JP2015154572A - Failure detection method of inverter circuit, driving device and motor driving system - Google Patents

Failure detection method of inverter circuit, driving device and motor driving system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a configuration for detecting an open-circuit failure in switching elements which are connected in parallel.SOLUTION: A failure detection method of an inverter circuit is disclosed. The inverter circuit includes a plurality of phases of switching circuits. In each of the switching circuits, a plurality of switching elements connected in parallel are provided in each of upper and lower arms and the upper arm and the lower arm are connected in series. According to the failure detection method of the inverter circuit, while any one of the upper arm and the lower arm is driven, driving of partial switching elements among the plurality of switching elements provided in the one arm is stopped. When it is detected that a current that re-flows during a period in which the driving of the partial switching elements is stopped flows to the other arm provided in the switching circuit of the same phase as the one arm, it is determined that an open-circuit failure occurs in switching elements different from the partial switching elements among the plurality of switching elements provided in the one arm.

Description

本発明は、並列に接続された複数のスイッチング素子が上アームと下アームのそれぞれに設けられたスイッチング回路を有するインバータ回路の故障検出方法、駆動装置及びモータ駆動システムに関する。   The present invention relates to a failure detection method, a drive device, and a motor drive system for an inverter circuit having a switching circuit in which a plurality of switching elements connected in parallel are provided on each of an upper arm and a lower arm.

従来、並列に接続された複数のスイッチング素子が上アームと下アームのそれぞれに設けられたスイッチング回路を有するインバータ装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。このインバータ装置は、並列に接続された複数のスイッチング素子の中間に配置された温度検出センサによって、それらの複数のスイッチング素子のオープン故障を検出するものである。   Conventionally, an inverter device having a switching circuit in which a plurality of switching elements connected in parallel is provided in each of an upper arm and a lower arm is known (see, for example, Patent Document 1). This inverter device detects an open failure of a plurality of switching elements by a temperature detection sensor arranged in the middle of the plurality of switching elements connected in parallel.

特開2012−75279号公報JP 2012-75279 A

しかしながら、上述の従来技術では、並列に接続されたスイッチング素子群毎に温度検出センサが必要であるため、オープン故障を簡易な構成で検出できず、コストが上昇するおそれがある。   However, since the above-described conventional technology requires a temperature detection sensor for each group of switching elements connected in parallel, an open failure cannot be detected with a simple configuration, and the cost may increase.

そこで、並列に接続された各スイッチング素子のオープン故障を検出する構成を簡易化できる、インバータ回路の故障検出方法、駆動装置及びモータ駆動システムの提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an inverter circuit failure detection method, a drive device, and a motor drive system that can simplify the configuration for detecting an open failure of each switching element connected in parallel.

一つの案では、
並列に接続された複数のスイッチング素子が上アームと下アームのそれぞれに設けられ、前記上アームと前記下アームとが直列に接続されて設けられたスイッチング回路を複数相有するインバータ回路の故障検出方法であって、
前記上アームと前記下アームのいずれか一方のアームの駆動中に、前記一方のアームに設けられた前記複数のスイッチング素子のうち一部のスイッチング素子の駆動を停止し、
前記一部のスイッチング素子の駆動が停止している期間で還流する電流が、前記一方のアームと同相のスイッチング回路に設けられた他方のアームに流れることが検出されたとき、前記一方のアームに設けられた前記複数のスイッチング素子のうち前記一部のスイッチング素子とは別のスイッチング素子がオープン故障していると判定する、インバータ回路の故障検出方法が提供される。
One idea is that
A fault detection method for an inverter circuit having a plurality of switching elements provided in parallel in which a plurality of switching elements connected in parallel are provided in each of an upper arm and a lower arm, and the upper arm and the lower arm are connected in series Because
During driving of either the upper arm or the lower arm, driving of some of the switching elements provided in the one arm is stopped,
When it is detected that a current that circulates during the period when the driving of some of the switching elements is stopped flows to the other arm provided in the switching circuit in phase with the one arm, Provided is a fault detection method for an inverter circuit, in which it is determined that an open fault has occurred in a switching element different from the part of the plurality of switching elements provided.

一態様によれば、並列に接続された各スイッチング素子のオープン故障を検出する構成を簡易化できる。   According to one aspect, it is possible to simplify the configuration for detecting an open failure of each switching element connected in parallel.

駆動装置及びモータ駆動システムの一例を示す構成図Configuration diagram showing an example of a drive device and a motor drive system インバータ回路の故障検出方法の一例を示すフローチャートFlow chart showing an example of a failure detection method for an inverter circuit 上アームの片側のスイッチング素子のオープン故障の検出方法の一例を説明するための図The figure for demonstrating an example of the detection method of the open failure of the switching element of the one side of an upper arm 上アームの片側のスイッチング素子がオープン故障していないときの各波形の一例を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of each waveform when the switching element on one side of the upper arm has no open failure 上アームの片側のスイッチング素子がオープン故障しているときの各波形の一例を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of each waveform when the switching element on one side of the upper arm has an open failure 下アームの片側のスイッチング素子のオープン故障の検出方法の一例を説明するための図The figure for demonstrating an example of the detection method of the open failure of the switching element of the one side of a lower arm 下アームの片側のスイッチング素子がオープン故障していないときの各波形の一例を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of each waveform when the switching element on one side of the lower arm does not have an open failure 下アームの片側のスイッチング素子がオープン故障しているときの各波形の一例を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of each waveform when the switching element on one side of the lower arm has an open failure

図1は、駆動装置11及びモータ駆動システム1の一例を示す構成図である。モータ駆動システム1は、車両に搭載されるシステムの一例であり、駆動装置11と、駆動装置11によって駆動されるモータ12とを備えている。   FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a drive device 11 and a motor drive system 1. The motor drive system 1 is an example of a system mounted on a vehicle, and includes a drive device 11 and a motor 12 driven by the drive device 11.

モータ12は、駆動装置11のインバータ回路20から供給される電流によって駆動される誘導性負荷の一例である。モータ12は、例えば3相(U相、V相、W相)式のブラシレスモータであるが、3相式以外の多相式のモータ(例えば、5相式のモータなど)であってもよい。   The motor 12 is an example of an inductive load that is driven by a current supplied from the inverter circuit 20 of the drive device 11. The motor 12 is, for example, a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) brushless motor, but may be a multiphase motor other than the three-phase motor (for example, a five-phase motor). .

なお、図示のインバータ回路20では、説明の便宜上、2相分のスイッチング回路40,60のみが示され、1相分のスイッチング回路の図示が省略されている。すなわち、インバータ回路20は、3相式のモータを駆動する場合であれば、3相式のモータの相数と同じ3つのスイッチング回路を有し、5相式のモータを駆動する場合であれば、5相式のモータの相数と同じ5つのスイッチング回路を有している。   In the illustrated inverter circuit 20, only the switching circuits 40 and 60 for two phases are shown for convenience of explanation, and the illustration of the switching circuit for one phase is omitted. In other words, if the inverter circuit 20 is a case of driving a three-phase motor, the inverter circuit 20 has the same three switching circuits as the number of phases of the three-phase motor and is driving a five-phase motor. The five switching circuits have the same number of phases as the five-phase motor.

