想定される。上述したように、一定の判定時間を用いた異常の検出方法の場合、異常の原因を特定するまで時間を要する。演算処理の負荷を低減させる観点から、外乱による瞬時値を正常範囲外の値として検知する回数は、可能な限り少ない方が好ましい。このため、従来の異常の検出方法を用いる場合、電流センサ６の選定を考えると、外乱による瞬時値を正常範囲外の値として検知しないような広範な正常範囲を有する電流センサ、言い換えると、定格電流が大きな電流センサを選定することが好ましい。しかし、定格電流が大きい電流センサを用いると、コストが増加し、また、体積も増加するため、電力変換システム１００のコスト及び体積を低減させることができない。
【００５９】
これに対して、本実施形態の電流センサ６の異常検出方法を用いると、モータ１の外乱による影響を考慮することなく、インバータ３の定格出力電流に応じた定格電流の電流センサ６を選定することができる。すなわち、本実施形態では、モータ１の外乱により、電流センサ６の出力電圧値が瞬時的に正常範囲外になったとしても、出力電圧値が正常範囲外の値であることを検知した直後に、総和電流を確認するため、短時間で電流センサ６の状態を正常と判定することができる。これにより、定格電流が大きい電流センサ６を選定する必要がなくなり、電流センサ６のコスト及びサイズのそれぞれを低減させることができる。その結果、電力変換システム１００のコスト及び体積を低減させることができる。
【００６０】
≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係る異常検出装置について説明する。本実施形態の異常検出装置は、コントローラ７が備える機能が上述した実施形態の機能と異なる点以外は、上述した実施形態と同様の構成を有しているため、繰り返しの説明は省略して、上述の実施形態においてした説明を援用する。
【００６１】
本実施形態のコントローラ７は、総和電流に基づいて電流センサ６の状態を正常と判定した場合、電流センサ６が正常範囲外の値を出力する原因について、過電流の発生か否かを判定する。
【００６２】
本実施形態の前提として、コントローラ７は、上述の実施形態にて説明した機能により、電流センサ６の出力電圧値が正常範囲外の値であることを検知し、出力電圧値から総和電流を算出し、総和電流が正常範囲内の値であるため、電流センサ６の状態は正常と判定しているものとする。
【００６３】
電流センサ６の状態を正常と判定すると、まず、コントローラ７は、電流センサ６の出力電圧値と出力電圧値の正常範囲の比較結果に基づいて、モータ１の各相のうち、過電流の発生の可能性がある相を特定する。コントローラ７は、モータ１の各相のうち、電流センサ６の出力電圧値が正常範囲外を示す相と、電流センサ６の出力電圧値が正常範囲内を示す相を特定する。
【００６４】
具体的には、コントローラ７は、電流センサＣＳＵ、電流センサＣＳＶ、電流センサＣＳＷのうち出力電圧値が正常範囲外を示す電流センサを特定し、特定した相を過電流の発生の可能性がある相とする。例えば、電流センサ６のうち、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵが正常範囲外を示す場合、コントローラ７は、モータ１のＵ相を過電流の発生の可能性がある相とする。
【００６５】
反対に、コントローラ７は、電流センサＣＳＵ、電流センサＣＳＶ、電流センサＣＳＷのうち出力電圧値が正常範囲内を示す電流センサを特定し、特定した相を異常が発生していな相（正常な相）、すなわち、電流センサ６に異常はなく、かつ、過電流は発生していない相とする。上述の例では、コントローラ７は、モータ１のＶ相、Ｗ相を正常な相とする。
【００６６】
次に、コントローラ７は、過電流の発生の可能性がある相について、過電流の発生の有無を判定する。コントローラ７は、まず、正常な相に流れる電流を検出する電流センサ６の出力電圧値を用いて、モータ１の各相のうち、過電流の発生の可能性がある相に流れる電流の電流値を算出する。
【００６７】
ここで、モータ１の各相に流れる電流の電流値は、上述した実施形態で示す式（１）を満たす。例えば、Ｕ相に流れる電流の電流値は、上記式（１）から変形した下記式（２）のように、Ｖ相に流れる電流の電流値及びＷ相に流れる電流の電流値で表される。
【００６８】
ＩＵ＝−ＩＶ−ＩＷ  （２）
【００６９】
本実施形態のコントローラ７は、モータ１のＵ相に過電流の発生の可能性があると判定した場合、上記式（２）を用いて、モータ１のＵ相に流れる電流の電流値を、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ、及び電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷから算出する。例えば、コントローラ７は、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶを電流値ＩＶに換算し、電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷを電流値ＩＷに換算したうえで、上記式（２）より、電流値ＩＵを算出する。本実施形態では、算出された電流値を、過電流の発生の可能性がある相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌとして説明する。
