WO2021161754A1

WO2021161754A1 - モータ制御システムの異常検出装置

Info

Publication number: WO2021161754A1
Application number: PCT/JP2021/002049
Authority: WO
Inventors: 治雄鈴木
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2020-02-10
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2021-08-19
Also published as: JP2021129337A

Abstract

異常検出装置は、交流モータ（３０）に流れる電流を検出する電流センサ（５１）を備えて交流モータを制御するモータ制御システム（１０）に適用される。異常検出装置は、交流モータに流れると想定される電流の想定値を取得する第１取得部（６１）と、電流センサにより検出された電流の検出値を取得する第２取得部（６２）と、第１取得部により取得された想定値の絶対値が第１閾値よりも大きいこと、且つ第１取得部により取得された想定値と第２取得部により取得された検出値との差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを条件として、モータ制御システムが異常であると判定する判定部（６６）と、を備える。

Description

モータ制御システムの異常検出装置

関連出願の相互参照

　本出願は、２０２０年２月１０日に出願された日本出願番号２０２０－０２０９２９号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、モータ制御システムの異常を検出する装置に関する。

　従来、電流センサにて検出されたモータ電流値と、交流モータに印加すべき電圧を示す電圧指令値に基づき推定したモータ電流値との差が、閾値を越えて相違しているとされた場合に、電流センサに異常が生じている旨判定する装置がある（特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置では、交流モータに供給すべき瞬時電流を示す電流指令値の単位時間当たり変化率が高いときに閾値が大きくなるように、閾値を適応的に設定している。

特開平９－１７２７９１号公報

　ところで、特許文献１に記載の装置では、電流指令値の変化率が高いときに上記閾値を大きくして、電流指令値に対するモータ電流の追従遅れを、電流センサの異常と誤検出することを抑制している。しかし、電流指令値の変化率の上昇に対して閾値の増加量が不足すれば、電流指令値に対するモータ電流の追従遅れを、電流センサの異常と誤検出するおそれがある。一方、電流指令値の変化率の上昇に対して閾値を大きくし過ぎれば、電流センサの異常を見過ごすおそれがあるため、電流指令値の変化率の上昇に対して閾値を大きくするにも限度がある。

　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、モータ制御システムの異常を誤検出することを抑制することのできる異常検出装置を提供することにある。

　上記課題を解決するための第１の手段は、
　交流モータに流れる電流を検出する電流センサを備えて前記交流モータを制御するモータ制御システムに適用され、前記モータ制御システムの異常を検出する異常検出装置であって、
　前記交流モータに流れると想定される電流の想定値を取得する第１取得部と、
　前記電流センサにより検出された前記電流の検出値を取得する第２取得部と、
　前記第１取得部により取得された前記想定値の絶対値が第１閾値よりも大きいこと、且つ前記第１取得部により取得された前記想定値と前記第２取得部により取得された前記検出値との差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを条件として、前記モータ制御システムが異常であると判定する判定部と、
を備える。

　上記構成によれば、モータ制御システムは、交流モータに流れる電流を検出する電流センサを備え、交流モータを制御する。異常検出装置は、モータ制御システムの異常を検出する。第１取得部は、交流モータに流れると想定される電流の想定値を取得する。電流の想定値は、交流モータに印加される電圧等に基づき交流モータに流れると推定される電流の推定値と、交流モータに流すべき電流を示す電流の指令値とを含む。第２取得部は、電流センサにより検出された電流の検出値を取得する。

　ここで、判定部は、取得された電流の想定値の絶対値が第１閾値よりも大きいこと、且つ取得された電流の想定値と取得された電流の検出値との差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを条件として、モータ制御システムが異常であると判定する。交流モータに流れる電流は周期的に増減するため、電流の想定値の絶対値が第１閾値よりも大きくなる範囲は、電流の最大値（正の値）を含む第１範囲や、電流の最小値（負の値）を含む第２範囲に限られる。第１範囲及び第２範囲では、それ以外の範囲と比べて電流の変化幅が小さくなり易い。このため、取得された電流の想定値の絶対値が第１閾値よりも大きい場合は、電流の想定値に対する検出値（あるいは実際値）の位相ずれが生じたとしても、電流の想定値と検出値との差の絶対値が大きくなりにくい。

　この点、判定部は、取得された電流の想定値の絶対値が第１閾値よりも大きいことを、モータ制御システムが異常であると判定する条件としている。すなわち、判定部は、取得された電流の想定値の絶対値が第１閾値よりも大きくない場合は、モータ制御システムが異常であると判定しない。このため、電流の想定値に対する検出値の位相ずれの影響が小さい状況で、電流の想定値と電流の検出値との差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを判定することができ、モータ制御システムの異常を誤検出することを抑制することができる。

