(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流電流で駆動するモータであって前記三相交流電流が流れる３本の電線を備える前記モータを制御するモータ制御装置であって、
３本の前記電線に流す電流である目標電流の複数の電流パターンごとにｑ軸電流を決定し、決定した複数のｑ軸電流の絶対値のうち最も小さい値を絶対値とし極性が所定のタイミングで反転する診断用ｑ軸電流を決定するｑ軸電流決定手段と、
前記診断用ｑ軸電流、及び、前記診断用ｑ軸電流に対応するｄ軸電流である診断用ｄ軸電流に基づいて、前記電線に電流を出力する制御を行う出力電流制御手段と、
前記電線に流れた電流である実績電流に基づいて、前記モータの故障を検知する故障検知手段と、を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記目標電流の電流値は一定であることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記故障検知手段は、前記モータ制御装置が起動したときに、前記モータの故障の検知を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
複数の前記電流パターンのそれぞれは、前記目標電流の極性が互いに逆である２つの種別を持ち、
前記ｑ軸電流決定手段は、前記診断用ｑ軸電流を決定するごとに前記電流パターンの前記種別を交互に変えて、複数の前記電流パターンごとに前記電線に前記電流パターンの前記種別の前記目標電流が流れるようなｑ軸電流を決定し、決定した複数のｑ軸電流のうちで絶対値が最も小さいｑ軸電流を前記診断用ｑ軸電流と決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記ｑ軸電流決定手段は、複数の前記電流パターンごとにｑ軸電流を決定し、決定した複数の前記電流パターンごとのｑ軸電流のうち、絶対値が最も小さいｑ軸電流を仮の診断用ｑ軸電流とし、前記診断用ｑ軸電流を決定するごとに極性が反転するように、前記仮の診断用ｑ軸電流の極性を定めて前記診断用ｑ軸電流と決定し、
前記仮の診断用ｑ軸電流に対応するｄ軸電流を仮の診断用ｄ軸電流としたとき、前記診断用ｄ軸電流は、前記ｑ軸電流決定手段が前記仮の診断用ｑ軸電流の極性を反転させて前記診断用ｑ軸電流を決定した場合、極性を反転させた前記仮の診断用ｄ軸電流であり、前記ｑ軸電流決定手段が前記仮の診断用ｑ軸電流の極性を維持して前記診断用ｑ軸電流を決定した場合、極性を維持した前記仮の診断用ｄ軸電流であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記出力電流制御手段は、前記電線に出力する電流の制御として、過渡期間の電流の制御を行い、
前記過渡期間は、前記出力電流が、前記診断用ｑ軸電流に対応する前記電流パターンの前記目標電流に所定の変化率で近づく期間を含む期間であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流電流で駆動するモータを制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのコイルの異常を検知する制御装置として、特許文献１が開示するモータ制御装置が知られている。特許文献１のモータ制御装置は、欠相判定用指令出力部と、欠相検出角補正部と、通電部と、欠相判定部とを備える。欠相判定用指令出力部は、コイルにおける異常を検出する際に用いるｄ軸電流値及びｑ軸電流値を出力する。欠相検出角補正部は、モータの電気角を検出し、検出した電気角においてｑ軸電流値を０とした通電を行う際に通電されるべき電流値が０となる相のコイルが存在する角度である場合、検出した電気角を所定の補正角で補正した電気角を選択する。また、欠相検出角補正部は、通電されるべき電流値が０となる相のコイルが存在する角度でない場合、検出した電気角を選択する。通電部は、欠相判定用指令出力部が出力するｄ軸電流値及びｑ軸電流値、並びに欠相検出角補正部が選択する電気角に基づいてモータの各コイルに通電をする。欠相判定部は、通電部がモータに通電した際に各コイルに流れる電流に基づいて、モータが備えるコイルのいずれかに異常が生じているか否かを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２１１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のモータ制御装置は、モータの角度によってはモータが有する相に電流が流れないことがある。このときは、モータが有する相に電流が流れるようになるまでモータを回転させる必要がある。したがって、モータの異常を検出する処理であるにも関わらずモータが回転してユーザが違和感を覚えることがある。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、モータの故障を検知する際のモータの回転を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモータ制御装置は、三相交流電流で駆動するモータであって前記三相交流電流が流れる３本の電線を備える前記モータを制御するモータ制御装置であって、３本の前記電線に流す電流である目標電流の複数の電流パターンごとにｑ軸電流を決定し、決定した複数のｑ軸電流の絶対値のうち最も小さい値を絶対値とし極性が所定のタイミングで反転する診断用ｑ軸電流を決定するｑ軸電流決定手段と、前記診断用ｑ軸電流、及び、前記診断用ｑ軸電流に対応するｄ軸電流である診断用ｄ軸電流に基づいて、前記電線に電流を出力する制御を行う出力電流制御手段と、前記電線に流れた電流である実績電流に基づいて、前記モータの故障を検知する故障検知手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のモータ制御装置によれば、モータの故障を検知する際のモータの回転を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】モータ制御システムのブロック図である。
【図２Ａ】第１電流パターングラフを示す図である。
【図２Ｂ】第２電流パターングラフを示す図である。
【図２Ｃ】第３電流パターングラフを示す図である。
【図３】第１実施形態の電流制御処理のフローチャートである。
【図４】故障診断処理のフローチャートである。
【図５Ａ】第１電流グラフの図である。
【図５Ｂ】第２電流グラフ及び故障カウンタの図である。
【図６】第２実施形態の電流制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
［モータ制御システムの構成］
まず、図１を参照して本実施形態に係るモータ制御システム１について説明する。
モータ制御システム１は、三相交流電流で駆動するモータ２０を制御するシステムであり、動作モードとして通常モードと故障診断モードとを備える。通常モードでは、例えばベクトル制御によってモータ２０を制御して、モータ２０が所定の駆動力を出力したり、所定の回転速度で回転したりするように制御する。故障診断モードでは、モータ２０が備える電線２１が断線しているか否かを検知して、モータ２０の故障の診断を行う。
【００１０】
モータ制御システム１は、モータ制御装置１００と、電源装置１０と、インバータ１１と、電流センサ１２と、モータ角度センサ１３と、モータ２０とを備える。
