(57)【要約】【課題】モータ駆動回路に対する昇圧回路をモータ駆動回路のバックアップ用にも利用できる効率的な回路構成であって、昇圧回路の異常時にもモータ駆動を継続させることが可能な回路構成を実現する。【解決手段】モータ駆動装置は、昇圧回路と、第１上下アームの中点と電源との間に設けられる第１スイッチと、電源を昇圧回路の出力部に接続する第１接続ラインと、昇圧回路の出力部から電源に向かう電流の流れを制限する制限手段と、第２上下アームをそれぞれ備える複数のモータ駆動回路と、昇圧回路の出力部を、複数のモータ駆動回路の第２上下アームに接続する第２接続ラインと、多相モータの相毎に、対応する相に係る第２上下アームの中点と多相モータとの間に設けられ、多相モータを、対応する相に係る第２上下アームの中点及び第１上下アームの中点のうちの一方に選択的に接続する複数の第２スイッチと、制御装置とを含む。【選択図】図１
2016127695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル及び第１上下アームを備え、前記コイルの一端が前記第１上下アームの中点に接続され、前記コイルの他端が電源に接続される昇圧回路と、
前記第１上下アームの中点と前記電源との間に設けられ、前記コイルに直列に接続される第１スイッチと、
前記第１スイッチを介さずに前記電源を前記昇圧回路の出力部に接続する第１接続ラインと、
前記第１接続ラインに設けられ、前記昇圧回路の出力部から前記電源に向かう電流の流れを制限する制限手段と、
多相モータの相毎に設けられ、第２上下アームをそれぞれ備える複数のモータ駆動回路と、
前記昇圧回路の出力部を、前記複数のモータ駆動回路のそれぞれの前記第２上下アームに接続する第２接続ラインと、
前記多相モータの相毎に、対応する相に係る前記第２上下アームの中点と前記多相モータとの間に設けられ、前記多相モータを、対応する相に係る前記第２上下アームの中点及び前記第１上下アームの中点のうちの一方に選択的に接続する複数の第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記複数の第２スイッチを制御する制御装置とを含む、モータ駆動装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記昇圧回路が異常を示さず且つ前記複数のモータ駆動回路が異常を示さない第１状態では、前記第１スイッチが閉じ、且つ、前記複数の第２スイッチのそれぞれが、前記多相モータを、対応する相に係る前記第２上下アームの中点に接続する状態を形成する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第１状態において、更に、前記昇圧回路による昇圧動作を実現しつつ、前記複数のモータ駆動回路を介して交流電力を生成して前記多相モータを駆動する、請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記昇圧回路が異常を示さず且つ前記複数のモータ駆動回路における任意の１つの相が異常を示す第２状態では、前記第１スイッチが開き、前記任意の１つの相に係る前記第２スイッチが、前記多相モータを前記第１上下アームの中点に接続し、且つ、他の前記第２スイッチのそれぞれが、前記多相モータを、対応する相に係る前記第２上下アームの中点に接続する状態を形成する、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第２状態において、更に、前記昇圧回路の前記第１上下アームと、前記異常を示さない相に係る前記第２上下アームとを介して、交流電力を生成して前記多相モータを駆動する、請求項４に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記昇圧回路が異常を示す第３状態では、前記第１スイッチが開き、且つ、前記第２スイッチのそれぞれが、前記多相モータを、対応する相に係る前記第２上下アームの中点に接続する状態を形成する、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記第３状態において、更に、前記昇圧回路の動作を停止しつつ、前記複数のモータ駆動回路を介して交流電力を生成して前記多相モータを駆動する、請求項６に記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記第１接続ラインは、前記第１スイッチと前記コイルの間を、前記昇圧回路の出力部に接続する、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載のモータ駆動装置と、
前記多相モータとを備え、
前記モータ駆動装置は、前記多相モータを駆動してアシストトルクを発生する、パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータ駆動装置及びパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックアップ用直流電源と、入力相１相分のバックアップ用半導体スイッチ群とを備え、故障した入力相を検出したときに、故障が検出された入力相以外のいずれか１相の入力相とバックアップ用半導体スイッチ群の入力との間にバックアップ用直流電源を接続し、直流が供給された入力相に接続されている半導体スイッチをオンオフするとともに、その他のすべての半導体スイッチをオフするマトリックスコンバータのバックアップ運転装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2008-172925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、上記の特許文献１に記載の構成では、バックアップ用直流電源やバックアップ用半導体スイッチ群は、入力相の故障が検出されない限り使用されないため、効率的な回路構成でないという問題がある。
【０００５】
