(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電位側に接続される高電位側スイッチング素子（２１、２２、２３、１２１、１２２）および低電位側に接続される低電位側スイッチング素子（２４、２５、２６、１２３、１２４）を有し、回転電機（１０、１６）に通電される電流を変換するインバータ部（２０、１２０）と、
前記高電位側スイッチング素子と直流電源（８０）の正側とを接続する正側母線（８１）、および、前記低電位側スイッチング素子と前記直流電源の負側とを接続する負側母線（８２）の少なくとも一方に設けられるセンサ部（４１、４２）を有する電流検出部（４０）と、
前記インバータ部を経由せずに前記センサ部に通電可能な通電部（５０）と、
前記電流検出部から電流検出値を取得し、前記インバータ部および前記通電部を制御する制御部（６０、７０〜７４、１６０）と、
を備え、
前記通電部は、前記高電位側スイッチング素子が全てオフである場合、または、前記低電位側スイッチング素子が全てオフである場合、前記センサ部に通電することを特徴とする電力変換装置（１、２、３、４）。
【請求項２】
前記制御部は、
ＰＷＭ基準信号およびデューティ指令値に基づき、前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のオンオフ作動を制御し、
前記ＰＷＭ基準信号の１以上の所定周期において、前記高電位側スイッチング素子が全てオフである状態、および、前記低電位側スイッチング素子が全てオフである状態の少なくとも一方を発生させることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ＰＷＭ基準信号の前記所定周期において、
前記高電位側スイッチング素子が全てオフである状態、または、前記低電位側スイッチング素子が全てオフの状態であって前記通電部を経由して前記センサ部に通電されているタイミング、および、前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子がともに１つ以上オンされているタイミングにて、前記電流検出値を取得することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ＰＷＭ基準信号の前記所定周期において、
前記高電位側スイッチング素子が全てオフである状態、または、前記低電位側スイッチング素子が全てオフの状態であって前記通電部を経由して前記センサ部に通電されていないタイミングにて前記電流検出値を取得することを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記ＰＷＭ基準信号の複数周期のうち少なくとも１周期において、前記高電位側スイッチング素子が全てオフである状態、または、前記低電位側スイッチング素子が全てオフである状態の一方を発生させ他方を発生させないことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記制御部は、同一のタイミングにて複数の前記電流検出値を取得可能に構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記電流検出部は、１つの前記センサ部、および、前記センサ部にて検出された検出値を増幅して前記電流検出値として前記制御部に出力する複数の増幅回路部（４３、４４）を有することを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記増幅回路部から出力される前記電流検出値は、少なくとも１つの値が他の値と正負が異なることを特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記回転電機に電力を供給する前記直流電源とは異なる電圧の電力を前記通電部に供給可能な第２電源（８５）を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電力変換装置（３）。
【請求項１０】
前記制御部は、前記電流検出値に基づき、前記電流検出値の異常を検出する異常検出手段（６９）を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
一端が前記高電位側スイッチング素子と前記低電位側スイッチング素子との接続点（２７〜２９、１２５、１２６）に接続され、他端が前記正側母線または前記負側母線に接続される結線部（５６５、５９５）にて結線される抵抗群（５６、５９１）を備え、
前記制御部は、前記結線部の電圧に基づき、前記高電位側スイッチング素子または前記低電位側スイッチング素子をオンすることができないオープン故障を検出するオープン故障検出手段（６９）を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記回転電機は、３相回転電機であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電力変換装置（１、２、３）。
【請求項１３】
前記回転電機は、２相回転電機であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電力変換装置（４）。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電力変換装置と、
運転者による操舵を補助する補助トルクを出力する前記回転電機と、
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置（１００）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インバータの母線に設けられたシャント抵抗の両端電圧であるシャント電圧に基づき、各相電流を検出する技術が知られている。例えば特許文献１では、モータ電流がゼロとみなされる状態で検出されたドリフト電流の電流検出値を電流オフセット値として設定し、オフセット値によりモータ電流の電流検出値を補償する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インバータの母線に設けられたシャント抵抗のシャント電圧は、正常時であってもゼロとなることがある。そのため、例えばシャント抵抗のショート等によりシャント電圧がゼロに固着する異常が生じたとしても、特許文献１では、シャント電圧がゼロ固着しているか否かの判別ができない。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電流検出値の異常を検出可能な電力変換装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電力変換装置は、インバータ部と、電流検出部と、通電部と、制御部と、を備える。
インバータ部は、高電位側に接続される高電位側スイッチング素子および低電位側に接続される低電位側スイッチング素子を有し、回転電機に通電される電流を変換する。
電流検出部は、高電位側スイッチング素子と直流電源の正側とを接続する正側母線、および、低電位側スイッチング素子と直流電源の負側とを接続する負側母線の少なくとも一方に設けられるセンサ部を有する。
【０００６】
通電部は、インバータ部を経由せずにセンサ部に通電可能である。
制御部は、電流検出部から電流検出値を取得し、インバータ部および通電部を制御する。
通電部は、高電位側スイッチング素子が全てオフである場合、または、低電位側スイッチング素子が全てオフである場合、センサ部に通電する。
【０００７】
電流検出部が正側母線または負側母線に設けられる場合、インバータ部を経由してセンサ部に通電されたときの電流検出値は、正常時であってもゼロとなることがあるため、センサ部のショート等により電流検出値がゼロに固着する異常（以下、「ゼロ固着異常」という。）が生じているか否かの判別ができない。
【０００８】
そこで本発明の電力変換装置は、高電位側スイッチング素子が全てオフである場合、または、低電位側スイッチング素子が全てオフである場合、インバータ部を経由せずにセンサ部に通電可能な通電部を備えている。高電位側スイッチング素子が全てオフである場合、または、低電位側スイッチング素子が全てオフである場合に通電部を経由してセンサ部に通電すると、ゼロ固着異常が生じていなければ、電流検出値は所定の値となり、ゼロ固着異常が生じていれば、電流検出値はゼロとなる。
【０００９】
したがって、高電位側スイッチング素子が全てオフであるとき、または、低電位側スイッチング素子が全てオフであるときに通電部を経由してセンサ部に通電したときの電流検出値に基づき、電流検出部のゼロ固着異常を検出することができる。これにより、電流検出値の異常を適切に検出することができる。
【００１０】
また、本発明の電動パワーステアリング装置は、電力変換装置と、運転者による操舵を補助する補助トルクを出力する回転電機と、を備える。電力変換装置は、電流検出値の異常を適切に検出可能であるので、異常が生じている電流検出値に基づいて制御されることによる回転電機の意図しない挙動を回避可能であり、運転者に違和感のある補助トルクが出力されるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態による電動パワーステアリング装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態による電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるマイコンの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態による電圧ベクトルパターンを説明する説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態による電流検出タイミングを説明する説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態においてスイッチング素子が正常である場合の通電経路を説明する説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態においてスイッチング素子のオープン故障が生じた場合の通電経路を説明する説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態による異常検出処理を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態による電流検出タイミングを説明する説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による異常検出処理を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態によるマイコンおよび駆動回路部を説明する回路図である。
【図１２】本発明の第４実施形態によるマイコンおよび駆動回路部を説明する回路図である。