モータ制御装置１００は、モータ制御システム１全体を制御し、動作モードに応じてモータ２０を制御する。モータ制御装置１００は、モータ制御システム１が通常モードのとき、モータ２０の各相に流れる電流に基づいてベクトル制御を行って、モータ２０の駆動力や回転数を制御する。モータ制御装置１００は、ベクトル制御を行うとき、例えば、モータ２０の各相に流す相電流に対応するｑ軸電流及びｄ軸電流を算出し、このｑ軸電流及びｄ軸電流を用いて、モータ２０に所定の三相交流電流を流すように制御を行う。
【００１１】
モータ制御装置１００は、モータ制御システム１が故障診断モードのとき、後に詳しく説明するように、モータ２０に電流値が一定の電流を流す制御を行う。そして、実際にモータ２０に流れる電流に基づいて、モータ２０が備える電線２１が断線しているか否かを検知して、故障の診断を行う。
本実施形態では、モータ制御装置１００が起動したときに故障診断モードになって故障の診断を行う。故障が検知されないときは、故障診断モードの後に通常モードに移行してモータ２０を制御する。
モータ制御装置１００は、ＣＰＵと記憶手段とを備えるコンピュータである。記憶手段には、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びハードディスクドライブ等がある。記憶手段に記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで、モータ制御装置１００が備える後述の各機能が実現される。
【００１２】
電源装置１０は、モータ制御システム１が備える各部に電力を供給する装置である。
インバータ１１は、モータ制御装置１００からの指示に基づいてモータ２０に電流を流す。インバータ１１は、通常モードのとき、電線２１に三相交流電流を流し、故障診断モードのとき、電流値が一定の電流を流す。
電流センサ１２は、モータ２０が備える電線２１に流れる電流の電流値を検知する。電線２１は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの３本あるため、電流センサ１２は、それぞれに対応するように、電流センサ１２Ａ、Ｂ、Ｃの３台があり、それぞれの電線２１に流れる電流の電流値を検知する。電流センサ１２は検知した電流値をモータ制御装置１００に出力する。
モータ角度センサ１３は、モータ２０が備える回転子の基準位置からの回転角度を検知して、モータ制御装置１００に出力する。なお、以下では、モータ２０が備える回転子の基準位置からの回転角度をモータ角度とも呼ぶ。
【００１３】
モータ２０は、三相交流電流で駆動し、三相交流電流が流れる複数の電線２１を備える。電線２１はインバータ１１に接続する。本実施形態では、上記の通り、電線２１は電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの３本ある。モータ２０に三相交流電流が流されるのはモータ制御システム１が通常モードのときであり、故障診断モードのときは、モータ２０には電流値が一定の電流が流され、モータ２０の回転が抑制される。モータ２０に三相交流電流が流されるとき、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流が流されるものとする。
【００１４】
［故障診断モードの処理概要］
次に、故障診断モードで行われる処理の概要を説明する。
モータ制御装置１００は、故障診断モードのときに、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃに電流値が一定の電流を流す制御を行って、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの断線を検知する。この電流値が一定の電流を目標電流と呼ぶ。この目標電流のパターンである電流パターンは複数ある。ここでは、電流パターンに、第１から第３電流パターンの３つがある例について説明する。
第１電流パターンは、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流の大きさが、それぞれ１８．５［Ａ］、１８．５［Ａ］、３７［Ａ］となる電流パターンである。
第２電流パターンは、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流の大きさが、それぞれ１８．５［Ａ］、３７［Ａ］、１８．５［Ａ］となる電流パターンである。
第３電流パターンは、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流の大きさが、それぞれ３７［Ａ］、１８．５［Ａ］、１８．５［Ａ］となる電流パターンである。
【００１５】
モータ制御装置１００は、第１から第３電流パターンを使って、次のように故障診断モードの処理を行う。
まず、第１処理として、モータ制御装置１００は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃに、第１から第３電流パターンの目標電流を流すと仮定したときの、それぞれの電流パターンに対応するｑ軸電流及びｄ軸電流を求める。電流パターンが３種類あることから、ｑ軸電流及びｄ軸電流は、それぞれ３つ求められる。
【００１６】
ｑ軸電流がモータ２０のトルクに寄与する値であり、ｑ軸電流の絶対値が小さい程モータ２０のトルクが小さいことが知られている。
そこで、モータ制御装置１００は、算出した３つのｑ軸電流のうち、絶対値が最も小さいｑ軸電流を診断用ｑ軸電流と決定する。また、診断用ｑ軸電流に対応する電流パターンの電流が流れるようなｄ軸電流を診断用ｄ軸電流と決定する。
診断用ｑ軸電流は、診断用ｄ軸電流と共に、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流のもとになる値であり、診断用ｑ軸電流、及び、診断用ｄ軸電流から電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流を算出できる。
【００１７】
次に、第２処理として、モータ制御装置１００は、診断用ｑ軸電流、及び、診断用ｄ軸電流に対応する目標電流が電線２１に流れるように制御を行う。
次に、第３処理として、モータ制御装置１００は、実際に電線２１Ａ、Ｂ、Ｃに流れた電流である実績電流を検知することで、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの断線の状態を検知する。
このような第１から第３処理を繰り返して、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの断線の検知の精度を上げる。
ただし、第２処理では、診断用ｑ軸電流、及び、診断用ｑ軸電流に対応する電流をモータ２０に流す制御を行うため、モータ２０が回転することがある。そこで、第１処理では、毎回、極性（正負）が反転するように診断用ｑ軸電流を決定する。これにより、第２処理では、モータ２０が回転する場合であっても、毎回モータ２０の回転方向が逆転するため、モータ２０の回転子の角度はほぼ一定に保たれる。
【００１８】
［電流パターン］
