CN117501615A - 计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置 - Google Patents

计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置 Download PDF

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Abstract

马达驱动装置具备：绝缘电阻值检测部，其基于测定用电阻的端子间电压的测定值和测定用电阻的电阻值来检测马达的绝缘电阻值；以及故障判定部，其基于测定用电阻的端子间电压的测定值与估计值之间的误差，来判定用于检测马达的绝缘电阻值的绝缘电阻值检测部有无故障。

Description

计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置
技术领域
本发明涉及一种计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置。
背景技术
在设置于机床等的伺服马达中，由于油的经年侵入等而马达线圈(绕组)对大地的绝缘电阻的电阻值(绝缘电阻值)降低。当马达线圈的绝缘电阻值降低时，在由马达、马达驱动装置以及大地构成的闭合电路中流过泄漏电流。在马达驱动装置内除了流过通常的马达驱动电流以外，还流过泄漏电流，因此，伺服放大器进行过电流检测动作、或者设置于输入级的断路器跳闸。其结果，设置有该马达的机床紧急停止。当发生了这样的紧急停止时，有时为了探明原因而使机床长期间地停止，效率降低。因此，测定马达的绝缘电阻值的作业对于马达驱动装置的运用而言是不可缺的。
例如，已知有一种马达的绝缘电阻劣化检测方法，所述马达通过马达驱动装置而被驱动，所述马达驱动装置具备：电源部，其通过整流电路来对从交流电源经由开关供给的电力进行整流，并且通过电容器来进行平滑化；以及马达驱动放大器，其将来自该电源部的直流电压转换为交流来驱动马达，所述马达的绝缘电阻劣化检测方法的特征在于，在将所述开关设为断开来使马达的运转停止之后，将所述电容器的一端与大地连接并且将所述电容器的另一端与马达线圈之间连接，检测流过由电容器、马达线圈以及大地形成的闭合电路的电流以检测马达的绝缘电阻劣化(例如，参照专利文献1。)。
例如，已知有一种马达驱动装置，具备马达的绝缘电阻劣化检测部的故障检测功能，所述马达驱动装置的特征在于，具备：电源部，其通过整流电路来将从交流电源经由开关供给的交流电压整流为直流电压，并且通过电容器来将进行整流得到的直流电压平滑化；马达驱动放大器部，其使用上桥臂开关元件和下桥臂开关元件来将来自所述电源部的直流电压转换为交流电压，以驱动马达；电源电压测定部，其测定所述电源部的电压；绝缘电阻劣化检测部，其具备用于将所述电容器的一端与大地连接的接点部以及设置于所述电容器的另一端与马达线圈之间的电流检测部，所述绝缘电阻劣化检测部将所述开关设为断开状态，并将所述接点部设为接通状态，基于使用所述电流检测部从由所述接点部、所述电容器、所述马达线圈以及大地形成的闭合电路获得的检测信号，来检测马达的绝缘电阻有无劣化；以及故障检测部，其将所述接点部从接通状态设为断开状态，使所述马达驱动放大器部的上桥臂的开关元件或下桥臂的开关元件任意地开关，基于所述绝缘电阻劣化检测部中的所述检测信号和由所述电源电压测定部测定出的电压值，来检测所述绝缘电阻劣化检测部有无故障(例如，参照专利文献2。)。
例如，已知有一种马达的绝缘劣化检测装置，是与马达驱动装置连接的、用于检测马达的绝缘劣化的装置，所述马达驱动装置具备转换器部、平滑电容器以及多个逆变器部，所述转换器部具有用于对交流电源进行整流的整流电路，所述平滑电容器将该整流电路的输出平滑化，所述多个逆变器部将来自该转换器部的直流转换为交流来分别驱动多个马达，所述马达的绝缘劣化检测装置的特征在于，具备：一个第一开关，其在绝缘劣化检测时通过被导通来使所述平滑电容器的一端接地；一个电压检测部，其测定所述平滑电容器的两端的电压；多个第二开关，所述多个第二开关在绝缘劣化检测时通过被导通来使所述平滑电容器的另一端与所述多个马达的绕组分别连接；多个电流检测部，所述多个电流检测部分别检测通过所述第一开关和所述多个第二开关被导通而流经所述多个马达各自的绝缘电阻的、所述平滑电容器的放电电流；以及多个绝缘电阻计算部，所述多个绝缘电阻计算部根据所述电压检测部检测的电压和所述多个电流检测部各自检测的电流，来计算所述多个马达各自的绝缘电阻，在所述马达的绝缘劣化检测装置中，所述一个第一开关和所述一个电压检测部设置于所述转换器部，所述多个第二开关、所述多个电流检测部以及所述多个绝缘电阻计算部分别设置于所述多个逆变器部，所述马达的绝缘劣化检测装置还具备通信单元，所述通信单元将所述一个电压检测部检测出的电压值和用于通知接通所述一个第一开关的时机的信号从所述转换器部向所述多个逆变器部进行传递，在所述多个逆变器部中的各个逆变器部中，在相同的时机一齐进行通过所述第二开关进行的连接、通过电流检测部进行的电流的检测、以及通过绝缘电阻计算部进行的绝缘电阻的计算(例如，参照专利文献3。)。
