特許 6562871 モータ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6562871

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】モータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20190808BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 M

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-95897(P2016-95897)

(22)【出願日】2016年5月12日

(65)【公開番号】特開2017-204942(P2017-204942A)

(43)【公開日】2017年11月16日

【審査請求日】2018年6月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】510123839

【氏名又は名称】オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000626

【氏名又は名称】特許業務法人 英知国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100145241

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 康裕

(72)【発明者】

【氏名】山根 大輝

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 寿夫

【審査官】 遠藤 尊志

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１９０１９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２３９４８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４２− ７／９８

Ｈ０２Ｐ２１／００−２７／１８

Ｈ０２Ｐ ６／００− ６／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータを駆動する駆動用半導体スイッチング素子を有するインバータ回路と、
前記モータと前記インバータ回路の間の通電を遮断する遮断用半導体スイッチング素子を有する遮断回路と、
前記駆動用半導体スイッチング素子の故障を検出する故障検出部と、
前記モータの回転数を検出する回転数検出部と、
前記インバータ回路と前記遮断回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記故障検出部が前記駆動用半導体スイッチング素子の故障を検出した場合に前記駆動用半導体スイッチング素子をオフに制御し、さらに、前記回転数検出部が検出した前記モータの回転数が所定の第１閾値未満の場合に前記遮断用半導体スイッチング素子をオフに制御し、
前記故障検出部が前記駆動用半導体スイッチング素子の故障を検出しない場合において前記モータの駆動を終了する場合、前記駆動用半導体スイッチング素子をオフに制御した後、前記回転数検出部が検出した前記モータの回転数が前記第１閾値より大きい値の第２閾値未満の場合に前記遮断用半導体スイッチング素子をオフに制御する、
モータ制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記故障検出部が前記駆動用半導体スイッチング素子の短絡故障を検出した場合に前記駆動用半導体スイッチング素子をオフに制御することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ制御装置に関し、特に、インバータ回路によりモータを制御するモータ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、インバータ回路によりモータを制御するモータ制御装置において、インバータ回路を構成するスイッチング素子が故障した際の対策に関する技術が知られている。例えば、特許文献１は、スイッチング素子の短絡故障により生ずる閉ループの通電を適切に遮断することを目的としたモータ制御装置を開示する。このモータ制御装置は、モータと、モータを駆動するインバータと、モータとインバータとの間の通電を遮断する電流遮断機構を備える。そして、モータ制御装置は、電流センサによってインバータのハイサイドのスイッチング素子の短絡故障が検知された場合、電流遮断機構による遮断が行われる前にスイッチング素子を全てオンするモータ制御を行う。

【0003】

また、特許文献２は、インバータに異常が発生してアシストを停止した場合に、閉回路が形成されて運転者が意図しない操舵補助力や電磁ブレーキが発生することを、短時間に回避することを目的とした電動パワーステアリング装置を開示する。この電動パワーステアリング装置は、少なくとも操舵トルク及び車速に基づいて電流指令値を演算し、その電流指令値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータの各相にモータ相電流を供給するインバータを備える。そして、この電動パワーステアリング装置は、モータ相電流をモータに供給する各相供給路に第１のＦＥＴ群を設け、インバータの異常が検出されたときに、インバータを構成する第２のＦＥＴ群及び第１のＦＥＴ群をオフにする。

【0004】

また、特許文献３は、簡単な回路構成および制御動作により、フェールセーフ用の半導体スイッチング素子がスパイク電圧により破壊されるのを防止することを目的としたモータ駆動装置を開示する。このモータ駆動装置は、異常を検出した場合に、インバータ回路の各半導体スイッチング素子を全てＯＦＦにし、その後、所定時間が経過した時点で、フェールセーフ回路の各半導体スイッチング素子を全てＯＦＦにする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１５５７０８号公報