次に、電流パターンの詳細について説明する。本実施形態において、第１から第３電流パターンは、それぞれ第１種別と第２種別とを持つ。第１種別と第２種別とは、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流の絶対値は同じであるが、極性（正負）が反転している。したがって、上記の第１処理を行うごとに、各電流パターンの第１種別と第２種別とを交互に入れ替えて診断用ｑ軸電流、及び、診断用ｑ軸電流を決定することで、第１処理を行うごとに診断用ｑ軸電流の正負が反転する。
【００１９】
次に、図２Ａから図２Ｃを参照して、電流パターンの具体的な例を説明する。
まず、図２Ａを参照して、第１電流パターンについて説明する。図２Ａは、第１電流パターングラフを示す図である。
第１電流パターンの第１種別は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流が、それぞれ、１８．５［Ａ］、１８．５［Ａ］、−３７［Ａ］である。第１電流パターンの第２種別は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流が、それぞれ、−１８．５［Ａ］、−１８．５［Ａ］、３７［Ａ］である。
このように、第１種別と第２種別とは、目標電流の絶対値は等しいが、極性が反転している。この点は、以下に説明する第２、第３電流パターンについても同様である。
【００２０】
次に、第１電流パターンの第１種別又は第２種別の目標電流と、ｑ軸電流及びｄ軸電流との関係について説明する。
すでに知られているように、ｄ軸電流は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの電流から以下の式（１）で導くことができる。また、ｑ軸電流は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの電流から以下の式（２）で導くことができる。式中のＩｑ、Ｉｄはそれぞれｑ軸電流及びｄ軸電流である。式中のＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗはそれぞれ電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの電流であり、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流にあたる。式中のθは、モータ角度である。
【００２１】
【数１】
0006610427.tif 000002
【００２２】
【数２】
0006610427.tif 000003
【００２３】
このように、ｄ軸電流及びｑ軸電流は、それぞれモータ角度θに依存する。したがって、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流が第１電流パターンの第１種別、第２種別になるようなｄ軸電流及びｑ軸電流は、モータ角度θに依存する。これを図示したものが図２Ａに示す第１電流パターングラフである。
第１電流パターングラフの横軸はモータ角度θである。第１電流パターングラフの縦軸は、ｄ軸電流及びｑ軸電流の電流値である。
線Ｌ１１は、目標電流が第１電流パターンの第１種別になるようなｄ軸電流である。線Ｌ１２は、目標電流が第１電流パターンの第１種別になるようなｑ軸電流である。
線Ｌ１３は、目標電流が第１電流パターンの第２種別になるようなｄ軸電流である。線Ｌ１４は、目標電流が第１電流パターンの第２種別になるようなｑ軸電流である。
【００２４】
図２Ａの第１電流パターングラフから分かるように、第１種別のｑ軸電流と第２種別のｑ軸電流とは、モータ角度が等しいとき、互いに絶対値が等しく極性が反転している。同様に、第１種別のｄ軸電流と第２種別のｄ軸電流とは、モータ角度が等しいとき、互いに絶対値が等しく極性が反転している。この点は、以下に説明する第２、第３電流パターンについても同様である。
【００２５】
次に、目標電流が第１電流パターンの第１種別又は第２種別になるようなｑ軸電流及びｄ軸電流の求め方について説明する。
第１の方法として、式（１）及び（２）に、第１電流パターンの第１種別又は第２種別の目標電流となる電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを代入し、さらに、式（１）及び（２）に、モータ角度θを代入する。これにより、目標電流が第１電流パターンの第１種別又は第２種別になるようなｑ軸電流Ｉｑ及びｄ軸電流Ｉｄを算出できる。
【００２６】
第２の方法として、第１電流パターングラフの線Ｌ１１からＬ１４の計算結果を予めモータ制御装置１００の記憶手段に記憶しておく。モータ制御装置１００は、例えば、目標電流が第１電流パターンの第１種別になるようなｑ軸電流及びｄ軸電流を求めるとき、モータ角度θに対応する線Ｌ１１及びＬ１２についての計算結果を参照する。これにより、第１電流パターンの第１種別になるようなｑ軸電流Ｉｑ及びｄ軸電流Ｉｄを求めることができる。第１電流パターンの第２種別になるようなｑ軸電流Ｉｑ及びｄ軸電流Ｉｄも同様に求めることができる。
目標電流が第２電流パターン又は第３電流パターンの第１種別又は第２種別になるようなｑ軸電流及びｄ軸電流の求め方も、第１電流パターンの場合と同様である。
【００２７】
次に、図２Ｂを参照して、第２電流パターンについて説明する。図２Ｂは、第２電流パターングラフを示す図である。
第２電流パターンの第１種別は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流が、それぞれ、１８．５［Ａ］、−３７［Ａ］、１８．５［Ａ］である。第２電流パターンの第２種別は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流が、それぞれ、−１８．５［Ａ］、３７［Ａ］、−１８．５［Ａ］である。
【００２８】
次に、第２電流パターンの第１種別又は第２種別の目標電流と、ｑ軸電流及びｄ軸電流との関係について説明する。
上記の式（１）、（２）を使って、目標電流が第２電流パターンの第１種別、第２種別になるようなｑ軸電流及びｄ軸電流を示したのが図２Ｂの第２電流パターングラフである。第２電流パターングラフでは、図２Ａの第１電流パターングラフと同様に、ｑ軸電流及びｄ軸電流はモータ角度θに依存している。第２電流パターングラフの縦軸及び横軸は第１電流パターングラフと同様である。
線Ｌ２１は、目標電流が第２電流パターンの第１種別になるようなｄ軸電流である。線Ｌ２２は、目標電流が第２電流パターンの第１種別になるようなｑ軸電流である。
線Ｌ２３は、目標電流が第２電流パターンの第２種別になるようなｄ軸電流である。線Ｌ２４は、目標電流が第２電流パターンの第２種別になるようなｑ軸電流である。
【００２９】
次に、図２Ｃを参照して、第３電流パターンについて説明する。図２Ｃは、第３電流パターングラフを示す図である。
第３電流パターンの第１種別は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流が、それぞれ、−３７［Ａ］、１８．５［Ａ］、１８．５［Ａ］である。第３電流パターンの第２種別は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流が、それぞれ、３７［Ａ］、−１８．５［Ａ］、−１８．５［Ａ］である。
【００３０】
次に、第３電流パターンの第１種別又は第２種別の目標電流と、ｑ軸電流及びｄ軸電流との関係について説明する。
