(57)【要約】【課題】比較的簡素な処理で異常を検出可能な電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置１は、３相に対応するコイル１１〜１３から構成される巻線組１８を有するモータ１０に通電される電力を変換する。インバータ部２０は、複数のＭＯＳ２１〜２６を有する。Ｕ相電圧検出部５１は、Ｕ相コイル１１に印加される電圧を検出し、Ｗ相電圧検出部５３は、Ｗ相コイル１３に印加される電圧を検出する。プルアップ抵抗６２は、電圧が検出されないＶ相コイル１２とバッテリ３１の高電位側との間に設けられる。マイコン７０は、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗに基づき、異常を検出する。これにより、電圧検出箇所を低減し、比較的簡素な処理で異常を検出することができる。【選択図】  図１
2012029462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ相（ただしｎはｎ≧２の整数）に対応する巻線から構成される巻線組を有する回転電機に通電される電力を変換する電力変換装置であって、
前記巻線の各相に対応し、高電位側に配置された高電位側スイッチング素子および低電位側に配置された低電位側スイッチング素子によりスイッチング素子対をなす複数のスイッチング素子を有するインバータ部と、
ｍ相（ただしｍは１≦ｍ＜ｎの整数）の巻線に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により電圧が検出されない（ｎ−ｍ）相の前記巻線と電源の高電位側または低電位側との間に設けられる抵抗器と、
前記電圧検出手段により検出された電圧に基づき、異常を検出する異常検出手段と、
を備え、
前記抵抗器のうちの少なくとも１組は、前記巻線と前記電源の高電位側との間に設けられることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記電圧検出手段は、（ｎ−１）相の前記巻線に印加される電圧を検出し、
前記抵抗器は、前記電圧検出手段により電圧が検出されない１相の前記巻線と前記電源の高電位側に設けられ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】
前記電圧検出手段は、１相の巻線に印加される電圧を検出し、
前記抵抗器は、前記電圧検出手段により電圧が検出されない（ｎ−１）相の前記巻線と前記電源との前記電源の高電位側との間に設けられ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４】
前記抵抗器の抵抗値は、相毎に異なってい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】
前記巻線は、３相であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記巻線が３相である場合、
前記電圧検出手段は、１相の巻線に印加される電圧を検出し、
前記抵抗器は、前記電圧検出手段により電圧が検出されない２相の前記巻線と前記電源の高電位側または低電位側との間に設けられ、
一方の前記抵抗器は、前記巻線と前記電源の高電位側との間に設けられ、
他方の前記抵抗器は、前記巻線と前記電源の低電位側との間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に通電される電力を変換する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のスイッチング素子のオンおよびオフを切り替えることにより回転電機に通電される電力を変換する電力変換装置が公知である。例えば回転電機の巻線に断線が生じていると、所望のトルクを出力できず、モータの出力軸と連結されるギア等の機械装置にダメージを与える虞がある。そこで、特許文献１では、給電線の任意の一線にバイアス電圧を印加するバイアス回路を設け、給電線の異常を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５０７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、全ての相の給電線の電圧を検出しているため、電圧検出箇所が多く、異常検出に係る処理が複雑であるという問題点があった。
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、比較的簡素な処理で異常を検出可能な電力変換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】
請求項１に記載の電力変換装置は、ｎ相（ただしｎはｎ≧２の整数）に対応する巻線から構成される巻線組を有する回転電機に通電される電力を変換する。電力変換装置は、インバータ部と、電圧検出手段と、抵抗器と、異常検出手段と、を備える。インバータ部は、巻線の各相に対応し、高電位側に配置された高電位側スイッチング素子および低電位側に配置された低電位側スイッチング素子によりスイッチング素子対をなす複数のスイッチング素子を有する。電圧検出手段は、ｍ相（ただしｍは１≦ｍ＜ｎの整数）の巻線に印加される電圧を検出する。抵抗器は、電圧検出手段により電圧を検出されない（ｎ−ｍ）相の巻線と電源の高電位側または低電位側との間に設けられる。ただし、抵抗器のうちの少なくとも１組は、巻線と電源の高電位側との間に設けられる。なお、１相の巻線と電源の高電位側または低電位側との間に設けられる抵抗器を１組とし、１相の巻線と電源の高電位側または低電位側との間に設けられる抵抗器の個数は問わないものとする。異常検出手段は、電圧検出手段により検出された電圧に基づき、異常を検出する。
【０００６】
本発明では、電源の高電位側または低電位側との間に抵抗器が設けられていない相の巻線に印加される電圧を検出しているが、電源の高電位側または低電位側との間に抵抗器が設けられている相の巻線に印加される電圧を検出していない。このように、巻線に印加される電圧を検出する箇所を減らしているので、電圧検出に係る部品点数を低減することができる。また、電圧を検出しない相の巻線と電源の高電位側または低電位側との間には抵抗器が設けられるので、電圧検出手段により検出される電圧は、異常の有無または異常箇所によって異なる値となる。これにより、電圧検出箇所を低減し、比較的簡素な処理で異常を検出することができる。
なお、インバータ部および巻線組が複数系統からなる場合、抵抗器および電圧検出手段は、系統ごとに上記の如く設けられることが好ましい。以下の請求項に係る発明においても同様である。インバータ部および巻線組が複数系統からなる場合、巻線に印加される電圧の検出に係る部品点数の削減効果がより大きい。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、電圧検出手段は、（ｎ−１）相の巻線に印加される電圧を検出する。すなわち、ｍ＝ｎ−１である。また、抵抗器は、電圧検出手段により電圧が検出されない１相の巻線と電源の高電位側に設けられる。これにより、電圧検出手段により検出される電圧が異常箇所に応じて異なるので、検出される電圧に基づいて異常箇所を比較的容易に特定することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、電圧検出手段は、１相の巻線に印加される電圧を検出する。すなわち、ｍ＝１である。また、抵抗器は、電圧検出手段により電圧が検出されない（ｎ−１）相の巻線と電源の高電位側との間に設けられる。これにより、１相の巻線に印加される電圧のみに基づいて異常を検出するので、異常検出に係る処理をより簡素にすることができる。また、印加される電圧を検出する巻線を１相のみとしているので、電圧検出に係る部品点数をより低減することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、抵抗器の抵抗値は、相毎に異なっている。これにより、電圧検出手段により検出される電圧が異常箇所に応じて異なるので、異常箇所を比較的容易に特定することができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、巻線は３相である。