モータ駆動システム1の具体例として、運転者によるステアリング操作をアシストする電動パワーステアリング装置が挙げられる。この場合、モータ12は、例えば、駆動装置11のインバータ回路20によって駆動されることによって、運転者によるステアリング操作をアシストするためのアシスト力を発生させるアクチュエータの一例である。   A specific example of the motor drive system 1 is an electric power steering device that assists the steering operation by the driver. In this case, the motor 12 is an example of an actuator that generates an assist force for assisting the steering operation by the driver by being driven by the inverter circuit 20 of the drive device 11.

駆動装置11は、インバータ回路20と、制御部30とを備えている。   The drive device 11 includes an inverter circuit 20 and a control unit 30.

インバータ回路20は、上アームと下アームとが直列に接続されて設けられたスイッチング回路を複数相有するインバータ回路の一例であり、同一構成の複数のスイッチング回路が並列に接続された回路構成を有している。インバータ回路20は、例えば、U相用のスイッチング回路40と、V相用のスイッチング回路60と、W相用のスイッチング回路(図示省略)とを有している。   The inverter circuit 20 is an example of an inverter circuit having a plurality of phases of switching circuits provided by connecting an upper arm and a lower arm in series, and has a circuit configuration in which a plurality of switching circuits having the same configuration are connected in parallel. doing. The inverter circuit 20 includes, for example, a U-phase switching circuit 40, a V-phase switching circuit 60, and a W-phase switching circuit (not shown).

スイッチング回路40は、上アーム41と下アーム46とが高電源電位部21と低電源電位部22との間で直列に接続されて設けられたスイッチング回路の一例である。上アーム41は、中間ノード51に対して高電源電位部21側のハイサイドに設けられたスイッチング素子群であり、下アーム46は、中間ノード51に対して低電源電位部22側のローサイドに設けられたスイッチング素子群である。中間ノード51は、例えば、モータ12のU相のコイルに接続される。   The switching circuit 40 is an example of a switching circuit provided with an upper arm 41 and a lower arm 46 connected in series between the high power supply potential unit 21 and the low power supply potential unit 22. The upper arm 41 is a switching element group provided on the high side on the high power supply potential part 21 side with respect to the intermediate node 51, and the lower arm 46 is on the low side on the low power supply potential part 22 side with respect to the intermediate node 51. It is a switching element group provided. The intermediate node 51 is connected to a U-phase coil of the motor 12, for example.

高電源電位部21は、例えば、バッテリやコンバータ等の電源の正極端子に導電的に接続される部位である。高電源電位部21よりも低電位の低電源電位部22は、例えば、バッテリやコンバータ等の電源の負極端子、又は車体アース部に、導電的に接続されるグランド部位である。   The high power supply potential unit 21 is a part that is conductively connected to a positive terminal of a power supply such as a battery or a converter. The low power supply potential portion 22 having a lower potential than the high power supply potential portion 21 is a ground portion that is conductively connected to, for example, a negative terminal of a power source such as a battery or a converter, or a vehicle body grounding portion.

スイッチング回路40には、並列に接続された複数のスイッチング素子が上アーム41と下アーム46のそれぞれに設けられている。図示の場合、上アーム41には、並列に接続された2つのトランジスタ42とトランジスタ43とが設けられ、下アーム46には、並列に接続された2つのトランジスタ47とトランジスタ48とが設けられている。   In the switching circuit 40, a plurality of switching elements connected in parallel are provided on each of the upper arm 41 and the lower arm 46. In the illustrated case, the upper arm 41 is provided with two transistors 42 and a transistor 43 connected in parallel, and the lower arm 46 is provided with two transistors 47 and a transistor 48 connected in parallel. Yes.

スイッチング回路60は、上アーム61と下アーム66とが高電源電位部21と低電源電位部22との間で直列に接続されて設けられたスイッチング回路の一例である。上アーム61は、中間ノード71に対して高電源電位部21側のハイサイドに設けられたスイッチング素子群であり、下アーム66は、中間ノード71に対して低電源電位部22側のローサイドに設けられたスイッチング素子群である。中間ノード71は、例えば、モータ12のV相のコイルに接続される。   The switching circuit 60 is an example of a switching circuit in which an upper arm 61 and a lower arm 66 are provided in series between the high power supply potential unit 21 and the low power supply potential unit 22. The upper arm 61 is a switching element group provided on the high side on the high power supply potential unit 21 side with respect to the intermediate node 71, and the lower arm 66 is on the low side on the low power supply potential unit 22 side with respect to the intermediate node 71. It is a switching element group provided. The intermediate node 71 is connected to, for example, a V-phase coil of the motor 12.

スイッチング回路60には、並列に接続された複数のスイッチング素子が上アーム61と下アーム66のそれぞれに設けられている。図示の場合、上アーム61には、並列に接続された2つのトランジスタ62とトランジスタ63とが設けられ、下アーム66には、並列に接続された2つのトランジスタ67とトランジスタ68とが設けられている。   In the switching circuit 60, a plurality of switching elements connected in parallel are provided in each of the upper arm 61 and the lower arm 66. In the illustrated case, the upper arm 61 is provided with two transistors 62 and 63 connected in parallel, and the lower arm 66 is provided with two transistors 67 and 68 connected in parallel. Yes.

各トランジスタは、オンオフ動作するスイッチング素子の一例であり、例えば、制御電極と第1の主電極と第2の主電極とを有する、絶縁ゲート型の電圧制御可能な半導体素子である。トランジスタの具体例として、MOSFET,IGBTなどのパワートランジスタ素子が挙げられる。図面には、Nチャネル型のMOSFETが示されている。   Each transistor is an example of a switching element that performs an on / off operation. For example, the transistor is an insulated gate voltage-controlled semiconductor element that includes a control electrode, a first main electrode, and a second main electrode. Specific examples of the transistor include power transistor elements such as MOSFET and IGBT. In the drawing, an N-channel type MOSFET is shown.

以下、説明の便宜上、各トランジスタがMOSFETであるとして、説明する。各トランジスタがIGBTの場合であれば、「ドレイン」を「コレクタ」に、「ソース」を「エミッタ」に置き換えて読むとよい。   Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that each transistor is a MOSFET. If each transistor is an IGBT, it may be read by replacing “drain” with “collector” and “source” with “emitter”.

トランジスタ42のゲート電極は、制御部30のインバータ駆動回路31に接続される制御電極の一例である。トランジスタ42のドレイン電極は、高電源電位部21に接続される第1の主電極の一例である。トランジスタ42のソース電極は、中間ノード51及び下アーム46を介して、低電源電位部22に接続される第2の主電極の一例である。トランジスタ43も同様である。   The gate electrode of the transistor 42 is an example of a control electrode connected to the inverter drive circuit 31 of the control unit 30. The drain electrode of the transistor 42 is an example of a first main electrode connected to the high power supply potential unit 21. The source electrode of the transistor 42 is an example of a second main electrode connected to the low power supply potential unit 22 via the intermediate node 51 and the lower arm 46. The same applies to the transistor 43.

トランジスタ42,43のゲート電極は、インバータ駆動回路31に接続され、それぞれ別々のプリドライバに接続されている。トランジスタ42,43の各ドレイン電極は、互いに接続され、トランジスタ42,43の各ソース電極も、互いに接続されている。   The gate electrodes of the transistors 42 and 43 are connected to the inverter drive circuit 31 and are connected to different pre-drivers. The drain electrodes of the transistors 42 and 43 are connected to each other, and the source electrodes of the transistors 42 and 43 are also connected to each other.