そこで、本開示は、モータ駆動回路に対する供給電圧の昇圧を可能とする昇圧回路をモータ駆動回路のバックアップ用にも利用できる効率的な回路構成であって、昇圧回路の異常時にもモータ駆動を継続させることが可能な回路構成を実現するモータ駆動装置等の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一局面によれば、コイル及び第１上下アームを備え、前記コイルの一端が前記第１上下アームの中点に接続され、前記コイルの他端が電源に接続される昇圧回路と、
前記第１上下アームの中点と前記電源との間に、前記コイルと直列に設けられる第１スイッチと、
前記第１スイッチを介さずに前記電源を前記昇圧回路の出力部に接続する第１接続ラインと、
前記第１接続ラインに設けられ、前記昇圧回路の出力部から前記電源に向かう電流の流れを制限する制限手段と、
多相モータの相毎に設けられ、第２上下アームをそれぞれ備える複数のモータ駆動回路と、
前記昇圧回路の出力部を、前記複数のモータ駆動回路のそれぞれの前記第２上下アームに接続する第２接続ラインと、
前記多相モータの相毎に、対応する相に係る前記第２上下アームの中点と前記多相モータとの間に設けられ、前記多相モータを、対応する相に係る前記第２上下アームの中点及び前記第１上下アームの中点のうちの一方に選択的に接続する複数の第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記複数の第２スイッチを制御する制御装置とを含む、モータ駆動装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、モータ駆動回路に対する供給電圧の昇圧を可能とする昇圧回路をモータ駆動回路のバックアップ用にも利用できる効率的な回路構成であって、昇圧回路の異常時にもモータ駆動を継続させることが可能な回路構成を実現するモータ駆動装置等が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一例によるモータ駆動装置６を含むシステム１の構成を概略的に示す図である。
【図２】第２スイッチ７１，７２，７３の代替例を示す図である。
【図３】スイッチ制御部９２の制御系を示す図である。
【図４】制御装置９により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】他の一例によるモータ駆動装置６Ａを含むシステム１Ａの構成を概略的に示す図である。
【図６】更なる他の一例によるモータ駆動装置６Ｂを含むシステム１Ｂの構成を概略的に示す図である。
【図７】更なる他の一例によるモータ駆動装置６Ｃを含むシステム１Ｃの構成を概略的に示す図である。
【図８】更なる他の一例によるモータ駆動装置６Ｄを含むシステム１Ｄの構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、一例によるモータ駆動装置６を含むシステム１の構成を概略的に示す図である。
【００１１】
システム１は、車両に搭載される。車両の種類は、積載量が比較的大きい商用車が好適である。これは、かかる商用車では、過積載を考慮する必要があり、後述の多相モータ３の高出力化の必要性が高いためである。
【００１２】
システム１は、多相モータ３と、電源４と、モータ駆動装置６とを含む。
【００１３】
多相モータ３は、図１に示す例では、３相モータである。多相モータ３は、例えば、運転者の操舵トルクを補助するためのアシストトルク（アシスト力）を生成する。この場合、多相モータ３及びモータ駆動装置６は、パワーステアリング装置を形成する。以下では、一例として、多相モータ３は、アシストトルクを生成するアシストモータであるとする。
【００１４】
電源４は、例えば、直流電源である。ここでは、電源４とは、車両に搭載されるバッテリを意味する。
【００１５】
モータ駆動装置６は、制御装置９と、昇圧回路１０と、第１スイッチ２０と、第１接続ライン３０と、ダイオード（制限手段の一例）４０と、モータ駆動ライン５０と、第２接続ライン５２と、モータ駆動回路部６０と、第２スイッチ部７０とを含む。
【００１６】
制御装置９は、マイクロコンピューターのような、ＣＰＵを含む処理装置により形成されてよい。制御装置９の各種機能（以下で説明する機能を含む）は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてもよい。例えば、制御装置９の機能の一部又は全部は、特定用途向けＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit）により実現されてもよい。また、制御装置９は、単一の処理装置により実現されてもよいし、複数の処理装置により実現されてもよい。
【００１７】
制御装置９は、モータ駆動制御部９１と、スイッチ制御部９２とを含む。
【００１８】
モータ駆動制御部９１は、昇圧回路１０及びモータ駆動回路部６０を制御することで、多相モータ３を制御する。図１に示す例では、モータ駆動制御部９１は、プリドライバ８４を介してスイッチ素子Ｑ３，Ｑ４等の各スイッチング素子のゲートに接続されると共に、電流センサ８０，８２に接続される。尚、プリドライバ８４は、制御装置９に組み込まれてもよい。モータ駆動制御部９１は、電流センサ８０，８２の検出結果等に応じて、昇圧回路１０のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２やモータ駆動回路部６０のスイッチ素子Ｑ３，Ｑ４等の各スイッチング動作を制御する。
【００１９】
モータ駆動制御部９１は、例えば、操舵トルクや車速等の検出信号に基づいて、多相モータ３で発生させるべきアシストトルクに関する目標値を決定する。アシストトルクに関する目標値は、電流や電圧等のような物理量であってよく、例えば、多相モータ３に印加するアシストモータ電流値(モータ駆動デューティ)であってよい。例えば、アシストトルクに関する目標値は、運転者による操舵トルクの増加に応じてアシストトルクが大きくなるように決定され、車速が大きい場合は小さい場合よりアシストトルクが小さくように決定されてもよい。また、多相モータ３に印加されるアシストモータ電流値は、多相モータ３（ロータ）の回転角度を検出する回転角センサ（図示せず）の出力信号に基づいてフィードバック制御されてよい。
