(57)【要約】【課題】 故障検出用の構成をできるだけ追加しないで、電源をＯＮとした時の故障の判定が可能なブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置を提供する。【解決手段】  電源ＯＮ時の診断動作として、ＦＥＴ故障または回路短絡故障の確認(S1)が開始され、まず、電源ＯＮ時の電流指令０Ａ状態で、電流が検知されるかどうかが判定される(S2)。この電流検知の判定がＹＥＳであれば、上側・下側ＦＥＴ故障と判定できる(S3)。次の故障判定では、コンパレート信号が変化するかどうかが判定される(S4)。コンパレート信号が変化した場合には、上側ＦＥＴ故障(S5)と判定できる。次の故障判定では、上側ＦＥＴゲート信号が１相のみＯＮとされる(S6)。その上で、電流センサの出力の有無が判定される(S7)。この電流検知の判定がＹＥＳであれば、下側ＦＥＴの故障と判定できる(S8)。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンパレータによって３相の相電圧と基準電圧とを比較して各相の回転位置推定信号を生成する回転位置推定信号生成手段と、前記各相の回転位置推定信号に基づいてＰＷＭ方式で３相への通電を制御する通電制御手段とを備え、前記通電制御手段は、前記各相の上下アームにそれぞれ設けられた合計６個の上下スイッチング素子を有するスイッチング回路と、前記スイッチング回路を構成する前記各スイッチング素子にゲート信号を出力するゲートドライブ回路と、前記スイッチング回路を介してモータに電力を供給する直流電源とを備えているブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置において、
電源ＯＮ時の故障を判定する故障判定手段をさらに備えており、前記故障判定手段は、電源ＯＮ後に前記コンパレータによって前記３相の相電圧と前記基準電圧とを比較して、コンパレート信号が変化した場合に、上スイッチング素子の故障と判定する上スイッチング素子故障判定手段を有していることを特徴とするブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置。
【請求項２】
前記故障判定手段は、電源ＯＮ後にいずれか１つの上スイッチング素子をＯＮとするために１組のゲート信号をＯＮにし、この際に電流を検出した場合に下スイッチング素子の故障と判定する下スイッチング素子故障判定手段をさらに有していることを特徴とする請求項１のブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置。
【請求項３】
前記故障判定手段は、電源ＯＮ後に電流を検出した場合に上下両方のスイッチング素子の故障と判定する上下スイッチング素子故障判定手段をさらに有していることを特徴とする請求項１または２のブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置。
【請求項４】
前記故障判定手段は、前記各相の相電圧の切替時間が所定時間内に変更されない場合、前記モータが回転していないと判断するロック検出手段をさらに有していることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載のブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置に関し、さらに詳しくは、例えば、油の吸入および吐出を行うポンプを駆動するのに適したブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスミッションには油圧ポンプにより油圧が供給されるが、省エネルギなどの観点から停車時にエンジンを停止するいわゆるアイドルストップ（アイドリングストップ）を行う自動車では、アイドルストップ時にもトランスミッションへの油圧供給を確保するために、電動油圧ポンプが使用されるようになっている。
【０００３】
自動車に搭載されるポンプ駆動用電動モータとして、ブラシレスＤＣモータが用いられるようになっている。このような電動ポンプでは、小スペース・低コストが求められるため、回転位置検出センサを用いずにモータを駆動するいわゆるセンサレス制御が行われている。
【０００４】
ブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置としては、コンパレータによって３相の相電圧と基準電圧とを比較して各相の回転位置推定信号を生成する回転位置推定信号生成手段と、各相の回転位置推定信号に基づいてＰＷＭ方式で３相への通電を制御する通電制御手段とを備え、通電制御手段は、各相の上下アームにそれぞれ設けられた合計６個の上下スイッチング素子を有するスイッチング回路と、スイッチング回路を構成する各スイッチング素子にゲート信号を出力するゲートドライブ回路と、スイッチング回路を介してモータに電力を供給する直流電源とを備えているものが知られている（特許文献１）。
