(57)【要約】【課題】インバータ制御装置の駆動時の故障判定に関して、モータ駆動する電圧の印加であって、モータに対して直接回転を加えることなく安全に、かつより容易に異常を診断することの可能な信頼性の高いインバータ制御装置を提供する。【解決手段】ブラシレスＤＣモータの制御において、誘起電圧とインバータ回路部の出力電圧により生成した基準電圧を比較検出する電圧比較手段と、ブラシレスＤＣモータの電流を検出する電流検出手段により、モータ駆動前の処理として、モータ印加と同様の電圧値でドライブの出力に対して入力した値の組み合わせに応じて、異常判断を行うことにより、ブラシレスＤＣモータを駆動させないようにすることで、安全に、かつ容易にモータ回路の異常判定を行うことができる。【選択図】図１
2015201905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を設けたロータと三相巻線を設けたステータからなるブラシレスＤＣモータと、前記ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の三相出力電圧を制御するドライブ制御手段と、前記ブラシレスＤＣモータの電流値を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧と前記インバータ回路部の出力電圧により生成した基準電圧を比較検出する電圧比較手段を備え、前記ドライブ制御手段は、前記ブラシレスＤＣモータを駆動する前に所定の処理により前記電流検出手段と前記電圧比較手段により入力した値の組み合わせに応じて異常判断を行う異常判定手段により、異常判定をしたときは、前記ブラシレスＤＣモータを駆動させないことを特徴としたインバータ制御装置。
【請求項２】
前記ドライブ制御手段は、前記電圧比較手段により入力した信号に基づき誘起電圧ゼロクロス点からロータ位置検出信号を出力する位置検出判定手段と、前記位置検出判定手段からの出力信号に基づき前記インバータ回路部の転流波形を通電角１８０度未満の所定の周波数、で出力する転流制御手段により制御することを特徴とした請求項１に記載のインバータ制御装置。
【請求項３】
前記電圧比較手段は、分圧回路とコンパレータにより、２つの値を比較することにより値を出力することを特徴とした請求項１または２に記載のインバータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスＤＣモータのインバータ制御装置における駆動時の故障判定に関するものであり、またインバータ制御装置を用いた電動圧縮機および該インバータ制御装置によって駆動されるブラシレスＤＣモータを具備した家庭用冷蔵庫等の電気機器において使用可能な方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ、インバータ及びモータとインバータを接続する電線等のモータ回路の欠相検出、漏電検出、地絡検出及び相間短絡検出等を行う方法としては、欠相検出リレーを用いる方法、零相電流を検出する変流器と漏電検出リレーを組合せる方法、漏電検出付き遮断器等を用いる方法及びサーマルリレーを用いる方法等がある。
【０００３】
ところで、モータを欠相運転すると、トルクの不足、意図する動作と逆の動作をする場合等があるので、欠相運転しないことが好ましい。このようなモータ回路の欠相を検出する方法としては、欠相検出機能付きサーマルリレーを用いる方法があるが、バイメタルによる方法なので、検出に時間がかかる。また、変流器（ＣＴ）等をモータ回路の電線に設けて、モータ回路の電流を検出する方法では、電流検出器の数は最大でモータ回路の電線の数、即ち、モータの相数分だけ必要になると共に、異常電流を判断する回路も必要になるなど装置が大型化する。さらに、モータ回路の欠相検出、漏電検出、地絡検出及び相間短絡検出等を併せて行う場合には、欠相検出機能付きサーマルリレーあるいは変流器（ＣＴ）等をモータ制御用のコンバータ及びインバータの出力側に、また、零相電流検出変流器と漏電検出リレーあるいは漏電検出付遮断器等をモータ制御用のコンバータ及びインバータの入力電源側に、コンバータ及びインバータとは別に設ける必要があり、一層装置が大型化する。
【０００４】