【図１３】本発明の第５実施形態によるマイコンおよび駆動回路部を説明する回路図である。
【図１４】本発明の第６実施形態によるマイコンおよび駆動回路部を説明する回路図である。
【図１５】本発明の第６実施形態によるマイコンの構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第６実施形態によるデューティ指令値を説明する説明図である。
【図１７】本発明の第６実施形態によるデューティ指令値を説明する説明図である。
【図１８】本発明の第７実施形態による電力変換装置を示す回路図である。
【図１９】本発明の第８実施形態による電力変換装置を示す回路図である。
【図２０】本発明の第９実施形態による電力変換装置を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による電力変換装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電力変換装置、および、電動パワーステアリング装置を図１〜図８に示す。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図１に示すように、電力変換装置１は、回転電機としてのモータ１０とともに、運転者によるステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置１００に適用される。
【００１３】
図１は、電動パワーステアリング装置１００を備えるステアリングシステム９０の全体構成を示すものである。ステアリングシステム９０は、ハンドル（ステアリングホイール）９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置１００等から構成される。
【００１４】
ハンドル９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、運転者がハンドル９１を操作することにより入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ９４が設けられる。ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられ、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が連結される。
【００１５】
これにより、運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の変位量に応じた角度に一対の車輪９８が操舵される。
【００１６】
電動パワーステアリング装置１００は、運転者によるハンドル９１の操舵を補助する補助トルクを出力するモータ１０、当該モータ１０の駆動制御に用いられる電力変換装置１、モータ１０の回転を減速してステアリングシャフト９２またはラック軸９７に伝える減速ギア８９等を備える。
モータ１０は、直流電源としてのバッテリ８０（図２参照）から電力が供給されることにより駆動し、減速ギア８９を正逆回転させる。
【００１７】
モータ１０は、３相ブラシレスモータであって、モータ１０が「３相回転電機」に対応する。モータ１０は、いずれも図示しないロータおよびステータを有する。ロータは、円筒状の部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有する。ステータは、内部にロータを相対回転可能に収容している。ステータは、径内方向へ所定角度毎に突出する突出部を有し、この突出部に図２に示すＵ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、Ｗ相コイル１３が巻回される。Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、Ｗ相コイル１３が巻線１５を構成する。本形態ではＵ相コイル１１に通電される電流をＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相コイル１２に通電される電流をＶ相電流Ｉｖ、Ｗ相コイル１３に通電される電流をＷ相電流Ｉｗとする。また、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗを、適宜、「各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ」という。また、インバータ部２０側からコイル１１〜１３側に流れる電流を正、コイル１１〜１３側からインバータ部２０側に流れる電流を負とする。
また、モータ１０には、ロータの回転位置である電気角θを検出する図示しない位置センサが設けられる。
【００１８】
図２に示すように、電力変換装置１は、パルス幅変調（以下、「ＰＷＭ」という。）により、モータ１０を駆動制御するものであり、インバータ部２０、電流検出部４０、通電部としての異常チェック用通電回路部５０、擬似中性点電圧検出部５５、マイコン６０、および、駆動回路部７０等を備える。本形態では、バッテリ８０の正極側と接続される配線を正側母線８１、バッテリ８０の負側と接続される配線を負側母線８２といい、正側母線８１の電圧を電源電圧ＰＩＧ、負側母線８２の電圧をグランド電圧ＧＮＤとする。グランド電圧ＧＮＤは、ゼロとする。
本形態では、マイコン６０、および、駆動回路部７０が「制御部」を構成する。
【００１９】
インバータ部２０は、３相インバータであり、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、および、Ｗ相コイル１３のそれぞれへの通電を切り替えるべく、６つのスイッチング素子２１〜２６がブリッジ接続されている。本形態のスイッチング素子２１〜２６は、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）であるが、その他のトランジスタ等を用いてもよい。以下、スイッチング素子２１〜２６を「ＳＷ２１〜２６」という。
【００２０】
３つのＳＷ２１〜２３は、ドレインが正側母線８１に接続される。また、ＳＷ２１〜２３のソースがそれぞれＳＷ２４〜２６のドレインに接続される。ＳＷ２４〜２６のソースは、負側母線８２に接続される。
【００２１】
対になるＳＷ２１とＳＷ２４との接続点２７は、Ｕ相コイル１１の一端に接続する。対になるＳＷ２２とＳＷ２５との接続点２８は、Ｖ相コイル１２の一端に接続する。対になるＳＷ２３とＳＷ２６との接続点２９は、Ｗ相コイル１３の一端に接続する。
【００２２】
以下適宜、高電位側に配置されるＳＷ２１〜２３を「上ＳＷ２１〜２３」、低電位側に配置されるＳＷ２４〜２６を「下ＳＷ２４〜２６」という。本形態では、上ＳＷ２１〜２３が「高電位側スイッチング素子」に対応し、下ＳＷ２４〜２６が「低電位側スイッチング素子」に対応する。
【００２３】
コンデンサ３０およびチョークコイル３１は、バッテリ８０とインバータ部２０との間に設けられ、パワーフィルタを構成する。これにより、バッテリ８０を共有する他の装置から伝わるノイズを低減する。また、インバータ部２０からバッテリ８０を共有する他の装置へ伝わるノイズを低減する。
【００２４】
コンデンサ３０は、正極が正側母線８１に接続され、負極が負側母線８２に接続される。コンデンサ３０は、電荷を蓄えることで、ＳＷ２１〜２６への電力供給を補助したり、サージ電流などのノイズ成分を抑制したりする。コンデンサ３０の電圧は、マイコン６０により取得される。
チョークコイル３１は、バッテリ８０とコンデンサ３０との間であって、正側母線８１に設けられる。
【００２５】
電流検出部４０は、センサ部としてのシャント抵抗４１、および、２つの増幅回路部としてのオペアンプ４３、４４を有する。
シャント抵抗４１は、インバータ部２０とコンデンサ３０との間であって、負側母線８２に設けられる。シャント抵抗４１の両端電圧は、検出値としてオペアンプ４３、４４へ出力される。
【００２６】
オペアンプ４３、４４は、いずれも逆相増幅器である。
オペアンプ４３の非反転入力端子は、シャント抵抗４１のバッテリ８０側に接続され、反転入力端子は、シャント抵抗４１のインバータ部２０側に接続される。オペアンプ４３からは、電流検出値ＩＡがマイコン６０へ出力される。
オペアンプ４４の非反転入力端子は、シャント抵抗４１のインバータ部２０側に接続され、反転入力端子は、シャント抵抗４１のバッテリ８０側に接続される。すなわち、オペアンプ４４は、オペアンプ４３と正負が反対に接続される。オペアンプ４４からは、電流検出値ＩＢがマイコン６０へ出力される。
【００２７】
異常チェック用通電回路部５０は、スイッチ部５１および抵抗５２を有し、コンデンサ３０とインバータ部２０との間に設けられる。
スイッチ部５１は、ＳＷ素子２１〜２６と同様、ＭＯＳＦＥＴであるが、その他のトランジスタ等を用いてもよい。スイッチ部５１のドレイン端子は正側母線８１に接続され、ソース端子は抵抗５２に接続される。
スイッチ部５１がオンされると、インバータ部２０を経由せず、シャント抵抗４１に通電される。
【００２８】
抵抗５２は、一端がスイッチ部５１のソース端子と接続され、他端がシャント抵抗４１のインバータ部２０側にて負側母線８２と接続される。抵抗５２の抵抗値は、スイッチ部５１がオンされたときの電流検出値ＩＡ、ＩＢがマイコン６０にて取得可能な範囲となるように適宜設定される。スイッチ部５１がオンされたときの電流検出値を異常チェック電流値Ｉｒとする。
【００２９】
抵抗５２の抵抗値を適切に設定することにより、スイッチ部５１に通電される電流を、ＳＷ２１〜２６に通電される電流より小さくすることができる。これにより、スイッチ部５１には、ＳＷ２１〜２６と比較して通電可能な電流が小さい素子を採用可能であるので、ＳＷ２１〜２６と同じ素子を用いる場合と比較し、小型化可能である。
【００３０】
本形態では、スイッチ部５１がオンされたときにシャント抵抗４１に通電される電流を検出することにより、シャント抵抗４１のショート等に起因する電流検出値ＩＡ、ＩＢがゼロに固着する異常であるゼロ固着異常を検出する。ゼロ固着異常の検出については後述する。
また、異常チェック用通電回路部５０は、コンデンサ３０のディスチャージ回路としても機能し、例えばイニシャルチェック時にスイッチ部５１をオンすることにより、コンデンサ３０に蓄積された電荷を抜くことができる。
【００３１】
擬似中性点電圧検出部５５は、抵抗群５６、および、プルダウン抵抗５７を有する。
抵抗群５６は、抵抗５６１、５６２、５６３から構成される。抵抗５６１の一端は、ＳＷ２１とＳＷ２４との接続点２７に接続される。抵抗５６２の一端は、ＳＷ２２とＳＷ２５との接続点２８に接続される。抵抗５６３の一端は、ＳＷ２３とＳＷ２６の接続点２９に接続される。抵抗５６１、５６２、５６３の他端は、結線部５６５にて結線される。
【００３２】
プルダウン抵抗５７は、一端が結線部５６５に接続され、他端がシャント抵抗４１よりもバッテリ８０側にて負側母線８２と接続される。
本形態では、結線部５６５を巻線１５の擬似中性点とみなす。結線部５６５の電圧は、図示しない増幅部等を経由し、擬似中性点電圧Ｖｎとしてマイコン６０へ出力される。