【００２０】
モータ駆動制御部９１は、昇圧回路１０の出力電圧の目標値を決定し、昇圧回路１０の出力電圧が目標値になるように、昇圧回路１０（スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２）を制御する。昇圧回路１０の出力電圧の目標値は、固定値（電源４の電圧よりも高い値）であってもよい。例えば、昇圧動作時は、モータ駆動制御部９１は、昇圧回路１０の下アームのスイッチング素子Ｑ２のみをオン／オフ切換し、電源４の電圧を昇圧してもよい。この際、下アームのスイッチング素子Ｑ２は、ＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）制御されてもよい。尚、下アームのスイッチング素子Ｑ２がオンすると、電源４からコイル１１及びスイッチング素子Ｑ２を通ってグランドへと流れる電流ループが形成され、コイル１１を流れる電流（リアクトル電流）が上昇する。次に下アームのスイッチング素子Ｑ２がオフすると、コイル１１を流れ続けようとする電流は、上アームのダイオードＤ１を通って出力部１４へと流れる。このようにして昇圧動作が実現される。尚、後述の第１接続ライン３０上のダイオード４０は、かかる昇圧動作時の電流の逆流（出力部１４から電源４に向かう方向の流れ）を防止する機能を果たす。
【００２１】
スイッチ制御部９２は、後述のモータ駆動装置６の第１スイッチ２０及び第２スイッチ部７０（第２スイッチ７１乃至７３）を制御する。スイッチ制御部９２の機能について後述する。
【００２２】
昇圧回路１０は、コイル（リアクトル）１１と、第１上下アーム１２とを含む。
【００２３】
コイル１１は、一端が第１上下アーム１２の中点に接続され、他端が電源４に接続される。尚、第１上下アーム１２の中点といった上下アームの中点とは、上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子の間の点を意味する。
【００２４】
第１上下アーム１２は、直列に接続される２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のそれぞれは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のようなトランジスタであってよい。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、好ましくは、後述の第２上下アーム６６のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と同一の品種（特性）である。尚、図１に示す例では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ｎ型のＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のそれぞれは、ダイオードＤ１，Ｄ２が並列に接続される。即ち、スイッチング素子Ｑ１のソース―ドレイン間には、ソース側からドレイン側への電流を流すダイオードＤ１が接続され、スイッチング素子Ｑ２のソース―ドレイン間には、ソース側からドレイン側への電流を流すダイオードＤ２が接続される。
【００２５】
尚、図１に示す例では、電流センサ８０は、下アームのスイッチング素子Ｑ２とグランドとの間に設けられる。電流センサ８０は、図１に示すように、シャント抵抗及び差動アンプを含んでよい。電流センサ８０は、第１上下アーム１２（下アームのスイッチング素子Ｑ２とグランドとの間）を流れる電流を検出する。但し、電流センサ８０は、上アームのスイッチング素子Ｑ１と昇圧回路１０の出力部１４との間に設けられてもよいし、モータ駆動ライン５０に設けられてもよい（図８参照）。
【００２６】
昇圧回路１０は、電源４の電源電圧を昇圧した出力電圧を出力部１４に生成する（昇圧動作）。尚、昇圧回路１０の出力部１４は、上アームのスイッチング素子Ｑ１がｎ型のＭＯＳＦＥＴである場合は、スイッチング素子Ｑ１のドレイン側に形成される。
【００２７】
第１スイッチ２０は、昇圧回路１０の第１上下アーム１２の中点と電源４との間に設けられ、コイル１１に直列に接続される。図１に示す例では、第１スイッチ２０は、昇圧回路１０のコイル１１と第１上下アーム１２の中点との間に設けられる。第１スイッチ２０は、半導体スイッチング素子であってもよいし、機械的なリレーであってもよい。図１に示す例では、第１スイッチ２０は、１つのａ接点を有するリレーである。
【００２８】
第１接続ライン３０は、第１スイッチ２０を介さずに電源４を昇圧回路１０の出力部１４に接続する。換言すると、第１スイッチ２０は、その開状態が電源４から第１接続ライン３０への電流の流れを遮断しない位置に設けられる。図１に示す例では、第１接続ライン３０は、コイル１１と第１スイッチ２０との間を、昇圧回路１０の出力部１４に接続する。
【００２９】
ダイオード４０は、第１接続ライン３０に設けられる。ダイオード４０は、昇圧回路１０の出力部１４から電源４に向かう電流の流れを制限する。即ち、ダイオード４０の順方向は、電源４から出力部１４に向かう方向に対応する。
【００３０】
モータ駆動ライン５０は、第１上下アーム１２の中点から形成される。モータ駆動ライン５０は、第２スイッチ部７０を介して、第１上下アーム１２の中点を、多相モータ３の各相に接続する。
【００３１】
第２接続ライン５２は、昇圧回路１０の出力部１４を、モータ駆動回路６１，６２，６３のそれぞれの第２上下アーム６６に接続する。第２接続ライン５２は、モータ駆動回路６１，６２，６３のそれぞれの第２上下アーム６６の上アームに接続する。例えば、上アームのスイッチング素子Ｑ３がｎ型のＭＯＳＦＥＴの場合、第２接続ライン５２は、モータ駆動回路６１，６２，６３のそれぞれの第２上下アーム６６のＭＯＳＦＥＴのドレインに接続する。第２接続ライン５２には、平滑用コンデンサＣ１が設けられてよい。平滑用コンデンサＣ１は、昇圧回路１０の出力電圧を平滑化する。