【００７０】
ここで、過電流が発生した場合の電流センサ６の検出精度について、図５を参照しながら説明する。図５は、モータ１の相電流値と電流センサ６の出力電圧値の関係の一例である。
【００７１】
モータ１の相電流値と電流センサ６の出力電圧値は、上述の通り、電流センサ６に異常が発生していない場合には、互いに対応する関係にあるため、図５に示すように、モータ１の相電流値と電流センサ６の出力電流値は比例関係を示す。しかし、図５に示すように、出力電圧値の異常範囲では、この比例関係が成立しなくなり、言い換えると、電流センサ６の出力電圧値がモータ１の相電流値に対応しない（直線性が悪化するともいう）。そのため、電流センサ６の出力電圧値が異常範囲内の値を示す場合、電流センサ６は測定する電流の電流値に対応しない値を出力しており、電流センサ６の検出精度は低下する。
【００７２】
過電流が発生した場合には、電流センサ６の出力電圧値は、図３（Ｂ）に示すように、周期的に、正常範囲外の値、すなわち、異常範囲内の値を示す。電流センサ６の出力電圧値が異常範囲内の値を示す場合、上述の通り、電流センサ６の検出精度は低下する。例えば、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵが正常範囲外の値を示す場合、本実施形態のコントローラ７は、過電流の発生の可能性があるＵ相については、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵをそのまま用いることなく、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ、及び電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷから算出する。これにより、過電流の発生の有無を精度良く判定することができる。
【００７３】
コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出すると、電流値Ｉ＿ｃａｌと定常動作電流の正常範囲とを比較する。定常動作電流の正常範囲とは、過電流が発生することなく、モータ１に定常的に流れる動作電流である。以降の説明では、最小値Ｉｏｃ＿ｍｉｎ＿ｔｈは定常動作電流の正常範囲の最小値として、最大値Ｉｏｃ＿ｍａｘ＿ｔｈは定常動作電流の正常範囲の最大値をとして説明する。
【００７４】
定常動作電流の正常範囲は、モータ１の定格電流やインバータ３の定格出力電流に基づいて定められた実験的な値である。コントローラ７は、定常動作電流の正常範囲について、ＲＡＭ又はＲＯＭに予め記憶させることで、過電流が発生しているか否かを判定するに際して用いることができる。
【００７５】
そして、コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌが定常動作電流の正常範囲外の値の場合には、過電流が発生していると判定し、反対に、電流値Ｉ＿ｃａｌが定常動作電流の正常範囲内の値の場合、過電流は発生していないと判定する。
【００７６】
次に、図６を参照しながら、電流センサ６の異常又は過電流の発生を検出する方法について説明する。図６は、本実施形態に係る異常検出処理を示すフローチャートである。なお、以下に説明する異常検出処理は、コントローラ７により所定の周期ごとに実行される。図６に示すフローチャートのうち、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６は、図４に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０６に対応しているため、これらのステップについての説明は、上述した実施形態にてした説明を援用する。
【００７７】
ステップＳ２０３にて、総和電流Ｉｓｕｍが正常範囲内の値の場合、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５にて、コントローラ７は、電流センサ６は正常と判定することで、電流センサ６の正常状態を検出する。
【００７８】
ステップ２０７にて、コントローラ７は、モータ１の各相のうち、過電流の発生の可能性がある相と、正常な相を特定する。具体的には、コントローラ７は、ステップＳ２０２にて行われた比較結果に基づいて、電流センサ６のうち、出力電圧値が正常範囲外の値を示す電流センサを特定する。コントローラ７は、特定した電流センサに対応するモータ１の相を、過電流の発生の可能性がある相とする。また、コントローラ７は、電流センサ６のうち、出力電圧値が正常範囲内の値を示す電流センサを特定する。コントローラ７は、特定した電流センサに対応するモータ1の相を、正常な相とする。例えば、電流センサ６のうち、電流センサＣＳＵの出力電圧値ＶＵが正常範囲外の値を示し、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ及び電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷが正常範囲内の値を示す場合、コントローラ７は、モータ１のＵ相を過電流の発生の可能性がある相とし、モータ１のＶ相、Ｗ相を正常な相とする。