　取得された電流の想定値の所定時間での変化量が第３閾値よりも小さい場合は、電流の想定値に対する検出値（あるいは実際値）の位相ずれが生じたとしても、電流の想定値と検出値との差の絶対値が大きくなりにくい。

　この点、第２の手段では、前記判定部は、前記第１取得部により取得された前記想定値の絶対値が第１閾値よりも大きいことに代えて、前記第１取得部により取得された前記想定値の所定時間での変化量が第３閾値よりも小さいことを条件として、前記モータ制御システムが異常であると判定する。すなわち、判定部は、取得された電流の想定値の所定時間での変化量が第３閾値よりも小さくない場合は、モータ制御システムが異常であると判定しない。このため、電流の想定値に対する検出値の位相ずれの影響が小さい状況で、電流の想定値と電流の検出値との差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを判定することができ、モータ制御システムの異常を誤検出することを抑制することができる。

　第３の手段は、
　交流モータに流れる電流を検出する電流センサを備えて前記交流モータを制御するモータ制御システムに適用され、前記モータ制御システムの異常を検出する異常検出装置であって、
　前記交流モータに流れると想定される電流の想定値を取得する第１取得部と、
　前記電流センサにより検出された前記電流の検出値を取得する第２取得部と、
　前記第１取得部により取得された前記想定値の所定時間での変化量が第３閾値よりも小さいこと、且つ前記第１取得部により取得された前記想定値と前記第２取得部により取得された前記検出値との差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを条件として、前記モータ制御システムが異常であると判定する判定部と、
を備える。

　上記構成によれば、第２の手段と同様の構成により、同様の作用効果を奏することができる。

　具体的には、第４の手段のように、前記第１取得部は、所定周期で前記想定値を取得し、前記想定値の所定時間での変化量は、前記想定値の今回値と前回値との差の絶対値である、といった構成を採用することができる。こうした構成によれば、想定値の所定時間での変化量として、想定値の微分値の絶対値を用いることができ、電流の想定値に対する検出値の位相ずれの影響が小さい状況であることを正確に判定することができる。

　第５の手段では、前記交流モータは、互いに電気角がずれた２つの巻線群を備え、前記モータ制御システムは、前記２つの巻線群にそれぞれ電流を流して前記交流モータを制御し、前記判定部は、前記２つの巻線群がそれぞれ異常であるか否か判定し、前記モータ制御システムは、前記判定部により一方の前記巻線群が異常であると判定された場合に、前記異常であると判定された前記一方の前記巻線群に流す電流を停止させ、他方の前記巻線群に電流を流して前記交流モータを制御する。

　上記構成によれば、交流モータは、互いに電気角がずれた２つの巻線群を備えている。モータ制御システムは、２つの巻線群にそれぞれ電流を流して交流モータを制御する。ここで、判定部は、２つの巻線群がそれぞれ異常であるか否か判定する。このため、交流モータ全体として異常である場合も、それぞれの巻線群が異常であるか否か判定することができる。そして、モータ制御システムは、判定部により一方の巻線群が異常であると判定された場合に、異常であると判定された一方の巻線群に流す電流を停止させ、他方の巻線群に電流を流して交流モータを制御する。したがって、モータ制御システムの異常を誤検出することを抑制しつつ、一方の巻線群に異常が生じた場合には、他方の巻線群にのみ電流を流すことにより、交流モータの制御を継続することができる。

　具体的には、第６の手段のように、前記想定値は、前記交流モータに印加すべき電圧を示す電圧指令値及び前記交流モータの回転速度に基づいて、前記交流モータに流れると推定した電流の推定値である、といった構成を採用することができる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態のモータ制御システムの電気回路図であり、図２は、第１実施形態の異常検出の手順を示すフローチャートであり、図３は、Ｕ相において電圧指令値の周波数が低い場合の電流の推定値、検出値、及びそれらの差を示すタイムチャートであり、図４は、Ｕ相において電圧指令値の周波数が高い場合の電流の推定値、検出値、及びそれらの差を示すタイムチャートであり、図５は、第２実施形態の異常検出の手順を示すフローチャートであり、図６は、第３実施形態のモータ制御システムの電気回路図である。

　（第１実施形態）
　以下、車両に搭載したモータ制御システムに具現化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

