WO2024247151A1 - モータ制御装置、電動パワーステアリング装置、および車両 - Google Patents

モータ制御装置、電動パワーステアリング装置、および車両 Download PDF

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    • H02M7/5395—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation

Definitions

  • This disclosure relates to a motor control device, an electric power steering device, and a vehicle.
  • a motor control device that controls a motor includes an inverter circuit having a high-side switching element and a low-side switching element, and a power control unit that controls the inverter circuit.
  • a current sensor is connected to the low-side switching element, and the current value detected by the current sensor is typically used to control the inverter circuit.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a configuration in which the motor control device is provided with an abnormality detection unit that detects abnormalities based on the current value detected by the current sensor when no current flows through the current sensor (hereinafter referred to as the offset current value).
  • the present disclosure aims to provide a motor control device, an electric power steering device, and a vehicle that can prevent a decrease in motor output during normal operation and can detect abnormalities based on the offset current value with high accuracy and without delay even when the output of the inverter circuit is high.
  • One aspect of the motor control device disclosed herein is an inverter circuit that supplies power to a motor having windings of multiple phases, the inverter circuit having a plurality of high-potential side switching elements and a plurality of low-potential side switching elements provided corresponding to each of the multiple phases, and a plurality of current sensors respectively connected to the multiple low-potential side switching elements, a power control unit that controls the multiple high-potential side switching elements and the multiple low-potential side switching elements based on a duty value, and a first threshold value that detects an abnormality by comparing, for each of the multiple phases, an offset current value detected using the current sensor when the low-potential side switching element is in a non-conducting state.
  • the abnormality detection unit causes the power control unit to perform a duty limiting process, which is a process of generating a limiting duty value for the limiting phase including at least the phase in which the abnormality is detected among the multiple phases, limiting the duty value of the limiting phase to a predetermined lower limit value or more so that the time during which the low-potential side switching element is in a non-conducting state is equal to or longer than the time required to detect the offset current value, and controlling the high-potential side switching element and the low-potential side switching element based on the limiting duty value.
  • a duty limiting process which is a process of generating a limiting duty value for the limiting phase including at least the phase in which the abnormality is detected among the multiple phases, limiting the duty value of the limiting phase to a predetermined lower limit value or more so that the time during which the low-potential side switching element is in a non-conducting state is equal to or longer than the time required to detect the offset current value, and controlling the high-potential
  • One embodiment of the electric power steering device includes the motor control device, the motor that assists steering of the steering wheel, and a torque sensor that detects the steering torque caused by steering of the steering wheel, and the motor control device controls the drive of the motor according to the steering torque detected by the torque sensor.
  • One embodiment of the vehicle disclosed herein includes the electric power steering device and a notification unit that notifies the occurrence of a malfunction when the abnormality detection unit determines that a malfunction has occurred.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a motor control device according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram of a power control unit according to the first embodiment.
  • 4 is a diagram for explaining the principle of generation of a switching signal in a PWM generating unit according to the first embodiment
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a duty value input to a power control unit according to the first embodiment
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a duty value input to a PWM generating unit according to the first embodiment
  • FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing performed by an abnormality detection unit according to the first embodiment
  • 13 is a flowchart showing a flow of processing performed by an abnormality detection unit according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a motor control device according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram of a power control unit according to the first embodiment.
  • 4 is a diagram for explaining the principle of generation of a
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an electric power steering device according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a duty value input to a PWM generating unit according to the third embodiment
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a duty value input to a PWM generating unit according to the third embodiment
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a duty value input to a PWM generating unit according to the fourth embodiment
  • Embodiment 1. 1 is an overall configuration diagram of a motor control device 100 according to a first embodiment.
  • the motor control device 100 includes an inverter circuit 1, an abnormality detection unit 4, a power control unit 5, a current value acquisition unit 6, and a duty value generation unit 7.
  • the motor control device 100 controls a motor 3 based on a control command input from outside the motor control device 100.
  • a motor that is driven to rotate by a polyphase AC can be used as the motor 3.
  • the motor 3 is a three-phase brushless motor having a three-phase winding composed of a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding.
  • the inverter circuit 1 is supplied with a DC voltage from the DC power supply unit 2.
  • the inverter circuit 1 applies an AC voltage to the three-phase windings of the motor 3 based on the DC voltage output from the DC power supply unit 2.
  • the inverter circuit 1 includes high-potential side switching elements 11u, 11v, and 11w, low-potential side switching elements 12u, 12v, and 12w, and current sensors 13u, 13v, and 13w.
  • the inverter circuit 1 also includes a power supply line L1 connected to the positive electrode of the DC power supply unit 2, and a ground line L2 connected to the negative electrode of the DC power supply unit 2.
  • the high-potential side switching element 11u, the low-potential side switching element 12u, and the current sensor 13u are provided to correspond to the U phase of the motor 3.
  • the high-potential side switching element 11v, the low-potential side switching element 12v, and the current sensor 13v are provided to correspond to the V phase of the motor 3.
  • the high-potential side switching element 11w, the low-potential side switching element 12w, and the current sensor 13w are provided to correspond to the W phase of the motor 3.
  • the high-potential side switching elements 11u, 11v, and 11w may be collectively referred to simply as “high-potential side switching element 11.”
  • the low-potential side switching elements 12u, 12v, and 12w may be collectively referred to simply as “low-potential side switching element 12.”
  • the current sensors 13u, 13v, and 13w may be collectively referred to simply as "current sensor 13.”
  • the high-potential side switching elements 11u, 11v, and 11w are connected to the power supply line L1.
  • the low-potential side switching elements 12u, 12v, and 12w are connected to the high-potential side switching elements 11u, 11v, and 11w, respectively, and are also connected to the ground line L2 via the current sensors 13u, 13v, and 13w, respectively.
  • the connection point between the high-potential side switching element 11u and the low-potential side switching element 12u is connected to the U-phase winding of the motor 3.
  • the connection point between the high-potential side switching element 11v and the low-potential side switching element 12v is connected to the V-phase winding of the motor 3.
  • the connection point between the high-potential side switching element 11w and the low-potential side switching element 12w is connected to the W-phase winding of the motor 3.
  • the high-potential side switching elements 11u, 11v, 11w are respectively input with switching signals Gup, Gvp, Gwp output from the power control unit 5.
  • the low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w are respectively input with switching signals Gun, Gvn, Gwn output from the power control unit 5.
  • the inverter circuit 1 performs chopper control of the high-potential side switching elements 11u, 11v, 11w and the low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w based on the switching signals Gup, Gvp, Gwp, Gun, Gvn, Gwn.
  • the high-potential side switching elements 11u, 11v, 11w and the low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w are turned on (conductive) or off (non-conductive) by the switching signals Gup, Gvp, Gwp, Gun, Gvn, Gwn.
  • the high potential side switching element 11u is in the on state
  • the high potential side switching element 11u is in the off state.
  • the other switching elements 11v, 11w, 12u, 12v, and 12w are turned on (conductive) or off (non-conductive) by the switching signals Gup, Gvp, Gwp, Gun, Gvn, Gwn.
  • the inverter circuit 1 passes current through the three-phase windings of the motor 3 by switching the on and off states of the switching elements 11u, 11v, 11w, 12u, 12v, and 12w using the switching signals Gup, Gvp, Gwp, Gun, Gvn, and Gwn. This generates motor torque.
  • the high-side switching elements 11u, 11v, 11w and the low-side switching elements 12u, 12v, 12w are, for example, FETs (Field Effect Transistors).
  • the switching elements 11u, 11v, 11w, 12u, 12v, 12w may be any device that can switch between an on state and an off state by a switching signal.
  • the switching elements 11u, 11v, 11w, 12u, 12v, 12w may be thyristors or bipolar transistors.
  • Current sensors 13u, 13v, 13w are disposed between low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w and ground line L2.
  • Current sensors 13u, 13v, 13w are connected in series to low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w, respectively.
  • Current sensors 13u, 13v, 13w detect the current values flowing through low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w, respectively.
  • Current sensors 13u, 13v, 13w are, for example, shunt resistors. It is sufficient for current sensors 13u, 13v, 13w to detect the current values flowing through low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w.
  • current sensors 13u, 13v, 13w may be CTs (Current Transformers) or Hall elements.
  • the current values detected by the current sensors 13u, 13v, and 13w are input to the current value acquisition unit 6.
  • the current value acquisition unit 6 has a sample-and-hold circuit.
  • the current value acquisition unit 6 acquires offset current values Iu, Iv, and Iw by performing a sample-and-hold process that holds the current values detected by the current sensors 13u, 13v, and 13w at a predetermined sample timing, and outputs the acquired offset current values Iu, Iv, and Iw to the abnormality detection unit 4, etc.
  • the offset current value Iu is the U-phase current value detected using the current sensor 13u when no current flows through the low-potential side switching element 12u (current sensor 13u).
  • the offset current value Iv is the V-phase current value detected by the current sensor 13v when no current flows through the low-potential side switching element 12v (current sensor 13v).
  • the offset current value Iw is the W-phase current value detected by the current sensor 13w when no current flows through the low-potential side switching element 12w (current sensor 13w).
  • the sample timing occurs at every predetermined current detection period Ti. The sample timing is set to the timing when the low-potential side switching elements 12u, 12v, and 12w are in the off state.
  • the offset current values Iu, Iv, and Iw are used to calibrate the current sensor 13, for example, so that the value of the current sensor 13 when no current flows becomes 0 (A).
  • the offset current values Iu, Iv, and Iw are also used to detect an abnormality in the abnormality detection unit 4.
  • the abnormality detection unit 4 detects an abnormality in the power supply path that supplies power to the motor 3 based on the offset current values Iu, Iv, Iw detected using the current sensors 13u, 13v, 13w.
  • the abnormality detection unit 4 also determines a failure based on the number of times an abnormality is detected. Examples of causes of the above failure include short-circuit failures of the low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w, failures of the current sensors 13u, 13v, 13w, and failures of the current value acquisition unit 6.
  • any one of the three phases will be referred to as the "x-phase”, and the offset current value of the x-phase will be referred to as the "offset current value Ix”.
  • the abnormality detection unit 4 compares the offset current value Ix input from the current value acquisition unit 6 with a predetermined abnormality detection threshold Ith (first threshold). If the offset current value Ix is equal to or less than the abnormality detection threshold Ith, the abnormality detection unit 4 determines that there is no abnormality in the x phase. If the offset current value Ix is greater than the abnormality detection threshold Ith, the abnormality detection unit 4 determines that there is an abnormality in the x phase (i.e., detects an abnormality in the x phase).
  • the offset current value Ix will be "0", so it is ideal to set the abnormality detection threshold Ith to "0".
  • the abnormality detection threshold Ith is set to a value slightly greater than "0".
  • the abnormality detection unit 4 outputs a duty limiting process flag according to the above detection result to the power control unit 5. Specifically, the abnormality detection unit 4 outputs the duty limiting process flag of the phase in which the abnormality was detected as "true" to the power control unit 5.
  • the abnormality detection unit 4 does not determine a fault for a phase in which an abnormality is detected by detecting an abnormality only once, but determines a fault by detecting an abnormality multiple times. Details of fault determination will be described later.
  • the abnormality detection unit 4 outputs a fault determination flag to an external control device, etc. This causes processes such as notifying the user of the motor 3 of the occurrence of a fault and stopping the motor 3 in accordance with a predetermined process to be performed.
  • a control command is input to the duty value generation unit 7 from the outside.
  • the duty value generation unit 7 generates a duty value based on the control command.
  • the duty value generation unit 7 outputs the duty value to the power control unit 5.
  • the duty values include a U-phase duty value, a V-phase duty value, and a W-phase duty value.
  • the U-phase duty value corresponds to the voltage to be applied to the U-phase winding of the motor 3.