【００３３】
マイコン６０は、電力変換装置１全体の制御を司るものであり、各種演算を実行するマイクロコンピュータにより構成される。マイコン６０は、電流検出値ＩＡ、ＩＢ、コンデンサ３０の電圧、モータ１０の電気角θ等を取得し、ＰＷＭ制御により、ＰＷＭ信号Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｈ、および、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｌを生成し、駆動回路部７０へ出力する。
【００３４】
図３に示すように、マイコン６０は、電流演算部６１、３相２相変換部６２、制御器６３、２相３相変換部６４、デューティ変換部６５、デューティ更新部６６、ＰＷＭ信号生成部６７、異常検出部６９等を有する。
電流演算部６１は、母線電流演算部６１１、および、相電流演算部６１２を有する。母線電流演算部６１１では、オペアンプ４３から取得した電流検出値ＩＡ、および、オペアンプ４４から取得した電流検出値ＩＢに基づき、母線電流Ｉｃを演算する。相電流演算部６１２では、母線電流Ｉｃに基づき、各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを演算する。電流演算部６１における電流演算の詳細は、後述する。
３相２相変換部６２は、各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗおよび電気角θに基づくｄｑ変換により、ｄ軸電流検出値Ｉｄおよびｑ軸電流検出値Ｉｑを演算する。
【００３５】
制御器６３では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*およびｑ軸電流指令値Ｉｑ*と、ｄ軸電流検出値Ｉｄおよびｑ軸電流検出値Ｉｑとから、電流フィードバック演算を行い、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ*を演算する。詳細には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*とｄ軸電流検出値Ｉｄとの電流偏差ΔＩｄ、および、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*とｑ軸電流検出値Ｉｑとの電流偏差ΔＩｑを算出し、電流検出値Ｉｄ、Ｉｑを電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*に追従させるべく、電流偏差ΔＩｄ、ΔＩｑが０に収束するように電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*を演算する。
【００３６】
２相３相変換部６４では、電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*および電気角θに基づき、逆ｄｑ変換により、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ*、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ*およびＷ相電圧指令値Ｖｗ*を演算する。
デューティ変換部６５では、コンデンサ３０の電圧等に基づき、電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*を、Ｕ相デューティ指令値ＤｕｔｙＵ、Ｖ相デューティ指令値ＤｕｔｙＶおよびＷ相デューティ指令値ＤｕｔｙＷに変換する。デューティ変換部６５では、デッドタイム補正や、電流検出期間を確保するための補正、中性点電圧の変更等が適宜行われる。
デューティ更新部６６では、デューティ変換部６５にて演算されたデューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷを設定、更新する。
【００３７】
ＰＷＭ信号生成部６７では、デューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷと三角波のＰＷＭ基準信号Ｃとを比較し、ＳＷ２１〜２６のオンオフの切り替えに係るＰＷＭ信号Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｈ、および、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｌを生成し、駆動回路部７０へ出力する。本形態では、ＰＷＭ信号Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｈ、および、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｌがハイレベルのとき、対応するＳＷ２１〜２６をオンし、ローレベルのとき、対応するＳＷ２１〜２６をオフする。
異常検出部６９では、電流検出値ＩＡ、ＩＢ、および、擬似中性点電圧Ｖｎに基づき、異常検出を行う。異常検出の詳細については後述する。
【００３８】
図２に戻り、駆動回路部７０は、インバータ駆動回路６００、および、異常チェック用駆動回路７００を有する。
インバータ駆動回路６００は、増幅回路により構成され、マイコン６０から出力されたＰＷＭ信号Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｈ、および、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｌを増幅し、ゲート信号Ｕ＿ＧＡＴＥ＿Ｈ、Ｕ＿ＧＡＴＥ＿Ｌ、Ｖ＿ＧＡＴＥ＿Ｈ、Ｖ＿ＧＡＴＥ＿Ｌ、Ｗ＿ＧＡＴＥ＿Ｈ、Ｗ＿ＧＡＴＥ＿Ｌを生成する。ゲート信号Ｕ＿ＧＡＴＥ＿Ｈは、ＳＷ２１に出力され、ゲート信号Ｖ＿ＧＡＴＥ＿Ｈは、ＳＷ２２に出力され、ゲート信号Ｗ＿ＧＡＴＥ＿Ｈは、ＳＷ２３に出力される。また、ゲート信号Ｕ＿ＧＡＴＥ＿Ｌは、ＳＷ２４に出力され、ゲート信号Ｖ＿ＧＡＴＥ＿Ｌは、ＳＷ２５に出力され、ゲート信号Ｗ＿ＧＡＴＥ＿Ｌは、ＳＷ２６に出力される。
【００３９】
異常チェック用駆動回路７００は、論理回路７０１および増幅回路７０２から構成される。
論理回路７０１は、上ＳＷ２１〜２３の駆動に係るＰＷＭ信号Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｈが全てローレベルのとき、ハイレベルとなる異常チェック通電信号を出力するＮＯＲ回路である。
増幅回路７０２は、論理回路７０１から出力される異常チェック通電信号を増幅し、ゲート信号Ｅ＿ＧＡＴＥ生成する。生成されたゲート信号Ｅ＿ＧＡＴＥは、スイッチ部５１に出力される。スイッチ部５１は、ゲート信号Ｅ＿ＧＡＴＥがハイレベルのときオンされ、ローレベルのときオフされる。
【００４０】
本形態では、論理回路７０１には、増幅前のＰＷＭ信号Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｈが入力されるので、増幅後のゲート信号Ｕ＿ＧＡＴＥ＿Ｈ、Ｖ＿ＧＡＴＥ＿Ｈ、Ｗ＿ＧＡＴＥ＿Ｈが入力される場合と比較し、低電圧にて論理回路７０１を構成可能である。
【００４１】
ここで、モータ１０の駆動に係る電圧ベクトルパターンについて説明する。
図４に示すように、電圧ベクトルパターンは、ＳＷ２１〜２６のオンオフの組み合わせに応じ、８種類ある。そのうち、下ＳＷ２４〜２６が全てオンであり上ＳＷ２１〜２３が全てオフであるＶ０電圧ベクトル、および、上ＳＷ２１〜２３が全てオンであり下ＳＷ２４〜２６が全てオフであるＶ７電圧ベクトルは、無効電圧ベクトルである。
また、上ＳＷ２１〜２３の少なくとも１つ、および、下ＳＷ２４〜２６の少なくとも１つがオンであるＶ１電圧ベクトル〜Ｖ６電圧ベクトルは、有効電圧ベクトルである。有効電圧ベクトルのとき、シャント抵抗４１に流れる母線電流Ｉｃは、オンされているアームが他の２相と異なる相の電流に相当する。
【００４２】
次に、電流検出値ＩＡ、ＩＢを取得するタイミングを図５に基づいて説明する。図５では、Ｕ相デューティ指令値ＤｕｔｙＵを実線、Ｖ相デューティ指令値ＤｕｔｙＶを破線、Ｗ相デューティ指令値ＤｕｔｙＷを一点鎖線で示す。また、ＰＷＭ信号がハイレベルである状態を「ＯＮ」、ローレベルである状態を「ＯＦＦ」と記す。後述の図９、図１６および図１７も同様である。
【００４３】
本形態では、ＰＷＭ基準信号Ｃの１周期において、電流検出値ＩＡ、ＩＢを４回取得する。具体的には、ＰＷＭ基準信号Ｃが下端となる時間ｔ１、ＰＷＭ基準信号Ｃが上端となる時間ｔ３、時間ｔ１と時間ｔ３との中間タイミングである時間ｔ２、および、時間ｔ３と次にＰＷＭ基準信号Ｃが下端となる時間ｔ５との中間タイミングである時間ｔ４にて、電流検出値ＩＡ、ＩＢを取得する。本形態では、時間ｔ１〜ｔ５の間隔は、等しいものとする。
【００４４】
以下、時間ｔ１における電流検出値をＩＡ１、ＩＢ１、時間ｔ２おける電流検出値をＩＡ２、ＩＢ２、時間ｔ３における電流検出値をＩＡ３、ＩＢ３、時間ｔ４における電流検出値をＩＡ４、ＩＢ４とする。なお、時間ｔ５においても電流検出値を取得するが、図５中では記載を省略した。
また、時間ｔ３においては、擬似中性点電圧Ｖｎを取得する。
【００４５】
デューティ変換部６５では、時間ｔ２における母線電流Ｉｃ２と、時間ｔ４における母線電流Ｉｃ４とが、異なる相の電流として検出可能となるように、デューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷを適宜補正する。
例えば、補正前のＵ相デューティをＤｕ、Ｖ相デューティをＤｖ、Ｗ相デューティをＤｗとし、小さい順にＷ相デューティＤｗ、Ｕ相デューティＤｕ、Ｖ相デューティＤｖとする。なお、デューティＤｕ、Ｄｖ、Ｄｗは、図示していない。図５に示す例では、時間ｔ１から時間ｔ３までの前半期間において、Ｗ相デューティＤｗを下方向に補正し、Ｖ相デューティＤｖを上方向に補正する。また、時間ｔ３から時間ｔ５までの後半期間において、Ｗ相デューティＤｗを上方向に補正し、Ｖ相デューティＤｖを下方向に補正する。前半期間および後半期間で、補正量が等しく、補正方向が反対向きであれば、ＰＷＭ１周期でみたとき、補正による電圧変化は相殺される。
【００４６】
上述のように補正されたデューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷおよびＰＷＭ基準信号Ｃに基づいてＰＷＭ制御すると、時間ｔ２がＶ２電圧ベクトルパターンとなり、時間ｔ４がＶ６電圧ベクトルパターンとなる。なお、シャント抵抗４１に通電される電流のリンギング等を考慮し、時間ｔ２および時間ｔ４が、リンギング収束後となるように、デューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷを補正することが望ましい。
【００４７】