すなわちｎ＝３である。ここで、請求項２の構成を採用すれば、電圧検出手段が２相の巻線の電圧を検出し、電圧が検出されない１相の巻線と電源の高電位側との間に抵抗器が設けられる。また、請求項３の構成を採用すれば、電圧検出手段が１相の巻線の電圧を検出し、電圧が検出されない２相の巻線と電源の高電位側との間に抵抗器が設けられる。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、巻線が３相である場合、電圧検出手段は、１相の巻線に印加される電圧を検出する。抵抗器は、電圧検出手段により電圧が検出されない２相の巻線と電源の高電位側と低電位側との間に設けられる。一方の抵抗器は、巻線と電源の高電位側との間に設けられ、他方の抵抗器は、巻線と電源の低電位側との間に設けられる。これにより、１相の巻線に印加される電圧のみに基づいて異常を検出するので、異常検出に係る処理をより簡素にすることができる。また、印加される電圧を検出する巻線が１相のみとなるので、電圧検出に係る部品点数をより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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模式図である。
【図２】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３】本発明の第２実施形態による電力変換装置の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態による電力変換装置の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の他の実施形態による電力変換装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。なお、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。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態による電力変換装置１は、回転電機としてのモータ１０に通電される電力を変換するものである。電力変換装置１は、モータ１０とともに、例えば車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）に適用される。
【００１４】
モータ１０は、三相ブラシレスモータであり、図示しないロータおよびステータを有している。ロータは、円板状の部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有している。ステータは、ロータを内部に収容するとともに、回転可能に支持している。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１に示すＵ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、およびＷ相コイル１３が巻回されている。Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、およびＷ相コイル１３は、それぞれＵ相、Ｖ相、およびＷ相に対応する巻線であり、全体で巻線組１８を構成している。なお、図１には、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、およびＷ相コイル１３は、それぞれ１つのコイルとして図示されているが、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、およびＷ相コイル１３は、複数のコイルから構成されていても差し支えない。
【００１５】
電力変換装置１は、インバータ部２０、電圧検出手段としてのＵ相電圧検出部５１、電圧検出手段としてのＷ相電圧検出部５３、抵抗器としてのプルアップ抵抗６２、およびマイコン７０等を備えている。
インバータ部２０は、三相インバータであり、巻線組１８の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。スイッチング素子２１〜２６は、本実施形態においては、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。以下、スイッチング素子２１〜２６を、ＭＯＳ２１〜２６という。
【００１６】
３つのＭＯＳ２１〜２３は、電源としてのバッテリ３１の正極側にドレインが接続されている。また、ＭＯＳ２１〜２３のソースが、それぞれＭＯＳ２４〜２６のドレインに接続されている。ＭＯＳ２４〜２６のソースは、シャント抵抗２７〜２９を介してグランドに接続されている。
【００１７】
対になっているＭＯＳ２１とＭＯＳ２４との接続点は、Ｕ相コイル１１の一端に接続している。また、対になっているＭＯＳ２２とＭＯＳ２５との接続点は、Ｖ相コイル１２の一端に接続している。さらにまた、対になっているＭＯＳ２３とＭＯＳ２６との接続点は、Ｗ相コイル１３の一端に接続している。
【００１８】
ＭＯＳ２４〜２６とグランドとの間には、シャント抵抗２７〜２９が設けられている。具体的には、ＭＯＳ２４とグランドとの間にシャント抵抗２７が設けられ、ＭＯＳ２５とグランドとの間にシャント抵抗２８が設けられ、ＭＯＳ２６とグランドとの間にシャント抵抗２９が設けられる。このシャント抵抗２７〜２９に通電される電流の電圧値（または電流値）を検出することにより、コイル１１〜１３に通電される電流を検出している。
【００１９】
ここで、ＭＯＳ２１〜２３がインバータ部２０における「高電位側スイッチング素子」に対応している。また、ＭＯＳ２４〜２６がインバータ部２０における「低電位側スイッチング素子」に対応している。以下、適宜、「高電位側スイッチング素子」を「上ＭＯＳ」といい、「低電位側スイッチング素子」を「下ＭＯＳ」という。また、必要に応じて「Ｕ上ＭＯＳ２１」といった具合に、対応する相を合わせて記載する。また、対になっているＭＯＳ２１とＭＯＳ２４、ＭＯＳ２２とＭＯＳ２５、ＭＯＳ２３とＭＯＳ２６が、それぞれ「スイッチング素子対」に対応している。
【００２０】
また、バッテリ３１の正極側から上ＭＯＳ２１〜２３のドレインへ至る経路を、バッテリライン３３とし、シャント抵抗２７〜２９からグランドへ至る経路を、グランドライン３４とする。本実施形態では、バッテリライン３３が「電源の高電位側」と対応し、グランドライン３４が「電源の低電位側」と対応している。以下適宜、バッテリ３１の正極側からグランドへ至る経路において、バッテリ３１側を上流、グランド側を下流という。
【００２１】
バッテリ３１の正極側とインバータ部２０との間のバッテリライン３３には、電源リレー３２が設けられている。電源リレー３２は、マイコン７０によりオン／オフが制御され、バッテリ３１とインバータ部２０およびモータ１０との間の電流の流れを許容または遮断する。電源リレー３２は、所謂ノーマリーオープンタイプの電源リレーであり、マイコン７０からのオン指令がないときはオープン状態（オフ状態）のため電流の流れを遮断し、マイコン７０からのオン指令があったときはクローズ状態（オン状態）となり電流の流れを許容する。
【００２２】
コンデンサ３６は、一端が電源リレー３２とインバータ部２０との間にてバッテリライン３３と接続し、他端がインバータ部２０とバッテリ３１との間にてグランドライン３４と接続している。すなわち、コンデンサ３６は、バッテリ３１とインバータ部２０との間に設けられている。コンデンサ３６は、電荷を蓄えることで、ＭＯＳ２１〜２６への電力供給を補助したり、バッテリ３１からモータ１０へ電力を供給する際に生じるリップル電流を抑制したりする。
【００２３】
プリチャージ回路４０は、コンデンサ３６とバッテリライン３３との接続部と、電源リレー３２と、の間に接続される。プリチャージ回路４０は、プリチャージバッテリ４１、プリチャージリレー４２、プリチャージ抵抗４３を有している。
プリチャージバッテリ４１は、バッテリ３１よりも電圧が小さい。本実施形態では、バッテリ３１の電圧（以下、「バッテリ電圧Ｖｐｉｇ」という。）が１２Ｖであり、プリチャージバッテリ４１の電圧（以下、「プリチャージ電圧Ｖｐｒｅ」という。）が５Ｖである。