例如，已知有一种马达驱动装置，其特征在于，具有：整流电路，其将从交流电源经由第一开关供给的交流电压整流为直流电压；电源部，其通过电容器来将由所述整流电路进行整流得到的直流电压平滑化；逆变器部，其通过半导体开关元件的开关动作来将通过所述电源部平滑化后的直流电压转换为交流电压以驱动马达；电流检测部，其测定流过电阻器的电流值，所述电阻器的一端与所述马达的线圈连接，所述电阻器的另一端与所述电容器的一方的端子连接；电压检测部，其测定所述电容器的两端的电压值；第二开关，其用于使所述电容器的另一方的端子接地；以及绝缘电阻检测部，其使用在使马达的运转停止、将所述第一开关断开且将所述第二开关断开的状态下测定出的一组所述电流值和所述电压值、以及在使马达的运转停止、将所述第一开关断开且将所述第二开关接通的状态下测定出的一组所述电流值和所述电压值，来检测马达的线圈与大地之间的电阻即马达的绝缘电阻值(例如，参照专利文献4。)。
例如，已知有一种绝缘检测器，所述绝缘检测器连接于电气设备的P母线和N母线中的任一方与用于将逆变器和负载连接的输出线之间，所述电气设备包括整流电路和所述逆变器，所述整流电路配置于交流电源与所述负载之间，用于将来自所述交流电源的交流电压转换为直流电压，所述逆变器连接于所述整流电路的后级，用于驱动所述负载，所述绝缘检测器的特征在于，具备：电阻器，其由检测电阻与分压电阻串联地连接而构成；电容器，其与该电阻器并联连接，所述电容器的阻抗比所述检测电阻的阻抗低；以及电压检测器，其通过检测被所述分压电阻进行分压后的所述检测电阻的电压来测定所述绝缘检测器的两端的电压值，所述绝缘检测器根据由所述电压检测器测定出的所述绝缘检测器的两端的电压值，不将所述负载与对地或壳体之间的绝缘电阻从所述交流电源切断地检测该绝缘电阻(例如，参照专利文献5。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4554501号公报
专利文献2：日本专利第5832578号公报
专利文献3：日本专利第4565036号公报
专利文献4：日本专利第5788538号公报
专利文献5：日本特开2017-142269号公报
发明内容
发明要解决的问题
当马达的绝缘电阻检测电路发生了故障时，无法准确地测定绝缘电阻值。即使设置了用于检测绝缘电阻检测电路自身的故障的故障检测电路，在到故障检测电路检测出绝缘电阻检测电路的故障为止的期间，绝缘电阻检测电路也由于经年劣化而其测定误差逐渐变大，绝缘电阻值的准确的测定逐渐变得困难。因而，期望一种能够准确地检测出用于检测马达的绝缘电阻值的电路的故障并且准确地检测出马达的绝缘电阻值的技术。
用于解决问题的方案
根据本公开的一个方式，马达驱动装置具备：第一开关，其用于将从交流电源起的电路断开和闭合；电源部，其通过整流电路将从交流电源经由处于闭合状态的第一开关供给的交流电压整流为直流电压，通过电容器将进行整流得到的直流电压平滑化；马达驱动放大器部，其使用上桥臂的开关元件和下桥臂的开关元件来将来自电源部的直流电压转换为马达驱动用的交流电压，并将该交流电压供给到马达；第一电压测定部，其获取电源部的电压的测定值；绝缘电阻值检测部，其具有第二开关、测定用电阻、第二电压测定部以及计算部，所述第二开关在闭合状态时将电容器的一端与大地连接，在断开状态时不将电容器的一端与大地连接，所述测定用电阻设置于电容器的另一端与马达线圈之间，所述第二电压测定部获取测定用电阻的端子间电压的测定值，在通过将第一开关设为断开状态且将第二开关设为闭合状态而构成了包括第二开关、电容器、测定用电阻、马达线圈以及大地的第一闭合电路时，所述计算部基于由第一电压测定部获取到的电源部的电压的测定值、由第二电压测定部获取到的测定用电阻的端子间电压的测定值、以及测定用电阻的电阻值，来计算马达的绝缘电阻值；电压估计部，在通过将第一开关和第二开关设为断开状态且使马达驱动放大器部的上桥臂的开关元件或下桥臂的开关元件任意地开关而构成了包括电容器和测定用电阻的第二闭合电路时，所述电压估计部基于由第一电压测定部获取到的电源部的电压的测定值、以及测定用电阻的电阻值，来计算测定用电阻的端子间电压的估计值；误差检测部，其检测在构成了第二闭合电路时由第二电压测定部获取到的测定用电阻的端子间电压的测定值与由电压估计部计算出的测定用电阻的端子间电压的估计值之间的误差；以及故障判定部，其基于由误差检测部检测出的误差，来判定绝缘电阻值检测部有无故障。