  • the U-phase duty value indicates the proportion of time that current is applied to the high-potential side switching element 11u of the U-phase for one period of the signal (the carrier period Tc of the carrier triangular wave C described below), and ranges between 0 and 1 (0% to 100%).
  • the power control unit 5 receives a duty value from the duty value generation unit 7.
  • the power control unit 5 receives a duty limiting processing flag from the abnormality detection unit 4.
  • the power control unit 5 drives the inverter circuit 1 based on the duty value and the duty limiting processing flag.
  • FIG. 2 is a block diagram of the power control unit 5. As shown in FIG. 2, the power control unit 5 has a duty limiting unit 21, a selecting unit 22, and a PWM generating unit 23.
  • the duty limiting unit 21 receives a duty value from the duty value generating unit 7.
  • the duty limiting unit 21 generates a limited duty value by limiting the duty value received from the duty value generating unit 7 to a predetermined limit threshold Duty_th (lower limit value) or greater.
  • the duty limiting unit 21 generates a limited duty value by performing clipping processing to make a duty value smaller than the limit threshold Duty_th match the limit threshold Duty_th.
  • the duty limiting unit 21 outputs the limited duty value to the selecting unit 22.
  • the selection unit 22 receives the duty value from the duty value generation unit 7.
  • the selection unit 22 receives the restricted duty value from the duty restriction unit 21.
  • the selection unit 22 receives the duty restriction processing flag from the abnormality detection unit 4.
  • the selection unit 22 selects the duty value to be output to the PWM generation unit 23 based on the duty restriction processing flag. Specifically, for restricted phases including at least phases for which the duty restriction processing flag indicates "true", the selection unit 22 outputs the restricted duty value generated by the duty restriction unit 21 to the PWM generation unit 23. For phases other than the restricted phases, the selection unit 22 outputs the duty value output from the duty value generation unit 7 (i.e., the duty value that is not restricted to or above the restriction threshold Duty_th) to the PWM generation unit 23.
  • the phase to be limited is the phase for which the duty limiting process flag indicates "true”. That is, for example, if the duty limiting process flag for the U phase indicates “true” and the duty limiting process flags for the V phase and W phase indicate "false", the selection unit 22 outputs the limited duty value for the U phase generated by the duty limiting unit 21 and the duty value for the V phase and the duty value for the W phase output from the duty value generating unit 7 to the PWM generating unit 23.
  • the limited duty value or the duty value output from the selection unit 22 to the PWM generating unit 23 may be collectively referred to simply as "duty value".
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the duty values input from the duty value generation unit 7 to the power control unit 5.
  • the horizontal axis of FIG. 4 indicates time, and the vertical axis indicates the duty value.
  • the duty value of the U phase is shown as DutyU
  • the duty value of the V phase is shown as DutyV
  • the duty value of the W phase is shown as DutyW.
  • the duty value of each phase changes in a sinusoidal manner.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the duty value input to the PWM generating unit 23 when the phase to be limited is the U phase.
  • the horizontal axis of FIG. 5 indicates time, and the vertical axis indicates the duty value.
  • the limit duty value of the U phase is shown as DutyU_Limit.
  • the PWM generation unit 23 Based on the duty value input from the selection unit 22, the PWM generation unit 23 generates switching signals Gup, Gvp, Gwp, Gun, Gvn, and Gwn, which are control signals by PWM (Pulse Width Modulation) control, and outputs them to the inverter circuit 1.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the PWM generation unit 23 controls the high-potential side switching elements 11u, 11v, and 11w and the low-potential side switching elements 12u, 12v, and 12w based on the duty value input from the selection unit 22.
  • the PWM generation unit 23 controls the high-potential side switching elements 11u, 11v, and 11w and the low-potential side switching elements 12u, 12v, and 12w based on the limited duty value generated by the duty limiting unit 21.
  • the PWM generating unit 23 controls the high-potential side switching elements 11u, 11v, 11w and the low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w based on the duty value output from the duty value generating unit 7.
  • the power control unit 5 when the power control unit 5 receives a duty limiting process flag indicating "true” from the abnormality detection unit 4, the power control unit 5 generates a limiting duty value that limits the duty value output from the duty value generation unit 7 to the limiting threshold Duty_th or more for the phases to be limited, including at least the phase to which the duty limiting process flag indicating "true” has been received, and performs a duty limiting process that controls the high-potential side switching elements 11u, 11v, 11w and the low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w based on the limiting duty value.
  • the power control unit 5 may perform the duty limiting process by changing the process or threshold in the duty limiting unit 21 according to the duty limiting process flag without using the selection unit 22.
  • the duty limiting unit 21 For example, for the phase to be limited, the duty limiting unit 21 generates a limited duty value that limits the duty value to the limit threshold Duty_th or more, and outputs it to the PWM generating unit 23.
  • the duty limiting unit 21 does not process the duty value output from the duty value generating unit 7, and outputs the duty value output from the duty value generating unit 7 to the PWM generating unit 23 as it is.
  • the PWM generating unit 23 controls the high-potential side switching elements 11u, 11v, 11w and the low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w based on the duty value input from the duty limiting unit 21.
  • FIG. 3 shows the time series changes of the U-phase duty value, the carrier triangular wave C with carrier period Tc (carrier frequency fc), and the U-phase switching signals Gup and Gun.
  • the horizontal axis of FIG. 3 indicates time, and the vertical axis indicates signal level.
  • the carrier frequency fc is, for example, 20 kHz.
  • the U-phase duty value ranges from 0 to 1 (0% to 100%).
  • the carrier triangular wave C also ranges from 0 to 1 (0% to 100%).
  • the PWM generation unit 23 generates the U-phase switching signals Gup and Gun by comparing the U-phase duty value with the carrier triangular wave C.
  • the PWM generating unit 23 sets the high potential side switching signal Gup to "1" as an ON command and sets the low potential side switching signal Gun to "0" as an OFF command. That is, when the duty value of the U phase is greater than the carrier triangular wave C, the high potential side switching element 11u of the U phase is turned on and the low potential side switching element 12u of the U phase is turned off. When the duty value of the U phase is smaller than the carrier triangular wave C, the PWM generating unit 23 sets the high potential side switching signal Gup to "0" as an OFF command and sets the low potential side switching signal Gun to "1" as an ON command.
  • the duty value includes a duty value of the U phase, a duty value of the V phase, and a duty value of the W phase.
  • the time during which the low-potential side switching element 12 of the phase to which this switching signal is input is in the ON state becomes longer (i.e., the time during which the low-potential side switching element 12 is in the OFF state becomes shorter).
  • the time required to detect the offset current value using the current sensor 13 is called the current detection time.
  • the abnormality detection unit 4 determines a failure by detecting an abnormality multiple times. In order to make such a fault determination, it is necessary to constantly detect the offset current value of the phase in which an abnormality is detected during the fault determination period. In the example of Fig. 4, for example, in the period from 0.15 seconds to about 0.3 seconds, the duty values of the three phases are equal to or greater than the limit threshold Duty_th.
  • a limiting duty value is generated for the phase to be limited, limiting the duty value to equal to or greater than the limiting threshold Duty_th, and a duty limiting process is performed to control the high-potential side switching elements 11u, 11v, 11w and the low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w based on the limiting duty value.
  • the limiting threshold Duty_th is set to a value that ensures that the time during which the low-potential side switching element 12 is in the off state is equal to or greater than the current detection time (e.g., 5 ⁇ s).
  • the limiting threshold Duty_th is, for example, 0.1 (10%).
  • the time during which the low-potential side switching element 12 is in the off state for the phase to be limited can be ensured to be equal to or longer than the current detection time, so that the offset current value can be reliably acquired using the current sensor 13.
  • the duty limiting process it is possible to reliably detect an abnormality based on the offset current value for the phase to be limited.
  • the duty value is equal to or greater than the limiting threshold Duty_th
  • the low-potential side switching elements 12u, 12v, and 12w of all phases are in the off state near the time when the carrier triangular wave C becomes 0. Therefore, the sampling timing in the current value acquiring unit 6 is set to the above time.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the flow of processing performed by the abnormality detection unit 4.
  • the abnormality detection processing by the abnormality detection unit 4 is performed, for example, at every current detection period Ti.
  • the current detection period Ti is an integer multiple of the carrier period Tc of the carrier triangular wave C.
  • the abnormality detection processing by the abnormality detection unit 4 may be performed at every period that is an integer multiple of the current detection period Ti.
  • the abnormality detection processing by the abnormality detection unit 4 is performed in parallel for each of the U phase, V phase, and W phase. Below, an example will be described in which the abnormality detection processing is performed in the "x phase", which is any one of the three phases.
  • step S101 the abnormality detection unit 4 acquires Duty_x, which is the duty value of the x phase, and determines whether or not Duty_x is smaller than the limit threshold Duty_th. If Duty_x is smaller than the limit threshold Duty_th (step S101: YES), the offset current value Ix of the x phase cannot be detected, and the determination in the subsequent step S102 cannot be made, so this flow chart is terminated.
  • step S101 If Duty_x is equal to or greater than the limit threshold Duty_th (step S101: NO), the process proceeds to step S102.
  • step S102 the abnormality detection unit 4 calculates the absolute value
  • step S102 If the absolute value
  • step S102 If the absolute value
  • the abnormality detection unit 4 increments a free-running counter (FRC) indicating the number of times an abnormality has been detected by 1.
  • FRC free-running counter
  • step S104 the abnormality detection unit 4 sets the duty limiting process flag for the x-phase to "true” and outputs it to the power control unit 5. This causes the power control unit 5 to execute the duty limiting process.
  • step S104 the process proceeds to step S201. Note that if the power control unit 5 has already executed the duty limiting process, the determination result in step S101 is always "YES", and the process always proceeds to step S102 after step S101.
  • step S201 it is determined whether it is time to execute the failure determination routine. Specifically, in step S201, the abnormality detection unit 4 determines whether the current cycle is a preset failure determination cycle Te.
  • the failure determination cycle Te is an integer multiple (e.g., several to several tens of times) of the current detection cycle Ti. If the current cycle is not the failure determination cycle Te (step S201: NO), this flowchart ends.
  • step S201 If the current cycle is the failure determination cycle Te (step S201: YES), the process proceeds to step S202.
  • step S202 the abnormality detection unit 4 determines whether the free-run counter (FRC) is the same as the free-run counter (FRCpast) at the time the previous failure determination routine was executed.
  • step S103 has been executed one or more times since the previous fault determination routine was executed. That is, since the previous fault determination routine was executed, it has been determined in step S102 that the absolute value
  • step S204 the abnormality detection unit 4 determines whether the abnormality counter is equal to or greater than the fault determination threshold Nth. If the abnormality counter is equal to or greater than the fault determination threshold Nth (step S204: YES), in step S205, the abnormality detection unit 4 determines that a fault has occurred and outputs a fault determination flag to an external control device or the like.
  • step S204 If the abnormality counter is less than the fault determination threshold Nth (step S204: NO), processing proceeds to step S208.
  • step S103 has not been executed since the previous execution of the fault determination routine. That is, since the previous execution of the fault determination routine, the state in which the absolute value
  • the abnormality detection unit 4 sets the duty limiting process flag for the x-phase to "false” and outputs it to the power control unit 5. As a result, the power control unit 5 cancels (ends) the duty limiting process.
  • step S207 the abnormality detection unit 4 resets the abnormality counter. Then, the process proceeds to step S208.
  • step S208 the abnormality detection unit 4 assigns the free-running counter (FRC) to the variable FRCpast and ends this flowchart.
  • FRC free-running counter
  • the abnormality detection unit 4 detects abnormalities by comparing the offset current values Iu, Iv, Iw detected using the current sensors 13u, 13v, 13w when the low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w are in the off state with an abnormality detection threshold Ith for each of the multiple phases, and determines whether a failure has occurred based on the number of times the abnormality has been detected.