【００２４】
プリチャージリレー４２は、マイコン７０によりオン／オフが制御され、プリチャージバッテリ４１とバッテリライン３３との間の電流の流れを許容または遮断する。本実施形態では、プリチャージリレー４２とバッテリライン３３との間には、プリチャージ抵抗４３が設けられている。プリチャージ抵抗４３は、プリチャージリレー４２がオンとなるように制御したとき、プリチャージバッテリ４１からコンデンサ３６に瞬間的に大電流が流れるのを防止するために設けられている。プリチャージ抵抗４３の抵抗値は、例えば１０Ωまたは１００Ω等の任意の値に設定されている。なお、プリチャージバッテリ４１からの過剰な出力を制限する機能が備えられていれば、プリチャージ抵抗４３は設けなくてもよい。
【００２５】
リレー後電圧検出部５０は、電源リレー３２の下流側におけるバッテリライン３３の電圧（以下、「リレー後電源電圧Ｖｒ」という。）を検出する。リレー後電圧検出部５０は、一端がプリチャージ回路４０とコンデンサ３６との間のバッテリライン３３に接続され、他端がグランドに接続されている。リレー後電圧検出部５０は、３つの抵抗５０１、５０２、５０３を有している。直列に接続される２つの抵抗５０１、５０２は、分圧抵抗を構成する。抵抗５０１、５０２の抵抗値は、抵抗５０１、５０２の接続点に印加される電圧がマイコン７０にて検出可能な電圧となるように設定される。また、抵抗５０１、５０２の接続点とマイコン７０との間に接続される抵抗５０３は、マイコン７０側に過電流が流れるのを防ぐために設けられている。
【００２６】
本実施形態では、Ｕ相コイル１１に印加される電圧を検出するＵ相電圧検出部５１およびＷ相コイル１３に印加される電圧を検出するＷ相電圧検出部５３が設けられている。一方、バッテリ３１との間にプルアップ抵抗６２が設けられているＶ相コイル１２に印加される電圧を検出するための電圧検出部を備えていない。
【００２７】
Ｕ相電圧検出部５１は、Ｕ相コイル１１に印加される電圧、すなわちＵ相コイル１１の端子電圧（以下、「Ｕ相端子電圧Ｖｕ」という。）を検出する。Ｕ相電圧検出部５１は、一端がＵ上ＭＯＳ２１とＵ下ＭＯＳ２４との間に接続され、他端がグランドに接続されている。Ｕ相電圧検出部５１は、リレー後電圧検出部５０と同様、３つの抵抗５１１、５１２、５１３を有している。直列に接続される２つの抵抗５１１、５１２は、分圧抵抗を構成する。抵抗５１１、５１２の抵抗値は、抵抗５１１、５１２の接続点に印加される電圧がマイコン７０にて検出可能な電圧となるように設定される。また、抵抗５１１、５１２の接続点とマイコン７０との間に接続される抵抗５１３は、マイコン７０側に過電流が流れるのを防ぐために設けられている。
【００２８】
Ｗ相電圧検出部５３は、Ｗ相コイル１３に印加される電圧、すなわちＷ相コイル１３の端子電圧（以下、「Ｗ相端子電圧Ｖｗ」という。）を検出する。Ｗ相電圧検出部５３は、一端がＷ上ＭＯＳ２３とＷ下ＭＯＳ２６との間に接続され、他端がグランドに接続されている。Ｗ相電圧検出部５３は、リレー後電圧検出部５０およびＵ相電圧検出部５１と同様、３つの抵抗５３１、５３２、５３３を有している。直列に接続される２つの抵抗５３１、５３２は、分圧抵抗を構成する。抵抗５３１、５３２の抵抗値は、抵抗５３１、５３２の接続点に印加される電圧がマイコン７０にて検出可能な電圧となるように設定される。また、抵抗５３１、５３２の接続点のマイコン７０との間に接続される抵抗５３３は、マイコン７０側に過電流が流れるのを防ぐために設けられている。
【００２９】
電圧が検出されない巻線であるＶ相コイル１２とバッテリ３１の高電位側との間には、プルアップ抵抗６２が設けられる。プルアップ抵抗６２は、電源リレー３２の下流側において、バッテリライン３３とＶ相コイル１２とを接続する。すなわち、本実施形態では、Ｖ相がプルアップ抵抗６２によりプルアップされている。
【００３０】
ここで、電力変換装置１に用いられる各種抵抗の抵抗値をまとめておく。
プルアップ抵抗６２の抵抗値（以下、「Ｒｐｕｌｌ」という。）は、４１２０Ωである。また、Ｕ相電圧検出部５１を構成する抵抗５１１の抵抗値（以下、「ＲｕｐＵ」という。）は３０１０Ωであり、抵抗５１２の抵抗値（以下、「ＲｄｏｗｎＵ」という。）は１０００Ωであり、抵抗５１３の抵抗値（以下、「ＤｄａｍｐＵ」という。）は２４００Ωである。また、Ｗ相電圧検出部５３を構成する抵抗５３１の抵抗値（以下、「ＲｕｐＷ」という。）は３０１０Ωであり、抵抗５３２の抵抗値（以下、「ＲｄｏｗｎＷ」という。）は１０００Ωであり、抵抗５３３の抵抗値（以下、「ＤｄａｍｐＷ」という。）は２４００Ωである。さらに、Ｕ相コイル１１の抵抗値（以下、「ＲｍＵ」という。）、Ｖ相コイル１２の抵抗値（以下、「ＲｍＶ」という。）、およびＷ相コイル１３の抵抗値（以下、「ＲｍＷ」という。）は、いずれも０．０１Ωである。
【００３１】
マイコン７０は、集積回路等を有する小型のコンピュータであり、電力変換装置１の種々の部品および検出手段等に接続している。マイコン７０の記憶部にはプログラムが格納されており、マイコン７０は当該プログラムに従い種々の処理を実行するとともに接続先の部品等の作動を制御する。
【００３２】
マイコン７０は、ＭＯＳ２１〜２６、電源リレー３２、およびプリチャージリレー４２のそれぞれに接続している。図１では、煩雑になることを避けるため、これらの制御線については省略している。また、マイコン７０には、イグニッション電源７１が接続されている。車両の操作者がイグニッションキーをオンにすると、イグニッション電源７１からマイコン７０へ電力が供給され、マイコン７０による種々の処理が開始される。
【００３３】
マイコン７０は、ＰＷＭ制御によりＭＯＳ２１〜２６のオン／オフを切り替えることで、モータ１０のトルクおよび回転数を調節する。電源リレー３２がオンとなるように制御され、インバータ部２０側への電力の供給が許容されているとき、マイコン７０は、ＭＯＳ２１〜２６のオン／オフを切り替える。これにより、バッテリ３１からの直流電流が相毎に位相の異なる正弦波電流に変換される。そして、位相の異なる正弦波電流に変換された電流がＵ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、およびＷ相コイル１３に通電され、通電により生じる磁界を受けてモータ１０が回転する。このように、マイコン７０は、ＭＯＳ２１〜２６のオン／オフを切り替えることにより、モータ１０の駆動を制御している。
【００３４】
マイコン７０は、リレー後電圧検出部５０から、リレー後電源電圧Ｖｒを取得する。また、マイコン７０は、Ｕ相電圧検出部５１からＵ相端子電圧Ｖｕを取得し、Ｗ相電圧検出部５３からＷ相端子電圧Ｖｗを取得する。
【００３５】
本実施形態では、マイコン７０は、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗに基づき、インバータ部２０、コイル１１〜１３、およびインバータ部２０とコイル１１〜１３との間における異常を検出している。
ここで、異常検出処理を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。図２に示す処理は、イグニッション電源７１がオンされたときに実行される処理である。
【００３６】
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。）では、プリチャージリレー４２をオンにする。このとき、電源リレー３２はオンせず、オフの状態を維持する。
【００３７】
Ｓ１０２では、リレー後電圧検出部５０からリレー後電源電圧Ｖｒを取得し、リレー後電源電圧Ｖｒが正常か否かを判断する。ここでは、電源リレー３２がオフ、プリチャージリレー４２がオンであるので、正常時のリレー後電源電圧Ｖｒは、プリチャージ電圧Ｖｐｒｅ、すなわち５Ｖとなる。したがってリレー後電源電圧Ｖｒがプリチャージ電圧Ｖｐｒｅである５Ｖを含む所定の範囲内である場合、リレー後電源電圧Ｖｒが正常であると判断する。例えば、４．５≦Ｖｒ≦５．５のとき、正常であると判断する。リレー後電源電圧Ｖｒが正常でないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、すなわちＶｒ＜４．５またはＶｒ＞５．５である場合、Ｓ１０８へ移行する。なお、Ｖｒ≒０のとき、コンデンサ３６のショート故障、プリチャージバッテリ４１の故障、またはプリチャージリレー４２の故障であると特定できる。また、Ｖｒ≒１２のとき、電源リレー３２のショート故障であると特定できる。リレー後電源電圧Ｖｒが正常であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、すなわち４．５≦Ｖｒ≦５．５である場合、Ｓ１０３へ移行する。