【００３２】
モータ駆動回路部６０は、複数のモータ駆動回路６１，６２，６３を含む。モータ駆動回路６１，６２，６３は、多相モータ３の各相に対応して設けられ、インバータ回路を形成する。具体的には、モータ駆動回路６１は、Ｕ相に対応し、モータ駆動回路６２は、Ｖ相に対応し、モータ駆動回路６３は、Ｗ相に対応する。尚、図１では、モータ駆動回路６２、６３内の構成の図示を省略しているが、モータ駆動回路６１と同様である。
【００３３】
モータ駆動回路６１，６２，６３のそれぞれは、第２上下アーム６６を含む。第２上下アーム６６は、直列に接続される２つのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を含む。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のそれぞれは、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のようなトランジスタであってよい。尚、図１に示す例では、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は、ｎ型のＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のそれぞれは、ダイオードＤ３，Ｄ４が並列に接続される。
【００３４】
尚、図１に示す例では、電流センサ８２は、下アームのスイッチング素子Ｑ４とグランドとの間に設けられる。電流センサ８２は、図１に示すように、シャント抵抗及び差動アンプを含んでよい。電流センサ８２は、第２上下アーム６６（下アームのスイッチング素子Ｑ４とグランドとの間）を流れる電流を検出する。
【００３５】
第２スイッチ部７０は、複数の第２スイッチ７１，７２，７３を含む。第２スイッチ７１，７２，７３のそれぞれは、図１に示すように、１つのｃ接点を有するリレーであってよい。或いは、第２スイッチ７１，７２，７３のそれぞれは、図２に示すように、２つのａ接点Ｓ１，Ｓ２を組み合わせたリレーであってもよい。或いは、第２スイッチ７１，７２，７３のそれぞれは、MBB（Make-Before-Break）接点であってもよい。尚、MBB接点は、構成はc接点と同じであるが、切り替わる際にa接点とb接点の両方がつながった状態となってから切り替わる。
【００３６】
第２スイッチ７１，７２，７３は、多相モータ３の各相に対応してそれぞれ設けられる。具体的には、第２スイッチ７１は、Ｕ相に係る第２上下アーム６６の中点と多相モータ３との間に設けられる。第２スイッチ７１は、多相モータ３を、Ｕ相に係る第２上下アーム６６の中点及び第１上下アーム１２の中点（モータ駆動ライン５０）のうちの一方に選択的に接続する。第２スイッチ７２は、Ｖ相に係る第２上下アーム６６の中点と多相モータ３との間に設けられる。第２スイッチ７２は、多相モータ３を、Ｖ相に係る第２上下アーム６６の中点及び第１上下アーム１２の中点（モータ駆動ライン５０）のうちの一方に選択的に接続する。第２スイッチ７３は、Ｗ相に係る第２上下アーム６６の中点と多相モータ３との間に設けられる。第２スイッチ７３は、多相モータ３を、Ｗ相に係る第２上下アーム６６の中点及び第１上下アーム１２の中点（モータ駆動ライン５０）のうちの一方に選択的に接続する。
【００３７】
図１に示す例によれば、上述の如く、昇圧回路１０の出力部１４は、第２接続ライン５２を介して、モータ駆動回路６１，６２，６３のそれぞれの第２上下アーム６６に接続される。従って、昇圧回路１０は、モータ駆動回路６１，６２，６３に対する供給電圧の昇圧が可能である。これにより、モータ駆動回路６１，６２，６３は、電源４の電源電圧よりも高い昇圧回路１０の出力電圧に基づいて、多相モータ３を駆動できる。これにより、多相モータ３の高出力化を図ることができる。尚、多相モータ３の高出力化は、昇圧せずに、供給電流を増加させることによっても可能である。しかしながら、損失は、電流の二乗に比例するので、電流を増加させるよりも昇圧による高電圧化の方が、損失の観点から有利となる。尚、多相モータ３の高出力化は、上述の如く、特に車両が積載量が比較的大きい商用車である場合に必要性が高くなる。
【００３８】
また、図１に示す例によれば、上述の如く、昇圧回路１０の出力部１４には、第１接続ライン３０が接続されるので、第１スイッチ２０を開くことで、昇圧回路１０の出力部１４に、第１接続ライン３０を介して電源４の電源電圧（昇圧されない電圧）を出力することが可能である。従って、昇圧回路１０及びモータ駆動回路６１，６２，６３に電源４の電源電圧を供給することも可能である。また、図１に示す例によれば、上述の如く、モータ駆動ライン５０及び第２スイッチ部７０を介して昇圧回路１０の中点を選択的に多相モータ３の任意の相に接続することができる。これにより、昇圧回路１０をモータ駆動回路６１，６２，６３のバックアップ用にも利用することが可能となる。例えば、Ｕ相に係るモータ駆動回路６１が異常を示したとき、第１スイッチ２０を開き、且つ、昇圧回路１０の中点を多相モータ３のＵ相に接続することで、昇圧回路１０がモータ駆動回路６１の機能を実現することが可能となる。このようにして、図１に示す例によれば、モータ駆動回路６１，６２，６３に対する供給電圧の昇圧を可能とする昇圧回路１０をモータ駆動回路６１，６２，６３のバックアップ用にも利用できる効率的な回路構成が実現される。
【００３９】
次に、図３を参照してスイッチ制御部９２について説明する。図３は、スイッチ制御部９２の制御系を示す図である。
【００４０】
スイッチ制御部９２には、第１スイッチ２０及び第２スイッチ部７０（第２スイッチ７１乃至７３）が接続される。
【００４１】