【０００５】
小スペース・低コストという点から、制御装置の故障を検出する装置についても、必要最低限に設定されており、従来、電源をＯＮとした時点では、故障の判定は行われておらず、このため、モータを起動させた後、故障が判明することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７１７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の従来のブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置においては、電源をＯＮとした時点での故障の判定が望まれているが、この場合に、故障検出用の構成をできるだけ追加しないで、故障判定を行うことが課題となっている。
【０００８】
この発明の目的は、故障検出用の構成をできるだけ追加しないで、電源をＯＮとした時の故障の判定が可能なブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によるブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置は、コンパレータによって３相の相電圧と基準電圧とを比較して各相の回転位置推定信号を生成する回転位置推定信号生成手段と、前記各相の回転位置推定信号に基づいてＰＷＭ方式で３相への通電を制御する通電制御手段とを備え、前記通電制御手段は、前記各相の上下アームにそれぞれ設けられた合計６個の上下スイッチング素子を有するスイッチング回路と、前記スイッチング回路を構成する前記各スイッチング素子にゲート信号を出力するゲートドライブ回路と、前記スイッチング回路を介してモータに電力を供給する直流電源とを備えているブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置において、電源ＯＮ時の故障を判定する故障判定手段をさらに備えており、前記故障判定手段は、電源ＯＮ後に前記コンパレータによって前記３相の相電圧と前記基準電圧とを比較して、コンパレート信号が変化した場合に、上スイッチング素子の故障と判定する上スイッチング素子故障判定手段を有していることを特徴とするものである。
【００１０】
故障判定手段により、電源ＯＮ時にモータ駆動用の各スイッチング素子（ＦＥＴ）の故障（主に短絡）の有無が検知される。各スイッチング素子は、直流電源に直接接続されているので、これを利用しての故障検知となる。故障検知に必要なコンパレータは、故障判定手段用として追加されるのではなく、回転位置推定信号生成手段において３相の相電圧と基準電圧とを比較するために使用されているコンパレータが兼用される。また、電源についても、モータを駆動するための直流電源を使用することができる。これにより、ハードウエア構成を追加することなく（ソフトウエアの追加だけで）、電源ＯＮ時の故障判定を実施することができる。３相の相電圧と基準電圧との比較結果に関しては、各スイッチング素子が正常であれば、電源ＯＮ後には、すべてが「０」となり、上スイッチング素子が短絡していれば、相電圧が基準電圧よりも大きくなる（通常は、「１」となる）。また、下スイッチング素子が短絡している場合には、「０」が維持される。これにより、電源をＯＮした時点で、上スイッチング素子の故障判定を実施することができる。
【００１１】
前記故障判定手段は、電源ＯＮ後にいずれか１つの上スイッチング素子をＯＮとするために１組のゲート信号をＯＮにし、この際に電流を検出した場合に下スイッチング素子の故障と判定する下スイッチング素子故障判定手段をさらに有していることがある。
【００１２】
また、前記故障判定手段は、電源ＯＮ後に電流を検出した場合に上下両方のスイッチング素子の故障と判定する上下スイッチング素子故障判定手段をさらに有していることがある。
【００１３】
さらにまた、前記故障判定手段は、各相の相電圧の切替時間が所定時間内に変更されない場合、モータが回転していないと判断するロック検出手段をさらに有していることがある。このようにすると、故障検出用の構成を追加することなく、モータが回転していないことの判定を正確に行うことができる。
【００１４】
上スイッチング素子故障判定手段、下スイッチング素子故障判定手段および上下スイッチング素子故障判定手段は、いずれも、故障検出用の構成を追加することなく、電源をＯＮとした時の故障の判定を可能とするものであり、また、ロック検出手段は、故障検出用の構成を追加することなく、モータ運転時の故障の判定を可能とするものであり、こうして、センサレス制御装置に備わっている構成だけを使用しての故障判定が可能となり、この故障判定によって、制御装置に異常がある状態で運転することを防止できる。
