JP2010220307A - 負荷駆動装置及び接続不良判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】開放検知センサを用いることなくインバータ装置の強電接続不良を検出することができる負荷駆動装置等を提供する。
【解決手段】インバータ装置１は、三相交流モータ４の各相に接続された複数のスイッチング素子を制御して、三相交流モータ４の各相に相電流を供給する駆動回路と、三相交流モータ４の各相に供給されている相電流を検出する電流センサと、三相交流モータ４の回転子位置を検出する回転子位置検出器４ａと、回転子位置に基づいて、三相交流モータ４に供給するｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を演算して、駆動回路により三相交流モータ４の各相に相電流させるインバータ制御装置１１とを備える。三相交流モータ４の回転子位置に基づいて任意のｄ軸電流、０［Ａ］のｑ軸電流とする相電流を三相交流モータ４に供給させ、電流センサにより検出された相電流の変化に基づいて、強電接続部の接続不良を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、負荷に供給する電力を変換する負荷駆動装置及び当該負荷駆動装置の接続不良判定方法に関する。

従来より、負荷に対して電力を供給するインバータ装置において、当該インバータ装置の強電接続部には、作業者の感電防止の観点から、当該強電接続部の勘合検知、開放検知のためのセンサを用いた検出回路が組み込まれている。このインバータ装置は、強電接続部に対してハーネスを外した場合には、当該検知回路が作動し、強電を遮断して感電を防止するように構成されている。

このような技術において、下記の特許文献１には、インバータ装置の強電接続部に直接接触することを防止する手段と、当該手段を取り外したことを検知した時に強電接続を解除するインターロック回路とを備える。そして、当該インターロック回路により、高電圧電源とインバータ装置との電気的接続状態を非接続状態に変更させることが記載されている。

特許第３９５６８１４号公報

しかしながら、上述の技術では、インバータ装置からハーネスを取り外したことを検出するための開放検知センサが必要であるため、当該開放検知センサのために製品コストが高くなる問題点がある。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、開放検知センサを用いることなくインバータ装置の強電接続不良を検出することができる負荷駆動装置及び接続不良判定方法を提供することを目的とする。

本発明は、電源と強電接続部を介して接続された多相電動機を駆動する負荷駆動装置において、多相電動機の各相に接続された複数のスイッチング素子を制御して、多相電動機の各相に相電流を供給する駆動手段と、多相電動機の各相に供給されている相電流を検出する電流センサと、多相電動機の回転子位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された回転子位置に基づいて、多相電動機に供給する励磁電流成分の指令値及びトルク電流成分の指令値を演算して、駆動手段により多相電動機の各相に相電流させる電流演算手段とを備える。本発明は、上述の課題を解決するために、多相電動機の回転子位置に基づいて任意の励磁電流成分の指令値とする相電流を多相電動機に供給させ、電流センサにより検出された相電流の変化に基づいて、強電接続部の接続不良を判定する判定手段を備える。

本発明によれば、任意の励磁電流成分の指令値とする相電流を多相電動機に供給させた時の相電流の変化に基づいて強電接続部の接続不良の判定をするので、強電接続部が開放していることを検知するセンサを設けなくても、相電流の変化のみで強電接続状態の接続不良を検知することができ、装置のコスト低減を図ることができる。

本発明の実施形態として示す電動機制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態として示す電動機制御装置におけるインバータ装置の内部構成を示す回路図である。 本発明の第１実施形態として示す電動機制御装置の動作手順を示すフローチャートである。 パーキングギアとパーキングポールとの関係を説明する図である。 （ａ）は強電接続部の接続状態が正常であるときの相電流を示す図であり、（ｂ）は強電接続部の接続状態が不良であるときの相電流を示す図である。 強電接続部の接続状態が不良である時における、（ａ）ｄ軸電流の通電前の回転子位置、（ａ）ｄ軸電流の通電後の回転子位置、を示す図である。 本発明の第２実施形態として示す電動機制御装置の動作手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態として示す電動機制御装置は、例えば図１に示すように構成されている。電動機制御装置は、インバータ装置１、直流電源２、リレー回路３、多相電動機としての三相交流モータ４、統合制御装置５を有する。この電動機制御装置は、例えば車両に搭載され、三相交流モータ４により車両が走行するためのトルクを発生させる。

