JPWO2019155585A1

JPWO2019155585A1 - 電動機の制御装置およびケーブル断線検出方法

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Publication number: JPWO2019155585A1
Application number: JP2019570228A
Authority: JP
Inventors: 智久正田; 益崇渡邉; 良雅西島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-02-08
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2020-07-27
Anticipated expiration: 2038-02-08
Also published as: JP6899932B2; US20210075355A1; WO2019155585A1; CN111670539B; CN111670539A; US11264928B2; DE112018007041T5

Abstract

本発明に係る電動機の制御装置は、トルク指令に応じて電力変換を行うインバータをスイッチング制御することで、電動機に供給する交流電力を制御するコントローラーと、電動機とインバータとを接続するＡＣケーブルに流れる相電流を検出する電流センサとを備え、コントローラーは、電流センサで検出された相電流を相電流検出値として取得し、トルク指令に基づいて電動機への相電流指令値を算出し、それぞれの相における相電流指令値と相電流検出値との差分値の遷移結果から、相ごとにＡＣケーブルの断線の有無を判定する断線検出部を有する。

Description

本発明は、電動機と電力変換装置とを連結する電力接続線の断線を検出する電動機の制御装置およびケーブル断線検出方法に関するものである。

近年、二酸化炭素の排出低減、あるいは燃費向上を目的として、内燃機関と電動機を搭載した車両、いわゆるハイブリッド車両、あるいは電動機のみを搭載して走行する電気車両が普及している。電動機を搭載したこれらの電動車両には、電動機のほかに、直流電力を出力する蓄電装置、蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換して電動機に電力を供給する電力変換装置が搭載されている。

このような電動車両において、電動機と電力変換装置とを連結する電力接続線に断線あるいは短絡が発生した場合には、電動機が正常に動作することができなくなるとともに、電力変換装置および電動機に過大な電流が流れるおそれがある。この結果、電動機および電力変換装置の故障を引き起こす可能性がある。また、電動機が正常に動作しないため、意図しない車両振動が発生し、運転者および同乗者を不快にさせるおそれがある。

上記のような問題を解決するため、電動機と電力変換装置とを連結する電力接続線の断線を検出する従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特許第５９１０４６０号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。特許文献１は、断線の判定を行うために、電動機に流れる相電流と判定値とを比較している。このため、例えば、低電流の場合などでは、その判定値の設定によって、電力接続線の断線検出が困難となる可能性がある。

また、特許文献１は、相電流による判定と相電流の変化速度による判定とに基づき、電力接続線の断線検出を行っている。しかしながら、交流電動機の場合、特定の回転角度で停止していると、電流が流れない相が存在する。このため、電流が流れない相が断線していなくても、相電流および相電流の変化速度がともにゼロであることから、断線検出を誤判定するおそれがある。

本発明は、上記課題を考慮したものであり、その目的は、電動機と電力変換装置とを連結する電力接続線の断線を高精度に検出することができる電動機の制御装置およびケーブル断線検出方法を提供することである。

本発明に係る電動機の制御装置は、外部から与えられるトルク指令に応じて、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータに設けられたスイッチング素子をスイッチング制御することで、電動機に供給する交流電力を制御するコントローラーと、電動機とインバータとを接続するＡＣケーブルに流れる相電流を検出する電流センサと、を備えた電動機の制御装置であって、コントローラーは、電流センサで検出された相電流を相電流検出値として取得し、トルク指令に基づいて電動機への指令電流を相電流指令値として算出し、それぞれの相における相電流指令値と相電流検出値との差分値の遷移結果から、相ごとにＡＣケーブルの断線の有無を判定する断線検出処理を実行する断線検出部を有するものである。

また、本発明に係るケーブル断線検出方法は、外部から与えられるトルク指令に応じて、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータに設けられたスイッチング素子をスイッチング制御することで、電動機に供給する交流電力を制御するコントローラーと、電動機とインバータとを接続するＡＣケーブルに流れる相電流を検出する電流センサと、を備えた電動機の制御装置において、コントローラーによって実行されるケーブル断線検出方法であって、コントローラーにおいて、ＡＣケーブルの断線の有無を判定するために用いる判定閾値および断線判定回数をあらかじめ記憶部に記憶させておく記憶ステップと、電流センサで検出された相電流を相電流検出値として取得する検出値取得ステップと、トルク指令に基づいて、電動機への指令電流を相電流指令値として算出する指令値算出ステップと、それぞれの相において、相電流検出値と相電流指令値との差分値を演算周期毎に算出し、演算開始点から演算終了点までの期間に含まれる複数の演算周期で算出したそれぞれの差分値の絶対値を積算することで、期間に対応した積算値を繰り返し算出する積算ステップと、積算値の前回値と今回値との比率を算出し、比率が記憶部に記憶された判定閾値よりも高い状態が、記憶部に記憶された断線判定回数だけ継続することで、ＡＣケーブルの断線が発生したと判定する断線判定ステップと、を有するものである。

本発明によれば、電動機の電流指令値と電流検出値との差分値の遷移結果に基づいて電力接続線の断線検出を行う構成を有している。この結果、電動機と電力変換装置とを連結する電力接続線の断線を高精度に検出することができる電動機の制御装置およびケーブル断線検出方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る電力変換装置を含む電動機の制御装置を示す全体構成図である。本発明の実施の形態１に係る電動機の制御装置に適用されるＭＣＵの機能ブロック図である。本発明の実施の形態１において、断線検出部により実行されるＡＣケーブル断線検出処理のメインの流れを示すフローチャートである。本発明の実施の形態１において、断線検出部により実行されるＡＣケーブル断線検出演算処理の流れを示すフローチャートである。本発明の実施の形態１において、断線検出部により実行される検出電流演算処理の流れを示すフローチャートである。本発明の実施の形態１において、断線検出部により実行される断線判定演算処理の流れを示すフローチャートである。本発明の実施の形態１におけるＡＣケーブル断線検出の動作を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の電動機の制御装置およびケーブル断線検出方法に係る好適な実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置を含む電動機の制御装置を示す全体構成図である。図１に示した電動機の制御装置は、モータコントロールユニット１、バッテリ２、電動機４、回転角度センサ５、および電力変換装置３０を備えて構成されている。

モータコントロールユニット１は、電力変換部の駆動制御に関する演算処理を実行するコントローラーであり、以下、「ＭＣＵ」と称す。バッテリ２は、直流電力を供給する電源である。電力変換装置３０は、バッテリ２に並列に設けられ、バッテリ２からの直流電力を交流電力に変換する変換器であり、以下、「インバータ」と称す。

電動機４は、インバータ３０から供給される交流電力によって駆動力が発生し、回転駆動する。なお、電動機４は、図示しない動力伝達機構を介して、図示しない車輪に接続されている。回転角度センサ５は、電動機４の回転に応じて、回転角度信号を出力する。