【００１５】
なお、上スイッチング素子故障判定手段、下スイッチング素子故障判定手段および上下スイッチング素子故障判定手段による故障判定は、電源をＯＮにした後にも、適宜なタイミングで実施するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置によれば、センサレス制御で使用されているコンパレータを故障検出用にも使用することで、新たな回路を増設する必要がなく、さらに、電源についても、モータを駆動するための直流電源を使用するので、検査用の試験電圧印加手段を加える必要がない。こうして、センサレス制御装置に備わっている構成だけを使用しての故障判定が可能となり、この故障判定によって、制御装置に異常がある状態で運転することを防止でき、無駄な駆動に使用される電力の削減や安全性向上に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、この発明のブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の回転位置推定信号生成装置の構成の１例を示すブロック図である。
【図３ａ】図３ａは、センサレス制御装置の各部の信号の１例を示すタイムチャートであり、３相の回転位置推定信号および各スイッチング素子の通電を制御する通電信号を示している。
【図３ｂ】図３ｂは、センサレス制御装置の各部の信号の１例を示すタイムチャートであり、各スイッチング素子に対するスイッチング素子制御信号を示している。
【図４ａ】図４ａは、センサレス制御装置の各部の信号の１例を示すタイムチャートであり、各相の相電圧のパターンを示している。
【図４ｂ】図４ｂは、センサレス制御装置の各部の信号の１例を示すタイムチャートであり、各相の駆動電圧の出力パターンを示している。
【図５】図５は、モータの故障検出ステップを示すフローチャートである。
【図６】図６は、追加される故障検出装置の構成の１例を示すブロック図である。
【図７】図７は、図６に示す故障検出装置を使用しての故障検出ステップ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】
【００１８】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、ブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置の構成を概略的に示している。
【００２０】
このブラシレスＤＣモータのセンサレス制御装置は、自動車に搭載されて油の吸入および吐出を行うポンプ(11)を駆動するブラシレスＤＣモータ(1)を、自動車に搭載されたバッテリよりなる直流電源(2)を用いて、片側ＰＷＭ方式で駆動するものであり、３相の相電圧に基づいてディジタル方式で各相の回転位置推定信号を生成する回転位置推定信号生成手段である回転位置推定信号生成装置(3)と、各相の回転位置推定信号に基づいてＰＷＭ方式で直流電源(2)から３相への通電を制御する通電制御手段である通電制御装置(4)とから構成されている。直流電源(2)の電源電圧をＥとする。３相の相電圧は、それぞれ、Ｖu、Ｖv、Ｖwとし、Ｖで総称する。３相の回転位置推定信号は、それぞれ、Ｈu、Ｈv、Ｈwとし、Ｈで総称する。
【００２１】
通電制御装置(4)は、通電信号生成手段(5)と、スイッチング回路(6)と、電流検出器(7)と、電流制御部（電流制御手段）(8)と、ＰＷＭ駆動手段（9）と、ゲートドライブ回路(10)とから構成されている。
【００２２】
回転位置推定信号生成装置(3)は、図２に示すように、電圧比較回路(13)と、極性決定手段(14)とを備えており、モータ(1)のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の相電圧Ｖに基づいて、各相の回転位置推定信号Ｈを生成する。
【００２３】
電圧比較回路(13)は、各相にそれぞれ対応する３つのコンパレータ(15u)(15v)(15w)を備えている。コンパレータ(15u)(15v)(15w)は、モータ(1)の各相のステータ巻線の各端子電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwと電源電圧Ｅの１／２の電圧Ｖａとをそれぞれ比較する。コンパレータは、符号(15)で総称する。
【００２４】
電源電圧Ｅの１／２の電圧Ｖａは、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと比較されて、ゼロクロス点を検出するための基準電圧となる。コンパレータ(15u)(15v)(15w)の比較結果は、各端子電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwの方が大である場合は「１」、小である場合は「０」であるディジタル信号Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗとして、極性決定手段(14)に例えば１６ＫＨｚの周波数でサンプリングされる。