直流電源２は、車両のバッテリ等により構成されている。この直流電源２には、正極母線２１及び負極母線２２を介してリレー回路３が接続されている。

リレー回路３は、統合制御装置５により開閉状態が切り換えられる。リレー回路３は、直流電源２の直流電力をインバータ装置１に供給する場合及びインバータ装置１からの回生電力を直流電源２に供給する場合に、開状態に制御される。

三相交流モータ４は、例えば同期モータを用いることが望ましい。なお、三相交流モータ４は、３相２相変換により、当該三相交流モータ４を励磁する励磁電流成分とトルクを付与するトルク電流成分に従って制御されるモータであれば良い。この三相交流モータ４には、インバータ装置１と３相ハーネス２３，２４，２５を介して接続されている。三相交流モータ４には、インバータ装置１から供給されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応した３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが供給される。

また、三相交流モータ４には、当該三相交流モータ４における回転子位置（モータ絶対角）を検出する位置検出手段としての回転子位置検出器４ａが内蔵されている。回転子位置検出器４ａは、信号線２６を介して回転子位置信号をインバータ制御装置１１に出力する。

統合制御装置５は、車両における図示しないイグニッションスイッチから出力されたイグニッション（ＩＧＮ）信号及び例えばシフトレバーから供給されたギア（シフト）位置信号が供給される。そして、統合制御装置５は、インバータ制御装置１１に対して、現在のギアがパーキング状態であるかを示す信号を供給する。統合制御装置５は、三相交流モータ４を駆動させる時にはリレー回路３に対して正極母線２１と負極母線２２を接続状態又は遮断状態に切り換える制御信号を出力する。

インバータ装置１は、三相交流モータ４の各相に接続された複数のスイッチング素子を制御して、三相交流モータ４の各相に相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを供給する。このインバータ装置１は、当該インバータ装置１による電力変換動作を制御するインバータ制御装置１１を含む。

また、インバータ装置１には、三相交流モータ４と接続される強電接続部としての出力強電コネクタ１３及び３相ハーネス２３，２４，２５が設けられている。このインバータ装置１は、直流電源２からの直流電力がリレー回路３を介して入力強電コネクタ１２により供給される。インバータ装置１は、直流電力を交流電力に変換して、当該交流電力を、出力強電コネクタ１３、３相ハーネス２３，２４，２５を介して三相交流モータ４に供給する。

インバータ装置１は、図２に示すように、直流電源２から正極母線２１及び負極母線２２を介して入力強電コネクタ１２に直流電圧が印加される。また、インバータ装置１は、三相交流モータ４に対して、出力強電コネクタ１３及び３相ハーネス２３，２４，２５を介してＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流を供給する。

このインバータ装置１において、正極母線２１及び負極母線２２と入力強電コネクタ１２とは所定の接続構造によって接続されている。また、インバータ装置１の出力強電コネクタ１３も、所定の接続構造によって３相ハーネス２３，２４，２５と接続されている。入力強電コネクタ１２及び出力強電コネクタ１３は、インバータ装置１の保守・点検時において、作業者により着脱が可能なようになっている。したがって、電動機制御装置は、インバータ装置１の出力強電コネクタ１３及び３相ハーネス２３，２４，２５を含む強電接続部の接続不良を判定するために、後述する接続不良判定処理を行う。

なお、以下に説明する強電接続部の接続判定においては、インバータ装置１と三相交流モータ４との間における強電の接続判定であり、特に３相ハーネス２３，２４，２５、出力強電コネクタ１３の接続判定には限定しないものとする。

インバータ装置１による電力変換動作は、インバータ制御装置１１の制御に従って行われる。インバータ制御装置１１は、３相ハーネス２３，２４，２５に供給するＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流を検出する電流センサ１４を接続される。この電流センサ１４により検出されたＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流は、インバータ制御装置１１に供給される。なお、電流センサ１４は、Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流の全てを検出する必要はなく、２相のみを検出して残りの１相をインバータ制御装置１１により演算させても良い。

