(57)【要約】【課題】インバータを備えるモータ駆動装置において、インバータの故障とモータの故障を区別して検出し、又、インバータの「短絡故障」及び「開放故障」を効率よく検出することができる異常検出方法及び異常検出プログラムを提供すること【解決手段】異常検出プログラムは、（ａ）複数の負アーム素子４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを順次スイッチングするステップと、（ｂ）その（ａ）スイッチングするステップの後に、複数の正アーム素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃを順次スイッチングするステップと、（ｃ）複数の負アーム素子４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ及び複数の正アーム素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃの各々をスイッチングする度に、電流信号Ｓ１に基づき複数の配線４１、４２、４３の通電状態を判定するステップと、（ｄ）複数の配線４１、４２、４３のいずれかに電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが流れた場合、「短絡故障」を示す第１エラー信号ＥＲＲ１、ＥＲＲ４を出力するステップとを、演算処理装置５１に実行させる。【選択図】      図３
2005210830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに複数相の駆動電圧を供給するインバータと、
前記インバータを制御する制御手段と、
電流検出機構と
を具備し、
前記インバータは、
前記モータに接続され、前記モータに前記複数相の駆動電圧を供給する複数の配線と、
前記複数の配線のそれぞれに正側の前記駆動電圧を供給する複数の正アーム素子と、
前記複数の配線のそれぞれに負側の前記駆動電圧を供給する複数の負アーム素子と
を具備し、
前記制御手段は、
前記複数の正アーム素子及び前記複数の負アーム素子のスイッチングを制御する演算処理装置と、
前記複数の正アーム素子及び前記複数の配線に接続されたブートストラップ回路と
を具備し、
前記電流検出機構は、前記複数の配線における電流量を検出し、検出した前記電流量に応じた電流信号を前記演算処理装置に出力する
モータ駆動装置において、
（ａ）前記複数の負アーム素子を順次スイッチングするステップと、
（ｂ）前記（ａ）スイッチングするステップの後に、前記複数の正アーム素子を順次スイッチングするステップと、
（ｃ）前記複数の負アーム素子及び前記複数の正アーム素子の各々をスイッチングする度に、前記電流信号に基づき前記複数の配線の通電状態を判定するステップと、
（ｄ）前記複数の配線のいずれかに電流が流れた場合、第１エラー信号を出力するステップと
を前記演算処理装置に実行させるための
異常検出プログラム。
【請求項２】
請求項１に記載の異常検出プログラムにおいて、
前記モータ駆動装置は、バス電流検出回路を更に具備し、
前記バス電流検出回路は、前記インバータと電源を繋ぐバスラインにおけるバス電流の量を検出し、検出した前記バス電流の量に応じたバス電流信号を前記演算処理装置に出力し、
前記（ｃ）判定するステップは、前記バス電流信号に基づき前記バスラインの通電状態を判定するステップを含み、
前記（ｄ）出力するステップは、前記バスラインに電流が流れた場合、前記第一エラー信号を出力するステップを含む
異常検出プログラム。
【請求項３】
モータに複数相の駆動電圧を供給するインバータと、
前記インバータを制御する制御手段と、
電流検出機構と
を具備し、
前記インバータは、
前記モータに接続され、前記モータに前記複数相の駆動電圧を供給する複数の配線と、
前記複数の配線のそれぞれに正側の前記駆動電圧を供給する複数の正アーム素子と、
前記複数の配線のそれぞれに負側の前記駆動電圧を供給する複数の負アーム素子と
を具備し、
前記制御手段は、
前記複数の正アーム素子及び前記複数の負アーム素子のスイッチングを制御する演算処理装置と、
前記複数の正アーム素子及び前記複数の配線に接続されたブートストラップ回路と
を具備し、
前記電流検出機構は、前記複数の配線における電流量を検出し、検出した前記電流量に応じた電流信号を前記演算処理装置に出力する
モータ駆動装置において、
（ｅ）前記複数の負アーム素子を同時にスイッチングするステップと、
（ｆ）前記複数の配線のうち一の配線に接続された前記正アーム素子と、前記複数の配線のうち他の配線に接続された前記負アーム素子とを同時にスイッチングするステップと、
（ｇ）前記電流信号に基づき、前記複数の配線の通電状態を判定するステップと、
（ｈ）前記複数の配線に電流が流れない場合、第２エラー信号を出力するステップと、
（ｉ）前記（ｆ）スイッチングするステップから前記（ｈ）出力するステップを、前記複数の正アーム素子と前記複数の負アーム素子の全てに対して実行するステップと
を前記演算処理装置に実行させるための
異常検出プログラム。
【請求項４】
請求項３に記載の異常検出プログラムにおいて、
前記電流検出機構は、前記複数の配線のうち第１配線及び第２配線における電流量を検出し、
前記（ｆ）スイッチングするステップから前記（ｉ）実行するステップにおいて、
最初に、前記第1配線に接続された前記正アーム素子と、前記第２配線に接続された前記負アーム素子とを同時にスイッチングする
異常検出プログラム。
【請求項５】
モータに複数相の駆動電圧を供給するインバータを具備するモータ駆動装置において、
（Ａ）前記モータ駆動装置の異常を検出する第1異常検出ステップと、
（Ｂ）前記モータと前記インバータの接続を解除するステップと、
（Ｃ）前記インバータに既知のインピーダンスを有する治具を取り付けるステップと、
（Ｄ）前記（Ａ）第1異常検出ステップと同一のステップを実行する第２異常検出ステップと
を具備する
モータ駆動装置の異常検出方法。
【請求項６】
請求項５に記載のモータ駆動装置の異常検出方法において、
前記モータ駆動装置は、
前記インバータを制御する制御手段と、
電流検出機構と、
を更に具備し、
前記インバータは、
前記モータに接続され、前記モータに前記複数相の駆動電圧を供給する複数の配線と、
前記複数の配線のそれぞれに正側の前記駆動電圧を供給する複数の正アーム素子と、
前記複数の配線のそれぞれに負側の前記駆動電圧を供給する複数の負アーム素子と
を具備し、
前記制御手段は、前記複数の正アーム素子及び前記複数の負アーム素子のスイッチングを制御する演算処理装置を具備し、
前記電流検出機構は、前記複数の配線における電流量を検出し、検出した前記電流量に応じた電流信号を前記演算処理装置に出力し、
前記（Ａ）第1異常検出ステップ及び前記（Ｄ）第２異常検出ステップのそれぞれは、
（ａ）前記制御手段が、前記複数の負アーム素子を順次スイッチングするステップと、
（ｂ）前記制御手段が、前記複数の正アーム素子を順次スイッチングするステップと、
（ｃ）前記複数の負アーム素子及び前記複数の正アーム素子の各々をスイッチングする度に、前記演算処理装置が、前記電流信号に基づき前記複数の配線の通電状態を判定するステップと、
（ｄ）前記複数の配線のいずれかに電流が流れた場合、前記演算処理装置が、第1エラー信号を出力するステップと
を含む
モータ駆動装置の異常検出方法。
【請求項７】
請求項６に記載のモータ駆動装置の異常検出方法において、
前記モータ駆動装置は、バス電流検出回路を更に具備し、
前記バス電流検出回路は、前記インバータと電源を繋ぐバスラインにおけるバス電流の量を検出し、検出した前記バス電流の量に応じたバス電流信号を前記演算処理装置に出力し、
前記（ｃ）判定するステップは、前記バス電流信号に基づき前記バスラインの通電状態を判定するステップを含み、
前記（ｄ）出力するステップは、前記バスラインに電流が流れた場合、前記第一エラー信号を出力するステップを含む
モータ駆動装置の異常検出方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のモータ駆動装置の異常検出方法において、
前記制御手段は、前記複数の正アーム素子及び前記複数の配線に接続されたブートストラップ回路を更に具備し、
前記（ｂ）スイッチングするステップは、前記（ａ）スイッチングするステップの後に実行される
モータ駆動装置の異常検出方法。
【請求項９】
請求項５に記載のモータ駆動装置の異常検出方法において、
前記モータ駆動装置は、
前記インバータを制御する制御手段と、
電流検出機構と
を更に具備し、
前記インバータは、
前記モータに接続され、前記モータに前記複数相の駆動電圧を供給する複数の配線と、
前記複数の配線のそれぞれに正側の前記駆動電圧を供給する複数の正アーム素子と、