【００３８】
Ｓ１０３では、電源リレー３２をオンにし、プリチャージリレー４２をオフにする。
Ｓ１０４では、Ｕ相電圧検出部５１からＵ相端子電圧Ｖｕを取得し、Ｗ相電圧検出部５３からＷ相端子電圧Ｖｗを取得し、取得したＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが正常か否かを判断する。
正常時におけるＵ相端子電圧Ｖｕは、以下の式（１）で算出される。
Ｖｕ＝Ｖｐｉｇ×（ＲｄｏｗｎＵ）／（ＲｕｐＵ＋ＲｍＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）
×Ｒｐ１／（Ｒｐｕｌｌ＋ＲｍＶ＋Ｒｐ１）    …（１）
また、正常時におけるＷ相端子電圧Ｖｗは、以下の式（２）で算出される。
Ｖｗ＝Ｖｐｉｇ×（ＲｄｏｗｎＷ）／（ＲｕｐＷ＋ＲｍＷ＋ＲｄｏｗｎＷ）
×Ｒｐ１／（Ｒｐｕｌｌ＋ＲｍＶ＋Ｒｐ１）    …（２）
ただし、Ｒｐ１は、Ｕ相電圧検出部５１の分圧抵抗である抵抗５１１、５１２およびＵ相コイル１１と、Ｗ相電圧検出部５３の分圧抵抗である抵抗５３１、５３２およびＷ相コイル１３との合成抵抗であって、以下の式（３）で算出される。
Ｒｐ１＝｛（ＲｕｐＵ＋ＲｍＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）
×（ＲｕｐＷ＋ＲｍＷ＋ＲｄｏｗｎＷ）｝
／｛（ＲｕｐＵ＋ＲｍＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）
＋（ＲｕｐＷ＋ＲｍＷ＋ＲｄｏｗｎＷ）｝      …（３）
バッテリ電圧Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値とすると、正常時のＵ相端子電圧Ｖｕは０．９８Ｖ、Ｗ相端子電圧Ｖｗは０．９８Ｖとなる。
【００３９】
本実施形態では、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが上記式（１）、（２）により算出される値である０．９８Ｖを含む所定の範囲内のとき、端子電圧が正常であると判断する。例えば、０．８≦Ｖｕ≦１．２、かつ、０．８≦Ｖｗ≦１．２のとき、端子電圧が正常であると判断する。Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが正常でないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、すなわちＶｕ＜０．８、Ｖｕ＞１．２、Ｖｗ＜０．８、または、Ｖｗ＞１．２である場合、Ｓ１０８へ移行する。なお、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗの電圧値に基づき、異常の有無だけでなく異常箇所を特定可能であるが、異常箇所の特定については後述する。Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが正常であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、すなわち、０．８≦Ｖｕ≦１．２、かつ、０．８≦Ｖｗ≦１．２である場合、Ｓ１０５へ移行する。
【００４０】
Ｓ１０５では、電源リレー３２をオンにし、プリチャージリレー４２をオフにする。
Ｓ１０６では、ＭＯＳ２１〜２６を１相ずつ５０％駆動したときのＵ相端子電圧Ｖｕ、およびＷ相端子電圧Ｖｗが正常か否かを判断する。具体的にはＵ上ＭＯＳ２１およびＵ下ＭＯＳ２４を５０％駆動したときのＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗを取得し、取得したＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが正常か否かを判断する。また、Ｖ上ＭＯＳ２２およびＶ下ＭＯＳ２５を５０％駆動したときのＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗを取得し、取得したＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが正常か否かを判断する。さらにまた、Ｗ上ＭＯＳ２３およびＷ下ＭＯＳ２６を５０％駆動したときのＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗを取得し、取得したＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが正常か否かを判断する。
【００４１】
正常時における各相ＭＯＳ５０％駆動時のＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗは、以下の式（４）、（５）で算出される。
Ｖｕ＝Ｖｒ×０．５      …（４）
Ｖｗ＝Ｖｒ×０．５      …（５）
【００４２】
本実施形態では、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧ＶｗがＶｒ×０．５を含む所定の範囲内である場合、各相ＭＯＳ５０％駆動時の端子電圧が正常であると判断する。具体的には、０．９×Ｖｒ×０．５≦Ｖｕ≦１．１×Ｖｒ×０．５、かつ、０．９×Ｖｒ×０．５≦Ｖｗ≦１．１×Ｖｒ×０．５のとき、正常であると判断する。各相ＭＯＳ５０％駆動時のＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが正常ではないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、すなわちＶｕ＜０．９×Ｖｒ×０．５、Ｖｕ＞１．１×Ｖｒ×０．５、Ｖｗ＜０．９×Ｖｒ×０．５、または、Ｖｗ＞１．１×Ｖｒ×０．５である場合、Ｓ１０８へ移行する。各相ＭＯＳ５０％駆動時のＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが正常であると判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、すなわち、０．９×Ｖｒ×０．５≦Ｖｕ≦１．１×Ｖｒ×０．５、かつ、０．９×Ｖｒ×０．５≦Ｖｗ≦１．１×Ｖｒ×０．５である場合、Ｓ１０７へ移行する。
【００４３】
Ｓ１０７では、ＥＰＳの駆動を開始する。
リレー後電源電圧Ｖｒが正常でないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが正常でないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、または各相ＭＯＳ５０％駆動時のＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが正常ではないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）に移行するＳ１０８では、停止処理を実行し、本処理を終了する。具体的には、例えば電源リレー３２がオンになっている場合、電源リレー３２をオフにする。
【００４４】
ここで、電源リレー３２をオン、プリチャージリレー４２をオフにしたときのＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗに基づく異常箇所の特定について説明する。
上ＭＯＳ２１〜２３のいずれかがショートしている場合、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗは、以下の式（６）、（７）で算出される。
