CN108702129A - 电子控制装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

电子控制装置包括：第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路，通过上臂开关元件和下臂开关元件驱动具有第1绕线组、第2绕线组的多相电机，上臂开关元件和下臂开关元件对这些第1绕线组、第2绕线组的每个绕组进行选择性导通/截止操作。将第1***的逆变器电路中的全相的上臂开关元件导通而对第1绕线组提供高电位，并且将第2***的逆变器电路中的全相的下臂开关元件导通而将第2绕线组控制为低电位状态。而且，在第2***的逆变器电路的下臂开关元件中流动的电流值为规定值以上的情况下，判定为在第1***、第2***间有通电异常。

Description

电子控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及驱动具有多个绕线组的多相电机的电子控制装置及其控制方法，例如适用于电动助力转向(EPS)装置和线控转向用的电机控制。
背景技术
以往，在EPS装置中发生了故障时，停止辅助并转移到手动转向是主流。但是，因车辆的大型化等，而出现了捕捉突然变为手动转向是危险的倾向，在行驶中不突然停止辅助的需求不断提高。
为了应对这样的需求，例如在专利文献1中，通过驱动电机的逆变器的2***化而形成可以容许1***的故障那样的***结构。但是，在由多个***的逆变器驱动具有多个绕线组的电机的***中，在***间的短路(各相线间的短路、电机内部的短路等)时各***的输出发生冲突而无法按照预期来控制对电机的通电。
因此，在专利文献2中，为了容易检测***间短路，将从第1***的逆变器输出的脉宽调制(Pulse Width Modulation(PWM))信号的中心电压和从第2***的逆变器输出的PWM信号的中心电压设为不同的值并具有电位差，在***间短路时增大从第1***的逆变器流入到第2***的逆变器中的电流。由此，通过错开原来为“0”的电流检测值的3相和，可以检测***间短路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-152027号公报
专利文献2：日本特开2014-176229号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，不通过电机绕组的短路电流为脉冲状，所以存在不在PWM输出的电位差发生的瞬间检测电流就无法捕捉故障的问题。例如在下游分流方式的情况下，一般是在低输出期间的中间地点进行电流检测并进行A/D转换，但由于没有***间的电位差，所以短路电流未被捕捉。因此，在第1***的PWM脉冲和第2***的PWM脉冲中发生电位差的较短的期间内，需要将电流值进行A/D转换，控制器即微计算机(CPU)的负荷增大。
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供可以检测***间短路而不增大控制器的处理负荷的电子控制装置及其控制方法。
解决问题的方案
本发明的电子控制装置包括：电机，具有第1***的多相绕线组、第2***的多相绕线组；第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路，设置在所述电机的所述第1***、所述第2***的多相绕线组的每个相中，具有被选择性导通/截止控制的上臂开关元件及下臂开关元件；以及控制器，其为控制所述第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路的控制器，在将所述第1***的逆变器电路中的全相的上臂开关元件或下臂开关元件导通，将所述第2***的逆变器电路中的全相的下臂开关元件或上臂开关元件导通的状态下，基于在所述第2***的逆变器电路的下臂开关元件或上臂开关元件中流动的电流值，判定所述第1***和所述第2***间有无通电异常。
此外，本发明的电子控制装置的控制方法，该电子控制装置包括：具有第1***的多相绕线组、第2***的多相绕线组的电机；设置在所述电机的所述第1***、所述第2***的多相绕线组的每个相中，具有被选择性导通/截止控制的上臂开关元件及下臂开关元件的第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路，该控制方法包括：将所述第1***的逆变器电路中的全相的上臂开关元件或下臂开关元件导通，并将所述第2***的逆变器电路中的全相的下臂开关元件或上臂开关元件导通的步骤；检测在所述第2***的逆变器电路的下臂开关元件或上臂开关元件中流动的电流值的步骤；以及基于检测出的电流值，判定所述第1***和所述第2***间有无通电异常的步骤。
发明的效果
在本发明中，将第1***的逆变器电路中的全相的上臂开关元件(或下臂开关元件)导通而对第1绕线组提供高电位(或控制为低电位状态)，并且将第2***的逆变器电路中的全相的下臂开关元件(或上臂开关元件)导通而将第2绕线组控制为低电位状态(或提供高电位)。在这种状态下，基于在第2***的逆变器电路的下臂开关元件(或上臂开关元件)中流动的电流值，检测第1***、第2***间有无通电异常，所以不增大控制器的处理负荷而可以检测***间短路。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的电子控制装置的结构例子的电路图。
图2是表示图1中的第1***的逆变器电路和其电流检测电路的结构例子的电路图。
图3是表示图1中的第2***的逆变器电路和其电流检测电路的结构例子的电路图。
图4是表示图1中的第1相电位检测电路、第2相电位检测电路的结构例子的电路图。
图5是表示适用了图1至图4所示的电子控制装置的电动助力转向装置的概略结构图。