トランジスタ47のゲート電極は、制御部30のインバータ駆動回路31に接続される制御電極の一例である。トランジスタ47のドレイン電極は、中間ノード51及び上アーム41を介して、高電源電位部21に接続される第1の主電極の一例である。トランジスタ47のソース電極は、低電源電位部22に接続される第2の主電極の一例である。トランジスタ48も同様である。   The gate electrode of the transistor 47 is an example of a control electrode connected to the inverter drive circuit 31 of the control unit 30. The drain electrode of the transistor 47 is an example of a first main electrode connected to the high power supply potential unit 21 via the intermediate node 51 and the upper arm 41. The source electrode of the transistor 47 is an example of a second main electrode connected to the low power supply potential unit 22. The same applies to the transistor 48.

トランジスタ47,48のゲート電極は、インバータ駆動回路31に接続され、それぞれ別々のプリドライバに接続されている。トランジスタ47,48の各ドレイン電極は、互いに接続され、トランジスタ47,48の各ソース電極も、互いに接続されている。   The gate electrodes of the transistors 47 and 48 are connected to the inverter drive circuit 31 and are connected to different pre-drivers. The drain electrodes of the transistors 47 and 48 are connected to each other, and the source electrodes of the transistors 47 and 48 are also connected to each other.

トランジスタ42は、逆導通用のダイオード44をドレイン電極とソース電極との間に備えている。ダイオード44は、トランジスタ42に逆導通接続された素子であり、トランジスタ42のドレイン電極に接続されたカソードと、トランジスタ42のソース電極に接続されたアノードとを有している。ダイオード45,49,50も同様である。   The transistor 42 includes a diode 44 for reverse conduction between the drain electrode and the source electrode. The diode 44 is an element that is reversely connected to the transistor 42, and has a cathode connected to the drain electrode of the transistor 42 and an anode connected to the source electrode of the transistor 42. The same applies to the diodes 45, 49, 50.

スイッチング回路60の構成は、スイッチング回路40の構成と同一であるため、スイッチング回路60の説明は、スイッチング回路40の説明を援用することで省略する。   Since the configuration of the switching circuit 60 is the same as the configuration of the switching circuit 40, the description of the switching circuit 60 is omitted by using the description of the switching circuit 40.

制御部30は、インバータ駆動回路31と、制御回路32とを備えている。   The control unit 30 includes an inverter drive circuit 31 and a control circuit 32.

インバータ駆動回路31は、制御回路32から供給される指令信号に従って、インバータ回路20の各トランジスタをオン又はオフさせる制御信号を各トランジスタの制御電極に対して出力する複数のプリドライバを備えている。インバータ駆動回路31の各プリドライバは、モータ12の駆動用の三相交流電力がインバータ回路20からモータ12に供給されるように、インバータ回路20内の各トランジスタを制御回路32からの指令信号に同期してオン又はオフさせる制御信号を出力する。プリドライバは、例えば、IC(集積回路)である。   The inverter drive circuit 31 includes a plurality of pre-drivers that output a control signal for turning on or off each transistor of the inverter circuit 20 to the control electrode of each transistor in accordance with a command signal supplied from the control circuit 32. Each pre-driver of the inverter drive circuit 31 uses each transistor in the inverter circuit 20 as a command signal from the control circuit 32 so that three-phase AC power for driving the motor 12 is supplied from the inverter circuit 20 to the motor 12. A control signal for turning on or off in synchronization is output. The pre-driver is, for example, an IC (integrated circuit).

インバータ駆動回路31は、制御回路32からの指令信号S13,S14に従って、スイッチング回路40の上アーム41をオン又はオフさせ、制御回路32からの指令信号S15,S16に従って、スイッチング回路40の下アーム46をオン又はオフさせる。インバータ駆動回路31は、制御回路32からの指令信号S33,S34に従って、スイッチング回路60の上アーム61をオン又はオフさせ、制御回路32からの指令信号S35,S36に従って、スイッチング回路60の下アーム66をオン又はオフさせる。   The inverter drive circuit 31 turns on or off the upper arm 41 of the switching circuit 40 according to the command signals S13 and S14 from the control circuit 32, and the lower arm 46 of the switching circuit 40 according to the command signals S15 and S16 from the control circuit 32. Turn on or off. The inverter drive circuit 31 turns on or off the upper arm 61 of the switching circuit 60 according to the command signals S33 and S34 from the control circuit 32, and the lower arm 66 of the switching circuit 60 according to the command signals S35 and S36 from the control circuit 32. Turn on or off.

駆動装置11は、低電源電位部22と中間ノード51との間に配置された下アーム46に流れる相電流I1を検出する検出回路52と、低電源電位部22と中間ノード71との間に配置された下アーム66に流れる相電流I2を検出する検出回路72とを備えている。検出回路52は、下アーム46に流れる相電流I1の電流値に応じたフィードバック信号S21を出力し、検出回路72は、下アーム66に流れる相電流I2の電流値に応じたフィードバック信号S41を出力する。図面には、検出回路52,72の一例が示されている。   The drive device 11 includes a detection circuit 52 that detects a phase current I1 flowing in the lower arm 46 disposed between the low power supply potential unit 22 and the intermediate node 51, and a low power supply potential unit 22 and the intermediate node 71. And a detection circuit 72 that detects a phase current I2 flowing through the lower arm 66 disposed. The detection circuit 52 outputs a feedback signal S21 corresponding to the current value of the phase current I1 flowing in the lower arm 46, and the detection circuit 72 outputs a feedback signal S41 corresponding to the current value of the phase current I2 flowing in the lower arm 66. To do. In the drawing, an example of the detection circuits 52 and 72 is shown.

検出回路52は、例えば、シャント抵抗53と、差動アンプ54と、AD変換器55とを有している。シャント抵抗53は、下アーム46と低電源電位部22との間に直列に挿入され、相電流I1の電流値に応じた検出電圧を発生させる。差動アンプ54は、シャント抵抗53で発生した検出電圧を差動増幅したアナログ電圧S22を出力する。AD変換器55は、アナログ電圧S22をAD変換し、デジタルのフィードバック信号S21を出力する。   The detection circuit 52 includes, for example, a shunt resistor 53, a differential amplifier 54, and an AD converter 55. The shunt resistor 53 is inserted in series between the lower arm 46 and the low power supply potential unit 22 and generates a detection voltage corresponding to the current value of the phase current I1. The differential amplifier 54 outputs an analog voltage S22 obtained by differentially amplifying the detection voltage generated by the shunt resistor 53. The AD converter 55 performs AD conversion on the analog voltage S22 and outputs a digital feedback signal S21.

検出回路72は、例えば、シャント抵抗73、差動アンプ74と、AD変換器75とを有している。シャント抵抗73は、下アーム66と低電源電位部22との間に直列に挿入され、相電流I2の電流値に応じた検出電圧を発生させる。差動アンプ74は、シャント抵抗73で発生した検出電圧を差動増幅したアナログ電圧S42を出力する。AD変換器75は、アナログ電圧S42をAD変換し、デジタルのフィードバック信号S41を出力する。   The detection circuit 72 includes, for example, a shunt resistor 73, a differential amplifier 74, and an AD converter 75. The shunt resistor 73 is inserted in series between the lower arm 66 and the low power supply potential unit 22 and generates a detection voltage corresponding to the current value of the phase current I2. The differential amplifier 74 outputs an analog voltage S42 obtained by differentially amplifying the detection voltage generated by the shunt resistor 73. The AD converter 75 AD converts the analog voltage S42 and outputs a digital feedback signal S41.