スイッチ制御部９２は、昇圧回路１０が異常を示さず且つモータ駆動回路６１乃至６３が異常を示さない第１状態では、第１スイッチ２０が閉じ、且つ、第２スイッチ７１乃至７３のそれぞれが、多相モータ３を、対応する相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態を形成する。従って、第１状態では、スイッチ制御部９２は、第１スイッチ２０が閉じ、第２スイッチ７１が多相モータ３をＵ相に係る第２上下アーム６６の中点に接続し、第２スイッチ７２が多相モータ３をＶ相に係る第２上下アーム６６の中点に接続し、且つ、第２スイッチ７３が多相モータ３をＷ相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態を形成する。以下、このような第１スイッチ２０及び第２スイッチ７１乃至７３の状態を「昇圧可能状態」と称する。
【００４２】
昇圧可能状態が形成されると、昇圧回路１０の出力部１４は、第２接続ライン５２を介して、モータ駆動回路６１，６２，６３のそれぞれの第２上下アーム６６に接続される。従って、昇圧回路１０は、モータ駆動回路６１，６２，６３に対する供給電圧の昇圧が可能である。
【００４３】
スイッチ制御部９２は、昇圧回路１０が異常を示さず且つモータ駆動回路６１乃至６３における任意の１つの相が異常を示す第２状態では、第１スイッチ２０が開き、任意の１つの相（異常を示す相）に係る第２スイッチ７１，７２又は７３が多相モータ３を第１上下アーム１２の中点（モータ駆動ライン５０）に接続し、且つ、他の第２スイッチ（第２スイッチ７１乃至７３のうちの異常でない相に係る２つ）のそれぞれが、多相モータ３を、対応する相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態を形成する。例えば、スイッチ制御部９２は、昇圧回路１０が異常を示さず且つモータ駆動回路６１乃至６３のうちの、Ｕ相に係るモータ駆動回路６１が異常を示す状態では、第１スイッチ２０が開き、Ｕ相に係る第２スイッチ７１が多相モータ３を第１上下アーム１２の中点（モータ駆動ライン５０）に接続し、且つ、他の第２スイッチ７２，７３のそれぞれが、多相モータ３をＶ相及びＷ相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態を形成する。また、スイッチ制御部９２は、昇圧回路１０が異常を示さず且つモータ駆動回路６１乃至６３のうちの、Ｖ相に係るモータ駆動回路６２が異常を示す状態では、第１スイッチ２０が開き、Ｖ相に係る第２スイッチ７２が多相モータ３を第１上下アーム１２の中点（モータ駆動ライン５０）に接続し、且つ、他の第２スイッチ７１，７３のそれぞれが、多相モータ３をＵ相及びＷ相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態を形成する。また、スイッチ制御部９２は、昇圧回路１０が異常を示さず且つモータ駆動回路６１乃至６３のうちの、Ｗ相に係るモータ駆動回路６３が異常を示す状態では、第１スイッチ２０が開き、Ｗ相に係る第２スイッチ７３が多相モータ３を第１上下アーム１２の中点（モータ駆動ライン５０）に接続し、且つ、他の第２スイッチ７１，７２のそれぞれが、多相モータ３をＵ相及びＶ相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態を形成する。以下、このような第１スイッチ２０及び第２スイッチ７１乃至７３の状態を「バックアップ可能状態」と総称する。また、第２状態において、モータ駆動回路６１，６２，６３のうちの、異常を示す相に係るモータ駆動回路を、「異常相に係るモータ駆動回路」と称し、異常相に係るモータ駆動回路以外の２つの相に係るモータ駆動回路を、「正常相に係るモータ駆動回路」と称する。
【００４４】
バックアップ可能状態が形成されると、昇圧回路１０の出力部１４には、第１接続ライン３０を介して電源４の電源電圧（昇圧されない電圧）が供給される。これに伴い、モータ駆動回路６１，６２，６３には電源４の電源電圧が供給される。また、多相モータ３の各相には、昇圧回路１０と、モータ駆動回路６１，６２，６３のうちの、正常相に係るモータ駆動回路とが接続される。かかる接続状態では、昇圧回路１０と、正常相に係るモータ駆動回路とが協動してインバータ回路を形成する。即ち、昇圧回路１０の第１上下アーム１２は、異常相に係るモータ駆動回路の第２上下アーム６６の代替え（バックアップ）として機能できる。
【００４５】
スイッチ制御部９２は、昇圧回路１０が異常を示す第３状態では、第１スイッチ２０が開き、且つ、第２スイッチ７１乃至７３のそれぞれが、多相モータ３を、対応する相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態を形成する。従って、第３状態では、スイッチ制御部９２は、第１スイッチ２０が開き、第２スイッチ７１が多相モータ３をＵ相に係る第２上下アーム６６の中点に接続し、第２スイッチ７２が多相モータ３をＶ相に係る第２上下アーム６６の中点に接続し、且つ、第２スイッチ７３が多相モータ３をＷ相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態を形成する。以下、このような第１スイッチ２０及び第２スイッチ７１乃至７３の状態を「昇圧停止状態」と称する。
【００４６】
昇圧停止状態が形成されると、昇圧回路１０の出力部１４には、第１接続ライン３０を介して電源４の電源電圧（昇圧されない電圧）が供給される。これに伴い、モータ駆動回路６１，６２，６３には電源４の電源電圧が供給される。
【００４７】
図４は、制御装置９により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示す処理は、例えば車両の電源又はイグニッションスイッチがオンである間、所定周期毎に繰り返し実行されてよい。
【００４８】