また本形態では、オペアンプ４３の入力と、オペアンプ４４の入力とが反対になっている。そのため、オペアンプ４３にて検出される電流検出値ＩＡおよびオペアンプ４４にて検出される電流検出値ＩＢの一方から他方を減算することで、オペアンプ４３、４４のオフセット誤差を相殺することができる。なお、オペアンプ４３とオペアンプ４４とでゲインが異なる場合は、適宜ゲインに応じた係数を乗じた後に減算すればよい。
【００４８】
ここで、母線電流演算部６１１における演算について説明する。
母線電流演算部６１１では、時間ｔ２における母線電流Ｉｃ２、および、時間ｔ４における母線電流Ｉｃ４を、式（１）、（２）により演算する。
Ｉｃ２＝（ＩＡ２−ＩＢ２）／２    ・・・（１）
Ｉｃ４＝（ＩＡ４−ＩＢ４）／２    ・・・（２）
【００４９】
また、時間ｔ１は、無効電圧ベクトルであり、スイッチ部５１がオンされていないため、シャント抵抗４１には電流が流れない。そこで、時間ｔ１における電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１をオフセット補正用として用い、時間ｔ２における母線電流Ｉｃ２、および、時間ｔ４における母線電流Ｉｃ４を式（３）、（４）にて演算してもよい。
Ｉｃ２＝｛（ＩＡ２−ＩＡ１）−（ＩＢ２−ＩＢ１）｝／２    ・・・（３）
Ｉｃ４＝｛（ＩＡ４−ＩＡ１）−（ＩＢ４−ＩＢ１）｝／２    ・・・（４）
【００５０】
相電流演算部６１２では、母線電流演算部６１１にて演算された２つの母線電流Ｉｃ２、Ｉｃ４を用い、各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを演算する。図５に示す例では、Ｖ２電圧ベクトル期間である時間ｔ２における母線電流Ｉｃ２は、負のＷ相電流Ｉｗ（−Ｉｗ）に対応する。また、Ｖ６電圧ベクトル期間である時間ｔ４における母線電流Ｉｃ４は、負のＶ相電流Ｉｖ（−Ｉｖ）に対応する。Ｕ相電流Ｉｕは、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗに基づき、３相和＝０により演算する。
【００５１】
次に、異常検出部６９における異常検出について説明する。
まず、シャント抵抗４１のショート等によるゼロ固着異常の検出について説明する。
本形態のように、１つのシャント抵抗４１にて各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する構成では、電流検出に係る構成が正常であったとしても、電流検出値ＩＡ、ＩＢがゼロとなることがある。そのため、例えばシャント抵抗４１のショート等、電流検出に係る構成に異常が生じ、電流検出値ＩＡ、ＩＢがゼロに固着する異常であるゼロ固着異常が生じていたとしても、正常か異常かの判別が困難である。
【００５２】
そこで本形態では、無効電圧ベクトル期間において、インバータ部２０を経由せず、シャント抵抗４１に通電可能な異常チェック用通電回路部５０を設けている。本形態では、上ＳＷ２１〜２３が全てオフされているＶ０電圧ベクトル期間において、スイッチ部５１をオンし、インバータ部２０を経由せずにシャント抵抗４１に通電する。このとき、ゼロ固着異常が生じていなければ、電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３は、抵抗５２の抵抗値に応じた異常チェック電流値Ｉｒとなる。一方、ゼロ固着異常が生じていると、電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３はゼロとなる。これにより、ゼロ固着異常を検出することができる。
【００５３】
次に、下ＳＷ２４〜２６のオープン故障検出について説明する。
負側母線８２に設けられる１つのシャント抵抗４１にて各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する構成では、下ＳＷ２４〜２６を導通することができないオープン故障が生じると、電流の読み違いが発生する。そこで本形態では、擬似中性点電圧Ｖｎを監視することにより、下ＳＷ２４〜２６のオープン故障を検出する。
【００５４】
擬似中性点電圧Ｖｎに基づくオープン故障検出について、図６および図７に基づいて説明する。図６はＳＷ２１〜２６が正常である場合の例であり、図７は×印を付した下ＳＷ２５にオープン故障が生じている場合の例である。また、図６および図７において、（ａ）はＶ３電圧ベクトル期間のスイッチング状態を示し、（ｂ）はＶ３電圧ベクトルからＶ０電圧ベクトルに切り替わった状態を示している。図６および図７においては、オンされるＳＷ素子を実線、オフされるＳＷ素子を破線にて示し、異常チェック用通電回路部５０やマイコン６０等の構成は省略した。また、図６および図７中の矢印は、電流が流れる経路を示している。
【００５５】
図６（ａ）に示すように、Ｖ３電圧ベクトル期間には、ＳＷ２１、２５、２６がオンされる。このとき、シャント抵抗４１に流れる電流は、ＳＷ２１からＵ相コイル１１に流れるＵ相電流Ｉｕ（＋Ｉｕ）に相当する。
図６（ｂ）に示すように、Ｖ３電圧ベクトルからＶ０電圧ベクトルに切り替わると、下ＳＷ２４〜２６がオンされる。このとき、シャント抵抗４１に流れる電流はゼロとなる。また、Ｕ相端子電圧、Ｖ相端子電圧、および、Ｗ相端子電圧は、いずれもグランド電圧ＧＮＤであるので、擬似中性点電圧Ｖｎもグランド電圧ＧＮＤとなる。
【００５６】
一方、図７（ａ）に示すように、ＳＷ２５にオープン故障が生じた場合、Ｖ３電圧ベクトル期間には、ＳＷ２１、２６がオンされる。Ｖ３電圧ベクトル期間にオンされるべきＳＷ２５がオンされないので、Ｖ３電圧ベクトル期間には、ＳＷ２５の高電位側に接続されるＳＷ２２のダイオードに電流が流れる。そのため、シャント抵抗４１に流れる電流は、Ｗ相コイル１３からＳＷ２６に流れるＷ相電流Ｉｗ（−Ｉｗ）に相当する。一方、相電流演算部６１２において、Ｖ３電圧ベクトル期間に流れる母線電流Ｉｃは、ＳＷ２１からＵ相コイル１１に流れるＵ相電流Ｉｕ（＋Ｉｕ）に相当するとみなされるので、電流の読み違いが生じる。
【００５７】
また、図７（ｂ）に示すように、Ｖ３電圧ベクトルからＶ０電圧ベクトルに切り替わると、下ＳＷ２４、２６がオンされる。Ｖ０電圧ベクトル期間にオンされるべきＳＷ２５がオンされないので、ＳＷ２２のダイオードに電流が流れ続ける。このとき、Ｕ相端子電圧およびＷ相端子電圧はグランド電圧ＧＮＤ、Ｖ相端子電圧は電源電圧ＰＩＧとなるので、擬似中性点電圧Ｖｎは（ＰＩＧ／３）となる。
したがって、Ｖ０電圧ベクトル期間の擬似中性点電圧Ｖｎを監視することにより、下ＳＷ２４〜２６のオープン故障を検出することができる。
【００５８】
ここで、異常検出部６９における異常検出処理を図８に示すフローチャートに基づいて説明する。異常検出処理は、例えばイグニッション電源がオンされているときに所定の間隔にて実行される。
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で記す。）では、電流検出値ＩＡ１〜ＩＡ４、ＩＢ１〜ＩＢ４、および、擬似中性点電圧Ｖｎを取得する。ここでは、オペアンプ４３、４４のゲインは等しいものとして説明するが、オペアンプ４３、４４のゲインが異なる場合、ゲインに応じた係数を乗じて補正し、補正された電流検出値ＩＡ１〜ＩＡ４、ＩＢ１〜ＩＢ４に基づいて以下の処理を行う。また、オペアンプ４３、４４は、シャント抵抗４１とプラスマイナスを逆に接続されているので、電流検出値ＩＡ１〜ＩＡ４とＩＢ１〜ＩＢ４とは、理論上、絶対値が等しく、正負が異なる値となる。
【００５９】
Ｓ１０２では、時間ｔ３における電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３の絶対値が所定範囲内か否かを判断する。電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３の異常判定に係る所定範囲は、センサ誤差等を考慮し、スイッチ部５１をオンしたときに通電される異常チェック電流値Ｉｒを含み、判定値Ｘ１より大きく判定値Ｘ２未満の範囲とする。電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３の絶対値の少なくとも一方が所定範囲内でないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、異常が生じていると判定し、Ｓ１０７へ移行する。詳細には、電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３の絶対値が判定値Ｘ１以下である場合、ゼロ固着異常が生じていると判定する。電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３がともに所定範囲内であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ゼロ固着異常が生じていないと判定し、Ｓ１０３へ移行する。
【００６０】
Ｓ１０３では、時間ｔ１における電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１の絶対値が判定値Ｘ３未満か否かを判断する。判定値Ｘ３は、オフセット誤差等を考慮した値に設定される。電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１の絶対値の少なくとも一方が判定値Ｘ３以上であると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、オフセット異常が生じていると判定し、Ｓ１０７へ移行する。電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１の絶対値がともに判定値Ｘ３未満であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、オフセット異常が生じていないと判定し、Ｓ１０４へ移行する。
【００６１】
Ｓ１０４では、時間ｔ１における電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１の和の絶対値が判定値Ｘ４未満、時間ｔ２における電流検出値ＩＡ２、ＩＢ２の和の絶対値が判定値Ｘ５未満、時間ｔ３における電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３の和の絶対値が判定値Ｘ６未満、かつ、時間ｔ４における電流検出値ＩＡ４、ＩＢ４の和の絶対値が判定値Ｘ７未満か否かを判断する。判定値Ｘ４〜Ｘ７は、オペアンプ４３、４４のゲイン誤差等を考慮した値に設定される。判定値Ｘ４〜Ｘ７は全て同じ値としてもよいし、異なる値としてもよい。電流検出値ＩＡ１、ＩＢ２の和の絶対値、電流検出値ＩＡ２、ＩＢ２の和の絶対値、電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３の和の絶対値、および、電流検出値ＩＡ４、ＩＢ４の和の絶対値の少なくとも１つが、対応する判定値Ｘ４〜Ｘ７以上であると判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、オペアンプ４３、４４のゲイン誤差異常が生じていると判定し、Ｓ１０７へ移行する。電流検出値ＩＡ１、ＩＢ２の和の絶対値、電流検出値ＩＡ２、ＩＢ２の和の絶対値、電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３の和の絶対値、および、電流検出値ＩＡ４、ＩＢ４の和の絶対値が、対応する判定値Ｘ４〜Ｘ７未満であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、オペアンプ４３、４４のゲイン誤差異常が生じていないと判定し、Ｓ１０５へ移行する。