【００２５】
極性決定手段(14)は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）により構成され、ディジタル信号Ｂu、Ｂv、Ｂwのパターンの取るべき規則的な変化パターンを記憶しているメモリ(14a)およびタイマ(14b)を備えている。
【００２６】
極性決定部(14)は、サンプリングしたディジタル信号Ｂu、Ｂv、Ｂwのパターンとメモリ(14a)が記憶している規則的な変化パターンに基づき、ゼロクロス点を検出する。極性決定部(14)は、ゼロクロス点を検出したときは、前回のクロス点検出からの時間であるゼロクロス点間隔を求め、求めたゼロクロス点間隔の１／２を遅延時間とする。極性決定部(14)は、メモリ(14a)が記憶している規則的な変化パターンに基づきコンパレータ(15u)(15v)(15w)の出力信号から遅延時間分遅延させた各相の回転位置推定信号Ｈを作成して、通電制御手段(4)に与える。
【００２７】
通電信号生成手段(5)は、回転位置推定信号生成手段(3)により生成される回転位置推定信号Ｈに基づいて、各素子の通電をそれぞれ制御するための通電信号Ｃu+、Ｃu-、Ｃv+、Ｃv-、Ｃw+、Ｃw-を生成するものである。通電信号は、Ｃで総称する。通電信号生成手段(5)は、ＭＰＵにより構成されてもよいし、専用のディジタル回路により構成されてもよい。
【００２８】
スイッチング回路(6)は、直流電源(2)からモータ(1)のＵ相への通電を制御する上アームスイッチング素子(16u+)および下アームスイッチング素子(16u-)、Ｖ相への通電を制御する上アームスイッチング素子(16v+)および下アームスイッチング素子(16v-)、Ｗ相への通電を制御する上アームスイッチング素子(16w+)および下アームスイッチング素子(16w-)を備えている。各上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)と各下アームスイッチング素子(16u-)(16v-)(16w-)との接続点は、モータ(1)のステータ巻線の端子に各相ごとに接続されている。スイッチング素子は、符号（16）で総称する。
【００２９】
電流検出器(7)は、電流測定回路をスイッチング回路(6)に接続してモータ電流を検出するものである。モータ(1)のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のステータ巻線に流れる合計電流値が電流検出器(7)により検出されている。
【００３０】
電流制御部(8)は、電流検出器(7)から検出されたモータ(1)の電流検出値Aと電流指令値Aaとを比較し、両者の大小関係に基づき、モータ(1)をＰＷＭ駆動するための電流制御信号Ａpwmを作成し、ＰＷＭ駆動手段(9)へ送るものである。
【００３１】
ＰＷＭ駆動手段(9)は、与えられた通電信号Ｃおよび電流制御信号Ａpwmに基づいて、各スイッチング素子(16)に対するスイッチング素子制御信号Ｄu+、Ｄu-、Ｄv+、Ｄv-、Ｄw+、Ｄw-を作成し、ゲートドライブ回路(10)へ出力するものである。スイッチング素子制御信号はＤで総称する。
【００３２】
ゲートドライブ回路(10)は、与えられたスイッチング素子制御信号Ｄに基づいて、各スイッチング素子(16)をオン／オフ駆動し、モータ(1)のステータ巻線に回転磁界を発生させるものである。各スイッチング素子(16)のオン／オフ駆動に伴い、各相の駆動電圧が変化する。
【００３３】
図３および図４は、制御装置の各部における信号の１例を示すタイムチャートである。
【００３４】
回転位置推定信号Ｈ（図３ａ）は、０と１で表わされ、電気角１８０度ごとに極性が反転する。Ｖ相の回転位置推定信号Ｈvは、Ｕ相の回転位置推定信号Ｈuに対して１２０度遅れており、Ｗ相の回転位置推定信号Ｈwは、さらにＶ相の回転位置推定信号Ｈvに対して１２０度遅れている。
【００３５】
通電信号Ｃ（図３ａ）は、電気角３６０度のうち、所定の１２０度だけ連続してオンになり、これによりいわゆる１２０度通電が行なわれる。Ｕ相上アームの通電信号Ｃu+は、Ｕ相の回転位置推定信号Ｈuの立ち上がりから電気角１２０度の間だけオンになる。Ｕ相下アームの通電信号Ｃu-は、Ｕ相の回転位置推定信号Ｈuの立ち下がりから１２０度の間だけオンになる。Ｖ相の上アームの通電信号Ｃv+は、Ｖ相の回転位置推定信号Ｈvの立ち上がりから１２０度の間だけオンになる。Ｖ相の下アームの通電信号Ｃv-は、Ｖ相の回転位置推定信号Ｈvの立ち下がりから１２０度の間だけオンになる。Ｗ相の上アームの通電信号Ｃw+は、Ｗ相の回転位置推定信号Ｈwの立ち上がりから１２０度の間だけオンになる。Ｗ相の下アームの通電信号Ｃw-は、Ｗ相の回転位置推定信号Ｈwの立ち下がりから１２０度の間だけオンになる。