图6是表示本发明的第1实施方式的电子控制装置的控制方法的一部分的流程图。
图7是表示本发明的第1实施方式的电子控制装置的控制方法的一部分的流程图。
图8A是比较并示出以往的第1***、第2***的PWM信号的波形图。
图8B是比较并示出本发明中的第1***、第2***的PWM信号的波形图。
图9是表示图1中的第1***的逆变器电路和其电流检测电路的另一结构例子的电路图。
图10是表示图1中的第2***的逆变器电路和其电流检测电路的另一结构例子的电路图。
图11是表示本发明的第2实施方式的电子控制装置中的第1***的逆变器电路和其电流检测电路的结构例子的电路图。
图12是表示本发明的第2实施方式的电子控制装置中的第2***的逆变器电路和其电流检测电路的结构例子的电路图。
图13是表示本发明的第2实施方式的电子控制装置的控制方法的一部分的流程图。
图14是表示本发明的第2实施方式的电子控制装置的控制方法的一部分的流程图。
图15是表示本发明的第2实施方式的电子控制装置中的第1***的逆变器电路和其电流检测电路的另一结构例子的电路图。
图16是表示本发明的第2实施方式的电子控制装置中的第2***的逆变器电路和其电流检测电路的另一结构例子的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
[第1实施方式]
图1至图4分别表示本发明的第1实施方式的电子控制装置的结构例子，图5表示适用了该电子控制装置的EPS装置的概略结构。首先，简单地说明EPS装置，接着说明在该EPS装置中控制辅助转向力的多相电机的电子控制装置。
如图5所示，EPS装置包括方向盘10、转向转矩检测传感器11、辅助用的多相电机12、以及控制该多相电机12的电子控制装置13等而构成。此外，在内部包含转向轴14的转向柱15内，设有上述转向转矩检测传感器11及减速机16。
然后，在驾驶员进行转向操作时，通过转向转矩检测传感器11检测在转向轴14上产生的转向转矩，基于转向转矩信号S1和车速信号S2等，通过由电子控制装置13驱动控制多相电机12，从多相电机12产生与车辆的行驶状态对应的转向助力。由此，若在转向轴14的前端设置的小齿轮17旋转，则通过齿条轴18在行进方向左右水平移动，驾驶员的转向操作传递到车轮(轮胎)19而改变车辆的方向。
接着，通过图1至图4详细地说明本发明的第1实施方式的电子控制装置。如图1所示，多相(本例子中为3相)电机12具有第1绕线组12a、第2绕线组12b(第1***的多相绕线组、第2***的多相绕线组)。第1绕线组12a包括U相绕组Ua、V相绕组Va及W相绕组Wa，第2绕线组12b包括U相绕组Ub、V相绕组Vb及W相绕组Wb。各个绕线组12a、12b构成为可由电子控制装置13的第1***的驱动电路21a和第2***的驱动电路21b单独地驱动。在3相电机12的转子12d中设置角度传感器12e。由该角度传感器12e检测出的与转子12d的旋转角对应的信号(角度检测信号)S13被输入到用作控制器的微计算机(CPU)20。
第1***的驱动电路21a包括逆变器电路22a、该逆变器电路22a的驱动器23a、电容器24a、电源继电器(半导体继电器)25a、该电源继电器25a的驱动器26a及电流检测电路27a等而构成。该驱动电路21a由微计算机20控制。该微计算机20还具有作为检测故障的诊断装置的功能。在本例子中，在驱动电路21a和3相电机12的U相绕组Ua、V相绕组Va及W相绕组Wa之间的驱动线路(通电路径)1U、1V、1W中，设有用作通电断路元件的相继电器28U、28V、28W。
逆变器电路22a的电源线37a通过电源继电器25a连接到电池(电源)BA。在电源线37a和接地点间，连接着电容器24a。电容器24a辅助从电池BA对逆变器电路22a的供电，同时除去浪涌电流等的噪声成分。在电源继电器25a中，使用具有寄生二极管Da的N沟道型MOSFET。
驱动器23a包括：与驱动逆变器电路22a中的U相、V相及W相的上臂开关元件(上游侧驱动元件)分别对应的H侧驱动器单元；以及与下臂开关元件(下游侧驱动元件)分别对应的L侧驱动器单元。在各H侧驱动器单元的输出端分别连接上臂开关元件的控制端，由微计算机20进行选择性导通/截止控制。此外，在各L侧驱动器单元的输出端分别连接下臂开关元件的控制端，由微计算机20进行选择性导通/截止控制。而且，在驱动器26a的输出端，连接用作电源继电器25a的N沟道型MOSFET的栅极，由微计算机20进行选择性导通/截止控制。
逆变器电路22a的输出从驱动线路1U、1V、1W通过具有用作相继电器28U、28V、28W的N沟道型MOSFET的漏极和源极间，分别供给到绕线组12a的U相绕组Ua、V相绕组Va及W相绕组Wa。虽未图示，但这些相继电器28U、28V、28W由微计算机20进行选择性导通/截止控制，进行逆变器电路22a和绕线组12a间的通电和断电。在用作相继电器28U、28V、28W的MOSFET中，形成从源极向漏极的正向的寄生二极管。
在上述U相的驱动线路1U和电池BA间，连接用作对驱动线路1U施加并保持中间电位的电位施加电路的上拉电阻6a。上拉电阻6a使得将电池BA的电压和接地电位的中间电位施加给U相的驱动线路1U。这里，代表性地表示了在U相的驱动线路1U连接上拉电阻6a的例子，但也可以连接到V相的驱动线路1V或W相的驱动线路1W。各驱动线路1U、1V、1W的相电位由相电位检测电路4a检测，输入到微计算机20。
此外，与第2***的驱动电路21b同样，也包含逆变器电路22b、该逆变器电路22b的驱动器23b、电容器24b、电源继电器(半导体继电器)25b、该电源继电器25b的驱动器26b及电流检测电路27b等而构成。该驱动电路21b由微计算机20控制。在驱动电路21b和3相电机12的U相绕组Ub、V相绕组Vb及W相绕组Wb之间的驱动线路(通电路径)2U、2V、2W中，设有作为通电断路元件作用的相继电器29U、29V、29W。
