JP7468296B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

従来、一式で用いられる二つの直流モータへの通電を制御する装置が知られている。

例えば特許文献１、２に開示された装置では、各直流モータに対応するＨブリッジ回路の一方のハーフブリッジ回路が共用され、三つのハーフブリッジ回路により電力変換器が構成されている。

特許第５７７２７２６号公報 特許第６０５２０２８号公報

特許文献１、２の「ハーフブリッジ回路」に相当する一対の正側（もしくは上アーム）スイッチ素子と負側（もしくは下アーム）スイッチ素子との組を本明細書では「レッグ」と表す。特許文献１、２に開示された３レッグ式のブリッジ回路は、一つの共有レッグと二つの非共有レッグとから構成される。３レッグ式のブリッジ回路では、二つのＨブリッジ回路に比べスイッチ素子数が８個から６個に低減する。また、電力変換器の回路面積が低減する。

しかし特許文献１、２には、スイッチ素子の短絡もしくは開放、モータ端子の天絡もしくは地絡、電源回路の異常、電流検出器の異常等、実用上課題となる各種異常のフェールセーフに関して何ら言及されていない。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、二つの直流モータに対しブリッジ回路の一レッグを共有する構成において、フェールセーフにより信頼性を確保するモータ制御装置を提供することにある。

本発明によるモータ制御装置は、車両の制動装置（９０）において、通電方向に応じて制動方向もしくは非制動方向にトルクを出力する第１モータ（７１）及び第２モータ（７２）を駆動する。このモータ制御装置は、電力変換器（４５）と、制御部（４０）と、を備える。

電力変換器は、直流電源（Ｂｔ）の正極端子（Ｔｐ）と負極端子（Ｔｎ）との間に並列に接続された第１レッグ（５１）、第２レッグ（５２）及び第３レッグ（５３）の三つのレッグを有する。各レッグは、正極端子に接続された正側スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）と負極端子に接続された負側スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）とが素子間接続点（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３）を介して直列接続されている。電力変換器は、直流電源の電力を変換して第１モータ及び第２モータに供給可能である。制御部は、各レッグの正側スイッチ素子及び負側スイッチ素子を操作し、第１モータ及び第２モータへの通電を制御する。

第１レッグの素子間接続点は、第１モータの一方の端子に接続される。第３レッグの素子間接続点は、第２モータの一方の端子に接続される。第２レッグの素子間接続点は、第１モータの他方の端子、及び、第２モータの他方の端子に接続される。すなわち、第２レッグが共有レッグをなし、第１レッグ及び第３レッグが非共有レッグをなす。本発明の一態様では、制御部が第１レッグの正側スイッチ素子から第２レッグの負側スイッチ素子に通電し、且つ、第３レッグの正側スイッチ素子から第２レッグの負側スイッチ素子に通電したとき、第１モータ及び第２モータは制動方向もしくは非制動方向のいずれか同じ方向にトルクを出力するように構成されている。

三つのレッグの正側スイッチ素子の正極端子側における接続点を正側接続点（Ｎ０ｕ）とし、三つのレッグの負側スイッチ素子の負極端子側における接続点を負側接続点（Ｎ０ｄ）とする。三つのレッグと第１モータ及び第２モータ７２とを含む電流経路、又は、正極端子と正側接続点との間もしくは負極端子と負側接続点との間、のうち少なくともいずれか一箇所に電流検出器（Ｒ１ｕ、Ｒ１ｄ、Ｒ３ｕ、Ｒ３ｄ、Ｒ２ｕ、Ｒ２ｄ、Ｒ０ｕ、Ｒ０ｄ、Ｒｍ１、Ｒｍ２）が設けられている。

制御部は、いずれかのレッグの正側スイッチ素子もしくは負側スイッチ素子の短絡もしくは開放、いずれかのレッグの素子間接続点の天絡もしくは地絡、前記第１モータ又は前記第２モータの電流経路の短絡もしくは断線、又は、電流検出器の異常、のうち少なくとも一種類の異常を検出可能な異常検出部（４１）を有する。なお、「モータの電流経路」には、モータ巻線、及び、電力変換器からモータまでの配線やコネクタ端子を含む。

異常検出部により異常が検出されたとき、制御部は、当該異常による影響を抑制するように、正常時とは異なる制御に切り替える。よって本発明のモータ制御装置は、フェールセーフにより信頼性を確保することができる。

一実施形態のモータ制御装置が適用される車両の制動装置の全体構成図。 図１のＩＩ部拡大図。 一実施形態によるモータ制御装置の構成図。 正方向／負方向の同時通電時に各レッグに流れる電流量を説明する図。 シャント抵抗の第１配置例を示す図。 シャント抵抗の第２配置例を示す図。 シャント抵抗の第３配置例を示す図。 プルアップ抵抗及びモータ端子電圧モニタ回路の構成例を示す図。 起動時におけるショート系異常検出のフローチャート。 起動時におけるオープン系異常検出のフローチャート。 通電中異常検出（１）のフローチャート。 通電中異常検出（２）のフローチャート。 通電中異常検出（３）のフローチャート。 通電中異常検出（４）のフローチャート。 通電中異常検出（５）のフローチャート。 通電状態に応じて第２レッグの過電流異常検出閾値を切り替えるフローチャート。 通電中異常検出（６）のフローチャート。 異常検出時に「正常時とは異なる制御」に切り替えるフローチャート。 ショート系異常発生時における処置を示すフローチャート。 ショート系異常時における異常箇所に応じた通電可否判定表。 オープン系異常時における異常箇所に応じた通電可否判定表。 制動／非制動方向の通電可否に基づき制御を切り替えるフローチャート。

以下、本発明のモータ制御装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のモータ制御装置は、車両の制御装置において、駐車時に右左後輪をロックする二つの電動パーキングブレーキモータを駆動する「電動パーキングブレーキモータ制御装置」として機能する。

［制動装置の全体構成］
最初に図１、図２を参照し、車両の制動装置の全体構成について説明する。制動装置９０は、「電動液圧制御機能」及び「電動パーキングブレーキ機能」を有する。自動車技術分野において一般に「電動液圧制御」は、「ＥＳＣ」すなわち電動安定化制御に関連する制御として知られている。安定化制御には、狭義の制動制御の他、システムにより、アンチロックブレーキ制御、車両挙動安定化制御、坂道発進補助制御、トラクション制御、車両追従制御、車線逸脱回避制御、障害物回避制御等が含まれる場合がある。電動パーキングブレーキ（以下「ＥＰＢ」）機能は、駐車時に車輪をロックする機能である。

図１に示すように、制動装置９０は、制動制御ＥＣＵ１０、液圧発生装置８０、ブレーキペダル９１、ＥＰＢスイッチ９４、各車輪の制動部９５Ｒ、９５Ｌ、９６Ｒ、９６Ｌ、車輪速センサ９７等を備える。また、図１に示す、いわゆる「モータ・オン・キャリパタイプ」の制動装置では、右左の後輪に一つずつ、計二つのＥＰＢモータ７１、７２が設けられている。

図１において太実線は液圧経路を示し、破線矢印は電気信号を示す。ブレーキペダル９１が踏まれると、液圧発生装置８０に液圧が供給されるとともに制動制御ＥＣＵ１０に電気信号が送信される。ＥＰＢスイッチ９４が操作されると、制動制御ＥＣＵ１０内のＥＰＢモータ制御装置４００に電気信号が送信される。

制動制御ＥＣＵ１０は、電動液圧制御に関する構成として、ＥＳＣ（電動液圧）制御部２０及びＥＳＣ電力変換器２５を含む。ＥＳＣ制御部２０は、ＥＳＣ電力変換器２５からの電力供給によりＥＳＣモータ８３を回転させて液圧アクチュエータ８５を駆動することで、液圧発生装置８０の制動用液圧を制御する。代表的に液圧は油圧であり、液圧アクチュエータは油圧ポンプや油圧シリンダである。また、ＥＳＣモータ８３は例えば三相モータであり、ＥＳＣ電力変換器２５は三相インバータ回路である。

また制動制御ＥＣＵ１０は、ＥＰＢ制御に関する構成として、ＥＰＢ制御部４０及びＥＰＢ電力変換器４５を含む。ＥＰＢ制御部４０は、ＥＰＢ電力変換器４５からの電力供給により二つのＥＰＢモータ７１、７２を駆動し、駐車時に右左の後輪をロックする。本実施形態では、ＥＰＢモータ７１、７２は直流モータで構成されている。ＥＰＢ電力変換器４５は、後述する「３レッグブリッジ回路」で構成されている。制動制御ＥＣＵ１０のうち、ＥＰＢ制御部４０及びＥＰＢ電力変換器４５を含む部分を「ＥＰＢモータ制御装置４００」と表す。

液圧発生装置８０の液圧アクチュエータ８５は、ＥＳＣモータ８３の出力により駆動され、前輪制動部９５Ｒ、９５Ｌ、及び、後輪制動部９６Ｒ、９６Ｌに制動用液圧を供給する。後輪制動部９６Ｒ、９６Ｌには、駐車時にそれぞれ第１ＥＰＢモータ７１及び第２ＥＰＢモータ７２の出力が作用する。車輪速センサ９７は、各車輪の回転速度を検出して制動制御ＥＣＵ１０に通知する。