【００３６】
スイッチング素子制御信号Ｄ（図３ｂ）は、オンとオフで表わされる。３相の上アームの制御信号Ｄu+、Ｄv+、Ｄw+は、対応する通電信号Ｃu+、Ｃv+、Ｃw+がオンの間、オンに固定される。３相の下アームの制御信号Ｄu-、Ｄv-、Ｄw-は、対応する通電信号Ｃu-、Ｃv-、Ｃw-がオンの間、電流制御信号Ａpwmに応じてオン・オフ制御される。
【００３７】
上記のような制御信号Ｄを用いてスイッチング素子(16)を駆動することにより、いわゆる片側ＰＷＭ駆動が行なわれ、その結果、３相の相電圧Ｖは、図４ａに示すように変化する。図４ａにおいて、各相の相電圧は、それぞれ１２０度異なっており、それぞれの正負電圧区間である１８０度の電気角の内、中央部の１２０度の区間で通電されている。１２０度の通電区間外の６０度の区間には、各相の誘起電圧が露出している。各相の駆動電圧は、図４ｂに示すように、スイッチング素子制御信号Ｄのオン・オフと同様のパターンで正負電圧区間のパターンが変化する。
【００３８】
図３および図４に示すように、各相の回転位置推定信号Ｈの位相は、誘起電圧の位相に対して３０度遅れている。
【００３９】
図１において、起動時には、強制転流モードとされ、起動指令が通電信号生成手段(5)に与えられる。通電信号生成手段(5)は、起動指令を受けた際にメモリ内に記憶した通電パターンをＰＷＭ駆動手段(9)へ与える。これは、モータ(1)のロータ位置に関係なく行われる。回転数の増加は、周波数を上げていくことで行われ、電流については、電流制御部(8)からの電流制御信号Ａpwmによるのではなく、直流電源(2)から、ＰＷＭ駆動手段(9)のメモリ内に記憶した値に基づき、一定の電流が与えられる。ＰＷＭ駆動手段(9)は、通電信号生成手段(5)からの通電信号Ｃに基づいて、各スイッチング素子(16)に対するスイッチング素子制御信号Ｄをゲートドライブ回路(10)に出力し、これにより、各スイッチング素子(16)がオン／オフ駆動され、モータ(1)のステータ巻線に強制転流のための回転磁界が発生する。
【００４０】
強制転流を行うことで、モータ(1)のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwが大きくなり、これに基づいて、回転位置推定信号生成手段(3)では、各相の回転位置推定信号Ｈ（Ｈu、Ｈv、Ｈw）が生成可能（すなわち、ロータ位置の検出が可能）となる。これにより、通電信号生成手段(5)は、回転位置推定信号生成手段(3)により生成される回転位置推定信号Ｈに基づいて、通電信号Ｃを生成する。ＰＷＭ駆動手段(9)は、この通電信号Ｃおよび電流制御信号Ａpwmに基づいて、各スイッチング素子(16)に対するスイッチング素子制御信号Ｄを作成し、ゲートドライブ回路(10)に与える。こうして、強制転流モードからセンサレス制御モードに移行する。
【００４１】
上記において、強制転流モードを開始する前、すなわち、直流電源(2)をＯＮとした時点では、センサレス制御装置の故障の判定は行われていない。このため、モータ(1)を起動させた後、故障が判明することになり、電力が無駄な駆動に使用されたり、安全性が低下したりする可能性がある。
【００４２】
そこで、この発明によるセンサレス制御装置では、極性決定部(14)に電源ＯＮ時の故障判定手段が設けられている。この故障判定手段は、スイッチング回路(6)の上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)および下アームスイッチング素子(16u-)(16v-)(16w-)について、電圧比較回路(13)のコンパレータ(15)を使用して、図５に示すステップによって行われる。
【００４３】
スイッチング回路(6)の上下アームスイッチング素子(16)は、耐熱温度が１００℃〜３００℃のＦＥＴからなるものがあり、高温などの厳しい使用環境で使用された場合には、短絡故障が発生する可能性がある。
【００４４】
スイッチング回路(6)の上下アームスイッチング素子(16)の故障モードとしては、上下両方が故障している場合（上側・下側ＦＥＴ故障）、上だけが故障している場合（上側ＦＥＴ故障）および下だけが故障している場合（下側ＦＥＴ故障）に分けて検知することができる。
【００４５】
上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)および下アームスイッチング素子(16u-)(16v-)(16w-)の両方（少なくとも上下１つずつ）が短絡している場合、上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)、モータ(1)および下アームスイッチング素子(16u-)(16v-)(16w-)からなる回路に、直流電源(2)による電流が流れる。したがって、電源がＯＮされただけで、電流指令値がまだ０であるうちに電流が流れた場合、上下アームスイッチング素子(16)が両方とも故障していると判定できる（上側・下側ＦＥＴ故障）。