【特許文献2】特開２００９−２７４６８６号公報

【特許文献3】特開２０１１−２３９４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

インバータ回路によりモータを駆動し制御するモータ制御装置においては、インバータ回路の半導体スイッチング素子が短絡故障した場合、インバータ回路とモータとの間で、電流の閉ループが形成される。このような場合において、電流遮断用の半導体スイッチング素子をオフした場合、流れている電流量によっては、サージ電圧が発生して半導体スイッチング素子が破壊されてしまうことがある。
そこで、本発明は、インバータ回路によりモータを駆動し制御を行うモータ制御装置において、インバータ回路の半導体スイッチング素子が故障した場合に、他の半導体スイッチング素子が破壊されないようにオフするモータ制御装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、モータを駆動する駆動用半導体スイッチング素子を有するインバータ回路と、モータとインバータ回路の間の通電を遮断する遮断用半導体スイッチング素子を有する遮断回路と、駆動用半導体スイッチング素子の故障を検出する故障検出部と、モータの回転数を検出する回転数検出部と、インバータ回路と遮断回路を制御する制御部と、を備え、制御部は、故障検出部が駆動用半導体スイッチング素子の故障を検出した場合に駆動用半導体スイッチング素子をオフに制御し、さらに、回転数検出部が検出したモータの回転数が所定の第１閾値未満の場合に遮断用半導体スイッチング素子をオフに制御し、故障検出部が駆動用半導体スイッチング素子の故障を検出しない場合においてモータの駆動を終了する場合、駆動用半導体スイッチング素子をオフに制御した後、回転数検出部が検出したモータの回転数が第１閾値より大きい値の第２閾値未満の場合に遮断用半導体スイッチング素子をオフに制御するモータ制御装置が提供される。
これによれば、インバータ回路の半導体スイッチング素子が故障した場合に、他の半導体スイッチング素子が破壊されないようにオフするモータ制御装置を提供することができる。また、インバータ回路の半導体スイッチング素子が故障しない場合にも、適切な閾値を用いることにより迅速に半導体スイッチング素子が破壊されないように半導体スイッチング素子をオフにすることができる。

【0008】

さらに、制御部は、故障検出部が駆動用半導体スイッチング素子の短絡故障を検出した場合に駆動用半導体スイッチング素子をオフに制御することを特徴としてもよい。
これによれば、インバータ回路の半導体スイッチング素子が短絡故障した場合に、他の半導体スイッチング素子が破壊されないようにオフすることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、インバータ回路の半導体スイッチング素子が故障した場合に、他の半導体スイッチング素子が破壊されないようにオフするモータ制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る第一実施例のモータ制御装置を示すブロック図。

【図2】本発明に係る第一実施例のモータ制御装置において正常動作している場合の電流の流れを示す説明図。

【図3】本発明に係る第一実施例のモータ制御装置において正常動作している場合に短絡故障した場合を示す説明図。

【図4】本発明に係る第一実施例のモータ制御装置において短絡故障した場合にインバータ回路の駆動用半導体スイッチング素子をオフにした場合の電流の流れを示す説明図。

【図5】本発明に係る第一実施例のモータ制御装置において短絡故障した場合であってインバータ回路の駆動用半導体スイッチング素子をオフにした場合にモータを手動で回転させられる場合を示す説明図。

【図6】本発明に係る第一実施例のモータ制御装置において短絡故障した場合にインバータ回路の遮断用半導体スイッチング素子をオフにした場合を示す説明図。

【図7】本発明に係る第一実施例のモータ制御装置における制御方法を示すフローチャート。

【図8】本発明に係る第一実施例の変形例のモータ制御装置における制御方法を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施例について説明する。
＜第一実施例＞
図１を参照し、本実施例におけるモータ制御装置１００を説明する。モータ制御装置１００は、モータＭを駆動するインバータ回路１０と、モータＭとインバータ回路１０の間の通電を遮断する遮断回路２０と、インバータ回路１０の故障を検出する故障検出部３０と、モータＭの回転数を検出する回転数検出部４０と、インバータ回路１０と遮断回路２０を制御する制御部５０と、を備える。モータ制御装置１００は、車両のパワーステアリング装置やパワースライドドア（図示せず）などに用いられる３相ブラシレスモータであり、ステアリング操作などに対して補助力を付与する３相のモータＭを駆動および制御する。