図２に右後輪制動部９６Ｒの構成を例示する。第１ＥＰＢモータ７１の出力により後輪制動部９６Ｒのブレーキパッド９６５がブレーキディスク９６６に押し付けられることにより、車輪がロックされる。また、停車時及び走行時を通じ、液圧発生装置８０から供給される液圧によりブレーキパッド９６５がブレーキディスク９６６に押し付けられることにより、車輪がロックされる。

［ＥＰＢモータ制御装置の構成］
次に図３を参照し、ＥＰＢモータ制御装置４００の構成を説明する。以下では、図１の要素名称における「ＥＰＢ」を省略する。つまり、ＥＰＢモータ制御装置４００、ＥＰＢ制御部４０及びＥＰＢ電力変換器４５を、「モータ制御装置４００」、「制御部４０」及び「電力変換器４５」と表す。また、第１ＥＰＢモータ７１を「第１モータ７１」と表し、第２ＥＰＢモータ７２を「第２モータ７２」と表す。

制御部４０は、マイコン、駆動回路等で構成され、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。制御部４０は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理による制御を実行する。

電力変換器４５は、直流電源Ｂｔの正極端子Ｔｐと負極端子Ｔｎとの間に並列に接続された第１レッグ５１、第２レッグ５２及び第３レッグ５３の三つのレッグを有する。直流電源Ｂｔの電圧は例えば１２［Ｖ］である。三つのレッグ５１、５２、５３は一つの筐体６００内に収容されており、例えば同一の基板上に実装されている。このように電力変換器４５は、「３レッグブリッジ回路」で構成されており、直流電源Ｂｔの電力を変換して第１モータ７１及び第２モータ７２に供給可能である。

第１レッグ５１は、正極端子Ｔｐに接続された正側スイッチ素子Ｓ１Ｈと、負極端子Ｔｎに接続された負側スイッチ素子Ｓ１Ｌとが素子間接続点Ｎ１を介して直列接続されている。第２レッグ５２は、正極端子Ｔｐに接続された正側スイッチ素子Ｓ２Ｈと、負極端子Ｔｎに接続された負側スイッチ素子Ｓ２Ｌとが素子間接続点Ｎ２を介して直列接続されている。第３レッグ５３は、正極端子Ｔｐに接続された正側スイッチ素子Ｓ３Ｈと、負極端子Ｔｎに接続された負側スイッチ素子Ｓ３Ｌとが素子間接続点Ｎ３を介して直列接続されている。正側スイッチ素子Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ、及び、負側スイッチ素子Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌは、例えばＭＯＳＦＥＴで構成されている。以下では、同一レッグの正側及び負側スイッチ素子をまとめて「Ｓ１Ｈ／Ｌ」のように記す。

第１レッグ５１の素子間接続点Ｎ１は、第１モータ７１の一方の端子に接続される。第３レッグ５３の素子間接続点Ｎ３は、第２モータ７２の一方の端子に接続される。第２レッグ５２の素子間接続点Ｎ２は、第１モータ７１の他方の端子、及び、第２モータ７２の他方の端子に接続される。制御部４０は、各レッグ５１、５２、５３の正側スイッチ素子Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ及び負側スイッチ素子Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌを操作し、第１モータ７１及び第２モータ７２への通電を制御する。なお、後述の電圧検出回路の説明では、素子間接続点Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を「モータ端子」と称する。

三つのレッグ５１、５２、５３の正側スイッチ素子Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈの正極端子Ｔｐ側における接続点を正側接続点Ｎ０ｕとする。また、三つのレッグ５１、５２、５３の負側スイッチ素子Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌの負極端子Ｔｎ側における接続点を負側接続点Ｎ０ｄとする。図３の構成例では、各レッグの素子間接続点Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３と正側接続点Ｎ０ｕとの間、及び、各レッグの素子間接続点Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３と負側接続点Ｎ０ｄとの間に「電流検出器」としてのシャント抵抗Ｒ１ｕ、Ｒ１ｄ、Ｒ２ｕ、Ｒ２ｄ、Ｒ３ｕ、Ｒ３ｄが配置されている。電流検出に関する詳細は後述する。なお、図３のシャント抵抗の配置構成は、図５に示す第１配置例に相当する。

ここで、実線矢印で示すように、第１レッグ５１の正側スイッチ素子Ｓ１Ｈから第１モータ７１を通って第２レッグ５２の負側スイッチ素子Ｓ２Ｌに流れる電流方向を正方向とする。同じく、第３レッグ５３の正側スイッチ素子Ｓ３Ｈから第２モータ７２を通って第２レッグ５２の負側スイッチ素子Ｓ２Ｌに流れる電流方向を正方向とする。

逆に、破線矢印で示すように、第２レッグ５２の正側スイッチ素子Ｓ２Ｈから第１モータ７１を通って第１レッグ５１の負側スイッチ素子Ｓ１Ｌに流れる電流方向を負方向とする。同じく、第２レッグ５２の正側スイッチ素子Ｓ２Ｈから第２モータ７２を通って第３レッグ５３の負側スイッチ素子Ｓ３Ｌに流れる電流方向を負方向とする。

第１モータ７１及び第２モータ７２に「正方向に同時通電」するとは、第１レッグ５１の正側スイッチ素子Ｓ１Ｈから第２レッグ５２の負側スイッチ素子Ｓ２Ｌに通電し、且つ、第３レッグ５３の正側スイッチ素子Ｓ３Ｈから第２レッグ５２の負側スイッチ素子Ｓ２Ｌに通電することをいう。第１モータ７１及び第２モータ７２に「負方向に同時通電」するとは、第２レッグ５２の正側スイッチ素子Ｓ２Ｈから第１レッグ５１の負側スイッチ素子Ｓ１Ｌに通電し、且つ、第２レッグ５２の正側スイッチ素子Ｓ２Ｈから第３レッグ５３の負側スイッチ素子Ｓ３Ｌに通電することをいう。

一構成例では、制御部４０が正方向に同時通電したとき、第１モータ７１及び第２モータ７２はいずれも制動方向にトルクを出力し、制御部４０が負方向に同時通電したとき、第１モータ７１及び第２モータ７２はいずれも非制動方向にトルクを出力する。モータ７１、７２が制動方向にトルクを出力すると、後輪制動部９６Ｒ、９６Ｌは車輪をロックし、非制動方向にトルクを出力すると、後輪制動部９６Ｒ、９６Ｌはロックを解除する。

他の構成例では逆に、制御部４０が正方向に同時通電したとき、第１モータ７１及び第２モータ７２はいずれも非制動方向にトルクを出力し、制御部４０が負方向に同時通電したとき、第１モータ７１及び第２モータ７２はいずれも制動方向にトルクを出力してもよい。

要するに本実施形態のモータ制御装置４００は、制御部４０が正方向に同時通電したとき、第１モータ７１及び第２モータ７２は制動方向もしくは非制動方向いずれかの同じ方向にトルクを出力するように構成されている。また、制御部４０が負方向に同時通電したとき、第１モータ７１及び第２モータ７２は、正方向に同時通電したときとは反対方向にトルクを出力するように構成されている。

図４の上側には正方向同時通電時、下側には負方向同時通電時の電流経路及び電流量を示す。太いブロック矢印は、電流量が大きいことを表す。二つのモータ７１、７２に同時に同じ大きさの電流を通電したとき、共有レッグである第２レッグ５２には、第１レッグ５１及び第３レッグ５３に流れる電流の２倍の電流が流れる。

図３に戻る。正極端子Ｔｐと正側接続点Ｎ０ｕとの間にはリレーＲＹｕが設けられており、負極端子Ｔｎと負側接続点Ｎ０ｄとの間にはリレーＲＹｄが設けられている。なお、図３ではスイッチ記号を用いてリレーＲＹｕ、ＲＹｄを図示しているが、リレーＲＹｕ、ＲＹｄは、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチング素子で構成されてもよい。また、図３に示す構成例では正側及び負側の両方にリレーＲＹｕ、ＲＹｄが設けられているが、他の構成例では正側又は負側の一方のみにリレーが設けられてもよい。

制御部４０は、異常検出部４１、通電可否判定部４２、及び駆動指令部４３を有する。異常検出部４１は、次のうち少なくとも一種類の異常を検出可能である。（ｉｉｉ）に記す「モータの電流経路」には、モータ巻線、及び、電力変換器４５からモータ７１、７２までの配線やコネクタ端子を含む。
（ｉ）いずれかのレッグの正側スイッチ素子もしくは負側スイッチ素子の短絡もしくは開放
（ｉｉ）いずれかのレッグの素子間接続点の天絡もしくは地絡
（ｉｉｉ）第１モータ又は第２モータの電流経路の短絡もしくは断線
（ｉｖ）電流検出器（すなわちシャント抵抗）の異常