ステップＳ４００では、スイッチ制御部９２は、昇圧回路１０が異常を示すか否かを判定する。例えば、昇圧回路１０の異常は、電流センサ８０の検出値や出力部１４での出力電圧の検出値等に基づいて判定されてもよい。検出対象の異常は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のショート故障、オープン故障、中間固着等であってよい。昇圧回路１０が異常を示す場合は、ステップＳ４０２に進み、それ以外の場合は、ステップＳ４０３に進む。尚、スイッチ制御部９２は、昇圧回路１０の異常を示すフラグ（昇圧回路異常フラグ）を設定してもよい。この場合、次回以降の処理周期では、スイッチ制御部９２は、昇圧回路異常フラグを参照してステップ４００の判定を行ってよい。
【００４９】
ステップＳ４０２では、スイッチ制御部９２は、第３状態を検出したと判断し、第１スイッチ２０が開き、且つ、第２スイッチ７１乃至７３のそれぞれが、多相モータ３を、対応する相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態（昇圧停止状態）を形成する。従って、昇圧停止状態では、多相モータ３は、電源４の電源電圧（昇圧されない電圧）に基づいて、依然としてアシストトルクを発生できる。昇圧停止状態では、モータ駆動制御部９１は、昇圧回路１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作を停止する。また、モータ駆動制御部９１は、モータ駆動回路６１，６２，６３のそれぞれの第２上下アーム６６のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を制御して、多相モータ３によりアシストトルクを必要に応じて発生させる。尚、昇圧停止状態におけるアシストトルクを発生させるための３組のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の制御方法は、昇圧可能状態におけるアシストトルクを発生させるための３組のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の制御方法と実質的に同一であってよい。尚、制御方法が実質的に同一であるとは、３相交流を生成させる点で同一であることを意味し、目標値等が同一でなくてもよいことを意味する。例えば、バックアップ可能状態では昇圧回路１０での昇圧が不能であるので、昇圧停止状態における多相モータ３の目標値（出力の目標値）は、昇圧可能状態における多相モータ３の目標値を小さい値に補正することで生成されてもよい。
【００５０】
ステップＳ４０３では、スイッチ制御部９２は、モータ駆動回路６１乃至６３における２つ以上の相が異常を示すかを判定する。例えば、各第２上下アーム６６に係る電流センサ８２の検出値等に基づいて判定されてもよい。検出対象の異常は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のショート故障、オープン故障、中間固着等であってよい。モータ駆動回路６１乃至６３における２つ以上の相が異常を示す場合は、ステップＳ４０４に進み、それ以外の場合は、ステップＳ４０６に進む。
【００５１】
ステップＳ４０４では、モータ駆動制御部９１は、昇圧回路１０及びモータ駆動回路６１乃至６３の動作を停止する。この場合、アシストトルクは発生されない。この際、モータ駆動制御部９１は、ユーザに異常を通知する情報を出力してもよい。尚、異常を通知する情報は、ステップＳ４０２及び／又はステップＳ４０８でも出力されてもよい。尚、ステップＳ４０４の処理が終了すると、図４の処理ルーチンから抜けてもよい。
【００５２】
ステップＳ４０６では、スイッチ制御部９２は、モータ駆動回路６１乃至６３における任意の１つの相が異常を示すかを判定する。例えば、各第２上下アーム６６に係る電流センサ８２の検出値等に基づいて判定されてもよい。検出対象の異常は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のショート故障、オープン故障、中間固着等であってよい。モータ駆動回路６１乃至６３における任意の１つの相が異常を示す場合は、ステップＳ４０８に進み、それ以外の場合は、ステップＳ４１０に進む。
【００５３】
ステップＳ４０８では、スイッチ制御部９２は、第２状態を検出したと判断し、第１スイッチ２０が開き、異常相に係る第２スイッチ７１，７２又は７３が多相モータ３を第１上下アーム１２の中点（モータ駆動ライン５０）に接続し、且つ、他の正常相に係る第２スイッチ（第２スイッチ７１乃至７３のうちの異常でない相に係る２つ）のそれぞれが、多相モータ３を、対応する相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態（バックアップ可能状態）を形成する。従って、バックアップ可能状態では、多相モータ３は、電源４の電源電圧（昇圧されない電圧）に基づいて、依然としてアシストトルクを発生できる。バックアップ可能状態では、モータ駆動制御部９１は、昇圧回路１０の第１上下アーム１２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、正常相に係るモータ駆動回路の各第２上下アーム６６のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４とを制御して、多相モータ３によりアシストトルクを必要に応じて発生させる。尚、バックアップ可能状態におけるアシストトルクを発生させるためのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２及び２組のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の制御方法は、昇圧可能状態におけるアシストトルクを発生させるための３組のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の制御方法と実質的に同一であってよい。即ち、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、異常相に係るモータ駆動回路の第２上下アーム６６のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を代替えする態様で制御されればよい。尚、制御方法が実質的に同一であるとは、３相交流を生成させる点で同一であることを意味し、目標値等が同一でなくてもよいことを意味する。例えば、バックアップ可能状態では昇圧回路１０での昇圧が不能であるので、バックアップ可能状態における多相モータ３の目標値は、昇圧可能状態における多相モータ３の目標値を小さい値に補正することで生成されてもよい。尚、バックアップ可能状態における多相モータ３の目標値は、昇圧停止状態における多相モータ３の目標値と同一であってよい。
