JP7151432B2 - Power converters, drives and power steering devices - Google Patents
Power converters, drives and power steering devices Download PDFInfo
- Publication number
- JP7151432B2 JP7151432B2 JP2018226967A JP2018226967A JP7151432B2 JP 7151432 B2 JP7151432 B2 JP 7151432B2 JP 2018226967 A JP2018226967 A JP 2018226967A JP 2018226967 A JP2018226967 A JP 2018226967A JP 7151432 B2 JP7151432 B2 JP 7151432B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- neutral point
- failure
- inverter
- motor
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
本発明は、電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device, a drive device and a power steering device.
従来、２つのインバータによりモータの電力を変換するインバータ駆動システムが知られている。また、モータの各巻線の両端それぞれにインバータが接続され各巻線について独立に電力を供給するタイプのインバータ駆動システムも知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an inverter drive system is known in which two inverters convert electric power of a motor. Also known is an inverter drive system of the type in which an inverter is connected to each end of each winding of the motor and power is supplied to each winding independently.
例えば特許文献１には２つのインバータ部を有する電力変換装置が開示されている。特許文献１では、故障検出手段によりスイッチング素子の故障が検出される。そして、スイッチング素子に故障が生じた場合、回転電機(モータ)の駆動継続のため、スイッチング素子のオンオフ作動制御が正常時制御から故障時制御に切り替えられて回転電機が駆動される。
For example,
しかし、従来の装置では、故障箇所を特定する診断の間にトルク抜けが起きてしまう場合があった。
そこで、本発明は、故障箇所の特定診断時におけるトルク抜けを回避することを目的とする。
However, in the conventional device, torque omission may occur during diagnosis for specifying the failure location.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to avoid torque omission during specific diagnosis of a fault location.
本発明に係る電力変換装置の一態様は、電源からの電力を、ｎ相（ｎは３以上の整数）の巻線を有するモータに供給する電力に変換する電力変換装置であって、上記巻線の一端に接続される第１インバータと、上記一端に対する他端に接続される第２インバータと、上記第１インバータと並列で上記巻線の上記一端に接続され、かつ、上記一端同士の接続・非接続を切替える第１中性点リレー回路と、上記第２インバータと並列で上記巻線の上記他端に接続され、かつ、上記他端同士の接続・非接続を切替える第２中性点リレー回路と、上記第１インバータおよび上記第２中性点リレー回路を制御する第１制御回路と、上記第２インバータおよび上記第１中性点リレー回路を制御する第２制御回路と、を備える。
また、本発明に係る駆動装置の一態様は、上記電力変換装置と、上記電力変換装置によって変換された電力が供給されるモータと、を備える。
One aspect of the power converter according to the present invention is a power converter that converts power from a power supply into power to be supplied to a motor having n-phase (n is an integer of 3 or more) windings, a first inverter connected to one end of the line; a second inverter connected to the other end of the line; a second inverter connected to the one end of the winding in parallel with the first inverter; A first neutral point relay circuit for switching disconnection, and a second neutral point connected to the other end of the winding in parallel with the second inverter, and for switching connection/disconnection between the other ends. a relay circuit; a first control circuit that controls the first inverter and the second neutral point relay circuit; and a second control circuit that controls the second inverter and the first neutral point relay circuit. .
Further, one aspect of a drive device according to the present invention includes the above power conversion device, and a motor to which power converted by the above power conversion device is supplied.
また、本発明に係るパワーステアリング装置の一態様は、上記電力変換装置と、上記電力変換装置によって変換された電力が供給されるモータと、上記モータによって駆動されるパワーステアリング機構と、を備える。 Further, one aspect of a power steering apparatus according to the present invention includes the power converter, a motor supplied with power converted by the power converter, and a power steering mechanism driven by the motor.
本発明によれば、電源の一方における異常時に他方の電源で電力供給を継続することが可能である。 According to the present invention, it is possible to continue power supply by the other power supply when there is an abnormality in one of the power supplies.
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置の実施形態を詳細に説明する。但し、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするため、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of a power conversion device, a drive device, and a power steering device according to the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in order to avoid unnecessary redundancy in the following description and facilitate the understanding of those skilled in the art, more than necessary detailed description may be omitted. For example, detailed descriptions of well-known matters and redundant descriptions of substantially the same configurations may be omitted.
本明細書において、電源からの電力を、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線（「コイル」と表記する場合がある。）を有する三相モータに供給する電力に変換する電力変換装置を例にして、本開示の実施形態を説明する。ただし、電源からの電力を、四相または五相などのｎ相（ｎは４以上の整数）の巻線を有するｎ相モータに供給する電力に変換する電力変換装置も本開示の範疇である。
（モータ駆動ユニット１０００の構造）
図１は、本実施形態によるモータ駆動ユニット１０００の回路構成を模式的に示す図である。
In this specification, the electric power from the power supply is converted into electric power to be supplied to a three-phase motor having three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) windings (sometimes referred to as "coils") Embodiments of the present disclosure will be described using a power converter as an example. However, a power converter that converts power from a power supply into power supplied to an n-phase motor having n-phase (n is an integer of 4 or more) windings such as four-phase or five-phase is also included in the scope of the present disclosure. .
(Structure of motor drive unit 1000)
FIG. 1 is a diagram schematically showing the circuit configuration of a
モータ駆動ユニット１０００は、インバータ１１１、１１２と、中性点リレー回路１２１、１２２と、モータ２００と、制御回路３０１、３０２と、インバータ駆動回路３１１、３１２と、スイッチ駆動回路３１３、３１４と、を備える。
本明細書では、構成要素としてモータ２００を備えるモータ駆動ユニット１０００を説明する。モータ２００を備えるモータ駆動ユニット１０００は、本発明の駆動装置の一例に相当する。ただし、モータ駆動ユニット１０００は、構成要素としてモータ２００を備えない、モータ２００を駆動するための装置であってもよい。モータ２００を備えないモータ駆動ユニット１０００は、本発明の電力変換装置の一例に相当する。
A
モータ２００は、例えば三相交流モータである。モータ２００は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のコイルを有する。コイルの巻き方は、例えば集中巻きまたは分布巻きである。
モータ駆動ユニット１０００は電源に接続される。電源は、それぞれ独立した第１電源４０３と第２電源４０４を備える。電源４０３、４０４は所定の電源電圧（例えば１２Ｖ）を生成する。電源４０３、４０４として、例えば直流電源が用いられる。ただし、電源４０３、４０４は、ＡＣ－ＤＣコンバータまたはＤＣ―ＤＣコンバータであってもよいし、バッテリー（蓄電池）であってもよい。図１では、一例として、第１インバータ１１１用の第１電源４０３および第２インバータ１１２用の第２電源４０４が示されるが、モータ駆動ユニット１０００は、第１インバータ１１１および第２インバータ１１２に共通の単一電源に接続されてもよい。また、モータ駆動ユニット１０００は、内部に電源を備えていてもよい。
モータ駆動ユニット１０００が備える２つのインバータ１１１、１１２は共通のグランドに接続される。このため、２つの電源４０３、４０４から供給される電流は、２つのインバータ１１１、１１２のどちら側からでもグランドへと流れることができる。
Two
モータ駆動ユニット１０００はコンデンサ１０５を備える。コンデンサ１０５は、いわゆる平滑コンデンサであり、モータ２００で発生する環流電流を吸収することで電源電圧を安定化させてトルクリップルを抑制する。コンデンサ１０５は、例えば電解コンデンサであり、容量および使用する個数は設計仕様などによって適宜決定される。
モータ駆動ユニット１０００は、２つのインバータ１１１、１１２によって、電源４０３、４０４からの電力をモータ２００に供給する電力に変換することが可能である。例えば、モータ駆動ユニット１０００は、直流電力を、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の擬似正弦波である三相交流電力に変換することが可能である。
２つのインバータ１１１、１１２のうち第１インバータ１１１は、モータ２００のコイルの一端２１０に接続され、第２インバータ１１２は、モータ２００のコイルの他端２２０に接続される。本明細書において、部品（構成要素）同士の「接続」とは、特に断らない限り電気的な接続を意味する。
The
各インバータ１１１、１１２は、３個のレグを有するブリッジ回路を備える。各インバータ１１１、１１２に備えられた３個のレグは、モータ２００のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線それぞれに接続される。各レグは、電源とモータ２００との間に接続されたハイサイドスイッチ素子１１３およびモータ２００とグランドとの間に接続されたローサイドスイッチ素子１１４を備える。図示の煩雑を避けるため２つのインバータ１１１、１１２の１つについて符号が付されるが、各インバータ１１１、１１２にハイサイドスイッチ素子１１３およびローサイドスイッチ素子１１４が３つずつ備えられる。スイッチ素子としては、例えば電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴなど）または絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられる。なお、スイッチ素子がＩＧＢＴである場合には、スイッチ素子と逆並列にダイオード（フリーホイール）が接続される。