駆動指令部４３は、各レッグの正側及び負側スイッチ素子Ｓ１Ｈ／Ｌ、Ｓ２Ｈ／Ｌ、Ｓ３Ｈ／Ｌ、並びにリレーＲＹｕ、ＲＹｄに、オン／オフ（すなわち駆動／遮断）信号を指令する。制御部４０は、異常検出部４１により異常が検出されたとき、当該異常に起因する影響を抑制するように、正常時とは異なる制御に切り替える。

例えば制御部４０は、異常検出部４１により少なくとも一つの異常が検出されたとき、駆動指令部４３からの指令によりリレーＲＹｕ、ＲＹｄを遮断し、両モータ７１、７２の駆動を停止する。或いは制御部４０は、検出された異常の種類や異常箇所に応じて、駆動指令部４３からの指令により一部のスイッチ素子を遮断し、残りのスイッチ素子でのモータ駆動を継続する。

通電可否判定部４２は、検出された異常の状態、及び、異常検出に伴って遮断されたスイッチ素子に応じて、第１モータ７１及び第２モータ７２のそれぞれについて制動方向及び非制動方向への通電可否を判定する。制御部４０は、通電可否判定部４２の判定結果に基づき制御を切り替える、すなわち駆動指令部４３による指令を切り替える場合がある。これらの処理例の詳細は後述する。

［電流検出器の配置例］
次に図５～図７を参照し、「電流検出器」としてのシャント抵抗の配置例、及び、正常時を前提とした電流算出について説明する。各レッグに配置されるシャント抵抗の符号について、１文字目は「Ｒ」、２文字目はレッグの番号とし、３文字目は正側を「ｕ」、負側を「ｄ」とする。正極端子Ｔｐと正側接続点Ｎ０ｕとの間に配置されるシャント抵抗を「正極経路のシャント抵抗Ｒ０ｕ」と表し、負極端子Ｔｎと負側接続点Ｎ０ｄとの間に配置されるシャント抵抗を「負極経路のシャント抵抗Ｒ０ｄ」と表す。

また、モータ７１、７２と直列に接続されるシャント抵抗の符号を「Ｒｍ１、Ｒｍ２」とする。各正側スイッチ素子に流れる正側電流、及び、各負側スイッチ素子に流れる負側電流は、対応する箇所のシャント抵抗の「Ｒ」を「Ｉ」に代えた記号で表す。正極経路のシャント抵抗Ｒ０ｕに流れる電流を「正側合計電流Ｉ０ｕ」といい、負極経路のシャント抵抗Ｒ０ｄに流れる電流を「負側合計電流Ｉ０ｄ」という。

図５に示す第１配置例４５１では、シャント抵抗Ｒ１ｕ、Ｒ２ｕ、Ｒ３ｕは、三つのレッグ５１、５２、５３の素子間接続点Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３と正側接続点Ｎ０ｕとの間に配置されている。シャント抵抗Ｒ１ｄ、Ｒ２ｄ、Ｒ３ｄは、三つのレッグ５１、５２、５３の素子間接続点Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３と負側接続点Ｎ０ｄとの間に配置されている。つまり、シャント抵抗Ｒ１ｕ、Ｒ１ｄ、Ｒ２ｕ、Ｒ２ｄ、Ｒ３ｕ、Ｒ３ｄは、計六箇所に配置されている。上述の通り、第１配置例は図３に示されている。

図６に示す第２配置例４５２では、シャント抵抗Ｒ１ｕ、Ｒ３ｕは、第１レッグ５１及び第３レッグ５３の素子間接続点Ｎ１、Ｎ３と正側接続点Ｎ０ｕとの間に配置されている。シャント抵抗Ｒ１ｄ、Ｒ３ｄは、第１レッグ５１及び第３レッグ５３の素子間接続点Ｎ１、Ｎ３と負側接続点Ｎ０ｄとの間に配置されている。シャント抵抗Ｒ０ｕ、Ｒ０ｄは、正極端子Ｔｐと正側接続点Ｎ０ｕとの間、及び、負極端子Ｔｎと負側接続点Ｎ０ｄとの間に配置されている。つまり、シャント抵抗Ｒ１ｕ、Ｒ１ｄ、Ｒ３ｕ、Ｒ３ｄ、Ｒ０ｕ、Ｒ０ｄは、計六箇所に配置されている。

なお、第２配置例の変形例として、六箇所のうち四箇所のシャント抵抗は、第１レッグ５１及び第３レッグ５３に代えて、いずれか二つのレッグの素子間接続点と正側接続点Ｎ０ｕとの間、及び、いずれか二つのレッグの素子間接続点と負側接続点Ｎ０ｄとの間に配置されてもよい。

第２配置例において、第１レッグ５１及び第３レッグ５３の検出電流から第１モータ電流Ｉｍ１及び第２モータ電流Ｉｍ２を算出する処理を説明する。シャント抵抗Ｒ１ｕ、Ｒ１ｄ、Ｒ３ｕ、Ｒ３ｄにより電流Ｉ１ｕ、Ｉ１ｄ、Ｉ３ｕ、Ｉ３ｄが検出される。モータ電流Ｉｍ１、Ｉｍ２は、式（１．１）、（１．２）により算出される。
Ｉｍ１＝Ｉ１ｕ－Ｉ１ｄ ・・・（１．１）
Ｉｍ２＝Ｉ３ｕ－Ｉ３ｄ ・・・（１．２）

第２レッグ５２の電流Ｉ２ｕ、Ｉ２ｄは直接検出されず、以下の式で算出可能である。「Ｉｍ１＋Ｉｍ２≧０」のとき、第２レッグ５２の正側電流Ｉ２ｕは、負側スイッチ素子Ｓ２Ｌのスイッチタイミングに応じて式（２．１ａ）で表される。負側電流Ｉ２ｄは式（２．２）で表される。
Ｉ２ｕ＝０（Ｓ２Ｌオン時），－Ｉｍ１－Ｉｍ２（Ｓ２Ｌオフ時）・・・（２．１ａ）
Ｉ２ｄ＝Ｉｍ１＋Ｉｍ２＋Ｉ２ｕ ・・・（２．２）

「Ｉｍ１＋Ｉｍ２＜０」のとき、第２レッグ５２の正側電流Ｉ２ｕは、正側スイッチ素子Ｓ２Ｈのスイッチタイミングに応じて式（２．１ｂ）で表される。負側電流Ｉ２ｄは式（２．２）で表される。
Ｉ２ｕ＝－Ｉｍ１－Ｉｍ２（Ｓ２Ｈオン時），０（Ｓ２Ｈオフ時）・・・（２．１ｂ）
Ｉ２ｄ＝Ｉｍ１＋Ｉｍ２＋Ｉ２ｕ ・・・（２．２）

第２配置例では、正極経路のシャント抵抗Ｒ０ｕ、及び、負極経路のシャント抵抗Ｒ０ｄにより正側合計電流Ｉ０ｕ及び負側合計電流Ｉ０ｄが検出されるため、第２レッグ５２の電流Ｉ２ｕ、Ｉ２ｄは、式（３．１）、（３．２）によっても算出可能である。
Ｉ２ｕ＝Ｉ０ｕ－Ｉ１ｕ－Ｉ３ｕ ・・・（３．１）
Ｉ２ｄ＝Ｉ０ｄ－Ｉ１ｄ－Ｉ３ｄ ・・・（３．２）

なお、第１配置例では、第２レッグ５２のシャント抵抗Ｒ２ｕ、Ｒ２ｄにより第２レッグ５２の電流Ｉ２ｕ、Ｉ２ｄが直接検出される。

図７に示す第３配置例４５３では、シャント抵抗Ｒｍ１は、第１レッグ５１の素子間接続点Ｎ１と第２レッグ５２の素子間接続点Ｎ２との間において第１モータ７１と直列になる箇所に配置されている。シャント抵抗Ｒｍ２は、第３レッグ５３の素子間接続点Ｎ３と第２レッグ５２の素子間接続点Ｎ２との間において第２モータ７２と直列になる箇所に配置されている。シャント抵抗Ｒ０ｕ、Ｒ０ｄは、正極端子Ｔｐと正側接続点Ｎ０ｕとの間、及び、負極端子Ｔｎと負側接続点Ｎ０ｄとの間に配置されている。つまり、シャント抵抗Ｒｍ１、Ｒｍ２、Ｒ０ｕ、Ｒ０ｄは、計四箇所に配置されている。

第３配置例において、モータ７１、７２の検出電流から第１レッグ５１及び第３レッグ５３の電流を算出する処理を説明する。シャント抵抗Ｒｍ１、Ｒｍ２によりモータ電流Ｉｍ１、Ｉｍ２が検出される。第１モータ７１について「Ｉｍ１≧０」のとき、第１レッグ５１の正側電流Ｉ１ｕは、正側スイッチ素子Ｓ１Ｈのスイッチタイミングに応じて式（４．１ａ）で表される。負側電流Ｉ１ｄは式（４．２ａ）で表される。
Ｉ１ｕ＝Ｉｍ１（Ｓ１Ｈオン時），０（Ｓ１Ｈオフ時）・・・（４．１ａ）
Ｉ１ｄ＝－Ｉｍ１＋Ｉ１ｕ ・・・（４．２ａ）