制御回路32は、駆動制御部33と、割り込み部34と、故障判定部37とを備えている。制御回路32の具体例として、CPUを搭載するマイクロコンピュータが挙げられる。なお、AD変換器55,75は、マイクロコンピュータに内蔵された回路でも、マイクロコンピュータに外付けされた回路でもよい。   The control circuit 32 includes a drive control unit 33, an interrupt unit 34, and a failure determination unit 37. A specific example of the control circuit 32 is a microcomputer equipped with a CPU. The AD converters 55 and 75 may be a circuit built in the microcomputer or a circuit external to the microcomputer.

駆動制御部33は、各スイッチング回路の下アームに流れる相電流のフィードバック信号と、相電流の目標値とに基づいて、各アームをPWM駆動させるためのPWM信号(パルス幅変調信号)を出力するフィードバック制御を行う。駆動制御部33は、PWM信号S11,S12,S31,S32を出力する。PWM信号S11は、スイッチング回路40の上アーム41をオンオフさせるための信号である。PWM信号S12は、スイッチング回路40の下アーム46をオンオフさせるための信号である。PWM信号S31は、スイッチング回路60の上アーム61をオンオフさせるための信号である。PWM信号S32は、スイッチング回路60の下アーム66をオンオフさせるための信号である。   The drive control unit 33 outputs a PWM signal (pulse width modulation signal) for PWM driving each arm based on the feedback signal of the phase current flowing in the lower arm of each switching circuit and the target value of the phase current. Perform feedback control. The drive control unit 33 outputs PWM signals S11, S12, S31, and S32. The PWM signal S11 is a signal for turning on and off the upper arm 41 of the switching circuit 40. The PWM signal S12 is a signal for turning on and off the lower arm 46 of the switching circuit 40. The PWM signal S31 is a signal for turning on and off the upper arm 61 of the switching circuit 60. The PWM signal S32 is a signal for turning on and off the lower arm 66 of the switching circuit 60.

割り込み部34は、アームのPWM駆動中にそのアーム内の一部のトランジスタのPWM駆動を一時的に禁止する割り込みをインバータ駆動回路31に与えることで、そのアーム内の残りのトランジスタのみをPWM駆動させる割り込み制御を行う。割り込み部34は、この割り込み制御を論理積ゲート36を用いてトランジスタ毎に行う割り込み制御部35を有している。   The interrupt unit 34 gives an interrupt to the inverter drive circuit 31 for temporarily prohibiting the PWM drive of some transistors in the arm during the PWM drive of the arm, so that only the remaining transistors in the arm are PWM driven. Perform interrupt control. The interrupt unit 34 includes an interrupt control unit 35 that performs this interrupt control for each transistor by using an AND gate 36.

故障判定部37は、駆動制御部33から出力される各PWM信号の状態で決まる各相の相電流の期待値と、フィードバック信号S21,S41等により得られる各相の相電流の検出値とを比較して、各トランジスタのオープン故障を判定する制御を行う。故障判定部37は、いずれかのトランジスタがオープン故障していると判定した場合、例えば、オープン故障と判定されたトランジスタの異常情報(例えば、オープン故障の発生をユーザに知らせるためのダイアグ情報や警告情報など)を出力する。   The failure determination unit 37 obtains the expected value of the phase current of each phase determined by the state of each PWM signal output from the drive control unit 33, and the detected value of the phase current of each phase obtained from the feedback signals S21, S41, etc. In comparison, control for determining an open failure of each transistor is performed. When the failure determination unit 37 determines that any of the transistors has an open failure, for example, abnormality information of the transistor determined to be an open failure (for example, diagnostic information or a warning for notifying the user of the occurrence of an open failure) Information).

図2は、インバータ回路20の故障検出方法の一例を示すフローチャートである。図2に示される故障検出方法は、制御回路32(駆動制御部33、割り込み部34及び故障判定部37)によって、インバータ回路20内のトランジスタ一つずつについて実行される。以下、図1を参照して図2を説明する。   FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a failure detection method for the inverter circuit 20. The failure detection method shown in FIG. 2 is executed for each transistor in the inverter circuit 20 by the control circuit 32 (drive control unit 33, interrupt unit 34, and failure determination unit 37). Hereinafter, FIG. 2 will be described with reference to FIG.

上アームと下アームの少なくともいずれか一方のアームが駆動制御部33によってPWM駆動されているときに(ステップS10)、割り込み部34は、その一方のアームにおける一部のトランジスタのPWM駆動を一時的に停止する(ステップS20)。つまり、割り込み部34は、ステップS20において、その一方のアームに設けられた複数のトランジスタのうち、PWM駆動が一時的に停止された一部のトランジスタに並列に接続された別のトランジスタについては、PWM駆動を一時的に停止せずに継続させる。   When at least one of the upper arm and the lower arm is PWM-driven by the drive control unit 33 (step S10), the interrupt unit 34 temporarily performs PWM driving of some transistors in the one arm. (Step S20). That is, in step S20, among the plurality of transistors provided in one arm of the interrupt unit 34, another transistor connected in parallel to a part of the transistors for which PWM driving is temporarily stopped is as follows. The PWM drive is continued without temporarily stopping.

仮に、PWM駆動が一時的に停止された一部のトランジスタを「トランジスタA」とし、PWM駆動が一時的に停止された一部のトランジスタに並列に接続された別のトランジスタを「トランジスタB」とする。また、トランジスタAを有する一方のアームと同相のスイッチング回路に設けられた他方のアーム(言い換えれば、一方のアームに対向するアーム)を「アームC」とする。また、トランジスタAのPWM駆動が一時的に停止している期間を「期間X」とする。   Temporarily, a part of transistors in which PWM driving is temporarily stopped is referred to as “transistor A”, and another transistor connected in parallel to a part of transistors in which PWM driving is temporarily stopped is referred to as “transistor B”. To do. In addition, the other arm provided in the switching circuit in phase with the one arm having the transistor A (in other words, an arm facing the one arm) is referred to as “arm C”. A period in which the PWM drive of the transistor A is temporarily stopped is referred to as “period X”.

図1において、例えば、トランジスタAがトランジスタ42であれば、トランジスタBはトランジスタ43に相当し、アームCは下アーム46に相当する。例えば、トランジスタAがトランジスタ68であれば、トランジスタBはトランジスタ67に相当し、アームCは上アーム61に相当する。   In FIG. 1, for example, when the transistor A is the transistor 42, the transistor B corresponds to the transistor 43, and the arm C corresponds to the lower arm 46. For example, if the transistor A is the transistor 68, the transistor B corresponds to the transistor 67, and the arm C corresponds to the upper arm 61.

トランジスタBがオープン故障していない正常な状態であれば、トランジスタBをPWM駆動させる制御信号がトランジスタBの制御電極に期間Xに入力されると、トランジスタBは期間Xでオンする。したがって、期間XではトランジスタAはオフしたままトランジスタBはオンするため、期間Xで還流する相電流は、トランジスタBには流れるが、トランジスタA及びアームCには流れない。   If the transistor B is in a normal state with no open failure, the transistor B is turned on in the period X when a control signal for PWM driving the transistor B is input to the control electrode of the transistor B in the period X. Therefore, in the period X, the transistor A is turned on while the transistor A is turned off. Therefore, the phase current flowing back in the period X flows in the transistor B, but does not flow in the transistor A and the arm C.