【００５４】
ステップＳ４１０では、スイッチ制御部９２は、第１状態を検出したと判断し、第１スイッチ２０が閉じ、且つ、第２スイッチ７１乃至７３のそれぞれが、多相モータ３を、対応する相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態（昇圧可能状態）を形成する。昇圧可能状態では、モータ駆動制御部９１は、昇圧回路１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を制御することで、昇圧回路１０の昇圧動作を必要に応じて実現する。また、モータ駆動制御部９１は、昇圧可能状態において、モータ駆動回路６１，６２，６３のそれぞれの第２上下アーム６６のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を制御することで、多相モータ３によりアシストトルクを必要に応じて発生させる。
【００５５】
図４に示す処理によれば、昇圧回路１０が異常を示さず且つモータ駆動回路６１乃至６３が異常を示さない第１状態では、昇圧可能状態が形成され、多相モータ３の高出力化が可能となる。また、昇圧回路１０が異常を示さず且つモータ駆動回路６１乃至６３における任意の１つの相が異常を示す第２状態では、バックアップ可能状態が形成され、多相モータ３は、電源４の電源電圧（昇圧されない電圧）に基づいて、依然としてアシストトルクを発生できる。また、昇圧回路１０が異常を示す第３状態では、昇圧停止状態が形成され、多相モータ３は、電源４の電源電圧（昇圧されない電圧）に基づいて、依然としてアシストトルクを発生できる。
【００５６】
尚、図４に示す処理では、昇圧回路１０が異常を示す第３状態において、モータ駆動回路６１乃至６３が異常を示すか否かを判定していないが、かかる判定を行ってもよい。かかる判定の結果、モータ駆動回路６１乃至６３の少なくともいずれか１つが異常を示す場合は、ステップＳ４０４と同様の処理を行うこととしてよい。
【００５７】
図５は、他の一例によるモータ駆動装置６Ａを含むシステム１Ａの構成を概略的に示す図である。
【００５８】
図５に示すモータ駆動装置６Ａは、図１に示したモータ駆動装置６に対して、ダイオード４０が第３スイッチ４２（制限手段の他の一例）に置換され、且つ、制御装置９が制御装置９Ａに置換された点が主に異なる。制御装置９Ａは、モータ駆動装置６の制御装置９に対して、スイッチ制御部９２がスイッチ制御部９２Ａに置換された点が異なる。モータ駆動装置６Ａのその他の構成は、モータ駆動装置６と実質的に同一であってよく、図５において図１と同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００５９】
第３スイッチ４２は、半導体スイッチング素子であってもよいし、機械的なリレーであってもよい。図１に示す例では、第１スイッチ２０は、１つのａ接点を有するリレーである。
【００６０】
スイッチ制御部９２Ａは、上述したスイッチ制御部９２の機能に加えて、第３スイッチ４２を制御する機能を備える。具体的には、スイッチ制御部９２Ａは、モータ駆動制御部９１による昇圧回路１０の昇圧動作中（例えば上述した第１状態において）、第３スイッチ４２が開いた状態を形成する。これにより、ダイオード４０と同様、昇圧動作時の電流の逆流（電源４に向かう方向の流れ）を防止することができる。スイッチ制御部９２Ａは、上述した第２状態において、第３スイッチ４２が閉じた状態を形成する。これにより、上述したバックアップ可能状態において、モータ駆動回路６１，６２，６３には電源４の電源電圧が供給される。スイッチ制御部９２Ａは、上述した第３状態において、第３スイッチ４２が閉じた状態を形成する。これにより、上述した昇圧停止状態において、モータ駆動回路６１，６２，６３には電源４の電源電圧が供給される。
【００６１】
図５に示すモータ駆動装置６Ａによっても、図１に示したモータ駆動装置６と同様の効果が奏される。尚、図１に示したモータ駆動装置６は、図５に示すモータ駆動装置６Ａに比べて、スイッチ制御部９２Ａによる第３スイッチ４２の制御が不要である点で簡易な構成となる。
【００６２】
図６は、更なる他の一例によるモータ駆動装置６Ｂを含むシステム１Ｂの構成を概略的に示す図である。
【００６３】
図６に示すモータ駆動装置６Ｂは、図１に示したモータ駆動装置６に対して、第１接続ライン３０がコイル１１と電源４との間を、昇圧回路１０の出力部１４に接続する点が主に異なる。即ち、図１に示したモータ駆動装置６では、第１接続ライン３０は、コイル１１と第１スイッチ２０との間を、昇圧回路１０の出力部１４に接続するが、図６に示すモータ駆動装置６Ｂでは、第１接続ライン３０は、コイル１１と電源４との間を、昇圧回路１０の出力部１４に接続する。
【００６４】
図６に示すモータ駆動装置６Ｂによっても、図１に示したモータ駆動装置６と同様の効果が奏される。図６に示すモータ駆動装置６Ｂでは、バックアップ可能状態や昇圧停止状態において、コイル１１が抵抗成分とならない点で、図１に示したモータ駆動装置６よりも有利となる。但し、図６に示すモータ駆動装置６Ｂにおいて、フィルタとして機能するコイルを第１接続ライン３０に設けてもよい。
【００６５】
尚、図６に示すモータ駆動装置６Ｂにおいても、図５に示した例による変形が可能である。即ち、図６に示すモータ駆動装置６Ｂにおいても、ダイオード４０が第３スイッチ４２（制限手段の他の一例）に置換される等が可能である。