インバータ装置１は、正極母線２１と負極母線２２との間に複数のスイッチング素子を有している。インバータ装置１は、Ｕ相の３相ハーネス２３に接続されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、Ｖ相の３相ハーネス２４に接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と、Ｗ相の３相ハーネス２５に接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６とを有する。Ｕ相のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は正極母線２１及び負極母線２２間に直列接続され、Ｖ相のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は正極母線２１及び負極母線２２間に直列接続され、Ｗ相のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６は正極母線２１及び負極母線２２間に直列接続されている。個々のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には、コレクタ・エミッタ間に還流ダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ並列接続されている。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には、駆動回路（駆動手段）Ｓ１〜Ｓ６が接続されている。これら駆動回路Ｓ１〜Ｓ６は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に対して当該スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が導通と遮断の双方の状態を切り換える信号を供給する。正極母線２１及び負極母線２２には、電圧平滑化のためのコンデンサＣが接続されている。

なお、図２には、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としてＩＧＢＴを示したが、ＩＧＢＴに限定するものではなく、電流の通電、遮断の機能を有するものであれば良い。

このような電動機制御装置において、三相交流モータ４を駆動させる場合には、インバータ装置１に含まれるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を駆動させることにより、直流電源２の直流電力を交流電力に変換する。この時、電動機制御装置は、電流センサ１４により三相交流モータ４の各相に供給されている相電流を検出すると共に、回転子位置検出器４ａにより回転子位置を検出する。そして、インバータ制御装置１１は、回転子位置検出器４ａにより検出された回転子位置に基づいて、三相交流モータ４に供給する励磁電流（ｄ軸）成分の指令値及びトルク電流成分（ｑ軸）の指令値を演算する（電流演算手段）。

このとき、インバータ制御装置１１は、三相交流モータ４で発生させるトルク指令値と回転子位置とに基づいて、ベクトル制御用の電流指令値であるｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を演算する。具体的には、インバータ制御装置１１は、トルク指令値と回転子位置とに基づいて、トルク指令値に一致するトルクを三相交流モータ４が出力するためのｄ軸及びｑ軸電流指令値をそれぞれ演算する。

ここで、ｄｑ軸座標系は、三相交流モータ４の機械的な回転速度の整数倍の電気的な回転速度で回転するｄ軸とｑ軸とから成る直交座標系である。三相交流モータ４において、ｄｑ軸座標系はモータ回転に同期して回転する。ｄｑ軸座標系により、三相交流モータ４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して固定子巻線に供給される電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、界磁分電流（ｄ軸電流）とトルク分電流（ｑ軸電流）とに分けてベクトル制御される。そして、インバータ制御装置１１は、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値と、回転子位置と、各相の交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗとに基づいて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御するインバータ駆動信号を駆動回路Ｓ１〜Ｓ６に対して出力する。

このように動作するインバータ装置１において、インバータ制御装置１１は、インバータ装置１乃至三相交流モータ４の強電接続部の接続不良を判定する（判定手段）。このとき、インバータ制御装置１１は、三相交流モータ４の回転子位置に基づいて任意の励磁電流成分（ｄ軸）の指令値とする相電流を三相交流モータ４に供給させ、電流センサ１４により検出された相電流の変化に基づいて、強電接続部の接続不良を判定する。

「接続不良の判定処理」
つぎに、上述した電動機制御装置において、インバータ制御装置１１による接続不良の判定処理を、図３を参照して説明する。

先ずステップＳＴ１において、インバータ制御装置１１及び統合制御装置５が起動している状態で、電動車のギアがパーキング状態になっているか否かを判定する。このとき、統合制御装置５は、イグニッション信号及びギア位置信号を読み込んで、電動車のギアがパーキング状態になっていると判定した場合には、ステップＳＴ２に処理を進める。一方、ギアがパーキング状態となっていない場合には、所定のタイミングごとにこの判定を繰り返すこととなる。

ステップＳＴ２において、インバータ制御装置１１は、回転子位置検出器４ａからモータ絶対角（回転子位置）を取得する。

次のステップＳＴ３において、インバータ制御装置１１は、ステップＳＴ２に取得した三相交流モータ４における回転子の絶対角位置情報（回転子位置）に基づいて、三相交流モータ４の励磁電流成分であるｄ軸電流Ｉｄを任意値［Ａ］とし、トルク電流成分であるｑ軸電流Ｉｑが０［Ａ］とする、励磁電流（ｄ軸）成分の指令値及びトルク電流成分（ｑ軸）の指令値を演算する。そして、インバータ制御装置１１は、演算した励磁電流（ｄ軸）成分の指令値及びトルク電流成分（ｑ軸）の指令値に基づいて、２相３相変換を行って、三相交流モータ４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応したＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流を演算する。そして、インバータ制御装置１１は、リレー回路３を開状態とする。同時にインバータ制御装置１１は、駆動回路Ｓ１〜Ｓ６を制御することによりインバータ装置１のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を開閉制御して、演算したＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流を三相交流モータ４に対して流す。