发明的效果
根据本公开的一个方式，能够实现能够准确地检测出用于检测马达的绝缘电阻值的电路的故障并且准确地检测出马达的绝缘电阻值的马达驱动装置。
附图说明
图1是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置的图。
图2是说明在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中执行绝缘电阻值检测部有无故障的判定处理时构成的第二闭合电路的图。
图3是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中的绝缘电阻值检测部有无故障的判定处理的动作流程的流程图。
图4是说明在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中执行由绝缘电阻值检测部进行的绝缘电阻值检测处理时构成的第一闭合电路的图。
图5是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中的由绝缘电阻值检测部进行的绝缘电阻值检测处理的动作流程的流程图(其一)。
图6是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中的由绝缘电阻值检测部进行的绝缘电阻值检测处理的动作流程的流程图(其二)。
图7是示出与第一闭合电路相关联的部分的电路图。
图8是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置的变形例的图。
图9是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置的变形例中的绝缘电阻值检测部有无故障的判定处理的动作流程的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来对计算马达的绝缘电阻值的马达驱动装置进行说明。在各附图中，对相同的构件标注了相同的附图标记。另外，为了易于理解，在这些附图中对比例尺进行了适当变更。另外，附图所示的方式是用于实施的一个例子，不限定于图示的方式。
图1是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置的图。
作为一例，示出由与交流电源2连接的马达驱动装置1控制马达3的情况。此外，在本实施方式中，马达3的种类不被特别限定，例如既可以是感应马达，也可以是同步马达。另外，交流电源2和马达3的相数并非用于特别地限定本实施方式，例如既可以是三相，也可以是单相。设置马达3的机械例如包括机床、机器人、锻压机械、注射成型机、工业机械、各种电气化产品、电车、汽车、飞机等。另外，如果举出交流电源2的一例，则有三相交流400V电源、三相交流200V电源、三相交流600V电源、单相交流100V电源等。在图示的例子中，将交流电源2和马达3分别设为三相。
在马达3的马达线圈(绕组)与大地之间存在绝缘电阻4。绝缘电阻4的电阻值即绝缘电阻值Rm[Ω]在没有劣化的情况下为无限大，随着劣化进展而从无限大起以数MΩ、数百kΩ、……之类的程度逐渐降低。基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置1具有探测马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]的功能、以及判定检测该绝缘电阻值Rm[Ω]的功能有无故障的功能。
如图1所示，基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置1具备第一开关11、电源部12、马达驱动放大器部13、第一电压测定部14、绝缘电阻值检测部15、电压估计部16、误差检测部17以及故障判定部18。
第一开关11用于将交流电源2与电源部12内的整流电路21之间的电路断开和闭合。通过第一开关11进行的电路的断开和闭合例如是通过绝缘电阻值检测部15内的控制部30控制的，作为其代替，也可以是通过由设置于绝缘电阻值检测部15的外部的运算处理装置构成的任意的控制部(未图示)控制的。第一开关11例如由电磁接触器构成。从交流电源2向电源部12内的整流电路21的电路的闭合状态是通过作为电磁接触器的第一开关11的接点闭合来实现的，从交流电源2向电源部12内的整流电路21的电路的断开状态是通过作为电磁接触器的第一开关11的接点分开来实现的。此外，关于第一开关11，只要能够将从交流电源2起的电路断开和闭合，则例如也可以是继电器、半导体开关元件等来替代电磁接触器。