インバータ３０は、ＭＣＵ１から出力されたスイッチング信号に応じて、バッテリ２からの直流電力を電動機４へ供給する交流電力に変換するスイッチング素子を備えている。具体的には、スイッチング素子は、Ｕ相上側スイッチング素子３Ｑ１、Ｕ相下側スイッチング素子３Ｑ２、Ｖ相上側スイッチング素子３Ｑ３、Ｖ相下側スイッチング素子３Ｑ４、Ｗ相上側スイッチング素子３Ｑ５、Ｗ相下側スイッチング素子３Ｑ６で構成されている。

さらに、各スイッチング素子には、逆並列に、Ｕ相上側ダイオード素子３Ｄ１、Ｕ相下側ダイオード素子３Ｄ２、Ｖ相上側ダイオード素子３Ｄ３、Ｖ相下側ダイオード素子３Ｄ４、Ｗ相上側ダイオード素子３Ｄ５、Ｗ相下側ダイオード素子３Ｄ６がそれぞれ接続されている。

また、インバータ３０は、バッテリ２から供給される直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ３１と、供給される直流電圧値を検出する電圧センサ３２とをさらに備えている。

電動機４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に接続されている。一方、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのコイルの他端は、各相のスイッチング素子の中間点に接続されている。また、インバータ３０と電動機４とを接続する電力接続線に相当するＡＣケーブルには、Ｕ相電流センサ３３、Ｖ相電流センサ３４、Ｗ相電流センサ３５が取り付けられている。

図２は、本発明の実施の形態１に係る電動機の制御装置に適用されるＭＣＵ１の機能ブロック図である。図２に示したＭＣＵ１は、スイッチング信号を生成してインバータ３０を制御する機能と、ＡＣケーブルの断線検出を行う機能とを有している。各機能について、以下に詳細に説明する。

車両に搭載され、車両の運行制御を行う車両コントロールユニット１００は、運転者の動作を示すアクセル開度信号およびブレーキ踏込信号を読み込み、ＭＣＵ１に対して指令トルクＴｔａｒを出力する。なお、以下の説明では、車両コントロールユニットのことを、「ＶＥＨ−ＣＵ」と称す。

指令電流演算部１１は、ＶＥＨ−ＣＵ１００で演算された指令トルクＴｔａｒと、後述する回転角度処理部１２で演算された回転速度Ｎｍとを受信する。そして、指令電流演算部１１は、ＭＣＵ１内の図示しないＲＯＭにあらかじめ保存されているトルク−電流マップから、ｄ軸指令電流Ｉｄｔａｒ、ｑ軸指令電流Ｉｑｔａｒを演算する。指令電流演算部１１により演算されたｄ軸指令電流Ｉｄｔａｒおよびｑ軸指令電流Ｉｑｔａｒは、指令電圧演算部１４に入力される。

回転角度処理部１２は、電動機４に設置された回転角度センサ５から出力される回転角度信号に基づき、電動機４の回転速度Ｎｍおよび電気角θを演算する。回転角度処理部１２により演算された回転速度Ｎｍは、指令電流演算部１１、および断線検出部１７に入力される。一方、回転角度処理部１２により演算された電気角θは、検出電流３相／２相変換部１３、指令電圧２相／３相変換部１５、および断線検出部１７に入力される。

検出電流３相／２相変換部１３は、インバータ３０と電動機４とを接続するＡＣケーブルに取り付けられている各相の電流センサ（Ｕ相電流センサ３３、Ｖ相電流センサ３４、Ｗ相電流センサ３５）による検出電流、および回転角度処理部１２で演算された電気角θを受信する。そして、検出電流３相／２相変換部１３は、電気角θを用いて、３相の検出電流をｄ軸電流Ｉｄａｃｔとｑ軸電流Ｉｑａｃｔに座標変換する。検出電流３相／２相変換部１３により変換されたｄ軸電流Ｉｄａｃｔとｑ軸電流Ｉｑａｃｔは、指令電圧演算部１４に入力される。

指令電圧演算部１４は、指令電流演算部１１により演算されたｄ軸指令電流Ｉｄｔａｒ、ｑ軸指令電流Ｉｑｔａｒと、検出電流３相／２相変換部１３により変換されたｄ軸電流Ｉｄａｃｔ、ｑ軸電流Ｉｑａｃｔとを受信する。そして、指令電圧演算部１４は、ｄ軸指令電流Ｉｄｔａｒとｄ軸電流Ｉｄａｃｔとの偏差、およびｑ軸指令電流Ｉｑｔａｒとｑ軸電流Ｉｑａｃｔとの偏差に基づいた電流フィードバック制御を実行することにより、ｄ軸指令電圧Ｖｄｔａｒとｑ軸指令電圧Ｖｑｔａｒを演算する。

指令電圧２相／３相変換部１５は、指令電圧演算部１４により演算されたｄ軸指令電圧Ｖｄｔａｒ、ｑ軸指令電圧Ｖｑｔａｒと、回転角度処理部１２により演算された電気角θとを受信する。そして、指令電圧２相／３相変換部１５は、ｄ軸指令電圧Ｖｄｔａｒ、ｑ軸指令電圧Ｖｑｔａｒ、および電気角θに基づいて、各相の指令電圧であるＵ相指令電圧Ｖｕｔａｒ、Ｖ相指令電圧Ｖｖｔａｒ、Ｗ相指令電圧Ｖｗｔａｒを演算する。指令電圧２相／３相変換部１５により演算された各相の指令電圧は、スイッチング信号生成部１６に入力される。

スイッチング信号生成部１６は、指令電圧２相／３相変換部１５により演算されたＵ相指令電圧Ｖｕｔａｒ、Ｖ相指令電圧Ｖｖｔａｒ、Ｗ相指令電圧Ｖｗｔａｒ、および電圧センサ３２により検出された検出電圧を受信する。そして、スイッチング信号生成部１６は、受信したこれらの信号に基づいて、インバータ３０の各スイッチング素子３Ｑ１〜３Ｑ６をスイッチング制御するためのスイッチング信号を生成する。

スイッチング信号生成部１６により生成されたスイッチング信号は、インバータ３０に入力される。このような一連動作により、ＭＣＵ１は、スイッチング信号に基づくスイッチング制御により、インバータ３０内の各スイッチング素子３Ｑ１〜３Ｑ６を動作させることで、電動機４に対して、指令トルクＴｔａｒに応じた交流電力を供給する。

断線検出部１７は、ＶＥＨ−ＣＵ１００で演算された指令トルクＴｔａｒと、指令電流演算部１１で演算されたｄ軸指令電流Ｉｄｔａｒ、ｑ軸指令電流Ｉｑｔａｒと、回転角度処理部１２で演算された電気角θ、回転速度Ｎｍと、電動機４の各相の検出電流であるＵ相電流Ｉｕａｃｔ、Ｖ相電流Ｉｖａｃｔ、Ｗ相電流Ｉｗａｃｔを受信する。