これにより、インバータ装置１と三相交流モータ４を接続する３相ハーネス２３，２４，２５には、強電接続部に接続不良がなければ、励磁電流（ｄ軸）成分だけの電流が流れる。すなわち、三相交流モータ４にトルクを発生させるようなトルク電流成分（ｑ軸）がない電流が流れる。そして、電動機制御装置は、電流センサ１４により、インバータ制御装置１１により３相ハーネス２３，２４，２５に流した電流を検出する。

次のステップＳＴ４において、インバータ制御装置１１は、３相ハーネス２３，２４，２５に流された３相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうち、略０［Ａ］と検出された相電流が２相以上であるか否かを判定する。

２相以上の電流値が略０［Ａ］である場合には、ステップＳＴ５に処理を進める。このステップＳＴ５において、インバータ制御装置１１は、３相ハーネス２３，２４，２５のうち何れかのハーネスが強電接続不良又は断線していると判定する。

一方、２相以上の電流値が略０［Ａ］ではないと判定した場合には、ステップＳＴ６に処理を進める。このステップＳＴ６において、インバータ制御装置１１は、略０［Ａ］と検出された相電流が１相であるか否かを判定する。略０［Ａ］と検出された相電流が１相ではなく、略０［Ａ］と検出された相電流が０相である場合には、強電接続状態は正常と判定して処理を終了する。一方、略０［Ａ］と検出された相電流が１相であると判定した場合には、ステップＳＴ７に処理を進める。

ステップＳＴ７において、インバータ制御装置１１は、任意値［Ａ］のｑ軸電流を流す。このとき、インバータ制御装置１１は、ｑ軸電流を流すように２相３相変換を行ってＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流を演算して、リレー回路３、駆動回路Ｓ１〜Ｓ６及びスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御する。ｑ軸電流を流す理由は、３相ハーネス２３，２４，２５の接続状態が正常であった場合にも、三相交流モータ４の回転子位置によっては、１相には電流が流れず、残る２相に絶対値が同じで符合が異なる電流が流れる場合があるためである。

このため、ステップＳＴ７においてある相にｑ軸電流Ｉｑを流し、ステップＳＴ８において、当該相に対応するハーネスに電流が流れたか否かを判定する。当該相に対応するハーネスに電流が流れずに再度略０［Ａ］と判定した場合には、ステップＳＴ５に処理を進めて、強電接続不良と判断する。一方、当該相が略０［Ａ］とはならなかった場合には、当該相についての強電接続部は正常であると判定して、処理を終了する。

なお、この接続不良の判定処理は、電動車のギアがパーキング状態にある時に実施されるが、実施するインターバル時間は、任意に変更しても良い。例えば、電動車のイグニッション信号がオンとなる度にステップＳＴ１以降の処理を開始しても良い。また、ギアがパーキング状態に遷移する度にステップＳＴ１以降の処理を開始しても良い。更に、ギアがパーキング状態に入っている時間内で１ｓｅｃごとにステップＳＴ１以降の処理を開始しても良い。

また、この接続不良の判定処理は、電流センサ１４により検出した電流値が略０［Ａ］か否かの判定を行っているが、電流値には誤差が含まれるため、読み取り値は０［Ａ］にはならない場合がある。このため、０［Ａ］という表記は、誤差を含んだ概数０［Ａ］のことである。この誤差分を切り分けられるように、インバータ制御装置１１は、ｄ軸電流Ｉｄやｑ軸電流Ｉｑの指令値を規定する必要がある。

「第１実施形態の効果」
以上詳細に説明したように、本発明の第１実施形態として示す電動機制御装置によれば、電流センサ１４により検出された回転子位置に基づいて三相交流モータ４に供給する励磁電流（ｄ軸）成分の指令値を演算して、当該指令値に応じたｄ軸電流を三相交流モータ４に供給させる。そして、電流センサ１４により検出された相電流の変化に基づいて、強電接続部の接続不良を判定する。