「Ｉｍ１＜０」のとき、第１レッグ５１の負側電流Ｉ１ｄは、負側スイッチ素子Ｓ１Ｌのスイッチタイミングに応じて式（４．２ｂ）で表される。正側電流Ｉ１ｕは式（４．１ｂ）で表される。
Ｉ１ｄ＝－Ｉｍ１（Ｓ１Ｌオン時），０（Ｓ１Ｌオフ時）・・・（４．２ｂ）
Ｉ１ｕ＝Ｉｍ１＋Ｉ１ｄ ・・・（４．１ｂ）

第２モータ７２について「Ｉｍ２≧０」のとき、第３レッグ５３の正側電流Ｉ３ｕは、正側スイッチ素子Ｓ３Ｈのスイッチタイミングに応じて式（５．１ａ）で表される。負側電流Ｉ３ｄは式（５．２ａ）で表される。
Ｉ３ｕ＝Ｉｍ２（Ｓ３Ｈオン時），０（Ｓ３Ｈオフ時）・・・（５．１ａ）
Ｉ３ｄ＝－Ｉｍ２＋Ｉ３ｕ ・・・（５．２ａ）

「Ｉｍ２＜０」のとき、第３レッグ５３の負側電流Ｉ３ｄは、負側スイッチ素子Ｓ３Ｌのスイッチタイミングに応じて式（５．２ｂ）で表される。正側電流Ｉ３ｕは式（５．１ｂ）で表される。
Ｉ３ｄ＝－Ｉｍ２（Ｓ３Ｌオン時），０（Ｓ３Ｌオフ時）・・・（５．２ｂ）
Ｉ３ｕ＝Ｉｍ２＋Ｉ３ｄ ・・・（５．１ｂ）

第２レッグ５２の電流Ｉ２ｕ、Ｉ２ｄについては第２配置例と同様に算出される。

［プルアップ抵抗及びモータ端子電圧モニタ回路の構成例］
次に図８を参照し、プルアップ抵抗及びモータ端子電圧モニタ回路の構成例について説明する。図８には、第１配置例でシャント抵抗が配置された電力変換器４５にプルアップ抵抗Ｒｐ及びモータ端子電圧モニタ回路６１、６２、６３が接続された構成例を示す。ここで、各レッグの素子間接続点Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を「モータ端子Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３」と称する。プルアップ抵抗、上側抵抗、下側抵抗の符号「Ｒｐ、Ｒｒｕ、Ｒｒｄ」は、抵抗素子を示すとともに各抵抗の抵抗値を示す。

プルアップ抵抗Ｒｐは、正極端子Ｔｐと第２モータ端子Ｎ２との間に接続される。ただし、プルアップ抵抗の抵抗値Ｒｐはモータ７１、７２の巻線抵抗より十分に大きい。そのため、モータ巻線の断線故障の場合を除き、プルアップ抵抗Ｒｐは、正極端子Ｔｐと第１モータ端子Ｎ１との間、又は、正極端子Ｔｐと第３モータ端子Ｎ３との間に接続されても同様の異常検出が可能である。

代表としてモータ端子Ｎ１についてのモニタ回路６１の構成を示す。モニタ回路６２、６３の構成も同様である。モニタ回路６１、６２、６３は、各モータ端子Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の電圧を上側抵抗Ｒｒｕ及び下側抵抗Ｒｒｄで分圧した分圧点の端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を異常検出部４１に出力する。異常検出部４１は、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に基づき各レッグのモータ端子Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の電圧を検出する。他の実施形態では、異常検出部４１は少なくとも一つのレッグのモータ端子の電圧を検出するようにしてもよい。

［異常発生時の影響］）
図８の回路構成において、（ｉ）スイッチ素子の短絡もしくは開放、（ｉｉ）モータ端子の天絡もしくは地絡、（ｉｉｉ）モータ電流経路の短絡もしくは断線、（ｉｖ）電流検出器の異常が発生したとき、電圧又は電流検出値に及ぼす影響について列挙する。この部分に記載する「閾値」は各パラメータに対して独立して設定されるものとし、各閾値の相互の関係には言及しない。

＜１．スイッチ素子の短絡（ショート）＞
例えば第１レッグ５１の正側スイッチ素子Ｓ１Ｈが短絡した場合、以下のようになる。
・非通電時：Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３＞閾値
・Ｓ１Ｈ／ＬのＤｕｔｙ駆動時：Ｉ１ｕ、Ｉ１ｄ＞閾値
・Ｓ１Ｌオン時：Ｉ１ｕ、Ｉ１ｄ＞閾値
・Ｓ１Ｈオン時：影響なし
第２、第３レッグの正側スイッチ素子Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ、各レッグの負側スイッチ素子Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌの短絡の場合も同様である。

＜２．スイッチ素子の開放（オープン）＞
例えば第１レッグ５１の正側スイッチ素子Ｓ１Ｈが開放した場合、以下のようになる。
・非通電時：影響なし
・Ｓ１Ｈ／ＬのＤｕｔｙ駆動時：｜Ｉ１ｕ｜＜閾値、Ｖ１＜閾値、Ｉｍ１＜閾値
・Ｓ１Ｌオン時：影響なし
・Ｓ１Ｈオン時：｜Ｉ１ｕ｜＜閾値、Ｖ１＜閾値、Ｉｍ１＜閾値
第２、第３レッグの正側スイッチ素子Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ、各レッグの負側スイッチ素子Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌの開放の場合も同様である。

＜３．モータ端子の天絡、地絡＞
例えば第１レッグ５１のモータ端子Ｎ１が天絡した場合、以下のようになる。
・非通電時：Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３＞閾値
・Ｓ１Ｈ／ＬのＤｕｔｙ駆動時：Ｉ１ｄ＞閾値、Ｉ１ｕ＜閾値、
｜Ｉ０ｕ－Ｉ０ｄ｜＞閾値
・Ｓ１Ｌオン時：Ｉ１ｄ＞閾値、｜Ｉ０ｕ－Ｉ０ｄ｜＞閾値
・Ｓ１Ｈオン時：｜Ｉ０ｕ－Ｉ０ｄ｜＞閾値
第２、第３レッグのモータ端子Ｎ２、Ｎ３の天絡、各レッグのモータ端子Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の地絡の場合も同様である。

＜４．モータ電流経路の短絡＞
例えば第１モータ７１の電流経路が短絡した場合、以下のようになる。
・非通電時：Ｖ１＞閾値
・通電時 ：｜Ｉｍ１｜＞閾値
第２モータ７２の電流経路が短絡した場合も同様である。

＜５．モータ電流経路の断線＞
例えば第１モータ７１の電流経路が断線した場合、以下のようになる。
・非通電時：Ｖ１＜閾値
・通電時 ：｜Ｉｍ１｜＜閾値
第２モータ７２の電流経路が断線した場合も同様である。

＜６．電流検出器による正側電流又は負側電流の検出異常＞
例えば第１レッグ５１の正側電流Ｉ１ｕ、又は正側合計電流Ｉ０ｕの検出異常の場合、以下のようになる。
・非通電時：｜Ｉ１ｕ｜＞閾値、電圧は正常
・Ｓ１Ｈ／ＬのＤｕｔｙ駆動時：｜Ｉ１ｕ｜＞閾値、｜Ｉ０ｕ－Ｉ０ｄ｜＞閾値
・Ｓ１Ｌオン時：｜Ｉ１ｕ｜＞閾値
・Ｓ１Ｈオン時：｜Ｉ０ｕ－Ｉ０ｄ｜＞閾値
第２、第３レッグの正側電流Ｉ２ｕ、Ｉ３ｕ、各レッグの負側電流Ｉ１ｄ、Ｉ２ｄ、Ｉ３ｄ、負側合計電流Ｉ０ｄの検出異常の場合も同様である。

［異常検出処理例］
次に図９～図１７を参照し、異常検出部４１による異常検出処理例について説明する。まず図９、図１０のフローチャートを参照し、起動時のイニシャルチェックにおけるショート系異常及びオープン系異常の検出について説明する。この異常検出処理では図８の回路が用いられる。以下のフローチャートの説明で記号「Ｓ」はステップを意味する。第１レッグ５１について例示するが、第２レッグ５２及び第３レッグ５３についても同様である。また、正側スイッチ素子を「正側ＳＷ」、負側スイッチ素子を「負側ＳＷ」と記す。

図９の処理では、三つのレッグ５１、５２、５３のスイッチ素子Ｓ１Ｈ／Ｌ、Ｓ２Ｈ／Ｌ、Ｓ３Ｈ／Ｌが全てオフの状態でショート系異常検出を行う。以下の式中、直流電源Ｂｔの電圧をＶｂｔと表す。図８の回路において、各抵抗素子の抵抗値の大小関係は以下の通りであることを前提とする。
Ｒｐ、Ｒｒｕ、Ｒｒｄ＞＞巻線抵抗＞＞スイッチ素子、シャント抵抗

