JP2021019398A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御対象とするモータに関連する故障の兆候を精度良く検出する。【解決手段】モータ制御装置１は、モータ２の駆動を制御するものであって、制御状態取得部１０、パラメータ取得部１１および兆候判定部１３を備える。制御状態取得部１０は、モータ２の制御状態を取得する。パラメータ取得部１１は、モータ２の駆動時に得られる各種のパラメータのうちモータ２およびモータ２の負荷である燃料ポンプ３の一方または双方の異常の兆候を判定するために必要なものを取得する。兆候判定部１３は、制御状態取得部１０により取得された制御状態の特徴を考慮したうえで、パラメータ取得部１１により取得されたパラメータに基づいてモータ２および燃料ポンプ３の一方または双方の異常の兆候を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータの駆動を制御するモータ制御装置に関する。

車両のユーザや整備者が車両に搭載された各機器に関する故障確定時期などを把握することができれば、それらの故障確定前に該当する機器を交換または修理することが可能となり、路上故障などを未然に防止することができる。そこで、従来、このような要望に応えるため、車両に搭載された各機器の故障の兆候を検出する技術が考えられている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１８９７８８号公報

例えば、車両に搭載された各機器として、内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプの駆動源として機能するモータの故障の兆候を検出することを考えた場合、従来技術では、次のような課題があった。すなわち、従来技術では、モータや燃料ポンプの動作状態を加味したうえで故障の兆候を検出するようになっていない。そのため、従来技術では、モータや燃料ポンプの制御状態に応じて検出のためのパラメータの変動が大きくなり、誤検出が生じるおそれがあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御対象とするモータに関連する故障の兆候を精度良く検出することができるモータ制御装置を提供することにある。

請求項１に記載のモータ制御装置は、モータの駆動を制御するものであって、制御状態取得部（１０）、パラメータ取得部（１１）および兆候判定部（１３、２５）を備える。制御状態取得部は、モータの制御状態を取得する。パラメータ取得部は、モータの駆動時に得られる各種のパラメータのうちモータおよびモータの負荷の一方または双方の異常の兆候を判定するために必要なものを取得する。

前述したように、このようなパラメータは、モータの制御状態に応じて変動が大きくなる可能性がある。しかし、上記構成では、兆候判定部は、制御状態取得部により取得された制御状態の特徴を考慮したうえで、パラメータ取得部により取得されたパラメータに基づいてモータおよび負荷の一方または双方の異常の兆候を判定するようになっている。したがって、上記構成によれば、モータの制御状態にかかわらず、モータに関連する故障の兆候を精度良く検出することができるという優れた効果が得られる。

第１実施形態に係るモータ制御装置の構成を模式的に示す図 第１実施形態に係る様々な予兆モードについて各種のパラメータの制御状態毎の変動状況などを表す図 第１実施形態に係るモータの制御状態を説明するためのタイミングチャート 第１実施形態に係る制御部による処理の具体例を模式的に示す図 第１実施形態に係る兆候判定部による処理の具体例を模式的に示す図 第１実施形態に係る予兆判定の具体例１を説明するためのタイミングチャート 第１実施形態に係る予兆判定の具体例２を説明するためのタイミングチャートその１ 第１実施形態に係る予兆判定の具体例２を説明するためのタイミングチャートその２ 第１実施形態に係る予兆判定の具体例２を説明するためのタイミングチャートその３ 第１実施形態に係る予兆判定の具体例３を説明するための図であり、誘起電圧の波形を模式的に示す図 第１実施形態に係る予兆判定の具体例３を説明するための図であり、正常時および劣化時における誘起電圧の傾きを示す図 第２実施形態に係るモータ制御装置の構成を模式的に示す図 第２実施形態に係る兆候判定の第１適用例を説明するためのタイミングチャート 第２実施形態に係る兆候判定の第２適用例を説明するためのタイミングチャート 第２実施形態に係る兆候判定の第３適用例を説明するためのタイミングチャート

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１〜図１１を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態のモータ制御装置１は、車両に搭載されるものであり、同じく車両に搭載されるモータ２の駆動を制御する。モータ２は、内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプ３の駆動源として機能するものであり、例えば三相のブラシレスモータである。電子制御装置４は、同じく車両に搭載されるものであり、車両のアクセルペダルの踏み込み量、車両の速度などに基づいて内燃機関であるエンジンに必要な燃料の流量、燃料の圧力などの目標値を算出する。なお、本明細書では、電子制御装置のことをＥＣＵと称することがある。

