JP6755763B2

JP6755763B2 - ２軸型インバータ装置

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Publication number: JP6755763B2
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Inventors: 明生中島
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Description

この発明は、電気自動車における左右の駆動輪をそれぞれ駆動する２台のモータ等を駆動する２軸型インバータ装置に関し、特にそのＲＤコンバータの異常検出と冗長化に関する。

電気自動車において、走行用のモータの駆動には、車両全体の統括制御を行うＥＣＵ（ＶＣＵとも称される）の下位に接続されるインバータ装置が用いられる。インバータ装置は、バッテリの直流電流を３相交流電流に変換するインバータで構成される駆動回路、およびモータの回転を監視してモータの出力や効率化の制御を行うモータ制御回路で構成される。
このようなインバータ装置として、インホイールモータ駆動装置を用いるなど、左右の駆動輪を個別に駆動するモータを備えた電気自動車では、左右のモータの駆動回路およびモータ制御回路を１つの筐体内に備えた２軸型インバータ装置が用いられる。２軸型インバータ装置では、左右のモータに対するモータ制御回路は、一般的に１つのマイコンに設けられる。

図８は、２軸型インバータ装置の基本構造である。インバータ装置１０１内のマイコンからなるモータ制御手段２１は、ＥＣＵ（ＶＣＵ）からの指令に基づき、左右それぞれのモータ駆動回路２２を制御して各モータ４を駆動する。その際、モータ４の回転位置をレゾルバ２５で検出し、ＲＤコンバータ（レゾルバ／デジタルコンバータ）１Ａ，１Ｂを用いてモータ制御回路２１に取り込む。ＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂは、レゾルバ２５のアナログの回転位置信号を制御回路に取り込むためのインターフェースであり、ＲＤＣと略称される場合がある。モータ４の回転位置の検出には、他の種々の回転検出器の使用が可能であるが、回転検出精度等に優れることから、レゾルバがよく用いられる。

ＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂはインバータ装置１０１内での重要部品であり、故障の場合、車両動作ができないなど、重大な問題となる。そのため、故障検出や、冗長回路の提案がされている（例えば、特許文献１〜３）。特許文献２，３は、分解能の違うレゾルバを複数個取り付け、精度、信頼度を上げる。

特開１９９７−０７２７５８号公報特開１９９９−０６４０３９号公報特開２００１−０８２９８２号公報

特許文献１では、ＲＤコンバータの冗長回路として、マイコンのＡＤコンバータ入力を使用している。この構成は、マイコンの処理速度にもよるが、減速機つきのインホイールモータシステムで使用するような、高回転数のモータの場合には処理が追いつかず適さない。さらに、場合によっては、ＲＤコンバータの故障か、ＡＤコンバータの故障かが判断できない。

したがって、高回転数のモータの場合にはバックアップ用もＲＤコンバータを使用することになるが、モータ１台に対し、高価なＲＤコンバータが２個必要になるうえに、回転位置データを比較して差異があっても、どちらのＲＤコンバータが故障したか判断できない場合が多い。そのため、せっかく故障時に、バックアップ用に切替えるように準備してあっても、切替の判断ができない。

図９は、常時監視回路つきとした２軸型インバータの提案例である。左右のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂにそれぞれ並列に監視用ＲＤコンバータ１Ｄ，１Ｄを備える。並列に並んだ２台のＲＤコンバータ１Ａと１Ｄ、１Ｂと１Ｄの回転位置データの比較で、差異がなければ、両方のＲＤコンバータは正常と判断する。差異があれば、どちらかが故障と判断する。差異の判断基準は、たとえばＲＤコンバータの許容誤差の２倍に安全率を掛けたもの等で決める。それぞれのＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂ，１Ｄには自己診断機能があるため、その診断で問題があった場合は、そのＲＤコンバータの使用は止める。
しかし、同図のような左右のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂにそれぞれ並列に監視用ＲＤコンバータ１Ｄ，１Ｄを備える場合、上記のようにＲＤコンバータの個数が多くなってコスト高になるうえ、どちらのＲＤコンバータも自己診断で正常な場合、どちらが故障したかの判断が困難という問題点ある。

なお、上記の例は、電気自動車に用いられる２軸型インバータ装置の場合であるが、電気自動車の他の機器に用いられるモータを制御する２軸型インバータ装置においても、上記と同様な課題がある。