　図１に示すように、車両は、直流電源としてのバッテリ２０と、負荷２２とモータ制御システム１０とを備えている。バッテリ２０は、例えばリチウム蓄電池等である。モータ制御システム１０は、交流駆動される三相の交流モータ３０を備えている。

　交流モータ３０は、図示しないロータを備えている。ロータの回転軸は、車両の駆動輪に動力を伝達する。交流モータ３０は、ステータ３３を備えている。ステータ３３は、ステータ巻線を備えている。ステータ巻線は、電気角で互いに１２０°ずれた状態で配置されたＵ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗを含む。

　モータ制御システム１０は、３相のインバータ４０と、コンデンサ２１とを備えている。インバータ４０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの直列接続体を備えている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの接続点には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗの第２端は、中性点で接続されている。すなわち本実施形態において、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗは、星形結線されている。本実施形態では、各アームスイッチＳＵｐ～ＳＷｎとして、ＩＧＢＴが用いられている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐには、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームダイオードＤＵｐ，ＤＶｐ，ＤＷｐが逆並列接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎには、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームダイオードＤＵｎ，ＤＶｎ，ＤＷｎが逆並列接続されている。

　Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐの高電位側端子であるコレクタには、高電位側電気経路Ｌｐを介してバッテリ２０の正極端子が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎの低電位側端子であるエミッタには、低電位側電気経路Ｌｎを介してバッテリ２０の負極端子が接続されている。高電位側電気経路Ｌｐのうち各上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐのコレクタとの接続点よりもバッテリ２０の正極端子側には、コンデンサ２１の高電位側端子が接続されている。低電位側電気経路Ｌｎのうち各下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎのエミッタとの接続点よりもバッテリ２０の負極端子側には、コンデンサ２１の低電位側端子が接続されている。

　モータ制御システム１０は、電圧検出部５０、相電流検出部５１、及び角度検出部５３を備えている。電圧検出部５０は、コンデンサ２１の端子電圧を電源電圧ＶＤＣ（バッテリ電圧）として検出する。相電流検出部５１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗに流れる電流を検出する。相電流検出部５１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗにそれぞれ流れる電流を検出するＵ相電流センサ，Ｖ相電流センサ，Ｗ相電流センサにより構成されている。角度検出部５３は、交流モータ３０のロータの回転角に応じた信号である角度信号を出力する。各検出部５０，５１，５３の出力信号は、車両が備える制御装置６０に入力される。

　制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、及び入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータとして構成されている。制御装置６０は、第１取得部６１、第２取得部６２、及び判定部６６の機能を実現する。なお、第１取得部６１、第２取得部６２、及び判定部６６により、モータ制御システム１０の異常検出装置が構成されている。

　制御装置６０は、角度検出部５３の角度信号を取得し、取得した角度信号に基づいて、交流モータ３０の電気角θｅと、ロータの回転速度Ｎｍとを算出（取得）する。制御装置６０は、インバータ４０を構成する各スイッチの駆動信号を生成する。制御装置６０は、角度信号に基づいて、インバータ４０を構成する各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオンオフする駆動信号を生成する。詳しくは、制御装置６０は、バッテリ２０から出力された直流電力を交流電力に変換してＵ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗに供給すべく、各アームスイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオンオフする駆動信号を生成し、生成した駆動信号を各アームスイッチＳＵｐ～ＳＷｎのゲートに供給する。

　第２取得部６２は、相電流検出部５１の検出信号に基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗにそれぞれ流れる電流の検出値Ｉｒｕ，Ｉｒｖ，Ｉｒｗを算出（取得）する。第１取得部６１は、交流モータ３０のＵ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗに印加すべき電圧を示すＵ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊、及び交流モータ３０のロータの回転速度Ｎｍに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗにそれぞれ流れると推定（想定）される電流の推定値Ｉｅｕ，Ｉｅｖ，Ｉｅｗ（想定値）を算出（取得）する。電圧指令値は、上位の制御装置等により、車両のアクセルペダル（操作部材）の踏み込み量（操作量）等に基づいて算出され、制御装置６０へ出力される。本実施形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊は、電気角で位相が１２０°ずれた正弦波状の波形である。電流の推定値Ｉｅｕ，Ｉｅｖ，Ｉｅｗを算出する方法は、例えば上記特許文献１に記載された方法を採用することができ、ここでは詳細な説明を割愛する。