ＥＣＵ４は、このような目標値の算出結果に基づいて、モータ制御装置１およびインジェクタなどの各種アクチュエータを統合的に制御することにより、最適なエンジン状態での動作を実現する。モータ制御装置１は、ＥＣＵ４との間で通信を行い、ＥＣＵ４から与えられる指令などに基づいて、モータ２の駆動を制御する。モータ制御装置１は、駆動回路５、制御部６、データ蓄積部７、判定部８などを備えている。モータ制御装置１は、外部から端子Ｐ１、Ｐ２を介して与えられる電源電圧＋Ｂの供給を受けて動作する。

駆動回路５は、例えば三相のインバータ回路を含む構成であり、制御部６から与えられる制御信号Ｓａに基づいて、モータ２を駆動するための三相の駆動信号、具体的にはＵ相、Ｖ相およびＷ相の駆動信号を生成する。駆動回路５により生成された三相の駆動信号は、それぞれ端子Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を介してモータ２の各端子に与えられ、これにより、モータ２が駆動される。駆動回路５は、モータ２に流れる電流、つまり負荷電流を検出する機能を有している。駆動回路５は、負荷電流の検出値を表す検出信号Ｓｂを制御部６へ出力する。

制御部６は、駆動制御部９、制御状態取得部１０、パラメータ取得部１１およびデータ送信部１２を備えている。この場合、駆動制御部９は、モータ２の駆動をセンサレスで駆動する。そのため、駆動制御部９は、モータ２の各相のコイルに誘起される誘起電圧を取得し、その誘起電圧に基づいてモータ２のロータの回転位置、回転速度などを検出する。なお、本明細書では、回転速度のことを回転数と称することがある。駆動制御部９は、ＥＣＵ４から与えられる指令信号Ｓｃ、上述した各種の検出値などに基づいて、制御信号Ｓａを生成して駆動回路５へ出力する。

制御状態取得部１０は、駆動制御部９により生成される制御信号Ｓａなどに基づいて、モータ２の制御状態を取得する。モータ２の制御状態としては、主に、停止状態、加速状態、定速状態（定常状態）、減速状態などが挙げられる。なお、本明細書では、モータ２の制御状態が、停止状態であるときを停止時、加速状態であるときを加速時、定速状態（定常状態）であるときを低速時（定常時）、減速状態であるときを減速時と称することがある。

パラメータ取得部１１は、モータ２の駆動時に得られる各種のパラメータのうち、モータ２およびモータ２の負荷である燃料ポンプ３の一方または双方の異常の兆候を判定するために必要なものを取得する。パラメータ取得部１１が取得するパラメータとしては、例えば、電源電圧、電源電流、燃料ポンプの回転数、モータ２の回転数、負荷電圧（印加電圧）、負荷電流、還流時間、誘起電圧、加速時間および減速時間などが挙げられる。パラメータ取得部１１は、制御部６の内部でやり取りされる各種のデータや信号、前述した各種の検出値、図示しない外部のセンサなどから与えられる各種の検出値などに基づいて上記各パラメータを取得する。

データ送信部１２は、制御状態取得部１０により取得された制御状態を表すデータと、パラメータ取得部１１により取得されたパラメータを表すデータとを紐付けた、つまり制御状態とパラメータとを対応付けたデータＤａをデータ蓄積部７へ送信する。データＤａは、例えば、加速時の負荷電流を表すデータ、定常時の負荷電流を表すデータ、加速時の印加電圧を表すデータ、定常時の印加電圧を表すデータといったものとなる。データ蓄積部７は、制御部６から与えられるデータＤａを蓄積する。

判定部８は、兆候判定部１３および異常判定部１４を備えている。兆候判定部１３は、データ蓄積部７に蓄積されたデータを定期的に分析し、その分析結果に基づいて、モータ２および燃料ポンプ３の一方または双方の異常の兆候を判定する。すなわち、兆候判定部１３は、制御状態取得部１０により取得された制御状態の特徴を考慮したうえで、パラメータ取得部１１により取得されたパラメータに基づいて上記した異常の兆候を判定する。

ここで言う「異常の兆候」とは、モータ２または燃料ポンプ３の劣化に伴うものだけでなく、モータ２または燃料ポンプ３の特性変化に伴うものも含む。なお、本明細書では、異常の兆候のことを予兆と称することがある。この場合、兆候判定部１３は、制御状態毎に、その特徴に応じて個別に判定閾値を設定するようになっている。そして、兆候判定部１３は、制御状態取得部１０により取得された制御状態に対応する判定閾値と、パラメータ取得部１１により取得されたパラメータとを比較することにより予兆を判定する。

また、兆候判定部１３は、特定の制御状態において他の制御状態に対し判定閾値とパラメータとの差が拡大するような異常の兆候を判定する際、モータ２の制御状態が特定の制御状態であるときにパラメータ取得部１１により取得されたパラメータに基づいて予兆を判定することができる。兆候判定部１３は、このような予兆判定の結果を車両のユーザなどに報知するための予兆報知処理を実行する。予兆報知処理としては、モータ制御装置１が単独で行うこともできるし、モータ制御装置１およびＥＣＵ４が協働して行うこともできる。

