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1. WO2015015878 - 電力変換装置、電動パワーステアリングシステム、電気自動車、電子制御スロットル、電動ブレーキ

公開番号 WO/2015/015878
公開日 05.02.2015
国際出願番号 PCT/JP2014/063632
国際出願日 23.05.2014
IPC
H02M 7/48 2007.01
H電気
02電力の発電,変換,配電
M交流-交流,交流-直流または直流-直流変換装置,および主要な,または類似の電力供給システムと共に使用するための装置:直流または交流入力-サージ出力変換;そのための制御または調整
7交流入力一直流出力変換;直流入力―交流出力変換
42直流入力―交流出力変換であって非可逆的なもの
44静止型変換器によるもの
48制御電極をもつ放電管または制御電極をもつ半導体装置を用いるもの
B62D 5/04 2006.01
B処理操作;運輸
62鉄道以外の路面車両
D自動車;付随車
5動力補助または動力駆動される操向
04電気的なもの,例.操向伝動装置に,連結され,またはその一部を形成する電気サーボモータを用いるもの
H02M 7/537 2006.01
H電気
02電力の発電,変換,配電
M交流-交流,交流-直流または直流-直流変換装置,および主要な,または類似の電力供給システムと共に使用するための装置:直流または交流入力-サージ出力変換;そのための制御または調整
7交流入力一直流出力変換;直流入力―交流出力変換
42直流入力―交流出力変換であって非可逆的なもの
44静止型変換器によるもの
48制御電極をもつ放電管または制御電極をもつ半導体装置を用いるもの
53制御信号の連続的印加を必要とする三極管またはトランジスタ型式の装置を用いるもの
537半導体装置のみを用いるもの(例.1石型インバータ)
H02M 7/5387 2007.01
H電気
02電力の発電,変換,配電
M交流-交流,交流-直流または直流-直流変換装置,および主要な,または類似の電力供給システムと共に使用するための装置:直流または交流入力-サージ出力変換;そのための制御または調整
7交流入力一直流出力変換;直流入力―交流出力変換
42直流入力―交流出力変換であって非可逆的なもの
44静止型変換器によるもの
48制御電極をもつ放電管または制御電極をもつ半導体装置を用いるもの
53制御信号の連続的印加を必要とする三極管またはトランジスタ型式の装置を用いるもの
537半導体装置のみを用いるもの(例.1石型インバータ)
5387ブリッジ構成におけるもの
H02P 27/06 2006.01
H電気
02電力の発電,変換,配電
P電動機,発電機,回転変換機の制御または調整;変圧器,リアクトルまたはチョークコイルの制御
27供給電圧の種類に特徴を有する交流電動機の制御装置または制御方法
04可変周波数の供給電圧,例.インバータまたはコンバータ供給電圧,を使用するもの
06直流-交流コンバータまたはインバータを用いるもの
CPC
B62D 5/0484
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
5Power-assisted or power-driven steering
04electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
0457characterised by control features of the drive means as such
0481monitoring the steering system, e.g. failures
0484for reaction to failures, e.g. limp home
B62D 5/0487
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
5Power-assisted or power-driven steering
04electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
0457characterised by control features of the drive means as such
0481monitoring the steering system, e.g. failures
0487detecting motor faults
H02H 7/1225
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
7Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
10for converters; for rectifiers
12for static converters or rectifiers
122for inverters, i.e. dc/ac converters
1225responsive to internal faults, e.g. shoot-through
H02M 2001/325
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
1Details of apparatus for conversion
32Means for protecting converters other than automatic disconnection
325with means for allowing continuous operation despite a fault, i.e. fault tolerant converters
H02M 7/5387
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
7Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
44by static converters
48using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
53using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
537using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
5387in a bridge configuration
H02P 27/04
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
27Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
04using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
出願人
  • 日立オートモティブシステムズ株式会社 HITACHI AUTOMOTIVE SYSTEMS, LTD. [JP/JP]; 茨城県ひたちなか市高場2520番地 2520, Takaba, Hitachinaka-shi, Ibaraki 3128503, JP
発明者
  • 金川 信康 KANEKAWA Nobuyasu; JP
  • 小林 良一 KOBAYASHI Ryoichi; JP
  • 小関 知延 KOSEKI Tomonobu; JP
代理人
  • 井上 学 INOUE Manabu; 東京都千代田区丸の内一丁目6番1号 株式会社日立製作所内 c/o HITACHI, LTD., 6-1, Marunouchi 1-chome, Chiyoda-ku, Tokyo 1008220, JP
優先権情報
2013-16092902.08.2013JP
公開言語 (言語コード) 日本語 (JA)
出願言語 (言語コード) 日本語 (JA)
指定国 (国コード)
発明の名称
(EN) POWER CONVERSION DEVICE, ELECTRIC POWER STEERING SYSTEM, ELECTRIC VEHICLE, ELECTRONIC CONTROL THROTTLE, AND ELECTRIC BRAKE