【００７９】
ステップＳ２０８にて、コントローラ７は、過電流の発生の可能性がある相について、正常な相に流れる電流を検出する電流センサ６の出力電圧値を用いて、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。上述の例の場合、例えば、コントローラ７は、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶを電流値ＩＶに換算し、電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷを電流値ＩＷに換算したうえで、上記式（２）を用いて、モータ１のＵ相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。
【００８０】
ステップＳ２０９にて、コントローラ７は、ステップＳ２０８にて算出した電流値Ｉ＿ｃａｌと、定常動作電流の正常範囲（最大値Ｉｏｃ＿ｍａｘ＿ｔｈ、最小値Ｉｏｃ＿ｍｉｎ＿ｔｈ）とを比較する。例えば、コントローラ７は、ＲＡＭ又はＲＯＭ等から、予め設定された定常動作電流の正常範囲を取得するとともに、電流値Ｉ＿ｃａｌと正常範囲を比較する。電流値Ｉ＿ｃａｌが正常範囲外の場合には、ステップＳ２１０に進み、反対に、電流値Ｉ＿ｃａｌが正常範囲内の場合には、ステップＳ２１１に進む。
【００８１】
ステップＳ２１０にて、コントローラ７は、ステップＳ２０７にて特定した過電流の発生の可能性がある相には、過電流が発生していると判定する。
【００８２】
ステップＳ２１１にて、コントローラ７は、ステップＳ２０７にて特定した過電流の発生の可能性がある相には、過電流が発生していないと判定する。
【００８３】
ステップＳ２０４、Ｓ２１０、Ｓ２１１のいずれかのステップでの処理が終了すると、電流センサ６の異常又は過電流の発生を検出する処理は終了する。
【００８４】
以上のように、本実施形態のコントローラ７は、総和電流に基づいて電流センサ６は正常と判定した場合、電流センサ６の出力電圧値と正常範囲の比較結果に基づいて、モータ１の各相のうち、過電流の発生の可能性がある相と、その他の相を特定する。そして、コントローラ７は、正常な相に流れる電流を検出する電流センサ６の出力電圧値を用いて、過電流の発生の可能性がある相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌと相電流の正常範囲とを比較し、電流値Ｉ＿ｃａｌが正常範囲外の値の場合、過電流が発生していると判定し、電流値Ｉ＿ｃａｌが正常範囲内の値の場合、過電流が発生していないと判定する。これにより、電流センサ６が正常範囲外の値を出力しており、電流センサ６の検出精度が低下する状況においても、過電流の発生の有無を精度良く判定することができる。
【００８５】
次に、本実施形態の変形例として、過電流の発生を検出した後のインバータ３への制御処理について説明する。例えば、コントローラ７は、過電流の発生を検出した後、インバータ３からモータ１への電力供給を停止させるように、インバータ３を制御してもよい。具体的には、コントローラ７は、インバータ３を構成する各スイッチング素子のゲート端子に対して、スイッチング素子がオフするようなゲート信号を出力する。
【００８６】
上述の通り、本実施形態では、電流センサ６の出力電圧値が正常範囲外の値であることを検知した場合、電流センサ６の異常の有無を判定し、電流センサ６が正常と判定すると、電流値Ｉ＿ｃａｌと相電流の正常範囲の比較結果から、過電流の発生の検出の有無を行うため、過電流の発生の検出を短時間で行うことができる。そして、変形例においては、過電流の発生を検出した場合、インバータ３の動作を停止させる。これにより、過電流が発生した場合であっても、モータ１に過電流が流れ込む時間を短縮することができ、その結果、モータ１及びインバータ３にかかる負荷を低減させることができる。
【００８７】
≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態に係る異常検出装置について説明する。本実施形態の異常検出装置は、コントローラ７が備える機能が上述した第１実施形態の機能及び第２実施形態の機能と異なる点以外は、上述した実施形態と同様の構成を有しているため、繰り返しの説明は省略して、上述の実施形態においてした説明を援用する。
【００８８】