Ｖｕ＝Ｖｐｉｇ×｛（ＲｄｏｗｎＵ）／（ＲｕｐＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）｝    …（６）
Ｖｗ＝Ｖｐｉｇ×｛（ＲｄｏｗｎＷ）／（ＲｕｐＷ＋ＲｄｏｗｎＷ）｝    …（７）
バッテリ電圧Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値としたとき、上ＭＯＳ２１〜２３ショート時におけるＵ相端子電圧Ｖｕは２．９９Ｖ、Ｗ相端子電圧Ｖｗは２．９９Ｖとなる。
また、下ＭＯＳ２４〜２６のいずれかがショートしている場合、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗは、以下の値となる。
Ｖｕ＝０      …（８）
Ｖｗ＝０      …（９）
【００４５】
Ｕ相配線が断線している場合、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗは、以下の式（１０）、（１１）により算出される。
Ｖｕ＝０      …（１０）
Ｖｗ＝Ｖｐｉｇ×（ＲｄｏｗｎＷ）
／（Ｒｐｕｌｌ＋ＲｍＶ＋ＲｕｐＷ＋ＲｍＷ＋ＲｄｏｗｎＷ）
…（１１）
バッテリ電圧Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値としたとき、Ｕ相配線断線時のＷ相端子電圧Ｖｗは１．４８Ｖとなる。
【００４６】
Ｖ相配線が断線している場合、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗは、以下の値となる。
Ｖｕ＝０      …（１２）
Ｖｗ＝０      …（１３）
【００４７】
Ｗ相配線が断線している場合、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗは、以下の式（１４）、（１５）により算出される。
Ｖｕ＝Ｖｐｉｇ×（ＲｄｏｗｎＵ）
／（Ｒｐｕｌｌ＋ＲｍＶ＋ＲｕｐＵ＋ＲｍＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）
…（１４）
Ｖｗ＝０      …（１５）
バッテリ電圧Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値としたとき、Ｗ相配線断線時のＵ相端子電圧Ｖｕは１．４８Ｖとなる。
【００４８】
なお、「Ｕ相配線」とは、Ｕ相コイル１１だけでなく、Ｕ上ＭＯＳ２１とＵ下ＭＯＳ２４との接続点からＵ相コイル１１へ至る配線を含む。同様に、「Ｖ相配線」とは、Ｖ相コイル１２だけでなく、Ｖ上ＭＯＳ２２とＶ下ＭＯＳ２５との接続点からＶ相コイル１２へ至る配線を含む。また、「Ｗ相配線」とは、Ｗ相コイル１３だけでなく、Ｗ上ＭＯＳ２３とＷ下ＭＯＳ２６の接続点からＷ相コイル１３へ至る配線を含む。
【００４９】
上記式（６）〜（１５）に示すように、電源リレー３２をオン、プリチャージリレー４２をオフにしたときのＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗは、異常箇所に応じて異なる値となるので、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗに基づき、異常箇所を特定することができる。例えば、式（６）〜（１５）で算出される値を含む所定の範囲を設定し、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗが設定された所定の範囲内の値となる場合、該当する異常が生じていると特定することができる。なお、下ＭＯＳ２４〜２６のいずれかがショートしている場合、および、Ｖ相配線が断線している場合、いずれもＵ相端子電圧Ｖｕ＝０、Ｗ相端子電圧Ｖｗ＝０となるが、これらを区別する必要がある場合には、本処理とは別処理にて異常箇所を特定するようにしてもよい。
【００５０】
以下、本実施形態の電力変換装置１が奏する効果について述べる。
（ア）電力変換装置１は、ｎ相（本実施形態では３相）に対応するＵ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、Ｗ相コイル１３から構成される巻線組１８を有するモータ１０に通電される電力を変換する。インバータ部２０は、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、Ｗ相コイル１３の各相に対応する上ＭＯＳ２１〜２３および下ＭＯＳ２４〜２６によりスイッチング素子対をなす複数のＭＯＳ２１〜２６を有する。Ｕ相電圧検出部５１は、Ｕ相コイル１１に印加される電圧を検出し、Ｗ相電圧検出部５３は、Ｗ相コイル１３に印加される電圧を検出する。プルアップ抵抗６２は、電圧が検出されないＶ相コイル１２とバッテリ３１の高電位側との間に設けられる。マイコン７０は、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗに基づき、異常を検出する（図２中のＳ１０４）。
【００５１】
本実施形態では、バッテリ３１との間にプルアップ抵抗６２が設けられていない相であるＵ相コイル１１およびＷ相コイル１３に印加される電圧を検出しているが、バッテリ３１との間にプルアップ抵抗６２が設けられている相の巻線であるＶ相コイル１２に印加される電圧を検出していない。このように、全てのコイル１１〜１３に印加される電圧を検出せず、電圧を検出する箇所を減らしているので、電圧検出に係る部品点数を低減することができ、コストを抑えることができる。また、電圧を検出していないＶ相コイル１２とバッテリ３１との間にプルアップ抵抗６２が設けられるので、Ｕ相端子電圧ＶｕおよびＷ相端子電圧Ｖｗは、異常の有無または異常箇所によって異なる値となる。これにより、電圧検出箇所を低減し、比較的簡素な処理で異常を検出することができる。
【００５２】
本実施形態では、モータ１０をＥＰＳに適用しているので、コイル１１〜１３の断線等の異常が生じていると、ハンドルのトルクリップルが大きくなりドライバーに不快感を与えたり、ハンドル角によってはアシストトルクを出力できなかったりする虞がある。本実施形態では、コイル１１〜１３の断線等の異常を検出しているので、速やかにワーニングランプを点灯するなどの報知手段によりドライバーに異常を伝えたり、モータ１０を故障時用の駆動に切り替えたりすることにより、安全性を向上できる。
【００５３】
（イ）また、Ｕ相電圧検出部５１により検出されるＵ相端子電圧ＶｕおよびＷ相電圧検出部５３により検出されるＷ相端子電圧Ｖｗが異常箇所に応じて異なるので、検出される電圧に基づいて比較的容易に異常箇所を特定することができる。
なお、本実施形態では、マイコン７０が「異常検出手段」を構成する。また、図２中のＳ１０４が「異常検出手段」の機能としての処理に相当する。
【００５４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による電力変換装置を図３に示す。
第２実施形態による電力変換装置２では、コイル１１〜１３のうち、Ｕ相コイル１１に印加される電圧のみを検出しており、第１実施形態と異なり、Ｗ相コイル１３に印加される電圧を検出していない。すなわち、電力変換装置２は、Ｕ相コイル１１に印加される電圧を検出するＵ相電圧検出部５１を備えているが、バッテリ３１との間に抵抗器が設けられているＶ相コイル１２およびＷ相コイル１３に印加される電圧を検出するための電圧検出部を備えていない。
【００５５】
電圧が検出されない相の巻線であるＶ相コイル１２とバッテリ３１の高電位側との間には、プルアップ抵抗２６２が設けられる。プルアップ抵抗２６２は、電源リレー３２の下流側において、バッテリライン３３とＶ相コイル１２とを接続する。また、電圧が検出されない相の巻線であるＷ相コイル１３とバッテリ３１の低電位側との間には、プルダウン抵抗２６３が設けられる。プルダウン抵抗２６３は、グランドライン３４とＷ相コイル１３とを接続する。すなわち、本実施形態では、Ｖ相がプルアップ抵抗２６２によりプルアップされ、Ｗ相がプルダウン抵抗２６３によりプルダウンされている。
なお、本実施形態では、プルアップ抵抗２６２およびプルダウン抵抗２６３が「抵抗器」に対応している。また、プルアップ抵抗２６２が「一方の抵抗器」に対応し、プルダウン抵抗２６３が「他方の抵抗器」に対応している。