　判定部６６は、第１取得部６１により取得された電流の推定値Ｉｅｕ，Ｉｅｖ，Ｉｅｗの絶対値が第１閾値Ｋ１よりも大きいこと、且つ第１取得部６１により取得された推定値Ｉｅｕ，Ｉｅｖ，Ｉｅｗと、第２取得部６２により取得された電流の検出値Ｉｒｕ，Ｉｒｖ，Ｉｒｗとのそれぞれの差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを条件として、モータ制御システム１０が異常であると判定する。例えば、Ｕ相の電流の推定値Ｉｅｕの絶対値が第１閾値Ｋ１よりも大きいこと、且つ推定値ＩｅｕとＵ相の電流の検出値Ｉｒｕとの差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを条件として、Ｕ相巻線３４Ｕに関する構成が異常であると判定する。Ｕ相巻線３４Ｕに関する構成としては、Ｕ相巻線３４Ｕ、上記Ｕ相電流センサ、上記インバータ４０のスイッチＳＵｐ，ＳＵｎ等を含む。

　図２は、モータ制御システム１０の異常検出の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、制御装置６０によって所定周期Δｔで実行される。この一連の処理は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に対してそれぞれ実行されるが、ここではＵ相に対して実行する場合を例にして説明する。

　まず、上位の制御装置からＵ相電圧指令値Ｖｕ＊を取得する（Ｓ１０）。角度検出部５３により検出された角度信号に基づいて、交流モータ３０のロータの回転速度Ｎｍを算出する（Ｓ１１）。相電流検出部５１の検出信号に基づいて、Ｕ相巻線３４Ｕに流れる電流の検出値Ｉｒｕを取得する（Ｓ１２）。Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊及びロータの回転速度Ｎｍに基づいて、Ｕ相巻線３４Ｕに流れると推定される電流の推定値Ｉｅｕを算出する（Ｓ１３）。

　続いて、電流の推定値Ｉｅｕの絶対値が第１閾値Ｋ１よりも大きいか否か判定する（Ｓ１４）。第１閾値Ｋ１は、Ｕ相に流れる電流の変化幅が、所定幅よりも小さくなることを判定する閾値である。電流の推定値Ｉｅｕの絶対値が第１閾値Ｋ１よりも大きくなる範囲は、電流の最大値（正の値）を含む第１範囲や、電流の最小値（負の値）を含む第２範囲に限られる。第１範囲及び第２範囲では、それ以外の範囲と比べて電流の変化幅が小さくなり、電流の変化幅は所定幅よりも小さくなる。この判定において、電流の推定値Ｉｅｕの絶対値が第１閾値Ｋ１よりも大きいと判定した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、Ｕ相の電流の推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差の絶対値ΔＩｕを算出する（Ｓ１５）。一方、この判定において、電流の推定値Ｉｅｕの絶対値が第１閾値Ｋ１よりも大きくないと判定した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、Ｕ相の電流の推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差の絶対値ΔＩｕを０にする（Ｓ１６）。

　続いて、差の絶対値ΔＩｕが第２閾値Ｋ２よりも大きいか否か判定する（Ｓ１７）。この判定において、差の絶対値ΔＩｕが第２閾値Ｋ２よりも大きいと判定した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、異常カウンタＣｅをインクリメントする（１増加させる）（Ｓ１８）。第２閾値Ｋ２は、差の絶対値ΔＩｕが、Ｕ相に関する構成の正常時には取り得ない値であることを判定する閾値（＞０）である。異常カウンタＣｅの初期値は０である。一方、差の絶対値ΔＩｕが第２閾値Ｋ２よりも大きくないと判定した場合（Ｓ１７：ＮＯ）、異常カウンタＣｅをクリアする（初期値の０に戻す）（Ｓ１９）。

　続いて、異常カウンタＣｅが所定カウンタＣｒよりも大きいか否か判定する（Ｓ２０）。所定カウンタＣｒは、差の絶対値ΔＩｕが第２閾値Ｋ２よりも大きいことが複数回確認されたことを判定する値であり、例えば２～４に設定されている。この判定において、異常カウンタＣｅが所定カウンタＣｒよりも大きいと判定した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、モータ制御システム１０が異常であるという判定を確定する（Ｓ２１）。一方、この判定において、異常カウンタＣｅが所定カウンタＣｒよりも大きくないと判定した場合（Ｓ２０：ＮＯ）、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。その後、Ｓ１０の処理から再度実行する。

　なお、Ｓ１２の処理が第２取得部６２としての処理に相当し、Ｓ１３の処理が第１取得部６１としての処理に相当し、Ｓ１４～Ｓ２１の処理が判定部６６としての処理に相当する。