本実施形態のコントローラ７は、総和電流に基づいて電流センサ６の状態を異常と判定した場合、異常な出力電圧値を示す電流センサを特定する。そして、コントローラ７は、特定した電流センサの出力電圧値の代わりに、算出した電流値Ｉ＿ｃａｌを用いて、モータ１へ電力供給するインバータ３の制御を継続させる。
【００８９】
電流センサ６の状態を異常と判定すると、まず、コントローラ７は、電流センサ６の出力電圧値と正常範囲の比較結果に基づいて、異常がある電流センサ６を特定する。具体的には、コントローラ７は、電流センサＣＳＵ、電流センサＣＳＶ、電流センサＣＳＷのうち出力電圧値が正常範囲外を示す電流センサを、異常がある電流センサ６とする。反対に、コントローラ７は、電流センサＣＳＵ、電流センサＣＳＶ、電流センサＣＳＷのうち出力電圧値が正常範囲内を示す電流センサを、異常がない電流センサ６（正常な電流センサ６ともいう。）とする。
【００９０】
次に、コントローラ７は、異常がある電流センサ６の出力電圧値の代わりに、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。電流値の算出方法は、上述した第２実施形態にて説明した方法が用いられる。すなわち、コントローラ７は、正常な相に流れる電流を検出する電流センサ６の出力電圧値を用いて、電流センサ６に異常がある相に流れる電流の電流値を算出する。コントローラ７は、上記式（２）を用いて、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。本実施形態では、算出された電流値を、電流センサ６に異常がある相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌとして説明する。
【００９１】
コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出すると、電流センサ６に異常がある相については、電流値Ｉ＿ｃａｌを用いると共に、その他の正常な相については、電流センサ６の出力電圧値を用いて、インバータ３の制御を継続させる。具体的には、コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌと出力電圧値からモータ１に流れる電流を観察しながら、モータ１へ流れる電流の電流値を、トルク指令値に応じた電流の電流値に収束するように、インバータ３へのフィードバック制御を行う。
【００９２】
また、コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌを用いたインバータ３の制御を開始した後、電流センサ６のうち、正常な電流センサの出力電流値が正常範囲外の値であることを検知すると、インバータ３からモータ１への電力供給を停止するように、インバータ３を制御する。具体的には、コントローラ７は、インバータの各スイッチング素子をオフさせるゲート信号を生成して出力する。
【００９３】
次に、図７を参照しながら、電流センサ６の異常が発生した場合のインバータ３の制御方法について説明する。図７は、本実施形態に係るインバータの制御処理を示すフローチャートである。なお、以下に説明するインバータの制御処理は、コントローラ７により所定の周期ごとに実行される。図７に示すフローチャートのうち、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６は、図４に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０６、及び図６に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０６に対応しているため、これらのステップについての説明は、上述した実施形態にてした説明を援用する。
【００９４】
ステップＳ３０４にて、総和電流Ｉｓｕｍに基づいて電流センサの異常が検出されると、ステップＳ３０７に進む。
【００９５】
ステップＳ３０７にて、コントローラ７は、異常がある電流センサを特定する。具体的には、コントローラ７は、ステップＳ３０３にて行われた比較結果から、電流センサ６のうち、出力電圧値が正常範囲外の値を示す電流センサ６を特定し、特定した電流センサ６を、異常がある電流センサ６とする。また、このステップにて、コントローラ７は、出力電圧値が正常範囲内の値を示す電流センサ６を特定し、特定した電流センサ６を、正常な電流センサ６とする。このステップにて、コントローラ７は、モータ１の各相のうち、電流センサ６の出力電圧値を用いることが可能な相と、電流センサ６の出力電圧値を用いることが不可能な相とを識別する。
【００９６】
ステップＳ３０８にて、コントローラ７は、ステップＳ３０７にて特定された正常な電流センサ６の出力電圧値を用いて、電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。電流値Ｉ＿ｃａｌは、電流センサ６に異常がある相に流れる電流の電流値である。例えば、電流センサＣＳＵに異常が発生した場合、コントローラ７は、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶを電流値ＩＶに換算し、電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷを電流値ＩＷに換算したうえで、上記式（２）を用いて、モータ１のＵ相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。