この発明の目的は、１台の監視用のＲＤコンバータの追加で２台の主使用のＲＤコンバータのいずれが異常であるかを特定する異常判断が行え、かつ異常である場合に前記監視用のＲＤコンバータによる代替でモータ駆動を続けることができ、さらに前記主使用のＲＤコンバータの励磁回路および検出回路のいずれの異常かが判断できて、そのいずれが異常であるかに応じた代替が行える２軸型インバータ装置を提供することである。

この発明の２軸型インバータ装置は、それぞれインバータを有し２台のモータ４，４を駆動する２つの駆動回路２２，２２と、これら駆動回路２２，２２を制御するモータ制御回路２１と、前記各モータ４，４の回転を検出する２つのレゾルバ２５，２５と、これらレゾルバ２５，２５の検出信号をディジタル化して前記モータ制御回路２１に入力する２つの主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂとを有する２軸型インバータ装置であって、
前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂとは別に設けられてディジタル化出力を前記モータ制御回路２１に入力する監視用のＲＤコンバータ１Ｃと、この監視用のＲＤコンバータ１Ｃに前記２つのレゾルバ２５，２５の検出信号を切り替えて入力可能な検出側の切替スイッチ２８と、前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃが出力する励磁信号と前記２つの主使用のＲＤコンバータ２５，２５が出力する２つの励磁信号とをそれぞれ切替えて前記２つのレゾルバ２５，２５に入力可能な励磁側の２つの切替スイッチ３１とを備える。

この構成によると、監視用のＲＤコンバータ１Ｃと切替スイッチ２８とを設け、２台のモータ４，４のレゾルバ２５，２５の検出信号を前記切替スイッチ２８によって切り替えて前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃに入力可能としたため、ＲＤコンバータの追加台数を１台としながら、２台の主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂのいずれが異常であるかを特定して異常診断が行え、かつ異常である場合に前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃによる代替でモータ駆動を続けることができる。
また、前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃが出力する励磁信号を、前記２つの主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂが出力する２つの励磁信号とそれぞれ切替えて前記２つのレゾルバ２５，２５に入力可能な励磁側の２つの切替スイッチ３１，３１を有するため、さらに前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの励磁回路３および検出回路２のいずれの異常であるかが判断できて、そのいずれが異常であるかに応じた代替が行える。
このように、簡単な構成の追加でＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの励磁回路３および検出回路２のいずれが異常であるかを区別して確実な異常判断が行え、しかも異常である場合にも、その励磁回路３および検出回路２の異常に対応した代替を行ってモータ４，４の駆動を続行することができる。

この発明において、前記２つの主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂおよび前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃは、いずれも、前記励磁信号を生成して出力する励磁回路３と、入力された前記検出信号をディジタル化する検出回路２と、入力された検出信号から自己のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂ，１Ｃが異常であるか否かを診断する自己診断手段３２とを有するようにしても良い。
自己診断手段３２を有する場合、モータ制御回路２１での異常判断が容易であり、この発明における検出側および励磁側の切替スイッチ２８，３１を設けることで、監視用のＲＤコンバータ１Ｃで代替を行わせる構成による効果を、より簡単に得ることができる。

前記自己診断手段３２を有する場合に、スイッチ切替部２９ａ、異常判断部２９ｂ、および使用ＲＤコンバータ切替部２９ｃを有する逐次監視切替手段２９を前記モータ制御回路２１に備え、
前記スイッチ切替部２９ａは、前記検出側および励磁側の切替スイッチ２８，３１を定められた規則に従って交互に切り替え、この切り替えの組み合わせの形態として、前記励磁側の切替スイッチ３１につき、いずれか一方の前記主使用のＲＤコンバータ２Ａ，２Ｂの励磁信号が前記一方のレゾルバ２５に入力される切替状態であって、かつ検出側の切替スイッチ２８につき、前記一方のレゾルバ２５の検出信号が前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃに入力される切替状態である組み合わせ切替形態と、監視用のＲＤコンバータ１Ｃの励磁信号が前記レゾルバ２５に入力される切替状態であって、かつこのレゾルバ２５の検出信号が前記一方の主使用のＲＤコンバータに入力される切替状態である組み合わせ切替形態とを含み、
前記異常判断部２９ｂは、前記検出側および励磁側の切替スイッチ２８，３１の各組み合わせ切替形態における前記各ＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの前記自己診断手段３２の診断結果の組み合わせによって前記主使用および監視用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂ，１ＣのうちのいずれのＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおける、前記検出回路２および前記励磁回路３のいずれが異常であるかを判断し、
前記使用ＲＤコンバータ切替部２９ｃは、前記異常判断部２９ｂの異常判断の結果に応じて、定められた規則に基づき、前記ＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの診断時を除く通常の前記モータ４の運転時に、前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃの前記検出回路２および前記励磁回路３が個別に前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの前記検出回路２および前記励磁回路３に代替されるように、前記スイッチ切替部２９ａによる前記検出側および励磁側の切替スイッチ２８，３１の組み合わせ切替形態の選択、および前記モータ２５の運転に用いる前記検出回路２Ａ，２Ｂ，２Ｃの選択を行うようにしても良い。