上記の式（１）、（２）を使って、目標電流が第３電流パターンの第１種別、第２種別になるようなｑ軸電流及びｄ軸電流を示したのが図２Ｃの第３電流パターングラフである。第３電流パターングラフでは、図２Ａの第１電流パターングラフと同様に、ｑ軸電流及びｄ軸電流はモータ角度θに依存している。第３電流パターングラフの縦軸及び横軸は第１電流パターングラフと同様である。
線Ｌ３１は、目標電流が第３電流パターンの第１種別になるようなｄ軸電流である。線Ｌ３２は、目標電流が第３電流パターンの第１種別になるようなｑ軸電流である。
線Ｌ３３は、目標電流が第３電流パターンの第２種別になるようなｄ軸電流である。線Ｌ３４は、目標電流が第３電流パターンの第２種別になるようなｑ軸電流である。
【００３１】
次に、目標電流の定め方について説明する。目標電流は、次の条件を満たすように定める。
第１の条件は、目標電流は、電線２１に流れる電流の誤差や電流にノイズが発生しても確実に電線２１の断線が検知できる電流値であること、である。電流の誤差の第１の例は、出力制御の誤差であり、電線２１に流すようにモータ制御装置１００が制御した電流と、電線２１が断線していないときに実際に流れる電流との差である。また、電流の誤差の第２の例は、電流センサ１２の誤差であり、電流センサ１２が検知する電流と実際に流れる電流との差である。
第２の条件は、目標電流は、モータ２０やモータ制御装置１００の回路等の構成上、実現可能なものであること、である。本実施形態では、モータ２０は三相交流電流で駆動するものであり、モータ制御装置１００はこのモータ２０の駆動を制御する装置である。したがって、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの電流の合計値が０になるように目標電流を定める必要がある。
第３の条件は、目標電流は、第１の条件及び第２の条件を満たす範囲で、絶対値をなるべく小さくすること、である。これにより、モータ２０のトルクを抑えることができる。
【００３２】
本実施形態の例では、第１の条件を満たすために、目標電流の大きさは１８．５［Ａ］以上であることを要する。また、第２、第３の条件を満たすために、例えば、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの目標電流のうち２つを１８．５［Ａ］にしたときは、他の目標電流は−３７［Ａ］とすることを要する。
このような考え方で、第１から第３電流パターンの目標電流が定められる。
【００３３】
［機能構成］
次に、図１を参照して、モータ制御装置１００が備える機能の構成について説明する。
モータ制御装置１００は、故障診断部１１０と、ｄｑ軸電流計算部１２０と、相電流計算部１３０と、角度検知部１４０と、電流検知部１５０とを備える。
故障診断部１１０は、故障診断モードのときのモータ制御システム１の動作を制御して、モータ２０の故障の診断を行う。故障診断部１１０は、電流制御部１１１と、故障検知部１１５とを備える。
電流制御部１１１は、故障診断モードのときにモータ２０に流す電流を制御する。電流制御部１１１は、ｑ軸電流決定部１１２と、ｄ軸電流決定部１１３と、出力電流制御部１１４とを備える。
【００３４】
ｑ軸電流決定部１１２は、既に説明した診断用ｑ軸電流を決定する。この決定に際して、ｑ軸電流決定部１１２は、第１から第３電流パターンごとに、それぞれの電流パターンの目標電流が電線２１Ａ、Ｂ、Ｃに流れるようなｑ軸電流を求める。診断用ｑ軸電流は、求めたｑ軸電流に基づいて決定される。診断用ｑ軸電流の絶対値は求めた複数のｑ軸電流の絶対値のうち最も小さい値であり、診断用ｑ軸電流の極性は所定のタイミングで反転するように、診断用ｑ軸電流を決定する。なお、所定のタイミングとは、例えば、後述する過渡期間と定常期間とを合計した時間ごとのタイミングである。
ｄ軸電流決定部１１３は、診断用ｑ軸電流に対応する電流パターンの目標電流が流れるようなｄ軸電流を、既に説明した診断用ｄ軸電流と決定する。
出力電流制御部１１４は、診断用ｑ軸電流及び診断用ｄ軸電流に基づいて、電線２１に電流を出力する制御を行う。出力電流制御部１１４は、診断用ｑ軸電流及び診断用ｄ軸電流に基づいて、ｑ軸電流及びｄ軸電流を定めて、ｄｑ軸電流計算部１２０に出力することで、インバータ１１は、ｑ軸電流及びｄ軸電流から導かれる電流を電線２１Ａ、Ｂ、Ｃに出力する制御を行う。このように、出力電流制御部１１４が、ｄｑ軸電流計算部１２０及びインバータ１１を介して、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃに出力するように制御している電流を出力電流と呼ぶ。後に説明するように、定常期間では出力電流は目標電流と一致するが、過渡期間では出力電流は目標電流に近づくように変動する。
故障検知部１１５は、電流検知部１５０から取得した電線２１の実績電流に基づいて、電線２１の故障として電線２１の断線を検知することで、モータ２０の故障を検知する。
【００３５】
ｄｑ軸電流計算部１２０は、通常モードのとき、電流センサ１２が検知したモータ２０の各相に流れる電流を使い、ベクトル制御によって、ｄ軸電流及びｑ軸電流を計算し、計算結果を相電流計算部１３０に送る。ｄｑ軸電流計算部１２０は、故障診断モードのとき、出力電流制御部１１４から入力されたｑ軸電流及びｄ軸電流を変換せずに相電流計算部１３０に出力する。
【００３６】
相電流計算部１３０は、ｄｑ軸電流計算部１２０から入力されたｄ軸電流及びｑ軸電流から、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれに流す電流を計算して、計算結果をインバータ１１に出力する。通常モードのとき、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃには三相交流電流が流れるようにインバータ１１に指示を出す。故障診断モードのとき、ｄｑ軸電流計算部１２０から入力されたｄ軸電流及びｑ軸電流から計算した直流電流が電線２１Ａ、Ｂ、Ｃに流れるようにインバータ１１に指示を出す。
【００３７】
角度検知部１４０は、モータ角度センサ１３の出力をモータ制御装置１００で扱える形式に変換して、変換したモータ角度を電流制御部１１１及びｄｑ軸電流計算部１２０に出力する。こうして、モータ制御装置１００内でモータ角度が検知される。
電流検知部１５０は、電流センサ１２Ａ、Ｂ、Ｃの出力をモータ制御装置１００で扱える形式に変換して、変換した電線２１Ａ、Ｂ、Ｃに流れる電流を故障検知部１１５及び相電流計算部１３０に出力する。こうして、モータ制御装置１００内で実績電流が検知される。
【００３８】
［電流制御処理］
次に、故障診断モードのときに行われる処理の詳細について説明する。故障診断モードの処理には、電流制御処理と故障診断処理とがある。電流制御処理と故障診断処理とは、例えば所定の時間ごとや所定の処理ごとに交互に実行される。
まず、図３を参照して電流制御処理について説明する。図３は、電流制御処理のフローチャートである。
ステップＳ１００において、電流制御部１１１は、モータ制御システム１の動作モードが故障診断モードであるか否かを判定する。電流制御部１１１は、例えばモータ制御装置１００が備える記憶手段の所定のフラグを参照することで、モータ制御システム１の動作モードを判別できる。電流制御部１１１は、動作モードが故障診断モードのとき処理をステップＳ１０１に進め、動作モードが故障診断モードではないとき再度ステップＳ１００を実行する。
【００３９】