前記複数の配線のそれぞれに負側の前記駆動電圧を供給する複数の負アーム素子と
を具備し、
前記制御手段は、前記複数の正アーム素子及び前記複数の負アーム素子のスイッチングを制御する演算処理装置を具備し、
前記電流検出機構は、前記複数の配線における電流量を検出し、検出した前記電流量に応じた電流信号を前記演算処理装置に出力し、
前記（Ａ）第1異常検出ステップ及び前記（Ｄ）第２異常検出ステップのそれぞれは、
（ｆ）前記制御手段が、前記複数の配線のうち一の配線に接続された前記正アーム素子と、前記複数の配線のうち他の配線に接続された前記負アーム素子とを同時にスイッチングするステップと、
（ｇ）前記演算処理装置が、前記電流信号に基づき、前記複数の配線の通電状態を判定するステップと、
（ｈ）前記複数の配線に電流が流れない場合、前記演算処理装置が第２エラー信号を出力するステップと、
（ｉ）前記制御手段が、前記（ｆ）スイッチングするステップから前記（ｈ）出力するステップを、前記複数の正アーム素子と前記複数の負アーム素子の全てに対して実行するステップと
を含む
モータ駆動装置の異常検出方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のモータ駆動装置の異常検出方法において、
前記制御手段は、前記複数の正アーム素子及び前記複数の配線に接続されたブートストラップ回路を更に具備し、
（ｅ）前記複数の負アーム素子を同時にスイッチングするステップが、前記（ｆ）スイッチングするステップの前に実行される
モータ駆動装置の異常検出方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載のモータ駆動装置の異常検出方法において、
前記電流検出機構は、前記複数の配線のうち第１配線及び第２配線における電流量を検出し、
前記（ｆ）スイッチングするステップから前記（ｉ）実行するステップにおいて、
前記制御手段は、最初に、前記第1配線に接続された前記正アーム素子と、前記第２配線に接続された前記負アーム素子とを同時にスイッチングする
モータ駆動装置の異常検出方法。
【請求項１２】
請求項６乃至１１のいずれかに記載のモータ駆動装置の異常検出方法において、
前記モータ駆動装置は、前記複数の配線に接続された位置検出回路を更に具備し、
前記位置検出回路は、前記複数の配線に発生する誘起電圧を検出し、前記誘起電圧に基づいた位置信号を前記演算処理装置に出力し、
（Ｅ）前記（Ｃ）取り付けるステップの後に、前記モータを駆動する場合と同様のスイッチング手順で、前記制御手段が、前記インバータを制御するステップと、
（Ｆ）前記位置検出回路から出力される前記位置信号の変化周期が、前記スイッチング手順の周期に対応しない場合、前記演算処理装置が、第3エラー信号を出力するステップと
を更に具備する
モータ駆動装置の異常検出方法。
【請求項１３】
モータに複数相の駆動電圧を供給するインバータと、
前記インバータを制御する制御手段と、
電流検出機構と、
バス電流検出回路と
を具備し、
前記インバータは、
前記モータに接続され、前記モータに前記複数相の駆動電圧を供給する複数の配線と、
前記複数の配線のそれぞれに正側の前記駆動電圧を供給する複数の正アーム素子と、
前記複数の配線のそれぞれに負側の前記駆動電圧を供給する複数の負アーム素子と
を具備し、
前記制御手段は、
前記複数の正アーム素子及び前記複数の負アーム素子のスイッチングを制御する演算処理装置と、
前記複数の正アーム素子及び前記複数の配線に接続されたブートストラップ回路と
を具備し、
前記電流検出機構は、前記複数の配線における電流量を検出し、検出した前記電流量に応じた電流信号を前記演算処理装置に出力し、
前記バス電流検出回路は、前記インバータと電源を繋ぐバスラインにおけるバス電流の量を検出し、検出した前記バス電流の量に応じたバス電流信号を前記演算処理装置に出力する
モータ駆動装置において、
（ａ）前記制御手段が、前記複数の負アーム素子を順次スイッチングするステップと、
（ｂ）前記制御手段が、前記複数の正アーム素子を順次スイッチングするステップと、
（ｃ）前記演算処理装置が、前記複数の負アーム素子及び前記複数の正アーム素子の各々をスイッチングする度に、前記電流信号及び前記バス電流信号に基づき前記複数の配線及び前記バスラインの通電状態を判定するステップと、
（ｄ）前記複数の配線及び前記バスラインのいずれかに電流が流れた場合、前記演算処理装置が、第1エラー信号を出力するステップと
を具備し、
前記（ｂ）スイッチングするステップは、前記（ａ）スイッチングするステップの後に実行される
モータ駆動装置の異常検出方法。
【請求項１４】
モータに複数相の駆動電圧を供給するインバータと、
前記インバータを制御する制御手段と、
電流検出機構と
を具備し、
前記インバータは、
前記モータに接続され、前記モータに前記複数相の駆動電圧を供給する複数の配線と、
前記複数の配線のそれぞれに正側の前記駆動電圧を供給する複数の正アーム素子と、
前記複数の配線のそれぞれに負側の前記駆動電圧を供給する複数の負アーム素子と
を具備し、
前記制御手段は、
前記複数の正アーム素子及び前記複数の負アーム素子のスイッチングを制御する演算処理装置と、
前記複数の正アーム素子及び前記複数の配線に接続されたブートストラップ回路と
を具備し、
前記電流検出機構は、前記複数の配線における電流量を検出し、検出した前記電流量に応じた電流信号を前記演算処理装置に出力する
モータ駆動装置において、
（ｅ）前記制御手段が、前記複数の負アーム素子を同時にスイッチングするステップと、
（ｆ）前記制御手段が、前記複数の配線のうち一の配線に接続された前記正アーム素子と、前記複数の配線のうち他の配線に接続された前記負アーム素子とを同時にスイッチングするステップと、
（ｇ）前記演算処理装置が、前記電流信号に基づき、前記複数の配線の通電状態を判定するステップと、
（ｈ）前記複数の配線に電流が流れない場合、前記演算処理装置が、第２エラー信号を出力するステップと、
（ｉ）前記制御手段が、前記（ｆ）スイッチングするステップから前記（ｈ）出力するステップを、前記複数の正アーム素子と前記複数の負アーム素子の全てに対して実行するステップと
を具備する
モータ駆動装置の異常検出方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のモータ駆動装置の異常検出において、
前記電流検出機構は、前記複数の配線のうち第１配線及び第２配線における電流量を検出し、
前記（ｆ）スイッチングするステップから前記（ｉ）実行するステップにおいて、
前記制御手段は、最初に、前記第1配線に接続された前記正アーム素子と、前記第２配線に接続された前記負アーム素子とを同時にスイッチングする
モータ駆動装置の異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータを備える多相モータ駆動装置に関し、特に、そのモータ駆動装置の異常検出方法及び異常検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されたインバータ装置の異常検出装置は、インバータ装置におけるスイッチング回路のスイッチング素子の「短絡異常」を速やかに検出し、モータの保護を図ることを目的とする。そのため、この異常検出装置は、位置信号回路と短絡異常検出回路を有する。位置信号回路は、モータの端子電圧に基づき基本波信号を出力する。短絡異常検出回路は、モータ駆動運転時において、スイッチング回路のスイッチングパターンと上記基本波信号とを照合することによって、スイッチング素子の「短絡異常」を判定する。
【０００３】
特許文献２に開示された無整流子電動機の異常検出方法によれば、所定のスイッチングパターンによりインバータが操作され、そのパターンの出力中に過電流検出手段が過電流を検出した時に、インバータを構成するトランジスタは「短絡異常」と判定される。また、特定の通電パターンによりインバータが操作され、位置検出回路からの出力がその通電パターンに対応しない場合、「位置検出回路異常」又は「ドライブ回路異常」が検出される。異常が検出された場合、サービスマンは、制御装置からモータを取り外し、テスタを用いて制御装置の出力電圧を測定する。これにより、サービスマンは、「位置検出回路異常」と「ドライブ回路異常」とを区別する。
【０００４】
特許文献３に開示されたモータ駆動装置は、短絡故障検出手段と開放故障検出手段を備える。このモータ駆動装置の異常検出方法によれば、いずれかのインバータ素子がオンにされ、その際に流れる電流や端子電圧に基づき、モータ駆動装置の「短絡異常」あるいは「開放異常」が検出される。
【０００５】