なお、前記スイッチ切替部２９ａによる基本となる組み合わせ切替形態は、前記励磁側の切替スイッチ３１につき、前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの励磁信号が前記レゾルバ２５，２５に入力される切替状態であって、かつ検出側の切替スイッチ２８についても、前記レゾルバ２５，２５の検出信号が前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂに入力される切替状態である。

このような機能の逐次監視切替手段２９を備えることで、この発明の１台の監視用のＲＤコンバータ１Ｃの追加で２台の主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂのいずれが異常であるかを特定する異常判断が行え、かつ異常である場合に前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃによる代替でモータ４の駆動を続けることができ、さらに前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの励磁回路および検出回路のいずれの異常かが判断できて、そのいずれが異常であるかに応じた代替が行えるという作用、効果を得ることが具体的に実現でされる。

この発明において、前記モータ制御回路２１にＲＤコンバータが１個内蔵されたマイコン（マイクロコンピュータ）が用いられ、前記内蔵されたＲＤコンバータが前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃであっても良い。
ＲＤコンバータが１個内蔵されたマイコンを上記のように用いることで、この発明の２軸型インバータ装置の構成が簡素となる。

この発明において、前記モータ制御回路２１にＲＤコンバータが２個内蔵されたマイコンが用いられ、これら内蔵された２つのＲＤコンバータが前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂであり、前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃが前記マイコンに対して外付けであっても良い。
ＲＤコンバータが２個内蔵されたマイコンを上記のように用いることで、この発明の２軸型インバータ装置の構成がより簡素となる。

この発明において、前記２台のモータ４，４が電気自動車における左右の車輪５２，５２をそれぞれ駆動するモータであっても良い。
この発明の２軸型インバータ装置２０を電気自動車に適用した場合、主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂに異常が発生しても、安全な場所に退避するまで取り合えず走行を続けることができ、走行の安全性が向上する。

この発明の２軸型インバータ装置は、それぞれインバータを有し２台のモータを駆動する２つの駆動回路と、これら駆動回路を制御するモータ制御回路と、前記各モータの回転を検出する２つのレゾルバと、これらレゾルバの検出信号をディジタル化して前記モータ制御回路に入力する２つの主使用のＲＤコンバータとを有する２軸型インバータ装置であって、前記主使用のＲＤコンバータとは別に設けられてディジタル化出力を前記モータ制御回路に入力する監視用のＲＤコンバータと、この監視用のＲＤコンバータに前記２つのレゾルバの検出信号を切り替えて入力可能な検出側の切替スイッチと、前記監視用のＲＤコンバータが出力する励磁信号と前記２つの主使用のＲＤコンバータが出力する２つの励磁信号とをそれぞれ切替えて前記２つのレゾルバに入力可能な励磁側の２つの切替スイッチとを備えるため、１台の監視用のＲＤコンバータの追加で２台の主使用のＲＤコンバータのいずれが異常であるかを特定する異常判断が行え、かつ異常である場合に前記監視用のＲＤコンバータによる代替でモータ駆動を続けることができ、さらに前記主使用のＲＤコンバータの励磁回路および検出回路のいずれの異常かが判断できて、そのいずれが異常であるかに応じた代替が行える。