モータの稼働開始時に上記の異常を検出する方法として、特許文献１に記載のように、インバータに入力されるほぼ一定の大きさの電圧をインバータのトランジスタに印加し、インバータ装置の入力側に設けた分流器を用いて検出したインバータの入力電流を診断することにより、上記の異常を検出する方法が提案されている。この提案は、インバータに入力されるほぼ一定の大きさの電圧を、モータを回転させる交流周波数よりも高い周波数でオン・オフすることにより、モータ電流を制御している。
【０００５】
また、特許文献２のように、間欠運転する制御対象の稼動停止中に、制御対象を駆動するモータを制御する制御回路のインバータを介してモータ回路に直流電圧の印加を行うと、インバータの直流部の電流は、モータ回路に漏電及び地絡、欠相ならびに相間短絡等が発生しているときの値と、それらの発生していない正常な場合の値とでは異なることを利用して、インバータの直流部の電流を計測し、その電流値を判定することによって上記のモータ回路の異常を検知する制御を用いて、モータに対して、直流電圧の印加により、モータの回転は生じさせずに、これらの診断を行った場合でも、モータによって駆動される制御対象を稼動させることなく、また、モータ回路に印加する直流電圧は、異常診断に必要十分な小さな電流を流すのに必要な低い電圧として、モータ回路の損傷及び損傷を拡大することなく、異常を検知することで、モータ回路への電圧の印加を阻止することにより、モータ回路の損傷、損傷拡大、誤動作等を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−８５３８０号公報
【特許文献２】特許第３１０８９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の構成では、インバータのトランジスタを高い周波数でオン・オフすると、発熱が大きくなるなどするため、例えば、冷却方法など、これらに対しての対応策が必要となる等の問題がある。
【０００８】
また、特許文献２の構成では、モータ回路に印加する直流電圧を、異常診断用に小さな電流を流すのに必要な低い電圧を生成しなければならない回路を有する、診断パターンが複数あり、判断が複雑という課題を有していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、特許文献１同様にモータ駆動する電圧の印加であって、モータに対して直接回転を加えることなく安全に、かつより容易に異常を診断することの可能な信頼性の高いインバータ制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来の課題を解決するために本発明のインバータ制御装置は、永久磁石を設けたロータと三相巻線を設けたステータからなるブラシレスＤＣモータと、前記ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の三相出力電圧を制御するドライブ制御手段と、前記ブラシレスＤＣモータの電流値を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧と前記インバータ回路部の出力電圧により生成した基準電圧を比較検出する電圧比較手段を備え、前記ドライブ制御手段は、前記ブラシレスＤＣモータを駆動する前に、特定の処理により前記電流検出手段と前記電圧比較手段により入力した値の組み合わせに応じて、異常判断を行う異常判定手段により、異常判定をしたときは、前記ブラシレスＤＣモータを駆動させないようにする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のインバータ制御装置は、ブラシレスＤＣモータの駆動において、特定の処理により駆動されることにより、モータ回路に漏電及び地絡、欠相ならびに相間短絡等が発生している場合と、それらが発生していない正常な場合において、電流検出手段、及び電圧比較手段の組み合わせの値の違いを利用することにより、ブラシレスＤＣモータ回路の異常を検知する。
【００１２】
この場合、モータに対しては直流電圧の印加であるので、モータの回転は生じない。つまり、これらの診断を行った場合でも、モータによって駆動される制御対象を稼動させることはない。また、モータ回路に印加する直流電圧は、モータ駆動に必要な電圧値と同値としているので、異常診断の結果がが正常であれば、そのまま動作させることができる。
【００１３】