そして、断線検出部１７は、受信したこれらの信号に基づいて、インバータ３０と電動機４とを接続するＡＣケーブルの断線検出を行う。この断線検出部１７により実行される断線検出処理は、本発明の主要な技術的特徴である。そこで、この断線検出処理について、図３から図６を参照しながら詳細に説明する。

図３は、本発明の実施の形態１において、断線検出部１７により実行されるＡＣケーブル断線検出処理のメインの流れを示すフローチャートである。なお、この図３に示したフローチャートは、ＭＣＵ１にて一定周期で行われる演算処理を示している。一定周期の具体例は、例えば、１０ｍｓ周期である。

まず、ステップＳ１０１において、断線検出部１７は、インバータ３０と電動機４とを接続するＡＣケーブルに取り付けられているＵ相電流センサ３３、Ｖ相電流センサ３４、Ｗ相電流センサ３５が、故障未発生状態であるか否かを判定する。

本実施の形態１では、電動機４に流れる電流値に基づいて、断線検出処理が行われる。従って、各相の電流センサ３３〜３５のいずれか１つでも故障が発生している場合には、本実施の形態１における断線検出処理が正しく実行できず、誤判定を行ってしまうおそれがある。そこで、断線検出部１７は、ステップＳ１０１において、各相の電流センサ３３〜３５が、故障未発生状態であることを確認する。

ステップＳ１０１でＹｅｓ判定の場合、つまり各相の電流センサ３３〜３５に故障が発生していない場合には、ステップＳ１０２へ進む。一方、Ｎｏ判定の場合には、ＡＣケーブルの断線検出は行われずに、一連処理が終了となる。

ステップＳ１０２に進んだ場合には、断線検出部１７は、回転角度センサ５が故障未発生状態であるか否かを判定する。本実施の形態１では、電動機４の電気角θを用いてＡＣケーブルの断線検出処理が行われる。従って、電気角θが演算できない場合には、ＡＣケーブルの断線検出処理を実行することができない。従って、断線検出部１７は、ステップＳ１０２において、回転角度センサ５が、故障未発生状態であることを確認する。

ステップＳ１０２でＹｅｓ判定の場合、つまり回転角度センサ５に故障が発生していない場合には、ステップＳ１０３へ進む。一方、Ｎｏ判定の場合には、ＡＣケーブルの断線検出は行われずに、一連処理が終了となる。

ステップＳ１０３に進んだ場合には、断線検出部１７は、ＡＣケーブルの断線を未検出状態であるか否かを判定する。この判定は、ＡＣケーブル断線をすでに検出した後に、断線検出処理が再度実行されてしまうことを回避するために実行される。具体的には、後述する断線検出情報Ｆ＿ｄｉｓｃｏｎが０の場合には、断線検出部１７は、Ｙｅｓ判定を行う。

ステップＳ１０３でＹｅｓ判定の場合、つまりＡＣケーブルの断線が未検出の場合には、ステップＳ１０４へ進む。一方、Ｎｏ判定の場合、つまりＡＣケーブルの断線がすでに検出されている場合には、ＡＣケーブルの断線検出は行われずに、一連処理が終了となる。

ステップＳ１０４に進んだ場合には、断線検出部１７は、ＡＣケーブル断線検出演算を行う。このＡＣケーブル断線検出演算の具体的な処理内容は、図４に示すフローチャートに相当する。この図４の詳細説明は、後述するが、断線検出部１７は、ＡＣケーブルが断線していることを検出した場合には、断線検出情報Ｆ＿ｄｉｓｃｏｎに１を設定し、ＡＣケーブルが断線していないことを検出した場合には、断線検出情報Ｆ＿ｄｉｓｃｏｎに０を設定する。

ステップＳ１０４でＡＣケーブル断線検出演算が完了すると、ステップＳ１０５に進み、断線検出部１７は、ＡＣケーブル断線を検出したか否かを判定する。この判定は、前述した断線検出情報Ｆ＿ｄｉｓｃｏｎを用いて行われる。断線検出部１７により断線検出されている場合、つまり断線検出情報Ｆ＿ｄｉｓｃｏｎ＝１の場合には、Ｙｅｓ判定となってステップＳ１０６に進み、Ｎｏ判定の場合には、一連処理が終了となる。

ＡＣケーブルの断線を検出したことでステップＳ１０６に進んだ場合には、断線検出部１７は、断線検出処理として、スイッチング信号生成部１６に対して、断線検出信号を出力し、一連処理を終了する。

スイッチング信号生成部１６は、断線検出部１７から断線検出信号を受信した場合には、例えば、スイッチング素子の駆動停止などの処理を実行することができる。

次に、図４に示すＡＣケーブル断線検出演算のフローチャートについて説明する。図４は、本発明の実施の形態１において、断線検出部１７により実行されるＡＣケーブル断線検出演算処理の流れを示すフローチャートである。より具体的には、この図４のフローチャートは、図３中のステップＳ１０４において実行される具体的な一連処理を示したものに相当する。

ステップＳ２０１において、断線検出部１７は、回転速度Ｎｍの大きさを判定する。図１に示している電動機４は、交流電流が流れるため、各相に流れる電流は、０Ａを跨ぐこととなる。従って、電動機４の停止位置、すなわち、停止時の電気角によっては、電流が流れない相が存在する。

そのため、ステップＳ２０１による回転速度の判定を行うことで、電流が流れない相が存在する際に断線であると誤検出してしまうことを回避している。

具体的には、ステップＳ２０１において、断線検出部１７は、電動機４の回転速度Ｎｍの絶対値が、回転速度判定値Ｎｍ＿ｔｓより大きいか否かを判定している。ここで、回転速度判定値Ｎｍ＿ｔｓは、一例として、５０ｒ／ｍｉｎがあらかじめ設定されている。

ステップＳ２０１でＹｅｓ判定、つまり、｜Ｎｍ｜＞Ｎｍ＿ｔｓの関係が成立する場合には、ステップＳ２０２へ進む。一方、Ｎｏ判定、つまり、｜Ｎｍ｜＞Ｎｍ＿ｔｓの関係が成立しない場合には、ステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０２に進んだ場合には、断線検出部１７は、指令トルクＴｔａｒの大きさを判定する。指令トルクＴｔａｒが０Ｎｍの場合には、電動機４に電流が流れないこととなる。従って、ＡＣケーブルの断線検出を行う必要がない。そのため、ステップＳ２０２の判定が設けられている。