この発明の第１の実施形態に係る２軸型インバータ装置を搭載した電気自動車の一例の概念構成を示す説明図である。同実施形態に係る２軸型インバータ装置の概念構成の概略を示すブロック図である。同２軸型インバータ装置が備えるＲＤコンバータおよびその解析対象のレゾルバの概念構成の説明図である。同２軸型インバータ装置におけるＲＤコンバータおよびその冗長化のための各手段につき概念構成を簡略化して示したブロック図である。同２軸型インバータ装置におけるＲＤコンバータおよびその冗長化のための各手段につき概念構成を具体化して示したブロック図である。この発明の他の実施形態に係る２軸型インバータ装置の概念構成の概略を示すブロック図である。この発明のさらに他の実施形態に係る２軸型インバータ装置の概念構成の概略を示すブロック図である。従来の２軸型インバータ装置の基本構成を示すブロック図である。２軸型インバータ装置の常時監視型とした提案例に係る冗長化構成例のブロック図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１は電気自動車の概念構成を示す。この電気自動車は、車両５１の後部の左右の車輪５２，５２が、電動のモータ４，４により個別に駆動される駆動輪とされ、前輪となる車輪５３，５３が転舵装置６によって転舵される従動輪となる後輪２輪駆動車である。前記モータ４は、車輪用軸受およびこのモータ４の回転を車輪５２に減速して伝える減速機（いずれも図示せず）と共にインホイールモータ駆動装置５を構成する。前記モータ４は、インホイールモータ駆動装置５とせずに、車両５１のシャーシ（図示せず）上に搭載し、ドライブシャフトを介して車輪２に駆動を伝えるオンボード形式としても良い。前記モータ４は、永久磁石型同期モータ等の３相の交流モータとされている。各車輪５２，５３に対してブレーキ７が設けられている。

制御系を説明する。車両５１の全体を統括制御する手段として、ＥＣＵ（電気制御ユニット）８が設けられている。ＥＣＵ８は、ＶＣＵ（車両制御ユニット）とも称される。ＥＣＵ８は、アルセルペダル等のアクセル操作手段９の操作量であるアクセル入力と、ブレーキペダル等のブレーキ操作手段１０の操作量であるブレーキ入力と、ステアリングハンドル等の操舵操作手段１１の操舵量である操舵入力が入力され、これらアクセル入力、ブレーキ入力、および操舵入力から、定められた規則に従って前記左右のモータ４，４を駆動するトルク指令を２軸型インバータ装置２０に出力する。

２軸型インバータ装置２０は、前記左右のモータ４，４を、前記左右のトルク指令に応じて個別に駆動する装置であり、バッテリ１２を電源として用いる。２軸型インバータ装置２０は、２つのモータ４，４を駆動および制御する手段が１つの筐体（図示せず）等に収められているインバータ装置であり、２つの独立したインバータ装置が１つの筐体に収められた形式であっても良い。バッテリ１２は、車両５１の全体の電源として用いられる。

図２に示すように、前記２軸型インバータ装置２０は、左右のモータ４，４を駆動する２つの駆動回路２２，２２と、これらの駆動回路２２，２２を制御する１つのモータ制御回路２１とを備える。各駆動回路２２はパワー回路であり、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子のブリッブ回路等で構成されてバッテリ１２の直流電力をモータ４の駆動用の３相の交流電力に変換するインバータと、このインバータの前記半導体スイッチング素子の開閉制御をパルス幅制御等で行うＰＷＭドライバ等のドライバ回路（いずれも図示せず）で構成される。

モータ制御回路２１は、この実施形態では、１チップまたは１ボードのマイコンとこれに実行されるプログラムとで構成される。前記マイコンは、ＣＰＵ（中央処理装置）とメモリ，Ｉ／Ｏポート等の各種の電子回路からなる。前記モータ制御回路２１は、左右のモータ４，４に対する駆動回路２２，２２をそれぞれ制御する２つの個別モータ制御部２３，２３を有し、左側の駆動回路２２とその制御を行う１つのモータ制御部２３とで概念的に左側インバータ装置部２４Ｌが構成され、また右側の駆動回路２２とその制御を行う１つのモータ制御部２３とで概念的に右側インバータ装置部２４Ｒが構成されている。前記２つの個別モータ制御部２３，２３は、概念的に２つに分けられておれば良く、１つのマイコンとそのプログラムで構成されていても良い。また、これとは逆に、前記左右のインバータ装置部２４Ｌ，２４Ｒが独立した回路素子およびプログラムで構成されていても良い。

前記モータ制御回路２１の前記各個別モータ制御部２３は、前記ＥＣＵ８から与えられる左右のモータ４，４に対するトルク指令の大きさに応じて前記駆動回路２２に与える電流指令等の大きさを制御する他に、左右のモータ４の回転検出用センサであるレゾルバ２５の検出信号を監視し、モータ４の駆動の効率化を図るためのベクトル制御等の位相制御を行う。そのため、回転検出用センサの精度には高精度が求められ、前記回転検出用センサとしてレゾルバ２５が用いられている。
レゾルバ２５の出力はアナログ信号であるため、モータ制御回路２１で取扱を可能とするために、各レゾルバ２５，２５の検出信号をディジタル化して前記モータ制御回路２１に入力する２つのＲＤコンバータ１（１Ａ，１Ｂ）（なお、複数のＲＤコンバータを個別に区別する必要のないときは、単に「ＲＤコンバータ１」と称することがある）が設けられている。

図３に示すように、レゾルバ２５は、フレーム（図示せず）に固定された外輪３４とモータ４（図２参照）の回転軸に機械的に接続された内輪３５を有する。このレゾルバ２５は、内輪２５の回転を、励磁コイル３７から誘導された、SIN側の検出コイル３８と COS 側の検出コイル３９との２つの検出信号として出力する。

ＲＤコンバータ１は、前記励磁コイル３７に励磁信号を送る励磁回路３と、検出回路２を有し、レゾルバ２５からアナログ形式の電圧信号で出力される SIN波および COS波の検出信号を前記検出回路２で解析して内輪３５の回転位置を検出し、ディジタル化して回転検出信号として出力する。前記解析のときに検出回路２は、レゾルバ２５の励磁コイル３７を駆動する励磁回路３からの励磁信号（参照信号ＲＥＦ）を基準として、解析を行う。励磁回路３は、検出回路２を構成するＩＣの外部に独立して設けられる場合（図示せず）もある。

上記の基本構成の２軸型インバータ装置２０において、この実施形態では、図４に示すように、ＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの冗長化が図られている。すなわち、主使用のＲＤコンバータである前記左右のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂとは別に監視用のＲＤコンバータ１Ｃが設けられている。また、前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃに前記２つのレゾルバ２５，２５の検出信号を切り替えて入力可能とする検出側の切替スイッチ２８と、前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃが出力する励磁信号を、前記２つの主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂが出力する２つの励磁信号とそれぞれ切替えて前記２つのレゾルバ２５，２５に入力可能とする励磁側の２つの切替スイッチ３１，３１とが設けられている。モータ制御回路２１には、主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂ等の異常判断を行って、監視用のＲＤコンバータ１Ｃによる代替を行わせる逐次監視切替手段２９が設けられている。

また、図５に示すように、前記各ＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂ，１Ｃに、自己診断手段３２を有するものが用いられている。自己診断手段３２は、自己のＲＤコンバータ１が異常であるか否かを判断する手段である。例えば、sin とcos の検出信号において、sin²＋cos²＝１の性質によりsin²＋cos²信号が、ある程度低下した場合、駆動回路２２（図２参照）の異常、または検出回路２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）の異常と考えられる。この実施形態では、この性質を利用して、sin とcos の検出信号のsin²＋cos²の値が定められた閾値以下であると、異常と判断する。

前記検出側の切替スイッチ２８は、図４に簡略化して示すように、３系統の各スイッチ部２８ａ，２８ｂ，２８ｃにつき、それぞれ１つのコモン端子ｃを２つのスイッチ端子ａ，ｂに切り替えて接続する２つの切替え状態を持つスイッチであって、制御端子（図示せず）へ入力される制御信号によって各スイッチ部２８ａ，２８ｂ，２８ｃを同時に同じ側に切り替え可能である。切替スイッチ２８は、半導体スイッチであっても、有接点スイッチであっても良い。切替スイッチ２８の３系統の各コモン端子ｃは、監視用のＲＤコンバータ１Ｃの SIN,COSの各出力端子および参照信号入力端子に接続され、各スイッチ端子ａ，ｂは左右のレゾルバ２５，２５の SIN,COSの各検出信号出力端子および励磁信号入力端子に接続される。なお、前記３系統における各系統の配線は、具体的には図３、図５に示すようにハイ側およびロー側の各２本であるが、図４では簡明のための１本で代表して表示してある。切替スイッチ２８の前記３系統の各スイッチ部２８ａ，２８ｂ，２８ｃの各端子ａ，ｂ，ｃは、具体的にはそれぞれ２つずつであり、その２つは接続が同時に同様に切り替わる。

前記各励磁側の切替スイッチ３１，３１は、それぞれ、各レゾルバ２５，２５の励磁信号のハイ側およびロー側の入力配線を、前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの励磁回路３Ａ，３Ｂの２本の出力配線に接続される状態と、監視用のＲＤコンバータ１Ｃの励磁回路３Ｃの２本の出力配線に接続される状態とに切り替えるスイッチであり、ハイ側およびロー側の配線毎に切り替える切り替え端子ｄを有している。各励磁側の切替スイッテ３１，３１についても、半導体スイッチであっても、有接点スイッチであっても良い。