  • the abnormality detection unit 4 causes the power control unit 5 to perform a duty limiting process, which is a process of generating a limiting duty value that limits the duty value of the limited phase, including at least the phase in which the abnormality was detected, to a predetermined limiting threshold Duty_th or more so that the time during which the low-potential side switching elements 12u, 12v, and 12w are in the off state is equal to or longer than the time required to detect the offset current values Iu, Iv, and Iw, and controlling the high-potential side switching elements 11u, 11v, and 11w and the low-potential side switching elements 12u, 12v, and 12w based on the limiting duty value.
  • a duty limiting process is a process of generating a limiting duty value that limits the duty value of the limited phase, including at least the phase in which the abnormality was detected, to a predetermined limiting threshold Duty_th or more so that the time during which the low-potential side switching elements 12u, 12v, and 12w are in the off
  • the abnormality detection unit 4 When an abnormality is detected by comparing the offset current values Iu, Iv, and Iw with the abnormality detection threshold Ith, the abnormality detection unit 4 causes the power control unit 5 to perform duty limiting processing for at least the phase to be limited including the phase in which the abnormality was detected.
  • the time during which the low potential side switching elements 12u, 12v, and 12w are in the off state is longer than the time required to detect the offset current values Iu, Iv, and Iw, so that even if the output of the inverter circuit 1 is high, the offset current values Iu, Iv, and Iw can be reliably detected in the next and subsequent comparisons.
  • the power control unit 5 controls the multiple high potential side switching elements 11u, 11v, 11w and the multiple low potential side switching elements 12u, 12v, 12w based on the Duty value without limiting the Duty value to or above the limit threshold Duty_th. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the output of the motor 3 during normal operation. As a result, a decrease in the output of the motor 3 during normal operation can be prevented, and even when the output of the inverter circuit 1 is high, abnormalities can be detected accurately and without delay based on the offset current values Iu, Iv, and Iw.
  • the anomaly detection unit 4 determines whether a fault has occurred based on the number of times an anomaly has been detected, which can reduce erroneous determinations of faults caused by noise, etc.
  • the abnormality detection unit 4 performs a determination of an abnormality for each abnormality determination period Te, and releases the duty limiting process if no abnormality is detected consecutively in the determination of an abnormality for each abnormality determination period Te. This makes it possible to prevent the duty limiting process from being released at an inappropriate time even if it is erroneously determined that there is no abnormality due to noise or the like, despite the occurrence of a failure.
  • the power control unit 5 generates a limited duty value by matching the duty value of the phase to be limited, which is smaller than the abnormality detection threshold Ith, to the abnormality detection threshold Ith. This makes it possible to suppress a decrease in the output of the motor 3 due to the duty limiting process.
  • the phase to be restricted is a phase in which an abnormality is detected by the abnormality detection unit 4 . This makes it possible to more effectively suppress the decrease in output of the motor 3.
  • a modified example of embodiment 1. 7 is a flowchart showing a flow of processing performed by the abnormality detection unit 4 according to a modification of embodiment 1.
  • the current detection period Ti and the failure determination period Te are the same, and steps S103, S201, and S202 are omitted.
  • step S102 if the absolute value
  • the abnormality detection unit 4 sets the duty limiting process flag for the x-phase to "false” and outputs it to the power control unit 5. This causes the power control unit 5 to cancel (end) the duty limiting process.
  • step S207 the abnormality detection unit 4 resets the abnormality counter, and ends this flowchart.
  • step S102 if the absolute value
  • step S104 the abnormality detection unit 4 sets the duty limiting process flag for the x phase to "true” and outputs it to the power control unit 5. This causes the power control unit 5 to execute the duty limiting process.
  • step S104 proceeds to step S203.
  • step S203 the abnormality detection unit 4 increments the abnormality counter by 1. Then, the process proceeds to step S204.
  • step S204 the abnormality detection unit 4 determines whether the abnormality counter is equal to or greater than the fault determination threshold Nth. If the abnormality counter is smaller than the fault determination threshold Nth (step S204: NO), this flow chart ends. If the abnormality counter is equal to or greater than the fault determination threshold Nth (step S204: YES), in step S205, the abnormality detection unit 4 determines that a fault has occurred and outputs a fault determination flag to an external control device or the like, and this flow chart ends.
  • Embodiment 2 The motor control device 100 according to the first embodiment can be applied to an electric power steering device for a vehicle.
  • An electric power steering device 50 and a vehicle A according to a second embodiment will be described below with reference to Fig. 8. Note that components having the same functions and actions as those in the first embodiment are given the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • vehicle A includes an electric power steering device 50 and a notification unit 51.
  • the electric power steering device 50 includes a motor 3, a motor control device 100, a torque sensor 52, a steering wheel 53, a steering shaft 54, a rack and pinion gear 55, wheels 56, and a reduction gear 57.
  • the steering wheel 53 is steered by the driver.
  • the steering shaft 54 is connected to the steering wheel 53 and the rack and pinion gear 55.
  • the steering torque applied by the driver to the steering wheel 53 is transmitted to the rack and pinion gear 55 via the steering shaft 54.
  • the rack included in the rack and pinion gear 55 is connected to the wheels 56 via a tie rod and a knuckle arm.
  • the motor 3 functions as a driving force source that assists the steering of the steering wheel 53. Specifically, the motor 3 is connected to the steering shaft 54 via a reduction gear 57. The motor torque generated by the motor 3 is transmitted to the steering shaft 54 via the reduction gear 57, reducing the steering force applied by the driver when steering.
  • the torque sensor 52 is attached to the steering shaft 54.
  • the torque sensor 52 detects the steering torque applied to the steering shaft 54 when the driver turns the steering wheel 53.
  • the torque sensor 52 outputs the detected steering torque to the motor control device 100.
  • the duty value generation unit 7 receives the steering torque detected by the torque sensor 52 as an input and generates a duty value.
  • the duty value generation unit 7 outputs the generated duty value to the power control unit 5.
  • the power control unit 5 drives the inverter circuit 1 based on the duty value. As a result, a current is supplied from the inverter circuit 1 to the motor 3, and a motor torque is generated.
  • the notification unit 51 is connected to the motor control device 100.
  • the abnormality detection unit 4 determines that a fault has occurred, it outputs a fault determination flag to the notification unit 51.
  • the notification unit 51 notifies the driver of the occurrence of the fault.
  • the notification unit 51 may include a display unit (not shown) and display the occurrence of the fault on the display unit.
  • the electric power steering device 50 includes the motor control device 100, the motor 3 that assists the steering of the steering wheel 53, and the torque sensor 52 that detects the steering torque caused by the steering of the steering wheel 53.
  • the motor control device 100 controls the driving of the motor 3 according to the steering torque detected by the torque sensor 52.
  • the motor control device 100 is provided in the electric power steering device 50, the abnormality detection unit 4 can detect the abnormality with high accuracy and without delay, and the failure can be determined accurately in a short time. Therefore, when a failure occurs, the control can be quickly shifted to a control corresponding to the abnormal state, and the discomfort felt by the driver can be reduced. In addition, the deterioration of the steering feeling during the failure determination can be suppressed.
  • the vehicle A according to this embodiment also includes an electric power steering device 50 and a notification unit 51 that notifies the occurrence of a malfunction when the abnormality detection unit 4 determines that a malfunction has occurred. This makes it possible to notify the driver of a malfunction when one occurs.
  • Embodiment 3 Next, a description will be given of a motor control device according to embodiment 3.
  • the basic configuration of the motor control device according to this embodiment is similar to that of the motor control device according to embodiment 1, so the following description will focus on the differences.
  • FIG. 9 and 10 are diagrams showing an example of the duty value input to the PWM generating unit 23 in the third embodiment.
  • the horizontal axis of FIG. 9 and FIG. 10 indicates time, and the vertical axis indicates the duty value.
  • the duty limiting unit 21 generates the limited duty value by performing an amplitude reduction process to reduce the amplitude of the duty value. Specifically, the duty limiting unit 21 generates the limited duty value by multiplying the amplitude of the duty value by a coefficient Duty_Lim such that the minimum value of the limited duty value is equal to or greater than the limited threshold Duty_th.
  • the coefficient Duty_Lim is smaller than 1, for example, 0.9.
  • the limited duty value changes in a sinusoidal manner, similar to the duty value.
  • the oscillation center of the limited duty value is maintained at 0.5.
  • the power control unit 5 does not change the duty value instantly, but rather gradually reduces the amplitude of the duty value by gradually decreasing the coefficient Duty_Lim from 1 at the start of the duty limiting process, and gradually increases the amplitude of the duty value by gradually increasing the coefficient Duty_Lim to 1 at the end of the duty limiting process.
  • the duty limiting process is not performed from time 0 seconds to time T1 (near 0.57 seconds), and the duty limiting process is started at time T1. Also, from time T1, the coefficient Duty_Lim is gradually decreased to gradually decrease the amplitude of the duty value. Also, in the example of Fig.
  • the duty limiting process is performed from time 0 seconds to time T2 (near 0.25 seconds), and the release of the duty limiting process is started at time T2. Also, from time T2, the coefficient Duty_Lim is gradually increased to gradually increase the amplitude of the duty value.
  • the power control unit 5 in the duty limiting process, the power control unit 5 generates a limited duty value by multiplying the amplitude of the duty value of the phase to be limited by a coefficient Duty_Lim such that the minimum value of the limited duty value is equal to or greater than the limit threshold Duty_th.
  • Duty_Lim a coefficient of the amplitude of the duty value of the phase to be limited by a coefficient Duty_Lim such that the minimum value of the limited duty value is equal to or greater than the limit threshold Duty_th.
  • the same waveform as the duty value is maintained for the limit duty value.
  • the limit duty value also becomes sinusoidal. Therefore, it is possible to suppress the generation of harmonic vibration components synchronized with the rotation of the motor 3 in the motor torque generated based on the limit duty value.
  • the motor control device 100 is used in the electric power steering device 50, it is possible to effectively suppress the deterioration of the steering feeling during the failure determination.
  • the power control unit 5 gradually decreases the coefficient Duty_Lim from 1 when the duty limiting process starts, and gradually increases the coefficient Duty_Lim to 1 when the duty limiting process ends. This makes it possible to suppress fluctuations in motor torque at the start and end of the duty limiting process. As a result, for example, when the motor control device 100 is used in the electric power steering device 50, deterioration of the steering feeling during failure determination can be more effectively suppressed.
  • the rate at which the coefficient Duty_Lim (amplitude of the duty value) is gradually increased or decreased may be set by taking into consideration the time (fault-tolerant time interval) permitted from the viewpoint of functional safety or the amount of motor torque fluctuation permitted from the viewpoint of steering feeling.
  • the minimum value of the duty value is equal to or greater than the limit threshold Duty_th even when the duty limiting process is not being executed, there is no need to limit the duty value to equal to or greater than the limit threshold Duty_th. Therefore, the minimum value of the duty value may be compared with a predetermined threshold for starting the increase or decrease, and if the minimum value of the duty value is smaller than the threshold for starting the increase or decrease, the coefficient Duty_Lim (amplitude of the duty value) may be gradually increased or decreased.
  • the limit threshold Duty_th may be used as the threshold for starting the increase or decrease.
  • a value greater than the limit threshold Duty_th e.g., 0.2 may be used as the threshold at which the gradual increase or decrease begins.
  • Embodiment 4 Next, a description will be given of a motor control device according to embodiment 4.
  • the basic configuration of the motor control device according to this embodiment is similar to that of the motor control device according to embodiment 3, so the following description will focus on the differences.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the duty value input to the PWM generating unit 23 in the fourth embodiment.
  • the horizontal axis of FIG. 11 indicates time, and the vertical axis indicates the duty value.