具体的には、ステップＳ２０２において、断線検出部１７は、指令トルクＴｔａｒの絶対値が、指令トルク判定値Ｔｔａｒ＿ｔｓより大きいか否かを判定している。ここで、指令トルク判定値Ｔｔａｒ＿ｔｓは、一例として、１０Ｎｍがあらかじめ設定されている。

ステップＳ２０２でＹｅｓ判定、つまり、｜Ｔｔａｒ｜＞Ｔｔａｒ＿ｔｓの関係が成立する場合には、ステップＳ２０３へ進む。一方、Ｎｏ判定、つまり、｜Ｔｔａｒ｜＞Ｔｔａｒ＿ｔｓの関係が成立しない場合には、ステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０３に進んだ場合には、断線検出部１７は、検出電流演算を行う。この検出電流演算の具体的な処理内容は、図５に示すフローチャートに相当する。この図５の詳細説明は、後述するが、断線検出部１７は、断線判定が可能な条件が成立していると判定した場合には、断線判定許可フラグｄｅｔ＿ｊｄｇに１を設定し、断線判定が可能な条件が成立していないと判定した場合には、断線判定許可フラグｄｅｔ＿ｊｄｇに０を設定する。

ステップＳ２０３で検出電流演算が完了すると、ステップＳ２０４に進み、断線検出部１７は、断線判定が可能な条件が成立しているか否かを判定する。この判定は、前述した断線判定許可フラグｄｅｔ＿ｊｄｇを用いて行われる。断線検出部１７により、断線判定に用いる情報の演算が完了しており、断線判定が可能な条件が成立していると判定されたことで、断線判定許可フラグｄｅｔ＿ｊｄｇ＝１の場合には、Ｙｅｓ判定となって、ステップＳ２０５に進む。一方、断線判定に用いる情報の演算が完了しておらず、Ｎｏ判定の場合には、図４の一連処理が終了し、図３の処理に戻り、ステップＳ１０５以降の処理が行われる。

ステップＳ２０５に進んだ場合には、断線検出部１７は、断線判定演算を行う。この断線判定演算の具体的な処理内容は、図６に示すフローチャートに相当する。この図６の詳細説明は、後述するが、断線検出部１７は、断線を検出した場合には、断線検出情報Ｆ＿ｄｉｓｃｏｎに１を設定し、断線を検出しなかった場合には、断線検出情報Ｆ＿ｄｉｓｃｏｎに０を設定する。

また、ステップＳ２０１あるいはステップＳ２０２からステップＳ２０６に進んだ場合には、断線検出部１７は、断線検出で使用する様々な情報を初期化する。そして、図４の一連処理が終了し、図３の処理に戻り、ステップＳ１０５以降の処理が行われる。

次に、図５に示す検出電流演算のフローチャートについて説明する。図５は、本発明の実施の形態１において、断線検出部１７により実行される検出電流演算処理の流れを示すフローチャートである。より具体的には、この図５のフローチャートは、図４中のステップＳ２０３において実行される具体的な一連処理を示したものに相当する。なお、この図５における検出電流演算処理は、相ごとに行われ、図３の処理より早い周期として、例えば１００μｓｅｃ周期で行われる。

ステップＳ３０１において、断線検出部１７は、各相の指令電流Ｉｔａｒ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）の０Ａ跨ぎ判定を行う。断線検出部１７は、ｄ軸指令電流Ｉｄｔａｒ、ｑ軸指令電流Ｉｑｔａｒ、および電気角θを用いて各相の指令電流を算出する。さらに、断線検出部１７は、各相の指令電流の前回値Ｉｔａｒ＿ｘ（ｎ−１）（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）と今回値Ｉｔａｒ＿ｘ（ｎ）（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）とを用いて、０Ａ跨ぎ判定を行う。

より具体的には、断線検出部１７は、それぞれの相に関して、下式が成立する場合には、０Ａ跨ぎが発生したと判定する。
Ｉｔａｒ＿ｘ（ｎ−１）＜０、かつ、
Ｉｔａｒ＿ｘ（ｎ）≧０（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）

断線検出部１７により、ステップＳ３０１で、今回の周期で指令電流Ｉｔａｒ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）が０Ａを跨いだと判定された場合には、Ｙｅｓ判定となって、ステップＳ３０２に進む。一方、Ｎｏ判定の場合には、ステップＳ３２０に進む。

ステップＳ３２０に進んだ場合には、断線検出部１７は、電流差分積算値（前回値）Ｉｃａｄ＿ｘ（ｎ−１）（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を更新して、ステップＳ３１８に進む。そして、ステップＳ３１８において、断線検出部１７は、各相の指令電流Ｉｔａｒ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）と検出電流Ｉａｃｔ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）との差分の絶対値として、電流差分値Ｉｄｉｆｆ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を算出する。その後、ステップＳ３１９において、断線検出部１７は、下式を用いて、電流差分積算値Ｉｃａｄ＿ｘ（ｎ）（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を演算して、一連処理を終了する。
Ｉｃａｄ＿ｘ（ｎ）＝Ｉｃａｄ＿ｘ（ｎ−１）
＋Ｉｄｉｆｆ＿ｘ（ｎ）

先のステップＳ３０１からステップＳ３０２に進んだ場合には、断線検出部１７は、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃが０であるか否かを判定する。この３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃは、各相に流れる電流のいずれかが０Ａを跨いだ周期ごとにカウントアップされるカウンタである。本実施の形態１のように、電動機４の相の数が３の場合には、０から３の範囲で３相０跨ぎカウンタがサイクリックに動作することとなる。

ステップＳ３０２において、Ｙｅｓ判定、つまり３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃが０の場合には、図４によるＡＣケーブル断線検出演算を開始後に、電動機４に流れる電流が０Ａを跨ぐ条件が最初に成立したことになる。そこで、ステップＳ３０２において、Ｙｅｓ判定の場合には、ステップＳ３０３に進み、断線検出部１７は、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃを１にカウントアップし、ステップＳ３０８に進む。

一方、ステップＳ３０２において、Ｎｏ判定、つまり３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃが０以外の場合には、ステップＳ３０４に進み、断線検出部１７は、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃが１であるか否かを判定する。

ステップＳ３０４において、Ｙｅｓ判定、つまり３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃが１の場合には、ステップＳ３０５に進み、断線検出部１７は、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃを２にカウントアップし、ステップＳ３０８に進む。

一方、ステップＳ３０４において、Ｎｏ判定、つまり３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃが１以外の場合には、ステップＳ３０６に進み、断線検出部１７は、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃが２であるか否かを判定する。

ステップＳ３０６において、Ｙｅｓ判定、つまり３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃが２の場合には、ステップＳ３０７に進み、断線検出部１７は、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃを３にカウントアップし、ステップＳ３０８に進む。