(FR) DISPOSITIF DE CONVERSION D'ÉNERGIE, SYSTÈME DE DIRECTION ASSISTÉE ÉLECTRIQUE, VÉHICULE ÉLECTRIQUE, PAPILLON À COMMANDE ÉLECTRONIQUE ET FREIN ÉLECTRIQUE
(JA) 電力変換装置、電動パワーステアリングシステム、電気自動車、電子制御スロットル、電動ブレーキ
要約
(EN)
The first purpose of the present invention is to increase the reliability of, extend the life of, and reduce the size of a means for, when a failure occurs, disconnecting a failed phase and connecting a drive circuit to a motor terminal to be driven and to achieve a high-speed protective operation. Therefore, according to the present invention, in a power conversion device connected to each phase of and the neutral point of a four-phase or three-phase motor, semiconductor elements are used as a means for disconnecting a failed phase and connecting a drive circuit to a motor terminal to be driven. Further, when the above means is made of a semiconductor, the second purpose of the present invention is to, even when, in addition to a short-circuit failure of MOSFETs constituting an inverter, a ground/supply fault occurs on any of phase output lines, interrupt the phase output without allowing the motor to perform regenerative braking. Therefore, according to the present invention, a diode connected in parallel with a semiconductor switching element is connected in a direction in which a current path between a power supply and the ground is not formed and in a direction in which a current path between a motor winding and the power supply and a current path between the motor winding and the ground are not formed.
(FR)
La présente invention vise, selon un premier objet, à augmenter la fiabilité d'un moyen, à prolonger sa longévité et à réduire sa taille pour, lorsqu'une panne se produit, déconnecter une phase défaillante et connecter un circuit d'entraînement à une borne de moteur à entraîner et à obtenir une opération de protection haute vitesse. Par conséquent, selon la présente invention, dans un dispositif de conversion d'énergie connecté à chaque phase et au point neutre d'un moteur tétraphasé ou triphasé, des éléments à semi-conducteurs sont utilisés comme un moyen destiné à déconnecter une phase défaillante et à connecter un circuit d'entraînement à une borne de moteur à entraîner. De plus, lorsque ledit moyen est composé d'un semi-conducteur, le second objet de la présente invention est, même lorsque, en plus d'une panne de court-circuit de MOSFET constituant un onduleur, un défaut d'alimentation/de masse se produit sur l'une quelconque des lignes de sortie de phase, d'interrompre la sortie de phase sans permettre au moteur d'effectuer un freinage par récupération. Par conséquent, selon la présente invention, une diode connectée en parallèle avec un élément de commutation à semi-conducteur est connectée dans une direction dans laquelle un chemin de courant entre l'alimentation électrique et la masse ne se forme pas et dans une direction dans laquelle un chemin de courant entre un enroulement du moteur et l'alimentation électrique et un chemin de courant entre l'enroulement du moteur et la masse ne se forment pas.
(JA)
故障時に故障した相を切り離し、駆動すべきモータ端子に駆動回路を接続する手段の高信頼化、長寿命化、小型化、保護動作の高速化を達成することを第1の目的とする。そのために、本発明では、4相モータ、または3相モータの各相および中性点に接続された電力変換装置において、故障した相を切り離し、駆動すべきモータ端子に駆動回路を接続する手段として半導体素子を用いる。さらに、上記手段の半導体化に際して、インバータを構成するMOSFETの短絡故障に加えて、相出力線のいずれかが地絡/天絡した場合でも、モータを回生制動させずに、当該出力を遮断することを第2の目的とする。そのために、本発明では、半導体スイッチング素子と並列に接続されたダイオードが、電源とグランドの間の電流経路を形成しない方向に接続され、さらに、ダイオードがモータの巻き線と電源の間の電流経路およびモータの巻き線とグランドの間の電流経路を形成しない方向に接続されている。
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