  • the duty value is modulated by performing an offset process so that the maximum value of the duty values of all phases matches a predetermined value.
  • the duty limiting unit 21 limits the duty value to the above-described modulated duty value to a limit threshold value Duty_th or more.
  • the duty limiting unit 21 generates a limit duty value by multiplying the amplitude of the duty value by a coefficient Duty_Lim such that the minimum value of the limit duty value is equal to or greater than the limit threshold value Duty_th. This makes it possible to suppress the decrease in the voltage utilization rate compared to the case where a duty value that is not modulated is used, and therefore it is possible to more effectively suppress the decrease in the output of the motor 3 even when the duty limiting process is performed.
  • the phase in which an abnormality is detected by the abnormality detection unit 4 is set as the phase to be restricted.
  • the phase to be restricted may include all three phases. That is, when an abnormality is detected by comparing the offset current value with the abnormality detection threshold Ith, the power control unit 5 may generate a limiting duty value that limits the duty values of all phases to a predetermined limiting threshold Duty_th or higher, and control the multiple high-potential side switching elements 11u, 11v, 11w and the multiple low-potential side switching elements 12u, 12v, 12w based on the limiting duty value. In this case, torque ripple caused by an imbalance in the duty values of each phase can be suppressed.
  • the duty limiting unit 21 generates the restricted duty value by performing a clipping process to make a duty value smaller than the restriction threshold Duty_th coincide with the restriction threshold Duty_th.
  • the duty limiting unit 21 generates the restricted duty value by performing an amplitude reduction process to reduce the amplitude of the duty value.
  • the generation of the restricted duty value by the duty limiting unit 21 is not limited to this.
  • the duty limiting unit 21 may generate the restricted duty value by superimposing an offset voltage on the duty value of the phase to be restricted so that the minimum value of the restricted duty value is equal to or greater than the restriction threshold Duty_th.
  • the duty limiting unit 21 may limit the space vector modulated duty value to a limit threshold Duty_th or more.
  • the duty value generating unit 7 is described as being included in the motor control device 100. However, the duty value generating unit 7 may be provided outside the motor control device 100.
  • the abnormality detection unit 4 may also record the detection of an abnormality as a log in a recording medium (not shown). In the above-described embodiment, if no abnormality is detected consecutively in the failure determination for each failure determination period Te, the abnormality detection unit 4 determines that there is no suspicion of a failure and cancels the duty restriction process. However, in cases where an abnormality is detected again, although not consecutively, after the first abnormality is detected, it may be desirable to perform maintenance on the motor control device 100 and the motor 3. For example, when performing maintenance on the vehicle A, an operator may check the log and determine whether or not maintenance of the motor control device 100 and the motor 3 is required.
  • the abnormality detection unit 4 may notify a control unit higher than the motor control unit 100 that the duty limiting process is being executed.
  • the higher-level control unit is, for example, the control unit that controls the vehicle A. This allows the higher-level control unit to execute control according to the duty limiting process while the duty limiting process is being executed.
  • the functions of the motor control device 100 described above are realized by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program stored in a program memory. Some or all of these functions may be realized by hardware such as an LSI (Large Scale Integration), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or may be realized by software and hardware working together.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program stored in a program memory.
  • Some or all of these functions may be realized by hardware such as an LSI (Large Scale Integration), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or may be realized by software and hardware working together.
  • the program for realizing the functions of the motor control device 100 described above is recorded, for example, on a computer-readable recording medium.
  • the program recorded on this recording medium may then be loaded into a computer and executed to perform the processing in the motor control device 100 described above.
  • "loading the program recorded on a recording medium into a computer and executing it” includes installing the program into a computer.
  • "computer” includes the OS and hardware such as peripheral devices.
  • a "computer” may include multiple computer devices connected via a network, including the Internet or communication lines such as a WAN, LAN, or dedicated line.
  • a "computer-readable recording medium” refers to portable media such as a flexible disk, optical magnetic disk, ROM, or CD-ROM, and storage devices such as a hard disk built into a computer. In this way, the recording medium that stores the program may be a non-transitory recording medium such as a CD-ROM.
  • the recording medium also includes an internal or external recording medium accessible from a distribution server to distribute the program.
  • the program may be divided into multiple parts, each of which may be downloaded at a different time, and then combined in the motor control device 100. Also, each of the divided programs may be distributed by a different distribution server.
  • Computer-readable recording medium includes something that holds a program for a certain period of time, such as volatile memory (RAM) inside a computer that becomes a server or client when a program is transmitted over a network.
  • the program may also be one that realizes part of the functions described above.
  • the program may be a so-called difference file (difference program).
  • a difference program is one that realizes the functions described above in combination with a program already recorded in the computer.

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Abstract

本開示に係るモータ制御装置は、複数の高電位側スイッチング素子と、複数の低電位側スイッチング素子と、複数の電流センサとを有するインバータ回路と、Ｄｕｔｙ値に基づき複数の高電位側スイッチング素子および複数の低電位側スイッチング素子を制御する電力制御部と、複数相の各相について、低電位側スイッチング素子が非導通状態であるときに電流センサを用いて検出されるオフセット電流値と第１閾値とを比較することにより異常を検出し、異常を検出した回数に基づき故障を判定する異常検出部と、を備え、比較により異常が検出された場合に、異常検出部は、電力制御部に、異常が検出された相を含む制限対象相について、制限対象相のＤｕｔｙ値を予め定められた下限値以上に制限した制限Ｄｕｔｙ値を生成し、制限Ｄｕｔｙ値に基づき、高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子を制御するＤｕｔｙ制限処理を行わせる。

Description

モータ制御装置、電動パワーステアリング装置、および車両
　本開示は、モータ制御装置、電動パワーステアリング装置、および車両に関する。
　モータを制御するモータ制御装置は、高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子を有するインバータ回路と、インバータ回路を制御する電力制御部と、を備える。低電位側スイッチング素子には、電流センサが接続されており、電流センサにより検出した電流値は、通常、インバータ回路の制御に用いられる。特許文献１および特許文献２は、モータ制御装置に、電流センサを用いて検出される、電流センサに電流が流れないときの電流値（以下、オフセット電流値と称する）に基づいて異常を検出する異常検出部が設けられる構成を開示する。