Each
中性点リレー回路１２１、１２２は、インバータ１１１、１１２と並列に、モータ２００のコイルに接続される。中性点リレー回路１２１、１２２は、モータ２００のコイル同士の接続・非接続を切替えることが可能である。言い換えると中性点リレー回路１２１、１２２は、インバータ１１１、１１２およびモータ２００のコイルに接続され、３相の巻線に対する中性点を形成する。各中性点リレー回路１２１、１２２は、一端がノードに共通に接続され、かつ、他端がモータ２００の各相のコイルに接続される３個のスイッチ素子を備える。上述したスイッチ素子としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチ素子またはメカニカルリレーが用いられる。
Neutral
モータ駆動ユニット１０００は、更に、インバータ１１１、１１２と電源との接続・非接続を切替える分離スイッチ１１５と、インバータ１１１、１１２とグランドとの接続・非接続を切替える分離スイッチ１１６とを備える。
The
制御回路３０１、３０２は例えばＣＰＵであり、例えばパワーステアリング装置の制御用コンピュータなどといった外部装置からモータ２００の目標トルクなどが入力される。
The
制御回路３０１、３０２は、図示を省略した角度センサなどで検出されるモータ２００の回転信号と、上記目標トルクや後述する電位センサの検出結果などに基づいて目標電流値を設定し、インバータ１１１、１１２によるモータ２００の駆動を制御する。制御回路３０１、３０２はインバータ駆動回路３１１、３１２を介してインバータ１１１、１１２の駆動を制御する。具体的には、制御回路３０１、３０２は、インバータ１１１、１１２に備えられた各スイッチ素子におけるオンオフ動作を制御するためのＰＷＭ信号を目標電流値に従って生成し、そのＰＷＭ信号をインバータ駆動回路３１１、３１２に与えることでインバータ１１１、１１２の駆動を制御する。
The
インバータ駆動回路３１１、３１２は、例えばゲートドライバである。インバータ駆動回路３１１、３１２は、インバータ１１１、１１２における各スイッチ素子のオンオフ動作を制御する制御信号（例えば、ゲート制御信号）をＰＷＭ信号に従って生成し、生成した制御信号を各スイッチ素子に与える。
The
制御回路３０１、３０２は、スイッチ駆動回路３１３、３１４を介して、分離スイッチ１１５、１１６および中性点リレー回路１２１、１２２の動作を制御する。２つの制御回路３０１、３０２による制御対象の分担については後述する。スイッチ駆動回路３１３、３１４は、制御回路３０１、３０２からの、各中性点リレー回路１２１、１２２のオン・オフの状態を決定する信号に従って、各中性点リレー回路１２１、１２２における各スイッチ素子をオン・オフする制御信号を生成し、生成した制御信号を各スイッチ素子に与える。
なお、制御回路３０１、３０２は、インバータ駆動回路３１１、３１２やスイッチ駆動回路３１３、３１４の機能を有してもよい。その場合、インバータ駆動回路３１１、３１２やスイッチ駆動回路３１３、３１４は省かれる。
Note that the
モータ駆動ユニット１０００は、更に電位センサを備える。電位センサとしては、Ｕ相電位センサ４１１と、Ｖ相電位センサ４１２と、Ｗ相電位センサ４１３と、供給電位センサ４１４と、電源電位センサ４１５と、グランド電位センサ４１６と、中性点電位センサ４１７が備えられる。なお、図示の煩雑を避けるため、図１の左方側のインバータ１１１周辺のみに電位センサが図示されるが、電位センサは図２の右方側のインバータ１１２周辺にも同様に備えられる。
Ｕ相電位センサ４１１は、インバータ１１１、１１２のＵ相用のレグとモータ２００のＵ相の巻線とを繋ぐ接続ライン上の電位を検出する。Ｖ相電位センサ４１２は、インバータ１１１、１１２のＶ相用のレグとモータ２００のＶ相の巻線とを繋ぐ接続ライン上の電位を検出する。Ｗ相電位センサ４１３は、インバータ１１１、１１２のＷ相用のレグとモータ２００のＷ相の巻線とを繋ぐ接続ライン上の電位を検出する。なお、図示は省略されるが、ＵＶＷ各相については、電流センサも備えられており、ＵＶＷ各相における電流値も検出される。
U-phase
供給電位センサ４１４は、電源側の分離スイッチ１１５とインバータ１１１、１１２とを繋ぐ接続ライン上の電位を検出する。電源電位センサ４１５は、電源４０３、４０４と電源側の分離スイッチ１１５とを繋ぐ接続ライン上の電位を検出する。グランド電位センサ４１６は、グランド側の分離スイッチ１１６とインバータ１１１、１１２とを繋ぐ接続ライン上の電位を検出する。中性点電位センサ４１７は、中性点リレー回路１２１、１２２内の電位を検出する。
The
グランド電位センサ４１６で電位が検出されることにより、グランド分離用の分離スイッチ１１６における故障とインバータ１１１、１１２内のスイッチ素子における故障とが切り分けられる。また、電源電位センサ４１５によって電源４０３、４０４の電圧が検出されることにより、電源４０３、４０４の故障と回路系の故障とが切り分けられる。
By detecting the potential with the ground
Ｕ相電位センサ４１１、Ｖ相電位センサ４１２、Ｗ相電位センサ４１３および中性点電位センサ４１７は、インバータ１１１、１１２および中性点リレー回路１２１、１２２それぞれの内部電位を検出する検出器の一例に相当する。
U-phase
モータ駆動ユニット１０００は、モータ２００のコイル（巻線）の一端２１０側に対応した第１系統と、モータ２００のコイル（巻線）の他端２２０側に対応した第２系統とを備える。即ち、モータ駆動ユニット１０００は、インバータと中性点リレー回路と上記検出器とを備えた回路系を、モータ２００の巻線の一端２１０と他端２２０とのそれぞれに備える。第１系統のインバータ１１１には第１系統の電源４０３から電力が供給され、第系統インバータ１１２には第２系統の電源４０４から電力が供給される。
第１系統のインバータ１１１と、分離スイッチ１１５、１１６は、第１系統の制御回路３０１によって動作が制御され、第２系統のインバータ１１２と、分離スイッチ１１５、１１６は、第２系統の制御回路３０２によって動作が制御される。電源と制御回路を含んだ駆動系が、電源も含めて冗長化されるので、後述するように、一方の系統における電源の故障時にも、他方の系統によって電力供給が継続される。
The
また、第１系統の各電位センサ４１１～４１７の検出値は第１系統の制御回路３０１に入力され、第２系統の各電位センサ４１１～４１７の検出値は第２系統の制御回路３０２に入力される。
The detected values of the
これらに対し、第１系統の中性点リレー回路１２１については、第２系統の制御回路３０２によって動作が制御され、第２系統の中性点リレー回路１２２については、第１系統の制御回路３０１によって動作が制御される。
On the other hand, the operation of the neutral
即ち、第１系統の制御回路３０１は、モータ２００の巻線の一端２１０側の検出器に接続され、当該一端２１０側のインバータ１１１およびモータ２００の巻線の他端２２０側の性点リレー回路１２２を制御する。第２系統の制御回路３０２は、モータ２００の巻線の他端２２０側の検出器に接続され、当該他端２２０側のインバータ１１２およびモータ２００の巻線の一端２１０側の性点リレー回路１２１を制御する。
That is, the
また、２つの制御回路３０１、３０２は相互に通信可能であり、２つの制御回路３０１、３０２の協働によって２つのインバータ１１１、１１２の動作を制御する場合がある。但し制御回路３０１、３０２の相互通信の速度は、インバータ駆動回路３１１、３１２およびスイッチ駆動回路３１３、３１４を介して各スイッチ素子の動作を制御する速度や、各電位センサ４１１～４１７から検出値を取得する速度に較べると低速である。
制御回路３０１、３０２によるインバータ１１１、１１２の駆動制御には正常時の制御および故障時の制御がある。
Also, the two
The drive control of the
制御回路３０１、３０２は、インバータ１１１、１１２の制御を正常時の制御と故障時の制御との間で切替えることができる。ここで正常とは、電源４０３、４０４と、制御回路３０１、３０２と、インバータ１１１、１１２と、中性点リレー回路１２１、１２２と、分離スイッチ１１５、１１６と、モータ２００のいずれもが正しく機能する状態を指す。そして、故障とは、これらのいずれかで機能が失われた状態を指す。
以下、モータ駆動ユニット１０００の動作の具体例を説明し、主としてインバータ１１１、１１２の動作の具体例を説明する。
（正常時の制御）
図２は、正常時におけるモータ駆動ユニット１０００の動作を示す図である。
The
A specific example of the operation of the
(Normal control)
FIG. 2 is a diagram showing the operation of
正常時において、制御回路３０１、３０２は、２つの中性点リレー回路１２１、１２２の双方をオフする。これにより、モータ２００の各相のコイルは互いに非接続となる。「中性点リレー回路１２１（１２２）がオフする」とは、中性点リレー回路１２１（１２２）に備えられた３つのスイッチ素子が全てオフすることを意味する。
During normal operation, the
第１系統の中性点リレー回路１２１がオフすると、モータ２００の各相のコイルの一端２１０同士は絶縁され、第２系統の中性点リレー回路１２２がオフすると、モータ２００の各相のコイルの他端２２０同士は絶縁される。
When the neutral
また、制御回路３０１、３０２は、分離スイッチ１１５、１１６をいずれもオンする。これにより、２つのインバータ１１１、１１２が電源４０３、４０４およびグランドと接続される。
Also, the
この接続状態において、制御回路３０１、３０２は、２つのインバータ１１１、１１２それぞれのスイッチ素子に対してＰＷＭ制御を行い三相通電制御することによってモータ２００を駆動する。図２には、特定時点でモータ２００の１つの相に流れる電流の経路が一例として示されており、この例では２つの系統のうち第２系統の電源４０４から第２系統のインバータ１１２へと供給された電流がモータ２００の巻線を通り、第１系統のインバータ１１１からグランドに流れる。電流は、第１系統側から供給されて第２系統側に流れる場合もあるし、図２に示された相以外の相の巻線に流れる場合もある。
図３は、正常時におけるモータ２００の各相の各コイルに流れる電流値を示す図である。
In this connection state, the
FIG. 3 is a diagram showing current values flowing through each coil of each phase of
図３には、正常時の三相通電制御に従ってインバータ１１１、１１２が制御されたときにモータ２００のＵ相、Ｖ相およびＷ相の各コイルに流れる電流値をプロットして得られる電流波形（正弦波）が例示される。図３の横軸は、モータ電気角（ｄｅｇ）を示し、縦軸は電流値（Ａ）を示す。Ｉｐｋは各相の最大電流値（ピーク電流値）を表す。なお、インバータ１１１、１１２は、図３に例示した正弦波以外に、例えば矩形波を用いてモータ２００を駆動することも可能である。
FIG. 3 shows current waveforms ( sine wave) is exemplified. The horizontal axis of FIG. 3 indicates the motor electrical angle (deg), and the vertical axis indicates the current value (A). Ipk represents the maximum current value (peak current value) of each phase. Note that the
図３に示される電流波形において、電流の向きを考慮した三相のコイルに流れる電流の総和は電気角毎に「０」となる。ただし、インバータ１１１、１１２の回路構成によれば、三相のコイルに流れる電流は独立に制御される。このため、インバータ１１１、１１２は電流の総和が「０」以外の値となる駆動動作を行うことも可能である。
（故障の検出）
In the current waveform shown in FIG. 3, the sum of the currents flowing through the three-phase coils considering the directions of the currents is "0" for each electrical angle. However, according to the circuit configuration of the
(detection of failure)
例えばパワーステアリング機構などでは、モータ駆動ユニット１０００に故障が生じた場合でも、故障時の制御によってモータ２００の駆動を継続することが求められる。このため、制御回路３０１、３０２は、正常時の制御中に各電位センサ４１１～４１７から得られる各箇所の電位検出値やインバータ駆動回路３１１、３１２およびスイッチ駆動回路３１３、３１４から得られる各スイッチ素子の応答結果を解析し、故障の兆候を検出する。つまり、制御回路３０１，３０２は、電源４０３、４０４からモータ２００に至る駆動システムについて故障の兆候を検出する故障検出部としての機能を有する。また、本実施形態では、制御回路３０１，３０２は、上記駆動システム内の複数箇所それぞれにおける状態値（例えば電位検出値や応答結果）の異常を検出することで当該駆動システムにおける故障の兆候を検出する。
For example, in a power steering mechanism or the like, even if the
このような解析は、故障の発生を速やかに検出することができるが、この解析によって検出されるのは故障発生の兆候であって、誤検出の場合が有り得る。そのため、故障検出後は、故障が生じた箇所を確認する処理が行われ、誤検出であった場合には正常時の制御が実行される。 Such an analysis can quickly detect the occurrence of a failure, but what is detected by this analysis is a symptom of the occurrence of a failure, and there is a possibility of erroneous detection. Therefore, after a failure is detected, processing is performed to confirm the location where the failure occurred, and if an erroneous detection is made, normal control is executed.