このような電動機制御装置によれば、３相ハーネス２３，２４，２５等が開放していることを検知するセンサを設けなくても、相電流の変化のみで強電接続状態の接続不良を検知することができる。これにより、電動機制御装置によれば、装置のコスト低減を図ることができる。

また、この電動機制御装置によれば、強電接続部の接続不良を判定するときに、励磁電流（ｄ軸）成分の指令値を任意値［Ａ］としトルク電流成分（ｑ軸）の指令値を０［Ａ］にする相電流を三相交流モータ４に供給させる（ステップＳＴ３）。そして、電流センサ１４により検出された多数の相電流のうち所定数以上の相電流が無電流状態であると判定された場合には（ステップＳＴ４：ＹＥＳ）、強電接続部の接続不良であることを判定する。また、電流センサ１４により検出された多数の相電流のうち所定数未満の相電流が無電流状態であると判定された場合には（ステップＳＴ４：ＮＯ）、無電流状態であると判定された相電流が１相であるかを判定し、１相ではない場合には（ステップＳＴ６：ＹＥＳ）、強電接続部が接続不良ではないと判定する。これに対し、１相である場合には（ステップＳＴ６：ＮＯ）、トルク電流成分（ｑ軸）の指令値を任意値［Ａ］にする相電流を三相交流モータ４に供給させ、無電流状態であると判定された１相の相電流が無電流状態ではない場合には（ステップＳＴ８：ＹＥＳ）、強電接続部が接続不良ではないと判定する。また、無電流状態であると判定された１相の相電流が無電流状態である場合には（ステップＳＴ８：ＮＯ）、強電接続部が接続不良であると判定する。

このように、電動機制御装置によれば、相電流の変化のみで強電接続部の接続不良を、確実に検知することができる。

また、この電動機制御装置は、三相交流モータ４の出力軸が、当該電動機制御装置が搭載される電動車のギアに接続され、当該ギアを固定する固定部材（パーキングポール１０２）によりギアが固定されている場合に、強電接続部の接続不良を判定する。これにより、強電接続部の接続不良の判定時に、三相交流モータ４が回転することを回避することができる。

［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態として示す電動機制御装置について説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。

先ず、第２実施形態として示す電動機制御装置による接続不良の判定処理についての原理を説明する。

この接続不良の判定処理は、車両におけるギア状態がパーキング状態であることが望ましい。ここで、図４に、電動車のパーキングギア１０１とパーキングポール１０２の概念図を示す。また、パーキングギア１０１の軸は、三相交流モータ４の出力軸に繋がっている。これらの部品は、パーキングギア１０１がパーキング状態になった場合に、パーキングギア１０１の歯車の間に、パーキングポール１０２が入る。これにより、パーキングギア１０１が回転することを抑え、その結果、タイヤの回転を抑えることができる。

また、図５に、三相交流モータ４に供給する３相の相電流により発生するベクトルをｄｑ軸上に表した図を示す。ここで、回転子の絶対角位置情報（回転子位置）に基づいて、三相交流モータ４の励磁電流成分であるｄ軸電流Ｉｄを任意値［Ａ］とし、トルク電流成分であるｑ軸電流Ｉｑを０［Ａ］とするための３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを供給するとする。

図５（ａ）に示すように、出力強電コネクタ１３とインバータ装置１とが正常に接続されている場合には、３相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗにより形成される発生ベクトルは、ｄ軸方向となっている。これに対し、図５（ｂ）に示すように、出力強電コネクタ１３とインバータ装置１とが正常に接続されていない接続不良時には、例えばＵ相電流Ｉｕが供給されないために３相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗにより形成される発生ベクトルは、ｄ軸方向とはなっていない。この場合では、３相の相電流のうち、Ｕ相電流Ｉｕが接続不良によって流れていないために、２相の相電流Ｉｖ，Ｉｗのみにより形成された発生ベクトルとなる。

このように、電動機制御装置は、強電接続状態の接続正常時の発生ベクトルと、強電接続状態の接続不良時の発生ベクトルとが異なる。電動機制御装置は、この現象を利用して、強電接続部の接続不良を判定する。