日本国特許第５１６８３０７号公報 日本国特許第５０２３８３３号公報
　インバータ回路の出力が高い場合に、低いオンＤＵＴＹ値を示すスイッチング信号がインバータ回路に入力されると、低電位側スイッチング素子の通電時間が長くなり、電流センサによるオフセット電流値の検出が不可能となる場合が生じる。インバータ回路の出力が高い場合であっても、オフセット電流値に基づいて異常の検出を精度よく、かつ遅延なく行うことが求められている。
　本開示は、上記の事情に鑑みて、正常時におけるモータの出力の低下を防止できるとともに、インバータ回路の出力が高い場合であっても、オフセット電流値に基づく異常の検出を精度よく、かつ遅延なく行うことができるモータ制御装置、電動パワーステアリング装置、および車両を提供することを目的とする。
　本開示に係るモータ制御装置の一つの態様は、複数相の巻線を有するモータに電力を供給するインバータ回路であって、前記複数相の各相に対応して設けられる複数の高電位側スイッチング素子および複数の低電位側スイッチング素子と、前記複数の低電位側スイッチング素子にそれぞれ接続される複数の電流センサと、を有するインバータ回路と、Ｄｕｔｙ値に基づき、前記複数の高電位側スイッチング素子および前記複数の低電位側スイッチング素子を制御する電力制御部と、前記複数相の各相について、前記低電位側スイッチング素子が非導通状態であるときに前記電流センサを用いて検出されるオフセット電流値と、第１閾値と、を比較することにより、異常を検出するとともに、前記異常を検出した回数に基づき、故障を判定する異常検出部と、を備え、前記オフセット電流値と前記第１閾値との比較により異常が検出された場合に、前記異常検出部は、前記電力制御部に、前記複数相のうち、少なくとも前記異常が検出された相を含む制限対象相について、前記低電位側スイッチング素子が非導通状態である時間が前記オフセット電流値の検出に要する時間以上となるように、前記制限対象相の前記Ｄｕｔｙ値を予め定められた下限値以上に制限した制限Ｄｕｔｙ値を生成し、前記制限Ｄｕｔｙ値に基づき、前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子を制御する処理である、Ｄｕｔｙ制限処理を行わせる。
　本開示に係る電動パワーステアリング装置の一つの態様は、前記モータ制御装置と、ステアリングホイールの操舵をアシストする前記モータと、前記ステアリングホイールの操舵による操舵トルクを検出するトルクセンサと、を備え、前記モータ制御装置は、前記トルクセンサが検出した前記操舵トルクに応じて、前記モータの駆動を制御する。
　本開示に係る車両の一つの態様は、前記電動パワーステアリング装置と、前記異常検出部が故障を確定したときに、故障の発生を通知する通知部と、を備える。
　本開示によれば、正常時におけるモータの出力の低下を防止できるとともに、インバータ回路の出力が高い場合であっても、オフセット電流値に基づく異常の検出を精度よく、かつ遅延なく行うことができる。
実施の形態１に係るモータ制御装置の全体構成図である。 実施の形態１に係る電力制御部のブロック図である。 実施の形態１に係るＰＷＭ生成部でのスイッチング信号の生成原理を説明するための図である。 実施の形態１に係る、電力制御部に入力されるＤｕｔｙ値の一例を示す図である。 実施の形態１に係る、ＰＷＭ生成部に入力されるＤｕｔｙ値の一例を示す図である。 実施の形態１に係る異常検出部が行う処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１の変形例に係る異常検出部が行う処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 実施の形態３に係る、ＰＷＭ生成部に入力されるＤｕｔｙ値の一例を示す図である。 実施の形態３に係る、ＰＷＭ生成部に入力されるＤｕｔｙ値の一例を示す図である。 実施の形態４に係る、ＰＷＭ生成部に入力されるＤｕｔｙ値の一例を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態について説明する。なお、本開示の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係るモータ制御装置１００の全体構成図である。モータ制御装置１００は、インバータ回路１と、異常検出部４と、電力制御部５と、電流値取得部６と、Ｄｕｔｙ値生成部７と、を備える。モータ制御装置１００は、モータ制御装置１００の外部から入力される制御指令に基づいて、モータ３を制御する。モータ３としては、多相交流により回転駆動するモータを適用可能である。実施の形態１では、モータ３が、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、及びＷ相巻線から構成された３相巻線を有する三相ブラシレスモータである場合を例として説明する。
　インバータ回路１には、直流電源部２から直流電圧が供給される。インバータ回路１は、直流電源部２から出力された直流電圧に基づいて、モータ３の３相巻線に交流電圧を印加する。
　インバータ回路１は、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗと、低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗと、電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗと、を備える。また、インバータ回路１は、直流電源部２の正極に接続される電源ラインＬ１と、直流電源部２の負極に接続される接地ラインＬ２とを有する。高電位側スイッチング素子１１ｕ、低電位側スイッチング素子１２ｕ、および電流センサ１３ｕは、モータ３のＵ相に対応して設けられる。高電位側スイッチング素子１１ｖ、低電位側スイッチング素子１２ｖ、および電流センサ１３ｖは、モータ３のＶ相に対応して設けられる。高電位側スイッチング素子１１ｗ、低電位側スイッチング素子１２ｗ、および電流センサ１３ｗは、モータ３のＷ相に対応して設けられる。なお、以下の説明において、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗを包括して、単に「高電位側スイッチング素子１１」と表記する場合がある。同様に、低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを包括して、単に「低電位側スイッチング素子１２」と表記する場合がある。電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗを包括して、単に「電流センサ１３」と表記する場合がある。
　高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗは、電源ラインＬ１に接続されている。低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗは、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗにそれぞれ接続されているとともに、電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗをそれぞれ介して接地ラインＬ２に接続されている。高電位側スイッチング素子１１ｕと低電位側スイッチング素子１２ｕとの接続点は、モータ３のＵ相巻線に接続されている。高電位側スイッチング素子１１ｖと低電位側スイッチング素子１２ｖとの接続点は、モータ３のＶ相巻線に接続されている。高電位側スイッチング素子１１ｗと低電位側スイッチング素子１２ｗとの接続点は、モータ３のＷ相巻線に接続されている。
　高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗには、電力制御部５から出力されるスイッチング信号Ｇｕｐ、Ｇｖｐ、Ｇｗｐがそれぞれ入力される。低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗには、電力制御部５から出力されるスイッチング信号Ｇｕｎ、Ｇｖｎ、Ｇｗｎがそれぞれ入力される。インバータ回路１は、スイッチング信号Ｇｕｐ、Ｇｖｐ、Ｇｗｐ、Ｇｕｎ、Ｇｖｎ、Ｇｗｎに基づき、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗのチョッパ制御を行う。具体的には、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗは、スイッチング信号Ｇｕｐ、Ｇｖｐ、Ｇｗｐ、Ｇｕｎ、Ｇｖｎ、Ｇｗｎによって、オン状態（導通状態）またはオフ状態（非導通状態）になる。例えば、スイッチング信号Ｇｕｐが「オン指令（＝１）」である場合に高電位側スイッチング素子１１ｕがオン状態になり、スイッチング信号Ｇｕｐが「オフ指令（＝０）」である場合に高電位側スイッチング素子１１ｕがオフ状態になる。他のスイッチング素子１１ｖ、１１ｗ、１２ｕ、１２ｖ、１２ｗについても同様である。このように、スイッチング信号Ｇｕｐ、Ｇｖｐ、Ｇｗｐ、Ｇｕｎ、Ｇｖｎ、Ｇｗｎによって、スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ、１２ｕ、１２ｖ、１２ｗのオン状態とオフ状態を切り替えることで、インバータ回路１は、モータ３の３相巻線に電流を流す。これにより、モータトルクが発生する。
　高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗは、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）である。なお、スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ、１２ｕ、１２ｖ、１２ｗは、スイッチング信号によってオン状態とオフ状態を切り替えることができるデバイスであればよい。例えば、スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ、１２ｕ、１２ｖ、１２ｗは、サイリスタまたはバイポーラトランジスタなどであってもよい。
　電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗは、低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗと接地ラインＬ２との間にそれぞれ配置されている。電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗは、低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗにそれぞれ直列に接続されている。電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗは、低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗに流れる電流値をそれぞれ検出する。電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗは、例えば、シャント抵抗である。電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗは、低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗに流れる電流値を検出できればよい。例えば、電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗは、ＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）またはホール素子などであってもよい。
　電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗにより検出された電流値は、電流値取得部６に入力される。電流値取得部６は、サンプルアンドホールド回路を有する。電流値取得部６は、電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗにより検出された電流値を、予め定められたサンプルタイミングで保持するサンプルアンドホールド処理を行うことでオフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを取得し、取得されたオフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを異常検出部４などに出力する。なお、オフセット電流値Ｉｕは、電流センサ１３ｕを用いて検出される、低電位側スイッチング素子１２ｕ（電流センサ１３ｕ）に電流が流れないときのＵ相の電流値である。オフセット電流値Ｉｖは、電流センサ１３ｖにより検出される、低電位側スイッチング素子１２ｖ（電流センサ１３ｖ）に電流が流れないときのＶ相の電流値である。オフセット電流値Ｉｗは、電流センサ１３ｗにより検出される、低電位側スイッチング素子１２ｗ（電流センサ１３ｗ）に電流が流れないときのＷ相の電流値である。サンプルタイミングは、予め定められた電流検出周期Ｔｉごとに到来するタイミングである。サンプルタイミングは、低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗがオフ状態であるタイミングに設定される。オフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、例えば、電流が流れない状態における電流センサ１３の値が０（Ａ）になるように、電流センサ１３を校正するために用いられる。また、オフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、異常検出部４における異常の検出に用いられる。
　異常検出部４は、電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗを用いて検出されるオフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づき、モータ３へ電力を供給する電力供給経路における異常を検出する。また、異常検出部４は、異常を検出した回数に基づき、故障を判定する。なお、上記故障の要因として、例えば、低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗの短絡故障、電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗの故障、および電流値取得部６の故障などが挙げられる。
　異常検出部４による異常の検出について説明する。なお、以下の説明では、３相のうち任意の１相を「ｘ相」と表記し、ｘ相のオフセット電流値を「オフセット電流値Ｉｘ」と表記する。
　モータ３へ電力を供給する電力供給経路が正常であるならば、ｘ相のオフセット電流値Ｉｘは「０」になる。異常検出部４は、電流値取得部６から入力されるオフセット電流値Ｉｘと予め定められた異常検出閾値Ｉｔｈ（第１閾値）とを比較する。異常検出部４は、オフセット電流値Ｉｘが異常検出閾値Ｉｔｈ以下である場合には、ｘ相において異常がないと判定する。異常検出部４は、オフセット電流値Ｉｘが異常検出閾値Ｉｔｈより大きい場合、ｘ相において異常があると判定する（すなわち、ｘ相における異常を検出する）。なお、上述のように、電力供給経路が正常であるならば、オフセット電流値Ｉｘは「０」になるため、異常検出閾値Ｉｔｈは「０」に設定することが理想である。しかしながら、電流センサ１３による電流値の検出に誤差を含むこともあるため、異常検出閾値Ｉｔｈは「０」より僅かに大きい値に設定されている。
　異常検出部４は、上記の検出結果に応じたＤｕｔｙ制限処理フラグを、電力制御部５に出力する。具体的には、異常検出部４は、異常が検出された相のＤｕｔｙ制限処理フラグを「真」として、電力制御部５に出力する。
　また、誤判定を防止するため、異常検出部４は、異常が検出された相について、１回の異常の検出だけでは故障を確定せずに、複数回の異常の検出により故障を確定する。故障の判定の詳細については後述する。異常検出部４は、故障を確定したときに、外部の制御装置などに故障確定フラグを出力する。これにより、モータ３の使用者に故障の発生を通知する処理、およびモータ３を予め定められたプロセスに従って停止させる処理などが行われる。