电源部12与马达驱动放大器部13经由DC支撑连接。“DC支撑”是指将电源部12的直流输出侧与马达驱动放大器部13的直流输入侧电连接的电路部分，也称为“DC支撑部”、“直流支撑”、“直流支撑部”或“直流中间电路”等。
电源部12具有整流电路21和电容器22，通过整流电路21来将从交流电源2经由处于断开状态的第一开关11供给的交流电压整流为直流电压，通过电容器22将进行整流得到的直流电压平滑化后进行输出。
电源部12内的整流电路21只要能够将交流电压转换为直流电压即可，例如有二极管整流电路、120度通电型整流电路、或者在内部具备开关元件的PWM开关控制方式的整流电路等。整流电路21在交流电源2为三相交流电源的情况下构成为三相的桥电路，在交流电源2为单相交流电源的情况下构成为单相桥电路。在整流电路21为PWM开关控制方式的整流电路的情况下，由开关元件以及与该开关元件反向并联连接的二极管的桥电路构成。在该情况下，作为开关元件的例子，有IGBT、晶闸管、GTO(门极可关断晶闸管)、晶体管等，开关元件的种类本身并非用于限定本实施方式，也可以是其它开关元件。
电源部12内的电容器22具有将整流电路21输出的直流电压平滑化的功能，并且具有在DC支撑中蓄积直流电力的功能。电容器22有时也被称为平滑电容器或DC支撑电容器等。作为电容器22的例子，例如有电解电容器、薄膜电容器等。
另外，在电容器22的两极端子连接有第一电压测定部14。第一电压测定部14是获取向电容器22施加的电压、即电源部12的(直流)电压的测定值的测定电路。
马达驱动放大器部13具有由桥电路构成的逆变器，在该桥电路的上桥臂和下桥臂设置有由开关元件以及与该开关元件反向并联连接的二极管构成的组。在图示的例子中，将马达3设为了三相交流马达，因此马达驱动放大器部13内的逆变器由三相桥电路构成。将U相的上桥臂的开关元件设为Su1，将U相的下桥臂的开关元件设为Su2，将V相的上桥臂的开关元件设为Sv1，将V相的下桥臂的开关元件设为Sv2，将W相的上桥臂的开关元件设为Sw1，将W相的下桥臂的开关元件设为Sw2。
马达驱动放大器部13通过上桥臂和下桥臂的开关元件的接通断开动作根据来自上级控制装置(未图示)的PWM开关指令而被控制来进行电力转换动作。即，马达驱动放大器部13通过上桥臂和下桥臂的开关元件进行接通断开动作，来将DC支撑中的直流电压转换为马达驱动用的交流电压，并将该交流电压供给到马达3，并且在马达再生时将通过马达3再生得到的交流电压转换为直流电压并使该直流电压返回到DC支撑侧。另外，在本公开的一个实施方式中，还通过绝缘电阻值检测部15的控制部30来控制马达驱动放大器部13内的上桥臂和下桥臂的开关元件的接通断开动作，其详情在后面描述。
绝缘电阻值检测部15检测马达3的马达线圈(绕组)与大地之间的绝缘电阻4的电阻值即绝缘电阻值Rm[Ω]。绝缘电阻值检测部15具有控制部30、第二开关31、测定用电阻32、第二电压测定部33、计算部34、校正值生成部35以及校正部36。由绝缘电阻值检测部15进行的马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]的检测是使用关于第一闭合电路获得的各种数据进行的，该第一闭合电路是通过将第一开关11设为断开状态且将第二开关31设为闭合状态并将马达驱动放大器部13内的全部开关元件设为断开而得到的。第一闭合电路是包括第二开关31、电容器22、测定用电阻32、马达3的马达线圈以及大地的绝缘电阻值检测用闭合电路。
绝缘电阻值检测部15内的第二开关31的一方的端子连接有分压电阻38，另一方的端子连接有分压电阻39。分压电阻38的一方的端子连接于将电源部12内的整流电路21与电容器22连结的正侧电力线。分压电阻39的一方的端子连接于大地。第二开关31是通过其断开和闭合来控制接地的开关，即，在闭合状态时将电容器22的正侧端子与大地连接，在断开状态时不将所述电容器的一端与大地连接。第二开关31的断开和闭合是通过控制部30控制的。第二开关31例如由继电器、半导体开关元件或者电磁接触器等构成。
测定用电阻32设置于电容器22的负侧端子与马达3的马达线圈之间。更详细地说，测定用电阻32的一方的端子经由马达驱动放大器部13的负侧电力线而与电容器22的负侧端子连接。测定用电阻32的另一方的端子经由分压电阻37而连接于将马达驱动放大器部13与马达3的马达线圈连结的一个相的电力线。在图示的例子中，作为一例，测定用电阻32的另一方的端子连接于将马达驱动放大器部13与马达3的U相马达线圈连结的U相的电力线。第二电压测定部33是获取测定用电阻32的端子间电压的测定值的测定电路。例如，通过由测定用电阻32、第二电压测定部33以及分压电阻37构成的绝缘放大器构成即可。分压电阻37是为了将向该绝缘放大器的输入电压调整为收敛在适当的范围内而设置的。