特許文献４は、ハイアーム側スイッチング素子を駆動するハイアーム側ドライバのためにブートストラップキャパシタを設けたインバータ回路の「開放故障」を検出する方法を開示している。この方法によれば、ハイアーム側スイッチング素子のいずれかをオンするパターンと、ローアーム側スイッチング素子の全てをオンするパターンとが繰り返し実行される。そして、シャント抵抗に電流が流れなかった場合、インバータ回路の「開放故障」が検出される。
【０００６】
特許文献５に開示されたモータ制御装置は、モータの通電電流を検出する電流検出回路と、電機子コイルを所定の組み合わせ別に通電すべく制御する断線検出回路とを備える。断線検出回路が信号を出力した際、電流検出回路が過電流を検出した場合、インバータ素子は正常と判断され、電流検出回路が過電流を検出しなかった場合、インバータ素子は「開放故障」と判断される。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２７４５８０号公報
【特許文献２】特開平８−６６０８１号公報
【特許文献３】特開平５−１３０７９５号公報
【特許文献４】特開２００２−１３６１４７号公報
【特許文献５】特開平５−１３７３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、インバータの故障とモータの故障を区別して検出することができるモータ駆動装置の異常検出方法及び異常検出プログラムを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、インバータの「短絡故障」及び「開放故障」を効率よく検出することができるモータ駆動装置の異常検出方法及び異常検出プログラムを提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、モータに接続された配線を流れる電流の量を検出する電流検出機構の異常を検出することができるモータ駆動装置の異常検出方法及び異常検出プログラムを提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、モータ駆動の制御に利用されるセンサの異常を、モータを駆動することなく検出することができるモータ駆動装置の異常検出方法及び異常検出プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１３】
本発明におけるモータ駆動装置（２０）は、モータ（１０）に複数相の駆動電圧（Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ）を供給するインバータ（３３）と、インバータ（３３）を制御する制御手段（５０）と、電流検出機構（７０、７５）と、バス電流検出回路（７３）とを備える。インバータ（３３）は、モータ（１０）に接続されモータ（１０）に複数相の駆動電圧（Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ）を供給する複数の配線（４１、４２、４３）と、複数の配線（４１、４２、４３）のそれぞれに正側の駆動電圧（Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ）を供給する複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と、複数の配線（４１、４２、４３）のそれぞれに負側の駆動電圧（Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ）を供給する複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）とを備える。制御手段（５０）は、複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）及び複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）のスイッチングを制御する演算処理装置（５１）と、複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）及び複数の配線（４１、４２、４３）に接続されたブートストラップ回路（６０）とを備える。電流検出機構（７０、７５）は、複数の配線（４１、４２、４３）における電流量（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を検出し、検出した電流量（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）に応じた電流信号（Ｓ１）を演算処理装置（５１）に出力する。バス電流検出回路（７３）は、インバータ（３３）と電源（２１）を繋ぐバスラインにおけるバス電流の量を検出し、検出したバス電流の量に応じたバス電流信号（Ｓ３）を演算処理装置（５１）に出力する。
【００１４】
本発明に係る異常検出プログラムは、（ａ）複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）を順次スイッチングするステップと、（ｂ）その（ａ）スイッチングするステップの後に、複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を順次スイッチングするステップと、（ｃ）複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）及び複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）の各々をスイッチングする度に、電流信号（Ｓ１）又はバス電流信号（Ｓ３）に基づき複数の配線（４１、４２、４３）又はバスラインの通電状態を判定するステップと、（ｄ）複数の配線（４１、４２、４３）及びバスラインのいずれかに電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）が流れた場合、「短絡故障」を示す第１エラー信号（ＥＲＲ１、ＥＲＲ４）を出力するステップとを、演算処理装置（５１）に実行させる。複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）から1つずつスイッチングされると、「短絡故障」のチェックが行われると共に、ブートストラップ回路（６０）のブートストラップキャパシタ（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ）が充電される。そのため、続けて複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）をスイッチングすることができる。これにより、「短絡故障」を効率よく検出することが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る異常検出プログラムは、（ｅ）複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）を同時にスイッチングするステップと、（ｆ）複数の配線（４１、４２、４３）のうち一の配線に接続された正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と、複数の配線（４１、４２、４３）のうち他の配線に接続された負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）とを同時にスイッチングするステップと、（ｇ）電流信号（Ｓ１）に基づき、複数の配線（４１、４２、４３）の通電状態を判定するステップと、（ｈ）複数の配線（４１、４２、４３）に電流が流れない場合、「開放故障」を示す第２エラー信号（ＥＲＲ２、ＥＲＲ７）を出力するステップと、（ｉ）上記（ｆ）スイッチングするステップから（ｈ）出力するステップを、複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）の全てに対して実行するステップとを演算処理装置（５１）に実行させる。上記（ｅ）ステップが最初に実行され、ブートストラップ回路（６０）のブートストラップキャパシタ（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ）が充電されるため、「開放故障」を効率よく検出することが可能となる。また、電流検出機構（７０、７５）により電流が検出された場合でも、電流信号（Ｓ１）が、複数の配線（４１、４２、４３）において期待されない通電状態を示す場合、電流検出機構（７０、７５）の故障（ＥＲＲ３）と判定される。
【００１６】