逆变器电路22b的电源线37b通过电源继电器25b连接到电池BA。在电源线37b和接地点间，连接着电容器24b。电容器24b辅助从电池BA向逆变器电路22b的供电，同时除去浪涌电流等的噪声成分。在电源继电器25b中，使用具有寄生二极管Db的N沟道型MOSFET。
驱动器23b包括：与驱动逆变器电路22b中的U相、V相及W相的上臂开关元件(上游侧驱动元件)分别对应的H侧驱动器单元；以及与下臂开关元件(下游侧驱动元件)分别对应的L侧驱动器单元。在各H侧驱动器单元的输出端分别连接上臂开关元件的控制端，由微计算机20进行选择性导通/截止控制。此外，在各L侧驱动器单元的输出端分别连接下臂开关元件的控制端，由微计算机20进行选择性导通/截止控制。而且，在驱动器26b的输出端，连接用作电源继电器25b的N沟道型MOSFET的栅极，由微计算机20进行选择性导通/截止控制。
逆变器电路22b的输出从驱动线路2U、2V、2W通过用作相继电器29U、29V、29W的N沟道型MOSFET的漏极和源极间，分别供给到绕线组12b的U相绕组Ub、V相绕组Vb及W相绕组Wb。虽未图示，但这些相继电器29U、29V、29W与相继电器28U、28V、28W同样地由微计算机20进行选择性导通/截止控制，进行逆变器电路22b和绕线组12b间的通电和断电。在用作相继电器29U、29V、29W的MOSFET中，形成从源极向漏极的正向的寄生二极管。
在上述U相的驱动线路2U和电池BA间，连接用作对驱动线路2U施加并保持中间电位的电位施加电路的上拉电阻6b。上拉电阻6b将电池BA的电压和接地电位的中间电位施加给U相的驱动线路2U。这里，代表性地表示在U相的驱动线路2U中连接上拉电阻6b的例子，但也可以连接到V相的驱动线路2V或W相的驱动线路2W。各驱动线路2U、2V、2W的相电位由相电位检测电路4b检测，输入到微计算机20。
在主控制器即微计算机20中，从EPS装置输入转向转矩信号S1及车速信号S2。此外，输入电子控制装置13的电流检测电路27a、27b的检测信号S3～S8、以及与由相电位检测电路4a、4b检测出的相电位对应的信号S9a～S11a、S9b～S11b等。而且，从设在3相电机12中的角度传感器12e输入角度检测信号S13。微计算机20基于上述信号S3～S8、S9a～S11a、S9b～S11b、S12a、S12b等，进行在绕线组12a、12b间或逆变器电路22a、22b间是否发生短路异常的诊断。然后，在未发生短路异常的情况下，基于信号S1、S2、S13等，通过控制驱动电路21a、21b而驱动3相电机12，产生与车辆的行驶状态对应的转向助力。
图2表示图1中的逆变器电路22a和电流检测电路27a的结构例子。逆变器电路22a是包括了3组开关元件的3相桥式电路结构，3组开关元件通过驱动线路1U、1V、1W，对每个相分别驱动3相电机12的U相绕组Ua、V相绕组Va及W相绕组Wa。在本例子中，各开关元件由N沟道型MOSFET31～36构成。电流检测电路27a由用作电流检测元件的电流检测电阻38a～40a和分别放大由这些电流检测电阻38a～40a检测出的电压(分别对应于在3相桥式电路中流动的电流)的缓冲器47a～49a构成。
MOSFET31、32的漏极和源极间串联连接在电源线37a和电流检测电阻38a的一端之间，在该共同连接点上连接着驱动线路1U的一端。MOSFET33、34的漏极和源极间串联连接在电源线37a和电流检测电阻39a的一端之间，在该共同连接点上连接着驱动线路1V的一端。此外，MOSFET35、36的漏极和源极间串联连接在电源线37a和电流检测电阻40a的一端之间，在该共同连接点上连接着驱动线路1W的一端。
各电流检测电阻38a～40a的另一端连接到电源的负侧端子并接地，由这些电流检测电阻38a～40a检测出的电压分别输入到缓冲器47a～49a。各缓冲器47a～49a的输出作为与在逆变器电路22a中流动的电流对应的检测信号S3～S5(对应于U相电流检测值Uai、V相电流检测值Vai及W相电流检测值Wai)输入到微计算机20。
再者，正向连接在各MOSFET31～36中的源极和漏极间的二极管D1～D6是寄生二极管。
图3表示图1中的逆变器电路22b和电流检测电路27b的结构例子。逆变器电路22b与逆变器电路22a为相同电路结构，是包括了3组开关元件的3相桥式电路结构，3组开关元件通过驱动线路2U、2V、2W，对每相分别驱动3相电机12的U相绕组Ub、V相绕组Vb及W相绕组Wb。这里，各开关元件也由N沟道型MOSFET41～46构成。此外，与电流检测电路27a同样，电流检测电路27b由电流检测电阻38b～40b和分别放大由这些电流检测电阻38b～40b检测出的电压(分别对应于在3相桥式电路中流动的电流)的缓冲器47b～49b构成。
MOSFET41、42中，漏极和源极间串联连接在电源线37b和电流检测电阻38b的一端之间，在该共同连接点上连接驱动线路2U的一端。在MOSFET43、44中，漏极和源极间串联连接在电源线37b和电流检测电阻39b的一端之间，在该共同连接点上连接驱动线路2V的一端。此外，在MOSFET45、46中，漏极和源极间串联连接在电源线37b和电流检测电阻40b的一端之间，在该共同连接点上连接驱动线路2W的一端。
各电流检测电阻38b～40b的另一端接地，由这些电流检测电阻38b～40b检测出的电压分别供给到缓冲器47b～49b。各缓冲器47b～49b的输出作为与在逆变器电路22b中流动的电流对应的检测信号S6～S8(对应于U相电流检测值Ubi、V相电流检测值Vbi及W相电流检测值Wbi)输入到微计算机20。
再者，在各MOSFET41～46中的源极和漏极间正向连接的二极管D7～D12是寄生二极管。