故障箇所の確認処理は、２つの制御回路３０１、３０２の協働による動作制御が必要な場合もあるため時間を要する。このため、本実施形態では、確認処理の間にモータ２００のトルク抜けが生じないための工夫が施される。
図４は、故障検出の際に制御回路３０１、３０２で実行される処理手順を表すフローチャートである。
The process of confirming the location of the failure requires time because it may require operation control by the cooperation of the two
FIG. 4 is a flow chart showing a processing procedure executed by the
モータ２００は、先ず、正常時の制御で駆動され (ステップＳ１０１）、上述したように電位検出値などの解析によって故障の兆候の検出が行われる(ステップＳ１０２）。故障の兆候が検出されない場合には(ステップＳ１０２；ＮＯ）、正常時の制御によるモータ２００の駆動が継続される。
First, the
故障の兆候が検出された場合には(ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、故障がモータ駆動ユニット１０００内の他の箇所に広がることを防止するため、インバータ１１１、１１２の全てのスイッチ素子が一時的にオフされる(ステップＳ１０３）。以下、このように全てのスイッチ素子がオフになった状態を延焼防止状態と称する場合がある。
If a symptom of failure is detected (step S102; YES), all switch elements of
そして、故障時にモータ２００の駆動を継続するために実行されるインバータ１１１、１１２の動作（駆動パターン）が、延焼防止状態の間に、複数種類（ここでは一例として３種類）の動作（駆動パターン）から選定されて(ステップＳ１０４）実行される（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）。ここで選定された駆動パターンによるモータ２００の駆動を、以下では仮駆動と称する。仮駆動における駆動パターンは、故障の兆候が見られた際の制御における駆動パターンであり、正常時の制御における駆動パターンとは異なる駆動パターンである。なお、以下「故障時用の動作（仮駆動の駆動パターン）」とは、故障の兆候が見られてから故障が確定するまでの駆動パターンを指し、後述する故障が確定した後の「故障回避動作（リカバリ駆動の駆動パターン）」とは定義が異なるものとして説明する。
The operation (driving pattern) of the
駆動パターンの選定については後で詳述するが、本実施形態では、駆動パターンの１つとして、一方の中性点リレー回路１２１、１２２で中性点が形成されるＹ１駆動（ステップＳ１０５）が採用される。また、本実施形態では、駆動パターンとして、一方のインバータ１１１、１１２内のスイッチ素子によって当該インバータ１１１、１１２が中性点化されるＹ３駆動（ステップＳ１０６）と、ＵＶＷ３相のうち２相で駆動が行われる２相駆動（ステップＳ１０７）も採用される。本発明の電力変換装置では、これら３つの駆動パターンのうち少なくとも２つを含んだ複数種類の動作から故障時用の動作（仮駆動の駆動パターン）が選択されて実行されることが望ましい。
Selection of the drive pattern will be described in detail later, but in this embodiment, one of the drive patterns is Y1 drive (step S105) in which a neutral point is formed by one of the neutral
インバータ１１１、１１２は、制御回路３０１、３０２が故障時用の動作（仮駆動の駆動パターン）を選択する間、全てのスイッチ素子がオフの延焼防止状態になるのでモータ２００に電流が流れないが、駆動パターンの選定は、各電位センサ４１１～４１７から得られる各箇所の電位検出値に基づいて短時間に行われるのでモータ２００のトルク抜けは回避される。
In the
本実施形態では、上記３つの駆動パターンのいずれかによってモータ２００が駆動されながら、モータ駆動ユニット１０００における故障箇所の確認が行われる。つまり、制御回路３０１、３０２は、故障の兆候が検出された場合、インバータ１１１、１１２に故障時用の動作を実行させることでモータ２００へ電力を供給させながら、電源４０３、４０４からモータ２００に至る駆動システムにおける故障の有無を確認する。上述した様に確認処理には時間を要するが、仮駆動によってモータ２００の駆動が継続されるためトルク抜けは回避される。このような仮駆動の継続時間は例えば数十ｍｓである。
仮駆動における駆動パターンは、故障の兆候が検出された場合に、モータ２００の駆動を継続しつつ、より正確な故障診断を行うことが可能な駆動パターンである。このような仮駆動では、故障の兆候がある箇所を停止してモータ駆動ユニット１０００を安全な状態に維持した状態で故障有無および故障箇所の確認を行う。このため、モータ駆動ユニット１０００には、一部の機能を使わずに駆動継続できる冗長性が必要になる。中性点リレー回路１２１、１２２がインバータ１１１、１１２についた回路構造がそのような冗長性の一例である。
In this embodiment, while the
The drive pattern in the temporary drive is a drive pattern that enables more accurate fault diagnosis while continuing to drive the
確認処理の結果として、故障箇所が見つからなかった場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）は、故障検出が誤検出であったのでステップＳ１０１に戻り、正常時の制御によってモータ２００が駆動される。つまり、制御回路３０１、３０２は、故障確認の結果として故障の非存在が確認された場合、インバータ１１１、１１２に正常時の動作を実行させる。一方、確認処理の結果、故障箇所が確定した場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）は、ステップＳ１０９に進み、リカバリ駆動によってモータ２００の駆動が継続される。
As a result of the confirmation process, if no failure point is found (step S108: NO), the failure detection is an erroneous detection, so the process returns to step S101, and the
このリカバリ駆動は、確定した故障箇所の利用を回避した駆動である。言い換えると、制御回路３０１、３０２は、故障の存在が確認された場合、インバータ１１１、１１２に、当該故障を生じた箇所の利用を回避した故障回避動作を実行させることでモータ２００へ電力を供給させる。
This recovery drive is a drive avoiding the use of the established fault location. In other words, when the presence of a failure is confirmed, the
リカバリ駆動と仮駆動とでは駆動制御が異なっていてもよいが、本実施形態では、リカバリ駆動と仮駆動とで同一の駆動制御が実行される。これにより、制御の変更が少なくて済む。なお、本発明の電力変換装置では、仮駆動が常に例えばＹ１駆動で、リカバリ駆動がＹ１駆動とＹ３駆動と２相駆動から選択されてもよい。 The drive control may be different between the recovery drive and the temporary drive, but in the present embodiment, the same drive control is executed for the recovery drive and the temporary drive. This requires less control changes. In the power converter of the present invention, the provisional drive may always be Y1 drive, and the recovery drive may be selected from Y1 drive, Y3 drive, and two-phase drive.
リカバリ駆動によるモータ２００の駆動は故障箇所の利用を回避した駆動であるため、モータ駆動ユニット１０００の全体を利用する正常時の制御によるモータ２００の駆動に較べて出力の上限が低下する。リカバリ駆動に移行した場合に急激な出力変化が生じることは避けたいので、本実施形態では仮駆動中に出力が調整される。
図５は、仮駆動中の出力調整を示す図である。
Since driving the
FIG. 5 is a diagram showing output adjustment during temporary driving.
モータ駆動ユニット１０００は、仮駆動に移行した直後は、正常時の駆動における出力と同等の高い出力を一時的に維持する。そして、仮駆動の継続中に出力を次第に低下させ、リカバリ駆動における出力上限以内の低出力に到達させる。その後、その低出力でリカバリ駆動が継続される。このような出力調整により、出力の急激な変化が回避され、モータ２００の円滑な駆動やパワーステアリング装置における滑らかなパワーアシストが実現する。
（駆動パターンの選択）
以下、駆動パターンの選定方法について詳細に説明する。
The
(Selection of drive pattern)
A method for selecting the drive pattern will be described in detail below.