また、電流検出機構（７０）が、複数の配線（４１、４２、４３）のうち第１配線（４１、４２）及び第２配線（４２、４１）における電流量（Ｉｕ、Ｉｖ）だけを検出する場合、本発明の異常検出プログラムは、第1配線（４１、４２）に接続された正アーム素子（４０ａ、４０ｂ）と、第２配線（４２、４１）に接続された負アーム素子（４０ｅ、４０ｄ）とを同時にスイッチングするステップを、最初に演算処理装置（５１）に実行させる。これにより、電流検出機構（７０）が故障しているかどうかを最初に判定することが可能となる。例えば、第1配線（４１、４２）における電流量（Ｉｕ、Ｉｖ）と第２配線（４２、４１）における電流量（Ｉｖ、Ｉｕ）が異なる場合、電流検出機構（７０）の異常が検出される。
【００１７】
本発明に係る異常検出方法は、（Ａ）モータ駆動装置（２０）の異常を検出する第1異常検出ステップ（Ｓ１０、Ｓ２０）と、（Ｂ）モータ（１０）とインバータ（３３）の接続を解除するステップ（Ｓ３０）と、（Ｃ）インバータ（３３）に既知のインピーダンスを有する治具（９０）を取り付けるステップ（Ｓ３０）と、（Ｄ）上記（Ａ）第1異常検出ステップ（Ｓ１０、Ｓ２０）と同一のステップを実行する第２異常検出ステップ（Ｓ４０、Ｓ５０）とを有する。これにより、インバータ（３３）の故障とモータ（１０）の故障を区別して検出することが可能となる。
【００１８】
上記（Ａ）第1異常検出ステップ（Ｓ１０）及び上記（Ｄ）第２異常検出ステップ（Ｓ４０）のそれぞれは、（ａ）制御手段（５０）が、複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）を順次スイッチングするステップと、（ｂ）制御手段（５０）が、複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を順次スイッチングするステップと、（ｃ）複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）及び複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）の各々をスイッチングする度に、演算処理装置（５１）が、電流信号（Ｓ１）又はバス電流信号（Ｓ３）に基づき複数の配線（４１、４２、４３）又はバスラインの通電状態を判定するステップと、（ｄ）複数の配線（４１、４２、４３）及びバスラインのいずれかに電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）が流れた場合、演算処理装置（５１）が、「短絡故障」を示す第1エラー信号（ＥＲＲ１、ＥＲＲ４）を出力するステップとを含む（「短絡故障チェック」）。これにより、インバータ（３３）の「短絡故障」が検出される。ここで、上記（ｂ）スイッチングするステップは、上記（ａ）スイッチングするステップの後に実行されると好ましい。これにより、「短絡故障」を効率よく検出することが可能となる。
【００１９】
上記（Ａ）第1異常検出ステップ（Ｓ２０）及び上記（Ｄ）第２異常検出ステップ（Ｓ５０）のそれぞれは、（ｆ）制御手段（５０）が、複数の配線（４１、４２、４３）のうち一の配線に接続された正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と、複数の配線（４１、４２、４３）のうち他の配線に接続された負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）とを同時にスイッチングするステップと、（ｇ）演算処理装置（５１）が、電流信号（Ｓ１）に基づき、複数の配線（４１、４２、４３）の通電状態を判定するステップと、（ｈ）複数の配線（４１、４２、４３）に電流が流れない場合、演算処理装置（５１）が、「開放故障」を示す第２エラー信号（ＥＲＲ２、ＥＲＲ７）を出力するステップと、（ｉ）制御手段（５０）が、（ｆ）スイッチングするステップから（ｈ）出力するステップを、複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）の全てに対して実行するステップとを含む（「開放故障チェック」）。これにより、インバータ（３３）の「開放故障」が検出される。また、電流信号（Ｓ１）が、複数の配線（４１、４２、４３）において期待されない通電状態を示す場合、電流検出機構（７０、７５）の故障（ＥＲＲ３）と判定される。
【００２０】
また、この時、（ｅ）複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）を同時にスイッチングするステップが、上記（ｆ）スイッチングするステップの前に実行されると好ましい。これにより、ブートストラップ回路（６０）のブートストラップキャパシタ（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ）が充電されるため、「開放故障」を効率よく検出することが可能となる。
【００２１】
更に、電流検出機構（７０）が、複数の配線（４１、４２、４３）のうち第１配線（４１、４２）及び第２配線（４２、４１）における電流量（Ｉｕ、Ｉｖ）だけを検出する場合、本発明の異常検出方法において、制御手段（５０）は、最初に、第1配線（４１、４２）に接続された正アーム素子（４０ａ、４０ｂ）と、第２配線（４２、４１）に接続された負アーム素子（４０ｅ、４０ｄ）とを同時にスイッチングすることが好ましい。これにより、電流検出機構（７０）が故障しているかどうかを最初に判定することが可能となる。
【００２２】
上記（Ａ）第1異常検出ステップ（Ｓ１０、Ｓ２０）及び上記（Ｄ）第２異常検出ステップ（Ｓ４０、Ｓ５０）のそれぞれは、上記「短絡故障チェック（Ｓ１０、Ｓ４０）」と上記「開放故障チェック（Ｓ２０、Ｓ５０）」の両方を含んでもよい。
【００２３】
本発明のモータ駆動装置（２０）は、複数の配線（４１、４２、４３）に接続された位置検出回路（８０）を更に備えてもよい。この位置検出回路（８０）は、複数の配線（４１、４２、４３）に発生する誘起電圧を検出し、誘起電圧に基づいた位置信号（Ｓ２）を演算処理装置（５１）に出力する。この時、本発明に係る異常検出方法は、（Ｅ）上記（Ｃ）取り付けるステップの後に、モータ（１０）を駆動する場合と同様のスイッチング手順で、制御手段（５０）が、インバータ（３３）を制御するステップと、（Ｆ）位置検出回路（８０）から出力される位置信号（Ｓ２）の変化周期が、スイッチング手順の周期に対応しない場合、演算処理装置（５１）が、「位置検出回路故障」を示す第3エラー信号（ＥＲＲ８）を出力するステップとを更に有する。これにより、モータ（１０）を駆動することなく、位置検出回路（８０）の異常を検出することが可能となる。
【００２４】
本発明に係る異常検出方法は、（ａ）制御手段（５０）が、複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）を順次スイッチングするステップと、（ｂ）上記（ａ）スイッチングするステップの後に、制御手段（５０）が、複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を順次スイッチングするステップと、（ｃ）複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）及び複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）の各々をスイッチングする度に、演算処理装置（５１）が、電流信号（Ｓ１）又はバス電流信号（Ｓ３）に基づき複数の配線（４１、４２、４３）又はバスラインの通電状態を判定するステップと、（ｄ）複数の配線（４１、４２、４３）及びバスラインのいずれかに電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）が流れた場合、演算処理装置（５１）が、「短絡故障」を示す第1エラー信号（ＥＲＲ１、ＥＲＲ４）を出力するステップとを有する。これにより、インバータ（３３）の「短絡故障」を効率よく検出することが可能となる。
【００２５】
本発明に係る異常検出方法は、（ｅ）制御手段（５０）が、複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）を同時にスイッチングするステップと、（ｆ）制御手段（５０）が、複数の配線（４１、４２、４３）のうち一の配線に接続された正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と、複数の配線（４１、４２、４３）のうち他の配線に接続された負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）とを同時にスイッチングするステップと、（ｇ）演算処理装置（５１）が、電流信号（Ｓ１）に基づき、複数の配線（４１、４２、４３）の通電状態を判定するステップと、（ｈ）複数の配線（４１、４２、４３）に電流が流れない場合、演算処理装置（５１）が、「開放故障」を示す第２エラー信号（ＥＲＲ２、ＥＲＲ７）を出力するステップと、（ｉ）制御手段（５０）が、（ｆ）スイッチングするステップから（ｈ）出力するステップを、複数の正アーム素子（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と複数の負アーム素子（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ）の全てに対して実行するステップとを有する。これにより、インバータ（３３）の「開放故障」が効率よく検出される。また、電流信号（Ｓ１）が、複数の配線（４１、４２、４３）において期待されない通電状態を示す場合、電流検出機構（７０、７５）の故障（ＥＲＲ３）と判定される。
