JP2019068643A - 電力変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電流検出部のうち所定の電流検出部の故障を検出した後、モータ制御を継続しつつ、さらに別の電流検出部の故障を検出することを可能とする。【解決手段】故障検出処理部２９は、３相のハーフブリッジ回路の少なくとも２相について相毎に上下アームのいずれかが選択された複数のテストパターンとハーフブリッジ回路の上下アームに流れる電流の検出値を表す電流検出信号Ｓｉに基づいて故障検出処理を実行する。故障検出処理のテストパターン判定処理では、所定のテストパターンにて選択されたアームがオンする期間におけるアームに対応する電流検出値を用いて判定演算が行われ、その結果に基づいてアームに対応する電流検出部の故障判定が行われる。故障検出処理の最終故障判定処理では、テストパターン判定処理が実行された結果、少なくとも１つのテストパターンについて故障判定が成立した場合、その結果に基づいて電流検出部の故障が検出される。【選択図】図２

Description

本発明は、３相交流モータを駆動する電力変換器に関する。

例えば車両に搭載される３相の交流モータを駆動する電力変換器であるインバータは、モータに流れる駆動電流に基づいてモータの駆動制御を行うため、駆動電流を検出する電流検出部である電流センサを備えている。このような電流センサの故障を検出する従来技術として、例えば特許文献１に記載の技術を挙げることができる。なお、以下では、特許文献１記載の構成のことを従来構成と呼ぶ。

従来構成では、モータの各相の電流を３つの電流センサを用いて検出するようになっている。従来構成では、３相の電流センサのうち２つの検出結果を用いてモータの駆動をフィードバック制御しつつ残りの１つにより検出されるモニタ電流の振幅を計測するという動作を、フィードバック制御に用いる２つの電流センサの組み合わせを変更しながら実施する。

そして、従来構成では、上記動作により得られる３つのモニタ電流の振幅の大小関係から、電流センサのゲイン故障などの異常を検出するとともに、そのゲイン故障した電流センサを特定するようになっている。

特開２０１６−１２３１３９号公報

従来構成においては、３つの電流センサのうち１つが故障したとしても、その故障した電流センサを特定することができるため、その特定後は、他の２つの電流センサを用いてモータの駆動制御、つまりモータ制御を継続することができる。

しかし、従来構成では、このように他の２つの電流センサを用いてモータ制御を継続している際には、上述したモニタ電流を得ることができず、異常検出や故障した電流センサの特定を行うことができない。つまり、従来構成では、異常検出後に正常な電流センサを用いてモータ制御を継続しているときに別の電流センサの故障が発生した場合、その故障を検出することができない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の電流検出部のうち所定の電流検出部の故障を検出した後、モータ制御を継続しつつ、さらに別の電流検出部の故障を検出することができる電力変換器を提供することにある。

請求項１に記載の電力変換器は、３相交流モータ（２）を駆動するものであり、３相のハーフブリッジ回路（４ｕ、４ｖ、４ｗ）、電流検出部（５〜１０、２６）、駆動制御部（２８）および故障検出処理部（２９）を備えている。電流検出部は、ハーフブリッジ回路の上アームおよび下アームに流れる電流を検出する。駆動制御部は、電流検出部の検出値に基づいてハーフブリッジ回路の動作を制御することにより３相交流モータの駆動を制御する。故障検出処理部は、ハーフブリッジ回路の少なくとも２相について相毎に上下アームのいずれかが選択された複数のテストパターンおよび電流検出部の検出値に基づいて電流検出部の故障を検出する故障検出処理を実行する。

故障検出処理は、テストパターン判定処理および最終故障判定処理が含まれる。テストパターン判定処理は、所定のテストパターンにおいて選択されたアームがオンする期間におけるアームに対応する電流検出部の検出値を用いて所定の判定演算を実行し、判定演算の結果に基づいてアームに対応する電流検出部に故障が生じているか否かを判定する処理である。最終故障判定処理は、テストパターン判定処理が実行された結果、少なくとも１つのテストパターンについて故障判定が成立した場合、その結果に基づいて電流検出部の故障を検出する処理である。

上記構成によれば、ハーフブリッジ回路を構成する６つのアームのそれぞれに対応して設けられる複数の電流検出部のいずれかに故障が生じた場合には、駆動制御部による３相交流モータの駆動制御の影響を受けることなく、その故障を検出することができる。なお、上記構成では、１つのテストパターンについて故障判定が成立した場合、そのテストパターンにおいて選択されたアームに対応して設けられる電流検出部のいずれかが故障したことを特定することができる。また、上記構成では、２つ以上のテストパターンについて故障判定が成立した場合、それらテストパターンの全てにおいて選択されたアームに対応して設けられる電流検出部のいずれかが故障したことを特定することができる。

このように、上記構成によれば、電流検出部の故障が検出された場合、その故障した電流検出部を特定することができるため、故障検出後も、駆動制御部は、故障したことが特定された電流検出部を除く電流検出部の検出値を用いて３相交流モータの駆動制御を継続することができる。さらに、上記構成によれば、故障検出後も、故障したことが特定された電流検出部に対応するアームが選択されたテストパターンを除くテストパターンを用いてテストパターン判定処理を実行することにより、電流検出部の更なる故障を検出することができる。したがって、上記構成によれば、複数の電流検出部のうち所定の電流検出部の故障を検出した後、モータ制御を継続しつつ、さらに別の電流検出部の故障を検出することができるという優れた効果が得られる。

第１実施形態に係るモータ制御システムの構成を模式的に示す図 第１実施形態に係る制御回路の具体的な構成を模式的に示す図 第１実施形態に係るテストパターンと判定対象とが対応付けられた図 第１実施形態に係るテストパターン判定処理による判定結果を表すテストパターン判定結果テーブルの一例を示す図 第１実施形態に係る故障検出処理の判定結果を表す故障情報テーブルの一例を示す図 第１実施形態に係る故障検出処理の内容を模式的に示す図 第１実施形態に係るテストパターン判定処理の内容を模式的に示す図 第１実施形態に係る最終故障判定処理の内容を模式的に示す図その１ 第１実施形態に係る最終故障判定処理の内容を模式的に示す図その２ 第２実施形態に係る故障検出処理の内容を模式的に示す図 第３実施形態に係る電圧指令値の１周期内のテストパターンの分布を説明するためのタイミングチャート 第３実施形態に係る故障検出処理の内容を模式的に示す図 第４実施形態に係るテストパターンと判定対象とが対応付けられた図 第４実施形態に係るテストパターン判定処理による判定結果を表すテストパターン判定結果テーブルの一例を示す図 第４実施形態に係るオン駆動されるアームの組み合わせと、実施可能となるテストパターンとが対応付けられた図 第４実施形態に係るテストパターン判定処理の内容を模式的に示す図 第５実施形態に係るテストパターン判定処理の内容を模式的に示す図 第５実施形態に係るキューの動作を説明するための図 第６実施形態に係る６つのアームの全てが含まれる特定のテストパターンの組み合わせを説明するための図 第６実施形態に係る故障検出処理の内容を模式的に示す図 第６実施形態に係る最終故障判定処理の内容を模式的に示す図

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１〜図９を参照して説明する。

図１に示すモータ制御システム１は、モータ２およびモータ２を駆動する電力変換器３から構成されている。モータ２は、例えば車両に搭載される３相交流モータである。電力変換器３は、インバータ主回路４、検出回路５〜１０、駆動回路１１〜１６、制御回路１７などを備えている。

インバータ主回路４は、例えば車載のバッテリである直流電源１８から一対の直流電源線Ｌ１、Ｌ２を通じて供給される直流電圧を、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相の交流電圧に変換して出力する。インバータ主回路４のＵ相、Ｖ相およびＷ相、つまり３相の各出力端子は、モータ２の３相の端子にそれぞれ接続されている。

これにより、インバータ主回路４からモータ２に対し３相電流、つまり３つの相電流ｉＵ、ｉＶおよびｉＷが供給され、モータ２が駆動される。この場合、３相電流の総和、つまり相電流ｉＵ、ｉＶおよびｉＷの和はゼロとなる。すなわち、上記構成では、「ｉＵ＋ｉＶ＋ｉＷ＝０」が成立している。インバータ主回路４は、直流電源線Ｌ１、Ｌ２間にそれぞれ接続された３相のハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖおよび４ｗを備えている。ハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖおよび４ｗは、モータ２に供給するための相電流ｉＵ、ｉＶおよびｉＷを生成する。

ハーフブリッジ回路４ｕは、パワー素子１９、２０を備えている。ハーフブリッジ回路４ｕの上アームを構成するパワー素子１９は、高電位側の電源線Ｌ１と、インバータ主回路４のＵ相の出力端子となるノードＮｕとの間に接続されている。ハーフブリッジ回路４ｕの下アームを構成するパワー素子２０は、ノードＮｕと、低電位側の電源線Ｌ２との間に接続されている。

ハーフブリッジ回路４ｖは、パワー素子２１、２２を備えている。ハーフブリッジ回路４ｖの上アームを構成するパワー素子２１は、電源線Ｌ１と、インバータ主回路４のＶ相の出力端子となるノードＮｖとの間に接続されている。ハーフブリッジ回路４ｖの下アームを構成するパワー素子２２は、ノードＮｖと、電源線Ｌ２との間に接続されている。

ハーフブリッジ回路４ｗは、パワー素子２３、２４を備えている。ハーフブリッジ回路４ｗの上アームを構成するパワー素子２３は、電源線Ｌ１と、インバータ主回路４のＷ相の出力端子となるノードＮｗとの間に接続されている。ハーフブリッジ回路４ｗの下アームを構成するパワー素子２４は、ノードＮｗと、電源線Ｌ２との間に接続されている。

パワー素子１９〜２４は、ハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖおよび４ｗを構成するスイッチング素子であり、いずれもメインセル２５およびセンスセル２６を備えたＮチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴである。メインセル２５は、インバータ主回路４からモータ２に対する通電を行うための主たる通電経路に介在している。