ステップＳ１０１において、角度検知部１４０は、モータ角度センサ１３の出力に基づくモータ角度を電流制御部１１１に出力する。
ステップＳ１０２において、電流制御部１１１は、ｑ軸電流決定部１１２が前回、第１種別の目標電流が電線２１に流れるような診断用ｑ軸電流を決定したか否かを判定する。電流制御部１１１は、ｑ軸電流決定部１１２が前回、第１種別の目標電流が電線２１に流れるような診断用ｑ軸電流を決定したとき、処理をステップＳ１０６に進める。ｑ軸電流決定部１１２が前回、第２種別の目標電流が電線２１に流れるような診断用ｑ軸電流を決定したとき、処理をステップＳ１０３に進める。
【００４０】
ステップＳ１０３において、ｑ軸電流決定部１１２は、第１電流パターンの第１種別の目標電流が流れるようなｑ軸電流Ｉｑｆ１を算出する。また、ｄ軸電流決定部は、第１電流パターンの第１種別の目標電流が流れるようなｄ軸電流Ｉｄｆ１を算出する。
ステップＳ１０４において、ｑ軸電流決定部１１２は、第２電流パターンの第１種別の目標電流が流れるようなｑ軸電流Ｉｑｆ２を算出する。また、ｄ軸電流決定部は、第２電流パターンの第１種別の目標電流が流れるようなｄ軸電流Ｉｄｆ２を算出する。
ステップＳ１０５において、ｑ軸電流決定部１１２は、第３電流パターンの第１種別の目標電流が流れるようなｑ軸電流Ｉｑｆ３を算出する。また、ｄ軸電流決定部は、第３電流パターンの第１種別の目標電流が流れるようなｄ軸電流Ｉｄｆ３を算出する。
なお、ステップＳ１０３からＳ１０５の処理は、順序を変えて実行してもよい。
【００４１】
ステップＳ１０６において、ｑ軸電流決定部１１２は、第１電流パターンの第２種別の目標電流が流れるようなｑ軸電流Ｉｑｆ１を算出する。また、ｄ軸電流決定部は、第１電流パターンの第２種別の目標電流が流れるようなｄ軸電流Ｉｄｆ１を算出する。
ステップＳ１０７において、ｑ軸電流決定部１１２は、第２電流パターンの第２種別の目標電流が流れるようなｑ軸電流Ｉｑｆ２を算出する。また、ｄ軸電流決定部は、第２電流パターンの第２種別の目標電流が流れるようなｄ軸電流Ｉｄｆ２を算出する。
ステップＳ１０８において、ｑ軸電流決定部１１２は、第３電流パターンの第２種別の目標電流が流れるようなｑ軸電流Ｉｑｆ３を算出する。また、ｄ軸電流決定部は、第３電流パターンの第２種別の目標電流が流れるようなｄ軸電流Ｉｄｆ３を算出する。
なお、ステップＳ１０６からＳ１０８の処理は、順序を変えて実行してもよい。
ステップＳ１０３からＳ１０８の処理では、ステップＳ１０１で得られたモータ角度が使われる。
【００４２】
ステップＳ１０９において、ｑ軸電流決定部１１２は、ｑ軸電流Ｉｑｆ１からＩｑｆ３のうち、絶対値が最も小さいものを診断用ｑ軸電流と決定する。なお、ｑ軸電流Ｉｑｆ１からＩｑｆ３がステップＳ１０３からＳ１０５で算出されたものであるとき、ステップＳ１０９で決定された診断用ｑ軸電流は、第１種別の目標電流が電線２１に流れるような診断用ｑ軸電流である。また、ｑ軸電流Ｉｑｆ１からＩｑｆ３がステップＳ１０６からＳ１０８で算出されたものであるとき、ステップＳ１０９で決定された診断用ｑ軸電流は、第２種別の目標電流が電線２１に流れるような診断用ｑ軸電流である。
ステップＳ１１０において、ｄ軸電流決定部１１３は、ステップＳ１０３からステップＳ１０５で算出したｄ軸電流Ｉｄｆ１からＩｄｆ３のうち、診断用ｑ軸電流に対応する電流パターンのｄ軸電流を診断用ｄ軸電流と決定する。すなわち、診断用ｑ軸電流がｑ軸電流Ｉｑｆ１のとき、診断用ｄ軸電流はｄ軸電流Ｉｄｆ１である。診断用ｑ軸電流がｑ軸電流Ｉｑｆ２のとき、診断用ｄ軸電流はｄ軸電流Ｉｄｆ２である。診断用ｑ軸電流がｑ軸電流Ｉｑｆ３のとき、診断用ｄ軸電流はｄ軸電流Ｉｄｆ３である。
【００４３】
ステップＳ１１１において、出力電流制御部１１４は、診断用ｑ軸電流及び診断用ｄ軸電流に基づいて、電線２１に出力する電流である出力電流の制御を行う。
このとき、出力電流制御部１１４は、出力電流が、所定の過渡期間Ｂ［秒］の以内に、所定の変化率で目標電流に徐々に近づくように制御する。そして、過渡期間Ｂの経過後、所定の定常期間Ｃ［秒］の間、出力電流を目標電流に一致させる。
過渡期間Ｂは、出力電流が、診断用ｑ軸電流に対応する電流パターンの目標電流に近づく期間を含む所定期間である。定常期間Ｃは、過渡期間の経過後、出力電流が、診断用ｑ軸電流に対応する電流パターンの目標電流に維持される所定期間である。
【００４４】
ここで、出力電流に対応するｑ軸電流及びｄ軸電流を、それぞれ出力ｑ軸電流及び出力ｄ軸電流と呼ぶ。
出力電流制御部１１４は、過渡期間Ｂ［秒］の以内に、診断用ｑ軸電流及び診断用ｄ軸電流に近づくように、所定の変化率で出力ｑ軸電流及び出力ｄ軸電流を変化させて、出力ｑ軸電流及び出力ｄ軸電流をｄｑ軸電流計算部に出力する。そして、過渡期間Ｂの経過後、定常期間Ｃの間、診断用ｑ軸電流及び診断用ｄ軸電流に等しい出力ｄ軸電流及び出力ｄ軸電流をｄｑ軸電流計算部に出力する。
これにより、上記のような出力電流の制御が可能になる。
そして、ステップＳ１１１の処理の終了後、出力電流制御部１１４は、処理をステップＳ１００に戻す。
【００４５】
次に、図５Ａを参照して、電流制御処理による出力電流の例について説明する。図５Ａは、第１電流グラフを示す図である。
第１電流グラフの横軸は時間であり、縦軸は電線２１Ａの電流値である。線Ｌ４１は、電線２１Ａの目標電流の時間変化を示す。線Ｌ４２は、電線２１Ａの出力電流の時間変化を示す。なお、線Ｌ４３については後述する。
【００４６】
電線２１の目標電流は、上記の通り、診断用ｑ軸電流及び診断用ｄ軸電流から算出される電流であり、「過渡期間Ｂ＋定常期間Ｃ」の周期で正負が逆転する。これは、ステップＳ１０９で決定される診断用ｑ軸電流は、ステップＳ１０９での決定ごとに正負が反転するためである。診断用ｑ軸電流の正負が反転するのは、ステップＳ１０９での決定ごとに、第１種別の目標電流が流れるような診断用ｑ軸電流、及び、第２種別の目標電流が流れるような診断用ｑ軸電流を交互に算出するためである。
出力電流は、ステップＳ１１１での制御により、過渡期間Ｂの間は、所定の変化率で目標電流に近づくように制御される。また、過渡期間Ｂ経過後は、定常期間Ｃの間、出力電流は目標電流に一致するように制御される。
図５Ａに示す診断用電流Ｉｕグラフでは、目標電流が「過渡期間Ｂ＋定常期間Ｃ」の周期で、１８．５［Ａ］と−１８．５［Ａ］とを繰り返す。
【００４７】
［故障診断処理］
次に、図４を参照して故障診断処理について説明する。図４は、故障診断処理のフローチャートである。
ステップＳ２００において、故障検知部１１５は、モータ制御装置１００の電源がオンになり、モータ制御装置１００の起動の指示がされたか否かを判定する。故障検知部１１５は、モータ制御装置１００の電源がオンになったとき処理をステップＳ２０１に進め、モータ制御装置１００の電源がオンではないとき処理を再度ステップＳ２００の処理を実行する。なお、モータ制御装置１００は、電源がオフの場合でも、例えば消費電力が制限された状態で稼働しており、ステップＳ２００の処理が行えるものとする。
ステップＳ２０１において、故障検知部１１５は、故障カウンタを初期化して、０にする。故障カウンタは、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃごとに設けられるカウンタであり、例えば、モータ制御装置１００が備える記憶手段の所定の領域に用意される。
【００４８】