校正值生成部35基于在后述的由故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障时使用的、由误差检测部17检测出的误差，来生成校正值。
校正部36使用由校正值生成部35生成的校正值来对在构成了第一闭合电路时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值进行校正，由此生成测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值。由校正部36生成的测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值被使用于由计算部34进行的马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]的计算。
在构成了包括第二开关31、电容器22、测定用电阻32、马达3的马达线圈以及大地的第一闭合电路时，计算部34基于由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值、由校正部36生成的测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值、以及测定用电阻32的电阻值，来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。关于由计算部34进行的绝缘电阻值的计算处理的详情，在后面描述。
由绝缘电阻值检测部15检测出的马达3的绝缘电阻值被发送到显示部(未图示)，显示部进行向作业者通知“马达3的绝缘电阻值”的显示。作为显示部的例子，有单独的显示器装置、附属于马达驱动装置1的显示器装置、附属于上级控制装置(未图示)的显示器装置、以及附属于个人计算机和便携式终端的显示器装置等。另外，例如也可以是，由绝缘电阻值检测部15检测出的马达3的绝缘电阻值被发送到警报输出部(未图示)，在马达3的绝缘电阻值低于规定的值的情况下，警报输出部输出绝缘电阻劣化警报。从警报输出部输出的绝缘电阻劣化警报例如被发送到LED、灯等发光设备(未图示)，发光设备通过在接收到绝缘电阻劣化警报时进行发光，来向作业者通知“马达3的绝缘电阻4的劣化”。另外，例如，从警报输出部输出的绝缘电阻劣化警报例如被发送到音响设备(未图示)，音响设备通过在接收到绝缘电阻劣化警报时发出例如声音、扬声器、蜂鸣器、门铃等的那样的声音，来向作业者通知“马达3的绝缘电阻4的劣化”。由此，作业者能够可靠且容易地掌握马达3的绝缘电阻值、马达3的绝缘电阻4的劣化，使更换马达3或者对马达3进行分解清洁之类的应对也变得容易。
绝缘电阻值检测部15有无故障的判定是使用关于第二闭合电路获得的各种数据进行的，该第二闭合电路是通过将第一开关11和第二开关31设为断开状态且使马达驱动放大器部13的上桥臂的开关元件或下桥臂的开关元件任意地开关而得到的。第二闭合电路是包括电容器22和测定用电阻32的故障判定用闭合电路。
电压估计部16按照通过将第一开关11和第二开关31设为断开状态且使马达驱动放大器部13的上桥臂的开关元件或下桥臂的开关元件任意地开关而得到的、包括电容器22和测定用电阻32的第二闭合电路所涉及的电路方程式，基于由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值和测定用电阻32的电阻值，来计算测定用电阻32的端子间电压的估计值。
误差检测部17检测在构成了第二闭合电路时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值与由电压估计部16计算出的测定用电阻32的端子间电压的估计值之间的误差。由误差检测部17检测出的误差被使用于由故障判定部18进行的故障判定处理和由校正值生成部35进行的校正值生成处理。此外，应注意，在由误差检测部17进行的误差检测处理中使用的“由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值”不是由校正部36校正后的测定值。
故障判定部18基于由误差检测部17检测出的误差，来判定绝缘电阻值检测部15有无故障。更详细地说，在由误差检测部17检测出的误差处于预先规定的基准误差的范围外的情况下，故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15有故障，在由误差检测部17检测出的误差处于基准误差的范围内的情况下，故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障。