すなわち、上アームを構成するパワー素子１９、２１、２３のメインセル２５のドレインは電源線Ｌ１に接続され、そのソースはノードＮｕ、Ｎｖ、Ｎｗにそれぞれ接続されている。下アームを構成するパワー素子２０、２２、２４のメインセル２５のドレインはノードＮｕ、Ｎｖ、Ｎｗにそれぞれ接続され、そのソースは電源線Ｌ２に接続されている。

センスセル２６は、メインセル２５に流れる素子電流を検出するためのものであり、メインセル２５に流れる電流に応じた電流が所定の分流比で流れる。なお、この分流比は、メインセル２５およびセンスセル２６のサイズ比などにより定まる。このような構成によれば、メインセル２５に比較的大きな電流が流れる場合でも、その電流検出を容易に行うことができる。

メインセル２５およびセンスセル２６のゲートは、共通接続されており、その共通のゲートには、駆動回路１１〜１６の出力信号が与えられている。メインセル２５およびセンスセル２６の各ソースは、検出回路５〜１０の入力端子にそれぞれ接続されている。検出回路１０〜１５は、センスセル２６に流れる電流に基づいてパワー素子１９〜２４に流れる素子電流を検出する。したがって、本実施形態では、センスセル２６および検出回路５〜１０により、ハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖ、４ｗの上アームおよび下アームに流れる電流を検出する電流検出部が構成されている。

検出回路５〜１０は、パワー素子１９〜２４のセンスセル２６に流れる電流を検出し、その検出値を表す電流検出信号Ｓｉを出力する。検出回路５〜１０から出力される各電流検出信号Ｓｉは、制御回路１７に与えられる。駆動回路１１〜１６は、制御回路１７から与えられるゲート信号Ｓｇに基づいて、パワー素子１９〜２４をスイッチング駆動する。

制御回路１７には、検出回路５〜１０から出力される電流検出信号Ｓｉ、モータ２が有するロータの回転位置を検出する位置センサ２７から出力される位置検出信号Ｓｐ、図示しない上位の制御器から与えられるトルク指令信号Ｓｔが入力されている。制御回路１７は、電力変換器３の動作全般を制御するもので、インバータ主回路４の駆動を制御する機能、電流検出部の故障を検出する機能などを備えている。制御回路１７の具体的な構成は、図２に示すようなものとなっている。

図２に示すように、制御回路１７は、駆動制御部２８および故障検出処理部２９を備えている。駆動制御部２８は、電流検出部の検出値に基づいてインバータ主回路４の動作を制御することによりモータ２の駆動を制御する。また、駆動制御部２８は、モータ２のトルクを指令するトルク指令値を表すトルク指令信号Ｓｔに基づいてモータ２の駆動を制御する構成となっている。

具体的には、駆動制御部２８は、電流検出信号Ｓｉ、位置検出信号Ｓｐおよびトルク指令信号Ｓｔに基づいて、インバータ主回路４を駆動するためのゲート信号Ｓｇを生成して出力する。これにより、モータ２に流れる電流およびモータ２が発生するトルクが、所望する値にフィードバック制御される。

故障検出処理部２９は、複数のテストパターンおよび電流検出部の検出値を表す電流検出信号Ｓｉに基づいて電流検出部の故障を検出する故障検出処理を実行する。上述したテストパターンは、３相のハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖ、４ｗについて相毎に上下アームのいずれかが選択されたものであり、例えば図３に示すようなものである。

この場合、テストパターンＮｏ．１は、Ｕ相上アーム、Ｖ相上アームおよびＷ相上アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．２は、Ｕ相上アーム、Ｖ相下アームおよびＷ相下アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．３は、Ｕ相下アーム、Ｖ相上アームおよびＷ相下アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．４は、Ｕ相下アーム、Ｖ相下アームおよびＷ相上アームが選択されたパターンである。

テストパターンＮｏ．５は、Ｕ相下アーム、Ｖ相下アームおよびＷ相下アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．６は、Ｕ相下アーム、Ｖ相上アームおよびＷ相上アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．７は、Ｕ相上アーム、Ｖ相下アームおよびＷ相上アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．８は、Ｕ相上アーム、Ｖ相上アームおよびＷ相下アームが選択されたパターンである。

このように、本実施形態における８つのテストパターンＮｏ．１〜Ｎｏ．８は、選択可能なアームの組み合わせが過不足なく含まれるように設定されたものとなっている。なお、以下の説明では、テストパターンＮｏ．１〜Ｎｏ．８のことを、それぞれテストパターン１〜８とも称す。

故障検出処理には、テストパターン１〜８のうち所定のテストパターンにおいて選択されたアームがオンする期間において、そのアームに対応した電流検出部の検出値を表す電流検出信号Ｓｉを用いて所定の判定演算を実行し、その判定演算の結果に基づいて、上記アームに対応した電流検出部に故障が生じているか否かを判定するテストパターン判定処理が含まれている。

このテストパターン判定処理における判定演算では、所定のテストパターンにおいて選択された３つのアームがオンする期間における、それら３つのアームに対応する電流検出部の検出値の和の絶対値が計算される。そして、テストパターン判定処理では、判定演算により計算された絶対値と所定の判定閾値とが比較され、その比較結果に基づいて上記３つのアームに対応する電流検出部に故障が生じているか否かが判定される。

前述したように、本実施形態では、３相電流の総和がゼロとなる構成になっている。そのため、電流検出部が正常であれば、各テストパターンにおいて選択された３つのアームがオンする期間における、それら３つのアームに対応する電流検出部の検出値の和の絶対値は、ゼロとなる。したがって、判定演算により計算された絶対値がゼロであるか否かにより、電流検出部に故障が生じているか否かを判定することができる。

ただし、電流検出に関する構成における各種の誤差の影響により、電流検出部が正常である場合でも、上記検出値の和の絶対値が完全にゼロにならないことも考えられる。そのため、本実施形態では、上記判定閾値は、このような誤差の影響により誤判定が生じないような値、例えばゼロよりも所定のマージン分だけ大きい値に設定されている。

図３には、各テストパターン１〜８と、上記テストパターン判定処理における判定対象とが対応付けられている。すなわち、テストパターン１を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相上アーム、Ｖ相上アームおよびＷ相上アームに対応した電流検出部の故障判定（評価）が行われる。テストパターン２を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相上アーム、Ｖ相下アームおよびＷ相下アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。

テストパターン３を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相下アーム、Ｖ相上アームおよびＷ相下アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン４を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相下アーム、Ｖ相下アームおよびＷ相上アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン５を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相下アーム、Ｖ相下アームおよびＷ相下アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。

テストパターン６を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相下アーム、Ｖ相上アームおよびＷ相上アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン７を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相上アーム、Ｖ相下アームおよびＷ相上アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン８を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相上アーム、Ｖ相上アームおよびＷ相下アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。

上述したようなテストパターン判定処理による判定結果は、例えば図４に示すようなテーブル（以下、ＴＰ判定結果テーブルとも呼ぶ）として記憶される。なお、図４に示すテーブルは、例えば制御回路１７が備えるメモリ上に確保された記憶領域に記憶されている。図４に示すテーブルでは、テストパターン１〜８のそれぞれに対応する判定結果として、「正常」、「故障」または「未評価」が記憶される。

ここで、正常は、対応するテストパターンを用いて行われたテストパターン判定処理において故障判定が不成立となったことを意味するものであり、例えば「１」で表される。故障は、対応するテストパターンを用いて行われたテストパターン判定処理において故障判定が成立したことを意味するものであり、例えば「−１」で表される。未評価は、対応するテストパターンを用いたテストパターン判定処理が未実施であることを意味するものであり、例えば「０」で表される。

図４に示す例では、テストパターン１、２を用いて行われたテストパターン判定処理において故障判定が不成立となったこと、テストパターン３〜６を用いて行われたテストパターン判定処理において故障判定が成立したこと、および、テストパターン７、８を用いたテストパターン判定処理が未実施であること、を示す内容となっている。

また、故障検出処理には、テストパターン判定処理が実行された結果、少なくとも１つのテストパターンについて故障判定が成立した場合、その結果に基づいて電流検出部の故障を検出する最終故障判定処理が含まれている。そして、この最終故障判定処理には、テストパターン判定処理が実行された結果、２つ以上のテストパターンについて故障判定が成立した場合、それらの結果に基づいて故障している電流検出部を特定する処理が含まれる。また、最終故障判定処理には、テストパターン判定処理が実行された結果、２つ以上のテストパターンについて故障判定が不成立となった場合、それらの結果に基づいて正常である電流検出部を特定する処理が含まれる。

故障検出処理部２９は、上述したような内容の故障検出処理を実行することにより電流検出部の故障判定を行い、その判定結果を表す故障情報を、駆動制御部２８および図示しない上位の制御器へと出力する。この故障情報は、例えば図５に示すようなテーブル（以下、故障情報テーブルとも呼ぶ）として構成されている。なお、図５に示すテーブルは、例えば制御回路１７が備えるメモリ上に確保された記憶領域に記憶されている。

図５に示すテーブルでは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の上下アームのそれぞれに対応する６つの電流検出部についての故障情報として、「正常」、「故障」または「未評価」が記憶される。ここで、正常は、対応する電流検出部が正常であることが特定されたことを意味するものであり、例えば「１」で表される。

故障は、対応する電流検出部が故障であることが特定されたことを意味するものであり、例えば「−１」で表される。未評価は、対応する電流検出部が正常または故障であることが特定されていないことを意味するものであり、例えば「０」で表される。図５に示す例では、Ｕ相上アーム、Ｖ相上アーム、Ｖ相下アーム、Ｗ相上アームおよびＷ相下アームに対応する各電流検出部が「正常」であり、Ｕ相下アームに対応する電流検出部が「故障」であることを示す故障情報となっている。