この強電接続状態の判定時に、インバータ制御装置１１は、回転子位置検出器４ａにより回転子の絶対角位置（回転子位置）を読み込む。そして、インバータ制御装置１１は、回転子位置に応じて、ｄ軸電流Ｉｄを任意値［Ａ］とし、ｑ軸電流Ｉｑを０［Ａ］とするように設定して、三相交流モータ４に対して３相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを出力する。

ここで、回転子位置検出器４ａにより検出される回転子位置である絶対角位置には、当該回転子位置検出器４ａの構成に起因する固定的な誤差が含まれている。このため、ｑ軸電流Ｉｑが０［Ａ］となるよう設定していても、ｑ軸にも微小の電流Ｉｑが流れたり、回転子位置の読み込み値にばらつきが発生する。このため、回転子位置検出器４ａにより検出する回転子位置を複数回に亘り読み込んで平均化する必要がある。しかしながら、僅かなｑ軸電流Ｉｑでは、三相交流モータ４の持つフリクション（摩擦）の影響で、三相交流モータ４の回転子は変動しない。

ここで、図４に示したように、パーキングギア１０１にパーキングポール１０２が入った状態であっても、パーキングギア１０１とパーキングポール１０２との間には、隙間がある。この隙間は、パーキングポール１０２をパーキングギア１０１に対して移動させるために必要なものである。

パーキングギア１０１がパーキング状態となっている場合において、インバータ制御装置１１は、任意値［Ａ］のｄ軸電流Ｉｄが流れるようにスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を駆動するための信号を駆動回路Ｓ１〜Ｓ６に出力する。この場合、強電接続部に接続不良が発生した場合には、図５に示したように、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗにより形成される発生ベクトルが、所望のｄ軸方向のベクトルとは異なるベクトルとなり、ｑ軸電流が流れる。このため、三相交流モータ４には大きなトルクが発生し、三相交流モータ４は、パーキングギア１０１とパーキングポール１０２との間の隙間だけ回転することになる。この結果、回転子位置検出器４ａにより検出される回転子位置は、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを流す前と、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを流した後とで異なることになる。

つまり、インバータ制御装置１１は、回転子位置の検出値が異なれば、強電接続部に接続不良が発生していると判断できる。強電接続部の接続不良が発生している場合において、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを流す前には、図６（ａ）に示すように、パーキングギア１０１のバックラッシュによる回転子位置の機械角変動範囲αにおける略中央に回転子位置Ｐが存在するとする。この回転子位置Ｐは、回転子位置検出器４ａの検出誤差βの範囲内として、回転子位置検出器４ａによって検出される。

この状態において、強電接続部の接続不良が発生しており、ｄ軸電流Ｉｄを任意値［Ａ］、ｑ軸電流Ｉｑを０［Ａ］とする相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを供給すると、三相交流モータ４にトルクが発生する。この結果、図６（ａ）の回転子位置Ｐと比較して、図６（ｂ）に示すように、回転子位置Ｐがバックラッシュ分だけ回転する。このために、強電接続部の接続不良時に、ｄ軸電流Ｉｄを通電した後には、回転子位置検出器４ａにより検出される回転子位置Ｐが変動する。インバータ制御装置１１は、この回転子位置Ｐの変動を検出して、強電接続部の接続不良を判定する。

なお、パーキングギア１０１及びパーキングポール１０２の構造、回転子位置検出器４ａの精度によって変動するものであるが、機械角変動範囲αは０．１°オーダーであり、回転子位置検出器４ａの検出誤差βは０．０１°オーダーである。したがって、一般的なパーキングギア１０１及びパーキングポール１０２の構成であれば、回転子位置検出器４ａにより検出した回転子位置の変位から、パーキングギア１０１に対してパーキングポール１０２が変位したことを検出することができる。

「接続不良の判定処理」
つぎに、上述した電動機制御装置において、インバータ制御装置１１による接続不良の判定処理を、図７を参照して説明する。

先ずステップＳＴ１において、インバータ制御装置１１及び統合制御装置５が起動している状態で、電動車のギアがパーキング状態になっているか否かを判定する。このとき、統合制御装置５は、イグニッション信号及びギア位置信号を読み込んで、電動車のギアがパーキング状態になっていると判定した場合には、ステップＳＴ１１に処理を進める。一方、ギアがパーキング状態となっていない場合には、所定タイミングごとにこの判定を繰り返すこととなる。