異常判定部１４は、モータ２の異常を判定する。モータ２の異常としては、過電圧、過電流、配線、端子などのショート、モータロック、回転数異常（高回転、低回転）などが挙げられる。異常判定部１４は、前述した各種の検出値などに基づいて、これらの異常を判定する。異常判定部１４は、異常判定の結果、何らかの異常が検出されると、その旨を表す検出信号Ｓｄを出力することにより制御部６に異常を通知する。制御部６の駆動制御部９は、検出信号Ｓｄを受信すると、モータ２を安全に停止させるための制御信号Ｓａを生成して出力する。

つまり、本実施形態では、駆動制御部９は、異常判定部１４による判定結果に基づいてモータ２の駆動について制限を加えるための処理を実行する制限処理部としての機能を有する。なお、モータ２の駆動について制限を加えるための処理としては、モータ２の駆動を停止する処理に限らず、モータ２の駆動（回転数など）を抑制するための処理でもよいし、モータ２を起動させないような処理でもよい。このような異常判定部１４および駆動制御部９の動作により、モータ制御装置１およびモータ２を保護するための保護機能が実現される。この場合、保護機能としては、前述した各種の異常からの保護、つまり、過電圧保護、過電流保護、ショート保護、モータロック保護、高回転保護、低回転保護などが挙げられる。

上述した予兆としては、様々なものが存在する。それら予兆モードとして、代表的なものは、例えば図２に示すようなものとなる。すなわち、予兆モードは、燃料ポンプ３に関連するものと、モータ２に関連するものと、に大別される。燃料ポンプ３に関連する予兆モードとしては、ポンプ室に異物が侵入する「ポンプ室異物」、インペラが膨れたり反ったりする「インペラ膨潤・反り」、ポンプ室が摩耗する「ポンプ室摩耗」、ベーパロックが生じる「ベーパロック」などが挙げられる。

なお、ポンプ室異物は、侵入した異物の大きさなどに応じて「ポンプ室異物（一発）」と「ポンプ室異物（蓄積）」とに分けられる。また、ベーパロックは、流量の高低に応じて「ベーパロック（低流量）」と「ベーパロック（高流量）」とに分けられる。一方、モータ２に関連する予兆モードとしては、マグネットが膨れる「マグネット膨潤」、コアが腐食する「コア腐食」、マグネットが腐食する「マグネット腐食」、軸受が腐食する「軸受腐食」、軸受が摩耗して軸受がロックする「軸受摩耗→軸受ロック」などが挙げられる。

これら予兆モードのそれぞれについて、どのパラメータがどのように変動するのか、また、その変動はどのような制御状態のときに現れるのか、さらには、どのような制御状態のときに変動が顕著に現れるのか、などは、図２に示す通りとなる。なお、図２において、検出メカニズムとなるデータは、前述した各種のパラメータに相当するものであるが、その内訳として、モータパラメータと制御データとが存在する。この場合、モータパラメータは実際の値を表しており、制御データは出力される値または検出された値を表している。また、制御状態の欄において、丸印は、その制御状態のときにパラメータの変動が現れることを意味し、二重丸印は、その制御状態のときにパラメータの変動が顕著に現れることを意味している。

例えば、「インペラ膨潤・反り」の場合、回転数が低下し、負荷トルク、電源電流、負荷電圧、負荷電流および還流時間が増加し、加速時間に遅れが生じ、減速時間が短縮される。「インペラ膨潤・反り」における上記変動は、定常時に現れるとともに、加速時および減速時に顕著に現れる。「マグネット腐食」の場合、回転数および誘起電圧が低下し、負荷トルク、電源電流、負荷電圧、負荷電流および還流時間が増加し、加速時間に遅れが生じ、減速時間が短縮される。「マグネット腐食」における上記変動は、定常時に現れるとともに、加速時および減速時に顕著に現れる。

「ポンプ室摩耗」の場合、回転数が増加し、負荷トルク、電源電流、負荷電圧、負荷電流および還流時間が低下し、加速時間が短縮され、減速時間に遅れが生じる。「ポンプ室摩耗」における上記変動は、加速時、定常時および減速時に顕著に現れる。「ベーパロック」の場合、回転数が増加し、負荷トルク、電源電流、負荷電圧、負荷電流および還流時間が低下し、加速時間が短縮され、減速時間に遅れが生じる。「ベーパロック」における上記変動は、加速時、定常時および減速時に顕著に現れる。