【００６２】
Ｓ１０５では、擬似中性点電圧Ｖｎが判定値Ｘ８未満か否かを判断する。判定値Ｘ８は、誤差等を考慮し、（ＰＩＧ／３）に近い値に設定される。擬似中性点電圧Ｖｎが判定値Ｘ８以上であると判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、下ＳＷ２４〜２６の少なくとも１つにオープン故障が生じていると判定し、Ｓ１０７へ移行する。擬似中性点電圧Ｖｎが判定値Ｘ８未満であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、下ＳＷ２４〜２６にオープン故障が生じていないと判定し、Ｓ１０６へ移行する。
【００６３】
Ｓ１０２〜Ｓ１０５にて肯定判断された場合に移行するＳ１０６では、電流検出値ＩＡ、ＩＢが正常であると判定する。
Ｓ１０２〜Ｓ１０５のいずれかにて否定判断された場合に移行するＳ１０７では、電流検出値ＩＡ、ＩＢに異常が生じていると判定し、停止処理を行う。停止処理では、ＳＷ２１〜２６、スイッチ部５１、および、図示しない電源リレーをオフする。
これにより、電流検出値ＩＡ、ＩＢに基づき、シャント抵抗４１のショート等に起因する電流検出値ＩＡ、ＩＢのゼロ固着異常、オフセット異常、および、ゲイン誤差異常を検出することができる。また、擬似中性点電圧Ｖｎに基づき、下ＳＷ２４〜２６のオープン故障を検出することができる。
【００６４】
以上詳述したように、電力変換装置１は、インバータ部２０と、電流検出部４０と、異常チェック用通電回路部５０と、マイコン６０および駆動回路部７０と、を備える。
インバータ部２０は、高電位側に接続される上ＳＷ２１〜２３、および、低電位側に接続される下ＳＷ２４〜２６を有し、モータ１０に通電される電流を変換する。
【００６５】
電流検出部４０は、上ＳＷ２１〜２３とバッテリ８０とを接続する正側母線８１、および、下ＳＷ２４〜２６とバッテリ８０の負側とを接続する負側母線８２の少なくとも一方に設けられるシャント抵抗４１を有する。本形態では、シャント抵抗４１は、負側母線８２に設けられる。
異常チェック用通電回路部５０は、インバータ部２０を経由せずシャント抵抗４１に通電可能である。
【００６６】
マイコン６０は、電流検出部４０から電流検出値ＩＡ、ＩＢを取得する。また、マイコン６０および駆動回路部７０は、インバータ部２０および異常チェック用通電回路部５０を制御する。
異常チェック用通電回路部５０は、上ＳＷ２１〜２３が全てオフである場合、または、下ＳＷ２４〜２６が全てオフである場合、シャント抵抗４１に通電する。本形態では、上ＳＷ２１〜２３が全てオフである場合、シャント抵抗４１に通電する。
【００６７】
電流検出部４０が正側母線８１または負側母線８２に設けられる場合、インバータ部２０を経由して電流検出部４０に通電された場合の電流検出値ＩＡ、ＩＢは、正常時であってもゼロとなる場合があるため、ゼロ固着異常が生じているか否かの判別ができない。
【００６８】
そこで本形態の電力変換装置１は、無効電圧ベクトル期間に、インバータ部２０を経由せずにシャント抵抗４１に通電可能な異常チェック用通電回路部５０を備えている。無効電圧ベクトル期間に、異常チェック用通電回路部５０を経由して電流検出部４０に通電すると、電流検出部４０にゼロ固着異常が生じていなければ、電流検出値ＩＡ、ＩＢは異常チェック電流値Ｉｒとなり、ゼロ固着異常が生じていれば、電流検出値ＩＡ、ＩＢはゼロとなる。
したがって、無効電圧ベクトル期間に異常チェック用通電回路部５０を経由してシャント抵抗４１に通電したときの電流検出値ＩＡ、ＩＢに基づき、電流検出部４０のゼロ固着異常を検出することができる。これにより、電流検出値ＩＡ、ＩＢの異常を適切に検出することができる。
【００６９】
マイコン６０は、ＰＷＭ基準信号Ｃおよびデューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷに基づき、上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６のオンオフ作動を制御する。また、マイコン６０は、ＰＷＭ基準信号Ｃの１以上の所定周期において、上ＳＷ２１〜２３が全てオフである状態、および、下ＳＷ２４〜２６が全てオフである状態の少なくとも一方を発生させる。上ＳＷ２１〜２３が全てオフである期間、または、下ＳＷ２４〜２６が全てオフである期間に異常チェック用通電回路部５０を経由して電流検出部４０に通電することにより、ＰＷＭ基準信号Ｃの所定周期（本形態では１周期）ごとに、ゼロ固着異常を検出することができる。
【００７０】
マイコン６０は、ＰＷＭ基準信号Ｃの所定周期において、上ＳＷ２１〜２３が全てオフである状態または下ＳＷ２４〜２６が全てオフである状態であって、異常チェック用通電回路部５０を経由してシャント抵抗４１に通電されているタイミング、および、上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６が１つ以上オンされているタイミングにて、電流検出値ＩＡ、ＩＢを取得する。
【００７１】
本形態では、ＰＷＭ基準信号Ｃの１周期において、上ＳＷ２１〜２３が全てオフの状態であって電流検出部４０に通電されているタイミングで取得される電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３に基づき、異常検出を行う。また、上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６がともに１つ以上オンされているタイミングで取得される電流検出値ＩＡ２、ＩＢ２、ＩＡ４、ＩＢ４に基づき、各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの演算を行う。
これにより、ＰＷＭ基準信号Ｃの所定周期において、各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの演算、および、電流検出値ＩＡ、ＩＢのゼロ固着異常の検出を行うことができる。
【００７２】
また、マイコン６０は、上ＳＷ２１〜２３が全てオフである状態または下ＳＷ２４〜２６が全てオフの状態であって異常チェック用通電回路部５０を経由してシャント抵抗４１に通電されていないタイミングにて、電流検出値ＩＡ、ＩＢを取得する。本形態では、下ＳＷ２４〜２６が全てオフの状態であって電流検出部４０に通電されていないタイミングで取得される電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１をオフセット補正用に用いる。
これにより、各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの演算において、電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１を用いてオフセット補正を行うことができる。また、オフセット異常を検出することができる。
【００７３】
本形態では、マイコン６０は、同一のタイミングにて複数の電流検出値ＩＡ、ＩＢを取得可能に構成される。具体的には、電流検出部４０は、１つのシャント抵抗４１、および、複数のオペアンプ４３、４４を有する。また、オペアンプ４３、４４は、シャント抵抗４１にて検出された両端電圧を増幅して電流検出値ＩＡ、ＩＢとしてマイコン６０に出力する。
また、オペアンプ４３、４４から出力される電流検出値ＩＡ、ＩＢは、正負が異なっている。正負が異なる電流検出値ＩＡ、ＩＢを用いて各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの演算することにより、オペアンプ４３、４４のオフセット誤差を相殺することができる。
【００７４】
マイコン６０は、電流検出値ＩＡ、ＩＢに基づき、電流検出値ＩＡ、ＩＢの異常を検出する異常検出部６９を有する。特に、異常検出部６９は、上ＳＷ２１〜２３が全てオフの状態であって、異常チェック用通電回路部５０を経由して電流検出部４０に通電されているときの電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３に基づき、ゼロ固着異常を検出する。また、異常検出部６９は、電流検出値ＩＡ、ＩＢのオフセット異常やゲイン誤差異常等を検出する。これにより、電流検出値ＩＡ、ＩＢの異常を適切に検出することができる。
【００７５】
電力変換装置１は、一端が上ＳＷ２１〜２３と下ＳＷ２４〜２６の接続点２７〜２９に接続され、他端が正側母線８１または負側母線８２に接続される結線部５６５にて結線される抵抗群５６を備える。本形態では、結線部５６５は、シャント抵抗４１が設けられる側である負側母線８２と接続される。
マイコン６０は、結線部５６５の電圧である擬似中性点電圧Ｖｎに基づき、下ＳＷ２４〜２６をオンすることができないオープン故障を検出する異常検出部６９を有する。
下ＳＷ２４〜２６にオープン故障が生じると、Ｖ０電圧ベクトル期間の擬似中性点電圧Ｖｎは、オープン故障が生じていない場合とは異なる値となるので、異常検出部６９は、擬似中性点電圧Ｖｎに基づき、下ＳＷ２４〜２６のオープン故障を検出する。これにより、電流検出値ＩＡ、ＩＢに対応する母線電流Ｉｃの読み違えを避けることができる。
【００７６】
電動パワーステアリング装置１００は、電力変換装置１と、運転者による操舵を補助する補助トルクを出力するモータ１０と、を備える。本形態のモータ１０は、３相モータである。本形態の電力変換装置１は、電流検出値ＩＡ、ＩＢの異常を適切に検出可能であるので、異常が生じている電流検出値ＩＡ、ＩＢに基づいて制御されることによるモータ１０の意図しない挙動が回避可能であるので、運転者に違和感のある補助トルクが出力されるのを防ぐことができる。
【００７７】
本形態では、異常検出部６９が、「異常検出手段」および「オープン故障検出手段」を構成する。また、図８中のＳ１０２〜Ｓ１０４が異常検出手段の機能としての処理に対応し、Ｓ１０５が「オープン故障検出手段」の機能としての処理に対応する。
【００７８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図９および図１０に基づいて説明する。
第１実施形態では、ＰＷＭ１周期にて電流検出および異常検出を行う。本形態では、ＰＷＭの１周期目の電流検出値ＩＡ、ＩＢに基づいて各相電流Ｉｕ、ＩＶ、Ｉｗの演算を行い、２周期目の電流検出値ＩＡ、ＩＢおよび擬似中性点電圧Ｖｎに基づいて異常検出を行う。