【００４６】
また、上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)の少なくとも１つが短絡していて、下アームスイッチング素子(16u-)(16v-)(16w-)が正常である場合、直流電源(2)による電圧が短絡している上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)を介してモータ(1)に与えられる。これにより、電圧比較回路(13)のコンパレータ(15)に、故障している上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)に対応している相の電圧が入力し、コンパレート信号が変化（例えば、通常「０」となるはずの信号が「１」に変化）する。したがって、電源がＯＮされただけで、コンパレート信号が変化した場合、上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)が故障していると判定できる（上側ＦＥＴ故障）。
【００４７】
また、上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)が正常で、下アームスイッチング素子(16u-)(16v-)(16w-)の少なくとも１つが短絡している場合、上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)のいずれか１つだけに電流を流すようにした状態で、上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)、モータ(1)および下アームスイッチング素子(16u-)(16v-)(16w-)からなる回路に、直流電源(2)による電流が流れる。上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)のいずれか１つだけに電流を流すには、ゲートドライブ回路(10)からの信号をＯＮとすることが必要である。したがって、電源ＯＮ後に、ゲートドライブ回路(10)から上アームスイッチング素子(16u+)(16v+)(16w+)のいずれか１つをＯＮとする信号を出力し、電流が流れた場合、下アームスイッチング素子(16u-)(16v-)(16w-)が故障していると判定できる（下側ＦＥＴ故障）。
【００４８】
図５に示すように、電源ＯＮ時の診断動作として、ＦＥＴ故障または回路短絡故障の確認(S1)が開始され、まず、電源ＯＮ時の電流指令値が０（ゼロ）Ａの状態で、電流が検知されるかどうかが判定される(S2)。この電流検知の判定がＹＥＳであれば、過電流フェールであり、この原因として、上側・下側ＦＥＴ故障と判定できる(S3)。電流検知の判定がＮｏの場合は、正常であり、次の故障判定へと進む。次の故障判定では、コンパレータ(15)のコンパレート信号が変化するかどうかが判定される(S4)。コンパレート信号が変化した場合には、上側ＦＥＴ故障(S5)と判定できる。コンパレート信号が変化していなければ、正常であり、次の故障判定へと進む。次の故障判定では、ゲートドライブ回路(10)のうちの上側ＦＥＴゲート信号が１相のみＯＮとされる(S6)。その上で、電流センサ（電力検出器(7)）の出力の有無が判定される(S7)。この電流検知の判定がＹＥＳであれば、下側ＦＥＴの故障と判定できる(S8)。全ての判定がＮｏであれば、正常となり、次の診断モード(S9)へ移行する。
【００４９】
こうして、センサレス制御装置に備わっている構成だけを使用しての故障判定が可能となり、この故障判定によって、制御装置に異常がある状態で運転することを防止でき、無駄な駆動に使用される電力の削減や安全性向上に効果がある。
【００５０】
なお、上側ＦＥＴゲート信号が１相のみＯＮとされたときに(S6)、電流検知の判定に加えて、コンパレート信号が変化するかどうかを判定してもよく、これにより、モータ(1)に絶縁箇所がないかを検知することができる。具体的には、上側ＦＥＴゲート信号を１相のみＯＮとして、例えば、Ｕ相のコンパレータ(15u)から出力があり、Ｖ相のコンパレータ(15v)が０Ｖのままの場合、モータ(1)のＵ相とＶ相との間に絶縁箇所があると判断できる。
【００５１】
次の診断モードの１例を図６および図７に示す。ここでは、電源ＯＮ時の診断動作として、Ａ／Ｄ変換器が正常かどうかが確認される。Ａ／Ｄ変換器は、図示省略しているが、回転位置推定信号生成手段(3)を含んだハードウエア構成としてのＣＰＵに設けられて、相電圧をディジタル値に変換する。