図２に示すように、例えば、負荷電流が増加する予兆モードは様々存在するが、他のパラメータの変動状況、データの変化時間、どの制御状態のときに変動が顕著に現れるか、などを総合的に考慮すれば、予兆モードの切り分けを行うことができる。また、図２に示すように、誘起電圧に変動が生じる予兆モードは、「マグネット膨潤」、「コア腐食」および「マグネット腐食」の３つだけであり、いずれもモータ２に関連するものである。したがって、誘起電圧に変動が生じた場合、それはモータ２に関連する予兆モードであると確実に判断することができる。このように、各パラメータの変動状況、どの制御状態のときに変動が顕著に現れるかなどに基づいて、どの予兆モードであるのかを概ね判断することができる。

次に、上記構成の作用について図３〜図１１を参照して説明する。
［１］モータ２の制御状態
図３に示すように、駆動制御部９は、モータ制御装置１に対する電源がオフからオンに転じた時点、つまり電源が投入された時点ｔ１において、モータ２の駆動を開始する（始動）。時点ｔ１において、モータ２の回転数の目標値が所望する値に設定され、これに伴い、負荷電流、モータ２の実際の回転数および印加電圧が増加に転じる。これらの値は、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間、増加し続ける。このような時点ｔ１から時点ｔ２までの期間は、加速状態（加速時）に相当する。

時点ｔ２においてモータ２の実際の回転数が目標値に達すると、その後から時点ｔ３までの期間、負荷電流、回転数および印加電圧は、一定の値に維持される。このような時点ｔ２から時点ｔ３までの期間は、定速状態（低速時）に相当する。その後、時点ｔ３において、モータ２の回転数の目標値がゼロに設定され、これに伴い、負荷電流、モータ２の実際の回転数および印加電圧が減少に転じる。

これらの値は、時点ｔ３から時点ｔ４までの期間、減少し続ける。このような時点ｔ３から時点ｔ４までの期間は、減速状態（減速時）に相当する。時点ｔ４においてモータ２の実際の回転数がゼロになると、その後は負荷電流、回転数および印加電圧は、ゼロに維持される。このような時点ｔ４以降の期間は、停止状態（停止時）に相当する。

［２］制御部６による処理
制御部６により実行される処理の流れは、例えば図４に示すようなものとなる。なお、制御部６は、このような処理を所定のタイミングで繰り返し実行するようになっている。図４に示すように、ステップＳ１１０では、モータ２の制御状態が判断される。ステップＳ１２０では、各種のパラメータが取得される。ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０で判断された制御状態と、ステップＳ１２０で取得されたパラメータと、が対応付けられたデータＤａが生成されて出力される。

［３］兆候判定部１３による処理
兆候判定部１３により実行される処理の流れは、例えば図５に示すようなものとなる。なお、兆候判定部１３は、このような処理を所定のタイミングで繰り返し実行するようになっている。図５に示すように、ステップＳ２１０では、データ蓄積部７に蓄積されたデータの分析が行われる。

ステップＳ２２０では、ステップＳ２１０での分析結果に基づいて判定閾値が設定される。具体的には、ステップＳ２２０では、各パラメータについて、制御状態毎に、その特徴に応じて個別に判定閾値が設定される。ステップＳ２３０では、各パラメータについて、ステップＳ２２０で設定された判定閾値との比較により、予兆が判定される。ステップＳ２４０では、予兆判定の結果が外部に報知（通知）される。

［４］予兆判定の具体例１
具体例１は、負荷電流の増加、印加電圧の増加、加速時間の遅れが発生する予兆モード、つまり「ポンプ室異物（蓄積）」、「インペラ膨潤・反り」、「マグネット腐食」、「軸受腐食」などに対応する。図６に示すように、モータ２や燃料ポンプ３が異物や反りなどにより劣化しているときである劣化時には、このような劣化が生じていない正常時に比べ、加速時における負荷電流が増加する傾向がある。また、劣化時は、正常時に比べ、加速によって回転数が所望する値に達するまでの時間である加速時間が遅延し、定常時における印加電圧が増加する。なお、図６〜図９では、劣化時のパラメータ（負荷電流、回転数および印加電圧）を一点鎖線で示し、正常時のパラメータを実線で示している。

ただし、劣化時であっても、モータ２が一度スムーズに回転し始めると、異物が排除されたり、反りが削れたりする。そうすると、劣化時であっても、定常時における負荷電流は、定常時と大きく変わらなくなる可能性があり、負荷電流に基づく予兆判定が難しくなるおそれがある。また、劣化時であっても、加速時におけるモータ２の印加電圧は、正常時と大きく変わらない。そのため、具体例１では、負荷電流に関しては、加速時のデータだけを用いて予兆判定が行われるとともに、印加電圧に関しては、定常時のデータだけを用いて予兆判定が行われる。