しかしながら、トランジスタBがオープン故障している異常な状態であれば、トランジスタBをPWM駆動させる制御信号がトランジスタBの制御電極に期間Xに入力されても、トランジスタBはオンしない。したがって、期間XではトランジスタAとトランジスタBが両方ともオンしないため(オフしているため)、期間Xで還流する相電流は、トランジスタA,Bには流れずに、アームCに流れる。   However, if the transistor B is in an abnormal state where an open failure occurs, the transistor B is not turned on even if a control signal for PWM driving the transistor B is input to the control electrode of the transistor B in the period X. Therefore, since both the transistor A and the transistor B are not turned on (turned off) in the period X, the phase current that circulates in the period X does not flow in the transistors A and B but flows in the arm C.

したがって、ステップS30で、故障判定部37は、期間Xで還流する相電流が一方のアームに対向する他方のアーム(すなわち、アームC)に流れるか否かを検出する。故障判定部37は、期間Xで還流する相電流がアームCに流れることが検出されたとき、一方のアーム内の複数のトランジスタのうちトランジスタAとは別のトランジスタ(すなわち、トランジスタB)がオープン故障していると判定する(ステップS50)。一方、故障判定部37は、期間Xで還流する相電流がアームCに流れないことが検出されたとき、トランジスタBがオープン故障していないと判定する(ステップS40)。   Therefore, in step S30, failure determination unit 37 detects whether or not the phase current that circulates in period X flows to the other arm (that is, arm C) that faces one arm. When it is detected that the phase current flowing back in the period X flows in the arm C, the failure determination unit 37 opens a transistor (that is, a transistor B) different from the transistor A among the plurality of transistors in one arm. It is determined that a failure has occurred (step S50). On the other hand, when it is detected that the phase current flowing back in the period X does not flow to the arm C, the failure determination unit 37 determines that the transistor B is not in an open failure (step S40).

したがって、図2に示される故障検出方法は、例えば温度検出センサ等の特別な素子を追加することなく制御回路32により実行されるプログラムによって実現できるため、並列に接続された各トランジスタのオープン故障を検出する構成を簡易化できる。   Therefore, since the failure detection method shown in FIG. 2 can be realized by a program executed by the control circuit 32 without adding a special element such as a temperature detection sensor, an open failure of each transistor connected in parallel can be realized. The configuration to be detected can be simplified.

図3は、スイッチング回路40の上アーム41に配置されたトランジスタ43のオープン故障を検出するときの、インバータ回路20の故障検出方法の一例を説明するための図である。図4は、トランジスタ43がオープン故障していないときの各波形の一例を示すタイミングチャートである。図5は、トランジスタ43がオープン故障しているときの各波形の一例を示すタイミングチャートである。以下、図4,5を参照して、図3について説明する。   FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a failure detection method of the inverter circuit 20 when detecting an open failure of the transistor 43 disposed in the upper arm 41 of the switching circuit 40. FIG. 4 is a timing chart showing an example of each waveform when the transistor 43 does not have an open failure. FIG. 5 is a timing chart showing an example of each waveform when the transistor 43 has an open failure. Hereinafter, FIG. 3 will be described with reference to FIGS.

図4,5において、指令信号S14がハイレベル(H)であるとき、トランジスタ43をオンさせるためのハイレベルの制御信号が、トランジスタ43の制御電極に入力される。指令信号S14がローレベル(L)であるとき、トランジスタ43をオフさせるためのローレベルの制御信号が、トランジスタ43の制御電極に入力される。同様に、指令信号S13がハイレベル(H)であるとき、トランジスタ42をオンさせるためのハイレベルの制御信号が、トランジスタ42の制御電極に入力される。指令信号S13がローレベル(L)であるとき、トランジスタ42をオフさせるためのローレベルの制御信号が、トランジスタ42の制御電極に入力される。   4 and 5, when the command signal S14 is at a high level (H), a high-level control signal for turning on the transistor 43 is input to the control electrode of the transistor 43. When the command signal S14 is at a low level (L), a low level control signal for turning off the transistor 43 is input to the control electrode of the transistor 43. Similarly, when the command signal S13 is at a high level (H), a high level control signal for turning on the transistor 42 is input to the control electrode of the transistor 42. When the command signal S13 is at the low level (L), a low level control signal for turning off the transistor 42 is input to the control electrode of the transistor 42.

図4,5において、相電流I2は、スイッチング回路60の下アーム66に還流する電流である。正(+)の相電流I2は、中間ノード71から下アーム66及び検出回路72を経由して低電源電位部22に流れる方向に還流していることを表す。相電流I2が零(0)のとき、相電流I2が下アーム66に流れていないことを表す。   4 and 5, the phase current I <b> 2 is a current that flows back to the lower arm 66 of the switching circuit 60. The positive (+) phase current I2 indicates that the current flows back from the intermediate node 71 to the low power supply potential unit 22 via the lower arm 66 and the detection circuit 72. When the phase current I2 is zero (0), it indicates that the phase current I2 does not flow through the lower arm 66.

図4,5において、相電流I1は、スイッチング回路40の下アーム46に還流する電流である。負(−)の相電流I1は、低電源電位部22から検出回路52及び下アーム46を経由して中間ノード51に流れる方向に還流していることを表す。相電流I1が零(0)のとき、相電流I1が下アーム46に流れていないことを表す。   4 and 5, the phase current I <b> 1 is a current that flows back to the lower arm 46 of the switching circuit 40. The negative (−) phase current I1 indicates that the low power supply potential unit 22 is flowing back in the direction of flowing to the intermediate node 51 via the detection circuit 52 and the lower arm 46. When the phase current I1 is zero (0), it indicates that the phase current I1 does not flow through the lower arm 46.

図3において、上アーム41のPWM駆動中、トランジスタ42とトランジスタ43は同じタイミングでオンオフしている。割り込み制御部35は、上アーム41のPWM駆動中に、割り込み信号S18をハイレベルに固定した状態でローレベルの割り込み信号S17を、PWM信号S11が入力される論理積ゲート36に一時的に入力する。   In FIG. 3, during the PWM drive of the upper arm 41, the transistor 42 and the transistor 43 are turned on and off at the same timing. During the PWM drive of the upper arm 41, the interrupt control unit 35 temporarily inputs the low-level interrupt signal S17 to the AND gate 36 to which the PWM signal S11 is input while the interrupt signal S18 is fixed at the high level. To do.

これにより、指令信号S14のレベルは、PWM信号S11と同じタイミングでハイレベルとローレベルが繰り返される一方で、指令信号S13のレベルは、ローレベルに一時的に固定される(図4,5の期間t3−t4を参照)。期間t3−t4が、上述の期間Xの一例である。   As a result, the level of the command signal S14 repeats the high level and the low level at the same timing as the PWM signal S11, while the level of the command signal S13 is temporarily fixed to the low level (see FIGS. 4 and 5). (See period t3-t4). The period t3-t4 is an example of the period X described above.

トランジスタ43がオープン故障していない正常な状態であれば、トランジスタ42がローレベルの指令信号S13により一時的にオフしている期間t3−t4に、トランジスタ43がハイレベルの指令信号S14によりオンする。そのため、期間t3−t4ではトランジスタ42はオフしたままトランジスタ43はオンする。したがって、期間t3−t4で還流する相電流は、高電源電位部21からトランジスタ43を経由して中間ノード51に至る経路81(図3参照)で流れた後、モータ12及びオン状態のトランジスタ67,68を経由して低電源電位部22に流れる。しかし、期間t3−t4で還流する相電流は、トランジスタ42及び下アーム46には流れない。よって、相電流I2は期間t3−t4で検出回路72によって検出されるが、相電流I1は期間t3−t4で検出回路52によって検出されない(図4参照)。   If the transistor 43 is in a normal state with no open failure, the transistor 43 is turned on by the high-level command signal S14 during a period t3-t4 in which the transistor 42 is temporarily turned off by the low-level command signal S13. . Therefore, in the period t3 to t4, the transistor 43 is turned on while the transistor 42 is turned off. Therefore, the phase current that circulates in the period t3-t4 flows through the path 81 (see FIG. 3) from the high power supply potential unit 21 through the transistor 43 to the intermediate node 51, and then the motor 12 and the on-state transistor 67. , 68 to the low power supply potential unit 22. However, the phase current that circulates in the period t3 to t4 does not flow through the transistor 42 and the lower arm 46. Therefore, the phase current I2 is detected by the detection circuit 72 in the period t3-t4, but the phase current I1 is not detected by the detection circuit 52 in the period t3-t4 (see FIG. 4).

一方、トランジスタ43がオープン故障している異常な状態であれば、トランジスタ42がローレベルの指令信号S13により一時的にオフしている期間t3−t4に、指令信号S14がローレベルからハイレベルに遷移しても、トランジスタ43はオンしない。そのため、期間t3−t4ではトランジスタ42もトランジスタ43もオフしている。したがって、期間t3−t4で還流する相電流は、低電源電位部22からダイオード49,50を経由して中間ノード51に至る経路82(図3参照)で流れた後、モータ12及びオン状態のトランジスタ67,68を経由して低電源電位部22に流れる。期間t3−t4で還流する相電流は、トランジスタ42,43には流れない。よって、相電流I2は期間t3−t4で検出回路72によって検出されるとともに、相電流I1も期間t3−t4で検出回路52によって検出される(図5参照)。   On the other hand, if the transistor 43 is in an abnormal state where an open failure occurs, the command signal S14 changes from the low level to the high level during the period t3-t4 when the transistor 42 is temporarily turned off by the low level command signal S13. Even after the transition, the transistor 43 is not turned on. Therefore, both the transistor 42 and the transistor 43 are off in the period t3-t4. Therefore, the phase current that circulates in the period t3-t4 flows through the path 82 (see FIG. 3) from the low power supply potential unit 22 through the diodes 49 and 50 to the intermediate node 51, and then the motor 12 and the on-state are turned on. It flows through the transistors 67 and 68 to the low power supply potential unit 22. The phase current that circulates in the period t3 to t4 does not flow in the transistors 42 and 43. Therefore, the phase current I2 is detected by the detection circuit 72 in the period t3-t4, and the phase current I1 is also detected by the detection circuit 52 in the period t3-t4 (see FIG. 5).

したがって、故障判定部37は、期間t3−t4で還流する相電流が下アーム46に流れることが検出回路52によって検出されたとき、トランジスタ43がオープン故障していると判定する。一方、故障判定部37は、期間t3−t4で還流する相電流が下アーム46に流れることが検出回路52によって検出されないとき、トランジスタ43がオープン故障していないと判定する。   Therefore, the failure determination unit 37 determines that the transistor 43 has an open failure when the detection circuit 52 detects that the phase current flowing back in the period t3 to t4 flows to the lower arm 46. On the other hand, the failure determination unit 37 determines that the transistor 43 does not have an open failure when the detection circuit 52 does not detect that the phase current flowing back in the period t3 to t4 flows to the lower arm 46.

図6は、スイッチング回路60の下アーム66に配置されたトランジスタ68のオープン故障を検出するときの、インバータ回路20の故障検出方法の一例を説明するための図である。図7は、トランジスタ68がオープン故障していないときの各波形の一例を示すタイミングチャートである。図8は、トランジスタ68がオープン故障しているときの各波形の一例を示すタイミングチャートである。以下、図7,8を参照して、図6について説明する。   FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a failure detection method of the inverter circuit 20 when detecting an open failure of the transistor 68 arranged in the lower arm 66 of the switching circuit 60. FIG. 7 is a timing chart showing an example of each waveform when the transistor 68 does not have an open failure. FIG. 8 is a timing chart showing an example of each waveform when the transistor 68 has an open failure. Hereinafter, FIG. 6 will be described with reference to FIGS.

図7,8において、指令信号S36がハイレベル(H)であるとき、トランジスタ68をオンさせるためのハイレベルの制御信号が、トランジスタ68の制御電極に入力される。指令信号S36がローレベル(L)であるとき、トランジスタ68をオフさせるためのローレベルの制御信号が、トランジスタ68の制御電極に入力される。同様に、指令信号S35がハイレベル(H)であるとき、トランジスタ67をオンさせるためのハイレベルの制御信号が、トランジスタ67の制御電極に入力される。指令信号S35がローレベル(L)であるとき、トランジスタ67をオフさせるためのローレベルの制御信号が、トランジスタ67の制御電極に入力される。   7 and 8, when the command signal S36 is at a high level (H), a high level control signal for turning on the transistor 68 is input to the control electrode of the transistor 68. When the command signal S36 is at a low level (L), a low level control signal for turning off the transistor 68 is input to the control electrode of the transistor 68. Similarly, when the command signal S35 is at a high level (H), a high-level control signal for turning on the transistor 67 is input to the control electrode of the transistor 67. When the command signal S35 is at a low level (L), a low level control signal for turning off the transistor 67 is input to the control electrode of the transistor 67.

図7,8において、相電流I2は、スイッチング回路60の下アーム66に還流する電流である。正(+)の相電流I2は、中間ノード71から下アーム66及び検出回路72を経由して低電源電位部22に流れる方向に還流していることを表す。相電流I2が零(0)のとき、相電流I2が下アーム66に流れていないことを表す。   7 and 8, the phase current I <b> 2 is a current that flows back to the lower arm 66 of the switching circuit 60. The positive (+) phase current I2 indicates that the current flows back from the intermediate node 71 to the low power supply potential unit 22 via the lower arm 66 and the detection circuit 72. When the phase current I2 is zero (0), it indicates that the phase current I2 does not flow through the lower arm 66.

図7,8において、相電流I1は、スイッチング回路40の下アーム46に還流する電流である。負(−)の相電流I1は、低電源電位部22から検出回路52及び下アーム46を経由して中間ノード51に流れる方向に還流していることを表す。相電流I1が零(0)のとき、相電流I1が下アーム46に流れていないことを表す。   7 and 8, the phase current I <b> 1 is a current that flows back to the lower arm 46 of the switching circuit 40. The negative (−) phase current I1 indicates that the low power supply potential unit 22 is flowing back in the direction of flowing to the intermediate node 51 via the detection circuit 52 and the lower arm 46. When the phase current I1 is zero (0), it indicates that the phase current I1 does not flow through the lower arm 46.

図6において、下アーム66のPWM駆動中、トランジスタ67とトランジスタ68は同じタイミングでオンオフしている。割り込み制御部35は、下アーム66のPWM駆動中に、割り込み信号S40をハイレベルに固定した状態でローレベルの割り込み信号S39を、PWM信号S32が入力される論理積ゲート36に一時的に入力する。   In FIG. 6, during PWM driving of the lower arm 66, the transistor 67 and the transistor 68 are turned on and off at the same timing. During the PWM drive of the lower arm 66, the interrupt control unit 35 temporarily inputs the low level interrupt signal S39 to the AND gate 36 to which the PWM signal S32 is input in a state where the interrupt signal S40 is fixed at the high level. To do.

これにより、指令信号S36のレベルは、PWM信号S32と同じタイミングでハイレベルとローレベルが繰り返される一方で、指令信号S35のレベルは、ローレベルに一時的に固定される(図7,8の期間t3−t4を参照)。期間t3−t4が、上述の期間Xの一例である。   As a result, the level of the command signal S36 repeats the high level and the low level at the same timing as the PWM signal S32, while the level of the command signal S35 is temporarily fixed to the low level (see FIGS. 7 and 8). (See period t3-t4). The period t3-t4 is an example of the period X described above.

トランジスタ68がオープン故障していない正常な状態であれば、トランジスタ67がローレベルの指令信号S35により一時的にオフしている期間t3−t4に、トランジスタ68がハイレベルの指令信号S36によりオンする。そのため、期間t3−t4ではトランジスタ67はオフしたままトランジスタ68はオンする。したがって、期間t3−t4で還流する相電流は、高電源電位部21からオン状態のトランジスタ42,43及び中間ノード51を経由してからモータ12に流れた後、中間ノード71からトランジスタ68を経由して低電源電位部22に至る経路83(図6参照)で流れる。しかし、期間t3−t4で還流する相電流は、トランジスタ67及び上アーム61には流れない。よって、相電流I2は期間t3−t4で検出回路72によって検出されるが、相電流I1は期間t3−t4で検出回路52によって検出されない(図7参照)。   If the transistor 68 is in a normal state with no open failure, the transistor 68 is turned on by the high level command signal S36 during the period t3-t4 in which the transistor 67 is temporarily turned off by the low level command signal S35. . Therefore, in the period t3-t4, the transistor 68 is turned on while the transistor 67 is turned off. Therefore, the phase current that circulates in the period t3 to t4 flows from the high power supply potential unit 21 to the motor 12 through the transistors 42 and 43 and the intermediate node 51 that are in the on state, and then from the intermediate node 71 to the transistor 68. Then, it flows through a path 83 (see FIG. 6) that reaches the low power supply potential unit 22. However, the phase current that circulates in the period t3 to t4 does not flow through the transistor 67 and the upper arm 61. Therefore, the phase current I2 is detected by the detection circuit 72 in the period t3-t4, but the phase current I1 is not detected by the detection circuit 52 in the period t3-t4 (see FIG. 7).

一方、トランジスタ68がオープン故障している異常な状態であれば、トランジスタ67がローレベルの指令信号S35により一時的にオフしている期間t3−t4に、指令信号S36がローレベルからハイレベルに遷移しても、トランジスタ68はオンしない。そのため、期間t3−t4ではトランジスタ67もトランジスタ68もオフしている。したがって、期間t3−t4で還流する相電流は、高電源電位部21からオン状態のトランジスタ42,43及び中間ノード51を経由してからモータ12に流れた後、中間ノード71からダイオード64,65を経由して高電源電位部21に至る経路84(図6参照)で流れる。期間t3−t4で還流する相電流は、トランジスタ67,68には流れない。よって、相電流I2は期間t3−t4で検出回路72によって検出されないとともに、相電流I1も期間t3−t4で検出回路52によって検出されない(図8参照)。   On the other hand, if the transistor 68 is in an abnormal state where an open failure occurs, the command signal S36 changes from the low level to the high level during the period t3-t4 when the transistor 67 is temporarily turned off by the low level command signal S35. Even after the transition, the transistor 68 is not turned on. Therefore, both the transistor 67 and the transistor 68 are off during the period t3-t4. Therefore, the phase current that circulates in the period t3 to t4 flows from the high power supply potential unit 21 to the motor 12 through the transistors 42 and 43 that are turned on and the intermediate node 51, and then from the intermediate node 71 to the diodes 64 and 65. It flows through a path 84 (see FIG. 6) that reaches the high power supply potential section 21 via the. The phase current that circulates in the period t3 to t4 does not flow through the transistors 67 and 68. Therefore, the phase current I2 is not detected by the detection circuit 72 in the period t3-t4, and the phase current I1 is not detected by the detection circuit 52 in the period t3-t4 (see FIG. 8).

したがって、故障判定部37は、期間t3−t4で還流する相電流が下アーム66に流れることが検出回路72によって検出されないとき(あるいは、期間t3−t4で還流する相電流が下アーム66に流れないことが検出回路72によって検出されたとき)、トランジスタ68がオープン故障していると判定する。つまり、故障判定部37は、期間t3−t4で還流する相電流が下アーム66に流れることが検出回路72によって検出されないとき(あるいは、期間t3−t4で還流する相電流が下アーム66に流れないことが検出回路72によって検出されたとき)、期間t3−t4で還流する相電流が上アーム61に流れていると推定して、トランジスタ68がオープン故障していると判定する。一方、故障判定部37は、期間t3−t4で還流する相電流が下アーム66に流れることが検出回路72によって検出されたとき、トランジスタ68がオープン故障していないと判定する。   Therefore, the failure determination unit 37 detects that the phase current flowing back in the period t3-t4 does not flow through the lower arm 66 by the detection circuit 72 (or the phase current flowing back in the period t3-t4 flows through the lower arm 66). If it is detected by the detection circuit 72), it is determined that the transistor 68 has an open failure. That is, in the failure determination unit 37, when the detection circuit 72 does not detect that the phase current flowing back in the period t3-t4 flows in the lower arm 66 (or the phase current flowing back in the period t3-t4 flows in the lower arm 66. When it is detected by the detection circuit 72), it is estimated that the phase current flowing back in the period t3-t4 flows in the upper arm 61, and it is determined that the transistor 68 has an open failure. On the other hand, when the detection circuit 72 detects that the phase current flowing back in the period t3-t4 flows to the lower arm 66, the failure determination unit 37 determines that the transistor 68 does not have an open failure.

オープン故障の検出対象が図3,6の場合と異なるトランジスタであっても、図3,6の場合と同様に考えることができる。制御回路32は、インバータ検出回路20内の各トランジスタについて、上述の故障検出方法を繰り返して実行すればよい。   Even if the detection target of the open fault is a transistor different from that in FIGS. 3 and 6, it can be considered in the same manner as in FIGS. The control circuit 32 may perform the above-described failure detection method repeatedly for each transistor in the inverter detection circuit 20.

以上、インバータ回路の故障検出方法、駆動装置及びモータ駆動システムを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。   Although the inverter circuit failure detection method, the drive device, and the motor drive system have been described in the above, the present invention is not limited to the above embodiment. Various modifications and improvements such as combinations and substitutions with some or all of the other embodiments are possible within the scope of the present invention.

例えば、スイッチング素子は、MOSトランジスタやIGBTに限られず、バイポーラトランジスタでもよい。   For example, the switching element is not limited to a MOS transistor or an IGBT but may be a bipolar transistor.

また、例えば、並列に接続されたスイッチング素子の数は、2つに限らず、3つ以上であってもよい。例えばトランジスタが3つ並列に接続されたアームの場合、制御回路32は、1つのトランジスタAの駆動が停止している期間Xで還流する電流がアームCに流れることが検出されたとき、1つのトランジスタAに接続された残りの2つのトランジスタBがオープン故障していると判定する。また例えばトランジスタが3つ並列に接続されたアームの場合、制御回路32は、2つのトランジスタAの駆動が停止している期間Xで還流する電流がアームCに流れることが検出されたとき、2つのトランジスタAに接続された残りの1つのトランジスタBがオープン故障していると判定する。   For example, the number of switching elements connected in parallel is not limited to two, and may be three or more. For example, in the case of an arm in which three transistors are connected in parallel, when the control circuit 32 detects that a current flowing back in the period C when the driving of one transistor A is stopped flows to the arm C, It is determined that the remaining two transistors B connected to the transistor A have an open failure. For example, in the case of an arm in which three transistors are connected in parallel, the control circuit 32 detects that a current flowing back in the period C when the driving of the two transistors A is stopped flows in the arm C. It is determined that the remaining one transistor B connected to one transistor A has an open failure.