图4表示图1中的相电位检测电路4a、4b的结构例子。该相电位检测电路4a、4b对每相检测从逆变器电路22a、22b至绕线组12a、12b的驱动线路1U、1V、1W及2U、2V、2W的电位。相电位检测电路4a由在各驱动线路1U、1V、1W和接地点间分别串联连接的电阻R1、R2、电阻R3、R4及电阻R5、R6构成。相电位检测电路4b由在各驱动线路2U、2V、2W和接地点间分别串联连接的电阻R7、R8、电阻R9、R10及电阻R11、R12构成。
而且，电阻R1和R2的连接点、电阻R3和R4的连接点及电阻R5和R6的连接点的电位作为与绕线组12a的U相绕组Ua、V相绕组Va及W相绕组Wa的检测电位对应的信号S9a～S11a输入到微计算机20。此外，电阻R7和R8的连接点、电阻R9和R10的连接点及电阻R11和R12的连接点的电位作为与绕线组12b的U相绕组Ub、V相绕组Vb及W相绕组Wb的检测电位对应的信号S9b～S11b输入到微计算机20。
接着，通过图6及图7的流程图说明上述图1至图4所示的电子控制装置的故障诊断动作。该故障诊断动作在3相电机12的控制中按规定的时间间隔(例如msec单位)起动并执行，大致如下。即，使第1***的载波的相位对于第2***的载波进行反转而生成驱动逆变器电路22a的PWM信号(反转的控制信号脉冲)。换句话说，将第1***和第2***的载波错开，在另一***为全部相高而本***即电流检测侧为全部相低时进行电流检测(进行检测出的电流值的A/D转换)。
以往，如图8A所示，需要在第1***的PWM信号和第2***的PWM信号中发生电位差的期间Δt1、Δt2内将电流值进行A/D转换，成为控制器的负荷增大的主要因素。相对于此，在本发明中，如图8B所示，使第1***的载波的相位反转。这样一来，成为第1***的高输出的全部相高的中间时刻t0和第2***的全部相低输出的中间时刻t0重叠的形式，所以在该定时电流应该从第1***流入第2***。此外，控制上频繁使用的电流检测的A/D转换的定时也为该中间时刻t0，所以如果在相同的定时检测电流而校验3相和，则知道是正常还是异常。通过执行这样的诊断动作，可以检测***间短路而不增大微计算机20的处理负荷。
在诊断动作中，将第1***的逆变器电路22a中的全相的上臂开关元件即MOSFET31、33、35导通而对第1绕线组12a提供高电位，并且将第2***的逆变器电路22b中的全相的下臂开关元件即MOSFET42、44、46导通而将第2绕线组12b控制为低电位状态。在这种状态下，由电流检测电路27b检测在第2***的逆变器电路22b的下臂开关元件即MOSFET42、44、46的电流通路中流动的电流值，在3相和为规定值以上的情况下，判定为第1***、第2***间有通电异常。
此外，对于第2***的逆变器电路22b，也执行与第1***的逆变器电路22a同样的诊断动作。
另一方面，在通常动作时，从第1***的驱动电路21a和第2***的驱动电路21b对3相电机12供给通电电流，以相加了这些电流的***合计的通电电流值驱动。在使用第1驱动电路21a、第2驱动电路21b的通常辅助状态中，微计算机20对驱动器23a、23b输出PWM信号。此外，对驱动器26a、26b输出使电源继电器25a、25b导通的信号。驱动器23a、23b中的各H侧驱动器和L侧驱动器分别基于PWM信号，对第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路22a、22b中的各MOSFET31～36、41～46的栅极分别供给基于PWM信号的驱动信号而进行选择性导通/截止控制。
然后，将3相电机12通过驱动线路1U、1V、1W由驱动电路21a进行3相驱动，同时通过驱动线路2U、2V、2W由驱动电路21b进行3相驱动。此时，通过基于转向转矩信号S1和车速信号S2等而使PWM信号的占空可变，控制3相电机12的输出转矩，使辅助力改变。
此外，因在第1***和第2***中同时地进行故障检测，为了防止两方的***发生动作停止，执行下述的判定过程。首先，如图6所示，判定第1***的动作是否停止(步骤ST1)，如果停止，则对第1***的停止转移计数器C1的计数值C1a进行“+1”(步骤ST2)，如果未停止，则判定第2***的动作是否停止(步骤ST3)。
在步骤ST3中，若判定为第2***的动作停止，则对第2***的停止转移计数器C2的计数值C2b进行“+1”(步骤ST4)，如果未停止，则判定第2***的停止转移计数器C2的计数值C2b是否为0或5(步骤ST5)。
在步骤ST5中，在判定为计数值C2b是0或5的情况下，判定第1***的电流检测电路27a中的U相电流检测值Uai、V相电流检测值Vai及W相电流检测值Wai之和是否在5A(5安培)以下，即判定是否“Uai+Vai+Wai≤5A”(步骤ST6)。然后，如果“Uai+Vai+Wai≤5A”，则将第1***的异常计数器C3清零(步骤ST7)，如果“Uai+Vai+Wai＞5A”，则对第1***的异常计数器C3的计数值C3a进行“+1”(步骤ST8)。在步骤ST7中，在将第1***的异常计数器C3清零后，移动到图7的步骤ST12，判定第1***的停止转移计数器C1的计数值C1a是否为0或5。
在步骤ST9中，判定第1***的异常计数器C3的计数值C3a是否为“C3a≥5”，如果“C3a≥5”，则使第1***的动作停止(步骤ST10)。在第1***的动作停止中，例如通过使逆变器电路22a的各MOSFET31～36处于截止状态，从而使逆变器电路22a的输出处于高阻抗状态。如果“C3a＜5”，则移动到步骤ST12。
在上述步骤ST5中，在判定为计数值C2b不为0或5的情况下，将第1***的异常计数器C3清零，移动到图7的步骤ST13(步骤ST11)。
在步骤ST12中，判定第1***的停止转移计数器C1的计数值C1a是否为0或5，在判定为计数值C1a是0或5的情况下，判定第2***的电流检测电路27b中的U相电流检测值Ubi、V相电流检测值Vbi及W相电流检测值Wbi之和是否为5A(5安培)以下，即“Ubi+Vbi+Wbi≤5A”(步骤ST13)。然后，如果“Ubi+Vbi+Wbi≤5A”，则将第2***的异常计数器C4清零并结束(步骤ST14)。