次に、上記構成の作用について説明する。
［１］故障検出処理の全体の流れ
故障検出処理部２９は、ゲート信号Ｓｇが反転したタイミングにおいて、図６に示すような内容の故障検出処理を実行する。ただし、ゲート信号Ｓｇの反転直後は、パワー素子１９〜２４がスイッチング過渡状態となるために生じるノイズなどの影響により電流検出信号Ｓｉが安定せず、電流検出の精度が低下するおそれがある。そこで、故障検出処理部２９は、ゲート信号Ｓｇが反転したタイミングから例えば数マイクロ秒などの所定時間が経過した後のタイミングで故障検出処理を実行するとよい。

図６に示すように、故障検出処理が開始された後、最初に実行されるステップＳ１００では、ハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖ、４ｗの各アームを構成するパワー素子１９〜２４の駆動状況に応じて判定対象（評価対象）とするテストパターンが決定される。具体的には、ステップＳ１００では、各相の上下アームのうち、ゲートＯＮしている、つまりオン駆動されているアームの組み合わせと、選択されているアームの組み合わせが一致するテストパターンが、判定対象とするテストパターンとして決定される。

ステップＳ１００の実行後は、ステップＳ２００に進み、決定されたテストパターンが使用可能であるか否かが判断される。この場合、「評価禁止」に設定されていないテストパターンが使用可能なテストパターンとなる。なお、「評価禁止」は、そのテストパターンを用いたテストパターン判定処理の実行禁止を意味するものである。詳細は後述するが、最終故障判定処理において、故障が確定となった電流検出部に対応したアームを含むテストパターンが、「評価禁止」に設定されるようになっている。

このように、本実施形態では、最終故障判定処理が実行された結果、所定の電流検出部の故障が検出された場合、それ以降に実行されるテストパターン判定処理では、その故障が検出された電流検出部に対応したアームが選択されたテストパターンについて判定対象から除外されるようになっている。

ここで、決定されたテストパターンが「評価禁止」に設定されたものである場合、ステップＳ２００で「ＮＯ」となり、そのまま処理が終了となる。一方、決定されたテストパターンが「評価禁止」に設定されたものでない場合、ステップＳ２００で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、決定されたテストパターンにより選択されている３つのアームに対応した電流検出部から出力される電流検出信号Ｓｉ、つまり電流検出部による電流の検出値が読み込まれる。

ステップＳ３００の実行後は、ステップＳ４００に進み、前述したテストパターン判定処理が実行される。なお、テストパターン判定処理の具体的な内容については後述する。ステップＳ４００の実行後は、ステップＳ５００に進む。ステップＳ５００では、全てのテストパターンの評価が完了したか否か、つまりテストパターン１〜８の全てについてテストパターン判定処理が実行されたか否かが判断される。なお、この判断は、ＴＰ判定結果テーブルに基づいて行われる。

テストパターン１〜８のうち少なくとも１つが未評価である場合、つまりＴＰ判定結果テーブルに「未評価」が記憶されている箇所が１つでもある場合、ステップＳ５００で「ＮＯ」となり、そのまま処理が終了となる。一方、テストパターン１〜８の全てが評価済みである場合、つまりＴＰ判定結果テーブルに「未評価」が記憶されている箇所がない場合、ステップＳ５００で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６００に進む。

ステップＳ６００では、前述した最終故障判定処理が実行される。このように、本実施形態では、最終故障判定処理は、８つのテストパターン１〜８の全てについてテストパターン判定処理が実行された後に実行されるようになっている。なお、最終故障判定処理の具体的な内容については後述する。

ステップＳ６００の実行後は、ステップＳ７００に進む。ステップＳ７００では、使用可能なテストパターン、つまり評価可能なテストパターンの故障判定が初期化される。具体的には、ステップＳ７００では、ＴＰ判定結果テーブルの各値が「未評価」となるように初期化が行われる。ただし、「評価禁止」に設定されたテストパターンの値については初期化されず、そのままの値、つまり「故障」が維持される。

［２］テストパターン判定処理の内容
本実施形態のテストパターン判定処理は、図７に示すような内容の処理となっている。まず、ステップＳ４０１では、ステップＳ３００で読み込まれた３つの電流検出値の和が判定閾値以下であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ４０１では、本テストパターン判定処理での判定対象となるテストパターン（以下、現在のテストパターンと呼ぶ）において選択された３つのアームに対応する電流検出部の検出値の和、つまり３相電流の総和の絶対値が判定閾値以下であるか否かが判断される。

３相電流の総和の絶対値が判定閾値以下である場合、ステップＳ４０１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２では、ＴＰ判定結果テーブルにおける現在のテストパターンの判定結果として「正常」が記憶される。一方、３相電流の総和の絶対値が判定閾値より大きい場合、ステップＳ４０１で「ＮＯ」となり、ステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０３では、ＴＰ判定結果テーブルにおける現在のテストパターンの判定結果として「故障」が記憶される。ステップＳ４０２またはＳ４０３の実行後、テストパターン判定処理が終了となる。

［３］最終故障判定処理の内容
本実施形態の最終故障判定処理は、図８および図９に示すような内容の処理となっている。この場合、図８において丸印の中に「１」を付した箇所から、図９において丸印の中に「１」を付した箇所へと繋がるようになっている。

まず、ステップＳ６０１では、使用可能なテストパターンの全てが正常判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６０１では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、使用可能なテストパターンの全てに「正常」が記憶されているか否かが判断される。ここで、「評価禁止」に設定されたテストパターンを除くテストパターンの全てに「正常」が記憶されている場合、ステップＳ６０１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６０２に進む。

ステップＳ６０２では、故障情報テーブルにおいて「故障」と記憶されていない全てのアームに対し、「正常」が記憶される。なお、本実施形態では、ステップＳ６０１、Ｓ６０２は、テストパターン判定処理が実行された結果、全てのテストパターンについて故障判定が不成立となった場合、全ての電流検出部が正常であることを検出する処理に相当する。一方、「評価禁止」に設定されたテストパターンを除くテストパターンの少なくとも１つに「正常」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６０１で「ＮＯ」となり、ステップＳ６０３に進む。

ステップＳ６０３〜Ｓ６０７は、Ｕ相上アームに対応した電流検出部が故障しているか否かを判定するための処理である。そのため、ここでは、Ｕ相上アームが選択されたテストパターン１、２、７および８の評価結果に基づいて、Ｕ相上アームに対応した電流検出部が故障しているか、あるいは正常であるかが判定される。なお、図３に示したように、テストパターン１、２、７および８は、いずれも「Ｕ相上アーム」が選択されたパターンとなっている。

まず、ステップＳ６０３では、テストパターン１、２、７および８の全てが故障判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６０３では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン１、２、７および８の全てに「故障」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン１、２、７および８の全てに「故障」が記憶されている場合、ステップＳ６０３で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６０４に進む。ステップＳ６０４では、故障情報テーブルにおいてＵ相上アームに「故障」が記憶される。ステップＳ６０４の実行後は、ステップＳ６０５に進み、テストパターン１、２、７および８が評価禁止に設定される。

一方、テストパターン１、２、７および８の少なくとも１つに「故障」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６０３で「ＮＯ」となり、ステップＳ６０６に進む。ステップＳ６０６では、テストパターン１、２、７および８の全てが正常判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６０６では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン１、２、７および８の全てに「正常」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン１、２、７および８の全てに「正常」が記憶されている場合、ステップＳ６０６で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６０７に進む。ステップＳ６０７では、故障情報テーブルにおいてＵ相上アームに「正常」が記憶される。一方、テストパターン１、２、７および８の少なくとも１つに「正常」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６０６で「ＮＯ」となり、ステップＳ６０８に進む。なお、ステップＳ６０５またはＳ６０７の実行後もステップＳ６０８に進む。

ステップＳ６０８〜Ｓ６１２は、Ｕ相下アームに対応した電流検出部が故障しているか否かを判定するための処理である。そのため、ここでは、Ｕ相下アームが選択されたテストパターン３、４、５および６の評価結果に基づいて、Ｕ相下アームに対応した電流検出部が故障しているか、あるいは正常であるかが判定される。なお、図３に示したように、テストパターン３、４、５および６は、いずれも「Ｕ相下アーム」が選択されたパターンとなっている。

まず、ステップＳ６０８では、テストパターン３、４、５および６の全てが故障判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６０８では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン３、４、５および６の全てに「故障」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン３、４、５および６の全てに「故障」が記憶されている場合、ステップＳ６０８で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６０９に進む。ステップＳ６０９では、故障情報テーブルにおいてＵ相下アームに「故障」が記憶される。ステップＳ６０９の実行後は、ステップＳ６１０に進み、テストパターン３、４、５および６が評価禁止に設定される。

一方、テストパターン３、４、５および６の少なくとも１つに「故障」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６０８で「ＮＯ」となり、ステップＳ６１１に進む。ステップＳ６１１では、テストパターン３、４、５および６の全てが正常判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６１１では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン３、４、５および６の全てに「正常」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン３、４、５および６の全てに「正常」が記憶されている場合、ステップＳ６１１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６１２に進む。ステップＳ６１２では、故障情報テーブルにおいてＵ相下アームに「正常」が記憶される。一方、テストパターン３、４、５および６の少なくとも１つに「正常」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６１１で「ＮＯ」となり、ステップＳ６１３に進む。なお、ステップＳ６１０またはＳ６１２の実行後もステップＳ６１３に進む。

ステップＳ６１３〜Ｓ６１７は、Ｖ相上アームに対応した電流検出部が故障しているか否かを判定するための処理である。そのため、ここでは、Ｖ相上アームが選択されたテストパターン１、３、６および８の評価結果に基づいて、Ｖ相上アームに対応した電流検出部が故障しているか、あるいは正常であるかが判定される。なお、図３に示したように、テストパターン１、３、６および８は、いずれも「Ｖ相上アーム」が選択されたパターンとなっている。