【００５６】
ここで、電力変換装置２に用いられる各種抵抗の抵抗値をまとめておく。
プルアップ抵抗２６２の抵抗値（以下、「Ｒｐｕ」という。）は２０００Ωであり、プルダウン抵抗２６３の抵抗値（以下、「Ｒｐｄ」という。）は１０００Ωである。また、Ｕ相電圧検出部５１を構成する抵抗５１１の抵抗値ＲｕｐＵが３０１０Ω、抵抗５１２の抵抗値ＲｄｏｗｎＵが２０００Ω、抵抗５１３の抵抗値ＲｄａｍｐＵが２４００Ωである。さらにまた、Ｕ相コイル１１の抵抗値ＲｍＵ、Ｖ相コイル１２の抵抗値ＲｍＶ、Ｗ相コイル１３の抵抗値ＲｍＷは、第１実施形態と同様であり、いずれも０．０１Ωである。
【００５７】
本実施形態における異常検出処理は、図２に示す異常検出処理と概ね同じであるので、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、他の部分についての説明は省略する。
Ｓ１０４では、Ｕ相電圧検出部５１からＵ相端子電圧Ｖｕを取得し、取得したＵ相端子電圧Ｖｕが正常か否かを判断する。
正常時におけるＵ相端子電圧Ｖｕは、以下の式（１６）により算出される。
Ｖｕ＝Ｖｐｉｇ×（ＲｄｏｗｎＵ）／（ＲｕｐＵ＋ＲｍＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）
×Ｒｐ２／（Ｒｐｕ＋ＲｍＶ＋Ｒｐ２）    …（１６）
ただし、Ｒｐ２は、Ｕ相電圧検出部５３の分圧抵抗である抵抗５３１、５３２およびＵ相コイル１１と、プルダウン抵抗２６３およびＷ相コイル１３との合成抵抗であって、以下の式（１７）で算出される。
Ｒｐ２＝｛（ＲｕｐＵ＋ＲｍＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）×（ＲｍＷ＋Ｒｐｄ）｝
／｛（ＲｕｐＵ＋ＲｍＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）＋（ＲｍＷ＋Ｒｐｄ）｝
…（１７）
バッテリ電圧Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値とすると、正常時におけるＵ相端子電圧Ｖｕは１．４１Ｖとなる。
【００５８】
本実施形態では、Ｕ相端子電圧Ｖｕが式（１６）により算出される値である１．４１Ｖを含む所定の範囲内のとき、正常であると判断する。例えば、１．２≦Ｖｕ≦１．６のとき、正常であると判断する。
Ｕ相端子電圧Ｖｕが正常でないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、すなわちＶｕ＜１．２またはＶｕ＞１．６である場合、Ｓ１０８へ移行する。また、Ｕ相端子電圧Ｖｕが正常であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、すなわち１．２≦Ｖｕ≦１．６である場合、Ｓ１０５へ移行する。
【００５９】
Ｓ１０６における判断処理は、ＭＯＳ２１〜２６を１相ずつ５０％駆動したときのＵ相端子電圧Ｖｕが正常か否かを判断する。正常時における各相ＭＯＳ５０％駆動時のＵ相端子電圧は第１実施形態と同様である。そこでＳ１０６では、Ｖｕ＜０．９×Ｖｒ×０．５またはＶｕ＞１．１×Ｖｒ×０．５である場合、否定判断し、０．９×Ｖｒ×０．５≦Ｖｕ≦１．１×Ｖｒ×０．５である場合、肯定判断する。
【００６０】
ここで、電源リレー３２をオン、プリチャージリレー４２をオフにしたときのＵ相端子電圧Ｖｕに基づく異常箇所の特定について説明する。
上ＭＯＳ２１〜２３のいずれかがショートしている場合のＵ相端子電圧Ｖｕは、以下の式（１８）で算出される。
Ｖｕ＝Ｖｐｉｇ×｛（ＲｄｏｗｎＵ）／（ＲｕｐＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）｝  …（１８）
バッテリ電圧Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値としたとき、上ＭＯＳ２１〜２３ショート時におけるＵ相端子電圧Ｖｕは４．７９Ｖとなる。
また、下ＭＯＳ２４〜２６のいずれかがショートしている場合、Ｕ相端子電圧Ｖｕは、以下の値となる。
Ｖｕ＝０      …（１９）
【００６１】
Ｕ相配線が断線しているとき、Ｕ相端子電圧Ｖｕは以下の値となる。
Ｖｕ＝０      …（２０）
Ｖ相配線が断線しているとき、Ｕ相端子電圧Ｖｕは以下の値となる。
Ｖｕ＝０      …（２１）
Ｗ相配線が断線しているとき、Ｕ相端子電圧Ｖｕは、以下の式（２２）で算出される。
Ｖｕ＝Ｖｐｉｇ×（ＲｄｏｗｎＵ）
／（Ｒｐｕ＋ＲｍＶ＋ＲｕｐＵ＋ＲｍＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）      …（２２）
バッテリ電圧Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値としたとき、Ｗ相配線が断線しているときのＵ相端子電圧Ｖｕは３．４２Ｖとなる。
【００６２】
上記式（１８）〜（２２）に示すように、電源リレー３２をオン、プリチャージリレー４２をオフにしたときのＵ相端子電圧Ｖｕは、異常箇所に応じて異なる値となるので、Ｕ相端子電圧Ｖｕに基づき、異常箇所を特定することができる。例えば、式（１８）〜（２２）で算出される値を含む所定の範囲を設定し、Ｕ相端子電圧Ｖｕが設定された所定範囲内の値となる場合、該当する異常が生じていると特定することができる。なお、下ＭＯＳ２４〜２６のいずれかがショートしている場合、Ｕ相配線が断線している場合、およびＶ相配線が断線している場合、いずれもＵ相端子電圧Ｖｕ＝０となるが、これらを区別する必要がある場合には、本処理とは別処理にて異常箇所を特定するようにしてもよい。
【００６３】
本実施形態の電力変換装置２は、上記（ア）と同様の効果を奏する。
また、巻線が３相であり、Ｕ相電圧検出部５１は、Ｕ相コイル１１に印加される電圧を検出する。プルアップ抵抗２６２は、Ｖ相コイル１２とバッテリ３１の高電位側であるバッテリライン３３との間に設けられる。また、プルダウン抵抗２６３は、Ｗ相コイル１３とバッテリ３１の低電位側であるグランドライン３４との間に設けられる。これにより、Ｕ相コイル１１に印加される電圧のみに基づいて異常を検出するので、異常検出に係る処理をより簡素にすることができる。また、印加される電圧を検出する巻線が１相のみとなるので、電圧検出に係る部品点数をより低減することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、第１実施形態と同様、マイコン７０が「異常検出手段」を構成する。また、図２中のＳ１０４が「異常検出手段」の機能としての処理に相当する。
【００６５】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による電力変換装置を図４に示す。
第３実施形態による電力変換装置３では、第２実施形態と同様、コイル１１〜１３のうち、Ｕ相コイル１１に印加される電圧のみを検出している。すなわち、電力変換装置３は、Ｕ相コイル１１に印加される電圧を検出するＵ相電圧検出部５１を備えているが、バッテリ３１との間にプルアップ抵抗が設けられているＶ相コイル１２およびＷ相コイル１３に印加される電圧を検出するための電圧検出部を備えていない。
【００６６】
電圧を検出されない相の巻線であるＶ相コイル１２とバッテリ３１の高電位側との間には、プルアップ抵抗３６２が設けられる。プルアップ抵抗３６２は、電源リレー３２の下流側において、バッテリライン３３とＶ相コイル１２とを接続している。また、電圧が検出されない相の巻線であるＷ相コイル１３とバッテリ３１の高電位側との間には、プルアップ抵抗３６３が設けられる。プルアップ抵抗３６３は、電源リレー３２の下流側において、バッテリライン３３とＷ相コイル１３とを接続している。すなわち、本実施形態では、Ｖ相およびＷ相がプルアップ抵抗３６２、３６３によりプルアップされている。なお、プルアップ抵抗３６２、３６３が「抵抗器」に対応している。
【００６７】
ここで、電力変換装置３に用いられる各種抵抗の抵抗値をまとめておく。