另一方面，如果“Ubi+Vbi+Wbi＞5A”，则将第2***的异常计数器C4的计数值C4b进行“+1”(步骤ST15)。在步骤ST16中，判定第2***的异常计数器C4的计数值C4b是否为“C4b≥5”，如果“C4b≥5”，则将第2***的动作停止后结束(步骤ST17)，如果“C4b＜5”，则直接结束。在第2***的动作停止中，例如通过使逆变器电路22b的各MOSFET41～46处于截止状态，从而使逆变器电路22b的输出处于高阻抗状态。
在上述步骤ST12中，在判定为计数值Cla不为0或5的情况下，将第2***的异常计数器C4清零并结束(步骤ST18)。
若在步骤ST10中第1***的动作停止，则微计算机20使逆变器电路22a的MOSFET31～36全部处于截止状态而将输出固定为高阻抗状态，执行第2***的驱动电路21b的电机控制动作。或者使相继电器28U、28V、28W处于截止状态，以不从逆变器电路22a对绕线组12a供给驱动电流。
相对于此，在步骤ST17中若探测到第2***的动作停止，则使逆变器电路22b的MOSFET41～46全部处于截止状态而将输出固定为高阻抗状态，执行第1***的驱动电路21a的电机控制动作。或者使相继电器29U、29V、29W处于截止状态，以不从逆变器电路22b对绕线组12b供给驱动电流。
尽管一方的驱动电路21a或21b产生的转向助力对于两驱动电路产生的转向助力减少一半，但可以继续辅助动作，所以可以抑制辅助突然停止造成的安全性的下降。
再者，在判定为有通电异常的情况下，将基于另一个***的电流值的通电异常判定停止一定期间。即，也可以将第2***的逆变器电路22a中的全相的上臂开关元件即MOSFET31、33、35导通而控制为高电位状态，并且将所述第1***的全相的下臂开关元件即MOSFET42、44、46导通而控制为低电位状态，使诊断停止规定期间。这里，规定期间是，对象侧的逆变器电路的动作停止，直至电流不流动为止的时间。换句话说，若确定了另一***的故障，则也可以在本***的故障的确定中等待一定时间，从电流不流动后确定本***是否故障。
这成为将在第1***和第2***各自的低输出的中间检测出的电流值进行A/D转换的形式，若发生栅极间短路，则根据定时而在两方向上流动电流，分别进行故障检测。因此，不是中止两***，而是如果首先知道一***不良，则使另一***为等待状态。然后，检测第1***和第2***各自的电流值。如果发生短路，则从第1***向第2***流动电流，从第2***向第1***也流动电流，所以仅在两侧观测到异常时才判断为栅极间短路并中止其中一方。
图9及图10分别表示图2及图3所示的第1***的逆变器电路22a、第2***的逆变器电路22b和它们的电流检测电路27a、27b的另一结构例子。图2及图3是在逆变器电路22a、22b和接地点间分别设有电流检测电路27a、27b的下游分流方式。相对于此，图9及图10为在电源线37a、37b(电源的正侧端子)和逆变器电路22a、22b间分别设有电流检测电路27a、27b的上游分流方式。其他的基本的结构与图2及图3是同样的，所以对相同部分附加相同的标号并省略其详细的说明。
在图9及图10所示的上游分流方式中，仅电流检测的定时与下游分流方式相反，基本上进行同样的动作，得到实质上相同的效果。
如上述，在本发明的第1实施方式的电子控制装置及其控制方法中，使第1***的载波的相位反相并生成驱动逆变器电路的PWM信号，所以可以可靠地捕获***间短路时的异常电流。此外，进行电流检测并进行A/D转换的定时可以与用于通电控制的A/D转换(低输出期间的中值)共用，所以可以将微计算机的处理负荷的增大抑制到最小限度。而且，如果使检测出的电流的3相和为异常的***的输出处于高阻抗状态，则即使是***间短路状态，也没有对该***的电流的流入流出，对剩余的***的通电控制不产生障碍，所以可继续进行电机控制动作。
因此，可以提供不增大控制器的处理负荷而能够检测***间短路的电子控制装置及其控制方法。
[第2实施方式]
图11及图12分别是用于说明本发明的第2实施方式的电子控制装置的图，是表示图1中的第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路22a、22b和它们的电流检测电路27a、27b的结构的电路图。在本第2实施方式中，由电流检测电阻38a、缓冲器47a及峰值保持电路50a构成电流检测电路27a，由电流检测电阻38b、缓冲器47b及峰值保持电路50b构成电流检测电路27b。
即，图11所示，第1***的逆变器电路22a是与图2同样的结构，在该逆变器电路22a和接地点间连接着电流检测电阻38a。由电流检测电阻38a检测出的电压输入到缓冲器47a。缓冲器47a的输出被输入到微计算机20作为与在逆变器电路22a中流动的电流对应的检测信号S3，同时该输出被输入到峰值保持电路50a，峰值作为检测信号S4输入到微计算机20。
如图12所示，第2***的逆变器电路22b与图11也为同样的结构，在该逆变器电路22b和接地点间连接着电流检测电阻38b。由电流检测电阻38b检测出的电压输入到缓冲器47b。缓冲器47b的输出被输入到微计算机20作为与在逆变器电路22b中流动的电流对应的检测信号S5，同时该输出被输入到峰值保持电路50b，峰值作为检测信号S6输入到微计算机20。
接着，通过图13及图14的流程图说明上述图11及图12所示的电子控制装置的故障诊断动作。与第1实施方式同样，本第2实施方式的控制方法的故障诊断动作在3相电机的控制中按规定的时间间隔(例如msec单位)起动并执行。