電流検出値ＩＡ、ＩＢを取得するタイミングを図９に基づいて説明する。
本形態の電流検出タイミングは、上記形態と同様であり、ＰＷＭ１周期目の時間ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３、ｔ１４、ＰＷＭ２周期目の時間ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３、ｔ２４にて、電流検出値ＩＡ、ＩＢを取得する。
【００７９】
以下、時間ｔ１１における電流検出値をＩＡ１１、ＩＢ１１、時間ｔ１２における電流検出値をＩＡ１２、ＩＢ１２、時間ｔ１３における電流検出値をＩＡ１３、ＩＢ１３、時間ｔ１４における電流検出値をＩＡ１４、ＩＢ１４とする。また、時間ｔ２１における電流検出値をＩＡ２１、ＩＢ２１、時間ｔ２２における電流検出値をＩＡ２２、ＩＢ２２、時間ｔ２３における電流検出値をＩＡ２３、ＩＢ２３、時間ｔ２４における電流検出値をＩＡ２４、ＩＢ２４とする。また、時間ｔ１３、ｔ２３においては、擬似中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２を取得する。
【００８０】
デューティ変換部６５では、時間ｔ１２における母線電流Ｉｃ２と、時間ｔ４における母線電流Ｉｃ４とが、異なる相の電流として検出可能となるように、１周期目のデューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷを補正する。１周期目のデューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷは、第１実施形態のデューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷと同様とする。
【００８１】
母線電流演算部６１１では、電流検出値ＩＡ１２、ＩＢ１２を用いて式（５）により時間ｔ１２における母線電流Ｉｃ１２を演算し、電流検出値ＩＡ１４、ＩＢ１４を用いて式（６）により時間ｔ１４における母線電流Ｉｃ１４を演算する。
Ｉｃ１２＝（ＩＡ１２−ＩＢ１２）／２    ・・・（５）
Ｉｃ１４＝（ＩＡ１４−ＩＢ１４）／２    ・・・（６）
相電流演算部６１２における演算は、上記形態と同様である。
【００８２】
また、デューティ変換部６５では、異常チェックを行う時間を長く確保すべく、２周期目の中性点電圧を変更する。具体的には、最も小さい相のデューティ指令値であるＤｕｔｙＭＩＮが所定の下限値となるように、デューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷを変更する変調処理を行う。図９の例では、前半期間のＤｕｔｙＭＩＮは、Ｗ相デューティ指令値ＤｕｔｙＷであり、後半期間のＤｕｔｙＭＩＮは、Ｖ相デューティ指令値ＤｕｔｙＶである。また図９では、最も小さい相のデューティ指令値ＤｕｔｙＭＩＮがゼロとなるように変調されているが、所定の下限値は、ゼロに限らず、例えばデッドタイム等を考慮し、ゼロ以外の値に設定してもよい。
このような変調処理により、２周期目には、下ＳＷ２４〜２６が全てオフとなるＶ７電圧ベクトルが発生しない。これにより、Ｖ０電圧ベクトル期間が長くなるので、異常チェック用通電回路部５０によるシャント抵抗４１の通電時間を長く確保することができる。
【００８３】
ここで、本形態の異常検出処理を図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ２０１では、電流検出値ＩＡ１１〜ＩＡ１４、ＩＡ２１〜ＩＡ２４、ＩＢ１１〜ＩＢ１４、ＩＢ２１〜ＩＢ２４、および、擬似中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２を取得する。ここでは、電流検出値ＩＡ１１〜ＩＡ１４、ＩＡ２１〜ＩＡ２４、ＩＢ１１〜ＩＢ１４、ＩＢ２１〜ＩＢ２４のうち、異常検出に用いる値のみを取得するように構成してもよい。
【００８４】
Ｓ２０２では、時間ｔ２３における電流検出値ＩＡ２３、ＩＢ２３の絶対値が所定範囲内か否かを判断する。異常判定に係る所定範囲は、図８中のＳ１０２と同様とする。電流検出値ＩＡ２３、ＩＢ２３の絶対値の少なくとも一方が所定範囲内でないと判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、異常が生じていると判定し、Ｓ２０６へ移行する。詳細には、電流検出値ＩＡ２３、ＩＢ２３の絶対値が判定値Ｘ１以下である場合、ゼロ固着異常が生じていると判定する。電流検出値ＩＡ２３、ＩＢ２３の絶対値がともに所定範囲内であると判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、ゼロ固着異常が生じていないと判定し、Ｓ２０３へ移行する。
【００８５】
Ｓ２０３では、母線電流Ｉｃ１２の演算に用いる時間ｔ１２における電流検出値ＩＡ１２、ＩＢ１２の和の絶対値が判定値Ｘ５未満、母線電流Ｉｃ１４の演算に用いる時間ｔ１４における電流検出値ＩＡ１４、ＩＢ１４の和の絶対値が判定値Ｘ７未満、かつ、ゼロ固着判定に用いる時間ｔ２３における電流検出値ＩＡ２３、ＩＢ２３の和の絶対値が判定値Ｘ６未満か否かを判断する。判定値Ｘ５〜Ｘ７は、図８中のＳ１０４と同様とする。電流検出値ＩＡ１２、ＩＢ１２の和の絶対値、電流検出値ＩＡ１４、ＩＢ１４の和の絶対値、および、電流検出値ＩＡ２３、ＩＢ２３の和の絶対値の少なくとも１つが、対応する判定値Ｘ５〜Ｘ７以上であると判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、オペアンプ４３、４４のゲイン誤差異常が生じていると判定し、Ｓ２０６へ移行する。電流検出値ＩＡ１２、ＩＢ１２の和の絶対値、電流検出値ＩＡ１４、ＩＢ１４の和の絶対値、および、電流検出値ＩＡ２３、ＩＢ２３の和の絶対値が、対応する判定値Ｘ５〜Ｘ７未満であると判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、オペアンプ４３、４４のゲイン誤差異常が生じていないと判定し、Ｓ２０４へ移行する。
【００８６】
Ｓ２０４では、擬似中性点電圧Ｖｎ２が判定値Ｘ８未満か否かを判断する。判定値Ｘ８は、図８中のＳ１０５と同様とする。擬似中性点電圧Ｖｎ２が判定値Ｘ８以上であると判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、下ＳＷ２４〜２６の少なくとも１つにオープン故障が生じていると判定し、Ｓ２０６へ移行する。擬似中性点電圧Ｖｎ２が判定値Ｘ８未満であると判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、Ｓ２０５へ移行する。なお、Ｓ２０４では、時間ｔ２３における擬似中性点電圧Ｖｎ２に替えて、時間ｔ１３における擬似中性点電圧Ｖｎ１を用いてもよい。また、擬似中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２をともに用いてもよい。
Ｓ２０５およびＳ２０６は、図８中のＳ１０６およびＳ１０７と同様である。
【００８７】
なお、本形態では、時間ｔ１１、ｔ２１にて電圧ベクトルパターンが切り替わる。そのため、時間ｔ１１に検出される電流検出値ＩＡ１１、ＩＢ１１および時間ｔ２１に検出される電流検出値ＩＡ２１、ＩＢ２１にはリンギング等の影響が含まれることを考慮し、オフセット補正用に用いていない。
また、オフセット補正を行うべく、電流検出値ＩＡ１１、ＩＢ１１の値を検出可能な程度のＶ７電圧ベクトル区間となるように、最も小さい相のデューティＤｕｔｙＭＩＮを設定してもよい。この場合、母線電流Ｉｃ１２、Ｉｃ１４は、式（７）、（８）のように演算してもよい。
Ｉｃ１２＝｛（ＩＡ１２−ＩＡ１１）−（ＩＢ１２−ＩＢ１１）｝／２  ・・・（７）
Ｉｃ１４＝｛（ＩＡ１４−ＩＡ１１）−（ＩＢ１４−ＩＢ１１）｝／２  ・・・（８）
また、上記形態と同様、電流検出値ＩＡ１１、ＩＢ１２に係る異常判定を行ってもよい。
【００８８】
本形態では、ＰＷＭ基準信号Ｃの２周期において、２周期目にて、上ＳＷ２１〜２３が全てオフである状態であって異常チェック用通電回路部５０を経由してシャント抵抗４１に通電されているタイミングで取得される電流検出値ＩＡ２３、ＩＢ２３に基づき、異常検出を行う。また、１周期目にて、上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６がともに１つ異常オンされているタイミングで取得される電流検出値ＩＡ１２、ＩＢ１２、ＩＡ１４、ＩＢ１４に基づき、各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの演算を行う。
これにより、ＰＷＭ基準信号Ｃの２周期ごとに、各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの演算、および、電流検出値ＩＡ、ＩＢのゼロ固着異常の検出を行うことができる。
【００８９】
また、マイコン６０は、ＰＷＭ基準信号Ｃの複数周期のうち少なくとも１周期において、上ＳＷ２１〜２３が全てオフである状態、または、下ＳＷ２４〜２６が全てオフである状態の一方を発生させ、他方を発生させない。本形態では、２周期目において、上ＳＷ２１〜２３が全てオフである状態を発生させ、下ＳＷ２４〜２６が全てオフである状態を発生させない。
これにより、上ＳＷ２１〜２３が全てオフであるＶ０電圧ベクトル期間を長くすることができるので、異常チェック用通電回路部５０にてシャント抵抗４１に通電させる時間を長く確保することができる。
また、上記形態と同様の効果を奏する。
【００９０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１１に示す。図１１では、マイコン６０および駆動回路部７１以外の構成については省略した。図１２〜図１４についても同様である。
駆動回路部７１は、インバータ駆動回路６００、および、異常チェック用駆動回路７１０を有する。
【００９１】
異常チェック用駆動回路７１０は、論理回路７１１および増幅回路７１２から構成される。論理回路７１１は、上ＳＷ２１〜２３の駆動に係るゲート信号Ｕ＿ＧＡＴＥ＿Ｈ、Ｖ＿ＧＡＴＥ＿Ｈ、Ｗ＿ＧＡＴＥ＿Ｈが全てローレベルのとき、ハイレベルとなるＮＯＲ回路である。
増幅回路７１２は、上記形態の増幅回路７０２と同様である。
本形態では、ＳＷ２１〜２３に出力されるゲート信号Ｕ＿ＧＡＴＥ＿Ｈ、Ｖ＿ＧＡＴＥ＿Ｈ、Ｗ＿ＧＡＴＥ＿Ｈの異常を直接的に監視することができる。
このように構成しても、上記形態と同様の効果を奏する。
本形態では、マイコン６０および駆動回路部７１が「制御部」を構成する。
【００９２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１２に示す。
駆動回路部７２は、インバータ駆動回路６００、および、異常チェック用駆動回路７２０を有する。