従って、モータ駆動に必要十分な小さな電流を流すのに必要な低い電圧を生成する回路が不要となり、低コストで実現できるほか、判定項目が少ない為に判定時間が短くでき、また、従来同様にモータ回路の損傷及び損傷を拡大することなく、異常を検知できる。
【００１４】
さらに、異常を検知した場合に、モータ回路への電圧の印加を阻止することにより、モータ回路の損傷、損傷拡大、誤動作等を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるインバータ制御装置のブロック図
【図２】同実施の形態１におけるインバータ制御装置の電圧比較手段の内部回路図
【図３】同実施の形態１における異常判定の正常入力を示すタイミングチャート
【図４】同実施の形態１における異常判定の異常入力を示すタイミングチャート
【図５】同実施の形態１における異常判定の異常入力を示すタイミングチャート
【図６】同実施の形態１における異常判定の異常入力を示すタイミングチャート
【図７】同実施の形態１における異常判定の異常入力を示すタイミングチャート
【図８】同実施の形態１における異常判定の異常入力を示すタイミングチャート
【図９】同実施の形態１における異常判定の異常入力を示すタイミングチャート
【図１０】同実施の形態１における異常判定の異常入力を示すタイミングチャート
【図１１】同実施の形態１における異常判定の異常入力を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１６】
請求項１に記載の発明は、永久磁石を設けたロータと三相巻線を設けたステータからなるブラシレスＤＣモータと、ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータ回路部と、インバータ回路部の三相出力電圧を制御するドライブ制御手段と、ブラシレスＤＣモータの電流値を検出する電流検出手段と、ブラシレスＤＣモータの誘起電圧とインバータ回路部の出力電圧により生成した基準電圧を比較検出する電圧比較手段を備え、ドライブ制御手段は、前記ブラシレスＤＣモータを駆動する前に、所定の出力による電流検出手段と電圧比較手段により入力した値の組み合わせに応じて、異常判断を行う異常判定手段により、異常判定をしたときは、ブラシレスＤＣモータを駆動させないようにしたものである。
【００１７】
したがって、ブラシレスＤＣモータを駆動するまえに、モータ回路の異常判定を行うことができるので、安全にブラシレスＤＣモータの駆動制御をすることができる。
【００１８】
また、ブラシレスＤＣモータを駆動する電圧と同値にて異常判定を行う為、起動処理として一連の処理として行う事もできる。
【００１９】
一般的にインバータ駆動回路で使用しているブートストラップコンデンサを利用しているため、適切な異常判定方法によっては、異常判定完了後には、ブートストラップコンデンサへの充電完了も可能となる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ドライブ制御手段は、電圧比較手段により入力した信号に基づき誘起電圧ゼロクロス点からロータ位置検出信号を出力する位置検出判定手段と、位置検出判定手段からの出力信号に基づきインバータ回路部の転流波形を通電角１８０度未満の所定の周波数で出力する転流制御手段により制御することとしたものである。
【００２１】
したがって、電圧比較手段は、通常の実回転数制御で使用する同一構成とすることにより、専用設計、追加回路等なく、同一入力にて制御を行うことを特徴とするものである。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、分圧回路とコンパレータにより、２つの値を比較することにより値を出力するようにしたものである。
【００２３】
したがって、分圧回路により、入力値自体を安価でドライブ回路等の低電圧回路への入力を可能とする電圧に変換に対すると同時に、誘起電圧を基準として、入力判断をＨｉｇｈがＬｏｗの２パターンによるロジックとして容易に処理が行う事ができる。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるインバータ制御装置のブロック図である。図２
は、同実施の形態１におけるインバータ制御装置の電圧比較手段の内部回路図である。図３は、同実施の形態１における異常判定の正常入力を示すタイミングチャートである。図４〜図１１は、同実施の形態１における異常判定の異常入力を示すタイミングチャートである。