【００９７】
ステップＳ３０９にて、コントローラ７は、ステップＳ３０８にて算出された電流値Ｉ＿ｃａｌを用いて、インバータ３の制御を継続させる。上述の例を用いると、コントローラ７は、モータ１のＵ相に流れる電流の電流値については、電流値Ｉ＿ｃａｌを用い、モータ１のＶ相及びＷ相に流れる電流の電流値については、電流センサＣＳＶの出力電圧値ＶＶ及び電流センサＣＳＷの出力電圧値ＶＷを用いて、バッテリ２からモータ１へ電力供給するように、インバータ３の制御を継続する。
【００９８】
ステップＳ３１０にて、コントローラ７は、電流センサ６から出力電圧値を取得する。このステップは、ステップＳ３０１に対応する。なお、コントローラ７は、ステップＳ３０７にて特定された異常がある電流センサ６については、出力電圧値を取得しない。
【００９９】
ステップＳ３１１にて、コントローラ７は、ステップＳ３０１にて取得した出力電圧値と、電圧の正常範囲を比較する。コントローラ７は、モータ１の正常な相について、取得した出力電圧値と出力電圧値の正常範囲を比較する。このステップは、ステップＳ３０２に対応する。出力電圧値が正常範囲外の値の場合、ステップＳ３１２に進み、出力電圧値が正常範囲内の値の場合、ステップＳ３０８に戻る。
【０１００】
ステップＳ３１２にて、コントローラ７は、インバータ３からモータ１への電力供給を停止させるように、インバータ３を停止する。
【０１０１】
ステップＳ３０５、Ｓ３０６、Ｓ３１２のいずれかのステップでの処理が終了すると、電流センサ６の異常を検出した場合のインバータ３の制御処理は終了する。
【０１０２】
以上のように、本実施形態のコントローラ７は、総和電流に基づいて電流センサ６は異常と判定した場合、電流センサ６の出力電圧値と正常範囲の比較結果に基づいて、モータ１の各相のうち、電流センサ６に異常がある相と、電流センサ６が正常な相とを特定する。そして、コントローラ７は、正常な相に流れる電流を検出する電流センサ６の出力電圧値を用いて、電流センサ６に異常がある相に流れる電流の電流値Ｉ＿ｃａｌを算出する。コントローラ７は、電流センサ６に異常がある相については、電流値Ｉ＿ｃａｌを用い、電流センサ６が正常な相については、電流センサ６の出力電圧値を用いて、インバータ３の制御を継続させる。これにより、電力変換システム１００のうち、特定の電流センサ６に異常が発生した場合においても、インバータ３の制御は継続される。そのため、電流センサ６の異常の発生に伴って、直ちにモータ１への電力供給を停止することを防ぐことができ、突発的に発生した電流センサ６の異常に対しても柔軟に対応することができる。
【０１０３】
また、本実施形態では、コントローラ７は、電流値Ｉ＿ｃａｌを用いてインバータ３の制御を継続させた後、異常が発生していない電流センサ６の出力電圧値が正常範囲外であることを検知した場合、インバータ３からモータ１への電力供給を停止させるように、インバータ３を制御する。これにより、複数の電流センサ６にて出力電圧値が正常範囲外となる場合には、インバータ３の制御が停止されるため、モータ１への電力供給に大きな影響が出る前に、モータ１への電力供給を停止することができる。その結果、急峻な電力供給の変化等、モータ１にかかる負荷を低減させることができる。
【０１０４】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【０１０５】
また、例えば、本明細書では、本発明に係る異常検出装置を、電流センサ６とコントローラ７からの構成を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０６】
また、例えば、本明細書では、本発明に係る電力変換装置を、インバータ３を例にして、本発明に係る多相交流モータを、モータ１を例にして、本発明に係る電流センサを、電流センサ６を例にして、本発明に係る第１の基準範囲を、出力電圧値の正常範囲を例にして、本発明に係る第２の基準範囲を、総和電流の正常範囲を例にして、本発明に係る第３の基準範囲を、定常動作電流の正常範囲を例にして、それぞれ説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１０７】
１００…電力変換システム
１…モータ
２…バッテリ
３…インバータ
４…コンデンサ
５…リレー
６…電流センサ
７…コントローラ
【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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