プルアップ抵抗３６２の抵抗値（以下、「ＲｐｕｌｌＶ」という。）は４１２０Ωであり、プルアップ抵抗３６３の抵抗値（以下、「ＲｐｕｌｌＷ」という。）は４１２０Ωである。すなわち、本実施形態では、プルアップ抵抗３６２、３６３の抵抗値は等しい。また、Ｕ相電圧検出部５１を構成する抵抗５１１の抵抗値ＲｕｐＵが１５００Ω、抵抗５１２の抵抗値ＲｄｏｗｎＵが１０００Ω、抵抗５１３の抵抗値Ｒｄａｍｐが２４００Ωである。さらにまた、Ｕ相コイル１１の抵抗値ＲｍＵ、Ｖ相コイル１２の抵抗値ＲｍＶ、Ｗ相コイル１３の抵抗値ＲｍＷは、第１実施形態と同様であり、いずれも０．０１Ωである。
【００６８】
本実施形態における異常検出処理は、図２に示す異常検出処理と概ね同じであるので、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、他の部分についての説明は省略する。
Ｓ１０４では、Ｕ相電圧検出部５１からＵ相端子電圧Ｖｕを取得し、取得したＵ相端子電圧Ｖｕが正常か否かを判断する。
正常時におけるＵ相端子電圧は、以下の式（２３）で算出される。
Ｖｕ＝Ｖｐｉｇ×（ＲｄｏｗｎＵ）／（Ｒｐ３＋ＲｕｐＵ＋ＲｍＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）
…（２３）
ただし、Ｒｐ３は、プルアップ抵抗３６２およびＶ相コイル１２と、プルアップ抵抗３６３およびＷ相コイル１３との合成抵抗であって、以下の式（２４）で算出される。
Ｒｐ３＝｛（ＲｐｕｌｌＶ＋ＲｍＶ）×（ＲｐｕｌｌＷ＋ＲｍＷ）｝
／｛（ＲｐｕｌｌＶ＋ＲｍＶ）＋（ＲｐｕｌｌＷ＋ＲｍＷ）｝    …（２４）
バッテリ電圧Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値としたとき、正常時におけるＵ相端子電圧Ｖｕは２．６３Ｖとなる。
【００６９】
本実施形態では、Ｕ相端子電圧Ｖｕが式（２３）により算出される値である２．６３Ｖを含む所定の範囲内のとき、正常であると判断する。例えば２．４≦Ｖｕ≦２．８のとき、正常であると判断する。
Ｕ相端子電圧Ｖｕが正常でないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、すなわちＶｕ＜２．４またはＶｕ＞２．８である場合、Ｓ１０８へ移行する。また、Ｕ相端子電圧Ｖｕが正常であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、すなわち２．４≦Ｖｕ≦２．８である場合、Ｓ１０５へ移行する。
なお、Ｓ１０６における判断処理は、第２実施形態と同様、ＭＯＳ２１〜２６を１相ずつ５０％駆動したときのＵ相端子電圧Ｖｕが正常か否かを判断する。
【００７０】
ここで、電源リレー３２をオン、プリチャージリレー４２をオフにしたときのＵ相端子電圧Ｖｕに基づく異常箇所の特定について説明する。
上ＭＯＳ２１〜２３のいずれかがショートしている場合のＵ相端子電圧Ｖｕは、以下の式（２５）で算出される。
Ｖｕ＝Ｖｐｉｇ×｛（ＲｄｏｗｎＵ）／（ＲｕｐＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）｝  …（２５）
Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値としたとき、上ＭＯＳ２１〜２３ショート時におけるＵ相端子電圧Ｖｕは４．８０Ｖとなる。
また、下ＭＯＳ２４〜２６のいずれかがショートしている場合、Ｕ相端子電圧Ｖｕは、以下の値となる。
Ｖｕ＝０      …（２６）
【００７１】
Ｕ相配線が断線しているとき、Ｕ相端子電圧Ｖｕは以下の値となる。
Ｖｕ＝０      …（２７）
Ｖ相配線が断線しているとき、Ｕ相端子電圧Ｖｕは以下の式（２８）で算出される。
Ｖｕ＝Ｖｐｉｇ×（ＲｄｏｗｎＵ）
／（ＲｐｕｌｌＷ＋ＲｍＷ＋ＲｕｐＵ＋ＲｍＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）
…（２８）
Ｗ相配線が断線しているとき、Ｕ相端子電圧Ｖｕは、以下の式（２９）で算出される。
Ｖｕ＝Ｖｐｉｇ×（ＲｄｏｗｎＵ）
／（ＲｐｕｌｌＶ＋ＲｍＶ＋ＲｕｐＵ＋ＲｍＵ＋ＲｄｏｗｎＵ）
…（２９）
Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値としたとき、Ｖ相配線が断線しているときのＵ相端子電圧Ｖｕは１．８１Ｖ、Ｗ相配線が断線しているときのＵ相端子電圧Ｖｕは１．８１Ｖとなる。
【００７２】
上記式（２５）〜（２９）に示すように、電源リレー３２をオン、プリチャージリレー４２をオフにしたときのＵ相端子電圧Ｖｕは、異常箇所に応じて異なる値となるので、Ｕ相端子電圧Ｖｕに基づき、異常箇所を特定することができる。例えば、式（２３）〜（２９）で算出される値を含む所定の範囲を設定し、Ｕ相端子電圧Ｖｕが設定された所定範囲内の値となる場合、該当する異常が生じていると特定することができる。なお、下ＭＯＳ２４〜２６のいずれかがショートしている場合、および、Ｕ相配線が断線している場合、Ｕ相端子電圧Ｖｕ＝０となる。また、プルアップ抵抗３６２、３６３の抵抗値が等しいので、Ｖ相配線が断線している場合、および、Ｗ相配線が断線している場合、Ｕ相端子電圧Ｖｕは同じ値となる。これらを区別する必要がある場合には、本処理とは別処理にて異常箇所を特定するようにしてもよい。なお、本実施形態では、２つのプルアップ抵抗３６２、３６３の抵抗値を等しい値としているので、異常箇所の特定が不要である場合、または異常箇所の特定を別処理で行う場合、異常検出に係る閾値となる上限値と下限値との幅を大きくすることができ、異常検出が容易になる。
【００７３】
本実施形態の電力変換装置３は、上記（ア）と同様の効果を奏する。
また、Ｕ相電圧検出部５１は、Ｕ相コイル１１に印加される電圧を検出する。プルアップ抵抗３６２はＶ相コイル１２とバッテリ３１の高電位側であるバッテリライン３３との間に設けられ、プルアップ抵抗３６３はＷ相コイル１３とバッテリ３１の高電位側であるバッテリライン３３との間に設けられる。これにより、Ｕ相コイル１１に印加される電圧のみに基づいて異常を検出するので、異常検出に係る処理をより簡素にすることができる。また、コイル１１〜１３に印加される電圧を検出する箇所が１箇所のみとなるので、電圧検出に係る部品点数をより低減することができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、第１実施形態と同様、マイコン７０が「異常検出手段」を構成する。また、図２中のＳ１０４が「異常検出手段」の機能としての処理に相当する。
【００７５】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、第３実施形態の変形例である。第３実施形態では、プルアップ抵抗３６２の抵抗値ＲｐｕｌｌＶとプルアップ抵抗３６３の抵抗値ＲｐｕｌｌＷの抵抗値は等しかった。第４実施形態では、プルアップ抵抗３６２の抵抗値ＲｐｕｌｌＶとプルアップ抵抗３６３の抵抗値ＲｐｕｌｌＷとは異なっている。具体的には、プルアップ抵抗３６２の抵抗値ＲｐｕｌｌＶが６０００Ωであり、プルアップ抵抗３６３の抵抗値ＲｐｕｌｌＷが３０００Ωである。また、Ｕ相電圧検出部５１を構成する抵抗５１１の抵抗値ＲｕｐＵが１０００Ω、抵抗５１２の抵抗値ＲｄｏｗｎＵが１０００Ω、抵抗５１３の抵抗値ＲｄａｍｐＵが２４００Ωである。なお、Ｕ相コイル１１の抵抗値ＲｍＵ、Ｖ相コイル１２の抵抗値ＲｍＶ、およびＷ相コイル１３の抵抗値ＲｍＷは、上記実施形態と同様、いずれも０．０１Ωである。
【００７６】
正常時におけるＵ相端子電圧は、式（２３）で算出される。バッテリ電圧Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値としたとき、正常時におけるＵ相端子電圧Ｖｕは、３．００Ｖとなる。
本実施形態では、図２中のＳ１０４において、Ｕ相端子電圧Ｖｕが式（２３）により算出される値である３．００Ｖを含む所定の範囲内のとき、正常であると判断する。例えば２．７≦Ｖｕ≦３．３である場合、肯定判断し、Ｖｕ＜２．７またはＶｕ＞３．３である場合、否定判断する。
【００７７】