上述した様に、制御回路３０１、３０２は、正常時の制御中に各電位センサ４１１～４１７から得られる各箇所の電位検出値やインバータ駆動回路３１１、３１２およびスイッチ駆動回路３１３、３１４から得られる各スイッチ素子の応答結果を解析し、故障の兆候を検出する。本実施形態では、電位検出値や応答結果の検出箇所とレジスタのビットが対応付けられており、制御回路３０１、３０２は、レジスタのビットのうち状態値（例えば電位検出値や応答結果）の異常を検出した箇所に対応したビットを立てる。そして、制御回路３０１、３０２は、故障時用の動作（仮駆動）として、複数種類の動作（駆動パターン）のうちレジスタの値に対応した動作を実行させる。
図６は、異常検出と駆動パターンとの対応関係を示す図である。
As described above, the
FIG. 6 is a diagram showing a correspondence relationship between abnormality detection and drive patterns.
図６に示す対応表の左端列には、制御回路３０１、３０２が状態値の異常として検出する検出条件が示される。検出条件としては、ローサイドスイッチ素子１１４における制御の応答異常と、ハイサイドスイッチ素子１１３における制御の応答異常と、ＵＶＷ各相における電位検出値の異常（相電位値異常）と、インバータ駆動回路３１１、３１２における上記以外の応答異常（ＰｒＤｒ制御異常その他）が含まれる。また、検出条件としては、供給電位センサ４１４における電位検出値の異常（ＶＲ値異常）と、ＵＶＷ各相における電流検出値の異常（相電流値異常）も含まれる。さらに、検出条件としては、グランド電位センサ４１６における電位検出値の異常（Ｖｇ値異常）と、中性点電位センサ４１７における電位検出値の異常（Ｖｎ値異常）も含まれる。
The leftmost column of the correspondence table shown in FIG. 6 shows detection conditions under which the
対応表の左から２列目に示されるように、ローサイドスイッチ素子１１４における制御の応答異常には、レジスタの第０ビットが割り当てられる。ハイサイドスイッチ素子１１３における制御の応答異常には、レジスタの第１ビットが割り当てられる。ＵＶＷ各相における電位検出値の異常には、レジスタの第２ビットが割り当てられる。インバータ駆動回路３１１、３１２における上記以外の応答異常には、レジスタの第３ビットが割り当てられる。供給電位センサ４１４における電位検出値の異常には、レジスタの第４ビットが割り当てられる。ＵＶＷ各相における電流検出値の異常には、レジスタの第５ビットが割り当てられる。グランド電位センサ４１６における電位検出値の異常には、レジスタの第６ビットが割り当てられる。中性点電位センサ４１７における電位検出値の異常には、レジスタの第７ビットが割り当てられる。
As shown in the second column from the left of the correspondence table, the 0th bit of the register is assigned to the control response abnormality in the low-
本実施形態のモータ駆動ユニット１０００では、一例としてパターン０からパターン６までの７種類の故障パターンが想定される。発生原因が同一で発生箇所が回路的に対称な箇所である複数の故障については同一の故障パターンであり、発生原因が異なるか、あるいは発生箇所が回路的に非対称な箇所である複数の故障については異なる故障パターンである。具体的な故障パターンについては後で詳述する。
In the
想定される７種類の故障パターンに対し、故障箇所の利用が回避されるように、Ｙ１駆動とＹ３駆動と２相駆動とのいずれかの駆動パターンが割り当てられる。図６に示す対応表の上端の２行には、故障パターンに対する駆動パターンの割り当てが示される。 One of Y1 drive, Y3 drive, and 2-phase drive is assigned to the assumed seven types of failure patterns so as to avoid using the failure location. The upper two rows of the correspondence table shown in FIG. 6 show the allocation of drive patterns to failure patterns.
図６の対応表に示された数値「１」は、想定された故障パターンで故障が生じた場合に検出される異常を表し、数値「０」は、故障パターンと異常とが対応しないことを表す。例えばパターン３の場合には、ローサイドスイッチ素子１１４における制御の応答異常と、ハイサイドスイッチ素子１１３における制御の応答異常が検出される。
The numerical value "1" shown in the correspondence table of FIG. 6 represents an abnormality detected when a failure occurs in the assumed failure pattern, and the numerical value "0" indicates that the failure pattern does not correspond to the abnormality. show. For example, in the case of pattern 3, a control response abnormality in the low-
図６の対応表の左端列に示された検出条件のいずれかについて異常が検出された場合、対応表の左から２列目に示された割当ビットが立てられる。そして、レジスタの値が３１以下であると仮駆動の駆動パターンとしてＹ１駆動が選定され、レジスタの値が３２以上１２７以下であると仮駆動の駆動パターンとして２相駆動が選定され、レジスタの値が１２８以上であると仮駆動の駆動パターンとしてＹ３駆動が選定される。このようにレジスタが用いられて駆動パターンが選定されることにより、フローチャートによる選定よりも短時間で選定が行われる。制御回路３０１、３０２が、自己の制御下にあるインバータ１１１、１１２と相手側の制御下にある中性点リレー回路１２１、１２２とについて内部電位を得るので、駆動パターンの速やかな選定が可能となり、トルク抜けを回避することができる。
When an abnormality is detected in any of the detection conditions shown in the leftmost column of the correspondence table of FIG. 6, the assigned bit shown in the second column from the left of the correspondence table is set. When the register value is 31 or less, Y1 driving is selected as the temporary driving pattern. When the register value is 32 or more and 127 or less, two-phase driving is selected as the temporary driving pattern. is 128 or more, the Y3 drive is selected as the temporary drive pattern. By using the register to select the drive pattern in this way, the selection is performed in a shorter time than the selection by the flow chart. Since the
なお、図６の対応表に数値「１」で示された対応関係により、検出された異常から故障パターンを特定することができるので、複数種類の故障パターンそれぞれを区別した故障の兆候検出が行われてもよい。このような故障の兆候検出が行われる場合は、複数種類の動作（駆動パターン）のうち故障パターンに応じた動作（駆動パターン）が選択されて実行される。 Since the failure pattern can be specified from the detected abnormality based on the correspondence shown by the numerical value "1" in the correspondence table of FIG. may be broken. When such failure sign detection is performed, an operation (driving pattern) corresponding to the failure pattern is selected and executed from among a plurality of types of operations (driving patterns).
また、図６の対応表の左端列に示された検出条件のうち、レジスタの第０ビットから第４ビットが割り当てられた検出条件については、駆動パターンの選定に用いられるとともに、正常駆動中における故障の兆候検出にも用いられる。即ち、レジスタの第０ビットから第４ビットが割り当てられた検出条件のいずれかについて正常駆動中に異常が検出された場合には、モータ駆動ユニット１０００のどこかに故障が生じたものとして延焼防止状態となる。
（具体的な故障パターン）
以下、具体的な故障パターンを例示し、対応する具体的な駆動パターンについて説明する。
図７は、故障パターンのパターン１が生じた状態を示す図である。
Among the detection conditions shown in the leftmost column of the correspondence table in FIG. It is also used to detect signs of failure. That is, if an abnormality is detected in any of the detection conditions to which the 0th to 4th bits of the register are assigned during normal driving, the
(Specific failure pattern)
Specific failure patterns will be exemplified below, and corresponding specific drive patterns will be described.
FIG. 7 is a diagram showing a state where
故障パターンのパターン１では、モータ駆動ユニット１０００のいずれかの分離スイッチ１１５、１１６がオフ故障となる。図６の対応表にも示すように、パターン１では、分離スイッチ１１５、１１６に故障が生じた系統の供給電位センサ４１４で電位検出値が異常となる。また、図６の対応表には示されていないが、電源電位センサ４１５で電位検出値が異常となる場合もある。
このような異常が制御回路３０１、３０２による解析で検出されると、上述したようにモータ駆動ユニット１０００は延焼防止状態に移行する。
図８は、延焼防止状態に移行した状態を示す図である。
In
When such an abnormality is detected by analysis by the
FIG. 8 is a diagram showing a state in which a fire spread prevention state has been entered.