異常チェック用駆動回路７２０は、論理回路７２１および増幅回路７２２から構成される。論理回路７２１は、下ＳＷ２４〜２６の駆動に係るＰＷＭ信号Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｌが全てローレベルのとき、すなわちＶ７電圧ベクトル期間にハイレベルとなるＮＯＲ回路である。
増幅回路７２２は、上記形態の増幅回路７０２と同様である。
【００９３】
母線電流演算部６１１における演算について言及すると、式（１）、（２）、（５）、（６）は上記形態と同様である。式（３）、（４）については、電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１に替えて、電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３をオフセット補正用として用いる。また、式（７）、（８）については、電流検出値ＩＡ１１、ＩＢ１１に替えて、電流検出値ＩＡ１３、ＩＢ１３をオフセット補正用に用いる。
【００９４】
図１２に示すように、本形態では、下ＳＷ２４〜２６が全てオフされるＶ７電圧ベクトル期間において、スイッチ部５１がオンされる。スイッチ部５１がオンされると、ゼロ固着異常が生じていなければ、シャント抵抗４１に電流が流れるので、電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１は、抵抗５２の抵抗値に応じた異常チェック電流値Ｉｒとなる。一方、ゼロ固着異常が生じていると、電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１がゼロとなる。これにより、ゼロ固着異常を検出することができる。
【００９５】
異常検出処理について言及すると、ＰＷＭ１周期毎に異常検出を行う図８の例では、Ｓ１０２では、電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３に替えて、電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１の絶対値が所定範囲内か否かを判断する。電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１の絶対値の少なくとも一方が所定範囲内でないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、異常が生じていると判定する。詳細には、電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１の絶対値が判定値Ｘ１以下である場合、ゼロ固着異常が生じていると判定する。電流検出値ＩＡ１、ＩＢ１がともに所定範囲内であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、ゼロ固着異常が生じていないと判定する。
【００９６】
Ｓ１０３では、電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３の絶対値が判定値Ｘ３未満か否かを判断する。電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３の絶対値の少なくとも一方が判定値Ｘ３以上であると判断された場合、（Ｓ１０３：ＮＯ）、オフセット異常が生じていると判定する。電流検出値ＩＡ３、ＩＢ３の絶対値がともに判定値Ｘ３未満であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、オフセット異常が生じていないと判定する。
他の処理については第１実施形態と同様である。
【００９７】
また第２実施形態のように、ＰＷＭ２周期毎に異常検出を行う場合、デューティ変換部６５では、異常チェックを行う時間を長く確保すべく、２周期目の中性点電圧を変更する。具体的には、最も大きい相のデューティであるＤｕｔｙＭＡＸが所定の上限値となるように、デューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷを変更する変調処理を行う。これにより、Ｖ７電圧ベクトル期間が長くなるので、異常チェック用通電回路部５０によるシャント抵抗４１の通電時間を長く確保することができる。
【００９８】
フローチャートについて言及すると、図１０のＳ２０２では、電流検出値ＩＡ２３、ＩＢ２３に替えて、電流検出値ＩＡ２１、ＩＢ２１の絶対値が所定範囲内か否かを判断する。電流検出値ＩＡ２１、ＩＢ２１の絶対値の少なくとも一方が所定範囲内でないと判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、異常が生じていると判定する。詳細には、電流検出値ＩＡ２１、ＩＢ２１の絶対値が判定値Ｘ１以下である場合、ゼロ固着異常が生じていると判定する。電流検出値ＩＡ２１、ＩＢ２１の絶対値がともに所定範囲内であると判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、ゼロ固着異常が生じていないと判定する。
Ｓ２０３では、電流検出値ＩＡ２３、ＩＢ２３に替えて、電流検出値ＩＡ２１、ＩＢ２１を用いる。
他の処理については、第２実施形態と同様である。
【００９９】
本形態では、異常チェック用通電回路部５０は、下ＳＷ２４〜２６が全てオフであるとき、シャント抵抗４１に通電する。
また、マイコン６０は、ＰＷＭ基準信号の１以上の所定周期において、下ＳＷ２４〜２６が全てオフの状態であって異常チェック用通電回路部５０を経由してシャント抵抗４１に通電されているタイミング、および、上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６がともに１つ以上オンされているタイミングにて、電流検出値ＩＡ、ＩＢを取得する。また、上ＳＷ２１〜２３が全てオフの状態であって異常チェック用通電回路部５０を経由して電流検出部４０に通電されていないタイミングにて電流検出値ＩＡ、ＩＢを取得する。
また、ＰＷＭ複数周期毎に異常検出を行う場合、ＰＷＭ基準信号Ｃの複数周期のうち少なくとも１周期において、下ＳＷ２４〜２６が全てオフである状態を発生させ、上ＳＷ２１〜２３が全てオフである状態を発生させない。
このように構成しても上記形態と同様の効果を奏する。
本形態では、マイコン６０および駆動回路部７２が「制御部」を構成する。
【０１００】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図１３に示す。
駆動回路部７３は、インバータ駆動回路６００、および、異常チェック用駆動回路７３０を有する。
異常チェック用駆動回路７３０は、論理回路７３１および増幅回路７３２から構成される。論理回路７３１は、下ＳＷ２４〜２６の駆動に係るゲート信号Ｕ＿ＧＡＴＥ＿Ｌ、Ｖ＿ＧＡＴＥ＿Ｌ、Ｗ＿ＧＡＴＥ＿Ｌが全てローレベルのとき、ハイレベルとなるＮＯＲ回路である。
増幅回路７３２は、上記形態の増幅回路７０２等と同様である。
【０１０１】
本形態では、ＳＷ２４〜２６に出力されるゲート信号Ｕ＿ＧＡＴＥ＿Ｌ、Ｖ＿ＧＡＴＥ＿Ｌ、Ｗ＿ＧＡＴＥ＿Ｌの異常を直接的に監視することができる。
このように構成しても、上記形態と同様の効果を奏する。
本形態では、マイコン６０および駆動回路部７３が「制御部」を構成する。
【０１０２】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態を図１４〜図１７に示す。
図１４および図１５に示すように、本形態のマイコン１６０は、異常検出用デューティ演算部１６１を有する。
図１５に示すように、異常検出用デューティ演算部１６１では、デューティ変換部６５から出力されるデューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷに基づき、異常検出用デューティ指令値ＤｕｔｙＥを演算する。
【０１０３】
下ＳＷ２４〜２６がオフされているときにスイッチ部５１をオンするように制御する場合、デューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷのうち、最も小さい相のデューティをＤｕｔｙＭＩＮとすると、異常検出用デューティ指令値ＤｕｔｙＥは、式（９）で表される。なお、式（９）中のＳ１は、最も小さい相のデューティＤｕｔｙＭＩＮからのシフト量である。
ＤｕｔｙＥ＝ＤｕｔｙＭＩＮ−Ｓ１    ・・・（９）
【０１０４】
また、上ＳＷ２１〜２３がオフされているときにスイッチ部５１をオンするように制御する場合、デューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷのうち、最も大きい相のデューティをＤｕｔｙＭＡＸとすると、異常検出用デューティ指令値ＤｕｔｙＥは、式（１０）で表される。なお、式（１０）中のＳ２には、最も大きい相のデューティＤｕｔｙＭＡＸからのシフト量である。
ＤｕｔｙＥ＝ＤｕｔｙＭＡＸ＋Ｓ２    ・・・（１０）
【０１０５】
下ＳＷ２４〜２６がオフされているときにスイッチ部５１をオンするように制御する場合の例を図１６、上ＳＷ２１〜２３がオフされているときにスイッチ部５１をオンするように制御する場合の例を図１７に示す。図１６および図１７は、いずれもシフト量Ｓ１、Ｓ２が正の値の場合である。
【０１０６】
図１６に示すように、シフト量Ｓ１を正の値とすることにより、ＳＷ２１〜２６のオンオフ切り替え直後のリンギングを考慮し、全ての下ＳＷ２４〜２６がオフされたタイミングよりも、スイッチ部５１への通電が開始されるタイミングを遅らせている。
また、例えば最も小さい相のデューティＤｕｔｙＭＩＮがゼロに近い場合、シャント抵抗４１に流れる電流を検出可能な程度にスイッチ部５１がオンされる期間を確保すべく、シフト量Ｓ１を負の値としてもよい。
【０１０７】
同様に、図１７に示すように、シフト量Ｓ２を正の値とすることにより、ＳＷ２１〜２６のオンオフ切り替え直後のリンギングを考慮し、全ての上ＳＷ２１〜２３がオフされたタイミングよりも、スイッチ部５１への通電が開始されるタイミングを遅らせている。
また、例えば最も大きい相のデューティＤｕｔｙＭＡＸが出力可能なデューティの上限値に近い場合、シャント抵抗４１に流れる電流を検出可能な程度にスイッチ部５１がオンされている期間を確保すべく、シフト量Ｓ２を負の値としてもよい。
なお、シフト量Ｓ１、Ｓ２は、ゼロであってもよい。
【０１０８】
図１５に戻り、デューティ更新部６６では、デューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷに加え、異常検出用デューティ指令値ＤｕｔｙＥを更新する。
ＰＷＭ信号生成部６７では、ＰＷＭ信号Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｕ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｈ、Ｖ＿ＰＷＭ＿Ｌ、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｈ、および、Ｗ＿ＰＷＭ＿Ｌに加え、異常検出用ＰＷＭ信号Ｅ＿ＰＷＭを生成する。異常チェック通電信号である異常検出用ＰＷＭ信号Ｅ＿ＰＷＭがハイレベルのとき、スイッチ部５１をオンとする。