【００５２】
図６において、ＣＰＵ(21)のＡ／Ｄ変換ポート(22)に電圧信号および電流信号が電圧信号線(23)および電流信号線(24)を介してそれぞれ接続されており、これにそれぞれ２．５Ｖ（全電圧の１／２）の試験電圧印加手段(25)(26)が接続されている。電圧信号線(23)および各試験電圧印加手段(25)(26)には、スイッチ(27)(28)(29)が設けられており、診断モード終了後には、電圧信号線(23)のスイッチ(27)がオフからオンに、各試験電圧印加手段(25)(26)のスイッチ(28)(29)が、オンからオフに切り換えられる。
【００５３】
図７において、追加の診断動作として、Ａ／Ｄ変換器故障確認(S1)が開始され、Ａ／Ｄ変換器の最大値を５Ｖ、最小値を０Ｖとした場合、まず、２．５Ｖ（これに限定されるものではない）のアナログ電圧を印加した状態(S2)において、得られた電圧が０Ｖであるか５Ｖであるかが判定される(S3)。得られた電圧が５Ｖであれば、電源電圧(2)と短絡していると判断でき、得られた電圧が０Ｖであれば、グランドと短絡していると判断できるので、いずれの場合でも、故障検出フェールとされる(S4)。得られた電圧が０Ｖまたは５Ｖ以外の場合には、次の故障判定へと進む。次の故障判定では、さらに、検出電圧許容値以内かが確認される(S5)。すなわち、２．５Ｖの印加電圧が正確に２．５Ｖに変換されているかが確認され、誤差が許容範囲を超えている場合（Ｎｏの場合）には、故障検出フェールとされ(S6)、Ｙｅｓの場合には、正常と判断されて、ＥＯＰ（電動ポンプ(11)）が正常であると判定して、次の運転モードへ移行する(S7)。
【００５４】
上記Ａ／Ｄ変換器の故障判定には、試験電圧印加手段(25)(26)の追加が必要となるが、高価なＣＰＵを使用する必要はなく、スイッチング回路(6)のＦＥＴの故障判定と組み合わせることで、電源ＯＮ時の故障判定でより多くの故障を確認することができ、この故障判定によって、センサレス制御装置に異常がある状態で運転することを防止でき、無駄な駆動に使用される電力の削減や安全性向上効果をさらに高めることができる。
【００５５】
モータ(1)が回転すると、図４ａに示すように、誘起電圧が生じるので、このゼロクロス点に基づいて、センサレス制御が適切に行われる。ここで、回転すべきモータ(1)が回転していない場合、故障と判断する必要がある。しかしながら、駆動電圧が図４ｂのように変化することで、この駆動電圧のゼロクロス点を誘起電圧のゼロクロス点とみなして、モータ(1)の制御を続ける（誤作動の）可能性がある。すなわち、モータ(1)が回転していない場合には、ロック検出フェールという故障モードとする必要があるが、この故障が検知されない可能性がある。
【００５６】
誘起電圧と駆動電圧とを比較すると、前者は、電動ポンプ(11)の脈動などによって、パターン切替時間が変動し、これに対し、後者は、電動ポンプ(11)の影響を受けることなく、一定時間で変化する。そこで、ある一定時間内にパターン切替時間が変更されない場合、モータが回転していないと判断することができる。これに基づき、各相の相電圧の切替時間が所定のロック判定時間内に変更されない場合、モータ(1)が回転していないと判断し、ロック検出フェールとして処理することにより、モータ(1)が回転していないにもかかわらず制御装置が誤ってモータが回転していると判断してしまう状態を防止でき、モータの停止故障状態の判定精度が向上する。
【００５７】
上記において、誘起電圧であっても、短い時間であれば、磁極切替時間が一定となる可能性があり、この場合を「ロック検出」とすることがないように、ロック判定時間が設定される。ロック判定時間は、例えば、モータの１回転（または２回転）に必要な時間程度に適宜設定することができる。
【００５８】
上記実施形態では、車載用電動油圧ポンプ(11)の駆動用として使用されるブラシレスＤＣモータ(1)について説明したが、この発明は、１２０度通電矩形波駆動を採用するすべてのブラシレスＤＣモータのセンサレス駆動装置にも適用することができる。
【００５９】
なお、図１に示すブロック図において、電流制御部(8)に追加して、または、これに代えて、速度制御部を設けるようにしてもよい。速度制御部は、モータ(1)の回転子の回転速度検出値Ｓと外部から与えられた回転方向を含む回転速度設定値Ｓａとを比較し、両者の大小関係に基づいて、モータ(1)をＰＷＭ駆動するための速度制御信号Ｓpwm1を作成し、ＰＷＭ駆動手段(9)へ出力するものとされる。
【符号の説明】
【００６０】
(1) ：ブラシレスＤＣモータ
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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