【００２６】
図１において、インバータ制御装置１００は、商用交流電源１０１と、周知の構成からなる圧縮機構１２０ａとブラシレスＤＣモータ１０３を具備した電動圧縮機１２０に接続されており、商用交流電源１０１を直流電源に変換する整流部１０２と、電動圧縮機１２０のブラシレスＤＣモータ１０３を駆動するインバータ回路部１０４を備えている。
【００２７】
さらにインバータ回路部１０４を駆動するドライブ回路１０５と、ブラシレスＤＣモータ１０３の端子電圧、及びを整流部１０２の電圧を検出する電圧比較手段１０６と、ブラシレスＤＣモータ１０３に流れる電流を検出する電流検出手段１０７、インバータ回路部１０４を制御するマイクロプロセッサ１０８を備えている。
【００２８】
マイクロプロセッサ１０８は、電圧比較手段１０６からの出力信号に対してブラシレスＤＣモータ１０３の磁極位置を検出する位置検知判定手段１０９と、位置検出信号に基づいて転流信号を生成する転流制御手段１１０とを備えている。
【００２９】
また、マイクロプロセッサ１０８は、電圧比較手段１０６からの出力信号と、電流検出手段１０７の出力信号の組み合わせにより、インバータ回路部１０４の出力状態に対するブラシレスＤＣモータ１０３の異常判定を検出する異常判定手段１１１を備えている。
【００３０】
さらに、位置検知判定手段１０９からの出力に基づいて転流信号を生成するための転流制御手段１１０の出力により、ドライブ回路１０５を駆動するために、回転速度を算出して回転速度を検出し、回転速度と回転速度指令、または位相差に応じて出力電圧にＰＷＭ変調演算して出力するドライブ制御手段１１２を備えている。
【００３１】
ブラシレスＤＣモータ１０３は、３相巻線のステータ１０３ａとロータ１０３ｂとで構成されている。
【００３２】
ステータ１０３ａは、ステータ巻線１０３ｕ、１０３ｖ、１０３ｗにより構成され、ロータ１０３ｂは、内部に永久磁石１０３α、１０３β、１０３γ、１０３δ、１０３ε、１０３ζを配置し、リラクタンストルクを発生する磁石埋込型構造である。
【００３３】
インバータ回路部１０４は、６つの三相ブリッジ接続されたスイッチングトランジスタＴｒｕ、Ｔｒｘ、Ｔｒｖ、Ｔｒｙ、Ｔｒｗ、Ｔｒｚと、それぞれに並列に接続された環流ダイオードＤｕ、Ｄｘ、Ｄｖ、Ｄｙ、Ｄｗ、Ｄｚより構成されている。
【００３４】
電圧比較手段１０６は、図２に示すように、分圧回路とコンパレータ１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃから構成されており、ブラシレスＤＣモータ１０３に加える整流部１０２の電圧を母線電圧として、母線電圧を元としてコンパレータ定格内に収まり、かつ、もう片側の比較電圧に対する分圧比の１／２となるように分圧した基準電圧と、ブラシレスＤＣモータ１０３のステータ巻線１０３ｕ、１０３ｖ、１０３ｗから定格内に収まるように分圧回路を介して得られる誘起電圧に基づく端子電圧信号が、コンパレータ１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃにより比較され、位置検出信号ＰｄＵ、ＰｄＶ、ＰｄＷを得ている。
【００３５】
なお、本実施の形態１においては、母線電圧を元として分圧した基準電圧としているが、三相ブリッジ接続の中点電位を基準電圧として用いてもよい。
電流検出手段１０７は、オペアンプ（図示せず）等から構成されており、ブラシレスＤＣ
モータ１０３に流れる電流値をシャント抵抗両端の微少な電圧値をオペアンプにより増幅して取得し、使用シャント抵抗値から電流値へ換算して、電流信号Ａｒを得ている。
【００３６】
位置検知判定手段１０９は、電圧比較手段１０６の出力信号から、ロータ１０３ｂの位置信号を得て位置検出信号を生成する。
【００３７】
転流制御手段１１０は、位置検知判定手段１０９の位置検出信号によって転流のタイミングを計算し、スイッチングトランジスタＴｒｕ、Ｔｒｘ、Ｔｒｖ、Ｔｒｙ、Ｔｒｗ、Ｔｒｚの転流信号を生成する。
【００３８】
異常判定手段１１１は、ドライブ制御手段１１２によりスイッチングトランジスタＴｒｕ、Ｔｒｘ、Ｔｒｖ、Ｔｒｙ、Ｔｒｗ、Ｔｒｚへ出力信号を駆動した際に、電圧比較手段１０６により得られる位置検出信号ＰｄＵ、ＰｄＶ、ＰｄＷと、電流信号Ａｒによりインバータ回路部１０４、及びブラシレスＤＣモータ１０３の異常を判断する。