　図３は、正常時にＵ相において電圧指令値Ｖｕ＊の周波数が低い場合の電流の推定値Ｉｅｕ、検出値Ｉｒｕ、及びそれらの差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）を示すタイムチャートである。なお、電圧指令値Ｖｕ＊と電流の推定値Ｉｅｕ及び検出値Ｉｒｕとの位相ずれを分かり易くするために、電圧指令値Ｖｕ＊の振幅と電流の検出値Ｉｒｕの振幅とを揃えて表示している。

　図３（ａ）に示すように、電圧指令値Ｖｕ＊の周波数が低い場合は、電圧指令値Ｖｕ＊、推定値Ｉｅｕ、及び検出値Ｉｒｕの位相ずれは小さくなっている。

　図３（ｂ）に示すように、比較例における推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）は、上記第２閾値Ｋ２よりも小さく且つ－Ｋ２よりも大きくなっている。すなわち、比較例における推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）の絶対値ΔＩｕは、第２閾値Ｋ２よりも小さくなっている。したがって、図２の異常検出において、モータ制御システム１０が異常であると判定されない。

　図３（ｃ）に示すように、本実施形態における推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）は、上記第２閾値Ｋ２よりも小さく且つ－Ｋ２よりも大きくなっている。ここで、電流の推定値Ｉｅｕの絶対値が上記第１閾値Ｋ１よりも大きくない範囲では、図２のＳ１６の処理において、推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）の絶対値ΔＩｕが０にされている。そして、差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）の絶対値ΔＩｕは、第２閾値Ｋ２よりも小さくなっている。したがって、図２の異常検出において、モータ制御システム１０が異常であると判定されない。

　図４は、正常時にＵ相において電圧指令値Ｖｕ＊の周波数が高い場合の電流の推定値Ｉｅｕ、検出値Ｉｒｕ、及びそれらの差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）を示すタイムチャートである。なお、電圧指令値Ｖｕ＊と電流の推定値Ｉｅｕ及び検出値Ｉｒｕとの位相ずれを分かり易くするために、電圧指令値Ｖｕ＊の振幅と電流の検出値Ｉｒｕの振幅とを揃えて表示している。

　図４（ａ）に示すように、電圧指令値Ｖｕ＊の周波数が高い場合は、電流の推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの位相ずれが大きくなっている。Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊及び交流モータ３０のロータの回転速度Ｎｍに基づいて、電流の推定値Ｉｅｕを算出する際に位相を調節するパラメータの設定に応じて、この位相ずれの大きさは変化する。図４の例では、電流の検出値Ｉｒｕに対して推定値Ｉｅｕの位相が遅れているが、電流の検出値Ｉｒｕに対して推定値Ｉｅｕの位相が進むこともあり得る。また、電圧指令値Ｖｕ＊に対して電流の検出値Ｉｒｕの位相遅れが大きくなることもあり得る。

　図４（ｂ）に示すように、比較例における推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）は、部分的に第２閾値Ｋ２よりも大きくなっており、部分的に－Ｋ２よりも小さくなっている。すなわち、比較例における推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）の絶対値ΔＩｕは、部分的に第２閾値Ｋ２よりも大きくなっている。したがって、図２の異常検出において、モータ制御システム１０が異常であると誤判定される。

　図４（ｃ）に示すように、本実施形態における推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）は、上記第２閾値Ｋ２よりも小さく且つ－Ｋ２よりも大きくなっている。ここで、電流の推定値Ｉｅｕの絶対値が上記第１閾値Ｋ１よりも大きくない範囲では、図２のＳ１６の処理において、推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）の絶対値ΔＩｕが０にされている。すなわち、電流の推定値Ｉｅｕに対する検出値Ｉｒｕの位相ずれの影響が大きい状況では、差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）の絶対値ΔＩｕが０にされている。このため、差（Ｉｅｕ－Ｉｒｕ）の絶対値ΔＩｕは、第２閾値Ｋ２よりも小さくなっている。したがって、図２の異常検出において、モータ制御システム１０は異常であると誤判定されない。

　以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

　・判定部６６は、取得された電流の推定値Ｉｅｕの絶対値が第１閾値Ｋ１よりも大きいことを、モータ制御システム１０が異常であると判定する条件としている。すなわち、判定部６６は、取得された電流の推定値Ｉｅｕの絶対値が第１閾値Ｋ１よりも大きくない場合（Ｓ１４：ＮＯ）は、モータ制御システム１０が異常であると判定しない。このため、電流の推定値Ｉｅｕに対する検出値Ｉｒｕの位相ずれの影響が小さい状況で、電流の推定値Ｉｅｕと電流の検出値Ｉｒｕとの差の絶対値ΔＩｕが第２閾値Ｋ２よりも大きいことを判定することができ、モータ制御システム１０の異常を誤検出することを抑制することができる。