诊断动作中，将第1***的逆变器电路22a中的全相的上臂开关元件即MOSFET31、33、35导通而对第1绕线组12a提供高电位，并且将第2***的逆变器电路22b中的全相的下臂开关元件即MOSFET42、44、46导通而将第2绕线组12b控制为低电位状态。在这种状态下，由电流检测电路27b检测在第2***的逆变器电路22b的上臂开关元件即MOSFET41、43、45和下臂开关元件即MOSFET42、44、46的电流通路中流动的电流值。然后，在1N分流电流检测值为规定值以上的情况下，判定为在第1***、第2***间有通电异常。
首先，判定第1***的动作是否停止(步骤ST21)，如果停止，则对第1***的停止转移计数器C1的计数值C1a进行“+1”(步骤ST22)，如果未停止，则判定第2***的动作是否停止(步骤ST23)。
在步骤ST23中，如果判定为停止，则在第2***的停止转移计数器C2的计数值C2b上“+1”(步骤ST24)，如果未停止，则判定第2***的停止转移计数器C2的计数值C2b是否为0或5(步骤ST25)。
在步骤ST25中，在判定为计数值C2b是0或5的情况下，判定第1***的电流检测电路27a中的电流检测值(1N分流电流检测值)是否为100A(100安培)以下(步骤ST26)。然后，如果为100A以下，则将第1***的异常计数器C3清零(步骤ST27)，如果不是100A以下，则将第1***的异常计数器C3的计数值C3a进行“+1”(步骤ST28)。在步骤ST27中将第1***的异常计数器C3清零后，移动到图14的步骤ST32，判定第1***的停止转移计数器C1的计数值C1a是否为0或5。
在步骤ST29中，判定第1***的异常计数器C3的计数值C3a是否为“C3a≥5”，如果“C3a≥5”，则停止第1***的动作(步骤ST30)。如果不是“C3a≥5”，则移动到步骤ST32。
在上述步骤ST25中，在判定为计数值C2b不是0或5的情况下，将第1***的异常计数器C3清零，移动到图14的步骤ST33(步骤ST31)。
在步骤ST32中，判定第1***的停止转移计数器C1的计数值C1a是否为0或5，在判定为计数值C1a是0或5的情况下，判定第2***的电流检测电路27b中的电流检测值(1N分流电流检测值)是否为100A(100安培)以下(步骤ST33)。然后，如果为100A以下，则将第2***的异常计数器C4清零并结束(步骤ST34)。
另一方面，如果不在100A以下，则将第2***的异常计数器C4的计数值C4b进行“+1”(步骤ST35)。在步骤ST36中，判定第2***的异常计数器C4的计数值C4b是否为“C4b≥5”，如果“C4b≥5”，则停止第2***的动作后结束(步骤ST37)，如果“C4b＜5”，则直接结束。
在上述步骤ST32中，在判定为计数值C1a不是0或5的情况下，将第2***的异常计数器C4清零并结束(步骤ST38)。
若在步骤ST30第1***的动作停止，则微计算机20使逆变器电路22a的MOSFET31～36全部处于截止状态而将输出固定为高阻抗状态，并执行第2***的驱动电路21b的电机控制动作。或者使相继电器28U、28V、28W处于截止状态，以不从逆变器电路22a对绕线组12a供给驱动电流。
相对于此，若在步骤ST37中探测到第2***的动作停止，则使逆变器电路22b的MOSFET41～46全部处于截止状态而将输出固定为高阻抗状态，并执行第1***的驱动电路21a的电机控制动作。或者使相继电器29U、29V、29W处于截止状态，以不从逆变器电路22b对绕线组12b供给驱动电流。
尽管一方的驱动电路21a或21b产生的转向助力对于两驱动电路产生的转向助力减少一半，但可以继续辅助动作，所以可以抑制辅助突然停止造成的安全性的下降。
图15及图16分别表示图11及图12所示的第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路22a、22b和它们的电流检测电路27a、27b的另一结构例子。图11及图12是在逆变器电路22a、22b和接地点间分别设有电流检测电路27a、27b的下游分流方式。相对于此，图15及图16为在电源线37a、37b和逆变器电路22a、22b间分别设有电流检测电路27a、27b的上游分流方式。其他的基本的结构与图11及图12是同样的，所以对相同部分附加相同的标号，省略其详细的说明。
在图15及图16所示的上游分流方式中，仅电流检测的定时与下游分流方式相反，基本上进行同样的动作，得到实质上相同的效果。
如上述，即使是本发明的第2实施方式的电子控制装置的控制方法，也可得到与第1实施方式实质上相同的作用效果。
再者，本发明不限定于上述第1实施方式、第2实施方式，在不脱离宗旨的范围内可进行各种变形来实施。
<变形例1>
以将电子控制装置适用于EPS装置的情况为例子进行了说明，但不限于EPS装置，可以用于在线控转向等2***(多个***)的逆变器电路中驱动多相电机的其它各种各样的装置和***。
<变形例2>
此外，说明了由1个微计算机控制2***的逆变器电路的情况，但也可以对每个逆变器电路设有独立的微计算机进行控制。
<变形例3>
而且，以在各逆变器电路和电机的绕组之间设有相继电器的电子控制装置为例子进行了说明，但也可适用于不具有相继电器的电子控制装置。此外，在例子中表示了对各相设有1个相继电器用的半导体元件的情况，但也可适用于配置了2个半导体元件的相继电器，使得寄生二极管为彼此相反方向的情况。
<变形例4>
此外，将对第1***的逆变器电路中的上臂开关元件的载波反转，以使反转的控制信号脉冲的中值接近第2***的逆变器电路中的全相的低电位区间的中值，但即使不错开载波，只要有该条件成立的定时就可以。例如即使将3相电机12中的绕线组12a和12b的绕组相位错开大约180度，也可得到实质上相同的作用效果。若将绕组相位错开大约180度，则电压的相位相反，所以在第1***的电压扩大时，第2***的电压缩窄，所以电流检测的定时扩大。