負荷電流の増加を判断する際の基準は、例えば、モータ制御装置１を含むシステムが最初に起動されたときに検出された負荷電流の値が用いられる。このような値は、劣化などが生じていない正常時における値と同様の値であると考えられるためである。このような値に基づいて判定閾値が設定され、加速時における負荷電流の値が判定閾値を超えたか否かに基づいて予兆判定が行われる。なお、印加電圧の増加を判断する際の基準などについても、これと同様である。負荷電流の値および印加電圧の値は、燃料の種類などの環境に応じて変化するおそれがある。本実施形態では、このような変化に起因する誤判定を防止するため、上述したように、相対的な基準に基づいて予兆判定を行うようにしている。

［５］予兆判定の具体例２
具体例２は、負荷電流の低下、印加電圧の低下、加速時間の短縮が発生する予兆モード、つまり「ベーパロック」、「ポンプ室摩耗」などに対応する。図７などに示すように、モータ２や燃料ポンプ３が空転しているときである劣化時には、このような劣化が生じていない正常時に比べ、定常時における負荷電流が低下する傾向がある。なお、劣化時は、正常時に比べ、加速時における負荷電流も低下する傾向があるが、加速時（起動時）では、図８に示すように、空転状態から空転が解消された状態に移行する可能性もあり、加速時における負荷電流の低下による予兆判定は難しい。

なお、加速時において、空転状態から空転が解消された状態に移行する理由は、次の通りである。すなわち、燃料ポンプ３に接続される配管やタンクが空である場合、起動時、つまり加速時において、燃料ポンプ３およびモータ２は、空転と同様の動作となる。そのため、加速時、配管などの内部が液体である燃料で満たされるまでの間は、負荷が軽くなり、それにより負荷電流および印加電圧が正常時に比べて低い値を示すことになる。その後、配管などの内部に燃料が供給されて満たされていくにつれ、負荷が重くなり、それにより負荷電流および印加電圧が正常時と同様の値を示すようになる。このようなことから、加速時、空転状態、正確には空転状態と同様の状態から、空転が解消された状態に移行する可能性がある。

以上の通りであるから、具体例２では、負荷電流および印加電圧に関しては、定常時のデータだけを用いて予兆判定が行われる。例えば、図７に示すように、初期から継続して空転状態が生じているケースでは、劣化時の負荷電流および印加電圧が、加速時および定常時を通じて、正常時に比べて低い値を示すとともに、加速時間が正常時に比べて短縮される。したがって、このようなケースについては、定常時における負荷電流および印加電圧などに基づいて、予兆モードを正しく判定することができる。

また、図８に示すように、初期には空転状態（と同様の状態）が生じているものの、加速時の途中で空転状態が解消するケースでは、劣化時の負荷電流および印加電圧は、加速時には正常時に比べて低い値を示すものの、定常時には正常時と同様の値を示している。したがって、このようなケースについても、定常時における負荷電流および印加電圧などに基づいて、予兆モードを正しく判定することができる。

また、図９に示すように、初期には空転状態は生じていないものの、定常時の途中で空転状態が生じるケースでは、劣化時の負荷電流および印加電圧は、加速時から定常時の途中までは正常時と同様の値を示すものの、定常時の途中からは正常時に比べて低い値を示している。したがって、このようなケースについても、定常時における負荷電流および印加電圧などに基づいて、予兆モードを正しく判定することができる。

［５］予兆判定の具体例３
具体例３は、誘起電圧の低下が発生する予兆モード、つまり「コア腐食」、「マグネット腐食」などに対応するものであり、図１０および図１１を参照して説明する。なお、図１０は、三相のモータ２に対して１２０°通電が行われる場合における誘起電圧の波形の一例を示している。また、図１０では、正常時の波形を実線で示し、劣化時において正常時と異なる部分の波形を破線で示している。

図１０に示すように、コア腐食、マグネット腐食などが生じている劣化時には、このような劣化が生じていない正常時に比べ、誘起電圧の傾き（変化率）が小さくなる箇所が存在する。そのため、図１１に示すように、劣化時における誘起電圧の傾きは、正常時に比べ、小さい値を示すようになる。そのため、具体例３では、このような誘起電圧の傾きに基づいて、予兆判定が行われる。