故障判定部18的判定结果被使用于由校正值生成部35进行的校正值生成处理。
另外，作为可选项，故障判定部18的判定结果也可以被发送到显示部(未图示)。在该情况下，显示部进行向作业者通知“绝缘电阻值检测部15有无故障”的显示。作为显示部的例子，有单独的显示器装置、附属于马达驱动装置1的显示器装置、附属于上级控制装置(未图示)的显示器装置、以及附属于个人计算机和便携式终端的显示器装置等。另外，例如也可以是，绝缘电阻值检测部15有故障这一判定结果被发送到警报输出部(未图示)，警报输出部在接收到绝缘电阻值检测部15有故障这一判定结果的情况下，输出故障检测警报。从警报输出部输出的故障检测警报例如被发送到LED、灯等发光设备(未图示)，发光设备通过在接收到故障检测警报时进行发光，来向作业者通知“绝缘电阻值检测部15的故障”。另外，例如，从警报输出部输出的故障检测警报例如被发送到音响设备(未图示)，音响设备通过在接收到故障检测警报时发出例如声音、扬声器、蜂鸣器、门铃等的那样的声音，来向作业者通知“绝缘电阻值检测部15的故障”。由此，作业者能够可靠且容易地掌握绝缘电阻值检测部15的故障，使更换绝缘电阻值检测部15之类的应对也变得容易。
在马达驱动装置1内设置有运算处理装置(处理器)。作为运算处理装置，例如有IC、LSI、CPU、MPU、DSP等。该运算处理装置具有第一电压测定部14、控制部30、第二电压测定部33、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及故障判定部18。运算处理装置所具有的这些各部例如是通过在处理器上执行的计算机程序实现的功能模块。例如，在以计算机程序形式构建第一电压测定部14、控制部30、第二电压测定部33、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及故障判定部18的情况下，能够通过使运算处理装置按照该计算机程序进行动作，来实现各部的功能。用于执行第一电压测定部14、控制部30、第二电压测定部33、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及故障判定部18的各处理的计算机程序也可以以记录于半导体存储器、磁记录介质或光记录介质之类的计算机可读的记录介质的形式提供。另外，或者，也可以将第一电压测定部14、控制部30、第二电压测定部33、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及故障判定部18以写入了用于实现各部的功能的计算机程序的半导体集成电路来实现。
接下来，更详细地说明绝缘电阻值检测部15有无故障的判定。
图2是说明在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中执行绝缘电阻值检测部有无故障的判定处理时构成的第二闭合电路的图。在图2中，省略了控制部30、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及故障判定部18的图示。
在执行绝缘电阻值检测部15有无故障的判定处理时，首先，将第一开关11设为闭合状态且将第二开关31设为断开状态，并且将马达驱动放大器部13内的开关元件全部设为断开状态，通过从交流电源2经由整流电路21流入的电力来对电容器22进行充电。当电容器22的充电完成时，通过将第一开关11和第二开关31设为断开状态且使马达驱动放大器部13的上桥臂的开关元件或下桥臂的开关元件任意地开关，来构成图中粗线的箭头所示的第二闭合电路102。此外，在已经通过马达驱动装置1驱动了马达3并且之后使马达3的驱动停止了的状态下，电容器22已被充分充电，因此，也可以通过在该状态下将第一开关11和第二开关31设为断开状态且使马达驱动放大器部13的上桥臂的开关元件或下桥臂的开关元件任意地开关来构成第二闭合电路102。在图示的例子中，作为一例，将马达驱动放大器部13的U相的上桥臂的开关元件Su1设为接通状态且将其它开关元件Su2、Sv1、Sv2、Sw1以及Sw2设为断开状态。由此，构成包括电容器22、开关元件Su1、分压电阻37以及测定用电阻32的第二闭合电路102。