まず、ステップＳ６１３では、テストパターン１、３、６および８の全てが故障判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６１３では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン１、３、６および８の全てに「故障」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン１、３、６および８の全てに「故障」が記憶されている場合、ステップＳ６１３で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６１４に進む。ステップＳ６１４では、故障情報テーブルにおいてＶ相上アームに「故障」が記憶される。ステップＳ６１４の実行後は、ステップＳ６１５に進み、テストパターン１、３、６および８が評価禁止に設定される。

一方、テストパターン１、３、６および８の少なくとも１つに「故障」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６１３で「ＮＯ」となり、ステップＳ６１６に進む。ステップＳ６１６では、テストパターン１、３、６および８の全てが正常判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６１６では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン１、３、６および８の全てに「正常」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン１、３、６および８の全てに「正常」が記憶されている場合、ステップＳ６１６で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６１７に進む。ステップＳ６１７では、故障情報テーブルにおいてＶ相上アームに「正常」が記憶される。一方、テストパターン１、３、６および８の少なくとも１つに「正常」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６１６で「ＮＯ」となり、ステップＳ６１８に進む。なお、ステップＳ６１５またはＳ６１７の実行後もステップＳ６０８に進む。

ステップＳ６１８〜Ｓ６２２は、Ｖ相下アームに対応した電流検出部が故障しているか否かを判定するための処理である。そのため、ここでは、Ｖ相下アームが選択されたテストパターン２、４、５および７の評価結果に基づいて、Ｖ相下アームに対応した電流検出部が故障しているか、あるいは正常であるかが判定される。なお、図３に示したように、テストパターン２、４、５および７は、いずれも「Ｖ相下アーム」が選択されたパターンとなっている。

まず、ステップＳ６１８では、テストパターン２、４、５および７の全てが故障判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６１８では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン２、４、５および７の全てに「故障」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン２、４、５および７の全てに「故障」が記憶されている場合、ステップＳ６１８で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６１９に進む。ステップＳ６１９では、故障情報テーブルにおいてＶ相下アームに「故障」が記憶される。ステップＳ６１９の実行後は、ステップＳ６２０に進み、テストパターン２、４、５および７が評価禁止に設定される。

一方、テストパターン２、４、５および７の少なくとも１つに「故障」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６１８で「ＮＯ」となり、ステップＳ６２１に進む。ステップＳ６２１では、テストパターン２、４、５および７の全てが正常判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６２１では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン２、４、５および７の全てに「正常」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン２、４、５および７の全てに「正常」が記憶されている場合、ステップＳ６２１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６２２に進む。ステップＳ６２２では、故障情報テーブルにおいてＶ相下アームに「正常」が記憶される。一方、テストパターン２、４、５および７の少なくとも１つに「正常」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６２１で「ＮＯ」となり、ステップＳ６２３に進む。なお、ステップＳ６２０またはＳ６２２の実行後もステップＳ６２３に進む。

ステップＳ６２３〜Ｓ６２７は、Ｗ相上アームに対応した電流検出部が故障しているか否かを判定するための処理である。そのため、ここでは、Ｗ相上アームが選択されたテストパターン１、４、６および７の評価結果に基づいて、Ｗ相上アームに対応した電流検出部が故障しているか、あるいは正常であるかが判定される。なお、図３に示したように、テストパターン１、４、６および７は、いずれも「Ｖ相上アーム」が選択されたパターンとなっている。

まず、ステップＳ６２３では、テストパターン１、４、６および７の全てが故障判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６２３では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン１、４、６および７の全てに「故障」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン１、４、６および７の全てに「故障」が記憶されている場合、ステップＳ６２３で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６２４に進む。ステップＳ６２４では、故障情報テーブルにおいてＷ相上アームに「故障」が記憶される。ステップＳ６２４の実行後は、ステップＳ６２５に進み、テストパターン１、４、６および７が評価禁止に設定される。

一方、テストパターン１、４、６および７の少なくとも１つに「故障」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６２３で「ＮＯ」となり、ステップＳ６２６に進む。ステップＳ６２６では、テストパターン１、４、６および７の全てが正常判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６２６では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン１、４、６および７の全てに「正常」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン１、４、６および７の全てに「正常」が記憶されている場合、ステップＳ６２６で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６２７に進む。ステップＳ６２７では、故障情報テーブルにおいてＷ相上アームに「正常」が記憶される。一方、テストパターン１、４、６および７の少なくとも１つに「正常」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６２６で「ＮＯ」となり、ステップＳ６２８に進む。なお、ステップＳ６２５またはＳ６２７の実行後もステップＳ６２８に進む。

ステップＳ６２８〜Ｓ６３２は、Ｗ相下アームに対応した電流検出部が故障しているか否かを判定するための処理である。そのため、ここでは、Ｗ相下アームが選択されたテストパターン２、３、５および８の評価結果に基づいて、Ｗ相下アームに対応した電流検出部が故障しているか、あるいは正常であるかが判定される。なお、図３に示したように、テストパターン２、３、５および８は、いずれも「Ｗ相下アーム」が選択されたパターンとなっている。

まず、ステップＳ６２８では、テストパターン２、３、５および８の全てが故障判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６２８では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン２、３、５および８の全てに「故障」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン２、３、５および８の全てに「故障」が記憶されている場合、ステップＳ６２８で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６２９に進む。ステップＳ６２９では、故障情報テーブルにおいてＷ相下アームに「故障」が記憶される。ステップＳ６２９の実行後は、ステップＳ６３０に進み、テストパターン２、３、５および８が評価禁止に設定される。

一方、テストパターン２、３、５および８の少なくとも１つに「故障」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６２８で「ＮＯ」となり、ステップＳ６３１に進む。ステップＳ６３１では、テストパターン２、３、５および８の全てが正常判定であるか否かが判断される。すなわち、ステップＳ６３１では、ＴＰ判定結果テーブルにおいて、テストパターン２、３、５および８の全てに「正常」が記憶されているか否かが判断される。

ここで、テストパターン２、３、５および８の全てに「正常」が記憶されている場合、ステップＳ６３１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６３２に進む。ステップＳ６３２では、故障情報テーブルにおいてＷ相下アームに「正常」が記憶される。一方、テストパターン２、３、５および８の少なくとも１つに「正常」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ６３１で「ＮＯ」となり、処理が終了となる。なお、ステップＳ６３０またはＳ６３２の実行後も処理が終了となる。

なお、本実施形態では、テストパターン１、２、７および８の組み合わせがＵ相上アームに対応した電流検出部の故障または正常を特定するためのテストパターンの組み合わせに相当する。また、テストパターン３、４、５および６の組み合わせがＵ相下アームに対応した電流検出部の故障または正常を特定するためのテストパターンの組み合わせに相当する。また、テストパターン１、３、６および８の組み合わせがＶ相上アームに対応した電流検出部の故障または正常を特定するためのテストパターンの組み合わせに相当する。また、テストパターン２、４、５および７の組み合わせがＶ相下アームに対応した電流検出部の故障または正常を特定するためのテストパターンの組み合わせに相当する。

また、テストパターン１、４、６および７の組み合わせがＷ相上アームに対応した電流検出部の故障または正常を特定するためのテストパターンの組み合わせに相当する。また、テストパターン２、３、５および８の組み合わせがＷ相下アームに対応した電流検出部の故障または正常を特定するためのテストパターンの組み合わせに相当する。

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
故障検出処理部２９は、３相のハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖ、４ｗの各相について相毎に上下アームのいずれかが選択された８つのテストパターン１〜８および電流検出部の検出値を表す電流検出信号Ｓｉに基づいて電流検出部の故障を検出する故障検出処理を実行するようになっている。そして、故障検出処理には、テストパターン判定処理および最終故障判定処理が含まれる。テストパターン判定処理は、所定のテストパターンにおいて選択されたアームがオンする期間におけるアームに対応する電流検出部の検出値を用いて所定の判定演算を実行し、判定演算の結果に基づいてアームに対応する電流検出部に故障が生じているか否かを判定する処理となっている。最終故障判定処理は、テストパターン判定処理が実行された結果、少なくとも１つのテストパターンについて故障判定が成立した場合、その結果に基づいて電流検出部の故障を検出する処理となっている。

上記構成によれば、ハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖ、４ｗを構成する６つのアームのそれぞれに対応して設けられる複数の電流検出部のいずれかに故障が生じた場合には、駆動制御部２８によるモータ２の駆動制御の影響を受けることなく、その故障を検出することができる。なお、上記構成では、１つのテストパターンについて故障判定が成立した場合、そのテストパターンにおいて選択されたアームに対応して設けられる電流検出部のいずれかが故障したことを特定することができる。また、上記構成では、２つ以上のテストパターンについて故障判定が成立した場合、それらテストパターンの全てにおいて選択されたアームに対応して設けられる電流検出部のいずれかが故障したことを特定することができる。

このように、上記構成によれば、電流検出部の故障が検出された場合、その故障した電流検出部を特定することができるため、故障検出後も、駆動制御部２８は、故障したことが特定された電流検出部を除く電流検出部の検出値を用いてモータ２の駆動制御を継続することができる。さらに、上記構成によれば、故障検出後も、故障したことが特定された電流検出部に対応するアームが選択されたテストパターンを除くテストパターンを用いてテストパターン判定処理を実行することにより、電流検出部の更なる故障を検出することができる。したがって、上記構成によれば、複数の電流検出部のうち所定の電流検出部の故障を検出した後、モータ２の制御を継続しつつ、さらに別の電流検出部の故障を検出することができるという優れた効果が得られる。

本実施形態の最終故障判定処理では、所定のアームが選択された全てのテストパターンについて故障判定が成立した場合、そのアームに対応した電流検出部が故障したことが特定されるようになっている。例えば、Ｕ相上アームが選択された全てのテストパターン１、２、７および８について故障判定が成立した場合、Ｕ相上アームに対応した電流検出部が故障したことが特定される、といった具合である。このようにすれば、故障している電流検出部を確実に特定することができる。