一方、ステップＳ３０６において、Ｎｏ判定の場合には、３相全てで０跨ぎを検出済みであり、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃ＝３の場合に相当するので、ステップＳ３０３に進み、断線検出部１７は、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃを１に戻して、ステップＳ３０８に進む。

ステップＳ３０８に進んだ場合には、断線検出部１７は、各相の０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）が０であるか否かを判定する。この０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、後述するステップＳ３０９あるいはステップＳ３１２を通過するごとにカウントアップされるカウンタであり、１と２の範囲で、サイクリックに動作することとなる。

ステップＳ３０８において、Ｙｅｓ判定の場合には、ステップＳ３０９に進み、断線検出部１７は、０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を１に更新して、ステップＳ３１０に進む。そして、ステップＳ３１０において、断線検出部１７は、電流差分積算ストア値Ｉｃａｄ＿ｘ１（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を下式により更新し、ステップＳ３１４に進む。
Ｉｃａｄ＿ｘ１＝Ｉｄｉｆｆ＿ｘ（ｎ）（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）

一方、先のステップＳ３０８でＮｏ判定の場合には、ステップＳ３１１に進み、断線検出部１７は、０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）が１であるか否かを判定する。ステップＳ３１１において、Ｙｅｓ判定の場合には、ステップＳ３１２に進み、断線検出部１７は、０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を２に更新して、ステップＳ３１３に進む。そして、ステップＳ３１３において、断線検出部１７は、電流差分積算ストア値Ｉｃａｄ＿ｘ２（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を下式により更新し、ステップＳ３１４に進む。
Ｉｃａｄ＿ｘ２＝Ｉｄｉｆｆ＿ｘ（ｎ）（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）

一方、ステップＳ３１１において、Ｎｏ判定の場合には、ステップＳ３０９に進み、断線検出部１７は、０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を１に更新した後、上述したステップＳ３１０の処理を行い、ステップＳ３１４に進む。

ステップＳ３１４に進んだ場合には、断線検出部１７は、２つの電流差分積算ストア値Ｉｃａｄ＿ｘ１、Ｉｃａｄ＿ｘ２（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）に基づく判定を行う。この判定は、後述する断線判定演算を開始する条件が成立したか否かを判定するものである。具体的には、断線検出部１７は、各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の指令、検出電流値に基づく電流差分積算ストア値Ｉｃａｄ＿ｘ１、Ｉｃａｄ＿ｘ２（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）の演算の完了有無を、下式による条件が成立しているか否かに基づいて判定する。
Ｉｃａｄ＿ｘ１＞０、かつ、Ｉｃａｄ＿ｘ２＞０（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）

ステップＳ３１４でＹｅｓ判定、つまり、上式による条件が成立し、各相の電流差分積算ストア値Ｉｃａｄ＿ｘ１、Ｉｃａｄ＿ｘ２（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）の演算が完了している場合には、ステップＳ３１５に進む。そして、ステップＳ３１５において、断線検出部１７は、断線判定許可フラグｄｅｔ＿ｊｄｇを１に設定して、ステップＳ３１７に進む。

一方、ステップＳ３１４でＮｏ判定、つまり、上式による条件が成立せず、各相の電流差分積算ストア値Ｉｃａｄ＿ｘ１、Ｉｃａｄ＿ｘ２（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）の演算が完了していない場合には、ステップＳ３１６に進む。そして、ステップＳ３１６において、断線検出部１７は、断線判定許可フラグｄｅｔ＿ｊｄｇを０に設定して、ステップＳ３１７に進む。

ステップＳ３１７に進むと、断線検出部１７は、電流差分積算値Ｉｃａｄ＿ｘ（ｎ）（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を０に初期化にし、ステップＳ３１８に進む。そして、ステップＳ３１８において、断線検出部１７は、前述したように、各相の指令電流Ｉｔａｒ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）と検出電流Ｉａｃｔ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）との差分の絶対値として、電流差分値Ｉｄｉｆｆ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を算出して、ステップＳ３１９に進む。

そして。ステップＳ３１９において、断線検出部１７は、前述したように、電流差分積算値（前回値）Ｉｃａｄ＿ｘ（ｎ−１）（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）にステップＳ３１８で演算した電流差分値（Ｉｄｉｆｆ＿ｘ（ｎ）（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を加算することで、電流差分積算値（今回値）Ｉｃａｄ＿ｘ（ｎ）（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を演算して、一連処理を終了する。

次に、図６に示す断線判定演算のフローチャートについて説明する。図６は、本発明の実施の形態１において、断線検出部１７により実行される断線判定演算処理の流れを示すフローチャートである。より具体的には、この図６のフローチャートは、図４中のステップＳ２０５において実行される具体的な一連処理を示したものに相当する。

ステップＳ４０１において、断線検出部１７は、電流差分積算ストア値Ｉｃａｄ＿ｘ１、Ｉｃａｄ＿ｘ２（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を読み込み、ステップＳ４０２に進む。そして、ステップＳ４０２において、断線検出部１７は、各相の０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）の判定を行う。この判定は、後述する電流差分積算値の比率演算に用いる演算式を決定するために行われる。

ステップＳ４０２において、断線検出部１７は、０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）の今回値が２であり、かつ、前回値が１であるか否かを判定する。ステップＳ４０２において、Ｙｅｓ判定の場合には、ステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０３に進んだ場合には、電流差分積算ストア値のＩｃａｄ＿ｘ１（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）が前回値となるので、断線検出部１７は、下式を用いて、電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を演算し、ステップＳ４０６に進む。
ΔＩｃａｄ＿ｘ
＝｜Ｉｃａｄ＿ｘ２｜／｜Ｉｃａｄ＿ｘ１｜（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）

一方、ステップＳ４０２において、Ｎｏ判定の場合には、ステップＳ４０４に進む。そして、ステップＳ４０４において、断線検出部１７は、０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）の今回値が１であり、かつ、前回値が２であるか否かを判定する。ステップＳ４０４において、Ｙｅｓ判定の場合には、ステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５に進んだ場合には、電流差分積算ストア値のＩｃａｄ＿ｘ２（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）が前回値となるので、断線検出部１７は、下式を用いて、電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）を演算し、ステップＳ４０６に進む。
ΔＩｃａｄ＿ｘ
＝｜Ｉｃａｄ＿ｘ１｜／｜Ｉｃａｄ＿ｘ２｜（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）

ステップＳ４０６に進むと、断線検出部１７は、先のステップＳ４０３またはステップＳ４０５で演算した電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）が、判定値αよりも大きいか否かを判定する。

電力変換装置３０と電動機４とを接続するＡＣケーブルに断線が発生していない場合には、各相の指令電流Ｉｔａｒ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）と検出電流Ｉａｃｔ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）との間に大きな差異は発生しない。しかしながら、ＡＣケーブルが断線した場合には、電流検出が不可となり、検出電流が０Ａとなるため、指令電流と検出電流との間に差異が発生する。