【００２６】
更に、電流検出機構（７０）が、複数の配線（４１、４２、４３）のうち第１配線（４１、４２）及び第２配線（４２、４１）における電流量（Ｉｕ、Ｉｖ）だけを検出する場合、本発明の異常検出方法において、制御手段（５０）は、最初に、第1配線（４１、４２）に接続された正アーム素子（４０ａ、４０ｂ）と、第２配線（４２、４１）に接続された負アーム素子（４０ｅ、４０ｄ）とを同時にスイッチングすることが好ましい。これにより、電流検出機構（７０）が故障しているかどうかを最初に判定することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のモータ駆動装置の異常検出方法及び異常検出プログラムによれば、インバータの故障とモータの故障を区別して検出することができる。
【００２８】
本発明のモータ駆動装置の異常検出方法及び異常検出プログラムによれば、インバータの「短絡故障」及び「開放故障」を効率よく検出することができる。
【００２９】
本発明のモータ駆動装置の異常検出方法及び異常検出プログラムによれば、モータに接続された配線を流れる電流の量を検出する電流検出機構の異常を検出することができる。
【００３０】
本発明のモータ駆動装置の異常検出方法及び異常検出プログラムによれば、モータ駆動の制御に利用されるセンサの異常を、モータを駆動することなく検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
添付図面を参照して、本発明によるモータ駆動装置の異常検出方法及び異常検出プログラムを説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係る異常検出方法及び異常検出プログラムを説明するためのモータ駆動装置の構成を示す回路図である。図１に示されたモータ駆動装置２０において、モータ１０は、駆動回路３０を介してモータ電源２１に接続される。駆動回路３０は、モータ電源２１から受け取った交流電力を任意の周波数の交流電力に変換し、変換した交流電力をモータ１０に出力する。そのため、駆動回路３０には制御部５０が接続され、この制御部５０は、駆動回路３０の出力を制御する。すなわち、制御部５０は、ユーザーが例えばリモートコントローラを用いて発信した指令に応答して駆動回路３０を制御する、つまり、モータ１０の回転数を制御する。
【００３３】
モータ１０として、ブラシレスＤＣモータが挙げられる。このモータ１０は、多相の巻き線を備えたステ−タと、永久磁石を有するロータ（図示されない）から構成される。例えば、図１に示されるように、Ｕ相巻き線１１、Ｖ相巻き線１２、Ｗ相巻き線１３の三相の巻き線がモータ１０においてスター結線される。この三相の巻き線１１、１２、１３のそれぞれに、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３を介して、駆動回路３０の出力電圧が印加される。これにより、三相の巻き線１１、１２、１３において磁界が発生し、この磁界が時間的に制御されることにより永久磁石を有するロータが回転する。このモータ１０は、例えばエアコンディショナーのコンプレッサ（圧縮機）の駆動に用いられる。
【００３４】
駆動回路３０は、コンバータ３１と、平滑コンデンサ３２と、インバータ３３とから構成される。コンバータ３１は、モータ電源２１の交流電圧を整流することによって直流電圧を生成する。インバータ３３は、平滑コンデンサ３２を介して、コンバータ３１が生成した直流電圧を受け、任意の周波数の三相交流電圧（駆動電圧）Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換する。その三相交流電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３を介して、モータ１０に供給される。
【００３５】
インバータ３３は、６個のインバータ素子（トランジスタ）４０から構成される。つまり、インバータ３３において、正アーム素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び負アーム素子４０ｄ、４０ｅ、４０ｆが三相ブリッジ接続されている。正アーム素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃのそれぞれは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３に接続され、それら配線に正側の駆動電圧を供給する。一方、負アーム素子４０ｄ、４０ｅ、４０ｆのそれぞれは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３に接続され、それら配線に負側の駆動電圧を供給する。また、インバータ素子４０ａ〜４０ｆのそれぞれには、フリーホイールダイオード４５ａ〜４５ｆが逆並列に接続される。これら６個のインバータ素子４０ａ〜４０ｆにおける通電タイミングが後述の制御部５０によって制御されることにより、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３のそれぞれに三相交流電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが印加される。
【００３６】
制御部５０は、ＭＰＵ(Micro Processing Unit)５１を備え、制御プログラムによって駆動回路３０（インバータ３３）を制御する。つまり、ＭＰＵ５１は、制御信号Ｓａ〜Ｓｆを出力することによって、ドライバ５２ａ〜５２ｆのそれぞれの動作を制御し、ドライバ５２ａ〜５２ｆのそれぞれは、インバータ素子４０ａ〜４０ｆのゲート電位を制御することによって、それらのスイッチングを制御する。また、ＭＰＵ５１は、後述される各種センサ（７０、７３、８０）からモータ駆動装置２０等に関する情報を受け取り、異常を検知した場合にエラー信号ＥＲＲを出力する。
【００３７】
また、制御部５０は、ブートストラップ回路６０を備える。このブートストラップ回路６０は、ドライバ５２ａ〜５２ｃを介して正アーム素子４０ａ〜４０ｃのゲートに接続される。このブートストラップ回路６０の機能は以下の通りである。モータ駆動時、正アーム素子４０ａ〜４０ｃのエミッタの電位はそれぞれ異なるので、それら正アーム素子４０ａ〜４０ｃを適切に駆動するには、異なる電源が必要となる。その電源を１つですますために、ブートストラップ回路６０は、ブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃを備え、このブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃは、抵抗６４ａ〜６４ｃを介してブートストラップ電源（充電用電源）６１に接続される。また、図１に示されるように、ブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃのそれぞれは、充電のためにＵ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３に接続される。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３の電位がブートストラップ電源６１の電位よりも高くなってもブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃが放電しないように、ブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃと抵抗６４ａ〜６４ｃの間には、それぞれダイオード６３ａ〜６３ｃが介挿される。このようなブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃにおける電位差は、それぞれドライバ５２ａ〜５２ｃに供給され、これにより、ドライバ５２ａ〜５２ｃは、正アーム素子４０ａ〜４０ｃのゲートに適切な電位を印加することが可能になる。逆に、ブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃが充電されていなければ、正アーム素子４０ａ〜４０ｃのスイッチングを適切に動作させることができない。