なお、最終故障判定処理は、テストパターン判定処理が実行された結果、２つ以上のテストパターンについて故障判定が成立した場合、それらの結果に基づいて故障している電流検出部を特定する処理を含むようにしてもよい。例えば、Ｕ相上アームが選択された２つのテストパターン１、２について故障判定が成立した場合、Ｕ相上アームに対応した電流検出部が故障したことが特定されるようにしてもよい。このように変更してもよい理由は次の通りである。

すなわち、テストパターン１、２について故障判定が成立した場合、Ｕ相上アームに対応した電流検出部が故障しているケースだけでなく、Ｖ相上アームおよびＷ相上アームのそれぞれに対応した各電流検出部の少なくとも一方とＶ相下アームおよびＷ相下アームのそれぞれに対応した各電流検出部の少なくとも一方とが故障しているケースも考えられる。しかし、センスセル２６を用いた電流検出方式を採用した本実施形態の電流検出部は、そもそも故障する確率、つまり故障率が比較的低いため、本実施形態の構成において、同時期に複数の電流検出部の故障が発生する可能性は極めて低い。そのため、上述した２つのケースのうち、後者のケースを除外したとしても大きな問題は生じることはない。したがって、所定のアームが選択された２つ以上のテストパターンについて故障判定が成立した場合、それらの結果に基づいて故障している電流検出部を特定することが可能となる。

本実施形態の最終故障判定処理では、所定のアームが選択された全てのテストパターンについて故障判定が不成立となった場合、そのアームに対応した電流検出部が正常であることが特定されるようになっている。例えば、Ｕ相上アームが選択された全てのテストパターン１、２、７および８について故障判定が不成立であった場合、Ｕ相上アームに対応した電流検出部が正常であることが特定される、といった具合である。このようにすれば、正常である電流検出部を確実に特定することができる。

なお、最終故障判定処理は、テストパターン判定処理が実行された結果、２つ以上のテストパターンについて故障判定が不成立であった場合、それらの結果に基づいて正常である電流検出部を特定する処理を含むようにしてもよい。例えば、Ｕ相上アームが選択された２つのテストパターン１、２について故障判定が不成立であった場合、Ｕ相上アームに対応した電流検出部が正常であることが特定されるようにしてもよい。

本実施形態では、所定の電流検出部の故障または正常を特定するためのテストパターンの組み合わせは、他の電流検出部の故障または正常を特定するためのテストパターンの組み合わせとは異なるとともに、当該組み合わせに包含されていない。そして、最終故障判定処理が実行された結果、所定の電流検出部の故障が検出された場合、それ以降に実行されるテストパターン判定処理では、その故障が検出された電流検出部に対応したアームが選択されたテストパターンは判定対象から除外されるようになっている。このようにすれば、１つの電流検出部の故障が検出された後も、それ以前と同様の故障検出処理が継続して実行されることにより、電流検出部の更なる故障を検出するとともに、その故障した電流検出部を特定することができる。なお、本実施形態によれば、最大で、電流検出部の故障を２つまで検出することが可能となる。

例えば、Ｗ相下アームに対応した電流検出部が故障し、その故障が検出されると、テストパターン２、３、５および８は「評価禁止」に設定され、それ以降に実行されるテストパターン判定処理における判定対象から除外される。したがって、それ以降に実行される故障判定処理では、４つのテストパターン１、４、６および７だけが用いられることになるが、テストパターン１、４、６および７では、Ｗ相下アームを除く５つのアームの全てが選択されている。そのため、これら４つのテストパターン１、４、６および７を用いて故障判定処理が行われることにより、残りの５つのアームのそれぞれに対応した電流検出部の故障を検出するとともに、その故障した電流検出部を特定することができる。

本実施形態の故障検出処理で用いられる８つのテストパターン１〜８は、選択可能なアームの組み合わせが過不足なく含まれるように設定されている。このようにすれば、６つのアームの駆動状態、つまり駆動制御部２８によるモータ２の駆動制御の影響を受けることなく、電流検出部の故障を検出することができる。

本実施形態の故障検出処理において、最終故障判定処理は、８つのテストパターン１〜８の全てについてテストパターン判定処理が実行された後に実行されるようになっている。このようにすれば、全てのテストパターン１〜８の評価結果が出揃った状態で最終故障判定処理が実行されることになるため、電流検出部の故障判定について誤判定の発生頻度が低く抑えられ、その結果、故障検出の精度を高めることができる。

本実施形態の故障検出処理には、テストパターン判定処理が実行された結果、全てのテストパターン１〜８について故障判定が不成立となった場合、全ての電流検出部が正常であることを検出する処理（以下、正常判定処理と呼ぶ）が含まれており、その正常判定処理は、最終故障判定処理の最初に実行されるようになっている。前述したように、本実施形態の電流検出部の故障率は比較的低い。そのため、最終故障判定処理の最初に正常判定処理を実施するようにしておけば、全ての電流検出部が正常である限り、その正常判定処理以降の処理は実行されることがない。したがって、このような構成によれば、通常動作中における制御回路１７の処理負荷を軽減することができるという効果が得られる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図１０を参照して説明する。
第２実施形態では、故障検出処理の内容が第１実施形態と異なっている。なお、モータ制御システム１の構成は、第１実施形態と共通する。

故障検出処理には、テストパターンのそれぞれについてテストパターン判定処理を実行したか否かを表す判定履歴を記憶する処理が含まれている。なお、この場合、ＴＰ判定結果テーブルへの記録内容が判定履歴を表すことになる。すなわち、ＴＰ判定結果テーブルに「正常」または「故障」が記憶されている場合、テストパターン判定処理が実行済みであることを表す判定履歴が記憶された状態に相当する。

また、ＴＰ判定結果テーブルに「未評価」が記憶されている場合、テストパターン判定処理が実行されていないことを表す判定履歴が記憶された状態に相当する。したがって、図７に示したステップＳ４０２およびＳ４０３が、判定履歴を記憶する処理に相当する。また、この場合、故障判定処理におけるステップＳ７００は、最終故障判定処理の実行後に、上述した判定履歴を全て初期化する処理に相当する。

本実施形態の故障検出処理では、テストパターン判定処理が実行済みであることを表す判定履歴が記憶されたテストパターンについては、テストパターン判定処理が再度実行されないようになっている。以下、このような本実施形態の故障判定処理について、図１０を参照して説明する。

図１０に示すように、本実施形態の故障検出処理では、第１実施形態の故障検出処理に対し、ステップＳ２５０が追加されている点が異なる。ステップＳ２５０は、決定されたテストパターンが使用可能である場合、つまりステップＳ２００で「ＹＥＳ」となった場合に実行される。ステップＳ２５０では、決定されたテストパターンが既にテストパターン判定処理を実行したものであるか否か、つまり判定済みであるか否かが判断される。

このような判断は、前述したように、ＴＰ判定結果テーブルへの記録内容に基づいて行われる。ここで、決定されたテストパターンがＴＰ判定結果テーブルに「正常」または「故障」が記憶されたものである場合、ステップＳ２５０で「ＹＥＳ」となり、そのまま処理が終了となる。一方、決定されたテストパターンがＴＰ判定結果テーブルに「未評価」が記憶されたものである場合、ステップＳ２５０で「ＮＯ」となり、ステップＳ３００に進む。ステップＳ３００以降の処理は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

上記したように、本実施形態の故障検出処理では、所定のテストパターンを用いたテストパターン判定処理が実行されると、その後、最終故障判定処理が実行されるまでの間は、同じテストパターンを用いたテストパターン判定処理が実行されることはない。したがって、本実施形態によれば、同一のテストパターンを用いたテストパターン判定処理が重複して実行されることがなくなり、その分だけ、制御回路１７の処理負荷が軽減されるという効果が得られる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について図１１および図１２を参照して説明する。
第３実施形態では、故障検出処理の内容が第１実施形態と異なっている。なお、モータ制御システム１の構成は、第１実施形態と共通する。

上記各実施形態の故障検出処理では、テストパターン１〜８の全てについてテストパターン判定処理が実行された後に最終故障判定処理が実行されるようになっていた。ここで、テストパターン１〜８は、選択可能なアームの組み合わせが過不足なく含まれるように設定されている。そのため、上記各実施形態の故障判定処理では、全てのテストパターン１〜８に対するテストパターン判定処理が実行されて、それらの評価結果が出揃うまでには、少なくともモータ制御の１周期に相当する期間を要することになる。

このようなことから、上記各実施形態の故障検出処理では、最終故障検出処理が実行されて、電流検出部が故障しているか否かが最終的に判断されるまでに比較的長い時間を要することとなり、故障検出の応答性の面で改善の余地があった。そこで、本実施形態では、故障検出の応答性を一層良好にするため、次のような工夫が加えられている。

すなわち、図１１に示すように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の交流電圧を指令する電圧指令値（以下、交流電圧指令値とも呼ぶ）の１周期は、各相の大小関係に基づいて６つの領域１〜６に分けることができる。なお、電圧指令値は、駆動制御部２８において、電流検出信号Ｓｉ、位置検出信号Ｓｐおよびトルク指令信号Ｓｔなどに基づいて生成されるものであり、その１周期は３相の交流電圧指令値の１周期に相当する。

図１１における三角波は、周知のＰＷＭ変調技術である三角波比較ＰＷＭ法によってパワー素子１９〜２４をＯＮ／ＯＦＦするために用いられるものである。そして、パワー素子１９〜２４のＯＮ／ＯＦＦは、電圧指令値と三角波の大小関係で決定される。具体的には、電圧指令値が三角波を上回る期間には、上アームのパワー素子（１９、２１、２３）がＯＮするとともに、下アームのパワー素子（２０、２２、２４）がＯＦＦする。また、電圧指令値が三角波を下回る期間には、下アームのパワー素子（２０、２２、２４）がＯＮするとともに、上アームのパワー素子（１９、２１、２３）がＯＦＦする。