　・差の絶対値ΔＩｕが第２閾値Ｋ２よりも大きいことが複数回確認されたことを条件として、モータ制御システム１０が異常であるとの判定を確定している。このため、ノイズ等により差の絶対値ΔＩｕが第２閾値Ｋ２よりも大きいと１回誤判定されたとしても、モータ制御システム１０の異常を誤検出することを抑制することができる。

　（第２実施形態）
　以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図２のＳ１４の処理を、図５に示すＳ１４ａ及びＳ１４ｂの処理に変更している。その他の点は、第１実施形態と同一である。

　Ｓ１４ａの処理では、電流の推定値Ｉｅｕ（想定値）の微分値ａの絶対値を算出する。具体的には、推定値Ｉｅｕの今回値から前回値を引いた値を、電流の推定値Ｉｅｕの微分値ａとする。そして、微分値ａの絶対値（推定値Ｉｅｕの所定時間での変化量）を算出する。

　続いて、微分値ａの絶対値が第３閾値Ｋ３よりも小さいか否か判定する（Ｓ１４ｂ）。第３閾値Ｋ３は、Ｕ相に流れる電流の変化速度が、所定速度よりも低くなることを判定する閾値である。微分値ａの絶対値が第３閾値Ｋ３よりも小さくなる範囲は、電流の最大値（正の値）を含む第１範囲や、電流の最小値（負の値）を含む第２範囲に限られる。第１範囲及び第２範囲では、それ以外の範囲と比べて電流の変化速度が低くなり、電流の変化速度は所定速度よりも低くなる。この判定において、微分値ａの絶対値が第３閾値Ｋ３よりも小さいと判定した場合（Ｓ１４ｂ：ＹＥＳ）、Ｕ相の電流の推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差の絶対値ΔＩｕを算出する（Ｓ１５）。一方、この判定において、微分値ａの絶対値が第３閾値Ｋ３よりも小さくないと判定した場合（Ｓ１４ｂ：ＮＯ）、Ｕ相の電流の推定値Ｉｅｕと検出値Ｉｒｕとの差の絶対値ΔＩｕを０にする（Ｓ１６）。

　本実施形態は、以下の利点を有する。

　・判定部６６は、第１取得部６１により取得された推定値Ｉｅｕの所定時間での変化量が第３閾値Ｋ３よりも小さいことを条件として、モータ制御システム１０が異常であると判定する。すなわち、判定部６６は、取得された電流の推定値Ｉｅｕの所定時間での変化量が第３閾値Ｋ３よりも小さくない場合（Ｓ１４ｂ：ＮＯ）は、モータ制御システム１０が異常であると判定しない。このため、電流の推定値Ｉｅｕに対する検出値Ｉｒｕの位相ずれの影響が小さい状況で、電流の推定値Ｉｅｕと電流の検出値Ｉｒｕとの差の絶対値ΔＩｕが第２閾値Ｋ２よりも大きいことを判定することができ、モータ制御システム１０の異常を誤検出することを抑制することができる。

　・第１取得部６１は、所定周期Δｔで推定値Ｉｅｕを取得し、推定値Ｉｅｕの所定時間での変化量は、推定値Ｉｅｕの今回値と前回値との差の絶対値である。こうした構成によれば、推定値Ｉｅｕの所定時間での変化量として、推定値Ｉｅｕの微分値ａの絶対値を用いることができ、電流の推定値Ｉｅｕに対する検出値Ｉｒｕの位相ずれの影響が小さい状況であることを正確に判定することができる。

　なお、推定値Ｉｅｕの所定時間での変化量として、推定値Ｉｅｕの時刻ｔ２での値と時刻ｔ２よりも前の時刻ｔ１での値との差の絶対値を採用することもできる。また、推定値Ｉｅｕの所定時間での変化量として、推定値Ｉｅｕの時刻ｔ２での値と時刻ｔ２よりも前の時刻ｔ１での値との差を、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間で割った値の絶対値を採用することもできる。

　（第３実施形態）
　以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図６に示すように、交流モータ３０が２つのステータ巻線群（巻線群）を備えている。このため、モータ制御システム１０は、第１インバータ４０Ａ及び第２インバータ４０Ｂを備えている。なお、図６において、先の図１に示した構成と同一の構成については、同一の符号を付している。また、図６では、制御装置６０等の図示を省略している。