【0013】

インバータ回路１０は、モータＭの各相Ｕ／Ｖ／Ｗに対応した相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗを並列に接続して構成されるブリッジ回路１２と、ブリッジ回路１２の各相にＰＷＭ信号（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を出力するインバータ駆動部１１とを有する。インバータ駆動部１１は、制御部５０から制御され、高電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈおよび低電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／ＱｗｌであるモータＭを駆動する駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのオン／オフを駆動する。インバータ駆動部１１は、制御部５０から入力される、他のセンサやＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、図示せず）から得られるステアリングの操舵トルク値やモータＭの回転角などに基づき、適宜デューティ比を算出し、ＰＷＭ信号を出力する。このＰＷＭ信号は、それぞれ、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのゲートに入力されて、ブリッジ回路１２は、直流電源としてのバッテリＢの電力をＰＷＭ制御によって変換し、モータＭへ供給する。

【0014】

ブリッジ回路１２は、電源ラインＬｈを経由してバッテリＢの正極側に接続され、グランドラインＬｌを経由してバッテリＢの負極側に接続（接地）される。ブリッジ回路１２の各相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗは、電源ラインＬｈ側に設けられる高電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈと、グランドラインＬｌ側に設けられる低電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌを直列に有する。本実施例では、高電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈおよび低電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌは、ＭＯＳＦＥＴすなわち金属酸化膜半導体電界効果トランジスタが用いられる。なお、ブリッジ回路１２の接地側には、電流検出器Ｒが設けられている。

【0015】

高電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈは、ドレインが電源ラインＬｈに接続されている。また、高電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈのソースは、低電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌのドレインに接続されている。低電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌのソースは、グランドラインＬｌに接続されている。高電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈおよび低電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌは、インバータ駆動部１１で生成されたＰＷＭ信号がゲートに入力され、ソース−ドレイン間がオン／オフされる。

【0016】

高電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈと低電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌの接続点は、それぞれ、遮断回路２０を介して、モータＭの相Ｕ／Ｖ／Ｗに接続されている。遮断回路２０は、遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ／Ｚｖ／Ｚｗと、制御部５０からの制御信号に基づき遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗのオン／オフを制御する遮断回路駆動部２１を有する。遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗは、各相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗの高電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈと低電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌの接続点にソースを、モータＭの各相Ｕ／Ｖ／Ｗにドレインを接続される。したがって、遮断回路駆動部２１は、その制御により、インバータ回路の各相とモータＭの各相との間を通電したり遮断したりする。なお、本実施例では、遮断用半導体スイッチング素子は３つ備えるが、一時点で少なくとも２つの遮断用半導体スイッチング素子をオンすることによりモータＭに通電できるので、少なくとも２つの遮断用半導体スイッチング素子があればよい。

【0017】

故障検出部３０は、各相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗ内のそれぞれの地点における電圧を検出することにより、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌの故障を検出する。本実施例では、故障検出部３０は、インバータ駆動部１１内に設けられている。インバータ駆動部１１は、故障検出部３０のために、インバータ駆動部１１から電源ラインＬｈにおける電圧を検出する電源ライン検出端子Ｖｈと、グランドラインＬｌにおける電圧を検出するグランドライン検出端子Ｖｌと、高電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈと低電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌの接続点における各相の中間電圧検出端子Ｖｕｍ／Ｖｖｍ／Ｖｗｍを有する。それぞれの端子が各地点における電圧を検出することで、各相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗ内における電圧の差を検出でき、これにより、各地点の間に存する駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌの故障を検出できる。

【0018】

たとえば、インバータ駆動部１１が駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈをオフに制御したにも拘わらず、相回路Ｃｕの中間電圧検出端子Ｖｕｍが検出した電圧と電源ライン検出端子Ｖｈが検出した電圧が同程度であれば、故障検出部３０は、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈが短絡故障したと判断できる。また、同様に、インバータ駆動部１１が駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈをオンに制御したにも拘わらず、相回路Ｃｕの中間電圧検出端子Ｖｕｍが検出した電圧と電源ライン検出端子Ｖｈが検出した電圧が大きく異なる場合には、故障検出部３０は、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈが切断故障したと判断できる。

【0019】

回転数検出部４０は、モータＭの回転軸の回転数を公知の方法により検出するものであればよい。回転数検出部４０は、遮断回路駆動部２１にその検出した回転数を伝達する。また、制御部５０は、上述したように、他のセンサやＥＣＵから得られる情報に基づいてインバータ駆動部１１を介して駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌを制御する。さらに、それと共に、制御部５０は、後述するように、故障検出部３０が検出した故障の情報に基づいてインバータ駆動部１１を介して駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌを制御すると共に、遮断回路駆動部２１を介して遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗを制御する。なお、制御部５０は、ＣＰＵとメモリを備えるマイクロコンピュータにより構成される。

【0020】

図２〜図６を参照し、モータ制御装置１００における各半導体スイッチング素子の制御方法について説明する。図２は、モータ制御装置１００において正常動作している場合であって、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｖｈと駆動用半導体スイッチング素子Ｑｗｌがオンであり、他の駆動用半導体スイッチング素子がオフである場合の電流の流れ（点線）を示す。なお、正常動作している場合なので、遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗは、すべてオン状態である。

【0021】

リレーＲＹをオンにすると、バッテリＢから電源ラインＬｈを経由してブリッジ回路１２に電流が流れ始める。高電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈの中では駆動用半導体スイッチング素子Ｑｖｈがオンなので、相回路Ｃｖに電流が流れる。また、低電位側半導体スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌの中では駆動用半導体スイッチング素子Ｑｗｌがオンなので、モータＭのＶ相からＷ相に電流が流れ、駆動用半導体スイッチング素子ＱｗｌとグランドラインＬｌを経由して、グランドへ至る。

【0022】

この場合において、中間電圧検出端子Ｖｖｍが検出する電圧は、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｖｈの電圧降下分を入れても、電源ライン検出端子Ｖｈが検出する電圧とほぼ同程度の電圧である。また、たとえば、中間電圧検出端子Ｖｕｍが検出する電圧は、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈがオフなので、電源ライン検出端子Ｖｈが検出する電圧に比して低い電圧となる。

【0023】

この状態において、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈが短絡故障した場合を図３に示す。本図に示すような短絡故障が発生すると、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈに電流が流れ、中間電圧検出端子Ｖｕｍが検出する電圧は、電源ライン検出端子Ｖｈが検出する電圧とほぼ同じ電圧を検出することになる。しかし、制御部５０は駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈをオフに制御しているので、故障検出部３０は、中間電圧検出端子Ｖｕｍの電圧が電源ライン検出端子Ｖｈの電圧とほぼ同じ電圧であることにより、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈにおいて短絡故障が発生したことを検出する。

【0024】

故障検出部３０が駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかで故障を検出すると、制御部５０は、安全を考慮しモータＭの動作を停止するためにすべての駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌをオフに制御する。また、リレーＲＹも開状態となることで、モータ制御装置１００は、バッテリＢからは電気的に切り離される。図４は、その状態を示している。この状態では、ブリッジ回路１２とモータＭの間で閉回路が形成される。本図では、モータＭのＵ相およびＷ相と、ブリッジ回路１２の間で閉回路が形成されている状態を示している。

【0025】

この場合、閉回路は、相回路Ｃｕ内の短絡故障した駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ、遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ、モータＭのＵ相、Ｗ相、遮断用半導体スイッチング素子Ｚｗ、相回路Ｃｗ内の駆動用半導体スイッチング素子Ｑｗｈ内の寄生ダイオード、電源ラインＬｈを通って駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈに戻る閉回路である。このような閉回路においては、モータＭの回転数が高い場合に電流を遮断しようとすると、流れている電流量によっては、サージ電圧が発生して半導体スイッチング素子が破壊される場合がある。また、図５に示すように、モータＭが駆動するハンドルやスライドドアなどを人により操作されて、モータＭに外力Ｆが付加されたような場合には、さらに閉回路に流れる電流が増加する場合もある。このような場合に、電流を遮断しようとすると、さらに半導体スイッチング素子が破壊される可能性が増えてしまう。

【0026】

しかし、モータＭの回転数が小さくなれば、閉回路を流れる電流も小さくなるので、半導体スイッチング素子が破壊されることはなくなる。そこで、制御部５０は、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌをオフに制御し閉回路を形成した後、回転数検出部４０が検出したモータＭの回転数が所定の閾値（第１閾値）未満になった場合に、図６に示すように遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗをオフに制御する。なお、所定の閾値（第１閾値）とは、その回転数未満であれば、半導体スイッチング素子が破壊されることがない事前に確認し設定された値である。そうすると、モータＭの逆起電力などにより流れようとする電流はあるものの（点線）、形成していた閉回路が遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ／Ｚｗにより遮断されても、かかる所定の閾値未満の回転数であれば逆起電力により生ずる電圧も高くないため、サージ電圧が発生しても半導体スイッチング素子の破壊に至ることはない。

【0027】

このように、インバータ回路１０の駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかが故障した場合に、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌをオフに制御し、その後、回転数検出部４０が検出したモータＭの回転数が所定の第１閾値未満になった場合に遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗをオフに制御すれば、半導体スイッチング素子が破壊されることがなくなる。

【0028】

なお、本実施例では短絡故障を例に説明したが、開放故障が発生した場合であっても、制御部５０は同じように制御する。モータＭの回転数が高い場合にはこれにより発生する逆起電力も高く、接続されたブリッジ回路１２に流れようとする電流が大きいため半導体スイッチング素子が破壊される場合があるからである。また、以上においては、Ｕ相とＷ相が電流経路となる場合について説明したが、Ｗ相とＶ相、Ｕ相とＶ相が電流経路となる場合も同様である。

【0029】

図７を参照し、モータ制御装置１００の制御方法を説明する。なお、フローチャートにおけるＳはステップを意味する。遮断回路駆動部２１は、Ｓ１００において、制御部５０の制御信号に基づき遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗをオンに制御し、モータＭの駆動を準備する。そして、インバータ駆動部１１は、Ｓ１０２において、制御部５０の制御信号に基づきブリッジ回路１２の各駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌを駆動し、モータＭを回転させる。

【0030】

インバータ駆動部１１がブリッジ回路１２を駆動し始めたら、故障検出部３０は、Ｓ１０４において、中間電圧検出端子Ｖｕｍ／Ｖｖｍ／Ｖｗｍなどの電圧を検出することにより、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかに短絡故障が起きていないか否かを検査する。故障が起きなければ、モータ制御装置１００は、所謂正常時として、Ｓ１０２とＳ１０４を繰り返す。

【0031】

駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかに短絡故障が発生した場合、インバータ駆動部１１は、Ｓ１０６において、制御部５０の制御信号に基づきブリッジ回路１２の各駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌをすべてオフに制御する。次いで、回転数検出部４０は、Ｓ１０８において、モータＭの回転数を検出し、その回転数が所定の閾値（第１閾値）未満になったか否かを検査し、その所定の閾値以上である場合はその閾値未満になるまで待ち続ける。

【0032】

回転数検出部４０が検出したモータＭの回転数がその所定の閾値未満となった場合、すなわち、ここで遮断用半導体スイッチング素子をオフにしてもこれらの半導体スイッチング素子を破壊しない電圧となった場合、遮断回路駆動部２１は、Ｓ１１０において、制御部５０の制御信号に基づき遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗをオフに制御し、モータＭの駆動を完全に停止する。これによれば、インバータ回路１０の半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかが故障した場合に、他の半導体スイッチング素子が破壊されないようにオフするモータ制御装置１００を提供することができる。

【0033】

また、モータ制御装置１００は、図８に示すように、故障が発生しない正常時においてモータＭの駆動を終了する場合にも、同様に制御することができる。遮断回路駆動部２１は、Ｓ２００において、制御部５０の制御信号に基づき遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗをオンに制御し、モータＭの駆動を準備する。そして、インバータ駆動部１１は、Ｓ２０２において、制御部５０の制御信号に基づきブリッジ回路１２の各駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌの駆動を開始し、モータＭを回転させ始める。

【0034】

インバータ駆動部１１がブリッジ回路１２を駆動し始めたら、故障検出部３０は、Ｓ２０４において、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかに故障が起きていないか検査するために、中間電圧検出端子Ｖｕｍ／Ｖｖｍ／Ｖｗｍなどの電圧を検出する異常検出処理を行う。制御部５０は、Ｓ２０６において、インバータ駆動部１１の駆動をオフに制御して停止してよいか否かの検査を行う。ここで、インバータ駆動部１１の駆動をオフに制御してよい場合とは、故障検出部３０がＳ２０４において駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかに故障が起きたことを検出した場合、または、制御部５０が、イグニションがオフされるなど正常な状態でモータＭの駆動を終了する場合などである。