各領域において取り得る、つまりオンしているアームの組み合わせから決定されるテストパターンは、図１１に示すようなものとなる。すなわち、領域１ではテストパターン１、８、３および５、領域２ではテストパターン１、６、３および５、領域３ではテストパターン１、６、４および５、領域４ではテストパターン１、７、４および５、領域５ではテストパターン１、７、２および５、領域６ではテストパターン１、８、２および５が取り得るテストパターンとなる。

ここで、領域１〜６と取り得るテストパターンとには、次のような特徴的な関係が存在する。まず、１つ目の特徴的な関係は「電圧指令値の１周期で全てのテストパターンが出現すること」である。そして、２つ目の特徴的な関係は、「領域が切り替わると、直前の領域で取り得るテストパターンの集合から１つだけテストパターンが切り替わること」である。本実施形態の故障検出処理では、このような特徴的な関係をうまく利用し、故障検出の応答性を一層良好にすることを可能としている。以下、本実施形態の故障検出処理について、図１２を参照して説明する。

図１２に示すように、本実施形態の故障検出処理では、第１実施形態の故障検出処理に対し、ステップＳ１０およびＳ２０が追加されている点、ステップＳ７００が省かれている点などが異なる。この場合、故障検出処理が開始されると、最初にステップＳ１０が実行される。

ステップＳ１０では、３相の電圧指令値の大小関係の変化に基づいて、領域が変化したか否か、つまり領域が遷移したか否かが判断される。ここで、領域が遷移した場合、ステップＳ１０で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０が実行されたうえでステップＳ１００に進む。一方、領域が遷移していない場合、ステップＳ１０で「ＮＯ」となり、ステップＳ２０が実行されることなくステップＳ１００に進む。

ステップＳ２０では、遷移後の領域、つまり現在の領域で取り得るテストパターンであり、且つ評価可能なテストパターンの故障判定が初期化される。具体的には、ステップＳ２０では、遷移後の領域で取り得るテストパターンについて、ＴＰ判定結果テーブルの各値が「未評価」となるように初期化が行われる。ただし、「評価禁止」に設定されたテストパターンの値については初期化されず、そのままの値、つまり「故障」が維持される。

このようなステップＳ２０は、領域が遷移した際に遷移後の領域においてオン駆動され得るアームの組み合わせが選択されたテストパターンについての判定履歴を初期化する処理に相当する。本実施形態では、ステップＳ１０およびＳ２０が追加されたことにより、領域が遷移する度、つまりモータ制御の１／６周期毎に、遷移後の領域で取り得るテストパターンの判定履歴が初期化されるようになっている。そのため、本実施形態では、最終故障判定処理の実行後に判定履歴を初期化する必要がなく、ステップＳ７００が省かれている。したがって、本実施形態では、ステップＳ６００の実行後、処理が終了となる。

上記したように、本実施形態の故障検出処理では、ステップＳ１０およびＳ２０が追加されたことにより、領域が遷移する度に遷移後の領域で取り得るテストパターンの判定履歴が初期されるようになっている。これにより、例えば領域６から領域１へ遷移した際、領域１で取り得るテストパターン１、８、３および５の判定履歴だけが初期化され、その他のテストパターン２、４、６および７の判定履歴は初期化されずに維持される。

その後、ステップＳ１００〜Ｓ５００の処理が実行されることにより、領域１で取り得るテストパターン１、８、３および５についての新たな判定結果（評価結果）が取得される。そして、ステップＳ６００の最終故障判定処理では、領域１で取り得るテストパターン１、８、３および５の新たな判定結果と、その他のテストパターン２、４、６および７の１周期前に取得された古い判定結果とを用いて、各電流検出部についての最終的な故障判定が実行される。

このような本実施形態の故障検出処理によれば、３相交流電圧指令値の１／６周期毎に、各電流検出部についての最終的な故障判定が実行されることになる。そのため、本実施形態によれば、上記各実施形態に比べ、電流検出部が故障しているか否かが最終的に判断されるまでに要する時間が短縮されるため、故障検出の応答性を高めることができるという効果が得られる。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について図１３〜図１６を参照して説明する。
第４実施形態では、故障検出処理の内容が第１実施形態と異なっている。なお、モータ制御システム１の構成は、第１実施形態と共通する。

本実施形態のテストパターンは、３相のハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖ、４ｗの２相について相毎に上下アームのいずれかが選択されたものであり、例えば図１３に示すようなものとなっている。この場合、テストパターンＮｏ．１は、Ｕ相上アームおよびＶ相下アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．２は、Ｕ相上アームおよびＷ相下アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．３は、Ｖ相上アームおよびＷ相下アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．４は、Ｕ相下アームおよびＶ相上アームが選択されたパターンである。

テストパターンＮｏ．５は、Ｕ相下アームおよびＷ相上アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．６は、Ｖ相下アームおよびＷ相上アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．７は、Ｕ相上アームおよびＶ相上アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．８は、Ｕ相上アームおよびＷ相上アームが選択されたパターンである。

テストパターンＮｏ．９は、Ｖ相上アームおよびＷ相上アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．１０は、Ｕ相下アームおよびＶ相下アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．１１は、Ｕ相下アームおよびＷ相下アームが選択されたパターンである。テストパターンＮｏ．１２は、Ｖ相下アームおよびＷ相下アームが選択されたパターンである。

このように、本実施形態における１２のテストパターンＮｏ．１〜Ｎｏ．１２は、選択可能なアームの組み合わせが過不足なく含まれるように設定されたものとなっている。なお、以下の説明では、テストパターンＮｏ．１〜Ｎｏ．１２のことを、それぞれテストパターン１〜１２とも称す。

図１３には、各テストパターン１〜１２と、テストパターン判定処理における判定対象とが対応付けられている。すなわち、テストパターン１を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相上アームおよびＶ相下アームに対応した電流検出部の故障判定（評価）が行われる。テストパターン２を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相上アームおよびＷ相下アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン３を用いたテストパターン判定処理では、Ｖ相上アームおよびＷ相下アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン４を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相下アームおよびＶ相上アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。

テストパターン５を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相下アームおよびＷ相上アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン６を用いたテストパターン判定処理では、Ｖ相下アームおよびＷ相上アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン７を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相上アームおよびＶ相上アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン８を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相上アームおよびＷ相上アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。

テストパターン９を用いたテストパターン判定処理では、Ｖ相上アームおよびＷ相上アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン１０を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相下アームおよびＶ相下アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン１１を用いたテストパターン判定処理では、Ｕ相下アームおよびＷ相下アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。テストパターン１２を用いたテストパターン判定処理では、Ｖ相下アームおよびＷ相下アームに対応した電流検出部の故障判定が行われる。

上述したようなテストパターン判定処理による判定結果は、例えば図１４に示すようなテーブル（以下、ＴＰ判定結果テーブルとも呼ぶ）として記憶される。なお、図１４に示すテーブルは、例えば制御回路１７が備えるメモリ上に確保された記憶領域に記憶されている。図１４に示すテーブルでは、テストパターン１〜１２のそれぞれに対応する判定結果として、「正常」、「故障」または「未評価」が記憶される。なお、これらの各値は、第１実施形態のＴＰ判定結果テーブルの各値と同様の内容を表している。

図１４に示す例では、テストパターン１、２を用いて行われたテストパターン判定処理において故障判定が不成立となったこと、テストパターン３〜６を用いて行われたテストパターン判定処理において故障判定が成立したこと、および、テストパターン７〜１２を用いたテストパターン判定処理が未実施であること、を示す内容となっている。

図１５に示すように、ハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖ、４ｗの各アームのオン駆動の組み合わせは８通りである。本実施形態では、それらの各組み合わせの１つに対して実施可能なテストパターンが３通りずつ存在することとなる。例えば、Ｕ相上アーム、Ｖ相下アームおよびＷ相下アームがオン駆動される場合、実施可能となる（取り得る）テストパターンはテストパターン１、２および１２となる。

本実施形態のテストパターン判定処理では、判定演算として、テストパターン１〜１２において選択された２つのアームがオンする期間における２つのアームに対応する電流検出部の検出値に基づいて他の１つのアームに流れる電流を推定し、２つのアームに流れる電流の検出値および１つのアームに流れる電流の推定値を用いてｄｑ変換することによりｄ軸電流値およびｑ軸電流値を計算する。そして、本実施形態のテストパターン判定処理では、ｄ軸電流値の変化量およびｑ軸電流値の各変化量と所定の判定閾値とを比較し、それらの比較結果に基づいて２つのアームに対応する電流検出部に故障が生じているか否かを判定するようになっている。

このような本実施形態のテストパターン判定処理の具体的な内容について、図１６を参照して説明する。図１６に示すように、ステップＳ４４１では、現在のテストパターンにおいて選択された２つのアームに対応する電流検出部の検出値、つまりステップＳ３００で読み込まれた２つの電流検出値を用いて、他の１つのアームに流れる電流が推定される。

前述したように、本実施形態の構成では、各電流検出部などに故障が生じていなければ、３相電流の総和がゼロとなる構成になっている。したがって、他の１つのアームに流れる電流は、検出された２つの電流検出値の符号を反転するとともに、それらを加算した値となる。例えば、Ｕ相電流の検出値ｉＵおよびＶ相電流の検出値ｉＶからＷ相電流を推定する場合、Ｗ相電流の推定値ｉＷは、下記（１）式により表される。
ｉＷ＝−ｉＵ−ｉＶ …（１）

本実施形態では、上述したようにして他の１つのアームに流れる電流を推定するため、取得された３相電流の総和の絶対値は必ずゼロになる。したがって、本実施形態では、第１実施形態などと同様の手法、つまり３相電流の総和の絶対値と判定閾値とを比較する手法を採用することができない。そこで、本実施形態では、次のような故障判定手法が用いられる。