　Ｄｕｔｙ値生成部７には、外部から制御指令が入力される。Ｄｕｔｙ値生成部７は、制御指令に基づき、Ｄｕｔｙ値を生成する。Ｄｕｔｙ値生成部７は、Ｄｕｔｙ値を電力制御部５に出力する。Ｄｕｔｙ値は、Ｕ相のＤｕｔｙ値と、Ｖ相のＤｕｔｙ値と、Ｗ相のＤｕｔｙ値とを含む。Ｕ相のＤｕｔｙ値は、モータ３のＵ相巻線に印加すべき電圧に対応する。Ｕ相のＤｕｔｙ値は、信号の１周期（後述するキャリア三角波Ｃのキャリア周期Ｔｃ）に対するＵ相の高電位側スイッチング素子１１ｕに通電する時間の割合を示し、０～１（０％～１００％）の間の範囲を取る。Ｖ相のＤｕｔｙ値は、モータ３のＶ相巻線に印加すべき電圧に対応する。Ｖ相のＤｕｔｙ値は、信号の１周期に対するＶ相の高電位側スイッチング素子１１ｖに通電する時間の割合を示し、０～１（０％～１００％）の間の範囲を取る。Ｗ相のＤｕｔｙ値は、モータ３のＷ相巻線に印加すべき電圧に対応する。Ｗ相のＤｕｔｙ値は、信号の１周期に対するＷ相の高電位側スイッチング素子１１ｗに通電する時間の割合を示し、０～１（０％～１００％）の間の範囲を取る。
　電力制御部５には、Ｄｕｔｙ値生成部７からＤｕｔｙ値が入力される。電力制御部５には、異常検出部４からＤｕｔｙ制限処理フラグが入力される。電力制御部５は、Ｄｕｔｙ値およびＤｕｔｙ制限処理フラグに基づいて、インバータ回路１を駆動する。
　図２は、電力制御部５のブロック図である。図２に示されるように、電力制御部５は、Ｄｕｔｙ制限部２１と、選択部２２と、ＰＷＭ生成部２３と、を有する。
　Ｄｕｔｙ制限部２１には、Ｄｕｔｙ値生成部７からＤｕｔｙ値が入力される。Ｄｕｔｙ制限部２１は、Ｄｕｔｙ値生成部７から入力されたＤｕｔｙ値を、予め定められた制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ（下限値）以上に制限した制限Ｄｕｔｙ値を生成する。本実施の形態では、Ｄｕｔｙ制限部２１は、制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈより小さいＤｕｔｙ値を制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈに一致させるクリップ処理を行うことで、制限Ｄｕｔｙ値を生成する。Ｄｕｔｙ制限部２１は、制限Ｄｕｔｙ値を選択部２２に出力する。
　選択部２２には、Ｄｕｔｙ値生成部７からＤｕｔｙ値が入力される。選択部２２には、Ｄｕｔｙ制限部２１から制限Ｄｕｔｙ値が入力される。選択部２２には、異常検出部４からＤｕｔｙ制限処理フラグが入力される。選択部２２は、Ｄｕｔｙ制限処理フラグに基づき、ＰＷＭ生成部２３に出力するＤｕｔｙ値を選択する。具体的には、少なくともＤｕｔｙ制限処理フラグが「真」を示す相を含む制限対象相について、選択部２２は、Ｄｕｔｙ制限部２１により生成された制限Ｄｕｔｙ値をＰＷＭ生成部２３に出力する。制限対象相以外の相について、選択部２２は、Ｄｕｔｙ値生成部７から出力されたＤｕｔｙ値（すなわち、制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上に制限されていないＤｕｔｙ値）をＰＷＭ生成部２３に出力する。なお、本実施の形態では、制限対象相は、Ｄｕｔｙ制限処理フラグが「真」を示す相である。すなわち、例えば、Ｕ相のＤｕｔｙ制限処理フラグが「真」を示し、Ｖ相およびＷ相のＤｕｔｙ制限処理フラグが「偽」を示す場合、選択部２２は、Ｄｕｔｙ制限部２１により生成されたＵ相の制限Ｄｕｔｙ値と、Ｄｕｔｙ値生成部７から出力されたＶ相のＤｕｔｙ値およびＷ相のＤｕｔｙ値と、をＰＷＭ生成部２３に出力する。以下の説明において、選択部２２からＰＷＭ生成部２３に出力される制限Ｄｕｔｙ値またはＤｕｔｙ値を包括して、単に「Ｄｕｔｙ値」と表記する場合がある。
　図４は、Ｄｕｔｙ値生成部７から電力制御部５に入力されるＤｕｔｙ値の一例を示す図である。図４の横軸は時間、縦軸はＤｕｔｙ値を示す。図示の例では、Ｕ相のＤｕｔｙ値をＤｕｔｙＵとし、Ｖ相のＤｕｔｙ値をＤｕｔｙＶとし、Ｗ相のＤｕｔｙ値をＤｕｔｙＷとして示している。図４に示されるように、本実施の形態では、各相のＤｕｔｙ値は正弦波状に変化している。
　図５は、制限対象相がＵ相である場合に、ＰＷＭ生成部２３に入力されるＤｕｔｙ値の一例を示す図である。図５の横軸は時間、縦軸はＤｕｔｙ値を示す。図示の例では、Ｕ相の制限Ｄｕｔｙ値をＤｕｔｙＵ＿Ｌｉｍｉｔとして示している。
　ＰＷＭ生成部２３は、選択部２２から入力されたＤｕｔｙ値に基づいて、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御による制御信号であるスイッチング信号Ｇｕｐ、Ｇｖｐ、Ｇｗｐ，Ｇｕｎ、Ｇｖｎ、Ｇｗｎを生成し、インバータ回路１に出力する。言い換えると、ＰＷＭ生成部２３は、選択部２２から入力されたＤｕｔｙ値に基づいて、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを制御する。具体的には、制限対象相について、ＰＷＭ生成部２３は、Ｄｕｔｙ制限部２１により生成された制限Ｄｕｔｙ値に基づき、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを制御する。制限対象相以外の相について、ＰＷＭ生成部２３は、Ｄｕｔｙ値生成部７から出力されたＤｕｔｙ値に基づき、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを制御する。
　以上のように、電力制御部５は、異常検出部４から「真」を示すＤｕｔｙ制限処理フラグが入力された場合、少なくとも「真」を示すＤｕｔｙ制限処理フラグが入力された相を含む制限対象相について、Ｄｕｔｙ値生成部７から出力されたＤｕｔｙ値を制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上に制限した制限Ｄｕｔｙ値を生成し、制限Ｄｕｔｙ値に基づき、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを制御する処理である、Ｄｕｔｙ制限処理を行う。
　なお、電力制御部５は、選択部２２を用いずに、Ｄｕｔｙ制限処理フラグに応じてＤｕｔｙ制限部２１での処理や閾値を変更することで、Ｄｕｔｙ制限処理を行ってもよい。例えば、制限対象相について、Ｄｕｔｙ制限部２１は、Ｄｕｔｙ値を制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上に制限した制限Ｄｕｔｙ値を生成して、ＰＷＭ生成部２３に出力する。制限対象相以外の相について、Ｄｕｔｙ制限部２１は、Ｄｕｔｙ値生成部７から出力されたＤｕｔｙ値に対して処理を施さず、Ｄｕｔｙ値生成部７から出力されたＤｕｔｙ値をそのままＰＷＭ生成部２３に出力する。ＰＷＭ生成部２３は、Ｄｕｔｙ制限部２１から入力されたＤｕｔｙ値に基づき、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを制御する。
　図３を用いて、ＰＷＭ生成部２３がスイッチング信号を生成する方法について説明する。なお、以下では、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の３相を代表させて、Ｕ相について説明する。つまり、以下の説明はＶ相、Ｗ相についても同様に適用される。
　図３には、Ｕ相のＤｕｔｙ値と、キャリア周期Ｔｃ（キャリア周波数ｆｃ）のキャリア三角波Ｃと、Ｕ相のスイッチング信号Ｇｕｐ、Ｇｕｎの時系列変化が示されている。図３の横軸は時間、縦軸は信号レベルを示す。キャリア周波数ｆｃは、例えば、２０ｋＨｚである。Ｕ相のＤｕｔｙ値は、０～１（０％～１００％）の間の範囲を取る。また、キャリア三角波Ｃも、０～１（０％～１００％）の間の範囲を取る。ＰＷＭ生成部２３は、Ｕ相のＤｕｔｙ値と、キャリア三角波Ｃとを比較することにより、Ｕ相のスイッチング信号Ｇｕｐ、Ｇｕｎを生成する。
　具体的に、ＰＷＭ生成部２３は、Ｕ相のＤｕｔｙ値がキャリア三角波Ｃより大きい場合は、高電位側のスイッチング信号Ｇｕｐをオン指令として「１」とし、低電位側のスイッチング信号Ｇｕｎをオフ指令として「０」とする。すなわち、Ｕ相のＤｕｔｙ値がキャリア三角波Ｃより大きい場合は、Ｕ相の高電位側スイッチング素子１１ｕをオン状態とし、Ｕ相の低電位側スイッチング素子１２ｕをオフ状態とする。ＰＷＭ生成部２３は、Ｕ相のＤｕｔｙ値がキャリア三角波Ｃより小さい場合は、高電位側のスイッチング信号Ｇｕｐをオフ指令として「０」とし、低電位側のスイッチング信号Ｇｕｎをオン指令として「１」とする。すなわち、Ｕ相のＤｕｔｙ値がキャリア三角波Ｃより小さい場合は、Ｕ相の高電位側スイッチング素子１１ｕをオフ状態とし、Ｕ相の低電位側スイッチング素子１２ｕをオン状態とする。なお、厳密には、高電位側スイッチング素子１１ｕと低電位側スイッチング素子１２ｕとが同時にオン状態になることを防止するために、高電位側スイッチング素子１１ｕと低電位側スイッチング素子１２ｕとの双方とも微小時間だけオフ状態となるデッドタイムを設ける。
　Ｄｕｔｙ制限処理を行う理由について、図４および図５を参照して以下に説明する。
　上述のように、Ｄｕｔｙ値は、Ｕ相のＤｕｔｙ値と、Ｖ相のＤｕｔｙ値と、Ｗ相のＤｕｔｙ値とを含む。相間の電圧差が大きいほど、モータ３の３相巻線に電流を流そうとする働きが強くなる。そのため、インバータ回路１の出力が大きい場合、Ｄｕｔｙ値の振幅が大きくなる。低いＤｕｔｙ値を示すスイッチング信号がインバータ回路１に入力されると、このスイッチング信号が入力される相の低電位側スイッチング素子１２がオン状態である時間が長くなる（すなわち、低電位側スイッチング素子１２がオフ状態である時間が短くなる）。ここで、電流センサ１３を用いたオフセット電流値の検出に要する時間を、電流検出時間と称する。低電位側スイッチング素子１２がオフ状態である時間が電流検出時間より短いと、電流センサ１３によるオフセット電流値の検出が不可能となる。この場合、異常検出部４によるオフセット電流値に基づく異常の検出は不可能となる。また、異常検出部４は、複数回の異常の検出により故障を確定する。このような故障の判定を行うためには、故障判定中の期間は常に、異常を検出した相のオフセット電流値を検出する必要がある。
　図４の例では、例えば時刻０．１５秒から０．３秒付近の期間においては、３相のＤｕｔｙ値が制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上となっている。この場合、オフセット電流値を検出することが可能となる電気角が存在するので、故障判定中の期間が短ければ、異常の検出は可能である。しかし、モータ３の回転数が大きくなると、オフセット電流値を検出することが可能となる電気角の期間は短くなり、さらに、モータ３の逆起電力が働くためＤｕｔｙ値の振幅が増大する傾向にある。したがって、この場合、故障判定中の期間に常に、異常を検出した相のオフセット電流値を検出することが難しくなる。
　本実施の形態では、制限対象相について、Ｄｕｔｙ値を制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上に制限した制限Ｄｕｔｙ値を生成し、制限Ｄｕｔｙ値に基づき、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを制御する処理である、Ｄｕｔｙ制限処理を行う。制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈは、低電位側スイッチング素子１２がオフ状態である時間が、電流検出時間（例えば、５μ秒）以上確保されるような値に設定される。制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈは、例えば０．１（１０％）である。
　電力制御部５がＤｕｔｙ制限処理を行うことで、制限対象相について、低電位側スイッチング素子１２がオフ状態である時間を、電流検出時間以上確保することができるため、電流センサ１３を用いてオフセット電流値を確実に取得することができる。すなわち、Ｄｕｔｙ制限処理の実行時には、制限対象相について、オフセット電流値に基づく異常の検出を確実に行うことができる。なお、Ｄｕｔｙ値が制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上であれば、キャリア三角波Ｃが０となる時刻付近では、全相の低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗがオフ状態となる。したがって、電流値取得部６におけるサンプルタイミングは、上記時刻に設定される。
　図６は、異常検出部４が行う処理の流れを示すフローチャートである。異常検出部４による異常検出処理は、例えば、電流検出周期Ｔｉごとに実行される。電流検出周期Ｔｉは、キャリア三角波Ｃのキャリア周期Ｔｃの整数倍である。異常検出部４による異常検出処理は、電流検出周期Ｔｉの整数倍の周期ごとに実行されてもよい。また、異常検出部４による異常検出処理は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれで並行に実行される。以下では、３相のうち任意の１相である「ｘ相」において異常検出処理を行う場合を例として説明する。
　ステップＳ１０１では、異常検出部４は、ｘ相のＤｕｔｙ値であるＤｕｔｙ＿ｘを取得し、Ｄｕｔｙ＿ｘが、制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈよりも小さいか否かを判定する。Ｄｕｔｙ＿ｘが制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈより小さい場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ｘ相のオフセット電流値Ｉｘを検出することができず、後段のステップＳ１０２における判定ができないため、本フローチャートを終了する。
　Ｄｕｔｙ＿ｘが制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上の場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、処理がステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、異常検出部４は、電流値取得部６から入力されるｘ相のオフセット電流値Ｉｘの絶対値｜Ｉｘ｜を演算し、絶対値｜Ｉｘ｜が異常検出閾値Ｉｔｈよりも大きいか否かを判定する。
　絶対値｜Ｉｘ｜が異常検出閾値Ｉｔｈ以下である場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ｘ相において異常がないと判定され、処理がステップＳ２０１に進む。
　絶対値｜Ｉｘ｜が異常検出閾値Ｉｔｈより大きい場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ｘ相において異常があると判定され（ｘ相における異常が検出され）、処理がステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、異常検出部４は、異常を検出した回数を示すフリーランカウンタ（ＦＲＣ）を１増加させる。ステップＳ１０３の後、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、異常検出部４は、ｘ相のＤｕｔｙ制限処理フラグを「真」とし、電力制御部５に出力する。これにより、電力制御部５は、Ｄｕｔｙ制限処理を実行する。ステップＳ１０４の後、処理はステップＳ２０１に進む。なお、電力制御部５が既にＤｕｔｙ制限処理を実行している場合は、ステップＳ１０１の判定結果は常に「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１０１の後は常にステップＳ１０２に進むこととなる。
　ステップＳ２０１では、故障判定ルーチンの実行タイミングであるか否かが判定される。具体的には、ステップＳ２０１では、異常検出部４は、今回の周期が、予め設定されている故障判定周期Ｔｅであるか否かを判定する。故障判定周期Ｔｅは、電流検出周期Ｔｉの整数倍（例えば、数倍～数十倍）である。今回の周期が故障判定周期Ｔｅではない場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、本フローチャートを終了する。