<变形例5>
此外，以各逆变器电路的开关元件为金属氧化物半导体场效应晶体管(MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor(MOSFET))的情况为例子，但即使是绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor(IGBT))等其他的半导体元件，同样也可适用。
这里，对从上述实施方式可掌握的技术思想，记载如下。
电子控制装置，在其一个方式中，是驱动具有第1***的多相绕线组、第2***的多相绕线组的电机的电子控制装置，包括：第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路，设置在所述电机的所述第1***、所述第2***的多相绕线组的每个相中，具有被选择性导通/截止控制的上臂开关元件及下臂开关元件，特征在于，在将所述第1***的逆变器电路中的全相的上臂开关元件或下臂开关元件导通，将所述第2***的逆变器电路中的全相的下臂开关元件或上臂开关元件导通的状态下，基于在所述第2***的逆变器电路的下臂开关元件或上臂开关元件中流动的电流值，判定所述第1***和所述第2***间有无通电异常。
而且，在所述电子控制装置的优选方式中，特征在于，在将所述第2***的逆变器电路中的全相的上臂开关元件或下臂开关元件导通，将所述第1***的逆变器电路中的全相的下臂开关元件或上臂开关元件导通的状态下，基于在所述第1***的逆变器电路的下臂开关元件或上臂开关元件中流动的电流值，判定所述第1***、所述第2***间有无通电异常。
在另一个优选方式中，对所述第1***的逆变器电路的开关元件的PWM载波信号的相位和对所述第2***的逆变器电路的开关元件的PWM载波信号的相位之差，实质上为180度。
在又一个优选方式中，配置所述第1***的多相绕线组和所述第2***的多相绕线组，以使电角中实质上具有180度的相位差。
在又一个优选方式中，对各***的每一个，至少在1相的下臂开关元件至电源的负侧端子之间设置电流检测元件。
在又一个优选方式中，对各***的每一个，在各相的下臂开关元件至电源的负侧端子之间设置电流检测元件。
在又一个优选方式中，对各***的每一个，至少在1相的上臂开关元件至电源的正侧端子之间设置电流检测元件。
在又一个优选方式中，对各***的每一个，在各相的上臂开关元件至电源的负侧端子之间设置电流检测元件。
在又一个优选方式中，在各***的每一个的至少1相中，在上臂开关元件和下臂开关元件的连接点至电机绕组之间设置电流检测元件。
在又一个优选方式中，在各***的每一个的各相的、上臂开关元件和下臂开关元件的连接点至电机绕组之间设置电流检测元件。
在又一个优选方式中，在判定为有通电异常的情况下，将第1***、第2***的其中一个逆变器的全相的上臂开关元件及下臂开关元件截止控制。
在又一个优选方式中，在判定为有通电异常的情况下，将检测出异常电流的***的逆变器的全相的上臂开关元件及下臂开关元件截止控制。
在又一个优选方式中，在基于一个***的电流值判定为有通电异常时，将基于另一个***的电流值的通电异常判定停止一定期间。
在所述电子控制装置的优选方式中，所述多相电机用于电动助力转向装置、或用于线控转向。
从另一观点来说，在某一方式中，是电子控制装置的控制方法，用于驱动具有第1***的多相绕线组、第2***的多相绕线组的电机，该电子控制装置包括：设置在所述电机的所述第1***、所述第2***的多相绕线组的每个相中，具有被选择性导通/截止控制的上臂开关元件及下臂开关元件的第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路，特征在于，该控制方法包括：将所述第1***的逆变器电路中的全相的上臂开关元件或下臂开关元件导通，并将所述第2***的逆变器电路中的全相的下臂开关元件或上臂开关元件导通的步骤；检测在所述第2***的逆变器电路的下臂开关元件或上臂开关元件中流动的电流值的步骤；以及基于检测出的电流值，判定在所述第1***和所述第2***间有无通电异常的步骤。
在另一个优选方式中，判定在所述第1***和所述第2***间有无通电异常的步骤的特征在于，在所述检测出的电流值为规定值以上，或在全相之和为规定值以上的情况下，判定为在所述第1***、第2***间有通电异常。
标号说明
1U、1V、1W，2U、2V、2W...驱动线路、4a，4b...相电位检测电路、6a，6b...上拉电阻、12...3相电机(多相电机)、12a，12b...绕线组、13...电子控制装置、20...微计算机(控制器)、21a，21b...驱动电路、22a，22b...逆变器电路、23a，23b...驱动器、25a，25b...电源继电器、27a，27b...电流检测电路、28U、28V、28W，29U、29V、29W...相继电器、31～36，41～46...MOSFET。

Claims (20)

1.一种电子控制装置，包括：
电机，具有第1***的多相绕线组、第2***的多相绕线组；
第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路，设置在所述电机的所述第1***、所述第2***的多相绕线组的每个相中，具有被选择性导通/截止控制的上臂开关元件及下臂开关元件；以及
控制器，其为控制所述第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路的控制器，在将所述第1***的逆变器电路中的全相的上臂开关元件或下臂开关元件导通，将所述第2***的逆变器电路中的全相的下臂开关元件或上臂开关元件导通的状态下，基于在所述第2***的逆变器电路的下臂开关元件或上臂开关元件中流动的电流值，判定所述第1***和所述第2***间有无通电异常。