延焼防止状態では、モータ駆動ユニット１０００が備える両系統のインバータ１１１、１１２で全てのスイッチ素子がオフとなる。また、モータ駆動ユニット１０００が備える全ての分離スイッチ１１５、１１６もオフとなる。更に、中性点リレー回路１２１、１２２については正常時の制御で全てのスイッチ素子がオフであり、延焼防止状態でも全てのスイッチ素子がオフのままとなる。
In the fire spread prevention state, all switch elements of the
このような延焼防止状態で制御回路３０１、３０２は上記のように仮駆動の駆動パターンを選定する。故障パターンがパターン１である場合は、図６に示すように、駆動パターンとしてＹ１駆動が選定される。
図９は、故障パターンがパターン１の場合における仮駆動の状態を示す図である。
In such a state of preventing the spread of fire, the
FIG. 9 is a diagram showing the state of provisional driving when the failure pattern is
上述したように、本実施形態のモータ駆動ユニット１０００は、インバータとして、モータ２００の巻線の一端２１０に接続された第１系統のインバータ１１１と、当該巻線の他端２２０に接続された第２系統のインバータ１１２とを備える。そして、制御回路３０１、３０２は、電源４０３、４０４からモータ２００に至る駆動システムにおける故障の兆候を検出するに当たり、第１系統のインバータ１１１に関わる故障の兆候と第２系統のインバータ１１２に関わる故障の兆候とを区別して検出する。
As described above, the
Ｙ１駆動は、中性点リレー回路１２１、１２２によって中性点が形成される駆動パターンであり、第１系統のインバータ１１１を分離する分離スイッチ１１５、１１６に故障が生じた場合には、第１系統の中性点リレー回路１２１によって中性点が形成される。また、第２系統のインバータ１１２を分離する分離スイッチ１１５、１１６に故障が生じた場合には、第２系統の中性点リレー回路１２２によって中性点が形成される。即ち、制御回路３０１、３０２は、故障時用の動作（仮駆動の駆動パターン）として、複数種類の動作のうち故障に関わるインバータ１１１、１１２に応じた動作を選択して実行させる。
The Y1 drive is a drive pattern in which a neutral point is formed by the neutral
第１系統および第２系統の回路系の一方に故障の兆候が生じた場合は、制御回路３０１、３０２のうち、当該一方の回路系のインバータ１１１、１１２を制御する制御回路３０１、３０２が故障時用の動作（仮駆動の駆動パターン）を速やかに選択する。その後、当該回路系における故障の有無は、制御回路３０１、３０２の協働によって確認する。
If a symptom of failure occurs in one of the first and second circuit systems, the
図９に示す例では、第１系統の分離スイッチ１１５、１１６でオフ故障が生じるので、第１系統の中性点リレー回路１２１によって中性点が形成される。このように中性点が形成されると、制御回路３０１、３０２は、正常な第２系統のインバータ１１２によって三相通電制御を行い、モータ２００の駆動を継続する。
In the example shown in FIG. 9, since an off failure occurs in the separation switches 115 and 116 of the first system, the neutral point is formed by the neutral
このような仮駆動によるモータ２００の駆動中に、故障の兆候が検出された系統（一例として図９では第１系統）について、２つの分離スイッチ１１５、１１６やインバータ１１１の各スイッチ素子に対する個別の制御が行われる。そして、応答結果や電位検出値によって各スイッチ素子における故障の有無が個別に確認される。このような個別の確認によって故障箇所が確定した場合には、仮駆動の駆動パターンと同じ駆動パターン（即ちＹ１駆動）でリカバリ駆動が行われる。
次に、故障パターンのパターン２について説明する。
図１０は、故障パターンのパターン２が生じた状態を示す図である。
For a system (as an example, the first system in FIG. 9) in which a sign of failure is detected while the
Next,
FIG. 10 is a diagram showing a state where
故障パターンのパターン２では、モータ駆動ユニット１０００が備える中性点リレー回路１２１、１２２のスイッチ素子がオン故障となる。図１０に示す例では、第１系統の中性点リレー回路１２１でスイッチ素子のオン故障が生じる。図６の対応表にも示すように、パターン２では、ローサイドスイッチ素子１１４における制御の応答異常や、ハイサイドスイッチ素子１１３における制御の応答異常が生じる。
In
このような異常が制御回路３０１、３０２による解析で検出されるとモータ駆動ユニット１０００は延焼防止状態に移行する。そして、延焼防止状態で制御回路３０１、３０２は上記のように仮駆動の駆動パターンを選定する。故障パターンがパターン２である場合は、中性点電位センサ４１７でも電位検出値が異常となるので、図６に示すように、駆動パターンとしてＹ３駆動が選定される。
図１１は、故障パターンがパターン２の場合における仮駆動の状態を示す図である。
When such an abnormality is detected by analysis by the
FIG. 11 is a diagram showing the state of provisional driving when the failure pattern is
Ｙ３駆動は、インバータ１１１、１１２内で中性点が形成される駆動パターンであり、第１系統の中性点リレー回路１２１で電位検出値の異常が生じた（即ち第１系統で故障の兆候が検出された）場合には、第１系統のインバータ１１１で中性点が形成される。また、第２系統の中性点リレー回路１２２で電位検出値の異常が生じた（即ち第２系統で故障の兆候が検出された）場合には、第２系統のインバータ１１２で中性点が形成される。
Y3 drive is a drive pattern in which a neutral point is formed in the
即ち、中性点電位センサ４１７により中性点リレー回路１２１、１２２について異常な内部電位が検出された場合、当該中性点リレー回路１２１、１２２と同じ回路系に備えられたインバータ１１１、１１２によって中性点が形成されて故障時用の動作（仮駆動の駆動パターン）に移行する。
また、中性点が形成された系統の分離スイッチ１１５、１１６はオフとなり、インバータ１１１、１１２が電源およびグランドから分離される。
That is, when the neutral point
Also, the separation switches 115 and 116 of the system in which the neutral point is formed are turned off, and the
インバータ１１１、１１２内での中性点形成としては、３つのハイサイドスイッチ素子１１３がオンとなる中性点形成と３つのローサイドスイッチ素子１１４がオンとなる中性点形成が可能である。ハイサイドスイッチ素子に較べてローサイドスイッチ素子１１４の方がオン状態を維持するための電力が少なくて済むので、本実施形態におけるＹ３駆動では、グランドと巻線との間に接続されたローサイドスイッチ素子１１４によってインバータ１１１、１１２が中性点化される。
As the neutral point formation in the
図１１に示す例では、第１系統の中性点リレー回路１２１でオン故障が生じるので、第１系統のインバータ１１１内で中性点が形成される。このように中性点が形成されると、制御回路３０１、３０２は、正常な第２系統のインバータ１１２によって三相通電制御を行い、モータ２００の駆動を継続する。
In the example shown in FIG. 11, an ON failure occurs in the neutral
このような仮駆動によるモータ２００の駆動中に、故障の兆候が検出された系統（一例として図１１では第１系統）について、中性点リレー回路１２１の各スイッチ素子に対する個別の制御が行われる。そして、応答結果や電位検出値によって各スイッチ素子における故障の有無が個別に確認される。このような個別の確認によって故障箇所が確定した場合には、仮駆動の駆動パターンと同じ駆動パターン（即ちＹ３駆動）でリカバリ駆動が行われる。
なお、インバータ１１１、１１２内での中性点形成としては、以下の変形例が考えられる。
図１２は、インバータ１１１、１１２内での中性点形成の変形例を示す図である。
While the
In addition, the following modifications are conceivable as neutral point formation in the
FIG. 12 is a diagram showing a modification of neutral point formation in
図１２に示す変形例でも、第１系統の中性点リレー回路１２１で電位検出値の異常が生じ、第１系統のインバータ１１１内で中性点が形成される。しかし、インバータ１１１のハイサイドスイッチ素子１１３もローサイドスイッチ素子１１４もオン状態には固定されず、ＰＷＭ制御が行われることで中性点における電位が制御される。
次に、故障パターンのパターン３について説明する。
図１３は、故障パターンのパターン３が生じた状態を示す図である。
In the modification shown in FIG. 12 as well, an abnormality occurs in the potential detection value in the neutral
Next, pattern 3 of the failure pattern will be described.
FIG. 13 is a diagram showing a state in which pattern 3 of the failure pattern occurs.
故障パターンのパターン３では、モータ駆動ユニット１０００が備えるインバータ１１１、１１２のスイッチ素子がオン故障となる。図１３に示す例では、第１系統のインバータ１１１でオン故障が生じ、ハイサイドスイッチ素子１１３の１つでオン故障が生じる。図６の対応表にも示すように、パターン３では、ローサイドスイッチ素子１１４における制御の応答異常、あるいは、ハイサイドスイッチ素子１１３における制御の応答異常が生じる。
In pattern 3 of the failure pattern, the switch elements of the
このような異常が、インバータ駆動回路３１１、３１２を介して制御回路３０１、３０２によって検出されるとモータ駆動ユニット１０００は延焼防止状態に移行する。そして、延焼防止状態で制御回路３０１、３０２は上記のように仮駆動の駆動パターンを選定する。故障パターンがパターン３である場合は、図６に示すように、駆動パターンとしてＹ１駆動が選定される。
When such an abnormality is detected by the
モータ駆動ユニット１０００には、電位センサとして中性点電位センサ４１７が備えられるので、制御回路３０１、３０２は、駆動パターン選定の段階で、パターン２とパターン３とを区別することができる。この結果、仮駆動としてＹ１駆動とＹ３駆動とのうち適切な駆動パターンを選定することができる。
図１４は、故障パターンがパターン３の場合における仮駆動の状態を示す図である。
Since the
FIG. 14 is a diagram showing the state of provisional driving when the failure pattern is pattern 3. In FIG.
上述したように、Ｙ１駆動は、中性点リレー回路１２１、１２２によって中性点が形成される駆動パターンであり、第１系統のインバータ１１１に故障が生じた場合には、第１系統の中性点リレー回路１２１によって中性点が形成される。また、第２系統のインバータ１１２に故障が生じた場合には、第２系統の中性点リレー回路１２２によって中性点が形成される。また、中性点が形成された系統の分離スイッチ１１５、１１６はオフとなり、インバータ１１１、１１２が電源およびグランドから分離される。
As described above, the Y1 drive is a drive pattern in which a neutral point is formed by the neutral
図１４に示す例では、第１系統のインバータ１１１内のスイッチ素子でオン故障が生じるので、第１系統の中性点リレー回路１２１によって中性点が形成される。このように中性点が形成されると、制御回路３０１、３０２は、正常な第２系統のインバータ１１２によって三相通電制御を行い、モータ２００の駆動を継続する。
In the example shown in FIG. 14, an on-failure occurs in the switch element in
このような仮駆動によるモータ２００の駆動中に、故障の兆候が検出された系統（一例として図１４では第１系統）について、インバータ１１１内の各スイッチ素子に対する個別の制御が行われる。そして、応答結果や電位検出値によって各スイッチ素子における故障の有無が個別に確認される。即ち、制御回路３０１、３０２は、故障の有無の確認として、インバータ１１１内の複数のスイッチ素子における故障の有無を個別に確認する。このような個別の確認によって故障箇所が確定した場合には、仮駆動の駆動パターンと同じ駆動パターン（即ちＹ１駆動）でリカバリ駆動が行われる。
次に、故障パターンのパターン４について説明する。
図１５は、故障パターンのパターン４が生じた状態を示す図である。
While the
Next,
FIG. 15 is a diagram showing a state where
故障パターンのパターン４では、モータ駆動ユニット１０００が備えるインバータ１１１、１１２のスイッチ素子がオフ故障となる。図１５に示す例では、第１系統のインバータ１１１でオフ故障が生じ、ハイサイドスイッチ素子１１３の１つでオフ故障が生じる。図６の対応表にも示すように、パターン４では、Ｕ相電位センサ４１１、Ｖ相電位センサ４１２、およびＷ相電位センサ４１３のうち、スイッチ素子にオフ故障が生じた相の電位センサで電位検出値が異常となる。図１５に示す例では、Ｕ相の電位検出値に異常が生じる。
In
このような異常が制御回路３０１、３０２によって検出されるとモータ駆動ユニット１０００は延焼防止状態に移行する。そして、延焼防止状態で制御回路３０１、３０２は上記のように仮駆動の駆動パターンを選定する。故障パターンがパターン４である場合は、図６に示すように、駆動パターンとしてＹ１駆動が選定される。
図１６は、故障パターンがパターン４の場合における仮駆動の状態を示す図である。
When such an abnormality is detected by the
FIG. 16 is a diagram showing the state of provisional driving when the failure pattern is
上述したように、Ｙ１駆動は、中性点リレー回路１２１、１２２によって中性点が形成される駆動パターンであり、第１系統のインバータ１１１に故障が生じた場合には、第１系統の中性点リレー回路１２１によって中性点が形成される。また、第２系統のインバータ１１２に故障が生じた場合には、第２系統の中性点リレー回路１２２によって中性点が形成される。即ち、電位センサ４１１～４１３によりインバータ１１１、１１２について異常な内部電位が検出された場合、当該インバータ１１１、１１２と同じ回路系に備えられた中性点リレー回路１２１、１２２によって中性点が形成されて故障時用の動作（仮駆動の駆動パターン）に移行する。また、中性点が形成された系統の分離スイッチ１１５、１１６はオフとなり、インバータ１１１、１１２が電源およびグランドから分離される。
As described above, the Y1 drive is a drive pattern in which a neutral point is formed by the neutral
図１６に示す例では、第１系統のインバータ１１１内のスイッチ素子でオフ故障が生じるので、第１系統の中性点リレー回路１２１によって中性点が形成される。このように中性点が形成されると、制御回路３０１、３０２は、正常な第２系統のインバータ１１２によって三相通電制御を行い、モータ２００の駆動を継続する。
In the example shown in FIG. 16, an off failure occurs in the switch element in
このような仮駆動によるモータ２００の駆動中に、故障の兆候が検出された系統（一例として図１６では第１系統）について、インバータ１１１内の各スイッチ素子に対する個別の制御が行われる。そして、応答結果や電位検出値によって各スイッチ素子における故障の有無が個別に確認される。即ち、制御回路３０１、３０２は、故障の有無の確認として、インバータ１１１内の複数のスイッチ素子における故障の有無を個別に確認する。このような個別の確認によって故障箇所が確定した場合には、仮駆動の駆動パターンと同じ駆動パターン（即ちＹ１駆動）でリカバリ駆動が行われる。
次に、故障パターンのパターン５について説明する。
図１７は、故障パターンのパターン５が生じた状態を示す図である。
While the
Next, pattern 5 of the failure pattern will be described.