　今回の周期が故障判定周期Ｔｅである場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、異常検出部４は、フリーランカウンタ（ＦＲＣ）と、前回の故障判定ルーチンの実行時におけるフリーランカウンタ（ＦＲＣｐａｓｔ）とが同一であるか否かを判定する。
　フリーランカウンタ（ＦＲＣ）と、前回の故障判定ルーチンの実行時におけるフリーランカウンタ（ＦＲＣｐａｓｔ）とが同一でない場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、前回の故障判定ルーチンの実行以降に、ステップＳ１０３が１回以上実行されたこととなる。すなわち、前回の故障判定ルーチンの実行以降に、ステップＳ１０２において絶対値｜Ｉｘ｜が異常検出閾値Ｉｔｈより大きいと１回以上判定された（すなわち、ｘ相において異常が１回以上検出された）こととなる。この場合、故障の疑いがあるとして、ステップＳ２０３において、異常検出部４は、異常カウンタを１増加させる。その後、処理はステップＳ２０４に進む。
　ステップＳ２０４では、異常検出部４は、異常カウンタが故障確定閾値Ｎｔｈ以上であるか否かを判定する。異常カウンタが故障確定閾値Ｎｔｈ以上である場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ステップＳ２０５において、異常検出部４は、故障を確定し、外部の制御装置などに故障確定フラグを出力する。
　異常カウンタが故障確定閾値Ｎｔｈより小さい場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、処理はステップＳ２０８に進む。
　フリーランカウンタ（ＦＲＣ）と、前回の故障判定ルーチンの実行時におけるフリーランカウンタ（ＦＲＣｐａｓｔ）とが同一である場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、前回の故障判定ルーチンの実行以降に、ステップＳ１０３が実行されていないこととなる。すなわち、前回の故障判定ルーチンの実行以降に、ステップＳ１０２において絶対値｜Ｉｘ｜が異常検出閾値Ｉｔｈ以下であると判定される状態が維持されており、ｘ相において異常が連続して検出されなかったこととなる。この場合、故障の疑いがないとして、ステップＳ２０６において、異常検出部４は、ｘ相のＤｕｔｙ制限処理フラグを「偽」とし、電力制御部５に出力する。これにより、電力制御部５は、Ｄｕｔｙ制限処理を解除（終了）する。また、ステップＳ２０７において、異常検出部４は、異常カウンタをリセットする。その後、処理はステップＳ２０８に進む。
　ステップＳ２０８では、異常検出部４は、フリーランカウンタ（ＦＲＣ）を変数ＦＲＣｐａｓｔに代入し、本フローチャートを終了する。
　以上説明したように、本実施の形態に係るモータ制御装置１００は、複数相の巻線を有するモータ３に電力を供給するインバータ回路１と、電力制御部５と、異常検出部４と、を備える。インバータ回路１は、複数相の各相に対応して設けられる複数の高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび複数の低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗと、複数の低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗにそれぞれ接続される複数の電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗと、を有する。電力制御部５は、Ｄｕｔｙ値に基づき、複数の高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび複数の低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを制御する。異常検出部４は、複数相の各相について、低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗがオフ状態であるときに電流センサ１３ｕ、１３ｖ、１３ｗを用いて検出されるオフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗと、異常検出閾値Ｉｔｈと、を比較することにより、異常を検出するとともに、異常を検出した回数に基づき、故障を判定する。オフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗと異常検出閾値Ｉｔｈとの比較により異常が検出された場合に、異常検出部４は、電力制御部５に、複数相のうち、少なくとも異常が検出された相を含む制限対象相について、低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗがオフ状態である時間がオフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの検出に要する時間以上となるように、制限対象相のＤｕｔｙ値を予め定められた制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上に制限した制限Ｄｕｔｙ値を生成し、制限Ｄｕｔｙ値に基づき、高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを制御する処理である、Ｄｕｔｙ制限処理を行わせる。
　異常検出部４は、オフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗと異常検出閾値Ｉｔｈとの比較により異常が検出された場合、少なくとも異常が検出された相を含む制限対象相について、電力制御部５にＤｕｔｙ制限処理を行わせる。これにより、制限対象相において、低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗがオフ状態である時間がオフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの検出に要する時間以上となるため、インバータ回路１の出力が高い場合であっても、次回以降の比較においてオフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを確実に検出することができる。したがって、インバータ回路１の出力が高い場合であっても、オフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づく異常の検出を精度よく、かつ遅延なく行うことができる。
　また、異常が検出されない正常時には、電力制御部５は、Ｄｕｔｙ値を制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上に制限することなく、Ｄｕｔｙ値に基づき、複数の高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび複数の低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを制御する。したがって、正常時におけるモータ３の出力の低下を防止することができる。
　以上より、正常時におけるモータ３の出力の低下を防止できるとともに、インバータ回路１の出力が高い場合であっても、オフセット電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づく異常の検出を精度よく、かつ遅延なく行うことができる。
　また、異常検出部４は、異常を検出した回数に基づき故障を判定するため、ノイズなどに起因した故障の誤判定を抑制することができる。
　また、異常検出部４は、故障判定周期Ｔｅごとに故障の判定を行い、故障判定周期Ｔｅごとの故障の判定において異常が連続して検出されなかった場合に、Ｄｕｔｙ制限処理を解除する。
　これにより、故障が発生しているにもかかわらず、ノイズなどに起因して異常がないと誤って判定された場合であっても、Ｄｕｔｙ制限処理が適切でないタイミングで解除されてしまうことを抑制できる。
　また、電力制御部５は、Ｄｕｔｙ制限処理において、異常検出閾値Ｉｔｈより小さい制限対象相のＤｕｔｙ値を異常検出閾値Ｉｔｈに一致させることで制限Ｄｕｔｙ値を生成する。
　これにより、Ｄｕｔｙ制限処理によるモータ３の出力の低下を抑制することができる。
　また、制限対象相は、異常検出部４により異常が検出された相である。
　これにより、モータ３の出力の低下をより効果的に抑制することができる。
実施の形態１の変形例．
　図７は、実施の形態１の変形例に係る異常検出部４が行う処理の流れを示すフローチャートである。本変形例では、電流検出周期Ｔｉと、故障判定周期Ｔｅとが同一になっており、ステップＳ１０３、Ｓ２０１、Ｓ２０２が省略されている。
　具体的には、ステップＳ１０２において、絶対値｜Ｉｘ｜が異常検出閾値Ｉｔｈ以下である場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ｘ相において異常がないと判定され、処理がステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、異常検出部４は、ｘ相のＤｕｔｙ制限処理フラグを「偽」とし、電力制御部５に出力する。これにより、電力制御部５は、Ｄｕｔｙ制限処理を解除（終了）する。また、ステップＳ２０７において、異常検出部４は、異常カウンタをリセットし、本フローチャートを終了する。
　ステップＳ１０２において、絶対値｜Ｉｘ｜が異常検出閾値Ｉｔｈより大きい場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ｘ相において異常があると判定され（ｘ相における異常が検出され）、処理がステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、異常検出部４は、ｘ相のＤｕｔｙ制限処理フラグを「真」とし、電力制御部５に出力する。これにより、電力制御部５は、Ｄｕｔｙ制限処理を実行する。ステップＳ１０４の後、処理はステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、異常検出部４は、異常カウンタを１増加させる。その後、処理はステップＳ２０４に進む。
　ステップＳ２０４では、異常検出部４は、異常カウンタが故障確定閾値Ｎｔｈ以上であるか否かを判定する。異常カウンタが故障確定閾値Ｎｔｈより小さい場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、本フローチャートを終了する。異常カウンタが故障確定閾値Ｎｔｈ以上である場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ステップＳ２０５において、異常検出部４は、故障を確定して外部の制御装置などに故障確定フラグを出力し、本フローチャートを終了する。
　本変形例においても、上記の実施の形態１と同様の効果を奏することが可能である。また、本変形例では、異常検出部４が行う処理を簡略化することができる。
実施の形態２．
　実施の形態１に係るモータ制御装置１００は、車両用の電動パワーステアリング装置に適用することができる。以下、実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置５０および車両Ａについて、図８を用いて説明する。なお、実施の形態１と同様の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図８に示されるように、車両Ａは、電動パワーステアリング装置５０と、通知部５１と、を備える。電動パワーステアリング装置５０は、モータ３と、モータ制御装置１００と、トルクセンサ５２と、ステアリングホイール５３と、ステアリングシャフト５４と、ラック・ピニオンギヤ５５と、車輪５６と、減速ギア５７と、を備える。
　ステアリングホイール５３は、運転者により操舵される。ステアリングシャフト５４は、ステアリングホイール５３およびラック・ピニオンギヤ５５に連結されている。運転者がステアリングホイール５３に加えた操舵トルクは、ステアリングシャフト５４を介して、ラック・ピニオンギヤ５５に伝達される。ラック・ピニオンギヤ５５に含まれるラックは、タイロッドおよびナックルアームを介して、車輪５６に連結されている。操舵トルクがラックに伝達されると、片側の車輪５６ではタイロッドがナックルアームを押し、他方の車輪５６ではタイロッドがナックルアームを引く。これにより、車輪５６が転舵される。
　モータ３は、ステアリングホイール５３の操舵をアシストする駆動力源として機能する。具体的には、モータ３は、減速ギア５７を介してステアリングシャフト５４と連結している。モータ３から発生するモータトルクは、減速ギア５７を介してステアリングシャフト５４に伝達され、操舵時に運転者が加える操舵力を軽減する。
　トルクセンサ５２は、ステアリングシャフト５４に取り付けられる。トルクセンサ５２は、運転者がステアリングホイール５３を操舵することによりステアリングシャフト５４に加わった操舵トルクを検出する。トルクセンサ５２は、検出された操舵トルクをモータ制御装置１００に出力する。
　モータ制御装置１００において、Ｄｕｔｙ値生成部７は、トルクセンサ５２が検出した操舵トルクを入力とし、Ｄｕｔｙ値を生成する。Ｄｕｔｙ値生成部７は、生成したＤｕｔｙ値を電力制御部５に出力する。電力制御部５は、Ｄｕｔｙ値に基づいてインバータ回路１を駆動する。これにより、インバータ回路１からモータ３に電流が供給され、モータトルクが発生する。
　通知部５１は、モータ制御装置１００に接続されている。異常検出部４は、故障を確定したときに、通知部５１に故障確定フラグを出力する。通知部５１は、運転者に故障の発生を通知する。例えば、通知部５１は、不図示の表示部を備え、表示部に故障の発生を表示してもよい。
　以上説明したように、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置５０は、モータ制御装置１００と、ステアリングホイール５３の操舵をアシストするモータ３と、ステアリングホイール５３の操舵による操舵トルクを検出するトルクセンサ５２と、を備える。モータ制御装置１００は、トルクセンサ５２が検出した操舵トルクに応じて、モータ３の駆動を制御する。
　電動パワーステアリング装置５０において、車両の走行中に故障が発生した場合、運転者の感じる違和感が大きい。したがって、故障が発生したとき、異常状態に対応した制御に早く移行することが望ましく、そのため短時間で正確に故障を確定することが望ましい。また、故障判定中の操舵フィーリングの悪化を抑制することが望ましい。
　電動パワーステアリング装置５０にモータ制御装置１００が設けられているため、異常検出部４により、異常の検出を精度よく、かつ遅延なく行うことができ、短時間でかつ正確に故障を確定することができる。したがって、故障が発生したときに、異常状態に対応した制御に早く移行することができ、運転者の感じる違和感を小さくすることができる。また、故障判定中の操舵フィーリングの悪化を抑制することができる。
　また、本実施の形態に係る車両Ａは、電動パワーステアリング装置５０と、異常検出部４が故障を確定したときに、故障の発生を通知する通知部５１と、を備える。
　これにより、故障が発生したときに、運転者に故障の発生を通知することができる。
実施の形態３．
　次に、実施の形態３に係るモータ制御装置について説明する。本実施の形態に係るモータ制御装置は、基本的な構成は実施の形態１のモータ制御装置と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
　図９および図１０は、実施の形態３においてＰＷＭ生成部２３に入力されるＤｕｔｙ値の一例を示す図である。図９および図１０の横軸は時間、縦軸はＤｕｔｙ値を示す。Ｄｕｔｙ制限部２１は、Ｄｕｔｙ値の振幅を小さくする振幅縮小処理を行うことで、制限Ｄｕｔｙ値を生成する。具体的には、Ｄｕｔｙ制限部２１は、制限Ｄｕｔｙ値の最小値が制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上となるような係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍを、Ｄｕｔｙ値の振幅に乗じることで、制限Ｄｕｔｙ値を生成する。係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍは、１より小さく、例えば０．９である。振幅縮小処理を行う場合、制限Ｄｕｔｙ値は、Ｄｕｔｙ値と同様に、正弦波状に変化する。また、制限Ｄｕｔｙ値の振動中心は０．５に保たれる。