2.如权利要求1所述的电子控制装置，
所述控制器还在将所述第2***的逆变器电路中的全相的上臂开关元件或下臂开关元件控制为导通，将所述第1***的逆变器电路中的全相的下臂开关元件或上臂开关元件控制为导通的状态下，基于在所述第1***的逆变器电路的下臂开关元件或上臂开关元件中流动的电流值，判定所述第1***、所述第2***间有无通电异常。
3.如权利要求1所述的电子控制装置，
所述控制器在所述下臂开关元件或所述上臂开关元件中流动的电流值为规定值以上的情况下，判定为有通电异常。
4.如权利要求1所述的电子控制装置，
所述控制器在每个***的、所述下臂开关元件中流动的电流值的全相之和为规定值以上的情况下，或在所述上臂开关元件中流动的电流值的全相之和为规定值以上的情况下，判定为有通电异常。
5.如权利要求1所述的电子控制装置，还包括：
第1电流检测电路，检测在所述第1***的逆变器电路的下臂开关元件或上臂开关元件中流动的电流的电流值；以及
第2电流检测电路，检测在所述第2***的逆变器电路的下臂开关元件或上臂开关元件中流动的电流的电流值。
6.如权利要求5所述的电子控制装置，
所述第1电流检测电路包括：第1电流检测元件，设置在所述第1***的逆变器电路的至少1相的下臂开关元件和电源的负侧端子间，或设置在至少1相的上臂开关元件和电源的正侧端子间，
所述第2电流检测电路包括：第2电流检测元件，设置在所述第2***的逆变器电路的至少1相的下臂开关元件和电源的负侧端子间，或设置在至少1相的上臂开关元件和电源的正侧端子间。
7.如权利要求5所述的电子控制装置，
所述第1电流检测电路、第2电流检测电路分别包括：第1电流检测电阻至第3电流检测电阻；以及第1缓冲器至第3缓冲器，分别放大由所述第1电流检测电阻至第3电流检测电阻检测出的电压，
所述缓冲器的输出信号被输入到所述控制器。
8.如权利要求5所述的电子控制装置，
所述第1电流检测电路包括：第1电流检测元件，其一端连接到所述第1***的逆变器电路的至少1相的上臂开关元件和下臂开关元件的连接点，另一端连接到所述第1***的多相绕线组的绕组，
所述第2电流检测电路包括：第2电流检测元件，其一端连接到所述第2***的逆变器电路的至少1相的上臂开关元件和下臂开关元件的连接点，另一端连接到所述第2***的多相绕线组的绕组。
9.如权利要求5所述的电子控制装置，
所述第1电流检测电路、第2电流检测电路分别包括：电流检测电阻；放大由所述电流检测电阻检测出的电压的缓冲器；以及输入所述缓冲器的输出信号的峰值保持电路，
所述缓冲器的输出信号和所述峰值保持电路的输出信号被输入到所述控制器。
10.如权利要求1所述的电子控制装置，还包括：
第1相电位检测电路、第2相电位检测电路，检测分别连接到所述电机的第1***的多相绕线组、第2***的多相绕线组的驱动线路的相电位。
11.如权利要求10所述的电子控制装置，还包括：
第1电位施加电路，对连接到所述第1相电位检测电路的1条驱动线路施加并保持中间电位；以及
第2电位施加电路，对连接到所述第2相电位检测电路的1条驱动线路施加并保持中间电位。
12.如权利要求11所述的电子控制装置，
所述第1电位施加电路包含连接在连接到所述第1相电位检测电路的1条驱动线路和电源间的第1上拉电阻，所述第2电位施加电路包含连接在连接到所述第2相电位检测电路的1条驱动线路和电源间的第2上拉电阻。
13.如权利要求1所述的电子控制装置，
在由所述控制器判定为有通电异常的情况下，通过所述控制器的控制而将在所述第1***的逆变器电路和所述第2***的逆变器电路之中一个***的逆变器电路的全相的上臂开关元件和下臂开关元件截止。
14.如权利要求1所述的电子控制装置，
在由所述控制器判定为有通电异常的情况下，通过所述控制器的控制而将在所述第1***的逆变器电路和所述第2***的逆变器电路之中检测出异常电流的***的逆变器电路的全相的上臂开关元件和下臂开关元件截止。
15.如权利要求1所述的电子控制装置，
在由所述控制器基于一个***的电流值判定为有通电异常的情况下，通过所述控制器的控制而将基于另一个***的电流值的通电异常判定停止规定期间。
16.如权利要求1所述的电子控制装置，
对所述第1***的逆变器电路的开关元件的PWM载波信号的相位和对所述第2***的逆变器电路的开关元件的PWM载波信号的相位之差实质为180度，
所述第1***的多相绕线组和所述第2***的多相绕线组以电角实质地具有180度的相位差来配置。
17.如权利要求1所述的电子控制装置，
所述多相电机用于电动助力转向装置、或用于线控转向。
18.一种电子控制装置的控制方法，该电子控制装置包括：具有第1***的多相绕线组、第2***的多相绕线组的电机；设置在所述电机的所述第1***、所述第2***的多相绕线组的每个相中，具有被选择性导通/截止控制的上臂开关元件及下臂开关元件的第1***的逆变器电路、第2***的逆变器电路，该控制方法包括：
将所述第1***的逆变器电路中的全相的上臂开关元件或下臂开关元件导通，并将所述第2***的逆变器电路中的全相的下臂开关元件或上臂开关元件导通的步骤；
检测在所述第2***的逆变器电路的下臂开关元件或上臂开关元件中流动的电流值的步骤；以及
基于检测出的电流值，判定所述第1***和所述第2***间有无通电异常的步骤。
19.如权利要求18所述的电子控制装置的控制方法，
判定在所述第1***和所述第2***间有无通电异常的步骤，在所述检测出的电流值为规定值以上的情况下，判定为所述第1***、第2***间有通电异常。
20.如权利要求18所述的电子控制装置的控制方法，
判定在所述第1***和所述第2***间有无通电异常的步骤，在所述检测出的电流值的全相之和为规定值以上的情况下，判定为所述第1***、第2***间有通电异常。
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