FIG. 17 is a diagram showing a state where pattern 5 of the failure pattern occurs.
故障パターンのパターン５では、モータ２００の巻線に断線故障が生じる。図１７に示す例では、モータ２００の巻線のうちＵ相の巻線に断線故障が生じる。図６の対応表にも示すように、パターン５では、Ｕ相電位センサ４１１、Ｖ相電位センサ４１２、およびＷ相電位センサ４１３のうち、断線故障が生じた相の電位センサで電位検出値が異常となる。
In pattern 5 of the failure patterns, a disconnection failure occurs in the windings of the
このような異常が制御回路３０１、３０２によって検出されるとモータ駆動ユニット１０００は延焼防止状態に移行する。そして、延焼防止状態で制御回路３０１、３０２は上記のように仮駆動の駆動パターンを選定する。故障パターンがパターン５である場合は、ＵＶＷ各相のうち断線故障が生じた相について電流検出値も異常（電流ゼロ）となるので、図６に示すように、駆動パターンとして２相駆動が選定される。
図１８は、故障パターンがパターン５の場合における仮駆動の状態を示す図である。
When such an abnormality is detected by the
FIG. 18 is a diagram showing the state of provisional driving when the failure pattern is pattern 5. In FIG.
２相駆動は、ＵＶＷ相のうち２相のみが用いられる駆動パターンであり、断線故障が生じた相を避けた２相が用いられる。Ｕ相の巻線で断線故障が生じた場合にはＶ相とＷ相の２相が用いられ、Ｖ相の巻線で断線故障が生じた場合にはＵ相とＷ相の２相が用いられ、Ｗ相の巻線で断線故障が生じた場合にはＵ相とＶ相の２相が用いられる。つまり、制御回路３０１、３０２は、電源４０３、４０４からモータ２００に至る駆動システムにおける故障の兆候を検出するに当たり、モータ２００の各相に関わる故障の兆候を区別して検出する。そして、制御回路３０１、３０２は、故障時用の動作として、複数種類の動作のうち故障に関わる相に応じた動作を選択して実行させる。
The two-phase drive is a drive pattern in which only two phases of the UVW phases are used, and the two phases avoiding the phase in which the disconnection failure occurs are used. When a disconnection fault occurs in the U-phase winding, two phases, V and W, are used, and when a disconnection fault occurs in the V-phase winding, two phases, U and W, are used. If a disconnection fault occurs in the W-phase winding, the two phases of the U-phase and the V-phase are used. In other words, the
図１８に示す例では、Ｕ相の巻線で断線故障が生じるので、制御回路３０１、３０２は、Ｕ相の利用を避けたＶ相とＷ相の２相による駆動制御を行いモータ２００の駆動を継続する。
図１９は、２相駆動でモータ２００の各相の各コイルに流れる電流値を示す図である。
２相駆動では、故障の兆候が検出された例えばＵ相では常に電流値がゼロとなり、その他のＶ相とＷ相の２相では例えば正弦波の電流波形で電流が流れる。
In the example shown in FIG. 18, since a disconnection failure occurs in the U-phase winding, the
FIG. 19 is a diagram showing current values flowing through each coil of each phase of the
In two-phase drive, the current value always becomes zero in, for example, the U-phase in which a sign of failure is detected, and the current flows in the other two phases, the V-phase and the W-phase, in a sinusoidal current waveform, for example.
このような仮駆動によるモータ２００の駆動中に、故障の兆候が検出された相（一例として図１８ではＵ相）について電流検出値が再び解析されて断線故障の有無が確認される。このような再解析によって断線故障の存在が確定した場合には、仮駆動の駆動パターンと同じ駆動パターン（即ち２相駆動）でリカバリ駆動が行われる。
次に、故障パターンのパターン６について説明する。
図２０は、故障パターンのパターン６が生じた状態を示す図である。
While the
Next, pattern 6 of the failure pattern will be described.
FIG. 20 is a diagram showing a state where pattern 6 of the failure pattern occurs.
故障パターンのパターン６では、モータ２００の巻線にグランドとの短絡故障が生じる。図２０に示す例では、モータ２００の巻線のうちＵ相の巻線に短絡故障が生じる。図６の対応表にも示すように、パターン６では、ハイサイドスイッチ素子１１３における制御の応答異常が生じる。
In pattern 6 of the failure pattern, a short-circuit failure with the ground occurs in the windings of the
このような異常が制御回路３０１、３０２によって検出されるとモータ駆動ユニット１０００は延焼防止状態に移行する。そして、延焼防止状態で制御回路３０１、３０２は上記のように仮駆動の駆動パターンを選定する。故障パターンがパターン６である場合は、グランド電位センサ４１６の電位検出値にも異常が生じるので、図６に示すように、駆動パターンとして２相駆動が選定される。
図２１は、故障パターンがパターン６の場合における仮駆動の状態を示す図である。
When such an abnormality is detected by the
FIG. 21 is a diagram showing the state of provisional driving when the failure pattern is pattern 6. In FIG.