ステップＳ２０２において、故障検知部１１５は、例えばモータ制御装置１００が備える記憶手段の所定のフラグを設定して、モータ制御システム１の動作モードを故障診断モードにする。
ステップＳ２０３において、故障検知部１１５は、診断用ｑ軸電流及び診断用ｄ軸電流に対応する目標電流を流す制御が、出力電流制御部１１４で行われているか否かを判定する。すなわち、故障検知部１１５は、図５Ａに示す過渡期間Ｂが経過して、定常期間Ｃになったか否かを判定する。故障検知部１１５は、出力電流制御部１１４に問い合わせる等により、この判定を行う。故障検知部１１５は、診断用ｑ軸電流及び診断用ｄ軸電流に対応する目標電流を流す制御が行われているとき処理をステップＳ２０４に進め、行われていないとき処理をステップＳ２１３に進める。
【００４９】
ステップＳ２０４において、故障検知部１１５は、最大で定常期間Ｃが終了するまで、電流検知部１５０の出力に基づいて、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの実績電流を検知する。
ステップＳ２０５において、故障検知部１１５は、ステップＳ２０４での検知結果から、電線２１Ａが故障カウント状態であったか否かを判定する。故障カウント状態とは、ステップＳ２０４で検知した電線２１に流れる実績電流の絶対値が所定の故障判定電流値以下の状態が、所定の判定期間Ｄ［秒］以上継続した状態のことである。判定期間Ｄは、定常期間Ｃ以下の期間である。故障判定電流値、及び、判定期間Ｄは、例えば、モータ制御装置１００の記憶手段に予め記憶されているものとする。
故障検知部１１５は、電線２１Ａが故障カウント状態であったとき処理をステップＳ２０６に進め、電線２１Ａが故障カウント状態ではなかったとき処理をステップＳ２０７に進める。
ステップＳ２０６において、故障検知部１１５は、電線２１Ａの故障カウンタをインクリメントする。
【００５０】
ステップＳ２０７において、故障検知部１１５は、ステップＳ２０４での検知結果から、電線２１Ｂが故障カウント状態であったか否かを判定する。故障検知部１１５は、電線２１Ｂが故障カウント状態であったとき処理をステップＳ２０８に進め、電線２１Ｂが故障カウント状態ではなかったとき処理をステップＳ２０９に進める。
ステップＳ２０８において、故障検知部１１５は、電線２１Ｂの故障カウンタをインクリメントする。
【００５１】
ステップＳ２０９において、故障検知部１１５は、ステップＳ２０４での検知結果から、電線２１Ｃが故障カウント状態であったか否かを判定する。故障検知部１１５は、電線２１Ｃが故障カウント状態であったとき処理をステップＳ２１０に進め、電線２１Ｃが故障カウント状態ではなかったとき処理をステップＳ２１１に進める。
ステップＳ２１０において、故障検知部１１５は、電線２１Ｃの故障カウンタをインクリメントする。
【００５２】
ステップＳ２１１において、故障検知部１１５は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの故障カウンタのいずれかが、所定の故障閾値以上であるか否かを判定する。故障閾値は、例えば、モータ制御装置１００の記憶手段に予め記憶されているものとする。故障検知部１１５は、故障閾値以上の故障カウンタが少なくとも１つあるとき処理をステップＳ２１２に進め、故障閾値以上の故障カウンタがないとき処理をステップＳ２１３に進める。
なお、故障カウンタが故障閾値以上になったとき、故障検知部１１５は、故障閾値以上になった故障カウンタに対応する電線２１に断線が発生したもの判定する。
【００５３】
ステップＳ２１２において、故障検知部１１５は、モータ２０が断線しており、故障が発生していると判定し、その旨を通知する。
通知先の例として、モータ制御システム１をサブシステムとして利用している装置又はシステムの制御部、モータ制御システム１の監視装置、及び、モータ制御システム１を利用するユーザが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
通知方法の例として、通知先が装置やシステムのときは、有線又は無線での信号による通知が挙げられる。通知先がユーザのときは、モータ制御システム１が備える不図示の出力装置に所定の出力を行うことが例として挙げられる。
通知内容は、モータ２０に断線が発生したことのみでもよく、断線が発生したと判定した電線２１が、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃのいずれであるかを含むものでもよい。
【００５４】
ステップＳ２１３において、故障検知部１１５は、故障診断モードになってから所定の診断期間Ｙ［秒］が経過したか否かを判定する。診断期間Ｙは、例えば、モータ制御装置１００の記憶手段に予め記憶されているものとする。故障検知部１１５は、診断期間Ｙが経過したとき処理をステップＳ２１４に進め、経過していないとき処理をステップＳ２０３に戻す。
ステップＳ２１４において、故障検知部１１５は、モータ２０は断線しておらず、故障が発生していないと判定し、その旨を通知する。この通知先及び通知手段は、ステップＳ２１２での故障発生の通知と同様である。なお、故障検知部１１５はステップＳ２１４の処理を行わず、処理をステップＳ２１５に進めてもよい。
ステップＳ２１５において、故障検知部１１５は、故障診断モードを解除する。このとき、故障が発生していないと判定したときは、モータ制御システム１の動作モードを通常モードにして、モータ２０の制御を開始する。故障が発生したと判定したときは、モータ制御システム１の動作モードをメンテナンスモード等にして、モータ２０の制御を行わない。
【００５５】
次に、図５Ａを参照して、故障診断処理の動作例について説明する。
図５Ａの線Ｌ４３は、電線２１Ａに流れて電流センサ１２Ａで検知された実績電流の時間変化を表す。線Ｌ４３から分かるように、実績電流の大きさは定常期間Ｃのときに常に故障判定電流値より大きい。よって、電線２１ＡがステップＳ２０５で故障カウント状態と判定されることはない。したがって、図５Ａに示す状態が診断期間Ｙの間継続すると、電線２１Ａの故障カウンタはインクリメントされず０のまま維持され、電線２１Ａが断線していると判定されることはない。
【００５６】
次に、図５Ｂを参照して、故障診断処理の他の動作例について説明する。図５Ｂは、上段が第２電流グラフを示す図であり、下段が電線２１Ａの故障カウンタの変化を示す図である。
第２電流グラフの横軸は時間であり、縦軸は電線２１Ａの電流値である。線Ｌ４１、及び、線Ｌ４２は、図５Ａの第１電流グラフと同様である。
線Ｌ５１は、電線２１Ａの実績電流の時間変化を表すものであり、図５Ａとは異なる例を表す。線Ｌ５１から分かるように、実績電流の大きさは、定常期間Ｃのとき、故障判定電流値以下の状態が、判定期間Ｄ［秒］以上継続している。よって、電線２１Ａは故障カウント状態になっている。したがって、定常期間Ｃが経過するごとにステップＳ２０６で電線２１Ａの故障カウンタがインクリメントされていく。この状態を図５Ｂの下段に示す。
このように図５Ｂの上段に示す状態が継続して、電線２１Ａの故障カウンタが故障閾値以上になると、図４のステップＳ２１１で電線２１Ａに断線が発生していると判定される。
【００５７】
［効果］
以上説明したように、ｑ軸電流決定部１１２は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃに第１から第３電流パターンの目標電流が流れるような複数のｑ軸電流を求める。そして、求めた複数のｑ軸電流の絶対値のうち最も小さい値を絶対値とし、所定のタイミングで極性が反転する診断用ｑ軸電流を決定する。