【００３９】
ドライブ制御手段１１２は、転流制御手段１１０の転流信号とＰＷＭ変調信号を合成し、スイッチングトランジスタＴｒｕ、Ｔｒｘ、Ｔｒｖ、Ｔｒｙ、Ｔｒｗ、ＴｒｚをＯＮ／ＯＦＦするドライブ信号を生成し、ドライブ回路１０５へ出力する。
【００４０】
ドライブ回路１０５では、ドライブ信号に基づき、スイッチングトランジスタＴｒｕ、Ｔｒｘ、Ｔｒｖ、Ｔｒｙ、Ｔｒｗ、ＴｒｚのＯＮ／ＯＦＦスイッチングを行い、ブラシレスＤＣモータ１０３を駆動する。
【００４１】
次に、ブラシレスＤＣモータ１０３を駆動する際に異常判定手段１１１により、異常判定を行う処理について、図３〜図１１を用いて説明する。
【００４２】
図３において、ドライブ制御手段１１２は、ブラシレスＤＣモータ１０３を駆動する前に、ｔ１のように、スイッチングトランジスタＴｒｕ、Ｔｒｘ、Ｔｒｖ、Ｔｒｙ、Ｔｒｗ、Ｔｒｚ全てがＯＦＦの状態から異常判定を開始する。このとき、位置検出信号ＰｄＵ、ＰｄＶ、ＰｄＷ、及び電流信号Ａｒの正常値は、ｔ２０１ａ、ｔ２０１ｂ、ｔ２０１ｃ、ｔ２０１ｄのように、全てＬｏ状態（または、０）となる。
【００４３】
ここで、スイッチングトランジスタＴｒｕ、Ｔｒｖ、Ｔｒｗのいずれかが短絡していた場合、或いは、電圧比較手段１０６内のコンパレータ１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃのいずれかがＨｉ出力故障をしていた場合、コンパレータ１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃが比較を行う基準電位の元となる母線電圧の値に関わらず、図４のｔ１に示すように故障に該当する箇所に対応した位置検出信号がＨｉ出力される。スイッチングトランジスタＴｒｕの短絡、または、コンパレータ１０６ａがＨｉ出力故障をしていた場合、ｔ２１１ａのように位置検出信号ＰｄＵはＨｉ出力信号を出す。コンパレータ１０６ａがＨｉ出力故障をしていた場合は言うまでもないが、スイッチングトランジスタＴｒｕが故障していた場合、電圧比として基準電位は母線電圧の１／２、比較値は母線電圧となるため、基準電位よりも大きくなることからＨｉ出力される。
【００４４】
スイッチングトランジスタＴｒｖの短絡、または、コンパレータ１０６ｂがＨｉ出力故障をしていた場合、ｔ２１１ｂのように位置検出信号ＰｄＶはＨｉ出力信号を出す。スイッチングトランジスタＴｒｗの短絡、または、コンパレータ１０６ｃがＨｉ出力故障をしていた場合、ｔ２１１ｃのように位置検出信号ＰｄＷはＨｉ出力信号を出す。２つ以上の箇所が同時に故障していた場合は、上記組み合わせとなる。
【００４５】
また、スイッチングトランジスタＴｒｘ、Ｔｒｙ、Ｔｒｚのいずれかが短絡していた場
合、ドライブ回路１０５として構成される周知のブートストラップコンデンサにおいて、短絡しているスイッチングトランジスタに対応したブートストラップコンデンサへの充電が短絡しているスイッチングトランジスタ、電流検出手段１０７が監視するシャント抵抗を介して開始されることにより、いずれが短絡していても、図５のｔ１のｔ２２１ｄに示すように電流信号Ａｒが出力される。
【００４６】
スイッチングトランジスタＴｒｕ、Ｔｒｖ、Ｔｒｗのいずれかが短絡していた場合、或いは、電圧比較手段１０６内のコンパレータ１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃのいずれかがＨｉ出力故障をしていた場合と、スイッチングトランジスタＴｒｘ、Ｔｒｙ、Ｔｒｚのいずれかが短絡していた場合とが組み合わさった場合、図４、図５に示す、各々の異常判定基準となるｔ２１１ａ、ｔ２１１ｂ、ｔ２１１ｃ、ｔ２２１ｄの異常信号の組み合わせとなる。
【００４７】
このように、ドライブ制御手段１１２によりスイッチングトランジスタＴｒｕ、Ｔｒｘ、Ｔｒｖ、Ｔｒｙ、Ｔｒｗ、Ｔｒｚへ出力信号を加えることなく、スイッチングトランジスタＴｒｕ、Ｔｒｘ、Ｔｒｖ、Ｔｒｙ、Ｔｒｗ、Ｔｒｚの短絡故障を検知できることにより、以降に行う他の異常判定を行うにあたり、ブラシレスＤＣモータ１０３を駆動する際に印加する電圧値と同値を、異常判定電圧として印加しても危険要因とはならない。
【００４８】
スイッチングトランジスタＴｒｕ、Ｔｒｘ、Ｔｒｖ、Ｔｒｙ、Ｔｒｗ、Ｔｒｚの短絡故障、及び電圧比較手段１０６内のコンパレータ１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃのＨｉ出力故障がない、つまり、素子の短絡故障がない状態に次の異常判定処理ｔ２へ移行する。