上述した様に２相駆動は、ＵＶＷ相のうち２相のみが用いられる駆動パターンであり、断線故障が生じた相を避けた２相が用いられる。図２１に示す例では、Ｕ相の巻線で断線故障が生じるので、制御回路３０１、３０２は、Ｕ相の利用を避けたＶ相とＷ相の２相による駆動制御を行いモータ２００の駆動を継続する。
As described above, the two-phase drive is a drive pattern in which only two phases of the UVW phases are used, and the two phases avoiding the phase in which the disconnection failure occurs are used. In the example shown in FIG. 21, since a disconnection failure occurs in the U-phase winding, the
このような仮駆動によるモータ２００の駆動中に、制御回路３０１、３０２は、故障の兆候が検出された相（一例として図２１ではＵ相）での一時的な通電制御などを行いながら、当該相の通電時におけるグランド電位センサ４１６の電位検出値を確認する。このような電位検出値の確認によって、当該相における短絡故障の有無が確認される。そして短絡故障の存在が確定した場合には、仮駆動の駆動パターンと同じ駆動パターン（即ち２相駆動）でリカバリ駆動が行われる。
While the
以上説明した故障パターンの他に、本実施形態では、２つの制御回路３０１、３０２の一方が故障する故障パターンも想定される。この故障パターンは、一方の制御回路が相手の制御回路から通信の応答を得られなくなることで故障検出される。そして、この故障パターンでは、相手側のインバータが制御不能になったものとして、相手側の系統の中性点リレー回路１２１、１２２によって中性点が形成されてＹ１駆動による仮駆動が行われる。即ち、制御回路３０１、３０２は相互に通信し、一方が他方の通信不能を検知した場合には、当該一方が制御する中性点リレー回路１２１、１２２で中性点を形成させて故障時用の動作（仮駆動の駆動パターン）に移行する。
In addition to the failure patterns described above, in this embodiment, a failure pattern in which one of the two
なお、上記実施形態では２つの制御回路３０１、３０２によってインバータ１１１、１１２の制御や故障の検出が行われるが、本発明にいう制御部は、例えば１つのＣＰＵであってもよい。
（モータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成）
次に、モータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成について説明する。
図２２は、モータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成を模式的に示す図である。
In the above embodiment, the two
(Hardware Configuration of Motor Drive Unit 1000)
Next, the hardware configuration of
FIG. 22 is a diagram schematically showing the hardware configuration of
モータ駆動ユニット１０００は、ハードウェア構成として、上述したモータ２００と、第１実装基板１００１と、第２実装基板１００２と、ハウジング１００３と、コネクタ１００４、１００５とを備える。
モータ２００からは、コイルの一端２１０と他端２２０が突き出して実装基板１００１、１００２に向かって延びる。コイルの一端２１０と他端２２０との双方は、第１実装基板１００１および第２実装基板１００２の一方に接続されると共に、一端２１０と他端２２０との双方が第１実装基板１００１および第２実装基板１００２の当該一方を貫通して他方に接続される。具体的には、コイルの一端２１０と他端２２０との双方が例えば第２実装基板１００２に接続される。また、コイルの一端２１０と他端２２０との双方が、第２実装基板１００２を貫通して第１実装基板１００１に接続される。
One
第１実装基板１００１と第２実装基板１００２とは基板面が互いに対向する。その基板面が対向した方向に、モータ２００の回転軸が延びる。第１実装基板１００１と第２実装基板１００２とモータ２００は、ハウジング１００３内に収容されることで互いの位置が固定される。
The substrate surfaces of the
第１実装基板１００１には、第１電源４０３からの電源コードが接続されるコネクタ１００４が取り付けられる。第２実装基板１００２には、第２電源４０４からの電源コードが接続されるコネクタ１００５が取り付けられる。
図２３は、第１実装基板１００１および第２実装基板１００２のハードウェア構成を模式的に示す図である。
A
FIG. 23 is a diagram schematically showing the hardware configuration of the first mounting
第１実装基板１００１には、コイルの一端２１０側の第１インバータ１１１および他端２２０側の第２中性点リレー回路１２１が実装される。また、第１実装基板１００１とは別の第２実装基板１００２には、コイルの他端２２０側の第２インバータ１１２および一端２１０側の第１中性点リレー回路１２２が実装される。第１系統と第２系統とに冗長化された各系統の回路が２枚の実装基板１００１、１００２に振り分けられるので、２枚の実装基板について回路規模が同程度の効率的な素子配置が可能となる。
A
第１実装基板１００１には、第１の制御回路３０１も実装される。第２実装基板１００２には、第２の制御回路３０２も実装される。各制御回路３０１、３０２が、各制御回路３０１、３０２による制御対象のインバータ１１１、１１２および中性点リレー回路１２１、１２２と同一の実装基板上に実装されるので制御のための配線が基板内に納まる。よって効率的な素子配置が可能である。
A
第１実装基板１００１上の第１インバータ１１１と第２実装基板１００２上の第１中性点リレー回路１２２は、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２との対向方向で見た場合に互いに重なり合う位置に実装される。また、第１実装基板１００１上の第２中性点リレー回路１２１と第２実装基板１００２上の第２インバータ１１２は、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２との対向方向で見た場合に互いに重なり合う位置に実装される。このような回路配置により、コイルの一端２１０と他端２２０に対する配線経路が簡素化された効率的な素子配置が可能となる。
The
第１実装基板１００１と第２実装基板１００２との対向方向で見た場合に、第１実装基板１００１上の第１インバータ１１１と第２実装基板１００２上の第２インバータ１１２とが互いに対称な配置である。また、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２との対向方向で見た場合に、第１実装基板１００１上の第２中性点リレー回路１２１と第２実装基板１００２上の第１中性点リレー回路１２２とが互いに対称な配置である。このような対称な配置により、２枚の実装基板１００１、１００２について基板設計が共通化できる。
(変形例)
図２４は、実装基板のハードウェア構成の変形例を模式的に示す図である。
The
(Modification)
FIG. 24 is a diagram schematically showing a modification of the hardware configuration of the mounting board.
図２４に示された変形例では、１枚の両面実装基板１００６が備えられる。両面実装基板１００６の表裏両面のうち一方の面にコイルの一端２１０側の第１インバータ１１１および他端２２０側の第２中性点リレー回路１２１が実装される。一方の面に対する他方の面にコイルの他端２２０側の第２インバータ１１２および一端２１０側の第１中性点リレー回路１２２が実装される。表裏両面のうち一方の面には、第１の制御回路３０１も実装される。他方の面には第２の制御回路３０２も実装される。第１系統と第２系統とに冗長化された各系統の回路が両面実装基板の表裏両面に振り分けられるので、表裏両面について回路規模が均された効率的な素子配置が可能となる。
In the variant shown in FIG. 24, one double-
両面実装基板１００６の表裏両面における具体的な回路配置は、一方の面における回路配置が、図２３に示された第１実装基板１００１上の回路配置と同様であり、他方の面における回路配置が、図２３に示された第２実装基板１００２上の回路配置と同様である。このため、コイルの一端２１０と他端２２０に対する配線経路が簡素化された効率的な素子配置が可能であるとともに、両面実装基板１００６の表裏両面について基板設計が共通化できる。
（パワーステアリング装置の実施形態）
Regarding the specific circuit layout on both the front and back surfaces of the double-
(Embodiment of Power Steering Device)
自動車等の車両は一般的に、パワーステアリング装置を備える。パワーステアリング装置は、運転者がステアリングハンドルを操作することによって発生するステアリング系の操舵トルクを補助するための補助トルクを生成する。補助トルクは、補助トルク機構によって生成され、運転者の操作の負担を軽減することができる。例えば、補助トルク機構は、操舵トルクセンサ、ＥＣＵ、モータおよび減速機構などから構成される。操舵トルクセンサは、ステアリング系における操舵トルクを検出する。ＥＣＵは、操舵トルクセンサの検出信号に基づいて駆動信号を生成する。モータは、駆動信号に基づいて操舵トルクに応じた補助トルクを生成し、減速機構を介してステアリング系に補助トルクを伝達する。 Vehicles such as automobiles generally include a power steering device. A power steering device generates an assist torque for assisting a steering torque of a steering system generated by a driver's operation of a steering wheel. The assist torque is generated by the assist torque mechanism, and can reduce the driver's operation burden. For example, the auxiliary torque mechanism is composed of a steering torque sensor, an ECU, a motor, a speed reduction mechanism, and the like. The steering torque sensor detects steering torque in the steering system. The ECU generates a drive signal based on the detection signal of the steering torque sensor. The motor generates an assist torque corresponding to the steering torque based on the drive signal, and transmits the assist torque to the steering system via the speed reduction mechanism.
上記実施形態のモータ駆動ユニット１０００は、パワーステアリング装置に好適に利用される。図２５は、本実施形態によるパワーステアリング装置２０００の構成を模式的に示す図である。
電動パワーステアリング装置２０００は、ステアリング系５２０および補助トルク機構５４０を備える。
The
Electric
ステアリング系５２０は、例えば、ステアリングハンドル５２１、ステアリングシャフト５２２（「ステアリングコラム」とも称される。）、自在軸継手５２３Ａ、５２３Ｂ、および回転軸５２４（「ピニオン軸」または「入力軸」とも称される。）を備える。
The
また、ステアリング系５２０は、例えば、ラックアンドピニオン機構５２５、ラック軸５２６、左右のボールジョイント５５２Ａ、５５２Ｂ、タイロッド５２７Ａ、５２７Ｂ、ナックル５２８Ａ、５２８Ｂ、および左右の操舵車輪（例えば左右の前輪）５２９Ａ、５２９Ｂを備える。
The
ステアリングハンドル５２１は、ステアリングシャフト５２２と自在軸継手５２３Ａ、５２３Ｂとを介して回転軸５２４に連結される。回転軸５２４にはラックアンドピニオン機構５２５を介してラック軸５２６が連結される。ラックアンドピニオン機構５２５は、回転軸５２４に設けられたピニオン５３１と、ラック軸５２６に設けられたラック５３２とを有する。ラック軸５２６の右端には、ボールジョイント５５２Ａ、タイロッド５２７Ａおよびナックル５２８Ａをこの順番で介して右の操舵車輪５２９Ａが連結される。右側と同様に、ラック軸５２６の左端には、ボールジョイント５５２Ｂ、タイロッド５２７Ｂおよびナックル５２８Ｂをこの順番で介して左の操舵車輪５２９Ｂが連結される。ここで、右側および左側は、座席に座った運転者から見た右側および左側にそれぞれ一致する。
The steering handle 521 is connected to a
ステアリング系５２０によれば、運転者がステアリングハンドル５２１を操作することによって操舵トルクが発生し、ラックアンドピニオン機構５２５を介して左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂに伝わる。これにより、運転者は左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂを操作することができる。
According to the
補助トルク機構５４０は、例えば、操舵トルクセンサ５４１、ＥＣＵ５４２、モータ５４３、減速機構５４４および電力供給装置５４５を備える。補助トルク機構５４０は、ステアリングハンドル５２１から左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂに至るステアリング系５２０に補助トルクを与える。なお、補助トルクは「付加トルク」と称されることがある。
The
ＥＣＵ５４２としては、例えば図１などに示された制御回路３０１、３０２が用いられる。また、電力供給装置５４５としては、例えば図１などに示されたインバータ１１１、１１２が用いられる。また、モータ５４３としては、例えば図１などに示されたモータ２００が用いられる。ＥＣＵ５４２、モータ５４３および電力供給装置５４５が、一般的に「機電一体型モータ」と称されるユニットを構成する場合には、当該ユニットとしては、例えば図２２に示されたハードウェア構成のモータ駆動ユニット１０００が好適に用いられる。図２５に示された各要素のうち、ＥＣＵ５４２、モータ５４３および電力供給装置５４５を除いた要素で構成された機構は、モータ５４３によって駆動されるパワーステアリング機構の一例に相当する。
As the
操舵トルクセンサ５４１は、ステアリングハンドル５２１によって付与されたステアリング系５２０の操舵トルクを検出する。ＥＣＵ５４２は、操舵トルクセンサ５４１からの検出信号（以下、「トルク信号」と表記する。）に基づいてモータ５４３を駆動するための駆動信号を生成する。モータ５４３は、操舵トルクに応じた補助トルクを駆動信号に基づいて発生する。補助トルクは、減速機構５４４を介してステアリング系５２０の回転軸５２４に伝達される。減速機構５４４は、例えばウォームギヤ機構である。補助トルクはさらに、回転軸５２４からラックアンドピニオン機構５２５に伝達される。
The
パワーステアリング装置２０００は、補助トルクがステアリング系５２０に付与される箇所によって、ピニオンアシスト型、ラックアシスト型、およびコラムアシスト型等に分類される。図２５には、ピニオンアシスト型のパワーステアリング装置２０００が示される。ただし、パワーステアリング装置２０００は、ラックアシスト型、コラムアシスト型等にも適用される。
The
ＥＣＵ５４２には、トルク信号だけでなく、例えば車速信号も入力され得る。ＥＣＵ５４２のマイクロコントローラは、トルク信号や車速信号などに基づいてモータ５４３をベクトル制御することができる。
Not only the torque signal but also the vehicle speed signal, for example, can be input to the
ＥＣＵ５４２は、少なくともトルク信号に基づいて目標電流値を設定する。ＥＣＵ５４２は、車速センサによって検出された車速信号を考慮し、さらに角度センサによって検出されたロータの回転信号を考慮して、目標電流値を設定することが好ましい。ＥＣＵ５４２は、電流センサによって検出された実電流値が目標電流値に一致するように、モータ５４３の駆動信号、つまり、駆動電流を制御することができる。
The
パワーステアリング装置２０００によれば、運転者の操舵トルクにモータ５４３の補助トルクを加えた複合トルクを利用してラック軸５２６によって左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂを操作することができる。特に、上述した機電一体型モータに、上記実施形態のモータ駆動ユニット１０００が利用されることにより、正常時および故障時のいずれにおいても適切な電流制御が可能となる。この結果、正常時および故障時のいずれにおいてもパワーステアリング装置におけるパワーアシストが継続される。
According to the
なお、ここでは、本発明の電力変換装置および駆動装置における使用方法の一例としてパワーステアリング装置が挙げられるが、本発明の電力変換装置および駆動装置の使用方法は上記に限定されず、ポンプ、コンプレッサなど広範囲に使用可能である。 Here, a power steering system is given as an example of the usage of the power conversion device and the drive device of the present invention, but the usage of the power conversion device and the drive device of the present invention is not limited to the above. It can be used in a wide range of applications such as