出力電流制御部１１４は、診断用ｑ軸電流、及び、診断用ｄ軸電流に基づいて、電線２１に出力電流を出力する制御を行う。
故障検知部１１５は、電線２１の実績電流に基づいて、電線２１の断線を検知する。
【００５８】
よって、電線２１の断線を検知する際、ｑ軸電流が小さくなるため、モータ２０のトルク及び回転を抑制できる。
また、診断用ｑ軸電流は所定のタイミングで極性が反転する。よって、電線２１の断線を検知する際にモータ２０が回転するときでも、所定のタイミングごとにモータ２０の回転方向が反転する。したがって、モータ２０の断線を検知する際のモータ２０の回転を抑制できる。このため、モータの断線を検知する際にモータが回転してユーザが違和感を覚えることを抑制できる。
また、モータ制御装置１００は、電線２１の断線を検知するための専用回路を必要としない。したがって、モータ制御装置１００は、この専用回路に必要な容量（体積）の増加を抑えることができる。
【００５９】
また、目標電流は電流値が一定の電流である。したがって、モータ２０の回転を抑制できる。
また、故障検知部１１５は、モータ制御装置１００が起動したときに、電線２１の断線の検知を開始する。よって、電線２１が断線しているときは、モータ制御装置１００が通常モードでモータ２０を制御する前に、この断線を検知できるため、安定したモータ２０の運用を実現できる。
【００６０】
また、ｑ軸電流決定部１１２及びｄ軸電流決定部１１３は、モータ角度に基づいて、第１から第３電流パターンの目標電流になるようなｑ軸電流及びｄ軸電流を求める。したがって、モータ角度がどのような値であっても、第１から第３電流パターンの目標電流になるようなｑ軸電流及びｄ軸電流を求めることができる。
また、出力電流制御部１１４は、過渡期間、及び、定常期間の出力電流を制御する。そして、過渡期間では、出力電流が、診断用ｑ軸電流に対応する電流パターンの目標電流に所定の変化率で近づくように制御される。よって、電線２１の出力電流が大きく変動してモータ２０のトルクが変動することを抑制できる。したがって、モータ２０による振動や音を抑制できる。
【００６１】
また、故障検知部１１５は、定常期間のとき、電線２１が故障カウント状態か否かを判定して電線２１の断線を検知する。故障カウント状態は、電線２１に流れる実績電流の大きさが故障判定電流値以下の状態が、判定期間Ｄ以上継続した状態のことである。定常期間では、出力電流が安定している。したがって、誤って断線を検知するおそれが低減する。
また、故障検知部１１５は、診断用ｑ軸電流の極性が反転するごとに、電線２１が故障カウント状態か否かを判定し、電線２１ごとに故障カウント状態が故障閾値以上発生したか否かを判定する。そして、故障検知部１１５は、故障カウント状態が故障閾値以上発生した電線２１について断線していると判定する。したがって、断線の検知の精度が向上する。
【００６２】
また、故障検知部１１５は、診断期間Ｙの間にいずれかの電線２１が断線していると検知したとき、電線２１の断線の検知を終了する。したがって、いずれかの電線２１が断線しているとき、ユーザ等は早期に電線２１が断線していることが分かる。
【００６３】
＜第２実施形態＞
次に、本実施形態のモータ制御システム１について説明する。なお、第１実施形態と同様の点については同じ符号を用いて説明を省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６４】
まず、本実施形態の電流パターンについて説明する。本実施形態では、第１実施形態とは異なり、電流パターンに第１種別及び第２種別を設けない。本実施形態の第１から第３電流パターンは、それぞれ第１実施形態の第１から第３電流パターンにおける第１種別又は第２種別のいずれかである。例えば、本実施形態では、第１から第３電流パターンを、それぞれ第１実施形態の第１から第３電流パターンの第１種別とする。
【００６５】
次に、図６を参照して本実施形態の電流制御処理について説明する。図６は、電流制御処理のフローチャートである。
ステップＳ３００において、電流制御部１１１は、モータ制御システム１の動作モードが故障診断モードであるか否かを判定する。判定方法は、図３のステップＳ１００と同様である。電流制御部１１１は、動作モードが故障診断モードのとき処理をステップＳ３０１に進め、動作モードが故障診断モードではないとき再度ステップＳ３００を実行する。
ステップＳ３０１において、角度検知部１４０は、モータ角度センサ１３の出力に基づくモータ角度を電流制御部１１１に出力する。
【００６６】
ステップＳ３０２において、ｑ軸電流決定部１１２は、第１電流パターンの目標電流が流れるようなｑ軸電流Ｉｑｆ１を算出する。また、ｄ軸電流決定部は、第１電流パターンの目標電流が流れるようなｄ軸電流Ｉｄｆ１を算出する。
ステップＳ３０３において、ｑ軸電流決定部１１２は、第２電流パターンの目標電流が流れるようなｑ軸電流Ｉｑｆ２を算出する。また、ｄ軸電流決定部は、第２電流パターンの目標電流が流れるようなｄ軸電流Ｉｄｆ２を算出する。
ステップＳ３０４において、ｑ軸電流決定部１１２は、第３電流パターンの目標電流が流れるようなｑ軸電流Ｉｑｆ３を算出する。また、ｄ軸電流決定部は、第３電流パターンの目標電流が流れるようなｄ軸電流Ｉｄｆ３を算出する。
【００６７】
ステップＳ３０５において、ｑ軸電流決定部１１２は、ｑ軸電流Ｉｑｆ１からＩｑｆ３のうち、絶対値が最も小さいものを、仮の診断用ｑ軸電流と決定する。
ステップＳ３０６において、ｄ軸電流決定部１１３は、ステップＳ３０２からステップＳ３０４で算出したｄ軸電流Ｉｄｆ１からＩｄｆ３のうち、仮の診断用ｑ軸電流に対応する電流パターンのｄ軸電流を仮の診断用ｄ軸電流と決定する。すなわち、仮の診断用ｑ軸電流がｑ軸電流Ｉｑｆ１のとき、仮の診断用ｄ軸電流はｄ軸電流Ｉｄｆ１である。また、仮の診断用ｑ軸電流がｑ軸電流Ｉｑｆ２のとき、仮の診断用ｄ軸電流はｄ軸電流Ｉｄｆ２である。また、仮の診断用ｑ軸電流がｑ軸電流Ｉｑｆ３のとき、仮の診断用ｄ軸電流はｄ軸電流Ｉｄｆ３である。
【００６８】
ステップＳ３０７において、ｑ軸電流決定部１１２は、前回のステップＳ３０９又はステップＳ３１１で決定した診断用ｑ軸電流が負か否かを判定する。ｑ軸電流決定部１１２は、前回決定した診断用ｑ軸電流が負のとき処理をステップＳ３０８に進め、正のとき処理をステップＳ３１０に進める。
【００６９】
ステップＳ３０８において、ｑ軸電流決定部１１２は、仮の診断用ｑ軸電流から、正の値になる診断用ｑ軸電流を決定する。具体的には、仮の診断用ｑ軸電流が正のとき、仮の診断用ｑ軸電流を、極性を反転させずにそのまま診断用ｑ軸電流と決定する。また、仮の診断用ｑ軸電流が負のとき、仮の診断用ｑ軸電流の極性を反転させて、診断用ｑ軸電流と決定する。
ステップＳ３０９において、ｄ軸電流決定部１１３は、仮の診断用ｑ軸電流から、診断用ｑ軸電流に対応する診断用ｄ軸電流を決定する。具体的には、ステップＳ３０８で、仮の診断用ｑ軸電流の極性を反転させずに診断用ｑ軸電流としたときは、仮の診断用ｄ軸電流を、極性を反転させずにそのまま診断用ｄ軸電流と決定する。また、ステップＳ３０８で、仮の診断用ｑ軸電流の極性を反転させて診断用ｑ軸電流としたときは、仮の診断用ｄ軸電流の極性を反転させて、診断用ｄ軸電流と決定する。