ただし、指令電流Ｉｔａｒ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、理想値であり、検出電流Ｉａｃｔ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、ＰＷＭ制御などによって流れる実際の電流である。従って、ＡＣケーブルに断線が発生していない場合であっても、指令電流と検出電流との間には、ある程度の差異が発生する。そのため、ＡＣケーブル断線の誤判定を回避するために、ステップＳ４０６の判定が設けられている。

このステップＳ４０６において用いられる電流差分積算比率の判定値αは、電動機４の最大電流変化が発生しても、断線検出部１７によって誤判定されないような値に設定されている。例えば、この判定値αは、ステップＳ４０３、ステップＳ４０４で演算される電流差分積算比率の１．１倍までは、断線検出と判定しないように、１．１が設定されている。

ステップＳ４０６でＹｅｓ判定、つまり、各相の電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）が判定値αより大きい場合には、ステップＳ４０７に進み、断線検出部１７は、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（ｎ）を１だけカウントアップする。

なお、この積算比率異常カウンタＣｃａｄ（ｎ）は、ステップＳ４０６における各相の電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）の判定の合計値である。ステップＳ４０７における積算比率異常カウンタＣｃａｄ（ｎ）の演算が終了すると、ステップＳ４０９に進む。

ステップＳ４０９に進むと、断線検出部１７は、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（ｎ）が判定値β以上であるか否かを判定する。前述したように、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（ｎ）は、各相の異常を合計した値である。従って、断線検出部１７は、ステップＳ４０９において、各相合わせた異常状態に相当する積算比率異常カウンタＣｃａｄ（ｎ）が、あらかじめ設定した回数である判定値β以上となった場合に、ＡＣケーブル断線と判定する。判定値βは、例えば、各相２周期分に相当する６に設定されている。

ステップＳ４０９において、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（ｎ）が判定値β以上である場合には、Ｙｅｓ判定となり、ステップＳ４１０に進む。そして、ステップＳ４１０において、断線検出部１７は、断線検出情報Ｆ＿ｄｉｓｃｏｎを１に設定して、図６の一連処理を終了する。一方、ステップＳ４０９において、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（ｎ）が判定値β未満の場合には、Ｎｏ判定となり、ステップＳ４１１に進む。

また、先のステップＳ４０６でＮｏ判定、つまり、各相の電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）が判定値α以下の場合には、ステップＳ４０８に進む。そして、ステップＳ４０８において、断線検出部１７は、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（ｎ）を更新せずに、ステップＳ４１１に進む。

そして、ステップＳ４０８またはステップＳ４０９からステップＳ４１１に進んだ場合には、断線検出部１７は、断線検出情報Ｆ＿ｄｉｓｃｏｎを０に設定して、図６の一連処理を終了する。

また、先のステップＳ４０４において、Ｎｏ判定の場合には、断線判定演算を実施することなしに、図６の一連処理を終了する。

次に、本実施の形態１における電動機の制御装置における断線検出処理について、タイムチャートを用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態１におけるＡＣケーブル断線検出の動作を示すタイミングチャートである。図７において、横軸は、時間を示し、縦軸は、上から順に、以下の値を示している。なお、ｘは、Ｕ、Ｖ、Ｗを示している。
（Ａ）指令トルクＴｔａｒの絶対値
（Ｂ）回転速度Ｎｍの絶対値
（Ｃ）電気角θ
（Ｄ）指令電流Ｉｔａｒ＿ｘ
（Ｅ）検出電流Ｉａｃｔ＿ｘ
（Ｆ）電流差分値Ｉｄｉｆｆ＿ｘ
（Ｇ）電流差分積算値Ｉｃａｄ＿ｘ
（Ｈ）３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃ
（Ｉ）０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ
（Ｊ）電流差分積算ストア値Ｉｃａｄ＿ｘ１
（Ｋ）電流差分積算ストア値Ｉｃａｄ＿ｘ２
（Ｌ）電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｘ
（Ｍ）積算比率異常カウンタＣｃａｄ
（Ｎ）断線判定許可フラグｄｅｔ＿ｊｄｇ
（Ｏ）断線検出情報Ｆ＿ｄｉｓｃｏｎ

まず、時刻Ｔ１において、指令トルクＴｔａｒの絶対値（Ａ）が変化して、指令トルク判定値Ｔｔａｒ＿ｔｓよりも大きくなり、その後、回転速度Ｎｍの絶対値（Ｂ）が、回転速度判定値Ｎｍ＿ｔｓよりも大きくなる。これにより、図５を用いて説明した検出電流演算ルーチンが開始される。

次に、時刻Ｔ２で、Ｖ相指令電流Ｉｔａｒ＿ｖ（Ｄ）が０Ａを跨ぐことで、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃ（Ｈ）が１だけカウントアップされるとともに、Ｖ相の０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｖ（Ｉ）も１だけカウントアップされ、Ｖ相電流差分値Ｉｄｉｆｆ＿ｖ（Ｆ）の演算が開始される。

このＶ相電流差分値Ｉｄｉｆｆ＿ｖ（Ｆ）の演算は、Ｖ相検出電流Ｉａｃｔ＿ｖ（Ｅ）からＶ相指令電流Ｉｔａｒ＿ｖ（Ｄ）を減算した差分値であり、ＡＣケーブルが非断線時には、その差分値は、極めて小さくなる。Ｖ相電流差分値Ｉｄｉｆｆ＿ｖ（Ｆ）が演算されると、続いて、Ｖ相電流差分積算値Ｉｃａｄ＿ｖ（Ｇ）が演算される。

その後、Ｗ相指令電流Ｉｔａｒ＿ｗが０Ａを跨ぐと、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃ（Ｈ）が１だけカウントアップ（Ｆ＿ｓｔｃ（Ｈ）＝２）され、Ｕ相指令電流Ｉｔａｒ＿ｕも０Ａを跨ぐと、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃ（Ｈ）が１だけカウントアップ（Ｆ＿ｓｔｃ（Ｈ）＝３）される。この結果、Ｗ相に関しても、Ｖ相同等の電流演算が開始される。

この３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃ（Ｈ）は、図５のステップＳ３０１において各相の０跨ぎ判定が成立するたびに変化する。３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃ（Ｈ）は、電動機４の相の数まで変化し、相の数となった後は、１に戻る。また、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃ（Ｈ）は、図４のステップＳ２０１における回転速度判定がＮｏ判定の場合、あるいは図４のステップＳ２０２における指令トルク判定がＮｏ判定の場合には、初期化されて０となる。