すなわち、ステップＳ４４２では、３相の電流値ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと電気角θとを用いてｄｑ変換することによりｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑが求められる。電気角θは、位置検出信号Ｓｐにモータ２の極対数を掛け算することにより求めることができる。ｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑは、下記（２）式により表される。

ｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑは、特に、トルク指令値（ｄ軸電流指令値、ｑ軸電流指令値）を表すトルク指令信号Ｓｔに大きな変化が無い状態が続いている場合、大きく変化することはない。なぜなら、駆動制御部２８は、ｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑが、それぞれｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値に一致するように、モータ２の駆動をフィードバック制御（ベクトル制御）しているからである。

このような点に着目し、ステップＳ４４３では、トルク指令信号Ｓｔが所定時間以上変化していないか否かが判断される。なお、所定時間は、例えばステップ応答時間などに設定することができる。また、トルク指令信号Ｓｔが変化しているか否かは、前回取得されたトルク指令信号Ｓｔが表すトルク指令値（前回値）と今回取得されたトルク指令信号Ｓｔが表すトルク指令値（今回値）との差から判断することができる。

ここで、トルク指令信号Ｓｔに変化が無い状態が所定時間以上続いている場合、ステップＳ４４３で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４４４〜Ｓ４４６の処理が行われる。一方、トルク指令信号Ｓｔに変化が無い状態が所定時間以上続いていない場合、ステップＳ４４４〜Ｓ４４６の処理が行われることなく、ステップＳ４４７に進む。

ステップＳ４４４では、ｄ軸電流値ｉｄの変化量が所定の判定閾値Ｔｄ未満であるか否かが判断されるとともに、ｑ軸電流値ｉｑの変化量が所定の判定閾値Ｔｑ未満であるか否かが判断される。なお、ｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑの各変化量は、それらの前回値と今回値との差の絶対値として求めることができる。

電流検出に関する構成における各種の誤差の影響により、電流検出部が正常である場合でも、上記変化量が完全にゼロにならないことも考えられる。そのため、本実施形態では、判定閾値Ｔｄ、Ｔｑは、このような誤差の影響により誤判定が生じないような値、例えばゼロよりも所定のマージン分だけ大きい値に設定されている。

ここで、ｄ軸電流値ｉｄの変化量が判定閾値Ｔｄ未満であり且つｑ軸電流値ｉｑの変化量が判定閾値Ｔｑ未満である場合、ステップＳ４４４で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４４５に進む。ステップＳ４４５は、図７に示したステップＳ４０２と同様の処理であり、ＴＰ判定結果テーブルにおける現在のテストパターンの判定結果として「正常」が記憶される。

一方、ｄ軸電流値ｉｄの変化量およびｑ軸電流値ｉｑの変化量のうち、少なくとも一方が判定閾値Ｔｄ、Ｔｑ以上である場合、ステップＳ４４４で「ＮＯ」となり、ステップＳ４４６に進む。ステップＳ４４６は、図７に示したステップＳ４０３と同様の処理であり、ＴＰ判定結果テーブルにおける現在のテストパターンの判定結果として「故障」が記憶される。

ステップＳ４４５またはＳ４４６の実行後は、ステップＳ４４７に進む。ステップＳ４４７では、今回のテストパターン判定処理にて取得されたトルク指令信号Ｓｔが表すトルク指令値と、今回のテストパターン判定処理にて求められたｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑとが前回値として記憶される。ここで記憶された各前回値は、次回実行されるテストパターン判定処理において使用されることになる。

図示は省略するが、本実施形態の最終故障判定処理は、図８および図９に示した第１実施形態の最終故障判定処理に対し、テストパターンが変更されている点などを考慮した変更を加えた内容となっている。

以上説明した本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態の故障検出処理では、２相の電流の検出値を用いて電流検出部の故障判定が行われるため、１つの相の上下アームに対応した２つの電流検出部が故障した場合でも、残りの２相に対応した電流検出部を用いてシステムの制御が継続されるとともに、さらなる故障の検出を行うことができるため、システムの信頼性が一層向上する効果が得られる。

なお、図１６に示したステップＳ４４３は、判定閾値Ｔｄ、Ｔｑの設定によっては、省略することもできる。なぜなら、ｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑの変化量は、通常の制御状態においては、極端に大きな値とはならないが、電流検出部に故障が生じるなどの異常が発生した異常状態においては、極端に大きな値となる可能性が高い。そこで、判定閾値Ｔｄ、Ｔｑとして、通常の制御状態における変化量の上限値に所定のマージンを加えた値を設定するとともに、ステップＳ４４３を省けば、トルク指令値（トルク指令信号Ｓｔ）に変化が無い期間に限らず、常に故障判定を行うことが可能となる。

なお、本実施形態のテストパターン判定処理では、ｄ軸電流値ｉｄの変化量およびｑ軸電流値ｉｑの変化量のうち少なくとも一方と所定の判定閾値とを比較し、その比較結果に基づいて２つのアームに対応する電流検出部に故障が生じているか否かを判定すればよい。具体的には、図１６に示したステップＳ４４４では、ｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑのうち一方だけを用いた判定に変更してもよい。このようにすれば、ｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑの双方を用いた判定に比べ、判定の精度が若干低下するものの、制御回路１７における演算負荷（処理負荷）が軽減されるという効果が得られる。

（第５実施形態）
以下、第５実施形態について図１７および図１８を参照して説明する。
第５実施形態では、テストパターン判定処理の内容が第１実施形態と異なっている。なお、モータ制御システム１の構成は、第１実施形態と共通する。

本実施形態のテストパターン判定処理では、同一のテストパターンに対して判定演算が複数回実行され、それら複数回の判定演算の結果の平均値、より具体的には移動平均に基づいて判定が行われるようになっている。このような本実施形態のテストパターン判定処理は、具体的には図１７に示すような内容の処理となっている。

まず、ステップＳ４５１では、本テストパターン判定処理での判定対象となるテストパターン（以下、現在のテストパターンと呼ぶ）において選択された３つのアームに対応する電流検出部の検出値の和、つまり３相電流の総和の絶対値が計算される。ステップＳ４５２では、ステップＳ４５１で計算された値が、現在のテストパターンに割り付けられたキューに格納される。

上記キューの動作について図１８を参照して説明する。本実施形態では、テストパターン１〜８毎に８段のシフトレジスタが容易されており、８個の値が格納されるようになっている。例えば、現在のテストパターンがテストパターン１である場合、テストパターン１に割り付けられたシフトレジスタを１つ右にシフトして最も古い値が削除され、空きができたレジスタ（図１８における左端のキュー）にステップＳ４５１で計算された最新の値が格納されることになる。

ステップＳ４５３では、キューの全てのレジスタに値が格納されているか否かが判断される。このような判断は、例えばステップＳ４５２の処理の実行回数をカウントし、そのカウント値がシフトレジスタの数（＝８）以上となったか否かに基づいて行うことができる。ここで、キューの全てのレジスタに値が格納されている場合、ステップＳ４３５で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４５４に進む。一方、キューの全てのレジスタのうち、少なくとも１つのレジスタに値が格納されていない場合、ステップＳ４５３で「ＮＯ」となり、そのまま処理が終了となる。

ステップＳ４５４では、現在のテストパターンに割り付けられたキュー内のデータ（値）の平均値が算出される。ステップＳ４５４の実行後はステップＳ４５５に進み、ステップＳ４５４で算出された平均値が、所定の判定閾値以下であるか否かが判断される。この場合、判定閾値は、第１実施形態における判定閾値と同様に設定することができる。

平均値が判定閾値以下である場合、ステップＳ４５５で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４５６に進む。ステップＳ４５６は、図７に示したステップＳ４０２と同様の処理であり、ＴＰ判定結果テーブルにおける現在のテストパターンの判定結果として「正常」が記憶される。

一方、平均値が判定閾値より大きい場合、ステップＳ４５５で「ＮＯ」となり、ステップＳ４５７に進む。ステップＳ４５７は、図７に示したステップＳ４０３と同様の処理であり、ＴＰ判定結果テーブルにおける現在のテストパターンの判定結果として「故障」が記憶される。ステップＳ４５６またはＳ４５７の実行後、テストパターン判定処理が終了となる。

以上説明した本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態のテストパターン判定処理では、３相電流の総和の絶対値を計算した後、直ちに判定閾値との比較判定を行うのではなく、移動平均（単純移動平均）を取り、その値と判定閾値とを比較することにより、故障判定を行うようになっている。このようにすれば、例えばノイズなどの影響により３相電流の総和の絶対値が突発的（一時的）に異常値となった場合に、誤って電流検出部が故障していると判定されることがなくなる。つまり、本実施形態によれば、電流検出部の故障判定について、誤判定の発生を低く抑えることができるという効果が得られる。

（第６実施形態）
以下、第６実施形態について図１９〜図２１を参照して説明する。
第６実施形態では、テストパターン判定処理の内容が第１実施形態と異なっている。なお、モータ制御システム１の構成は、第１実施形態と共通する。

図１９に示すように、第１実施形態などで用いられているテストパターン１〜８には、３相のハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖ、４ｗを構成する６つのアームの全てが含まれる特定の組み合わせ（ペア）が存在する。具体的には、テストパターン１および５、テストパターン２および６、テストパターン３および７、テストパターン４および８が、６つのアームの全てが含まれる組み合わせに該当する。以下、これらのテストパターンの組み合わせ（ペア）のことを、特定のテストパターンペアとも呼ぶ。

このような特定のテストパターンペアについて、双方の評価結果（判定結果）が「正常」である場合、６つのアームに対応する電流検出部の全てが正常であると言える。このような点に着目し、本実施形態の故障検出処理には、正常時における制御回路１７などにおける処理負荷を軽減するための工夫が加えられている。

すなわち、本実施形態の故障検出処理には、テストパターン判定処理が実行された結果、特定のテストパターンペアについて故障判定が不成立となった場合、全ての電流検出部が正常であることを検出する処理が含まれている。以下、本実施形態の故障処理の具体的な内容について図２０を参照して説明する。