【００３８】
また、モータ駆動装置２０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３のそれぞれに流れる電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの量を検出する電流検出機構を備える。例えば、モータ駆動装置２０は、電流検出機構としてホールＣＴ（Current Transformer）のような電流検出器７０を備える。ホールＣＴは、ホール素子を利用した電流センサであり、ＡＣ成分だけでなくＤＣ成分の電流も検出することが可能である。電流検出器７０によって検出された電流量値は、電流信号回路７５に入力され、電流信号回路７５は、その電流量値に基づきデジタルの電流信号Ｓ１をＭＰＵ５１に出力する。また、図１に示されるように、電流検出器７０は、２本の配線（例えば、Ｕ相配線４１とＶ相配線４２）における電流値を検出するように設置されてもよい。この場合、Ｗ相配線４３における電流値は、他の配線における電流値との和がゼロになるように計算され求められる。
【００３９】
また、モータ駆動装置２０は、コンバータ３１とインバータ３３を接続するバスラインにおける電流を検出するバス電流検出回路７３を備える。バス電流検出回路７３は、例えば抵抗を有し、バスラインを流れる電流量に応じてバス電流信号Ｓ３をＭＰＵ５１に出力する。
【００４０】
更に、モータ駆動装置２０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３に接続された位置検出回路８０を備える。位置検出回路８０は、モータ１０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相巻き線１１、１２、１３の端子電圧と所定の基準電圧（図示されない）を比較し、非通電の巻き線（１１、１２、１３）に誘起された誘起電圧を検出する。この検出された誘起電圧に基づき、位置検出回路８０は、モータ１０内のロータの回転位置を検出し、検出結果を位置信号Ｓ２としてＭＰＵ５１に出力する。ＭＰＵ５１は、位置信号Ｓ２に基づき、制御信号Ｓａ〜Ｓｆを生成し、ドライバ５２ａ〜５２ｆに出力する。
【００４１】
後述されるように、本発明の異常検出方法の一ステップにおいて、モータ１０はモータ駆動装置２０から取り外され、代わりに治具がモータ駆動装置２０に取り付けられる。図２は、その際のモータ駆動装置２０の構成を示す回路図である。図２において、図１に示された構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付され、その説明は適宜省略される。図２に示されるように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３には、モータ１０の代わりに治具９０が接続されている。この治具９０のインピーダンスは予め把握されている。
【００４２】
以上のような構成を有するモータ駆動装置２０における異常検出方法を以下に詳細に説明する。尚、以下の記載における「異常検出方法」は、ＭＰＵ５１におけるプログラムにより自動的に実行されてもよく、「異常検出方法」に関する記載は、ＭＰＵ５１が実行する「異常検出プログラム」の記載に該当するものとする。
【００４３】
図３は、本発明に係る異常検出方法及び異常検出プログラムの手順を示すフローチャートである。本発明に係る異常検出方法は、大別すると、第１異常検出ステップ（Ｓ１０、Ｓ２０）と、第２異常検出ステップ（Ｓ４０、Ｓ５０）から成り立つ。第１異常検出ステップにおいてモータ駆動装置２０の異常が検出されると、モータ１０とインバータ３３との接続が解除され、モータ１０の代わりに治具９０がインバータ３３に接続される（Ｓ３０；図２参照）。その後、第１異常検出ステップと同様な検査が第２異常検出ステップにおいて実行される。これにより、インバータ３３の故障とモータ１０の故障を区別して検出することが可能となる。第１異常検出ステップにおいて、第１短絡故障チェックＳ１０と第１開放故障チェックＳ２０のいずれか、あるいは両方が実行される。第２異常検出ステップにおいて、第２短絡故障チェックＳ４０と第２開放故障チェックＳ５０のいずれか、あるいは両方が実行される。
【００４４】
第１短絡故障チェックＳ１０において、インバータ素子４０ａ〜４０ｆが１つずつ順次スイッチングされる（ステップＳ１１）。ここで、スイッチングとは、指定したインバータ素子（トランジスタ）４０を所定の時間にわたって継続的にＯＮした後にＯＦＦすること、及び所定の時間にわたって断続的にオンオフすることを含む。制御部５０によって、あるインバータ素子がスイッチングされた時、ＭＰＵ５１は、電流信号回路７５からの電流信号Ｓ１に基づき、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３における通電状態を判定する。また、ＭＰＵ５１は、バス電流検出回路７３からのバス電流信号Ｓ３に基づき、バスラインにおける通電状態を判定する（ステップＳ１２）。ここで、その通電の判断は、電流値が所定の閾値以上であるか否かによって判定されてもよい。
【００４５】
その結果、電流が流れなかったと判定された場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、次のインバータ素子がスイッチングされる（ステップＳ１１）。全てのインバータ素子４０のスイッチングが終了しても電流が流れなかったと判定された場合（ステップＳ１３）、検査は「正常終了」する、あるいは第１開放故障チェックＳ２０に移行する。一方、電流が流れたと判定された場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、インバータ素子４０のいずれかの「短絡故障」あるいは「モータ１０の故障（地絡など）」と判定される（ＥＲＲ１）。この時、ＭＰＵ５１は、エラー信号ＥＲＲ１を出力する。一度エラー信号ＥＲＲ１が出力された後も、全てのインバータ素子４０のスイッチングが終了するまで、第1短絡故障チェックＳ１０は続行してもよい。
【００４６】
図４は、本発明に係る第１短絡故障チェックＳ１０における検査手順を更に詳細に示すフローチャートである。本発明に係る第１短絡故障チェックＳ１０において、まず、制御部５０は、負アーム素子４０ｄ〜４０ｆを１つずつスイッチングする。例えば、Ｕ相の負アーム素子４０ｄがスイッチングされ（ステップＳ１１−１）、Ｖ相の負アーム素子４０ｅがスイッチングされ（ステップＳ１１−２）、Ｗ相の負アーム素子４０ｆがスイッチングされる（ステップＳ１１−３）。但し、ステップＳ１１−１〜ステップＳ１１−３の順番は問わない。この時、一度でもＭＰＵ５１がエラー信号ＥＲＲ１を出力した場合、正アーム素子４０ａ〜４０ｃのいずれかの「短絡故障」あるいは「モータ１０の故障」と判断される。
【００４７】
次に、制御部５０は、正アーム素子４０ａ〜４０ｃを１つずつスイッチングする。例えば、Ｕ相の正アーム素子４０ａがスイッチングされ（ステップＳ１１−４）、Ｖ相の正アーム素子４０ｂがスイッチングされ（ステップＳ１１−５）、Ｗ相の正アーム素子４０ｃがスイッチングされる（ステップＳ１１−６）。但し、ステップＳ１１−４〜ステップＳ１１−６の順番は問わない。この時、一度でもＭＰＵ５１がエラー信号ＥＲＲ１を出力した場合、負アーム素子４０ｄ〜４０ｆのいずれかの「短絡故障」あるいは「モータ１０の故障」と判断される。
【００４８】
このように、負アーム素子４０ｄ〜４０ｆのスイッチングが実行された後に、正アーム素子４０ａ〜４０ｃのスイッチングが実行される。これによる効果は以下の通りである。すなわち、負アーム素子４０ｄ〜４０ｆがスイッチングされると、三相の配線４１〜４３を介してブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃが充電される。つまり、負アーム素子４０ｄ〜４０ｆのスイッチング操作は、「短絡故障」のチェックとともに、正アーム素子４０ａ〜４０ｃのスイッチングの準備という役割も果たす。負アーム素子４０ｄ〜４０ｆの全てが「開放故障」でない限り、ブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃの充電は達成される。このように、本発明に係る異常検出方法によれば、インバータ３３の「短絡故障」を効率よく検出することができる。
【００４９】
なお、上記の各ステップにおけるスイッチングは、断続的に実行されてもよい。つまり、１つのインバータ素子を断続的にスイッチングしてもよい。この時、１回のスイッチング時間（以下、デューティと参照される）は、ゼロから序々に増加するように設定されると好ましい。これにより、短絡時の過電流が一気に流れることが防止され、他の素子にかかる負担を低減することができる。