正常時の端子電圧Ｖ１は、式（６．１）で表される。正側スイッチ素子Ｓ１Ｈの短絡もしくはモータ端子Ｎ１の天絡、又はプルアップ抵抗Ｒｐのショート時の端子電圧Ｖ１は、式（６．２）で表される。上側抵抗Ｒｒｕのショート時の端子電圧Ｖ１は、式（６．３）で表される。負側スイッチ素子Ｓ１Ｌの地絡もしくはモータ端子Ｎ１の地絡、又は、下側抵抗Ｒｒｄのショート時の端子電圧Ｖ１は、式（６．４）で表される。

式（６．１）、（６．２）、（６.３）の右辺の値をそれぞれα、β、γとする。ここで、α、β、γの大小関係は、Ｒｒｕ＜Ｒｐのとき、０＜α＜γ＜β＜Ｖｂｔとなる。一方、Ｒｐ≦Ｒｒｕのとき、０＜α＜β≦γ＜Ｖｂｔとなる。

Ｖ１＝Ｖｂｔ×（Ｒｒｄ）÷（Ｒｐ＋Ｒｒｕ＋Ｒｒｄ）＝α ・・・（６．１）
Ｖ１＝Ｖｂｔ×（Ｒｒｄ）÷（Ｒｒｕ＋Ｒｒｄ）＝β ・・・（６．２）
Ｖ１＝Ｖｂｔ×（Ｒｒｄ）÷（Ｒｐ＋Ｒｒｄ）＝γ ・・・（６．３）
Ｖ１＝０ ・・・（６．４）

また、プルアップ抵抗Ｒｐもしくは上側抵抗Ｒｒｕもしくはモータ巻線、コネクタ等のオープン時の端子電圧Ｖ１は、上記と同じ式（６．４）で表される。下側抵抗Ｒｒｄのオープン時の端子電圧Ｖ１は式（６．５）で表される。
Ｖ１＝Ｖｂｔ ・・・（６．５）

また、例えばＲｐ≦Ｒｒｕ、すなわちβ≦γとすると、式（７．１）、（７．２）の範囲に高電位閾値ＶｔｈＨ及び低電位閾値ＶｔｈＬが設定される。
α＜ＶｔｈＨ＜β ・・・（７．１）
０＜ＶｔｈＬ＜α ・・・（７．２）

以下、「暫定正常」とは、それまでの検出段階で異常が検出されていないことを意味する。Ｓ１２では、端子電圧Ｖ１が高電位閾値ＶｔｈＨより低いか判断される。Ｓ１２でＹＥＳの場合、Ｓ１３で暫定正常と判定される。Ｓ１２でＮＯの場合、Ｓ１４で、正側スイッチ素子Ｓ１Ｈの短絡もしくはモータ端子Ｎ１の天絡と判断される。なお、プルアップ抵抗Ｒｐもしくは上側抵抗Ｒｒｕのショート異常、又は、下側抵抗Ｒｒｄのオープン異常の可能性は無視できるものとする。

Ｓ１６では、端子電圧Ｖ１が低電位閾値ＶｔｈＬより高いか判断される。Ｓ１６でＹＥＳの場合、Ｓ１７で暫定正常と判定される。Ｓ１６でＮＯの場合、Ｓ１８で、負側スイッチ素子Ｓ１Ｌの短絡もしくはモータ端子Ｎ１の地絡と判断される。なお、下側抵抗Ｒｒｄのショート異常、又は、プルアップ抵抗Ｒｐもしくは上側抵抗Ｒｒｕもしくはモータ巻線、コネクタ等のオープン異常の可能性は無視できるものとする。

なお、異常箇所を特定するためにさらにスイッチ素子を駆動してもよい。例えばモータ電流経路の短絡の場合、いずれかのレッグの正側スイッチ素子を瞬間的にＯＮし、その際の電流値から短絡箇所を特定してもよい。

ショート系異常が検出されず暫定正常の場合、次にオープン系異常検出処理に進む。図１０の処理では、正側スイッチ素子Ｓ１Ｈ及び負側スイッチ素子Ｓ１Ｌのオープン異常を検出する。Ｓ２１では、正側スイッチ素子Ｓ１Ｈをオン、負側スイッチ素子Ｓ１Ｌをオフする。この状態で正常時の端子電圧Ｖ１は、上記の式（６．２）で表される。正側スイッチ素子Ｓ１Ｈがオープン時の端子電圧Ｖ１は、上記の式（６．１）で表される。Ｓ２２では、端子電圧Ｖ１が高電位閾値ＶｔｈＨより高いか判断される。Ｓ２２でＹＥＳの場合、Ｓ２３で暫定正常と判定される。Ｓ２２でＮＯの場合、Ｓ２４で、正側スイッチ素子Ｓ１Ｈのオープン異常と判定される。

Ｓ２５では、負側スイッチ素子Ｓ１Ｌをオン、正側スイッチ素子Ｓ１Ｈをオフする。この状態で正常時の端子電圧Ｖ１は上記の式（６．４）で表される。負側スイッチ素子Ｓ１Ｌがオープン時の端子電圧Ｖ１は上記の式（６．１）で表される。Ｓ２６では、端子電圧Ｖ１が低電位閾値ＶｔｈＬより低いか判断される。Ｓ２６でＹＥＳの場合、Ｓ２７で、ショート系及びオープン系異常について正常と判定される。Ｓ２６でＮＯの場合、Ｓ２８で、負側スイッチ素子Ｓ１Ｌのオープン異常と判定される。なお、Ｓ１２とＳ２２の高電位閾値ＶｔｈＨ、及びＳ１６とＳ２６の低電位閾値ＶｔｈＬはそれぞれ同じ値に限らず、ハードばらつきの影響を加味した異なる値としてもよい。

続いて図１１～図１７のフローチャートを参照し、通電中の各種異常検出処理について説明する。これらの異常検出処理は、異常判定後に制御を停止する場合を除き、通電中繰り返し実行される。図１１～図１５、図１７の各フローチャートは、いずれも異常判定条件の成否を判断するステップと、異常判定ステップＳ３７及び正常判定ステップＳ３８とを含む。以下の文中、異常判定及び正常判定についてステップ番号の記載を省略する。

通電時異常検出に用いる電圧、電流値について、端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、図８のモニタ回路により直接検出されてもよいし、Ｄｕｔｙ比から算出されてもよい。正側合計電流Ｉ０ｕ及び負側合計電流Ｉ０ｄは、シャント抵抗Ｒ０ｕ、Ｒ０ｄにより直接検出されてもよいし、各レッグの正側電流Ｉ１ｕ、Ｉ２ｕ、Ｉ３ｕ及び負側電流Ｉ１ｄ、Ｉ２ｄ、Ｉ３ｄ等から算出されてもよい。

全ての通電時異常検出に共通し、各閾値は直流電源電圧Ｖｂｔによって、或いは通電しているモータ数によって変更してもよい。判断ステップにおける条件成否の判断は、条件が成立した状態が所定時間又は所定回数以上継続したときにＹＥＳと判断するようにしてもよい。

図１１の通電中異常検出（１）では、モータ端子Ｎ１－Ｎ２間、Ｎ３－Ｎ２間に電圧を印加しているにもかかわらずモータ電流Ｉｍ１、Ｉｍ２が過小であるか、又は、逆向きに流れる異常を検出する。以下の式で、ΔＶｔｈ（＋）、ΔＶｔｈ（－）は、正負の電位差閾値を示し、Ｉｍｔｈ（＋）、Ｉｍｔｈ（－）は、正負のモータ電流閾値を示す。

図１１（ａ）のＳ３１Ａでは、端子電圧の差（Ｖ１－Ｖ２）及び第１モータ電流Ｉｍ１について、正方向通電時の式（８．１ａ）、又は、負方向通電時の式（８．２ａ）が成立するか判断される。Ｓ３１ＡでＹＥＳの場合、異常と判定され、ＮＯの場合、正常と判定される。
Ｖ１－Ｖ２＞ΔＶｔｈ（＋） ａｎｄ Ｉｍ１＜Ｉｍｔｈ（＋） ・・・（８．１ａ）
Ｖ１－Ｖ２＜ΔＶｔｈ（－） ａｎｄ Ｉｍ１＞Ｉｍｔｈ（－） ・・・（８．２ａ）

図１１（ｂ）のＳ３１Ｂでは、端子電圧の差（Ｖ３－Ｖ２）及び第２モータ電流Ｉｍ２について、正方向通電時の式（８．１ｂ）、又は、負方向通電時の式（８．２ｂ）が成立するか判断される。Ｓ３１ＢでＹＥＳの場合、異常と判定され、ＮＯの場合、正常と判定される。
Ｖ３－Ｖ２＞ΔＶｔｈ（＋） ａｎｄ Ｉｍ２＜Ｉｍｔｈ（＋） ・・・（８．１ｂ）
Ｖ３－Ｖ２＜ΔＶｔｈ（－） ａｎｄ Ｉｍ２＞Ｉｍｔｈ（－） ・・・（８．２ｂ）