前記モータ制御回路２１に設けられた前記逐次監視切替手段２９は、検出側および励磁側の切替スイッチ２８，３１の切り替えの指令と、ＲＤコンバータ１の異常の判断と、この異常の判断結果に応じた監視用のＲＤコンバータ１Ｃによる代替使用のための指令とを、定められた規則に従って行う。この逐次監視切替手段２９は、スイッチ切替部２９ａ、異常判断部２９ｂ、および使用ＲＤコンバータ切替部２９ｃにより構成されるが、各部２９ａ〜２９ｃの個々の機能は、後に説明する。まず、逐次監視切替手段２９の全体として機能を説明する。

前記逐次監視切替手段２９は、具体的には次の表１，表２に示す切替え、異常判断、および代替処理を行う。表１は左側の主使用のＲＤコンバータ１Ａと監視用のＲＤコンバータ１Ｃとの間で行う判断，処理を、表２は右側の主使用のＲＤコンバータ１Ｂと監視用のＲＤコンバータ１Ｃとの間で行う判断，処理をそれぞれ示す。両表１，２の内容は、左側であるか右側であるかを除き、同じ内容である。

前記逐次監視切替手段２９は、ＲＤコンバータ１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）の自己診断手段３２を利用するものであり、主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの自己診断の後、検出回路２（２Ａ，２Ｂ）を監視側にも切り替えて、自己診断手段３２でどちらか一方で異常と判断された場合、異常と判断したＲＤコンバータ１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）の検出回路２を異常と判断する。念のため、励磁側の切替スイッチ３１で、ＲＤコンバータ１の励磁回路３を切り替えて、検出回路２（２Ａ，２Ｂ）が同様の結果になるかチェックする。
両方の自己診断手段３２で異常と判断された場合は、ＲＤコンバータ１における励磁回路３の異常と判断する。念のため、励磁側の切替スイッチ３１で、励磁回路３（３Ａ〜３Ｃ）を切り替えて、両方の自己診断手段３２で異常と判断されることを確認する。異常と判断されたＲＤコンバータ１の励磁回路３または検出回路２は、修理が完了するまで使用しない。
なお、前記逐次監視切替手段２９による一連の処理は、例えば初期診断時に複数回行うようにしても良く、また２軸型インバータ装置２０の動作中に一定時間置き、例えば１秒毎に行うようにしても良い。

上記の一連のスイッチ切替え、異常判断、代替につき、具体例で説明する。左側の主使用のＲＤコンバータ１Ａの励磁回路３Ａはレゾルバ２５の励磁コイル３７を駆動し、SIN の検出コイル３８とCOS の検出コイル３９からの信号を受け取る。
監視用のＲＤコンバータ１Ｃは、検出側の切替スイッチ２８が左側に切替わっている場合は、左側のレゾルバ２５のSIN の検出コイル３８とCOS の検出コイル３９からの信号を受け取り、左側の回転位置データを計測する。検出側の切替スイッチ２８が右側に切替わっている場合は、右側のレゾルバ２５からの回転位置データを計測し、右側の主使用のＲＤコンバータ１Ｂの値と比較する。この場合は、監視用のＲＤコンバータ１Ｃの励磁回路３Ｃは使用しない。

前記逐次監視切替手段２９の前記スイッチ切替部２９ａ、異常判断部２９ｂ、および使用ＲＤコンバータ切替部２９ｃの個々の機能につき説明する。
前記スイッチ切替部２９ａは、前記検出側および励磁側の切替スイッチ２８，３１を定められた規則に従って交互に切り替える。この切り替えの組み合わせの形態として、前記励磁側の切替スイッチ３１につき、一方の前記主使用のＲＤコンバータの励磁信号が前記一方のレゾルバ２５に入力される切替状態であって、かつ検出側の切替スイッチ２８につき、前記一方のレゾルバ２５の検出信号が前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃに入力される切替状態である組み合わせ切替形態と、監視用のＲＤコンバータ１Ｃの励磁信号が前記一方のレゾルバ２５に入力される切替状態であって、かつこの一方のレゾルバ２５の検出信号が前記一方の主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂに入力される切替状態である組み合わせ切替形態とを含む。基本となる組み合わせ切替形態は、前記励磁側の切替スイッチ３１につき、一方の前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの励磁信号が前記一方のレゾルバ２５に入力される切替状態であって、かつ検出側の切替スイッチ２８についても、前記一方のレゾルバ２５の検出信号が前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂに入力される切替状態である。