【００５０】
以上のステップで、異常が検出された場合、検査はステップＳ３０を通して、第２短絡故障チェックＳ４０に進む。この時点では、インバータ３３の「短絡故障」と「モータ故障」を区別することはできない。一方、異常が検出されなかった場合、検査は「正常終了」する、あるいは第１開放故障チェックＳ２０に移行する。
【００５１】
図３に示される第１開放故障チェックＳ２０において、正アーム素子４０ａ〜４０ｃのうちの１つと、負アーム素子４０ｄ〜４０ｆのうちの１つが同時にスイッチングされる（ステップＳ２１）。ここで、同相のアーム素子ペア（正アーム素子４０ａと負アーム素子４０ｄ、正アーム素子４０ｂと負アーム素子４０ｅ、正アーム素子４０ｃと負アーム素子４０ｆ）は同時にスイッチングされないように設定される。つまり、Ｕ相〜Ｗ相配線４１〜４３のうち一の配線に接続された正アーム素子と、他の配線に接続された負アーム素子（以下、正負アーム素子ペアと参照される）が同時にスイッチングされる。
【００５２】
制御部５０によって、ある正負アーム素子ペアがスイッチングされた時、ＭＰＵ５１は、電流信号回路７５からの電流信号Ｓ１に基づき、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相配線４１、４２、４３における通電状態を判定する（ステップＳ２２）。ここで、その通電の判断は、電流値が所定の閾値以上であるか否かによって判定されてもよい。その結果、電流が流れないと判定された場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、その正負アーム素子ペアのいずれかの「開放故障」あるいは「モータ１０の故障（断線など）」と判定される（ＥＲＲ２）。この時、ＭＰＵ５１は、エラー信号ＥＲＲ２を出力する。この後、他の正負アーム素子ペアについても検査が行われる。
【００５３】
一方、通電状態を判定した結果、電流が流れたと判定された場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、ＭＰＵ５１は、Ｕ相〜Ｗ相配線４１〜４３における電流Ｉｕ〜Ｉｗの流れ方をチェックする（ステップＳ２３）。スイッチングされた正負アーム素子ペアから期待される電流信号Ｓ１と、実際に受け取った電流信号Ｓ１とが異なる場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、ＭＰＵ５１は、電流検出器７０が故障していると判断し、エラー信号ＥＲＲ３を出力する。例えば、Ｕ相の正アーム素子４０ａとＶ相の負アーム素子４０ｅがスイッチングされた場合、電流値ＩｕとＩｖの絶対値が等しくなるはずである。この時、電流信号Ｓ１が、Ｗ相配線４３に電流が流れたこと、あるいは、電流値ＩｕとＩｖの絶対値が等しくないことを示している場合、ＭＰＵ５１は、電流検出器７０が故障していると判断する。
【００５４】
異常通電が検出されなかった場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、制御部５０は、次の正負アーム素子ペアをスイッチングする（ステップＳ２１）。全ての正負アーム素子ペアのスイッチングが終了し、異常が検出されなかった場合（ステップＳ２４）、検査は「正常終了」する、あるいは第１短絡故障チェックＳ１０に移行する。
【００５５】
図５は、本発明に係る第１開放故障チェックＳ２０における検査手順を更に詳細に示すフローチャートである。本発明に係る第１開放故障チェックＳ２０において、まず、制御部５０は、負アーム素子４０ｄ〜４０ｆを同時にスイッチングする（ステップＳ２１−０）。これにより三相の配線４１〜４３を介してブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃが充電され、正アーム素子４０ａ〜４０ｃをスイッチングすることが可能となる。
【００５６】
次に、制御部５０は、電流検出器７０が電流を検出する配線に接続された正負アーム素子ペアをスイッチングする。例えば、図１に示されるように、電流検出器７０がＵ相配線４１及びＶ相配線４２に対して設置される場合、Ｕ相の負アーム素子４０ｄとＶ相の正アーム素子４０ｂ（ステップＳ２１−１）、あるいは、Ｕ相の正アーム素子４０ａとＶ相の負アーム素子４０ｅ（ステップＳ２１−２）をスイッチングする。図５においては、ステップＳ２１−１が最初に実行される。これにより、電流検出器７０の故障が最初の段階で検出され、電流検出器７０の故障を他の素子の故障と判断する可能性が低減される。
【００５７】
次に、制御部５０は、他の正負アーム素子ペアをスイッチングする。例えば、Ｕ相の正アーム素子４０ａとＶ相の負アーム素子４０ｅがスイッチングされ（ステップＳ２１−２）、Ｖ相の負アーム素子４０ｅとＷ相の正アーム素子４０ｃがスイッチングされ（ステップＳ２１−３）、Ｖ相の正アーム素子４０ｂとＷ相の負アーム素子４０ｆがスイッチングされ（ステップＳ２１−４）、Ｗ相の負アーム素子４０ｆとＵ相の正アーム素子４０ａがスイッチングされ（ステップＳ２１−５）、Ｗ相の正アーム素子４０ｃとＵ相の負アーム素子４０ｄがスイッチングされる（ステップＳ２１−６）。ここで、ステップＳ２１−２〜ステップＳ２１−６の順番は問わない。但し、モータ駆動装置２０が図１に示されるようにブートストラップ回路６０を備えている場合、図５に示されたような順序でスイッチングが行われると好ましい。つまり、ある相の負アーム素子をスイッチングンした直後に、その相の対応する正アーム素子をスイッチングすることが好ましい。これにより、ある相の正アーム素子がスイッチングされる前に、対応するブートストラップキャパシタが充電される。上記の各ステップにおいて、電流検出器７０がホールＣＴのようにＤＣ成分の電流を検出できる場合、検出電流に基づきデューティが調整されてもよい。これにより、配線や素子に電流が流れすぎることが防止される。
【００５８】
以上のステップにおいて、一度でもＭＰＵ５１がエラー信号ＥＲＲ２を出力した場合、インバータ素子４０ａ〜４０ｆのいずれかの「開放故障」あるいは「モータ１０の故障」と判断される。この場合、検査はステップＳ３０を通して、第２開放故障チェックＳ５０に進む。この時点では、インバータ３３の「開放故障」と「モータ故障」を区別することはできない。一方、異常が検出されなかった場合、検査は「正常終了」する、あるいは第１短絡故障チェックＳ１０に移行する。
【００５９】
このように、負アーム素子４０ｄ〜４０ｆのスイッチング（ステップＳ２１−０）が実行された後に、正負アーム素子ペアのスイッチングが実行される。これにより三相の配線４１〜４３を介してブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃが充電されるので、インバータ３３の「開放故障」チェックを効率よく実行することが可能となる。また、制御部５０は、最初に、電流検出器７０が電流を検出する配線に接続された正負アーム素子ペアをスイッチングするので、電流検出器７０の故障を最初の段階で検出することが可能となる。
【００６０】
尚、図５において、ステップＳ２１−０の代わりに、Ｖ相の負アーム素子４０ｅだけがスイッチングされてもよい。この場合、ステップＳ２１−１〜ステップＳ２１−６において、ある相の正アーム素子がスイッチングされる前に、その相の負アーム素子は既にスイッチングされているので、上記と同様の効果が得られる。
【００６１】
以上に説明された第１異常検出ステップ（Ｓ１０、Ｓ２０）において、モータ駆動装置２０の異常が検出されると、モータ１０とインバータ３３との接続が解除され、モータ１０の代わりに治具９０がインバータ３３に接続される（ステップＳ３０；図２参照）。この治具９０のインピーダンスは既知である。その後、第2異常検出ステップ（Ｓ４０、Ｓ５０）が実行される。ここで、第2異常検出ステップの手順は、第１異常検出ステップの手順と同一である。
【００６２】
第２短絡故障チェックＳ４０において、インバータ素子４０ａ〜４０ｆが１つずつ順次スイッチングされる（ステップＳ４１）。ＭＰＵ５１は、電流信号回路７５からの電流信号Ｓ１に基づき、Ｕ相〜Ｗ相配線４１、４２、４３における通電状態を判定する。また、ＭＰＵ５１は、バス電流検出回路７３からのバス電流信号Ｓ３に基づき、バスラインにおける通電状態を判定する（ステップＳ４２）。全てのインバータ素子４０のスイッチングが終了しても電流が流れなかったと判定された場合（ステップＳ４３）、「モータ１０の故障」であると判断することができる（ＥＲＲ５）。一方、電流が流れたと判定された場合（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、インバータ素子４０のいずれかの「短絡故障」と判定される（ＥＲＲ４）。この時、ＭＰＵ５１は、エラー信号ＥＲＲ４を出力する。