図１２の通電中異常検出（２）では、正極経路と負極経路との電流収支が一致しない異常を検出する。Ｓ３２では、正側合計電流と負側合計電流との差の絶対値｜Ｉ０ｕ－Ｉ０ｄ｜が電流差閾値より大きいか判断される。この式に代えて、その他の正常時前提の電流算出の式に対し所定の閾値を超える誤差が生じているか判断されてもよい。Ｓ３２でＹＥＳの場合、異常と判定され、ＮＯの場合、正常と判定される。

図１３の通電中異常検出（３）では三レッグ全体での過電流異常を検出する。Ｓ３３では、正側合計電流の絶対値｜Ｉ０ｕ｜が合計過電流閾値を超えているか、又は、負側合計電流の絶対値｜Ｉ０ｄ｜が合計過電流閾値を超えているか判断される。Ｓ３３でＹＥＳの場合、異常と判定され、ＮＯの場合、正常と判定される。

図１４の通電中異常検出（４）では、電流が０のはずであるにもかかわらず流れている異常を検出する。ここで、第１～第３レッグをまとめて第ｘレッグ（ｘ＝1、２、３）と記し、第ｘレッグの正側スイッチ素子ＳｘＨを流れる正側電流をＩｘｕ、負側スイッチ素子ＳｘＬを流れる負側電流をＩｘｄと記す。正常時には、正側スイッチ素子ＳｘＨがオンのとき負側スイッチ素子ＳｘＬはオフのはずであり、負側スイッチ素子ＳｘＬがオンのとき正側スイッチ素子ＳｘＨはオフのはずである。

図１４（ａ）のＳ３４Ａでは、第ｘレッグの正側スイッチＳｘＨがオン、且つ、負側電流の絶対値｜Ｉｘｄ｜が有意電流閾値を超えているか判断される。「有意電流閾値」は、検出誤差の範囲を超えて明らかに電流が流れていると認められる値である。Ｓ３４ＡでＹＥＳの場合、異常と判定され、ＮＯの場合、正常と判定される。同様に、図１４（ｂ）のＳ３４Ｂでは、第ｘレッグの負側スイッチＳｘＬがオン、且つ、正側電流の絶対値｜Ｉｘｕ｜が有意電流閾値を超えているか判断される。Ｓ３４ＢでＹＥＳの場合、異常と判定され、ＮＯの場合、正常と判定される。

図１５の通電中異常検出（５）ではレッグ毎の過電流異常を検出する。Ｓ３５では、第ｘレッグの正側電流の絶対値｜Ｉｘｕ｜が個別過電流閾値を超えているか、又は、負側電流の絶対値｜Ｉｘｄ｜が個別過電流閾値を超えているか判断される。Ｓ３５でＹＥＳの場合、異常と判定され、ＮＯの場合、正常と判定される。

ところで、図４を参照して上述した通り、第１モータ７１及び第２モータ７２に同時通電したとき、共有レッグである第２レッグ５２に流れる電流の絶対値は、第１レッグ５１及び第３レッグ５３に流れる電流の絶対値より大きくなる。そのため異常検出部４１は、過電流異常に関する第２レッグ５２についての異常検出閾値を、第１レッグ５１及び第３レッグ５３についての異常検出閾値とは異なる値とする。具体的には、Ｓ３５における第２レッグ５２の個別過電流閾値を、第１レッグ５１及び第３レッグ５３の個別過電流閾値より大きな値とする。

或いは異常検出部４１は、過電流異常に関する第２レッグ５２についての異常検出閾値を、通電状態に応じて切り替えてもよい。図１６のＳ４１では、制御部４０が第１モータ７１及び第２モータ７２が同時通電中である、又は、今後同時通電するか判断される。Ｓ４１でＹＥＳのとき、Ｓ４２で異常検出部４１は、過電流異常に関する第２レッグ５２についての異常検出閾値を、第１レッグ５１及び第３レッグ５３についての異常検出閾値とは異なる値に切り替える。これにより、通電状態に応じて適切な異常検出閾値を設定することができる。なお、第２レッグ５２のスイッチ素子は、第１レッグ５１及び第３レッグ５３の素子よりも定格の高い素子が用いられてもよい。

図１７の通電中異常検出（６）ではスイッチング状態とモータ端子電圧とのアンマッチを検出する。例えばＤｕｔｙ比制御でのＤｕｔｙ比が１００％のとき、第ｘレッグの正側スイッチ素子ＳｘＨが常時オンし、Ｄｕｔｙ比が０％のとき、負側スイッチ素子ＳｘＬが常時オンする。ここで、図８に参照される第ｘレッグのモータ端子Ｎｘの端子電圧をＶｘと記す。

図１７（ａ）のＳ３６Ａでは、第ｘレッグの正側スイッチＳｘＨが常時オン、且つ、端子電圧Ｖｘが正常時下限閾値より小さいか判断される。Ｓ３６ＡでＹＥＳの場合、異常と判定され、ＮＯの場合、正常と判定される。同様に、図１７（ｂ）のＳ３６Ｂでは、第ｘレッグの負側スイッチＳｘＬが常時オン、且つ、端子電圧Ｖｘが正常時上限閾値より大きいか判断される。Ｓ３６ＢでＹＥＳの場合、異常と判定され、ＮＯの場合、正常と判定される。

［異常検出時の処置］
次に図１８、図１９を参照し、異常検出時の処置について説明する。図１８のＳ５１で制御部４０は、異常検出部４１により異常が検出されたか判断する。Ｓ５１でＹＥＳの場合、Ｓ５２で制御部４０は、当該異常に起因する影響を抑制するように、「正常時とは異なる制御」に切り替える。例えば制御部４０は、三つのレッグの全てのスイッチ素子をオフしてもよいし、イニシャルチェックで異常箇所を特定し、異常箇所に応じた制御を継続してもよい。或いは制御部４０は、モータ７１、７２への通電を何ら変更することなく、ランプ点灯などによるドライバへの通知のみを実施してもよい。

図１９に、ショート系異常発生時における異常箇所に応じた処置を示す。上述の通り、異常検出部４１は、いずれかのレッグの正側スイッチ素子ＳｘＨもしくは負側スイッチ素子ＳｘＬの短絡、又は、いずれかのレッグのモータ端子Ｎｘの天絡もしくは地絡、のうち少なくとも一つのショート系異常を検出可能である。制御部４０は、当該異常による過電流の発生を防止するように、少なくとも一つのスイッチ素子を遮断する。

Ｓ６１で制御部４０は、異常検出部４１によりショート系異常が検出されたか判断し、ＹＥＳの場合、次に進む。いずれかのレッグの正側スイッチ素子ＳｘＨもしくは負側スイッチ素子ＳｘＬの短絡が検出されたとき、Ｓ６２でＹＥＳと判断される。この場合、Ｓ６５で制御部４０は、そのレッグの短絡したスイッチ素子と対となるスイッチ素子を遮断する。つまり、正側スイッチ素子ＳｘＨが短絡したときは負側スイッチ素子ＳｘＬをオフし、負側スイッチ素子ＳｘＬが短絡したときは正側スイッチ素子ＳｘＨをオフする。

いずれかのレッグのモータ端子Ｎｘの天絡が検出されたとき、Ｓ６２でＮＯ、Ｓ６３でＹＥＳと判断される。この場合、Ｓ６６で制御部４０は、そのレッグの負側スイッチ素子ＳｘＬを遮断する。また、いずれかのレッグのモータ端子Ｎｘの地絡が検出されたとき、Ｓ６３でＮＯ、Ｓ６４でＹＥＳと判断される。この場合、Ｓ６７で制御部４０は、そのレッグの正側スイッチ素子ＳｘＨを遮断する。なお、Ｓ６４でＮＯと判断された場合については言及を省略する。

このように、短絡、天絡もしくは地絡の異常箇所に応じて遮断するスイッチ素子を選択することで、異常素子及び周辺素子の発熱や故障を適切に防止することができる。また、正常なスイッチ素子を用いて一部の制御を継続することができる。例えば制動装置９０において片輪のＥＰＢのみを使用して車両を駐車することができる。

［通電可否判定］
次に図２０～図２２を参照し、通電可否判定部４２による通電可能方向の判定について説明する。通電方向の正方向、負方向の定義は、図３に示す通りである。図２０にはショート系異常時、図２１にはオープン系異常時における異常箇所に応じた方向毎の通電可否判定表を示す。ショート系異常はさらに、異常経路（すなわち天絡又は地絡経路）に電流が流れることを許容して通電継続を優先する場合と、異常経路に電流が流れないようにフェールセーフを優先する場合とに分けられる。各場合の通電可否判定表を図２０（ａ）、（ｂ）に示す。（ａ）では「可」であり（ｂ）では「不可」である箇所に丸印を付ける。

（ａ）、（ｂ）共通に、モータ端子Ｎ２の天絡時、第１モータ７１及び第２モータ７２の正方向通電は不可となる。また、モータ端子Ｎ２の地絡時、第１モータ７１及び第２モータ７２の負方向通電は不可となる。モータ端子Ｎ１の地絡時及び天絡時、それぞれ、第１モータ７１の正方向及び負方向の通電が不可となる。ただし、モータ端子Ｎ１の地絡時における第２モータ７２の正方向通電、モータ端子Ｎ１の天絡時における第２モータ７２の負方向通電は可である。モータ端子Ｎ３の地絡時、天絡時は、モータ端子Ｎ１の地絡時、天絡時と対称の関係になる。