ステップＳＴ１１において、インバータ制御装置１１は、変数ｎを「ｎ＝１」に設定する。この変数は、後述する回転子位置の平均値を演算するためのカウンタ値となる。

ステップＳＴ１２において、インバータ制御装置１１は、回転子位置検出器４ａからモータ絶対角θ１ｎ（回転子位置）を取得する。

次のステップＳＴ１３において、インバータ制御装置１１は、ステップＳＴ１２に取得した三相交流モータ４におけるモータ絶対角θ１ｎに基づいて、三相交流モータ４の励磁電流成分であるｄ軸電流Ｉｄを任意値［Ａ］とし、トルク電流成分であるｑ軸電流Ｉｑを０［Ａ］とする、励磁電流（ｄ軸）成分の指令値及びトルク電流成分（ｑ軸）の指令値を演算する。そして、インバータ制御装置１１は、演算した励磁電流（ｄ軸）成分の指令値及びトルク電流成分（ｑ軸）の指令値に基づいて、２相３相変換を行って、三相交流モータ４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応したＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流を演算する。そして、インバータ制御装置１１は、リレー回路３を開状態とする。同時にインバータ制御装置１１は、駆動回路Ｓ１〜Ｓ６を制御することによりインバータ装置１のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を開閉制御して、演算したＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流を三相交流モータ４に対して流す。

これにより、インバータ装置１と三相交流モータ４を接続する３相ハーネス２３，２４，２５には、強電接続部に接続不良がなければ、所定の期間だけ励磁電流（ｄ軸）成分だけの電流が流れる。すなわち、三相交流モータ４にトルクを発生させるようなトルク電流成分（ｑ軸）がない電流が流れる。そして、インバータ制御装置１１は、回転子位置検出器４ａにより、所定期間だけｄ軸電流を流した後のモータ絶対角θ２ｎを取得する。

次のステップＳＴ１４において、変数ｎが所定値の「１０」よりも大きい値となったか否かを判定する。変数ｎが所定値よりも大きい値となっていない場合にはステップＳＴ１５に処理を進めて、変数ｎをインクリメントして、ステップＳＴ１２以降の処理を繰り返す。一方、変数ｎが所定値よりも大きい値となった場合には、ステップＳＴ１６に処理を進める。

ステップＳＴ１６において、インバータ制御装置１１は、変数ｎの所定値に相当する回数に亘って取得したモータ絶対角θ１ｎの平均値及びモータ絶対角θ２ｎの平均値を算出する。

次のステップＳＴ１７において、インバータ制御装置１１は、ステップＳＴ１６にて算出したモータ絶対角θ１ｎの平均値とモータ絶対角θ２ｎの平均値とが略同一値であるか否かを判定する。モータ絶対角θ１ｎの平均値とモータ絶対角θ２ｎの平均値とが略同一値ではない場合には、ステップＳＴ１８にて、強電接続部の接続不良であると判定する。一方、モータ絶対角θ１ｎの平均値とモータ絶対角θ２ｎの平均値とが略同一値である場合には、そのまま処理を終了する。

このような電動機制御装置は、励磁電流（ｄ軸）成分の指令値を任意値［Ａ］としトルク電流成分（ｑ軸）の指令値を０［Ａ］にする相電流を三相交流モータ４に供給させる前のモータ絶対角θ１ｎ（第１回転子位置）を取得する。その後、電動機制御装置は、励磁電流（ｄ軸）成分の指令値を任意値［Ａ］としトルク電流成分（ｑ軸）の指令値を０［Ａ］にする相電流を三相交流モータ４に供給させた後のモータ絶対角θ２ｎ（第２回転子位置）とを取得する。このモータ絶対角θ１ｎとモータ絶対角θ２ｎとを取得する動作を複数回に亘り行う。そして、電動機制御装置は、当該複数回に亘り取得された第１回転子角度の平均値と第２回転子角度の平均値とが同値と判断される場合に、強電接続部が接続不良であると判定する。

「第２実施形態の効果」
この電動機制御装置によれば、上述した第１実施形態と同様に、３相ハーネス２３，２４，２５等が開放していることを検知するセンサを設けなくても、相電流の変化のみで強電接続状態の接続不良を検知することができる。これにより、電動機制御装置によれば、装置のコスト低減を図ることができる。