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態のモータ制御装置１は、モータ２の制御状態を取得する制御状態取得部１０と、モータ２の駆動時に得られる各種のパラメータのうちモータ２および燃料ポンプ３の劣化を判定するために必要なものを取得するパラメータ取得部１１と、兆候判定部１３と、を備える。上記した通り、各種のパラメータは、モータ２の制御状態に応じて変動が大きくなる可能性がある。そこで、本実施形態では、兆候判定部１３は、制御状態取得部１０により取得された制御状態の特徴を考慮したうえで、パラメータ取得部１１により取得されたパラメータに基づいてモータ２および燃料ポンプ３の一方または双方の異常の兆候を判定するようになっている。したがって、本実施形態によれば、モータ２の制御状態にかかわらず、モータ２に関連する故障の兆候を精度良く検出することができるという優れた効果が得られる。

兆候判定部１３は、制御状態毎に、その特徴に応じて個別に判定閾値を設定しており、制御状態取得部１０により取得された制御状態に対応する判定閾値とパラメータ取得部１１により取得されたパラメータとを比較することにより、兆候を判定するようになっている。前述したように、各種のパラメータの変動は、モータ２の制御状態に応じて異なるものとなる可能性がある。そのため、上述したように制御状態毎に個別に判定閾値を設定して兆候を判定するようにすれば、制御状態毎のパラメータの変動を適切に捉えることが可能となり、その結果、予兆判定の精度が向上するという効果が得られる。

兆候判定部１３は、特定の制御状態において他の制御状態に対し判定閾値とパラメータとの差が拡大するような兆候を判定する際、モータ２の制御状態が特定の制御状態であるときにパラメータ取得部１１により取得されたパラメータに基づいて兆候を判定するようになっている。例えば、具体例１では、加速時における負荷電流が正常時に比べて増加する増加する傾向がある異常の兆候を判定している。つまり、具体例１では、加速時が特定の制御状態に相当し、加速時において他の制御状態に対し判定閾値と負荷電流との差が拡大するような異常の兆候を判定対象としている。そして、具体例１では、加速時における負荷電流に基づいて兆候を判定する。

また、具体例１では、定常時における印加電圧が正常時に比べて増加する傾向がある異常の兆候を判定している。つまり、具体例１では、定常時が特定の制御状態に相当し、定常時において他の制御状態に対し判定閾値と印加電圧との差が拡大するような異常の兆候を判定対象としている。そして、具体例１では、定常時における印加電圧に基づいて兆候を判定する。このようにすれば、異常の兆候が生じている際、パラメータと判定閾値との差が拡大することから、誤判定が生じ難くなり、その結果、予兆判定の精度が一層向上するという効果が得られる。

例えば、具体例２では、定常時における負荷電流および印加電圧が正常時に比べて低下する傾向がある異常の兆候を判定している。つまり、具体例２では、定常時が特定の制御状態に相当し、定常時において他の制御状態に対し判定閾値と負荷電流および印加電圧との差が拡大するような異常の兆候を判定対象としている。そして、具体例２では、定常時における負荷電流および印加電圧に基づいて兆候を判定する。このようにすれば、異常の兆候が生じている際、パラメータと判定閾値との差が拡大することから、誤判定が生じ難くなり、その結果、予兆判定の精度が一層向上するという効果が得られる。

本実施形態のモータ制御装置１は、モータ２の異常を判定する異常判定部１４を備えている。そして、モータ制御装置１が備える駆動制御部９は、異常判定部１４による判定結果に基づいてモータ２の駆動を停止するための処理を実行する停止処理部として機能する。このような構成によれば、モータ２、ひいては燃料ポンプ３に異常が生じた際には、モータ２の駆動を安全に停止させることができ、その結果、前述したような各種の保護機能を実現することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図１２〜図１５を参照して説明する。
図１２に示すように、本実施形態のモータ制御装置２１は、第１実施形態のモータ制御装置１に対し、制御部６に代えて制御部２２を備えている点、判定部８に代えて判定部２３を備えている点などが異なる。制御部２２は、制御部６が備える構成に加え、モード切替部２４を備えている。

モード切替部２４は、駆動制御部９によるモータ２の駆動の制御に関する２つのモードである通常モードおよび判定用モードの切り替えを行う。通常モードは、駆動制御部９が外部のＥＣＵ２から与えられる制御指令である指令信号Ｓｃに従ってモータ２の駆動を制御するモードである。判定用モードは、パラメータ取得部１１により取得される各種のパラメータのうち少なくとも１つが通常モード時における値とは異なる値となるように、駆動制御部９がモータ２の駆動を制御するモードである。なお、通常モード時における値とは異なる値とするパラメータとしては、例えば、回転数、負荷電流、印加電圧などを挙げることができる。

モード切替部２４は、例えばＥＣＵ２から送信される切替指令など、外部から与えられる切替信号に基づいて判定用モードへの切り替えを行うように構成することができる。また、モード切替部２４は、予め定められた所定の切替タイミングにおいて判定用モードへの切り替えを行うように構成することができる。上記した切替タイミングとしては、兆候判定がし易いタイミングとすればよく、例えば、モータ制御装置２１に対する電源投入後、車両の状態が安定した後且つ定常時の任意の時点とすることができる。