マイコン１６０のその他の構成については、上記形態のマイコン６０と同様である。
【０１０９】
図１４に示すように、駆動回路部７４は、インバータ駆動回路６００および異常チェック用駆動回路７４０から構成される。異常チェック用駆動回路７４０は、上記形態の増幅回路７０２等と同様の増幅回路であって、マイコン１６０から出力された異常検出用ＰＷ信号Ｅ＿ＰＷＭを増幅し、ゲート信号Ｅ＿ＧＡＴＥを生成する。生成されたゲート信号Ｅ＿ＧＡＴＥは、スイッチ部５１へ出力される。
本形態では、マイコン１６０および駆動回路部７４が「制御部」を構成する。
【０１１０】
本形態では、スイッチ部５１のオンオフに係る異常検出用ＰＷＭ信号Ｅ＿ＰＷＭをマイコン１６０にてソフトウェアで演算している。そのため、異常検出用デューティ指令値ＤｕｔｙＥの設定の自由度が高い。
例えば、最も小さい相のデューティＤｕｔｙＭＩＮが所定の下限値となるように変調した場合、式（１０）にて異常検出用デューティ指令値ＤｕｔｙＥを演算する。また、最も大きい相のデューティ指令値ＤｕｔｙＭＡＸが所定の上限値となるように変調した場合、式（９）にて異常検出用デューティ指令値ＤｕｔｙＥを演算する。このように、デューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷに応じ、異常検出用デューティ指令値ＤｕｔｙＥを設定することにより、適切に異常検出を行うことができる。
また、デューティ指令値ＤｕｔｙＵ、ＤｕｔｙＶ、ＤｕｔｙＷに応じ、シフト量Ｓ１、Ｓ２を調整することにより、適切に異常検出を行うことができる。
【０１１１】
また、例えば第２実施形態のように、１周期目にて制御に用いる電流演算を行い、２周期目にて異常検出を行う場合、１周期目において、スイッチ部５１をオンする必要がない。そのため、１周期目の異常検出用デューティ指令値ＤｕｔｙＥをゼロとすれば、スイッチ部５１はオンされない。これにより、異常チェック用通電回路部５０への通電回数を減らすことができるので、異常チェックに伴う損失を低減することができる。
また、上記形態と同様の効果を奏する。
【０１１２】
（第７実施形態）
本発明の第７施形態による電力変換装置を図１８に示す。図１８においては、コンデンサ３０、チョークコイル３１、オペアンプ４３、４４、マイコン６０、駆動回路部７０〜７４等の構成は省略した。また、スイッチ部５１の駆動に係るゲート信号Ｅ＿ＧＡＴＥを生成するための構成は、第１実施形態〜第５実施形態のいずれの構成を採用してもよい。後述の第７実施形態および第８実施形態についても同様である。
【０１１３】
本形態の電力変換装置２は、センサ部としてのシャント抵抗４２が、インバータ部２０とバッテリ８０との間であって、正側母線８１に設けられる。
また、擬似中性点電圧検出部５８０は、抵抗群５６、および、プルアップ抵抗５８を有する。プルアップ抵抗５８は、一端が結線部５６５に接続され、他端がシャント抵抗４２よりもバッテリ８０側の正側母線８１に接続される。
【０１１４】
本形態では、上ＳＷ２１〜２３にオープン故障が生じていない場合、Ｖ７電圧ベクトル期間における擬似中性点電圧Ｖｎは電源電圧ＰＩＧとなる。上ＳＷ２１〜２３にオープン故障が生じている場合、Ｖ７電圧ベクトル期間における擬似中性点電圧Ｖｎは、（２×ＰＩＧ／３）となる。したがって、Ｖ７電圧ベクトル期間の擬似中性点電圧Ｖｎを監視することにより、上ＳＷ２４〜２６のオープン故障を検出することができる。
【０１１５】
なお、フローチャートについて言及しておくと、図８のＳ１０５および図１０中のＳ２０４では、擬似中性点電圧ＶｎまたはＶｎ２が判定値Ｘ９より大きいか否かを判断し、擬似中性点電圧Ｖｎが判定値Ｘ９以下であると判断された場合、上ＳＷ２１〜２３の少なくとも１つにオープン故障が生じていると判定する。判定値Ｘ９は、誤差等を考慮し、（２×ＰＩＧ／３）に近い値に設定される。
このように構成しても、上記形態と同様の効果を奏する。
【０１１６】
（第８実施形態）
本発明の第７実施形態による電力変換装置を図１９に示す。図１９においては、コンデンサ３０、チョークコイル３１、オペアンプ４３、４４、擬似中性点電圧検出部５５、マイコン６０、および、駆動回路部７０〜７４等は省略した。
本形態の電力変換装置３は、モータ１０に電力を供給するバッテリ８０とは異なる電圧の電力を異常チェック用通電回路部５０に供給可能な第２電源としての異常チェック用電源８５を備える。
異常チェック用通電回路部５０には、異常チェック用電源８５から電力が供給される。これにより、異常チェック用電源８５の電圧をバッテリ８０の電圧とは独立に設定できるため、シャント抵抗４１に流れる電流を調整しやすい。
【０１１７】
また、例えば異常チェック用電源８５が、バッテリ８０から供給された電圧が図示しないレギュレータにより所定の電圧に調整された内部電源である場合、異常チェック用電源８５の電圧が安定するので、電流検出値ＩＡ、ＩＢのノイズを低減することができる。
【０１１８】
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態による電力変換装置を図２０に示す。図２０においては、コンデンサ３０、チョークコイル３１、オペアンプ４３、４４、マイコン６０、および、駆動回路部７０〜７４等は省略した。
本形態の電力変換装置４は、巻線１７を備えるブラシ付きモータであるモータ１６を駆動制御するものである。本形態では、モータ１６が「回転電機」および「２相回転電機」に対応する。
電力変換装置４のインバータ部１２０は、Ｈブリッジ回路であって、ＳＷ１２１〜１２４を有する。ＳＷ１２１、１２２は、ドレインが正側母線８１に接続される。また、ＳＷ１２１、１２２のソースがそれぞれＳＷ１２３、１２４のドレインに接続される。ＳＷ１２３、１２４のソースは、負側母線８２に接続される。
【０１１９】
対になるＳＷ１２１とＳＷ１２３との接続点１２５と、対になるＳＷ１２２とＳＷ１２４との接続点１２６との間には、巻線１７が接続される。
本形態では、ＳＷ１２１、１２２が「高電位側スイッチング素子」に対応し、ＳＷ１２３、１２４が「低電位側スイッチング素子」に対応する。
【０１２０】
擬似中性点電圧検出部５９０は、抵抗群５９１、および、プルダウン抵抗５７を有する。
抵抗群５９１は、抵抗５９２、５９３から構成される。抵抗５９２の一端は、ＳＷ１２とＳＷ１２３との接続点１２５に接続される。抵抗５９３の一端は、ＳＷ１２２とＳＷ１２４との接続点１２６に接続される。抵抗５９２、５９３の他端は、結線部５９５にて結線される。本形態では、結線部５９５を擬似中性点とみなし、擬似中性点電圧Ｖｎに基づき、ＳＷ１２３、１２４のオープン故障を検出する。
このように構成しても、上記形態と同様の効果を奏する。
【０１２１】
（他の実施形態）
（ア）上記第７実施形態を除く実施形態では、シャント抵抗は負側母線に設けられる。他の実施形態では、第８実施形態の構成および第９実施形態の構成において、シャント抵抗を正側母線に設けてもよい。また、シャント抵抗を正側母線および負側母線に設けてもよい。さらにまた、上記形態では、センサ部はシャント抵抗により構成される。他の形態では、センサ部は、シャント抵抗に替えてホールＩＣ等、母線電流を検出可能なものであれば、どのようなものでもよい。
【０１２２】
（イ）上記形態では、オペアンプは２つであった。他の形態では、オペアンプは設けなくてもよいし、１つまたは３つ以上であってもよい。上記形態では、２つのオペアンプから出力される電流検出値は、正負が異なる。他の形態では、３つ以上のオペアンプを設ける場合、オペアンプから出力される電流検出値は、少なくとも１つの値が他の値と正負が異なるように接続することが好ましい。また、上記形態では、２つのオペアンプはいずれも逆相増幅器であるが、他の形態では、一方を正相増幅器としてもよい。
また、オフセット誤差が十分に小さければ、複数のオペアンプをいずれも逆相増幅器とし、オペアンプから出力される電流検出値の正負が同じになるように接続してもよい。
【０１２３】
（ウ）上記形態では、制御部は、ＰＷＭ基準信号１周期において、ＰＷＭ基準信号の谷側の頂点、山側の頂点、およびその中間タイミングの４回、電流検出値を取得する。他の形態では、ＰＷＭ基準信号の１周期において電流検出値を取得する回数は、４回に限らず、何回であってもよい。また、電流検出値を取得するタイミングは、谷側の頂点、山側の頂点、およびその中間タイミングに限らず、例えばＰＷＭ基準信号の頂点から所定時間遅らせた、或いは、進めたタイミングで取得してもよい。また、電流検出値を取得するタイミングは、所定間隔でなくてもよい。
【０１２４】
（エ）上記形態では、電力変換装置は、擬似中性点電圧検出部を備える。他の形態では、擬似中性点電圧検出部を省略してもよい。
（オ）上記形態は、ＰＷＭ基準信号である搬送波を三角波とする。他の形態では、ＰＷＭ基準信号は、三角波に限らず、例えば鋸波等であってもよい。
（カ）上記形態では、回転電機は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の形態では、回転電機は、例えば車載用の電動モータであって、電動パワーステアリング装置以外のモータに適用してもよい。また、車載用以外の電動モータに適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１２５】
１〜４：電力変換装置
１０、１６：モータ（回転電機）
１５、１７：巻線
２０、１２０：インバータ部
４０：電流検出部
５０：異常チェック用通電回路部（通電部）
６０：マイコン（制御部）
７０〜７４：駆動回路部（制御部）
８１：負側母線、８２：正側母線
１００：電動パワーステアリング装置
【図１】
0005892394.tif 000002
【図２】
0005892394.tif 000003
【図３】
0005892394.tif 000004
【図４】
0005892394.tif 000005
【図５】
0005892394.tif 000006
【図６】
0005892394.tif 000007
【図７】
0005892394.tif 000008
【図８】
0005892394.tif 000009
【図９】
0005892394.tif 000010
【図１０】
0005892394.tif 000011
【図１１】
0005892394.tif 000012
【図１２】
0005892394.tif 000013
【図１３】
0005892394.tif 000014
【図１４】
0005892394.tif 000015
【図１５】
0005892394.tif 000016
【図１６】
0005892394.tif 000017
【図１７】
0005892394.tif 000018
【図１８】
0005892394.tif 000019
【図１９】
0005892394.tif 000020
【図２０】
0005892394.tif 000021