また、この電動機制御装置は、三相交流モータ４の出力軸が、当該電動機制御装置が搭載される電動車のギアに接続され、当該ギアを固定する固定部材（パーキングポール１０２）によりギアが固定されている場合に、強電接続部の接続不良を判定する。これにより、強電接続部の接続不良の判定時に、パーキングギア１０１に対してパーキングポール１０２が変位することを利用して、強電接続部の接続不良を判定できる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ インバータ装置
２ 直流電源
３ リレー回路
４ 三相交流モータ
４ａ 回転子位置検出器
５ 統合制御装置
１１ インバータ制御装置
１２ 入力強電コネクタ
１３ 出力強電コネクタ
１４ 電流センサ
２１ 正極母線
２２ 負極母線
２３，２４，２５ ３相ハーネス
２６ 信号線
１０１ パーキングギア
１０２ パーキングポール

Claims (5)

1. 電源と強電接続部を介して接続された多相電動機を駆動する負荷駆動装置において、
   前記多相電動機の各相に接続された複数のスイッチング素子を制御して、前記多相電動機の各相に相電流を供給する駆動手段と、
   前記多相電動機の各相に供給されている相電流を検出する電流センサと、
   前記多相電動機の回転子位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段により検出された回転子位置に基づいて、前記多相電動機に供給する励磁電流成分の指令値及びトルク電流成分の指令値を演算して、前記駆動手段により前記多相電動機の各相に相電流させる電流演算手段と、
   前記多相電動機の回転子位置に基づいて任意の励磁電流成分の指令値とする相電流を前記多相電動機に供給させ、前記電流センサにより検出された相電流の変化に基づいて、前記強電接続部の接続不良を判定する判定手段と
   を備えることを特徴とする負荷駆動装置。
2. 前記判定手段は、前記電流演算手段により演算された励磁電流成分の指令値を任意の値とし前記トルク電流成分の指令値を０にする相電流を前記多相電動機に供給させた場合に、
   前記電流センサにより検出された多数の相電流のうち所定数以上の相電流が無電流状態であると判定された場合には、前記強電接続部の接続不良であることを判定し、
   前記電流センサにより検出された多数の相電流のうち所定数未満の相電流が無電流状態であると判定された場合には、無電流状態であると判定された相電流が１相であるかを判定し、１相ではない場合には前記強電接続部が接続不良ではないと判定し、１相である場合には前記トルク電流成分の指令値を任意の値にする相電流を前記多相電動機に供給させ、前記無電流状態であると判定された１相の相電流が無電流状態ではない場合には前記強電接続部が接続不良ではないと判定し、前記無電流状態であると判定された１相の相電流が無電流状態である場合には前記強電接続部が接続不良であると判定すること
   を特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 前記判定手段は、
   前記電流演算手段により演算された励磁電流成分の指令値を任意の値とし前記トルク電流成分の指令値を０にする相電流を前記多相電動機に供給させる前に前記位置検出手段により検出された第１回転子位置と、前記電流演算手段により演算された励磁電流（ｄ軸）成分の指令値を任意の値とし前記トルク電流成分の指令値を０にする相電流を前記多相電動機に供給させた後に前記位置検出手段により検出された第２回転子位置とを取得する動作を複数回に亘り行い、
   当該複数回に亘り取得された第１回転子角度の平均値と第２回転子角度の平均値とが同値と判断される場合に、前記強電接続部が接続不良であると判定すること
   を特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
4. 前記多相電動機の出力軸が、当該負荷駆動装置が搭載される電動車のギアに接続され、当該ギアを固定する固定部材によりギアが固定されている場合に、前記判定手段により、前記強電接続部の接続不良を判定することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の負荷駆動装置。
5. 電源と接続された多相電動機における強電接続部の接続不良を判定する接続不良判定方法において、
   前記多相電動機の回転子角度を検出し、
   前記検出された回転子角度に基づいて、任意の励磁電流成分の指令値とする相電流を前記多相電動機に供給し、
   前記電流センサにより検出された相電流の変化に基づいて、前記強電接続部の接続不良を判定すること
   を特徴とする接続不良判定方法。

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