上述した実施形態及び変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及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。 The above-described embodiments and modifications should be considered illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
１１１ ：第１インバータ
１１２ ：第２インバータ
１１５、１１６ ：分離スイッチ
１２１ ：第２中性点リレー回路
１２２ ：第１中性点リレー回路
２００ ：モータ
３０１、３０２ ：制御回路
３１１、３１２ ：インバータ駆動回路
３１３、３１４ ：スイッチ駆動回路
４０３、４０４ ：電源
４１１ ：Ｕ相電位センサ
４１２ ：Ｖ相電位センサ
４１３ ：Ｗ相電位センサ
４１４ ：供給電位センサ
４１５ ：電源電位センサ
４１６ ：グランド電位センサ
４１７ ：中性点電位センサ
１０００ ：モータ駆動ユニット
１００１、１００２、１００７ ：実装基板
１００６ ：両面実装基板
２０００ ：パワーステアリング装置
111: first inverter 112:
Claims (12)
前記巻線に接続されるインバータと、
前記インバータおよび前記巻線に接続され、前記ｎ相の巻線に対する中性点を形成する中性点回路と、
前記インバータおよび前記中性点回路それぞれの内部電位を検出する検出器と、
を備えた回路系を、前記巻線の一端と他端とのそれぞれに備え、
前記巻線の一端側の検出器に接続され、当該一端側のインバータおよび前記巻線の他端側の中性点回路を制御する第１制御回路と、
前記巻線の他端側の検出器に接続され、当該他端側のインバータおよび前記巻線の一端側の中性点回路を制御する第２制御回路と、
を更に備える電力変換装置。 A power conversion device that converts power from a power supply into power to be supplied to a motor having n-phase (n is an integer of 3 or more) windings,
an inverter connected to the winding;
a neutral point circuit connected to the inverter and the winding and forming a neutral point for the n-phase winding;
a detector that detects an internal potential of each of the inverter and the neutral point circuit;
a circuit system provided at each of one end and the other end of the winding,
a first control circuit connected to a detector on one end of the winding and controlling an inverter on the one end and a neutral point circuit on the other end of the winding;
a second control circuit connected to a detector on the other end of the winding and controlling an inverter on the other end and a neutral point circuit on the one end of the winding;
A power conversion device further comprising:
前記検出器が、前記スイッチ素子と前記インバータとを接続する接続ラインの電位も検出する請求項１記載の電力変換装置。 The circuit system further comprises a switch element for switching connection/disconnection between the inverter and the ground,
2. The power converter according to claim 1, wherein said detector also detects the potential of a connection line connecting said switch element and said inverter.
前記他端側のインバータおよび前記一端側の中性点回路が、前記第１基板とは別の第２基板上に実装される請求項１から８のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The inverter on the one end side and the neutral point circuit on the other end side are mounted on a first substrate,
The power converter according to any one of claims 1 to 8, wherein the inverter on the other end side and the neutral point circuit on the one end side are mounted on a second board different from the first board.
前記他端側のインバータおよび前記一端側の中性点回路が、前記第１面の裏側の第２面上に実装される請求項１から８のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The inverter on the one end side and the neutral point circuit on the other end side are mounted on the first surface of the substrate,
The power converter according to any one of claims 1 to 8, wherein the inverter on the other end side and the neutral point circuit on the one end side are mounted on a second surface behind the first surface.
前記電力変換装置によって変換された電力が供給されるモータと、
を備える駆動装置。 A power converter according to any one of claims 1 to 10;
a motor supplied with power converted by the power conversion device;
drive device.
前記電力変換装置によって変換された電力が供給されるモータと、
前記モータによって駆動されるパワーステアリング機構と、
を備えるパワーステアリング装置。 A power converter according to any one of claims 1 to 10;
a motor supplied with power converted by the power conversion device;
a power steering mechanism driven by the motor;
power steering device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018226967A JP7151432B2 (en) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | Power converters, drives and power steering devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018226967A JP7151432B2 (en) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | Power converters, drives and power steering devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020092491A JP2020092491A (en) | 2020-06-11 |
| JP7151432B2 true JP7151432B2 (en) | 2022-10-12 |
Family
ID=71013934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018226967A Active JP7151432B2 (en) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | Power converters, drives and power steering devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7151432B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117561196A (en) * | 2021-06-28 | 2024-02-13 | 三菱电机株式会社 | Automatic driving assistance device |
| CN117724386B (en) * | 2024-02-18 | 2024-04-19 | 天津德科智控股份有限公司 | EPS system MCU and FOC chip combined use communication device and method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013529055A (en) | 2010-06-14 | 2013-07-11 | イスパノ・シユイザ | Voltage inverter and method for controlling such an inverter |
| JP2014192950A (en) | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Denso Corp | Power converter |
| JP2017077048A (en) | 2015-10-13 | 2017-04-20 | 株式会社デンソー | Dynamo-electric machine controller, and electric power steering device using the same |
| WO2018042657A1 (en) | 2016-09-05 | 2018-03-08 | 三菱電機株式会社 | Electric power steering apparatus |
| JP2018046625A (en) | 2016-09-13 | 2018-03-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Motor controller |
| WO2018180237A1 (en) | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 日本電産株式会社 | Power conversion apparatus, motor driving unit, and electric power steering apparatus |
-
2018
- 2018-12-04 JP JP2018226967A patent/JP7151432B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013529055A (en) | 2010-06-14 | 2013-07-11 | イスパノ・シユイザ | Voltage inverter and method for controlling such an inverter |
| JP2014192950A (en) | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Denso Corp | Power converter |
| JP2017077048A (en) | 2015-10-13 | 2017-04-20 | 株式会社デンソー | Dynamo-electric machine controller, and electric power steering device using the same |
| WO2018042657A1 (en) | 2016-09-05 | 2018-03-08 | 三菱電機株式会社 | Electric power steering apparatus |
| JP2018046625A (en) | 2016-09-13 | 2018-03-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Motor controller |
| WO2018180237A1 (en) | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 日本電産株式会社 | Power conversion apparatus, motor driving unit, and electric power steering apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020092491A (en) | 2020-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10998842B2 (en) | Power conversion device, motor drive unit, and electric power steering device | |
| JP7010281B2 (en) | Power converter, motor drive unit and electric power steering device | |
| JP7238777B2 (en) | Power conversion device, motor module and electric power steering device | |
| JP7136110B2 (en) | Power conversion device, motor drive unit and electric power steering device | |
| US11081997B2 (en) | Power conversion device, motor drive unit, and electric power steering device | |
| WO2018061818A1 (en) | Power conversion device, motor driving unit, and electric power-steering device | |
| US11095233B2 (en) | Electric power conversion apparatus, motor drive unit and electric motion power steering apparatus | |
| JP7151432B2 (en) | Power converters, drives and power steering devices | |
| US11476777B2 (en) | Power conversion device, driving device, and power steering device | |
| CN111034006A (en) | Power conversion device, motor module, and electric power steering device | |
| WO2019150913A1 (en) | Driving device and power steering device | |
| JP7424312B2 (en) | Power conversion equipment, drive equipment and power steering equipment | |
| WO2019151308A1 (en) | Power conversion device, driving device, and power steering device | |
| WO2019150912A1 (en) | Power conversion device, driving device, and power steering device | |
| WO2019159836A1 (en) | Power conversion device, drive device, and power steering device | |
| WO2019150911A1 (en) | Power conversion device, drive device, and power steering device | |
| WO2019159835A1 (en) | Power conversion device, drive device, and power steering device | |
| JP2020108317A (en) | Power conversion apparatus, driver and power steering device | |
| WO2019044105A1 (en) | Power conversion device, motor drive unit and electric power steering device | |
| WO2019044106A1 (en) | Power conversion device, motor drive unit and electric power steering device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210921 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220825 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220830 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220912 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7151432 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |