JP6888609B2 - 電力変換装置、モータ駆動ユニットおよび電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態による電力変換装置100の回路構成を模式的に示している。
先ず、電力変換装置100の正常時の制御方法の具体例を説明する。上述したとおり、正常とは、第1および第2インバータ110、140の各FETに故障が生じていない状態を指す。
電力変換装置100の異常時の制御方法の具体例を説明する。上述したように、異常とは主としてFETに故障が発生したことを意味する。FETの故障には、大きく分けて「オープン故障」と「ショート故障」とがある。「オープン故障」は、FETのソース−ドレイン間が開放する故障(換言すると、ソース−ドレイン間の抵抗rdsがハイインピーダンスになること)を指す。「ショート故障」は、FETのソース−ドレイン間が短絡する故障を指す。
自動車等の車両は一般的に、電動パワーステアリング装置を備えている。電動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を備える。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。
Claims (11)
- n相(nは3以上の整数)の巻線を有する電動モータへ供給する電力を変換する電力変換装置であって、
前記電動モータの各相の巻線の一端に接続される第1インバータと、
前記各相の巻線の他端に接続される第2インバータと、
前記第1および第2インバータをn相通電制御する制御回路と、
前記第1および第2インバータが含む複数のスイッチング素子のオープン故障を検出する検出回路と、
を備え、
前記複数のスイッチング素子は、前記第1インバータと前記第2インバータとの間で複数のHブリッジを構成し、
前記複数のスイッチング素子のそれぞれは、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有するトランジスタであり、
前記検出回路は、前記トランジスタのドレイン−ソース電圧と閾値電圧とを比較して前記トランジスタのオープン故障を検出し、
前記制御回路は、
前記検出回路が前記スイッチング素子のオープン故障を検出した場合、故障検出信号をアサートし、前記故障検出信号に基づいて、複数の前記スイッチング素子のうちいずれの前記スイッチング素子がオープン故障であるのかを判別するとともに、
前記第1および第2インバータの制御を、前記n相通電制御から、前記n相のうちの前記オープン故障したスイッチング素子が接続される巻線の相と異なる他のm相(mは2以上n未満の整数)を用いたm相通電制御に変更し、
前記電力変換装置の駆動を停止する命令がない場合は、前記m相通電制御を継続し、
前記電力変換装置の駆動を停止する命令が入力された場合は、前記電力変換装置の駆動を停止する、電力変換装置。 - 前記第1および第2インバータのそれぞれは、ローサイドスイッチング素子およびハイサイドスイッチング素子を含むレグをn個備える、請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記複数のスイッチング素子は、前記第1インバータと前記第2インバータとの間で複数のHブリッジを構成する、請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記故障したスイッチング素子が前記第1インバータに含まれる場合、
前記制御回路は、前記故障したスイッチング素子を含む故障したレグと、前記故障したレグとHブリッジを構成する前記第2インバータのレグとは異なる他の2m個のレグを用いて、前記m相通電制御を行う、請求項2または3に記載の電力変換装置。 - 前記故障したスイッチング素子が前記第1インバータに含まれる場合、
前記制御回路は、
前記故障したスイッチング素子を含む故障したレグの他のスイッチング素子をオフし、
前記故障したレグとHブリッジを構成する前記第2インバータのレグの全てのスイッチング素子をオフにして、前記m相通電制御を行う、請求項2から4のいずれかに記載の電力変換装置。 - 2n個以下のシャント抵抗をさらに備える、請求項1から5のいずれかに記載の電力変換装置。
- 2n個以下のシャント抵抗をさらに備え、
前記2n個以下のシャント抵抗は、前記第1および第2インバータが備える2n個のレグのうちの2n個以下のローサイドスイッチング素子とグランドとの間に接続される、請求項2から5のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記第1インバータとグランドとの間に接続されるシャント抵抗と、前記第2インバータとグランドとの間に接続されるシャント抵抗とをさらに備える、請求項1から5のいずれかに記載の電力変換装置。
- 前記電動モータは三相の巻線を有し、
前記検出回路が故障した前記スイッチング素子を検出した場合、
前記制御回路は、前記第1および第2インバータの制御を、三相通電制御から二相通電制御に変更する、請求項1から8のいずれかに記載の電力変換装置。 - 請求項1から9のいずれかに記載の電力変換装置と、
前記電動モータと、
を備えるモータ駆動ユニット。 - 請求項10に記載のモータ駆動ユニットを備える電動パワーステアリング装置。
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