【００４９】
ｔ２以降では、１相ずつの故障確認を実施していく工程であり、本実施の形態１においては、ｔ２、ｔ３では、ステータ巻線１０３ｕに対応するＵ相を、ｔ４、ｔ５では、ステータ巻線１０３ｖに対応するＶ相を、ｔ６、ｔ７では、ステータ巻線１０３ｗに対応するＷ相を異常判定する工程と定義付けしている。
【００５０】
ここで、ステータ巻線１０３ｕ、１０３ｖ、１０３ｗに対する判定順序は問わない為、１０３ｖを１０３ｕより先に実施しても問題はなく、異常判定する工程順序は本実施の形態１に限定されるわけではない。実施工程順序に関わらず、異常判定を行った時点で、それ以降の判定を行わず、ブラシレスＤＣモータ１０３を駆動させずに処理を停止する。
【００５１】
ｔ２において、ステータ巻線１０３ｕを駆動する整流部１０２の−側に接続されるスイッチングトランジスタＴｒｘを駆動する。正常時には、この時点でドライブ回路１０５内のブートストラップコンデンサへの充電が開始されることにより、図３のｔ２０２ｄのように電流信号Ａｒを入力し、スイッチングトランジスタＴｒｘが開放故障していた場合は、断線によってドライブ回路１０５内のブートストラップコンデンサへの充電が開始されないため、図６のｔ２１２ｄのように、電流信号Ａｒは出力されない（０のままである）。
【００５２】
また、ブラシレスＤＣモータ１０３が地絡していた場合、ブートストラップコンデンサへの充電が開始されるが、アースを介して充電が行われる為、電流検出手段１０７が検出するシャント抵抗へは電流が流れず、電流信号Ａｒは出力されない。ブラシレスＤＣモータ１０３が駆動していない状態でのブートストラップコンデンサへの充電は、通常１５Ｖなどの低電圧回路からの電圧供給から行われるものであるので、地絡に対しても安全に異常判定を行う事ができる。
【００５３】
従って、電流信号Ａｒによって、スイッチングトランジスタＴｒｘの開放故障、及びブラシレスＤＣモータ１０３の地絡を判定することができる。
【００５４】
万が一、電流検出手段１０７が検出元としているシャント抵抗が短絡していた場合、シャント抵抗の両端に電位差が発生しないことから、電流信号Ａｒは出力されないため、電流検出手段１０７の故障判定も行う事ができる。
【００５５】
ｔ３において、ステータ巻線１０３ｕを駆動する整流部１０２の＋側に接続されるスイッチングトランジスタＴｒｕを駆動する。正常時には、この時点でドライブ回路１０５内のブートストラップコンデンサへの充電が開始されていることにより、スイッチングトランジスタＴｒｕ駆動可能となり整流部１０２の＋側とステータ巻き線１０３ｕが導通する結果、コンパレータ１０６ａの片側には母線電圧相当の分圧回路により値が入力されることにより、基準電位となる母線電圧の１／２相当の分圧回路による値以上となることにより、図３のｔ２０３ａのように、ＰｄｕはＨｉ出力信号を出すが、スイッチングトランジスタＴｒｕが開放故障している場合は、整流部１０２の＋側とステータ巻き線１０３ｕが導通しないため、コンパレータ１０６ａの片側は０が入力されることにより、基準電位となる母線電圧の１／２相当の分圧回路による値未満となることにより、図７のｔ２２３ａのようにＬｏ出力信号のままとなる。コンパレータ１０６ａがＬｏ出力故障していた場合は、言うまでもなくＬｏ出力信号のままとなる。
【００５６】
従って、ｔ３においては、スイッチングトランジスタＴｒｕの短絡故障、及びコンパレータ１０６ａのＬｏ出力故障の異常判定を行う事ができる。
【００５７】
ｔ４において、ステータ巻線１０３ｖを駆動する整流部１０２の−側に接続されるスイッチングトランジスタＴｒｙを駆動する。正常時には、この時点でドライブ回路１０５内のブートストラップコンデンサへの充電が開始されることにより、図３のｔ２０４ｄのように電流信号Ａｒを入力し、スイッチングトランジスタＴｒｙが開放故障していた場合は、断線によってドライブ回路１０５内のブートストラップコンデンサへの充電が開始されないため、図８のｔ２１４ｄのように、電流信号Ａｒは出力されない（０のままである）。
【００５８】
ここで、ステータ巻線１０３ｖのインピーダンス値が小さい場合、或いはｔ２において、スイッチングトランジスタＴｒｘを駆動して、スイッチングトランジスタＴｒｕを駆動させるためのブートストラップコンデンサへの充電時間が長い、つまり異常判定に時間をとった場合、ステータ巻線１０３ｖを介して、スイッチングトランジスタＴｒｖ、及びスイッチングトランジスタＴｒｗを駆動する為に必要なブートストラップコンデンサへの充電も同時に行われる。
【００５９】
本実施の形態１に関しては、他のスイッチングトランジスタに対応したブートストラップコンデンサへの充電が未完了である前提で説明を行っている。ステータ巻線１０３ｕ、１０３ｖ、１０３ｗ及び異常判定時間により、他のスイッチングトランジスタに対応したブートストラップコンデンサへの充電が完了してしまい、次のスイッチングトランジスタを駆動して、対応するブートストラップコンデンサに充電ができない、つまり、図８のｔ２１４ｄのように、電流信号Ａｒは出力されない場合は、本実施の形態１で言えば、スイッチングトランジスタＴｒｙを駆動して、ブートストラップコンデンサに充電ができない場合、ｔ１〜ｔ３でスイッチングトランジスタＴｒｖの短絡及び、スイッチングトランジスタＴｒｘに異常が無いことが確認できているため、ｔ４での異常判定前に、図示はしないが、スイッチングトランジスタＴｒｖとスイッチングトランジスタＴｒｘを駆動させることにより、スイッチングトランジスタＴｒｖに対応するブートストラップコンデンサの充電をなくした状態にしてから、ｔ４でのスイッチングトランジスタＴｒｙの開放故障の異常判定処理を行う必要がある。
【００６０】
ｔ２時点で、ステータ巻線１０３ｕ、１０３ｖを介して、スイッチングトランジスタＴｒｖに対応するブートストラップコンデンサへの充電をするため、ｔ４でのｔ２０４ｄの電流信号Ａｒは、少なくとも、ｔ２でのｔ２０２ｄの電流信号Ａｒ未満となるため、電流信号Ａｒが、ｔ２０２ｄ、ｔ２０４ｄで変化なく同値であったとすると、ステータ巻線１０３ｕ、１０３ｖいずれかが欠相していることとなり、欠相判定を行う事ができる。
【００６１】
また、ブラシレスＤＣモータ１０３が地絡していた場合、ブートストラップコンデンサへの充電が開始されるが、アースを介して充電が行われる為、電流検出手段１０７が検出するシャント抵抗へは電流が流れず、電流信号Ａｒは出力されないが、ｔ３時点でブラシレスＤＣモータ１０３の地絡は判定できているので、ここでは地絡である可能性はない。
【００６２】
ｔ５において、ステータ巻線１０３ｖを駆動する整流部１０２の＋側に接続されるスイッチングトランジスタＴｒｖを駆動する。正常時には、この時点でドライブ回路１０５内のブートストラップコンデンサへの充電が開始されていることにより、スイッチングトランジスタＴｒｖ駆動可能となり整流部１０２の＋側とステータ巻き線１０３ｖが導通する結果、コンパレータ１０６ｂの片側には母線電圧相当の分圧回路により値が入力されることにより、基準電位となる母線電圧の１／２相当の分圧回路による値以上となることにより、図３のｔ２０５ｂのように、ＰｄｖはＨｉ出力信号を出すが、スイッチングトランジスタＴｒｖが開放故障している場合は、整流部１０２の＋側とステータ巻き線１０３ｖが導通しないため、コンパレータ１０６ｂの片側は０が入力されることにより、基準電位となる母線電圧の１／２相当の分圧回路による値未満となることにより、図９のｔ２２５ｂのようにＬｏ出力信号のままとなる。コンパレータ１０６ｂがＬｏ出力故障していた場合は、言うまでもなくＬｏ出力信号のままとなる。
【００６３】
従って、ｔ５においては、スイッチングトランジスタＴｒｖの短絡故障、及びコンパレータ１０６ｂのＬｏ出力故障の異常判定を行う事ができる。
【００６４】
ｔ６において、ステータ巻線１０３ｗを駆動する整流部１０２の−側に接続されるスイッチングトランジスタＴｒｚを駆動する。正常時には、この時点でドライブ回路１０５内のブートストラップコンデンサへの充電が開始されることにより、図３のｔ２０５ｄのように電流信号Ａｒを入力し、スイッチングトランジスタＴｒｚが開放故障していた場合は、断線によってドライブ回路１０５内のブートストラップコンデンサへの充電が開始されないため、図１０のｔ２１６ｄのように、電流信号Ａｒは出力されない（０のままである）。
【００６５】
ｔ２時点で、ステータ巻線１０３ｕ、１０３ｗを介して、スイッチングトランジスタＴｒｗに対応するブートストラップコンデンサへの充電をするため、ｔ６でのｔ２０６ｄの電流信号Ａｒは、少なくとも、ｔ２でのｔ２０２ｄの電流信号Ａｒ未満となるため、電流信号Ａｒが、ｔ２０２ｄ、ｔ２０６ｄで変化なく同値であったとすると、ステータ巻線１０３ｕ、１０３ｗいずれかが欠相していることとなり、欠相判定を行う事ができる。（ここでは、異常判定の順序上、ステータ巻線１０３ｕが欠相していた場合はｔ４にて判定可能となるため、ステータ巻線１０３ｗのみの欠相判定が対象となる。）
また、ブラシレスＤＣモータ１０３が地絡していた場合、ブートストラップコンデンサへの充電が開始されるが、アースを介して充電が行われる為、電流検出手段１０７が検出するシャント抵抗へは電流が流れず、電流信号Ａｒは出力されないが、ｔ３時点でブラシレスＤＣモータ１０３の地絡は判定できているので、ここでは地絡である可能性はない。
【００６６】
ｔ７において、ステータ巻線１０３ｗを駆動する整流部１０２の＋側に接続されるスイッチングトランジスタＴｒｗを駆動する。正常時には、この時点でドライブ回路１０５内のブートストラップコンデンサへの充電が開始されていることにより、スイッチングトラ
ンジスタＴｒｗ駆動可能となり整流部１０２の＋側とステータ巻き線１０３ｗが導通する結果、コンパレータ１０６ｃの片側には母線電圧相当の分圧回路により値が入力されることにより、基準電位となる母線電圧の１／２相当の分圧回路による値以上となることにより、図３のｔ２０７ｃのように、ＰｄｗはＨｉ出力信号を出すが、スイッチングトランジスタＴｒｗが開放故障している場合は、整流部１０２の＋側とステータ巻き線１０３ｗが導通しないため、コンパレータ１０６ｃの片側は０が入力されることにより、基準電位となる母線電圧の１／２相当の分圧回路による値未満となることにより、図１１のｔ２２７ｃのようにＬｏ出力信号のままとなる。コンパレータ１０６ｃがＬｏ出力故障していた場合は、言うまでもなくＬｏ出力信号のままとなる。
【００６７】
従って、ｔ７においては、スイッチングトランジスタＴｒｗの短絡故障、及びコンパレータ１０６ｃのＬｏ出力故障の異常判定を行う事ができる。
【００６８】
このように、ブラシレスＤＣモータ１０３を駆動することなく、回路の特性や異常判定方法を組み合わせることにより、ブラシレスＤＣモータ１０３に加える電圧と同電圧にて異常判定を判定することができるので、コンバータ等が必要なく、安価で異常判定を実現することができる。
【００６９】
また、判定方法も複雑なものではなく、スイッチングトランジスタを駆動しなくともスイッチングトランジスタの短絡故障を検出できるため、非常に安全に異常を判定することができる。
【００７０】
以上のように、ブラシレスＤＣモータ１０３を駆動することなく、地絡、欠相、インバータ回路部１０４の部品故障を判定することができるため、高い信頼性が得ることができ、ブラシレスＤＣモータ１０３を具備した電動圧縮機１２０に、本実施の形態１におけるインバータ制御装置１００を用いても、信頼性の高いものを提供することが可能となる。
【００７１】
また、電動圧縮機１２０、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管によって環状に連結した冷凍サイクル（いずれも図示せず）を具備した冷蔵庫等の物品貯蔵装置において、電動圧縮機１２０を、本実施の形態１のインバータ制御装置１００を用いて異常判定することにより、信頼性の高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明にかかるインバータ制御装置は、ブラシレスＤＣモータの欠相、地絡、及び駆動回路の部品故障をブラシレスＤＣモータの駆動前に判断することができるため、インバータ制御装置を用いるエアコン、冷蔵庫、洗濯機等の家庭用電気機器や、電気自動車等に有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１００  インバータ制御装置
１０３  ブラシレスＤＣモータ
１０３ａ  ステータ
１０３ｂ  ロータ
１０４  インバータ回路部
１０６  電圧比較手段
１０７  電流検出手段
１０９  位置検知判定手段
１１０  転流制御手段
１１１  異常判定手段
１１２  ドライブ制御手段
１２０  電動圧縮機
【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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