また、下アームに流れる電流を検出する検出回路は、シャント抵抗を用いて電流を検出する構成に限られない。例えば、下アームに流れる電流を検出する検出回路は、下アームのトランジスタに並列に接続されたセンストランジスタと、下アームのダイオードに並列に接続されたセンスダイオードとを用いて、電流を検出する構成であってもよい。   Further, the detection circuit for detecting the current flowing through the lower arm is not limited to the configuration for detecting the current using the shunt resistor. For example, the detection circuit for detecting the current flowing through the lower arm is configured to detect the current using a sense transistor connected in parallel to the lower arm transistor and a sense diode connected in parallel to the lower arm diode. It may be.

1 モータ駆動システム
11 駆動装置
12 モータ
20 インバータ回路
21 高電源電位部
22 低電源電位部
30 制御部
31 インバータ駆動回路
32 制御回路
33 駆動制御部
34 割り込み部
35 割り込み制御部
36 論理積ゲート
37 故障判定部
40,60 スイッチング回路
41,61 上アーム
42,43,47,48,62,63,67,68 トランジスタ
44,45,49,50,64,65,69,70 ダイオード
46,66 下アーム
51,71 中間ノード
52,72 検出回路
53,73 シャント抵抗
54,74 差動アンプ
55,75 AD変換器
81,82,83,84 経路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor drive system 11 Drive apparatus 12 Motor 20 Inverter circuit 21 High power supply potential part 22 Low power supply potential part 30 Control part 31 Inverter drive circuit 32 Control circuit 33 Drive control part 34 Interrupt part 35 Interrupt control part 36 AND gate 37 Failure determination Portions 40, 60 Switching circuits 41, 61 Upper arms 42, 43, 47, 48, 62, 63, 67, 68 Transistors 44, 45, 49, 50, 64, 65, 69, 70 Diodes 46, 66 Lower arm 51, 71 Intermediate node 52, 72 Detection circuit 53, 73 Shunt resistor 54, 74 Differential amplifier 55, 75 AD converter 81, 82, 83, 84 path

Claims (5)

並列に接続された複数のスイッチング素子が上アームと下アームのそれぞれに設けられ、前記上アームと前記下アームとが直列に接続されて設けられたスイッチング回路を複数相有するインバータ回路の故障検出方法であって、
前記上アームと前記下アームのいずれか一方のアームの駆動中に、前記一方のアームに設けられた前記複数のスイッチング素子のうち一部のスイッチング素子の駆動を停止し、
前記一部のスイッチング素子の駆動が停止している期間で還流する電流が、前記一方のアームと同相のスイッチング回路に設けられた他方のアームに流れることが検出されたとき、前記一方のアームに設けられた前記複数のスイッチング素子のうち前記一部のスイッチング素子とは別のスイッチング素子がオープン故障していると判定する、インバータ回路の故障検出方法。
A fault detection method for an inverter circuit having a plurality of switching elements provided in parallel in which a plurality of switching elements connected in parallel are provided in each of an upper arm and a lower arm, and the upper arm and the lower arm are connected in series Because
During driving of either the upper arm or the lower arm, driving of some of the switching elements provided in the one arm is stopped,
When it is detected that a current that circulates during the period when the driving of some of the switching elements is stopped flows to the other arm provided in the switching circuit in phase with the one arm, A fault detection method for an inverter circuit, wherein a switching element different from the part of the plurality of switching elements provided is determined to have an open fault.
前記上アームに設けられた前記一部のスイッチング素子の駆動が停止している期間で還流する電流が、前記下アームに流れることが検出されたとき、前記上アームに設けられた前記別のスイッチング素子がオープン故障していると判定し、
前記下アームに設けられた前記一部のスイッチング素子の駆動が停止している期間で還流する電流が、前記下アームに流れないことが検出されたとき、前記下アームに設けられた前記別のスイッチング素子がオープン故障していると判定する、請求項1に記載のインバータ回路の故障検出方法。
When it is detected that a current returning to the lower arm flows while the driving of the part of the switching elements provided in the upper arm is stopped, the other switching provided in the upper arm. Determine that the element has an open failure,
When it is detected that a current that circulates while the drive of the part of the switching elements provided in the lower arm is stopped does not flow into the lower arm, the other switching element provided in the lower arm The inverter circuit failure detection method according to claim 1, wherein the switching element is determined to have an open failure.
並列に接続された複数のスイッチング素子が上アームと下アームのそれぞれに設けられ、前記上アームと前記下アームとが直列に接続されて設けられたスイッチング回路を複数相有するインバータ回路と、
前記上アームと前記下アームのいずれか一方のアームの駆動中に、前記一方のアームに設けられた前記複数のスイッチング素子のうち一部のスイッチング素子の駆動を停止する制御部とを備え、
前記制御部は、前記一部のスイッチング素子の駆動が停止している期間で還流する電流が、前記一方のアームと同相のスイッチング回路に設けられた他方のアームに流れることが検出されたとき、前記一方のアームに設けられた前記複数のスイッチング素子のうち前記一部のスイッチング素子とは別のスイッチング素子がオープン故障していると判定する、駆動装置。
A plurality of switching elements connected in parallel are provided in each of the upper arm and the lower arm, an inverter circuit having a plurality of switching circuits provided by connecting the upper arm and the lower arm in series,
A controller that stops driving of some of the plurality of switching elements provided in the one arm during driving of either the upper arm or the lower arm; and
When the control unit detects that a current that circulates in a period in which driving of some of the switching elements is stopped flows to the other arm provided in the switching circuit in phase with the one arm, The drive apparatus which determines with the switching element different from the said one part switching element among the some switching elements provided in the said one arm having an open failure.
前記下アームに流れる電流を検出する検出回路を備え、
前記制御部は、
前記上アームに設けられた前記一部のスイッチング素子の駆動が停止している期間で還流する電流が、前記下アームに流れることが前記検出回路によって検出されたとき、前記上アームに設けられた前記別のスイッチング素子がオープン故障していると判定し、
前記下アームに設けられた前記一部のスイッチング素子の駆動が停止している期間で還流する電流が、前記下アームに流れることが前記検出回路によって検出されないとき、前記下アームに設けられた前記別のスイッチング素子がオープン故障していると判定する、請求項3に記載の駆動装置。
A detection circuit for detecting a current flowing through the lower arm;
The controller is
Provided in the upper arm when the detection circuit detects that a current that circulates in the period when driving of the part of the switching elements provided in the upper arm is stopped flows to the lower arm Determining that the other switching element has an open failure;
When the detection circuit does not detect that the current flowing back in the period when the driving of the part of the switching elements provided in the lower arm is stopped, the detection circuit detects the current provided in the lower arm. The drive device according to claim 3, wherein it is determined that another switching element has an open failure.
請求項3又は4に記載の駆動装置と、該駆動装置によって駆動されるモータとを備える、モータ駆動システム。   A motor drive system comprising the drive device according to claim 3 and a motor driven by the drive device.
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