前記異常判断部２９ｂは、前記検出側および励磁側の切替スイッチ２８，３１の各組み合わせ切替形態における前記各ＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの前記自己診断手段３２の診断結果の組み合わせによって前記主使用および監視用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂ，１ＣのうちのいずれのＲＤコンバータ１における、前記検出回路２および前記励磁回路３のいずれが異常であるかを判断する。

前記使用ＲＤコンバータ切替部２９ｃは、前記異常判断部２９ｂの異常判断の結果に応じて、定められた規則に基づき、前記ＲＤコンバータ１の診断時を除く通常の前記モータ４の運転時に、前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃの前記検出回路２および前記励磁回路３が個別に前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの前記検出回路２および前記励磁回路３に代替されるように、前記スイッチ切替部２９ａによる前記検出側および励磁側の切替スイッチ２８，３１の組み合わせ切替形態の選択、および前記モータ２５の運転に用いる前記検出回路２の選択を行うようにする。

前記逐次監視切替手段２９がこのような機能のスイッチ切替部２９ａ、異常判断部２９ｂ、および使用ＲＤコンバータ切替部２９ｃを有することで、この２軸型インバータ装置２０における、１台の監視用のＲＤコンバータ１Ｃの加で２台の主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂのいずれが異常であるかを特定する異常判断が行え、かつ異常である場合に前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃによる代替でモータ駆動を続けることができ、さらに前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの励磁回路３および検出回路２のいずれの異常かが判断できて、そのいずれが異常であるかに応じた代替が行えると言う効果が、効果的に実現できる。

上記構成の２軸型インバータ装置２０によると、以上のように、監視用のＲＤコンバータ１Ｃと切替スイッチ２８とを設け、２台のモータ４，４のレゾルバ２５，２５の検出信号を前記切替スイッチ２８によって切り替えて前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃに入力可能としたため、ＲＤコンバータの追加台数を１台としながら、２台の主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂのいずれが異常であるかを特定して異常診断が行え、かつ異常である場合に前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃによる代替でモータ駆動を続けることができる。
また、前記監視用のＲＤコンバータ１Ｃが出力する励磁信号を、前記２つの主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂが出力する２つの励磁信号とそれぞれ切替えて前記２つのレゾルバ２５，２５に入力可能な励磁側の２つの切替スイッチ３１，３１を有するため、さらに前記主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂの励磁回路３および検出回路２のいずれの異常であるかが判断できて、そのいずれが異常であるかに応じた代替が行える。

なお、前記第１の実施形態は、モータ制御回路２１を構成するマイコンがＲＤコンバータを有しない形式である場合につき説明したが、図６、図７の実施形態にそれぞれ示すように、モータ制御回路２１を構成するマイコンがＲＤコンバータを１つまたは２つ有する場合は、次の構成とすることができる。なお、図６、図７の実施形態において、特に説明する事項の他は、図１〜図５に示した第１の実施形態と同様である。

図６は、モータ制御回路２１を構成するマイコンがＲＤコンバータを１つ有する場合を示す。この場合、内蔵されたＲＤコンバータが監視用のＲＤコンバータ１Ｃとして用いられる。
ＲＤコンバータが１個内蔵されたマイコンを上記のように用いることで、この２軸型インバータ装置２０の構成が簡素となる。

図７は、モータ制御回路２１を構成するマイコンがＲＤコンバータを２つ有する場合を示す。この場合、内蔵された２つのＲＤコンバータを主使用のＲＤコンバータ１Ａ，１Ｂとして用い、監視用のＲＤコンバータ１Ｃは前記マイコンに対して外付けとされる。
ＲＤコンバータが２個内蔵されたマイコンの場合、上記の構成とすることで、この２軸型インバータ装置２０の構成がより簡素となる。

なお、上記各実施形態は、２つのインバータ装置部２４Ｌ，２４Ｒが同じ筐体内に収められた２軸型インバータ装置に適用した例につき説明したが、参考提案例として示すと、２つのインバータ装置部２４Ｌ，２４Ｒを持つ２つで１組となるインバータ装置にも、この発明の２軸型インバータ装置と同様に適用することができる。

以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１Ａ，１Ｂ…主使用のＲＤコンバータ
１Ｃ…監視用のＲＤコンバータ
２（３２〜２Ｃ）…検出回路
３（３Ａ〜３Ｃ）…励磁回路
４…モータ
５…インホイールモータ駆動装置
８…ＥＣＵ
１２…バッテリ
２０…２軸型インバータ装置
２１…モータ制御回路
２２…駆動回路
２３…個別モータ制御部
２４Ｌ，２４Ｒ…左右のインバータ装置部
２５…レゾルバ
２８…検出側の切替スイッチ
２９…逐次監視切替手段
２９ａ…スイッチ切替部
２９ｂ…異常判断部
２９ｃ…使用ＲＤコンバータ切替部
３１…励磁側の切替スイッチ
３２…自己診断手段
５２，５３…車輪

Claims

それぞれインバータを有し２台のモータを駆動する２つの駆動回路と、これら駆動回路を制御するモータ制御回路と、前記各モータの回転を検出する２つのレゾルバと、これらレゾルバの検出信号をディジタル化して前記モータ制御回路に入力する２つの主使用のＲＤコンバータとを有する２軸型インバータ装置であって、
前記主使用のＲＤコンバータとは別に設けられてディジタル化出力を前記モータ制御回路に入力する監視用のＲＤコンバータと、この監視用のＲＤコンバータに前記２つのレゾルバの検出信号を切り替えて入力可能な検出側の切替スイッチと、前記監視用のＲＤコンバータが出力する励磁信号と前記２つの主使用のＲＤコンバータが出力する２つの励磁信号とをそれぞれ切替えて前記２つのレゾルバに入力可能な励磁側の２つの切替スイッチとを備える２軸型インバータ装置。
請求項１に記載の２軸型インバータ装置において、前記２つの主使用のＲＤコンバータおよび前記監視用のＲＤコンバータは、いずれも、前記励磁信号を生成して出力する励磁回路と、入力された前記検出信号をディジタル化する検出回路と、入力された検出信号から自己のＲＤコンバータが異常であるか否かを診断する自己診断手段とを有する２軸型インバータ装置。
請求項２に記載の２軸型インバータ装置において、スイッチ切替部、異常判断部、および使用ＲＤコンバータ切替部を有する逐次監視切替手段を前記モータ制御回路に備え、
前記スイッチ切替部は、前記検出側および励磁側の切替スイッチを定められた規則に従って交互に切り替え、この切り替えの組み合わせの形態として、前記励磁側の切替スイッチにつき、いずれか一方の前記主使用のＲＤコンバータの励磁信号が前記一方のレゾルバに入力される切替状態であって、かつ検出側の切替スイッチにつき、前記一方のレゾルバの検出信号が前記監視用のＲＤコンバータに入力される切替状態である組み合わせ切替形態と、監視用のＲＤコンバータの励磁信号が前記レゾルバに入力される切替状態であって、かつこのレゾルバの検出信号が前記一方の主使用のＲＤコンバータに入力される切替状態である組み合わせ切替形態とを含み、
前記異常判断部は、前記検出側および励磁側の切替スイッチの各組み合わせ切替形態における前記各ＲＤコンバータの前記自己診断手段の診断結果の組み合わせによって前記主使用および監視用のＲＤコンバータのうちのいずれのＲＤコンバータにおける、前記検出回路および前記励磁回路のいずれが異常であるかを判断し、
前記使用ＲＤコンバータ切替部は、前記異常判断部の異常判断の結果に応じて、定められた規則に基づき、前記ＲＤコンバータの診断時を除く通常の前記モータの運転時に、前記監視用のＲＤコンバータの前記検出回路および前記励磁回路が個別に前記主使用のＲＤコンバータの前記検出回路および前記励磁回路に代替されるように、前記スイッチ切替部による前記検出側および励磁側の切替スイッチの組み合わせ切替形態の選択、および前記モータの運転に用いる前記検出回路の選択を行う、
２軸型インバータ装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の２軸型インバータ装置において、前記モータ制御回路にＲＤコンバータが１個内蔵されたマイコンが用いられ、前記内蔵されたＲＤコンバータが前記監視用のＲＤコンバータである２軸型インバータ装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の２軸型インバータ装置において、前記モータ制御回路にＲＤコンバータが２個内蔵されたマイコンが用いられ、これら内蔵された２つのＲＤコンバータが前記主使用のＲＤコンバータであり、前記監視用のＲＤコンバータが前記マイコンに対して外付けである２軸型インバータ装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の２軸型インバータ装置において、前記２台のモータが電気自動車における左右の駆動輪をそれぞれ駆動するモータである２軸型インバータ装置。