【００６３】
図６は、この第２短絡故障チェックＳ４０における検査手順を更に詳細に示すフローチャートである。第２短絡故障チェックＳ４０において、まず、制御部５０は、負アーム素子４０ｄ〜４０ｆを１つずつスイッチングする。例えば、Ｕ相の負アーム素子４０ｄがスイッチングされ（ステップＳ４１−１）、Ｖ相の負アーム素子４０ｅがスイッチングされ（ステップＳ４１−２）、Ｗ相の負アーム素子４０ｆがスイッチングされる（ステップＳ４１−３）。但し、ステップＳ４１−１〜ステップＳ４１−３の順番は問わない。これにより、ブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃが充電される。この時、一度でもＭＰＵ５１がエラー信号ＥＲＲ４を出力した場合、正アーム素子４０ａ〜４０ｃのいずれかの「短絡故障」と判断される（ＥＲＲ４−１）。
【００６４】
次に、制御部５０は、正アーム素子４０ａ〜４０ｃを１つずつスイッチングする。例えば、Ｕ相の正アーム素子４０ａがスイッチングされ（ステップＳ４１−４）、Ｖ相の正アーム素子４０ｂがスイッチングされ（ステップＳ４１−５）、Ｗ相の正アーム素子４０ｃがスイッチングされる（ステップＳ４１−６）。但し、ステップＳ４１−４〜ステップＳ４１−６の順番は問わない。この時、一度でもＭＰＵ５１がエラー信号ＥＲＲ４を出力した場合、負アーム素子４０ｄ〜４０ｆのいずれかの「短絡故障」と判断される（ＥＲＲ４−２）。
【００６５】
上記ステップＳ４１−１〜ステップＳ４１−６を通して、ＭＰＵ５１がエラー信号ＥＲＲ４を一度も出力しなかった場合、「モータ１０の故障」であると判断することができる（ＥＲＲ５）。このように、本発明の異常検出方法によれば、インバータ３３の「短絡故障」とモータ１０の故障を区別して検出することが可能となる。
【００６６】
第２開放故障チェックＳ５０において、正負アーム素子ペアが同時にスイッチングされる（ステップＳ５１）。ＭＰＵ５１は、電流信号回路７５からの電流信号Ｓ１に基づき、Ｕ相〜Ｗ相配線４１〜４３における通電状態を判定する（ステップＳ５２）。その結果、全てのスイッチング操作において電流が流れたと判定された場合（ステップＳ５３）、「モータ１０の故障」であると判断することができる（ＥＲＲ６）。一方、一度でも電流が流れないと判定された場合（ステップＳ５２；Ｎｏ）、インバータ素子４０のいずれかの「開放故障」と判定される（ＥＲＲ７）。この時、ＭＰＵ５１は、エラー信号ＥＲＲ７を出力する。
【００６７】
図７は、第２開放故障チェックＳ５０における検査手順を更に詳細に示すフローチャートである。第２開放故障チェックＳ５０において、まず、制御部５０は、負アーム素子４０ｄ〜４０ｆを同時にスイッチングする（ステップＳ５１−０）。これによりブートストラップキャパシタ６２ａ〜６２ｃが充電される。
【００６８】
次に、制御部５０は、正負アーム素子ペアをスイッチングする。例えば、Ｕ相の負アーム素子４０ｄとＶ相の正アーム素子４０ｂがスイッチングされ（ステップＳ５１−１）、Ｕ相の正アーム素子４０ａとＶ相の負アーム素子４０ｅがスイッチングされ（ステップＳ５１−２）、Ｖ相の負アーム素子４０ｅとＷ相の正アーム素子４０ｃがスイッチングされ（ステップＳ５１−３）、Ｖ相の正アーム素子４０ｂとＷ相の負アーム素子４０ｆがスイッチングされ（ステップＳ５１−４）、Ｗ相の負アーム素子４０ｆとＵ相の正アーム素子４０ａがスイッチングされ（ステップＳ５１−５）、Ｗ相の正アーム素子４０ｃとＵ相の負アーム素子４０ｄがスイッチングされる（ステップＳ５１−６）。ここで、ステップＳ５１−２〜ステップＳ５１−６の順番は問わない。但し、モータ駆動装置２０が図１に示されるようにブートストラップ回路６０を備えている場合、図７に示されたような順序でスイッチングが行われると好ましい。つまり、ある相の負アーム素子をスイッチングンした直後に、その相の対応する正アーム素子をスイッチングすることが好ましい。これにより、ある相の正アーム素子がスイッチングされる前に、対応するブートストラップキャパシタが充電される。
【００６９】
以上のステップにおいて、一度でもＭＰＵ５１がエラー信号ＥＲＲ７を出力した場合、インバータ素子４０ａ〜４０ｆのいずれかの「開放故障」と判断される（ＥＲＲ７）。例えば、正アーム素子４０ａが「開放故障」の状態にある場合、少なくともステップＳ５１−２とステップＳ５１−５においてエラー信号ＥＲＲ７が出力される。「開放故障」の状態にあるインバータ素子４０ａ〜４０ｆの組み合わせ（６４通り）に応じて、エラー信号ＥＲＲ７の出力パターンも変化する。このエラー信号ＥＲＲ７の出力パターンから、どのインバータ素子が「開放故障」の状態にあるかを決定することができる。
【００７０】
一方、上記ステップＳ５１−１〜ステップＳ５１−６を通して、ＭＰＵ５１がエラー信号ＥＲＲ７を一度も出力しなかった場合、「モータ１０の故障」であると判断することができる（ＥＲＲ６）。このように、本発明の異常検出方法によれば、インバータ３３の「短絡故障」とモータ１０の故障を区別して検出することが可能となる。
【００７１】
また、本発明に係る異常検出方法において、モータ１０の代わりに治具９０がモータ駆動装置２０に取り付けられた後（ステップＳ３０）、図３に示されるように、モータ１０を実際に駆動する場合と同様のスイッチング手順で、制御部５０がインバータ３３を制御してもよい（ステップＳ６０）。この時、ＭＰＵ５１は、位置検出回路８０から出力される位置信号Ｓ２が、インバータ３３のスイッチング手順に応じてどのように変化するかを監視する。
【００７２】
位置信号Ｓ２が変化する周期が、スイッチング手順の周期に対応しない場合、ＭＰＵ５１は、位置検出回路８０が故障していると判断する（ＥＲＲ８）。この時、ＭＰＵ５１は、「位置検出回路故障」を示すエラー信号ＥＲＲ８を出力する。一方、位置信号Ｓ２が、スイッチング手順の周期に対応して変化する場合、インバータ３３が正常に動作していることが確認されるので、モータ１０が故障していると判断することができる（ＥＲＲ９）。以上に説明されたように、モータ駆動の制御に利用されるセンサの異常を、モータ１０を駆動することなく検出することが可能となる。従って、異常があるモータ駆動装置２０の異常検出プロセスにおいて、実際のモータ駆動に使用されるスイッチング手順によりモータ１０が異常に動作してしまうことが防止され、モータ１０が破損することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、本発明に係る異常検出方法及び異常検出プログラムが適用されるモータ駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２】図２は、本発明に係る異常検出方法及び異常検出プログラムが適用されるモータ駆動装置の構成を示す回路図である。
【図３】図３は、本発明に係る異常検出方法及び異常検出プログラムの手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明に係る第1短絡故障チェックの手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明に係る第1開放故障チェックの手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明に係る第２短絡故障チェックの手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明に係る第２開放故障チェックの手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１０    モータ
２０    モータ駆動装置
２１    モータ電源
３０    駆動回路
３１    コンバータ
３２    平滑コンデンサ
３３    インバータ
４０    インバータ素子
４０ａ〜４０ｃ  正アーム素子
４０ｄ〜４０ｆ  負アーム素子
４１    Ｕ相配線
４２    Ｖ相配線
４３    Ｗ相配線
５０    制御部
５１    ＭＰＵ
５２ａ〜５２ｆ  ドライバ    
６０    ブートストラップ回路
６２ａ〜６２ｃ  ブートストラップキャパシタ
７０    電流検出器
７５    電流信号回路
８０    位置検出回路
９０    治具
【図１】
2005210830.tif 000003
【図２】
2005210830.tif 000004
【図３】
2005210830.tif 000005
【図４】
2005210830.tif 000006
【図５】
2005210830.tif 000007
【図６】
2005210830.tif 000008
【図７】
2005210830.tif 000009