モータ端子Ｎ２の天絡時における第１モータ７１及び第２モータ７２の負方向通電、並びに、モータ端子Ｎ２の地絡時における第１モータ７１及び第２モータ７２の正方向通電については（ａ）通電継続優先の場合は可、（ｂ）フェールセーフ優先の場合は不可となる。モータ端子Ｎ１の地絡時における第１モータ７１及び第２モータ７２の負方向通電、並びに、モータ端子Ｎ１の天絡時における第１モータ７１及び第２モータ７２の正方向通電についても、（ａ）通電継続優先の場合は可、（ｂ）フェールセーフ優先の場合は不可となる。モータ端子Ｎ３の地絡時、天絡時は、モータ端子Ｎ１の地絡時、天絡時と対称の関係になる。

次に図２１において、第２レッグ５２の負側スイッチ素子Ｓ２Ｌの開放時、第１モータ７１及び第２モータ７２の正方向通電は不可となる。また、第２レッグ５２の正側スイッチ素子Ｓ２Ｈの開放時、第１モータ７１及び第２モータ７２の負方向通電は不可となる。第１レッグ５１の正側又は負側スイッチ素子Ｓ１Ｈ／Ｌの開放時、それぞれ、第１モータ７１の正方向又は負方向の通電が不可となるが、第２モータ７２の通電は正負方向とも可である。第３レッグ５３のスイッチ素子Ｓ３Ｈ／Ｌの開放時は、第１レッグ５１のスイッチ素子Ｓ１Ｈ／Ｌの開放時と対称の関係となる。

図２０、図２１の表では、第１モータ７１及び第２モータ７２の通電可否を独立に判定しているが、第１モータ７１及び第２モータ７２がいずれも同方向に通電可能なときのみ通電するようにしてもよい。ショート系異常でフェールセーフ優先の場合、いずれのモータ端子が天絡又は地絡しても、両モータ７１、７２に同時に通電できる場合はない。

次に図２２を参照し、ＥＰＢモータ制御装置４００における通電可能方向判定の応用処理について説明する。図２２には、破線で示すＳ７４を含まない処理例Ａと、Ｓ７４を含む処理例Ｂとの２通りの例を併記する。車両の走行中を想定した開始段階のＳ７１では非制動状態である。Ｓ７２では、第１モータ７１又は第２モータ７２について、「制動方向の通電可、且つ、非制動方向の通電可」であるか判断される。Ｓ７２でＹＥＳの場合、Ｓ７５で制御部４０は、通常の通電を行う。

Ｓ７２でＮＯの場合、Ｓ７３では、第１モータ７１又は第２モータ７２について、「制動方向の通電可、且つ、非制動方向の通電不可」であるか判断される。処理例ＡではＳ７３でＹＥＳの場合、Ｓ７６で制御部４０は、制動方向の通電を非実施とする。処理例ＢではＳ７３でＹＥＳの場合、Ｓ７４で車速が速度閾値未満であるか判断される。車速が速度閾値未満のときＳ７４でＹＥＳと判断され、Ｓ７６で制御部４０は、制動方向の通電を非実施とする。一方、車速が速度閾値以上のときＳ７４でＮＯと判断され、Ｓ７５で制御部４０は、通常の通電を行う。

非制動側に通電不可のとき、一度制動してしまうと車輪ロック状態を解除できず、故障後の退避走行や修理工場までの移動が困難になる。そこで、制動方向の通電を禁止することでそれを回避する。また、処理例Ｂでは車速を判定条件に加えることで、速度閾値以上の車速での走行中に制動を可能とする。例えば走行中に油圧ブレーキが故障し、緊急手段としてパーキングブレーキを用いた制動が試みられるシーンを想定する。このシーンでは退避走行の実現よりも車両を緊急に制動して停止させることを優先し、制動方向の通電を許可することが求められる。

Ｓ７３でＮＯの場合、非制動方向の通電可否にかかわらず制動方向の通電不可の状態であり、Ｓ７７に進む。この場合、否応なく制動方向の通電は実施されない。このように、制動方向及び非制動方向の通電可否を判定することで、ＥＰＢの制御を適切に実施することができる。

（効果）
以上のように本実施形態では、異常検出部４１により異常が検出されたとき、制御部４０は、当該異常による影響を抑制するように、正常時とは異なる制御に切り替える。よって本発実施形態のモータ制御装置４００は、フェールセーフにより信頼性を確保することができる。

（その他の実施形態）
（ａ）シャント抵抗は、上記第１配置例の六箇所、又は、第２配置例の六箇所、又は、第３配置例の四箇所に少なくとも配置された上で、さらにそれ以外の箇所に配置されてもよい。

（ｂ）異常検出部４１は、電流経路の電流や素子間接続点の電圧に基づき異常検出することに加え、温度検出器を用いて環境温度やスイッチ素子の温度を検出してもよい。例えば、環境温度やスイッチ素子の温度に応じて、過電流異常に関する異常検出閾値を下げるようにしてもよい。

（ｃ）電流検出器はシャント抵抗に限らず、他の電流検出器が用いられてもよい。

本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

４００・・・（ＥＰＢ）モータ制御装置、
４０ ・・・（ＥＰＢ）制御部、
４１ ・・・異常検出部、
４５ ・・・（ＥＰＢ）電力変換器、
５１ ・・・第１レッグ、 ５２ ・・・第２レッグ、 ５３ ・・・第３レッグ、
７１ ・・・第１モータ、 ７２ ・・・第２モータ、
９０ ・・・車両の制動装置。

Claims (13)