判定部２３は、判定部８に対し、兆候判定部１３に代えて兆候判定部２５を備えている点などが異なる。兆候判定部２５は、基本的な機能は兆候判定部１３と同様である。ただし、兆候判定部２５は、モード切替部２４により判定用モードに切り替えられている期間において兆候の判定を行うようになっている。

次に、上記構成による兆候判定の具体的な適用について説明する。
［１］第１適用例
図１３に示すように、第１適用例では、定常時の途中の時点ｔａにおいて判定用モードへの切り替えが行われるようになっている。なお、図１３および図１４では、劣化時のパラメータ（負荷電流および印加電圧）を点線で示し、正常時のパラメータを実線で示している。この場合、判定用モードに切り替えられると、回転数の目標値が定常値よりも高い値に設定され、これに伴い、負荷電流、モータ２の実際の回転数および印加電圧が増加に転じる。

その後、モータ２の実際の回転数が定常値よりも高い目標値に達すると、その状態が所定期間だけ維持される。そして、その所定期間が経過した時点ｔｂにおいて、モータ２の回転数の目標値が定常値に設定し直される。兆候判定部２５は、このように判定用モードに設定された時点ｔａから時点ｔｂの間の期間Ｔａにおいて得られる各種のパラメータなどに基づいて兆候の判定を行う。このように、第１適用例では、モータ２の定常状態において強制的に回転数を増加させ、変化量の高い点で、劣化などの兆候を捉えるようになっている。

［２］第２適用例
図１４に示すように、第２適用例では、第１適用例と同様、定常時の途中の時点ｔａにおいて判定用モードへの切り替えが行われるようになっている。この場合、判定用モードに切り替えられると、回転数の目標値が定常値よりも低い値に設定され、これに伴い、負荷電流、モータ２の実際の回転数および印加電圧が低下に転じる。

その後、モータ２の実際の回転数が定常値よりも低い目標値に達すると、その状態が所定期間だけ維持される。そして、その所定期間が経過した時点ｔｂにおいて、モータ２の回転数の目標値が定常値に設定し直される。兆候判定部２５は、このように判定用モードに設定された時点ｔａから時点ｔｂの間の期間Ｔａにおいて得られる各種のパラメータなどに基づいて兆候の判定を行う。このように、第２適用例では、モータ２の定常状態において強制的に回転数を低下させ、変化量の高い点で、劣化などの兆候を捉えるようになっている。

［３］第３適用例
図１５に示すように、第３適用例では、モータ２の駆動が開始される時点ｔ１以前の、つまり始動以前の時点ｔｃにおいて判定用モードへの切り替えが行われるようになっている。なお、モータ２の駆動が停止された時点ｔ４以降の、つまり停止移行の時点において判定用モードへの切り替えを行うことも可能である。この場合、判定用モードに切り替えられると、回転数の目標値が定常値よりも低い値に設定される。なお、この場合、回転数の目標値を定常値よりも高い値に設定するようにしてもよい。

これに伴い、負荷電流、モータ２の実際の回転数および印加電圧が低下に転じる。その後、モータ２の実際の回転数が定常値よりも低い目標値に達すると、その状態が所定期間だけ維持される。そして、その所定期間が経過した時点ｔｄにおいて、モータ２の回転数の目標値がゼロに設定される。兆候判定部２５は、このように判定用モードに設定された時点ｔｃから時点ｔｄの間の期間Ｔｂにおいて得られる各種のパラメータなどに基づいて兆候の判定を行う。このように、第３適用例では、モータ２の始動前または停止後の任意のタイミングで所定の動作を実行させて、劣化などの兆候を捉えるようになっている。

以上説明したように、本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、モード切替部２４によりパラメータの少なくとも１つが通常モード時における値とは異なる値となるようにモータ２の駆動を制御する判定用モードに切り替えられたうえで、兆候判定部２５による兆候判定が行われるようになっている。そのため、本実施形態によれば、第１適用例および第２適用例において説明したように、例えば強制的に回転数を増加または低下させて、変化量の高い点で、劣化などの兆候を捉えることができ、その結果、兆候判定の精度を高めることができる。

第１適用例のように回転数を増加する場合、その増加量を多くするほど兆候判定の精度を高められるが、回転数の増加量は装置の仕様などに応じた制約の範囲でしか行うことができない。これに対し、第２適用例のように回転数を低下させる場合、このような制約を受けることなく回転数の低下量を多くすることができるため、モータ２の動作条件などによっては、第１適用例よりも第２適用例のほうが兆候判定の精度が高められる。このように、第１適用例および第２適用例は、それぞれにメリットがあるため、モータ制御装置２１としては、モータ２の動作条件などに応じて、これら２つの適用例を切り替えて使用できるようにするとよい。