【0035】

制御部５０がＳ２０６においてインバータ駆動部１１の駆動をオフに制御してよい場合ではない場合は、モータ制御装置１００は、所謂正常時として、Ｓ２０４とＳ２０６を繰り返す。駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかに故障が発生した場合、または、正常な状態でモータＭの駆動を終了する場合、インバータ駆動部１１は、Ｓ２０８において、制御部５０の制御信号に基づきブリッジ回路１２の各駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌをすべてオフに制御し、駆動を停止する。

【0036】

制御部５０は、Ｓ２１０において、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかに故障が発生した場合か、正常な状態でモータＭの駆動を終了する場合か、いずれの理由でインバータ駆動部１１の駆動をオフにすることになったのかを検査する。その理由が駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかに故障が発生したことであった場合、回転数検出部４０は、Ｓ２１２において、モータＭの回転数を検出し、その回転数が所定の閾値（第１閾値）未満になるか否かを検査し、その所定の閾値以上である場合はその閾値未満になるまで待ち続ける。

【0037】

また、その理由が正常な状態でモータＭの駆動を終了することであった場合、回転数検出部４０は、Ｓ２１６において、モータＭの回転数を検出し、その回転数が所定の閾値（第２閾値）未満になるか否かを検査する。そして、その所定の閾値以上である場合は、故障検出部３０は、Ｓ２１８において、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかに故障が起きていないか検査するために、中間電圧検出端子Ｖｕｍ／Ｖｖｍ／Ｖｗｍなどの電圧を検出して、Ｓ２１０に戻り、再度いずれの理由でインバータ駆動部１１の駆動をオフにすることになったのかを検査する。これにより、モータＭの回転数が高速であっても故障が発生した場合には、早期にモータＭの駆動を停止することができる。

【0038】

なお、正常な状態でモータＭの駆動を終了する場合における所定の閾値（第２閾値）は、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌのいずれかに故障が発生した場合における所定の閾値（第１閾値）より大きい。これは、ブリッジ回路１２が正常な状態でモータＭの駆動を終了する場合は逆起電力がブリッジ回路１２で吸収できる割合が多いので、比較的高い回転数の時に遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗをオフに制御しても半導体スイッチング素子が破壊されることがないからである。

【0039】

そして、故障が発生した場合なのかまたは正常な状態で終了する場合なのかのいずれかに適したモータＭの回転数の閾値に基づき、その閾値未満になった場合には、遮断回路駆動部２１は、Ｓ２１４において、制御部５０の制御信号に基づき遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗをオフに制御し、モータＭの駆動を完全に停止する。すなわち、制御部５０は、故障検出部３０が駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌの故障を検出しない場合においてモータＭの駆動を終了する場合、駆動用半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌをオフに制御した後、回転数検出部４０が検出したモータＭの回転数が第１閾値より大きい値の第２閾値未満の場合に遮断用半導体スイッチング素子Ｚｕ〜Ｚｗをオフに制御する。これによれば、インバータ回路１０の半導体スイッチング素子Ｑｕｈ〜Ｑｗｌが故障しない場合にも、適切な閾値を用いることにより迅速に半導体スイッチング素子が破壊されないように半導体スイッチング素子をオフにすることができる。

【0040】

なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。

【符号の説明】

【0041】

１００ モータ制御装置
１０ インバータ回路
１１ インバータ駆動部
１２ ブリッジ回路
Ｑｕｈ、Ｑｖｈ、Ｑｗｈ、Ｑｕｌ、Ｑｖｌ、Ｑｗｌ 駆動用半導体スイッチング素子
Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗ 相回路
Ｌｈ 電源ライン
Ｌｌ グランドライン
Ｖｕｍ／Ｖｖｍ／Ｖｗｍ 中間電圧検出端子
Ｖｈ 電源ライン検出端子
Ｖｌ グランドライン検出端子
２０ 遮断回路
２１ 遮断回路駆動部
Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗ 遮断用半導体スイッチング素子
３０ 故障検出部
４０ 回転数検出部
５０ 制御部
Ｍ モータ
Ｂ バッテリ
Ｃ コンデンサ
ＲＹ リレー
Ｒ 電流検出器
Ｆ 外力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】