1. 車両の制動装置（９０）において、通電方向に応じて制動方向もしくは非制動方向にトルクを出力する第１モータ（７１）及び第２モータ（７２）を駆動するモータ制御装置であって、
   直流電源（Ｂｔ）の正極端子（Ｔｐ）と負極端子（Ｔｎ）との間に並列に接続された第１レッグ（５１）、第２レッグ（５２）及び第３レッグ（５３）の三つのレッグを有し、各前記レッグは、前記正極端子に接続された正側スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）と前記負極端子に接続された負側スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）とが素子間接続点（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３）を介して直列接続されており、前記直流電源の電力を変換して前記第１モータ及び前記第２モータに供給可能な電力変換器（４５）と、
   各前記レッグの前記正側スイッチ素子及び前記負側スイッチ素子を操作し、前記第１モータ及び前記第２モータへの通電を制御する制御部（４０）と、
   を備え、
   前記第１レッグの前記素子間接続点は、前記第１モータの一方の端子に接続され、
   前記第３レッグの前記素子間接続点は、前記第２モータの一方の端子に接続され、
   前記第２レッグの前記素子間接続点は、前記第１モータの他方の端子、及び、前記第２モータの他方の端子に接続され、
   前記制御部が前記第１レッグの前記正側スイッチ素子から前記第２レッグの前記負側スイッチ素子に通電し、且つ、前記第３レッグの前記正側スイッチ素子から前記第２レッグの前記負側スイッチ素子に通電したとき、前記第１モータ及び前記第２モータは制動方向もしくは非制動方向のいずれか同じ方向にトルクを出力するように構成されており、
   前記三つのレッグの前記正側スイッチ素子の前記正極端子側における接続点を正側接続点（Ｎ０ｕ）とし、前記三つのレッグの前記負側スイッチ素子の前記負極端子側における接続点を負側接続点（Ｎ０ｄ）とすると、
   前記三つのレッグと前記第１モータ及び前記第２モータとを含む電流経路、又は、前記正極端子と前記正側接続点との間もしくは前記負極端子と前記負側接続点との間、のうち少なくともいずれか一箇所に電流検出器（Ｒ１ｕ、Ｒ１ｄ、Ｒ３ｕ、Ｒ３ｄ、Ｒ２ｕ、Ｒ２ｄ、Ｒ０ｕ、Ｒ０ｄ、Ｒｍ１、Ｒｍ２）が設けられており、
   前記制御部は、
   いずれかのレッグの前記正側スイッチ素子もしくは前記負側スイッチ素子の短絡もしくは開放、いずれかのレッグの前記素子間接続点の天絡もしくは地絡、前記第１モータ又は前記第２モータの電流経路の短絡もしくは断線、又は、前記電流検出器の異常、のうち少なくとも一種類の異常を検出可能な異常検出部（４１）を有し、
   前記異常検出部により異常が検出されたとき、当該異常に起因する影響を抑制するように、正常時とは異なる制御に切り替えるモータ制御装置。
2. 前記異常検出部は、いずれかのレッグの前記正側スイッチ素子もしくは前記負側スイッチ素子の短絡、又は、いずれかのレッグの前記素子間接続点の天絡もしくは地絡、のうち少なくとも一つの異常を検出可能であり、
   前記制御部は、当該異常による過電流の発生を防止するように、少なくとも一つのスイッチ素子を遮断する請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 車両の制動装置（９０）において、通電方向に応じて制動方向もしくは非制動方向にトルクを出力する第１モータ（７１）及び第２モータ（７２）を駆動するモータ制御装置であって、
   直流電源（Ｂｔ）の正極端子（Ｔｐ）と負極端子（Ｔｎ）との間に並列に接続された第１レッグ（５１）、第２レッグ（５２）及び第３レッグ（５３）の三つのレッグを有し、各前記レッグは、前記正極端子に接続された正側スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）と前記負極端子に接続された負側スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）とが素子間接続点（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３）を介して直列接続されており、前記直流電源の電力を変換して前記第１モータ及び前記第２モータに供給可能な電力変換器（４５）と、
   各前記レッグの前記正側スイッチ素子及び前記負側スイッチ素子を操作し、前記第１モータ及び前記第２モータへの通電を制御する制御部（４０）と、
   を備え、
   前記第１レッグの前記素子間接続点は、前記第１モータの一方の端子に接続され、
   前記第３レッグの前記素子間接続点は、前記第２モータの一方の端子に接続され、
   前記第２レッグの前記素子間接続点は、前記第１モータの他方の端子、及び、前記第２モータの他方の端子に接続され、
   前記三つのレッグの前記正側スイッチ素子の前記正極端子側における接続点を正側接続点（Ｎ０ｕ）とし、前記三つのレッグの前記負側スイッチ素子の前記負極端子側における接続点を負側接続点（Ｎ０ｄ）とすると、
   前記三つのレッグと前記第１モータ及び前記第２モータとを含む電流経路、又は、前記正極端子と前記正側接続点との間もしくは前記負極端子と前記負側接続点との間、のうち少なくともいずれか一箇所に電流検出器（Ｒ１ｕ、Ｒ１ｄ、Ｒ３ｕ、Ｒ３ｄ、Ｒ２ｕ、Ｒ２ｄ、Ｒ０ｕ、Ｒ０ｄ、Ｒｍ１、Ｒｍ２）が設けられており、
   前記制御部は、
   いずれかのレッグの前記正側スイッチ素子もしくは前記負側スイッチ素子の短絡、又は、いずれかのレッグの前記素子間接続点の天絡もしくは地絡、のうち少なくとも一種類の異常を検出可能な異常検出部（４１）を有し、
   前記異常検出部により異常が検出されたとき、当該異常による過電流の発生を防止するように、少なくとも一つのスイッチ素子を遮断し、正常時とは異なる制御に切り替えるものであり、
   前記異常検出部により、
   いずれかのレッグの前記正側スイッチ素子もしくは前記負側スイッチ素子の短絡が検出されたとき、そのレッグの短絡したスイッチ素子と対となるスイッチ素子を遮断し、
   いずれかのレッグの前記素子間接続点の天絡が検出されたとき、そのレッグの前記負側スイッチ素子を遮断し、
   いずれかのレッグの前記素子間接続点の地絡が検出されたとき、そのレッグの前記正側スイッチ素子を遮断するモータ制御装置。
4. 前記異常検出部は、過電流異常に関する前記第２レッグについての異常検出閾値を、前記第１レッグ及び前記第３レッグについての異常検出閾値とは異なる値とする請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 前記制御部が前記第１モータ及び前記第２モータに同時に通電するとき、
   前記異常検出部は、過電流異常に関する前記第２レッグについての異常検出閾値を、前記第１レッグ及び前記第３レッグについての異常検出閾値とは異なる値に切り替える請求項３または４に記載のモータ制御装置。
6. 車両の制動装置（９０）において、通電方向に応じて制動方向もしくは非制動方向にトルクを出力する第１モータ（７１）及び第２モータ（７２）を駆動するモータ制御装置であって、
   直流電源（Ｂｔ）の正極端子（Ｔｐ）と負極端子（Ｔｎ）との間に並列に接続された第１レッグ（５１）、第２レッグ（５２）及び第３レッグ（５３）の三つのレッグを有し、各前記レッグは、前記正極端子に接続された正側スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）と前記負極端子に接続された負側スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）とが素子間接続点（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３）を介して直列接続されており、前記直流電源の電力を変換して前記第１モータ及び前記第２モータに供給可能な電力変換器（４５）と、
   各前記レッグの前記正側スイッチ素子及び前記負側スイッチ素子を操作し、前記第１モータ及び前記第２モータへの通電を制御する制御部（４０）と、
   を備え、
   前記第１レッグの前記素子間接続点は、前記第１モータの一方の端子に接続され、
   前記第３レッグの前記素子間接続点は、前記第２モータの一方の端子に接続され、
   前記第２レッグの前記素子間接続点は、前記第１モータの他方の端子、及び、前記第２モータの他方の端子に接続され、
   前記三つのレッグの前記正側スイッチ素子の前記正極端子側における接続点を正側接続点（Ｎ０ｕ）とし、前記三つのレッグの前記負側スイッチ素子の前記負極端子側における接続点を負側接続点（Ｎ０ｄ）とすると、
   前記三つのレッグと前記第１モータ及び前記第２モータとを含む電流経路、又は、前記正極端子と前記正側接続点との間もしくは前記負極端子と前記負側接続点との間、のうち少なくともいずれか一箇所に電流検出器（Ｒ１ｕ、Ｒ１ｄ、Ｒ３ｕ、Ｒ３ｄ、Ｒ２ｕ、Ｒ２ｄ、Ｒ０ｕ、Ｒ０ｄ、Ｒｍ１、Ｒｍ２）が設けられており、
   前記制御部は、
   いずれかのレッグの前記正側スイッチ素子もしくは前記負側スイッチ素子の短絡もしくは開放、いずれかのレッグの前記素子間接続点の天絡もしくは地絡、前記第１モータ又は前記第２モータの電流経路の短絡もしくは断線、又は、前記電流検出器の異常、のうち少なくとも一種類の異常を検出可能な異常検出部（４１）と、
   検出された異常の状態、及び、異常検出に伴って遮断されたスイッチ素子に応じて、前記第１モータ及び前記第２モータのそれぞれについて制動方向及び非制動方向への通電可否を判定する通電可否判定部（４２）と、を有し、
   前記異常検出部により異常が検出されたとき、当該異常に起因する影響を抑制するように、正常時とは異なる制御に切り替えるモータ制御装置。
7. 前記第１モータ又は前記第２モータについて、前記通電可否判定部が制動方向の通電可、且つ、非制動方向の通電不可であると判定したとき、前記制御部は制動方向の通電を非実施とする請求項６に記載のモータ制御装置。
8. 前記第１モータ又は前記第２モータについて、前記通電可否判定部が制動方向の通電可、且つ、非制動方向の通電不可であると判定し、さらに車速が所定の速度閾値より小さいとき、前記制御部は制動方向の通電を非実施とする請求項６に記載のモータ制御装置。
9. 前記制御部が前記第１レッグの前記正側スイッチ素子から前記第２レッグの前記負側スイッチ素子に通電し、且つ、前記第３レッグの前記正側スイッチ素子から前記第２レッグの前記負側スイッチ素子に通電したとき、前記第１モータ及び前記第２モータは制動方向もしくは非制動方向のいずれか同じ方向にトルクを出力するように構成されている請求項３～８のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
10. 前記正極端子と前記正側接続点との間、又は、前記負極端子と前記負側接続点との間の少なくとも一方にリレー（ＲＹｕ、ＲＹｄ）が設けられており、
    前記制御部は、前記異常検出部により少なくとも一つの異常が検出されたとき、前記リレーを遮断する請求項１～９のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
11. 前記電流検出器（Ｒ１ｕ、Ｒ１ｄ、Ｒ３ｕ、Ｒ３ｄ、Ｒ２ｕ、Ｒ２ｄ、Ｒ０ｕ、Ｒ０ｄ）は、
    三つのレッグの前記素子間接続点と前記正側接続点との間、及び、三つのレッグの前記素子間接続点と前記負側接続点との間の少なくとも六箇所に配置されているか、又は、
    いずれか二つのレッグの前記素子間接続点と前記正側接続点との間、いずれか二つのレッグの前記素子間接続点と前記負側接続点との間、前記正極端子と前記正側接続点との間、及び、前記負極端子と前記負側接続点との間、の少なくとも六箇所に配置されている請求項１～１０のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
12. 前記電流検出器（Ｒｍ１、Ｒｍ２、Ｒ０ｕ、Ｒ０ｄ）は、
    前記第１レッグの前記素子間接続点と前記第２レッグの前記素子間接続点との間において前記第１モータと直列になる箇所、前記第３レッグの前記素子間接続点と前記第２レッグの前記素子間接続点との間において前記第２モータと直列になる箇所、前記正極端子と前記正側接続点との間、及び、前記負極端子と前記負側接続点との間、の少なくとも四箇所に配置されている請求項１～１０のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
13. 前記正極端子といずれかのレッグの前記素子間接続点との間にプルアップ抵抗（Ｒｐ）が接続されており、
    前記異常検出部は、少なくとも一つのレッグの前記素子間接続点の電圧を検出する請求項１～１２のいずれか一項に記載のモータ制御装置。

Images