【００６６】
尚、図６に示すモータ駆動装置６Ｂでは、第１接続ライン３０は、昇圧回路１０と共通の接続ライン５６を介して電源４に接続されているが、昇圧回路１０とは別の接続ライン（図示せず）を介して電源４に接続されてもよい。
【００６７】
図７は、更なる他の一例によるモータ駆動装置６Ｃを含むシステム１Ｃの構成を概略的に示す図である。
【００６８】
図７に示すモータ駆動装置６Ｃは、図６に示したモータ駆動装置６Ｂに対して、第１スイッチ２０がコイル１１よりも電源４に近い側に設けられる点が異なる。このように、第１スイッチ２０は、昇圧回路１０の第１上下アーム１２の中点と電源４との間の任意の個所に設けられてもよい。但し、図７に示すモータ駆動装置６Ｃにおいても、図１に示したモータ駆動装置６と同様、第１接続ライン３０は、第１スイッチ２０を介さずに電源４を昇圧回路１０の出力部１４に接続する。即ち、第１スイッチ２０は、第１接続ライン３０の電源４側の接続点Ｐとコイル１１との間に設けられる。
【００６９】
図７に示すモータ駆動装置６Ｃによっても、図１に示したモータ駆動装置６と同様の効果が奏される。図７に示すモータ駆動装置６Ｃでは、バックアップ可能状態や昇圧停止状態において、コイル１１が抵抗成分とならない点で、図１に示したモータ駆動装置６よりも有利となる。但し、図７に示すモータ駆動装置６Ｃにおいて、フィルタとして機能するコイルを第１接続ライン３０に設けてもよい。
【００７０】
尚、図７に示すモータ駆動装置６Ｃにおいても、図５に示した例による変形が可能である。即ち、図７に示すモータ駆動装置６Ｃにおいても、ダイオード４０が第３スイッチ４２（制限手段の他の一例）に置換される等が可能である。
【００７１】
尚、図７に示すモータ駆動装置６Ｃでは、第１接続ライン３０は、昇圧回路１０と共通の接続ライン５６を介して電源４に接続されているが、昇圧回路１０とは別の接続ライン（図示せず）を介して電源４に接続されてもよい。
【００７２】
図８は、更なる他の一例によるモータ駆動装置６Ｄを含むシステム１Ｄの構成を概略的に示す図である。
【００７３】
図８に示すモータ駆動装置６Ｄは、図１に示したモータ駆動装置６に対して、高電圧を扱う車両駆動装置用の回路構成を備える点が異なる。各スイッチング素子Ｑ１乃至Ｑ４は、図８に示すように、例えばパワー半導体素子としてのＩＧＢＴである。また、図８に示すシステム１Ｄは、図１に示したシステム１に対して、多相モータ３Ｄが車両走行用モータである点が異なる。また、図８に示すシステム１Ｄは、図１に示したシステム１に対して、電源４Ｄが高電圧（例えば１００Ｖを超える電圧）のバッテリにより形成される点が異なる。多相モータ３Ｄは、例えば、アクセル開度等に応じた駆動トルクを生成する。この場合、多相モータ３Ｄ及びモータ駆動装置６Ｄは、車両駆動装置を形成する。車両駆動装置は、ハイブリッド車や電気自動車に搭載できる。
【００７４】
尚、図８に示す例では、電流センサ８０がモータ駆動ライン５０に設けられるが、この点の相違は本質的でない。尚、電流センサ８０及び８２は、ＩＧＢＴに内蔵されてよいセンスエミッタにより代替えされてもよい。図８に示すモータ駆動装置６Ｄの基本動作は、図１に示したモータ駆動装置６と同じである。各スイッチング素子Ｑ１乃至Ｑ４に関する図８の説明は、上記の説明において、ドレイン及びソースを、コレクタ及びエミッタとそれぞれ読み替えればよい。
【００７５】
図８に示すモータ駆動装置６Ｄによっても、図１に示したモータ駆動装置６と同様の効果が奏される。尚、図８に示すモータ駆動装置６Ｄにおいても、図５乃至図７に示した例による変形が可能である。
【００７６】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【００７７】
例えば、図４に示す例では、昇圧回路１０が異常を示す場合は、スイッチ制御部９２は、第１スイッチ２０が開き、且つ、第２スイッチ７１乃至７３のそれぞれが、多相モータ３を、対応する相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態（昇圧停止状態）を形成するが、昇圧回路１０の異常の内容に応じて制御方法を変えてもよい。例えば、昇圧回路１０の異常が下アームのスイッチング素子Ｑ２のオープン故障である場合は、第１スイッチ２０が閉じ、且つ、第２スイッチ７１乃至７３のそれぞれが、多相モータ３を、対応する相に係る第２上下アーム６６の中点に接続する状態を形成してもよい。この場合、モータ駆動制御部９１は、昇圧回路１０の動作を停止させてよい。この場合は、多相モータ３は、ダイオードＤ１及び第２接続ライン５２を介して電源４の電源電圧（昇圧されない電圧）に基づいて、依然としてアシストトルクを発生できる。この場合、モータ駆動制御部９１は、モータ駆動回路６１，６２，６３のそれぞれの第２上下アーム６６のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を制御して、多相モータ３によりアシストトルクを必要に応じて発生させる。
【符号の説明】
【００７８】
６，６Ａ    モータ駆動装置
９，９Ａ    制御装置
１０    昇圧回路
１１    コイル
１２    第１上下アーム
２０    第１スイッチ
３０    第１接続ライン
４０    ダイオード
４２    第３スイッチ
５０    モータ駆動ライン
５２    第２接続ライン
６１，６２，６３    モータ駆動回路
６６    第２上下アーム
７１，７２，７３    第２スイッチ
【図１】
2016127695.tif 000003
【図２】
2016127695.tif 000004
【図３】
2016127695.tif 000005
【図４】
2016127695.tif 000006
【図５】
2016127695.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016127695.tif 000009
【図８】
2016127695.tif 000010