また、０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（Ｉ）も、各相の指令電流Ｉｔａｒ＿ｘ（Ｄ）が０Ａを跨ぐと変化する。ただし、この０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（Ｉ）は、ｘ相指令電流Ｉｔａｒ＿ｘが０Ａを跨ぐことで、１または２の値をとる。また、０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（Ｉ）は、図４のステップＳ２０１における回転速度判定がＮｏ判定の場合、あるいは図４のステップＳ２０２における指令トルク判定がＮｏ判定の場合には、初期化されて０となる。

時刻Ｔ３になると、Ｖ相指令電流Ｉｔａｒ＿ｖ（Ｄ）が再度、０Ａを跨ぎ、図５のステップＳ３０１において、指令電流０跨ぎ判定が成立する。時刻Ｔ３の時点では、他相（Ｗ相、Ｕ相）も一度は０Ａを跨いでおり、図５のステップＳ３０１において指令電流０跨ぎ判定が成立している。従って、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃ（Ｈ）は、３であるから、時刻Ｔ３においては、３相０跨ぎカウンタが３から１に変化する。

また、時刻Ｔ３において、Ｖ相の０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｖ（Ｉ）が１から２に変化する。そして、時刻Ｔ２から演算していたＶ相電流差分積算値Ｉｃａｄ＿ｖ（Ｇ）は、電流差分積算ストア値Ｉｃａｄ＿ｖ２（Ｋ）としてストアされた後に、０に初期化される。

次に、時刻Ｔ４の直前において、Ｖ相指令電流Ｉｔａｒ＿ｖ（Ｄ）が０Ａを再び跨ぎ、図５のステップＳ３０１において指令電流０跨ぎ判定が成立した場合には、３相０跨ぎカウンタＦ＿ｓｔｃ（Ｈ）は、時刻Ｔ３のときと同様に、３から１に変化する。

ただし、Ｖ相の０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｖ（Ｉ）が２から１に変化するとともに、電流差分積算値Ｉｃａｄ＿ｖ（Ｇ）の値は、電流差分積算ストア値Ｉｃａｄ＿ｖ１（Ｋ）としてストアされた後に、０に初期化される。また、他相であるＷ相、Ｕ相も、Ｖ相と同様の演算が実行される。

時刻Ｔ４で、Ｕ相のＡＣケーブルが断線すると、３相検出電流Ｉａｃｔ＿ｕ（Ｅ）は、０Ａとなるが、指令電流Ｉｔａｒ＿ｕ（Ｄ）は、０Ａにならない。このため、電流差分値Ｉｄｉｆｆ＿ｕ（Ｆ）が急変し、電流差分積算値Ｉｃａｄ＿ｕ（Ｇ）の増加量も大きくなる。また、Ｕ相の影響を受けて、他相であるＶ相、Ｗ相の検出電流Ｉａｃｔ＿ｖ、Ｉａｃｔ＿ｗ（Ｅ）の変化量も多くなり、電流差分積算値Ｉｃａｄ＿ｖ、Ｉｃａｄ＿ｗ（Ｇ）の増加量が大きくなる。

Ｕ相電流の２回目の積算演算が完了する時刻Ｔ５になると、全相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の積算演算が、２回以上演算できている。従って、時刻Ｔ５になると、断線判定許可フラグｄｅｔ＿ｊｄｇ（Ｎ）が成立して、図６を用いて説明した断線判定演算ルーチンが開始され、０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）に基づき、電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｘ（Ｌ）が演算される。

図７では、断線判定許可フラグｄｅｔ＿ｊｄｇ（Ｎ）が成立した時刻Ｔ５の時点では、Ｕ相の０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｕ（Ｉ）が変化しているタイミングに相当する。従って、電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｘ（Ｌ）の演算には、Ｕ相の演算情報を用いる。

時刻Ｔ５において、Ｕ相の０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｕ（Ｉ）は、２から１へ変化している。そこで、ステップＳ４０５で説明した数式を用いて電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｕ（Ｌ）が演算される。そして、演算されたこの電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｕ（Ｌ）の値は、判定値α以上であるから、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（Ｍ）が１だけカウントアップされる。

そして、時刻Ｔ６で、Ｖ相指令電流Ｉｔａｒ＿ｖ（Ｄ）が０Ａを跨ぐと、Ｖ相の０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｖ（Ｉ）は、１から２に変化する。そこで、ステップＳ４０３で説明した数式を用いて電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｖ（Ｌ）が演算され、判定値αとの比較が行われる。Ｖ相の電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｖ（Ｌ）も、判定値αより大きいので、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（Ｍ）が１だけカウントアップされる。

続いて、Ｗ相指令電流Ｉｔａｒ＿ｗ（Ｄ）が０Ａを跨ぎ、Ｗ相の０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｗ（Ｉ）が１から２へ変化する。そこで、先述したＶ相演算と同等に、ステップＳ４０３で説明した数式を用いて電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｗ（Ｌ）が演算され、判定値αとの比較が行われる。Ｗ相の電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｗ（Ｌ）も、判定値αより大きいので、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（Ｍ）が１だけカウントアップされる。

このように、断線判定許可フラグｄｅｔ＿ｊｄｇ（Ｎ）が成立した以降では、各相の指令電流Ｉｔａｒ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）（Ｄ）が０Ａを跨ぐごとに、各相の０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）（Ｉ）が変化する。そして、各相の０跨ぎ情報Ｆ＿ｓｔａ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）（Ｉ）の変化に基づき、ステップＳ４０３で説明した数式またはステップＳ４０５で説明した数式を用いて、順次、電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｘ（ｘ：Ｕ、Ｖ、Ｗ）（Ｌ）が演算され、判定値αと比較され、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（Ｍ）がウントアップされる。

そして、時刻Ｔ７において、Ｗ相指令電流Ｉｔａｒ＿ｗ（Ｄ）が０Ａを跨ぎ、電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｗ（Ｌ）が算出される。そして、算出された電流差分積算比率ΔＩｃａｄ＿ｗ（Ｌ）が判定値αよりも大きくなって、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（Ｍ）がカウントアップされる。さらに、積算比率異常カウンタＣｃａｄ（Ｍ）が判定値β以上となることで、断線検出情報Ｆ＿ｄｉｓｃｏｎ（Ｏ）が成立し、１に設定される。

以上のように、実施の形態１によれば、電動機の電流指令値と電流検出値との差分値の遷移結果に基づいてＡＣケーブルの断線検出を行う構成を有している。このような構成を有することで、インバータと電動機とを接続するＡＣケーブルに断線が発生した場合にも、速やかに断線を検出することが可能となる。

さらに、断線検出された際には、インバータを構成するスイッチング素子を直ちに駆動停止させることができ、電動機の異常な動作が継続されてしまう状態を防止することができる。また、車両に搭載された電動機が異常な動作を継続しないことで、車両振動を発生させることを抑制でき、運転者および同乗者を不快にさせるおそれがない。