【００７０】
ステップＳ３１０において、ｑ軸電流決定部１１２は、仮の診断用ｑ軸電流から、負の値になる診断用ｑ軸電流を決定する。具体的には、仮の診断用ｑ軸電流が負のとき、仮の診断用ｑ軸電流を、極性を反転させずにそのまま診断用ｑ軸電流と決定する。また、仮の診断用ｑ軸電流が正のとき、仮の診断用ｑ軸電流の極性を反転させて、診断用ｑ軸電流と決定する。
ステップＳ３１１において、ｄ軸電流決定部１１３は、仮の診断用ｑ軸電流から、診断用ｑ軸電流に対応する診断用ｄ軸電流を決定する。具体的には、ステップＳ３１０で、仮の診断用ｑ軸電流の極性を反転させずに診断用ｑ軸電流としたときは、仮の診断用ｄ軸電流を、極性を反転させずにそのまま診断用ｄ軸電流と決定する。また、ステップＳ３１０で、仮の診断用ｑ軸電流の極性を反転させて診断用ｑ軸電流としたときは、仮の診断用ｄ軸電流の極性を反転させて、診断用ｄ軸電流と決定する。
【００７１】
ステップＳ３１２において、出力電流制御部１１４は、診断用ｑ軸電流及び診断用ｄ軸電流に基づいて、電線２１の出力電流の制御を行う。ステップＳ３１２の処理は、図３のステップＳ１１１の処理と同様である。ステップＳ３１２の処理の終了後、出力電流制御部１１４は、処理をステップＳ３００に戻す。
【００７２】
図６の示す本実施形態の電流制御処理でも、図３に示す第１実施形態の電流制御処理と同様に、図５Ａに示すような目標電流及び出力電流となる。
すなわち、診断用ｑ軸電流及び診断用ｄ軸電流から算出される電線２１の目標電流は、「過渡期間Ｂ＋定常期間Ｃ」の周期で正負が逆転する。これは、図６のステップＳ３０８又はＳ３１０で決定される診断用ｑ軸電流は、ステップＳ３０８又はＳ３１０での決定ごとに正負が反転するためである。
また、出力電流は、ステップＳ３１２での制御により、過渡期間Ｂの間は、所定の変化率で目標電流に近づくように制御される。また、過渡期間Ｂ経過後は、定常期間Ｃの間、出力電流は目標電流に一致するように制御される。
なお、本実施形態でも、図４に示す第１実施形態の故障診断処理と同じ故障診断処理が行われ、電線２１の断線が検知される。
【００７３】
以上説明したように、ｑ軸電流決定部１１２は、電線２１Ａ、Ｂ、Ｃに第１から第３電流パターンの電流が流れるような複数のｑ軸電流を求める。求めた複数のｑ軸電流のうち、絶対値が最も小さいｑ軸電流を仮の診断用ｑ軸電流とする。そして、診断用ｑ軸電流を決定するごとに極性が反転するように、仮の診断用ｑ軸電流の極性を定めて診断用ｑ軸電流と決定する。
よって、第１から第３電流パターンのそれぞれごとに第１実施形態のような第１種別と第２種別とを持つ必要がなく、処理を簡略化できる。
なお、本実施形態のモータ制御システム１は、第１実施形態のモータ制御システム１と同様の効果を持つ。
【００７４】
図６に示す電流制御処理では、出力電流制御部１１４は、ステップＳ３１２の後、処理をステップＳ３００に戻す。すなわち、図６に示す電流制御処理では、診断用ｑ軸電流を決定するごとに、この決定に先立って、ステップＳ３０２からＳ３０４で、ｑ軸電流、ｄ軸電流を算出する。そして、ステップＳ３０５、Ｓ３０６で仮の診断用ｑ軸電流及び仮の診断用ｄ軸電流を決定する。
しかし、出力電流制御部１１４は、ステップＳ３１２の後、処理をステップＳ３０７に戻してもよい。すなわち、初回の診断用ｄ軸電流の決定のときにｑ軸電流、ｄ軸電流の算出、及び、仮の診断用ｑ軸電流及び仮の診断用ｄ軸電流の決定を行う。２回目以降の診断用ｄ軸電流の決定のときは、この仮の診断用ｄ軸電流を用いるようにしてもよい。
これにより、モータ制御装置１００の計算量が減少し、負荷を低減できる。また、このような処理を行っても、モータ角度が大きく変わることはないため、定常期間において診断用ｑ軸電流、及び、診断用ｄ軸電流に誤差が生じて出力電流が目標電流に一致しない、というおそれは小さい。
【００７５】
＜その他の実施形態＞
上記の実施形態では、図４の故障診断処理で説明したように、ステップＳ２１１においていずれかの故障カウンタが故障閾値になったとき、故障発生の通知が行われて、故障診断処理が終了する。すなわち、電線２１の１つに断線が検知されたときに故障診断処理が終了する。
しかし、故障検知部１１５は、故障診断処理の電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの故障カウント状態を判定して判定結果に応じて故障カウンタをインクリメントする処理を、診断期間Ｙの間わたって行うようにしてもよい。この場合、故障検知部１１５は、診断期間Ｙの経過後にそれぞれの電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの故障カウンタが故障閾値以上であるか否かを判定する。
これにより、故障診断処理では、電線２１の複数に断線が発生していた場合でも、断線している電線２１を全て検知できる。
【００７６】
また、故障検知部１１５は、故障診断処理の電線２１Ａ、Ｂ、Ｃの故障カウント状態を判定して判定結果に応じて故障カウンタをインクリメントする処理を、全ての故障カウンタが故障閾値以上になるか、又は、診断期間Ｙが経過するまで行うようにしてもよい。
これにより、故障診断処理では、電線２１の複数に断線が発生していた場合でも、断線している電線２１を全て検知できる。また、診断期間Ｙの経過までに全ての故障カウンタが故障閾値以上になったときは、診断期間Ｙの経過の経過前に、この故障カウンタをインクリメントする処理を終了するため、故障診断処理の処理時間を短縮できる。
【００７７】
上記の実施形態では、故障検知部１１５は、電線２１の故障として電線２１の断線を検知する。しかし、故障判定電流値を調整する等により、故障検知部１１５は、電線２１の故障として、電線２１の太さが所定の太さ以下になったことを検知してもよい。これにより、電線２１が断線する前に電線２１の状態の変化を検知できる。
【００７８】
以上説明したモータ制御システム１は、三相交流電流で駆動するモータ２０を使用するシステムや装置に適用できる。例えば、モータ制御システム１を電気自動車や電気自動二輪車に適用してもよい。
モータ制御システム１を備える電気自動二輪車を考える。この電気自動二輪車のセンタースタンドを立てて、後輪を浮かせた状態でモータ制御システム１のモータ制御装置１００の電源をオンにしたとする。このとき、モータ制御システム１は故障診断モードになり、上記の故障診断処理、及び、電流制御処理が開始する。しかし、上記のようにモータ２０の回転が抑制されるため、浮かせている後輪の回転が抑制される。したがって、モータ２０を回転させる制御を行っていない状態で後輪が回転してユーザが違和感を持つ、というおそれを低減できる。
【００７９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００８０】
本発明は、上記の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  モータ制御システム、２０  モータ、２１  電線、１００  モータ制御装置、１１０  故障診断部、１１１  電流制御部、１１２  ｑ軸電流決定部、１１３  ｄ軸電流決定部、１１４  出力電流制御部、１１５  故障検知部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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