なお、通常のモータ２の駆動時に回転数を強制的に増加または低下した場合、特性に影響を及ぼす可能性がある。また、そもそも、通常のモータ２の駆動時に回転数を強制的に増加または低下することが困難なケースも考えられる。本実施形態の第３適用例によれば、このような場合であっても、モータ２の始動前または停止後の任意のタイミングで判定用モードに切り替えて兆候判定を行うことができるため、兆候判定の精度を高めることができる。

また、本実施形態の第１適用例および第２適用例では、モータ制御装置２１に対する電源投入後、車両の状態が安定した後且つ定常時の途中の時点ｔａを判定用モードへの切替タイミングとしている。なお、車両の状態が安定したかどうかは、マフラー、オイルの温度などから判断することができる。このようにすれば、車両の状態が安定しつつ且つモータ２の回転数が安定していることから、兆候の判定にもばらつきが生じ難くなり、その結果、誤判定の可能性を低く抑えて判定精度を高めることができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
本発明は、燃料ポンプ３の駆動源として機能するモータ２の駆動を制御するモータ制御装置１、２１に限らず、各種のモータの駆動を制御するモータ制御装置全般に適用することができる。

兆候判定部１３、２５は、モータ２に関連する各種の環境情報のうち少なくとも１つの情報をも考慮して兆候を判定するようにしてもよい。各種の環境情報としては、気温、燃温、燃圧、エンジン回転数、エンジン噴射量、燃料の種類、燃料の量、エンジンの状態（アイドリング中、Ｆ／Ｃ中など）などが挙げられる。また、環境情報を考慮した判定としては、例えば環境情報に応じて判定閾値を変化させることなどが挙げられる。このようにすれば、モータ２や燃料ポンプ３に働く負荷、変化などを想定して一層精度の高い兆候判定を実施することが可能となる。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

１、２１…モータ制御装置、２…モータ、３…燃料ポンプ、９…駆動制御部、１０…制御状態取得部、１１…パラメータ取得部、１３、２５…兆候判定部、１４…異常判定部、２４…モード切替部。

Claims (9)

1. モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、
   前記モータの制御状態を取得する制御状態取得部（１０）と、
   前記モータの駆動時に得られる各種のパラメータのうち前記モータおよび前記モータの負荷の一方または双方の異常の兆候を判定するために必要なものを取得するパラメータ取得部（１１）と、
   前記制御状態取得部により取得された前記制御状態の特徴を考慮したうえで、前記パラメータ取得部により取得された前記パラメータに基づいて前記モータおよび前記負荷の一方または双方の異常の兆候を判定する兆候判定部（１３、２５）と、
   を備えるモータ制御装置。
2. 前記兆候判定部は、
   前記制御状態毎に、その特徴に応じて個別に判定閾値を設定しており、
   前記制御状態取得部により取得された前記制御状態に対応する前記判定閾値と前記パラメータ取得部により取得された前記パラメータとを比較することにより、前記兆候を判定する請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記兆候判定部は、
   特定の前記制御状態において他の前記制御状態に対し前記判定閾値と前記パラメータとの差が拡大するような前記兆候を判定する際、前記モータの前記制御状態が前記特定の制御状態であるときに前記パラメータ取得部により取得された前記パラメータに基づいて前記兆候を判定する請求項２に記載のモータ制御装置。
4. さらに、
   前記モータの異常を判定する異常判定部（１４）と、
   前記異常判定部による判定結果に基づいて前記モータの駆動について制限を加えるための処理を実行する制限処理部（９）と、
   を備える請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
5. さらに、外部から与えられる制御指令に従って前記モータの駆動を制御する通常モードと、前記パラメータの少なくとも１つが前記通常モード時における値とは異なる値となるように前記モータの駆動を制御する判定用モードとを切り替えるモード切替部（２４）を備え、
   前記兆候判定部（２５）は、前記モード切替部により前記判定用モードに切り替えられている期間において前記兆候を判定する請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
6. 前記モード切替部は、外部から与えられる切替信号に基づいて前記判定用モードへの切り替えを行う請求項５に記載のモータ制御装置。
7. 前記モード切替部は、予め定められた所定の切替タイミングにおいて前記判定用モードへの切り替えを行う請求項５に記載のモータ制御装置。
8. 前記兆候判定部は、前記モータに関連する各種の環境情報のうち少なくとも１つの情報をも考慮して前記兆候を判定する請求項１から７のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
9. 前記モータは、内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプの駆動源として機能するものである請求項１から８のいずれか一項に記載のモータ制御装置。

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