　さらに、電力制御部５は、Ｄｕｔｙ値を瞬時に変化させるのではなく、Ｄｕｔｙ制限処理の開始時には、係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍを１から漸減させることでＤｕｔｙ値の振幅を漸減させ、Ｄｕｔｙ制限処理の終了時には、係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍを１まで漸増させることでＤｕｔｙ値の振幅を漸増させる。
　図９の例では、時刻０秒から時刻Ｔ１（０．５７秒付近）まではＤｕｔｙ制限処理が行われておらず、時刻Ｔ１にＤｕｔｙ制限処理を開始している。また、時刻Ｔ１から、係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍを漸減させることで、Ｄｕｔｙ値の振幅を漸減させている。また、図１０の例では、時刻０秒から時刻Ｔ２（０．２５秒付近）まではＤｕｔｙ制限処理が実行されており、時刻Ｔ２にＤｕｔｙ制限処理の解除を開始している。また、時刻Ｔ２から、係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍを漸増させることで、Ｄｕｔｙ値の振幅を漸増させている。
　以上説明したように、本実施の形態では、電力制御部５は、Ｄｕｔｙ制限処理において、制限Ｄｕｔｙ値の最小値が制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上となるような係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍを、制限対象相のＤｕｔｙ値の振幅に乗じることで制限Ｄｕｔｙ値を生成する。
　これにより、制限Ｄｕｔｙ値についても、Ｄｕｔｙ値と同様の波形が維持される。例えば、Ｄｕｔｙ値が正弦波状である場合、制限Ｄｕｔｙ値についても正弦波状となる。したがって、制限Ｄｕｔｙ値に基づき生成されるモータトルクに、モータ３の回転に同期する高調波振動成分が発生することが抑制できる。この結果、例えばモータ制御装置１００が電動パワーステアリング装置５０に用いられる場合、故障判定中の操舵フィーリングの悪化を効果的に抑制することができる。
　また、電力制御部５は、Ｄｕｔｙ制限処理の開始時に、係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍを１から漸減させ、Ｄｕｔｙ制限処理の終了時に、係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍを１まで漸増させる。
　これにより、Ｄｕｔｙ制限処理の開始時および終了時のモータトルクの変動を抑えることができる。この結果、例えばモータ制御装置１００が電動パワーステアリング装置５０に用いられる場合、故障判定中の操舵フィーリングの悪化をより効果的に抑制することができる。
　なお、係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍ（Ｄｕｔｙ値の振幅）を漸増・漸減させる速度について、機能安全の観点から許容される時間（フォールトトレラント時間間隔）または操舵フィーリングの観点から許容されるモータトルクの変動量などを考慮して、時間当たりの係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍ（Ｄｕｔｙ値の振幅）の漸増・漸減の変化量が設定されてもよい。また、Ｄｕｔｙ制限処理が実行されていない状態でもＤｕｔｙ値の最小値が制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上である場合には、Ｄｕｔｙ値を制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上に制限する必要はない。そのため、Ｄｕｔｙ値の最小値と、予め定められた漸増・漸減開始閾値とを比較し、Ｄｕｔｙ値の最小値が漸増・漸減開始閾値より小さい場合に、係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍ（Ｄｕｔｙ値の振幅）の漸増・漸減を開始してもよい。この場合、漸増・漸減開始閾値として、制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈを用いてもよい。あるいは、係数Ｄｕｔｙ＿Ｌｉｍ（Ｄｕｔｙ値の振幅）をより緩やかに漸増・漸減させるために、漸増・漸減開始閾値として、制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈよりも大きい値（例えば、０．２）を用いてもよい。
実施の形態４．
　次に、実施の形態４に係るモータ制御装置について説明する。本実施の形態に係るモータ制御装置は、基本的な構成は実施の形態３のモータ制御装置と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
　図１１は、実施の形態４においてＰＷＭ生成部２３に入力されるＤｕｔｙ値の一例を示す図である。図１１の横軸は時間、縦軸はＤｕｔｙ値を示す。本実施の形態では、Ｄｕｔｙ値の変調方法として、全相のＤｕｔｙ値のうち最大値が予め定められた値に一致するようにオフセット処理を施す変調を行っている。Ｄｕｔｙ制限部２１は、上記の変調を施したＤｕｔｙ値に対して、Ｄｕｔｙ値を制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上に制限する。また、本実施の形態では、実施の形態３と同様に、Ｄｕｔｙ制限部２１は、制限Ｄｕｔｙ値の最小値が制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上となるような係数Ｄｕｔｙ＿ＬｉｍをＤｕｔｙ値の振幅に乗じることで、制限Ｄｕｔｙ値を生成する。これにより、上記の変調が施されていないＤｕｔｙ値を用いる場合と比べて、電圧利用率の低下を抑制することができるため、Ｄｕｔｙ制限処理を行う場合であってもモータ３の出力の低下をより効果的に抑制することができる。
　なお、本開示の技術的範囲は前記実施の形態に限定されず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、上述の実施の形態では、異常検出部４により異常が検出された相を制限対象相とした。しかしながら、制限対象相は、３相の全てを含んでいてもよい。すなわち、オフセット電流値と異常検出閾値Ｉｔｈとの比較により異常が検出された場合に、電力制御部５は、全相のＤｕｔｙ値を予め定められた制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上に制限した制限Ｄｕｔｙ値を生成し、制限Ｄｕｔｙ値に基づき、複数の高電位側スイッチング素子１１ｕ、１１ｖ、１１ｗおよび複数の低電位側スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを制御してもよい。この場合、各相のＤｕｔｙ値が不均衡となることによるトルクリップルを抑制することができる。
　また、実施の形態１では、Ｄｕｔｙ制限部２１は、制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈより小さいＤｕｔｙ値を制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈに一致させるクリップ処理を行うことで、制限Ｄｕｔｙ値を生成する。実施の形態３、４では、Ｄｕｔｙ制限部２１は、Ｄｕｔｙ値の振幅を小さくする振幅縮小処理を行うことで、制限Ｄｕｔｙ値を生成する。しかしながら、Ｄｕｔｙ制限部２１による制限Ｄｕｔｙ値の生成はこれに限られない。例えば、Ｄｕｔｙ制限部２１は、制限Ｄｕｔｙ値の最小値が制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上となるように、制限対象相のＤｕｔｙ値にオフセット電圧を重畳することで、制限Ｄｕｔｙ値を生成してもよい。
　また、Ｄｕｔｙ制限部２１は、空間ベクトル変調を施したＤｕｔｙ値に対して、Ｄｕｔｙ値を制限閾値Ｄｕｔｙ＿ｔｈ以上に制限してもよい。
　上述の実施の形態では、Ｄｕｔｙ値生成部７が、モータ制御装置１００に含まれると説明した。しかしながら、Ｄｕｔｙ値生成部７は、モータ制御装置１００の外部に設けられていてもよい。
　また、異常検出部４は、異常の検出を不図示の記録媒体にログとして記録していてもよい。上述の実施の形態では、異常検出部４は、故障判定周期Ｔｅごとの故障の判定において異常が連続して検出されなかった場合に、故障の疑いがないと判定し、Ｄｕｔｙ制限処理を解除する。しかしながら、１回目の異常を検出した後、連続ではないものの再度異常が検出される場合などには、モータ制御装置１００およびモータ３のメンテナンスを行うことが望ましい場合がある。例えば車両Ａのメンテナンスの際に、作業者がログを確認し、モータ制御装置１００およびモータ３のメンテナンスの要否を判断してもよい。
　また、電力制御部５がＤｕｔｙ制限処理を実行しているとき、異常検出部４は、モータ制御装置１００より上位の制御装置に、Ｄｕｔｙ制限処理を実行中である旨を通知してもよい。上位の制御装置は、例えば、車両Ａを制御する制御部である。これにより、上位の制御装置は、Ｄｕｔｙ制限処理の実行中には、Ｄｕｔｙ制限処理に応じた制御を実行することができる。
　以上、説明したモータ制御装置１００の機能は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等のプロセッサが、プログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。これらの機能のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等のハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアが協働することで実現されてもよい。
　上述したモータ制御装置１００の機能を実現するためのプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。そして、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することにより、上述したモータ制御装置１００における処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータ」とは、ＯＳ及び周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
　また、「コンピュータ」は、インターネット又はＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ－ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。
　また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部又は外部に設けられた記録媒体も含まれる。尚、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に、モータ制御装置１００で合体されてもよい。また、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。
　「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバ又はクライアントとなるコンピュータ内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものを含む。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記プログラムは、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。差分プログラムとは、上述した機能を、コンピュータに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現するものである。
　その他、上記した実施の形態あるいは変形例を、適宜組み合わせてもよい。
　１００…モータ制御装置　１…インバータ回路　３…モータ　４…異常検出部　５…電力制御部　１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ…高電位側スイッチング素子　１２ｕ、１２ｖ、１２ｗ…低電位側スイッチング素子　１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ…電流センサ　２１…Ｄｕｔｙ制限部　２２…選択部　２３…ＰＷＭ生成部　５０…電動パワーステアリング装置　５２…トルクセンサ　５３…ステアリングホイール　Ａ…車両

Claims (9)

  1. 　複数相の巻線を有するモータに電力を供給するインバータ回路であって、前記複数相の各相に対応して設けられる複数の高電位側スイッチング素子および複数の低電位側スイッチング素子と、前記複数の低電位側スイッチング素子にそれぞれ接続される複数の電流センサと、を有するインバータ回路と、
    　Ｄｕｔｙ値に基づき、前記複数の高電位側スイッチング素子および前記複数の低電位側スイッチング素子を制御する電力制御部と、
    　前記複数相の各相について、前記低電位側スイッチング素子が非導通状態であるときに前記電流センサを用いて検出されるオフセット電流値と、第１閾値と、を比較することにより、異常を検出するとともに、前記異常を検出した回数に基づき、故障を判定する異常検出部と、
    を備え、
    　前記オフセット電流値と前記第１閾値との比較により異常が検出された場合に、前記異常検出部は、前記電力制御部に、前記複数相のうち、少なくとも前記異常が検出された相を含む制限対象相について、前記低電位側スイッチング素子が非導通状態である時間が前記オフセット電流値の検出に要する時間以上となるように、前記制限対象相の前記Ｄｕｔｙ値を予め定められた下限値以上に制限した制限Ｄｕｔｙ値を生成し、前記制限Ｄｕｔｙ値に基づき、前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子を制御する処理である、Ｄｕｔｙ制限処理を行わせる、
    モータ制御装置。
  2. 　前記異常検出部は、故障判定周期ごとに故障の判定を行い、前記故障判定周期ごとの故障の判定において前記異常が連続して検出されなかった場合に、前記Ｄｕｔｙ制限処理を解除する、請求項１に記載のモータ制御装置。
  3. 　前記電力制御部は、前記Ｄｕｔｙ制限処理において、前記下限値より小さい前記制限対象相の前記Ｄｕｔｙ値を前記下限値に一致させることで前記制限Ｄｕｔｙ値を生成する、請求項１または２に記載のモータ制御装置。
  4. 　前記電力制御部は、前記Ｄｕｔｙ制限処理において、前記制限Ｄｕｔｙ値の最小値が前記下限値以上となるような係数を前記制限対象相の前記Ｄｕｔｙ値の振幅に乗じることで前記制限Ｄｕｔｙ値を生成する、請求項１または２に記載のモータ制御装置。
  5. 　前記電力制御部は、前記Ｄｕｔｙ制限処理の開始時に、前記係数を１から漸減させ、前記Ｄｕｔｙ制限処理の終了時に、前記係数を１まで漸増させる、請求項４に記載のモータ制御装置。
  6. 　前記制限対象相は、前記異常が検出された相である、請求項１～５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
  7. 　前記制限対象相は、前記複数相の全てを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
    　ステアリングホイールの操舵をアシストする前記モータと、
    　前記ステアリングホイールの操舵による操舵トルクを検出するトルクセンサと、
    を備え、
    　前記モータ制御装置は、前記トルクセンサが検出した前記操舵トルクに応じて、前記モータの駆動を制御する、
    電動パワーステアリング装置。
  9. 　請求項８に記載の電動パワーステアリング装置と、
    　前記異常検出部が故障を確定したときに、故障の発生を通知する通知部と、
    を備える車両。
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