また、本発明に係る断線検出部は、相電流検出値と相電流指令値との差分値を演算周期毎に算出するとともに、複数の演算周期に渡って算出された差分値の積算値に基づいて、ＡＣケーブルの断線の有無を検出する機能を有している。

また、本発明に係る断線検出部は、相電流指令値のそれぞれが０Ａを跨ぐ時期を各相の演算開始点とし、電気角が１周期後または１／２周期後に演算を開始した相の相電流指令値が０Ａを跨ぐ時期を演算終了点として、積算値を算出する機能を有している。

また、本発明に係る断線検出部は、回転速度が、あらかじめ設定された回転速度判定値以下である場合、あるいは、トルク指令が、あらかじめ設定されたトルク指令判定値以下である場合には、断線検出処理を実行しない機能を有している。

このような機能を備えることで、断線を検出するための相電流の判定値を設定する必要がなく、１周期または１／２周期間における積算値の演算結果に基づいて、迅速に断線検出処理を実行することができる。さらに、電動機の回転停止時など、断線検出の誤判定を招くような状態での断線検出処理を回避しつつ、ＡＣケーブルの断線検出を確実に行うことができる。

なお、本実施の形態では、電動機の各相を流れる電流の断線検出を、電気角の１周期分で行う場合について説明した。しかしながら、本発明は、このような断線検出に限定されるものではない。図７に示すように、各相を流れる電流は、電気角の１／２周期ごとに０Ａを跨ぐ。従って、１／２周期分でＡＣケーブルの断線検出を行うことも可能である。

また、本実施の形態１では、電動機の各相を流れる相電流に基づき、ＡＣケーブルの断線検出を行うための判定値を固定値とする場合について説明した。しかしながら、本発明は、固定の判定値を用いる場合に限定されるものではない。電動機の回転速度に応じて、判定値を可変設定することも可能である。

また、本実施の形態１では、ＡＣケーブルの断線判定を相ごとの電流差分積算値を用いる場合について説明した。しかしながら、本発明は、Ｕ相電流＋Ｖ相電流＋Ｗ相電流＝０となる３相電流和の定理を用いて、断線判定を行うようにしてもよい。

１ＭＣＵ（モータコントロールユニット）、２バッテリ、４電動機、５回転角度センサ、１１指令電流演算部、１２回転角度処理部、１３検出電流３相／２相変換部、１４指令電圧演算部、１５指令電圧２相／３相変換部、１６スイッチング信号生成部、１７断線検出部、３０インバータ（電力変換装置）、３３Ｕ相電流センサ、３４Ｖ相電流センサ、３５Ｗ相電流センサ。

Claims

外部から与えられるトルク指令に応じて、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータに設けられたスイッチング素子をスイッチング制御することで、電動機に供給する前記交流電力を制御するコントローラーと、
前記電動機と前記インバータとを接続するＡＣケーブルに流れる相電流を検出する電流センサと、
を備えた電動機の制御装置であって、
前記コントローラーは、
前記電流センサで検出された前記相電流を相電流検出値として取得し、前記トルク指令に基づいて前記電動機への指令電流を相電流指令値として算出し、それぞれの相における前記相電流指令値と前記相電流検出値との差分値の遷移結果から、相ごとに前記ＡＣケーブルの断線の有無を判定する断線検出処理を実行する断線検出部を有する
電動機の制御装置。
前記断線検出部は、
前記相電流検出値と前記相電流指令値との差分値を演算周期毎に算出するとともに、複数の演算周期に渡って算出された差分値の積算値に基づいて、前記ＡＣケーブルの断線の有無を検出する
請求項１に記載の電動機の制御装置。
前記電動機の回転角度を検出する回転角度センサをさらに備え、
前記コントローラーは、前記電動機の回転角度から前記電動機の電気角および回転速度を算出する回転角度処理部をさらに有し、
前記断線検出部は、前記相電流指令値のそれぞれが０Ａを跨ぐ時期を各相の演算開始点とし、前記電気角が１周期後または１／２周期後に演算を開始した相の相電流指令値が０Ａを跨ぐ時期を演算終了点として、前記演算開始点から前記演算終了点までの期間に含まれる複数の演算周期で前記積算値を算出する
請求項２に記載の電動機の制御装置。
前記断線検出部は、前記回転角度処理部により算出された前記回転速度の絶対値が、あらかじめ設定された回転速度判定値以下である場合には、前記断線検出処理を実行せず、前記断線検出処理により算出された演算結果を初期化する
請求項３に記載の電動機の制御装置。
前記断線検出部は、前記演算開始点から前記演算終了点までの期間に含まれる前記複数の演算周期で前記積算値を算出することを繰り返し実行し、前記積算値の前回値と今回値との比率を算出し、前記比率があらかじめ設定された判定閾値よりも高い状態が、あらかじめ決められた断線判定回数だけ継続することで、前記ＡＣケーブルの断線が発生したと判定する
請求項３または４に記載の電動機の制御装置。
前記断線検出部は、前記トルク指令の絶対値が、あらかじめ設定されたトルク指令判定値以下である場合には、前記断線検出処理を実行せず、前記断線検出処理により算出された演算結果を初期化する
請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機の制御装置。
前記コントローラーは、前記断線検出部により前記ＡＣケーブルの断線が検出された場合には、前記スイッチング素子を駆動停止させるようにスイッチング制御する
請求項１から６のいずれか１項に記載の電動機の制御装置。
外部から与えられるトルク指令に応じて、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータに設けられたスイッチング素子をスイッチング制御することで、電動機に供給する前記交流電力を制御するコントローラーと、
前記電動機と前記インバータとを接続するＡＣケーブルに流れる相電流を検出する電流センサと、
を備えた電動機の制御装置において、前記コントローラーによって実行されるケーブル断線検出方法であって、
前記コントローラーにおいて、
前記ＡＣケーブルの断線の有無を判定するために用いる判定閾値および断線判定回数をあらかじめ記憶部に記憶させておく記憶ステップと、
前記電流センサで検出された前記相電流を相電流検出値として取得する検出値取得ステップと、
前記トルク指令に基づいて、前記電動機への指令電流を相電流指令値として算出する指令値算出ステップと、
それぞれの相において、前記相電流検出値と前記相電流指令値との差分値を演算周期毎に算出し、前記差分値を演算開始点から演算終了点までの期間に含まれる複数の演算周期で算出したそれぞれの差分値を積算することで、前記期間に対応した積算値を繰り返し算出する積算ステップと、
前記積算値の前回値と今回値との比率を算出し、前記比率が前記記憶部に記憶された前記判定閾値よりも高い状態が、前記記憶部に記憶された前記断線判定回数だけ継続することで、前記ＡＣケーブルの断線が発生したと判定する断線判定ステップと、
を有するケーブル断線検出方法。