図２０に示すように、本実施形態の故障検出処理では、第１実施形態の故障検出処理に対し、ステップＳ４６０、Ｓ４７０およびＳ４８０が追加されている。ステップＳ４６０は、ステップＳ４００の実行後に実行されるようになっている。ステップＳ４６０では、４つの特定のテストパターンペアのうち少なくとも１つについて評価が完了したか否かが判断される。

ここで、特定のテストパターンペアのいずれについても評価が完了していない場合、ステップＳ４６０で「ＮＯ」となり、そのまま処理が終了となる。一方、特定のテストパターンペアの少なくともいずれか１つについて評価が完了している場合、ステップＳ４６０で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４７０に進む。ステップＳ４７０では、評価が完了したテストパターンペアの全てが正常判定であるか否かが判断される。なお、このような判断は、ＴＰ判定結果テーブルを用いて行うことができる。

ここで、評価が完了したテストパターンペアの少なくとも１つに「正常」以外の値が記憶されている場合、ステップＳ４７０で「ＮＯ」となり、ステップＳ５００に進む。一方、評価が完了したテストパターンペアの全てに「正常」が記憶されている場合、ステップＳ４７０で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４８０に進む。ステップＳ４８０は、図８に示したステップＳ６０２と同様の処理であり、故障情報テーブルにおいて「故障」と記憶されていない全てのアームに対し、「正常」が記憶される。ステップＳ４８０の実行後は、ステップＳ７００に進む。

本実施形態では、故障検出処理について上述した変更が加えられたことにより、最終故障判定処理についても変更が加えられている。すなわち、図２１に示すように、本実施形態の最終故障判定処理では、第１実施形態の最終故障判定処理に対し、ステップＳ６０１およびＳ６０２が省かれている。この場合、最終故障判定処理が開始されると、最初にステップＳ６０３が実行されることになる。

以上説明した本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態の故障検出処理では、６つのアームの全てが含まれる特定のテストパターンペアについて双方の評価結果が「正常」である場合、全ての電流検出部が正常であることを検出するようになっている。このような構成によれば、電流検出部に故障が生じていない正常には、使用する（テストパターン判定処理を実行する）テストパターンの数を最小で２つにまで減らすことが可能となり、正常時における制御回路１７などの処理負荷を一層軽減することができるという効果が得られる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。

本発明は、上記各実施形態において説明したモータ駆動システム１に用いられる電力変換器３に限らず、３相交流モータを駆動する電力変換器全般に適用することができる。
検出回路５〜１０は、ハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖ、４ｗの上アームおよび下アームに流れる電流を検出する構成であればよく、その具体的な構成は適宜変更可能である。
ハーフブリッジ回路４ｕ、４ｖ、４ｗを構成するスイッチング素子としては、パワーＭＯＳＦＥＴであるパワー素子１９〜２４に限らずともよく、例えばＩＧＢＴなど、種々のパワー素子、つまりパワーデバイスを用いることができる。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

２…モータ、３…電力変換器、４ｕ、４ｖ、４ｗ…ハーフブリッジ回路、５〜１０…検出回路、２６…センスセル、２８…駆動制御部、２９…故障検出処理部。

Claims (18)

1. ３相交流モータ（２）を駆動する電力変換器（３）であって、
   前記３相交流モータに供給する３相電流を生成する３相のハーフブリッジ回路（４ｕ、４ｖ、４ｗ）と、
   前記ハーフブリッジ回路の上アームおよび下アームに流れる電流を検出する電流検出部（５〜１０、２６）と、
   前記電流検出部の検出値に基づいて前記ハーフブリッジ回路の動作を制御することにより前記３相交流モータの駆動を制御する駆動制御部（２８）と、
   前記ハーフブリッジ回路の少なくとも２相について相毎に上下アームのいずれかが選択された複数のテストパターンおよび前記電流検出部の検出値に基づいて前記電流検出部の故障を検出する故障検出処理を実行する故障検出処理部（２９）と、
   を備え、
   前記故障検出処理には、
   所定の前記テストパターンにおいて選択されたアームがオンする期間における前記アームに対応する前記電流検出部の検出値を用いて所定の判定演算を実行し、前記判定演算の結果に基づいて前記アームに対応する前記電流検出部に故障が生じているか否かを判定するテストパターン判定処理と、
   前記テストパターン判定処理が実行された結果、少なくとも１つの前記テストパターンについて故障判定が成立した場合、その結果に基づいて前記電流検出部の故障を検出する最終故障判定処理と、が含まれる電力変換器。
2. 前記最終故障判定処理には、前記テストパターン判定処理が実行された結果、２つ以上の前記テストパターンについて故障判定が成立した場合、それらの結果に基づいて故障している前記電流検出部を特定する処理が含まれる請求項１に記載の電力変換器。
3. 所定の前記電流検出部の故障を特定するための２つ以上の前記テストパターンの組み合わせは、他の前記電流検出部の故障を特定するための２つ以上の前記テストパターンの組み合わせとは異なるとともに当該組み合わせに包含されていない請求項２に記載の電力変換器。
4. 前記最終故障判定処理には、前記テストパターン判定処理が実行された結果、２つ以上のテストパターンについて故障判定が不成立となった場合、それらの結果に基づいて正常である前記電流検出部を特定する処理が含まれる請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換器。
5. 所定の前記電流検出部の正常を特定するための２つ以上の前記テストパターンの組み合わせは、他の前記電流検出部の正常を特定するための２つ以上の前記テストパターンの組み合わせとは異なるとともに当該組み合わせに包含されていない請求項４に記載の電力変換器。
6. 前記複数のテストパターンは、選択可能なアームの組み合わせが過不足なく含まれるように設定されている請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換器。
7. 前記最終故障判定処理が実行された結果、所定の前記電流検出部の故障が検出された場合、それ以降に実行される前記テストパターン判定処理では、その故障が検出された前記電流検出部に対応したアームが選択された前記テストパターンについて判定対象から除外される請求項１から６のいずれか一項に記載の電力変換器。
8. 前記最終故障判定処理は、前記複数のテストパターンの全てについて前記テストパターン判定処理が実行された後に実行される請求項１から７のいずれか一項に記載の電力変換器。
9. 前記故障検出処理には、前記テストパターン判定処理が実行された結果、全ての前記テストパターンについて故障判定が不成立となった場合、全ての前記電流検出部が正常であることを検出する処理が含まれる請求項１から８のいずれか一項に記載の電力変換器。
10. 前記故障検出処理には、前記テストパターン判定処理が実行された結果、特定の組み合わせの前記テストパターンについて故障判定が不成立となった場合、全ての前記電流検出部が正常であることを検出する処理が含まれ、
    前記特定の組み合わせの前記テストパターンにおいて選択されたアームには、前記３相のハーフブリッジ回路を構成する全てのアームが含まれている請求項１から７のいずれか一項に記載の電力変換器。
11. 前記故障検出処理には、前記テストパターンのそれぞれについて前記テストパターン判定処理を実行したか否かを表す判定履歴を記憶する処理が含まれ、
    前記テストパターン判定処理が実行済みであることを表す前記判定履歴が記憶された前記テストパターンについては前記テストパターン判定処理が再度実行されないようになっている請求項１から１０のいずれか一項に記載の電力変換器。
12. 前記故障検出処理には、前記最終判定処理の実行後に前記判定履歴を全て初期化する処理が含まれる請求項１１に記載の電力変換器。
13. 前記３相のハーフブリッジ回路から出力される３相の交流電圧を指令する電圧指令値の１周期を各相の大小関係に基づいた６つの領域に分けると、
    前記故障検出処理には、前記領域が遷移した際に遷移後の前記領域においてオン駆動され得る前記アームの組み合わせが選択された前記テストパターンについての前記判定履歴を初期化する処理が含まれる請求項１１に記載の電力変換器。
14. 前記テストパターンは、前記ハーフブリッジ回路の３相について相毎に上下アームのいずれかが選択されたものであり、
    前記テストパターン判定処理では、
    前記判定演算として、前記テストパターンにおいて選択された３つのアームがオンする期間における前記３つのアームに対応する前記電流検出部の検出値の和の絶対値を計算し、
    前記絶対値と所定の判定閾値とを比較し、その比較結果に基づいて前記３つのアームに対応する前記電流検出部に故障が生じているか否かを判定する請求項１から１３のいずれか一項に記載の電力変換器。
15. 前記テストパターンは、前記３相のハーフブリッジ回路の２相について相毎に上下アームのいずれかが選択されたものであり、
    前記テストパターン判定処理では、
    前記判定演算として、前記テストパターンにおいて選択された２つのアームがオンする期間における前記２つのアームに対応する前記電流検出部の検出値に基づいて他の１つのアームに流れる電流を推定し、前記２つのアームに流れる電流の検出値および前記１つのアームに流れる電流の推定値を用いてｄｑ変換することによりｄ軸電流値およびｑ軸電流値を計算し、
    前記ｄ軸電流値の変化量および前記ｑ軸電流値の変化量のうち少なくとも一方と所定の判定閾値とを比較し、その比較結果に基づいて前記２つのアームに対応する前記電流検出部に故障が生じているか否かを判定する請求項１から１３のいずれか一項に記載の電力変換器。
16. 前記駆動制御部は、前記３相交流モータのトルクを指令するトルク指令値に基づいて前記３相交流モータの駆動を制御する構成であり、
    前記テストパターン判定処理では、前記トルク指令値が所定期間以上変化しなかった場合に前記判定が行われるようになっている請求項１５に記載の電力変換器。
17. 前記テストパターン判定処理では、
    同一の前記テストパターンに対して前記判定演算が複数回実行され、
    それら複数回の前記判定演算の結果の平均値に基づいて前記判定が行われる請求項１から１６のいずれか一項に記載の電力変換器。
18. 前記平均値は、移動平均である請求項１７に記載の電力変換器。

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