　交流モータ３０のステータ３３は、第１ステータ巻線群及び第２ステータ巻線群を備えている。第１ステータ巻線群（第１系）は、電気角で互いに１２０°ずれた第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線３４ＵＡ，３４ＶＡ，３４ＷＡを備えている。第２ステータ巻線群（第２系）は、電気角で互いに１２０°ずれた第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線３４ＵＢ，３４ＶＢ，３４ＷＢを備えている。第１ステータ巻線群と第２ステータ巻線群とのなす角度である空間位相差Δθは、例えば電気角で３０°とされている。

　第１インバータ４０Ａは、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵｐ１，ＳＶｐ１，ＳＷｐ１と、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵｎ１，ＳＶｎ１，ＳＷｎ１との直列接続体を備えている。なお、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵｐ１，ＳＶｐ１，ＳＷｐ１には、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームダイオードＤＵｐ１，ＤＶｐ１，ＤＷｐ１が逆並列接続されている。第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵｎ１，ＳＶｎ１，ＳＷｎ１には、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームダイオードＤＵｎ１，ＤＶｎ１，ＤＷｎ１が逆並列接続されている。

　第２インバータ４０Ｂは、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵｐ２，ＳＶｐ２，ＳＷｐ２と、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵｎ２，ＳＶｎ２，ＳＷｎ２との直列接続体を備えている。なお、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵｐ２，ＳＶｐ２，ＳＷｐ２には、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームダイオードＤＵｐ２，ＤＶｐ２，ＤＷｐ２が逆並列接続されている。第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵｎ２，ＳＶｎ２，ＳＷｎ２には、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームダイオードＤＵｎ２，ＤＶｎ２，ＤＷｎ２が逆並列接続されている。

　各上アームスイッチＳＵｐ１～ＳＷｐ２のコレクタには、高電位側電気経路Ｌｐを介してバッテリ２０の正極端子が接続されている。各下アームスイッチＳＵｎ１～ＳＷｎ２のエミッタには、低電位側電気経路Ｌｎを介してバッテリ２０の負極端子が接続されている。高電位側電気経路Ｌｐのうち各上アームスイッチＳＵｐ１～ＳＷｐ２のコレクタとの接続点よりもバッテリ２０の正極端子側には、コンデンサ２１の高電位側端子が接続されている。低電位側電気経路Ｌｎのうち各下アームスイッチＳＵｎ１～ＳＷｎ２のエミッタとの接続点よりもバッテリ２０の負極端子側には、コンデンサ２１の低電位側端子が接続されている。

　本実施形態では、モータ制御システム１０は、２つのステータ巻線群にそれぞれ電流を流して交流モータ３０を制御する。判定部６６は、２つのステータ巻線群がそれぞれ異常であるか否か判定する。詳しくは、図２又は図５の異常検出を、第１ステータ巻線群及び第２ステータ巻線群に対してそれぞれ実行する。そして、制御装置６０は、判定部６６により一方のステータ巻線群が異常であると判定された場合に、異常であると判定された一方のステータ巻線群に流す電流を停止させ、他方のステータ巻線群に電流を流して交流モータ３０を制御する。

　上記構成によれば、判定部６６は、２つのステータ巻線群がそれぞれ異常であるか否か判定する。このため、交流モータ３０全体として異常である場合も、それぞれのステータ巻線群が異常であるか否か判定することができる。そして、制御装置６０は、判定部６６により一方のステータ巻線群が異常であると判定された場合に、異常であると判定された一方のステータ巻線群に流す電流を停止させ、他方のステータ巻線群に電流を流して交流モータ３０を制御する。したがって、モータ制御システム１０の異常を誤検出することを抑制しつつ、一方のステータ巻線群に異常が生じた場合には、他方のステータ巻線群にのみ電流を流すことにより、交流モータ３０の制御を継続することができる。

　（その他の実施形態）
　上記の各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。なお、上記の各実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

　・図２のＳ１８～Ｓ２０の処理を省略し、Ｓ１７の処理において差の絶対値ΔＩｕが第２閾値Ｋ２よりも大きいと１回判定されたことを条件として、モータ制御システム１０が異常であるという判定を確定することもできる。

　・インバータ４０，４０Ａ，４０Ｂで用いられるスイッチとしては、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。