本実施形態では、プルアップ抵抗３６２の抵抗値ＲｐｕｌｌＶとプルアップ抵抗３６３の抵抗値ＲｐｕｌｌＷとが異なっているので、式（２８）で算出されるＶ相配線断線時のＵ相端子電圧Ｖｕの値と、式（２９）で算出されるＷ相配線断線時のＵ相端子電圧Ｖｕの値とが異なる値となる。すなわち、バッテリ電圧Ｖｐｉｇを１２Ｖ、各抵抗値を上記の値としたとき、式（２８）で算出されるＶ相配線断線時のＵ相端子電圧Ｖｕは２．４０Ｖとなる。また、式（２９）で算出されるＷ相配線断線時のＵ相端子電圧Ｖｕは１．５０Ｖとなる。これにより、第３実施形態で特定可能な箇所に加え、Ｖ相配線の断線とＷ相配線の断線についてもＵ相端子電圧Ｖｕに基づいて特定することができる。なお、プルアップ抵抗の抵抗値は、正常時におけるＵ相端子電圧Ｖｕの値と、Ｕ相配線断線時のＵ相端子電圧の電圧値Ｖｕと、Ｖ相配線断線時のＵ相端子電圧Ｖｕの値と、Ｗ相配線断線時のＷ相端子電圧Ｖｗの値と、の差が大きくなるように設定されることが望ましい。
【００７８】
本実施形態の電力変換装置は、第３実施形態と同様の効果を奏する。
また、プルアップ抵抗３６２、３６３の抵抗値は、異なっている。すなわち、各相の巻線に対応して設けられるプルアップ抵抗３６２、３６３の抵抗値は、相毎に異なっている、といえる。これにより、Ｕ相電圧検出部５１により検出される電圧値が異常箇所に応じて異なるので、バッテリ３１との間に抵抗器が設けられていないＵ相コイル１１に印加される電圧に基づき、異常箇所を比較的容易に特定することができる。
【００７９】
（他の実施形態）
上記実施形態では、巻線組およびインバータ部が１つずつ設けられていた。他の実施形態では、巻線組およびインバータ部が複数系統であってもよい。
ここで、巻線組およびインバータ部が複数系統である場合の電力変換装置の具体例を図５に基づいて説明する。なお、図５においては、電圧検出部、プリチャージ回路、マイコン等は記載を省略している。また、巻線組１８と巻線組１９、インバータ部２０とインバータ部４２０、ＭＯＳ２１〜２６とＭＯＳ４２１〜４２６、電源リレー３２と電源リレー４３２、コンデンサ３６とコンデンサ４３６、プルアップ抵抗６２とプルアップ抵抗４６２とは、同様の構成であるものとする。
【００８０】
図５に示す電力変換装置４では、モータ４１０は、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、Ｗ相コイル１３からなる巻線組１８と、Ｕ相コイル１４、Ｖ相コイル１５、Ｗ相コイル１６からなる巻線組１９を備える。巻線組１８は、インバータ部２０により通電が切り替えられる。また、巻線組１９は、インバータ部４２０により通電が切り替えられる。
また、電力変換装置４は、第１実施形態と同様、Ｖ相にプルアップ抵抗６２、４６２が設けられている。また、各系統に図示しないＵ相電圧検出部およびＷ相電圧検出部が設けられ、Ｕ相コイル１１、Ｗ相コイル１３、Ｕ相コイル１４、Ｗ相コイル１６に印加される電圧を検出し、検出した電圧に基づき、異常を検出する。この例では、Ｕ相コイル１１に印加された電圧およびＷ相コイル１３に印加された電圧に基づいて巻線組１８に係る系統における異常を検出し、Ｕ相コイル１４に印加された電圧およびＷ相コイル１６に印加された電圧に基づいて巻線組１９に係る系統における異常を検出する。これにより、上記実施形態と同様の効果を奏する。さらに、電源との間に抵抗器が設けられていない相の巻線に印加される電圧に基づいて異常を検出することができるので、巻線組およびインバータ部が複数系統である場合、巻線に印加される電圧の検出に係る部品点数の削減効果がより大きい。
【００８１】
なお、電力変換装置４では、第１実施形態と同様、Ｖ相にプルアップ抵抗が設けられていたが、第２実施形態のようにＶ相にプルアップ抵抗を設け、Ｗ相にプルダウン抵抗を設け、Ｕ相コイルに印加される電圧を検出するように構成してもよい。また、第３実施形態のように、Ｖ相およびＷ相にプルアップ抵抗を設け、Ｕ相コイルに印加される電圧を検出するように構成してもよい。このように構成することで、さらに巻線に印加される電圧の検出に係る部品点数を削減することができる。なお、２相にプルアップ抵抗を設ける場合、２つのプルアップ抵抗の抵抗値は、第３実施形態のように等しくてもよいし、第４実施形態によるに異なってもよい。
なお、巻線組およびインバータ部が多系統の場合、系統毎に抵抗器の数や配置を換えてもよい。
【００８２】
第１実施形態では、Ｕ相コイルおよびＷ相コイルに印加される電圧を検出し、Ｖ相にプルアップ抵抗を設けた。他の実施形態では、プルアップ抵抗はどの相に設けてもよい。このとき、電圧検出手段は、プルアップ抵抗が設けられていない相の巻線に印加される電圧を検出するように構成される。
第２実施形態では、Ｕ相コイルに印加される電圧を検出し、Ｖ相にプルアップ抵抗を設け、Ｗ相にプルダウン抵抗を設けた。他の実施形態では、電圧を検出する相はどの相であってもよい。このとき、電圧が検出されない相の一方にプルアップ抵抗が設けられ、他方にプルダウン抵抗が設けられる。
第３実施形態では、Ｕ相コイルに印加される電圧を検出し、Ｖ相およびＷ相にプルアップ抵抗が設けられた。他の実施形態では、電圧を検出する相はどの相であってもよい。このとき、電圧が検出されない各相にプルアップ抵抗が設けられる。
【００８３】
上記実施形態では、巻線は３相であり、３相インバータが用いられた。他の実施形態では、３相に限らず、２相であってもよいし、４相以上であってもよい。巻線が２相である場合、一方の相の巻線に印加される電圧を検出し、他方の巻線と電源の高電位側との間にプルアップ抵抗が設けられる。
巻線がｎ相（ｎ≧３）である場合、ｍ相（１≦ｍ＜ｎ）の巻線に印加される電圧が検出される。そして、電圧が検出されない巻線と電源の高電位側または低電位側との間に抵抗器が設けられる。すなわち、抵抗器は（ｎ−ｍ）組設けられる。このとき、抵抗器のうちの少なくとも１つが巻線と電源の高電位側との間に設けられるプルアップ抵抗であれば、プルアップ抵抗および巻線と電源の低電位側との間に設けられるプルダウン抵抗は、いくつずつであってもよい。このように構成しても、検出された電圧値に基づいて、異常を検出することができる。
【００８４】
上記実施形態では、図２中のＳ１０３にて、電源リレー３２をオンにし、プリチャージリレー４２をオフとした。他の実施形態では、Ｓ１０３にて、電源リレーをオフにし、プリチャージリレー４２をオンとしてもよい。この場合、式（１）〜式（２９）においてバッテリ電圧Ｖｐｉｇを用いたところを、プリチャージバッテリ電圧Ｖｐｒｅを用いる。すなわち、式（１）〜式（２９）の「Ｖｐｉｇ」を「Ｖｐｒｅ」に置き換えた値を算出し、算出された端子電圧と、電圧検出手段により検出された端子電圧とに基づき、異常の有無や異常箇所を特定する。なお、上記実施形態では、Ｓ１０１にてプリチャージリレー４２がオンされているので、Ｓ１０３ではコンデンサ３６が充電されている。このように、コンデンサ３６が充電されている場合、プリチャージリレー４２をオフとして図２中のＳ１０４の異常検出処理を行ってもよい。
【００８５】
上記実施形態の回転電機としてのモータは、電動パワーステアリング装置に用いられたが、電動パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。また、回転電機は、モータではなく、発電機であってもよい。
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】
【００８６】
１・・・電力変換装置
１０・・・モータ（回転電機）
１１〜１３・・・コイル（巻線）
１８・・・巻線組
２０・・・インバータ部
２１〜２３・・・上ＭＯＳ（高電位側スイッチング素子）
２４〜２６・・・下ＭＯＳ（低電位側スイッチング素子）
３１・・・バッテリ（電源）
３２・・・電源リレー
３３・・・バッテリライン
３４・・・グランドライン
３６・・・コンデンサ
４０・・・プリチャージ回路
５１・・・Ｕ相電圧検出部（電圧検出手段）
５３・・・Ｗ相電圧検出部（電圧検出手段）
６２・・・プルアップ抵抗（抵抗器）
７０・・・マイコン（異常検出手段）
２６２・・・プルアップ抵抗（抵抗器）
２６３・・・プルダウン抵抗（抵抗器）
３６２・・・プルアップ抵抗（抵抗器）
３６３・・・プルアップ抵抗（抵抗器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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