　・交流モータ３０としては、星形結線されるものに限らず、例えば、Δ結線されるものであってもよい。

　・交流モータ３０は、３相の交流モータに限らず、４相以上の交流モータであってもよい。

　・交流モータ３０に流れると想定される電流の想定値として、例えばＵ相であれば電流の推定値Ｉｅｕに代えて、電流の指令値Ｉｃｕ（想定値）を採用することもできる。この場合、第１取得部６１は、交流モータ３０のＵ，Ｖ，Ｗ相巻線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗにそれぞれ流すべき電流を示す指令値Ｉｃｕ，Ｉｃｖ，Ｉｃｗを取得する。そして、判定部６６は、第１取得部６１により取得された電流の指令値Ｉｃｕ，Ｉｃｖ，Ｉｃｗの絶対値が第１閾値Ｋ１よりも大きいこと、且つ第１取得部６１により取得された指令値Ｉｃｕ，Ｉｃｖ，Ｉｃｗと、第２取得部６２により取得された電流の検出値Ｉｒｕ，Ｉｒｖ，Ｉｒｗとのそれぞれの差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを条件として、モータ制御システム１０が異常であると判定することもできる。こうした構成によっても、上記の各実施形態に準じた作用効果を奏することができる。

　また、判定部６６は、第１取得部６１により取得された電流の指令値Ｉｃｕ，Ｉｃｖ，Ｉｃｗ（想定値）の所定時間での変化量が第３閾値Ｋ３よりも小さいこと、且つ第１取得部６１により取得された指令値Ｉｃｕ，Ｉｃｖ，Ｉｃｗと、第２取得部６２により取得された電流の検出値Ｉｒｕ，Ｉｒｖ，Ｉｒｗとのそれぞれの差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを条件として、モータ制御システム１０が異常であると判定することもできる。こうした構成によっても、上記の各実施形態に準じた作用効果を奏することができる。

　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。

Claims

　交流モータ（３０）に流れる電流を検出する電流センサ（５１）を備えて前記交流モータを制御するモータ制御システム（１０）に適用され、前記モータ制御システムの異常を検出する異常検出装置であって、
　前記交流モータに流れると想定される電流の想定値を取得する第１取得部（６１）と、
　前記電流センサにより検出された前記電流の検出値を取得する第２取得部（６２）と、
　前記第１取得部により取得された前記想定値の絶対値が第１閾値よりも大きいこと、且つ前記第１取得部により取得された前記想定値と前記第２取得部により取得された前記検出値との差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを条件として、前記モータ制御システムが異常であると判定する判定部（６６）と、
を備える、モータ制御システムの異常検出装置。
　前記判定部は、前記第１取得部により取得された前記想定値の絶対値が第１閾値よりも大きいことに代えて、前記第１取得部により取得された前記想定値の所定時間での変化量が第３閾値よりも小さいことを条件として、前記モータ制御システムが異常であると判定する、請求項１に記載のモータ制御システムの異常検出装置。
　交流モータ（３０）に流れる電流を検出する電流センサ（５１）を備えて前記交流モータを制御するモータ制御システム（１０）に適用され、前記モータ制御システムの異常を検出する異常検出装置であって、
　前記交流モータに流れると想定される電流の想定値を取得する第１取得部（６１）と、
　前記電流センサにより検出された前記電流の検出値を取得する第２取得部（６２）と、
　前記第１取得部により取得された前記想定値の所定時間での変化量が第３閾値よりも小さいこと、且つ前記第１取得部により取得された前記想定値と前記第２取得部により取得された前記検出値との差の絶対値が第２閾値よりも大きいことを条件として、前記モータ制御システムが異常であると判定する判定部（６６）と、
を備える、モータ制御システムの異常検出装置。
　前記第１取得部は、所定周期で前記想定値を取得し、
　前記想定値の所定時間での変化量は、前記想定値の今回値と前回値との差の絶対値である、請求項２又は３に記載のモータ制御システムの異常検出装置。
　前記交流モータは、互いに電気角がずれた２つの巻線群（３４ＵＡ，３４ＶＡ，３４ＷＡ，３４ＵＢ，３４ＶＢ，３４ＷＢ）を備え、
　前記モータ制御システムは、前記２つの巻線群にそれぞれ電流を流して前記交流モータを制御し、
　前記判定部は、前記２つの巻線群がそれぞれ異常であるか否か判定し、
　前記モータ制御システムは、前記判定部により一方の前記巻線群が異常であると判定された場合に、前記異常であると判定された前記一方の前記巻線群に流す電流を停止させ、他方の前記巻線群に電流を流して前記交流モータを制御する、請求項１～４のいずれか１項に記載のモータ制御システムの異常検出装置。
　前記想定値は、前記交流モータに印加すべき電圧を示す電圧指令値及び前記交流モータの回転速度に基づいて、前記交流モータに流れると推定した電流の推定値である、請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ制御システムの異常検出装置。