通过使用在构成了第二闭合电路102的状态下由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值，能够估计测定用电阻32的端子间电压。在将测定用电阻32的电阻值设为Rb[Ω]、将分压电阻37的电阻值设为Ra[Ω]、将在构成了第二闭合电路102的状态下由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值设为Vdc[V]时，能够基于式1来求出测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]。此外，第二闭合电路102还包括马达驱动放大器部13内的开关元件(例如IGBT等)的接通电阻，但是该开关元件的接通电阻的值是微小的，因此在式1和此后所记载的数式中忽略该开关元件的接通电阻。
[数1]
电压估计部16基于式1，在构成了第二闭合电路102时基于由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值Vdc[V]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]、以及分压电阻37的电阻值Ra[Ω]，来计算测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]。测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]和分压电阻37的电阻值Ra[Ω]是已知的，例如使用这些部件的制造商的标称值即可。事先向构成电压估计部16的运算处理装置内输入测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]和分压电阻37的电阻值Ra[Ω]，并将其使用于由电压估计部16进行的测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]的计算即可。
另一方面，同样地，在构成了第二闭合电路102时，还能够由第二电压测定部33获取测定用电阻32的端子间电压的测定值(实测值)Vin2[V]。
在构成了第二闭合电路102时，测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]与测定用电阻32的端子间电压的测定值(实测值)Vin2[V]在理想情况下是相等的。但是，在实际中，两者之间存在因构成绝缘放大器的第二电压测定部33、测定用电阻32以及分压电阻37的部件误差、经年劣化等产生的误差。如式2那样表示测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]与测定用电阻32的端子间电压的测定值(实测值)Vin2[V]之间的误差ΔV[V]。
[数2]
ΔV＝Vin1-Vin2 ...(2)
误差检测部17基于式2来检测在构成了第二闭合电路102时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin2[V]与由电压估计部16计算出的测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]之间的误差ΔV[V]。由误差检测部17检测出的误差ΔV[V]被使用于由故障判定部18进行的故障判定处理。
在由误差检测部17检测出的误差ΔV[V]处于预先规定的基准误差的范围外的情况下，故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15有故障，在由误差检测部17检测出的误差ΔV[V]处于基准误差的范围内的情况下，故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障。如果将基准误差的范围的下限值设为例如Vth1[V]且将上限值设为例如Vth2[V]，则能够获得在由故障判定部18进行的故障判定处理中使用的式3。
[数3]
Vth1＜ΔV＜Vth2 ...(3)
故障判定部18例如基于式3，基于由误差检测部17检测出的误差来判定绝缘电阻值检测部15有无故障。
此外，在由故障判定部18进行的故障判定处理中使用的基准误差的范围的下限值Vth1[V]和上限值Vth2[V]具有“Vth1<Vth2”的关系，且分别能够取正的值或负的值。关于基准误差的范围的下限值Vth1[V]和上限值Vth2[V]，例如能够通过实验或实际的运用来使马达驱动装置1动作、或者通过计算机的模拟，来事先求出与包括第二电压测定部33的绝缘放大器的应用环境、马达驱动装置1的应用环境、马达驱动装置1中有无输出警报信号的关系性等，在此基础上适当设定基准误差的范围的下限值Vth1[V]和上限值Vth2[V]。基准误差的范围的下限值Vth1[V]和上限值Vth2[V]也可以被存储于可重写的存储部(未图示)并且能够通过外部设备而被重写，据此，即使在暂时设定了基准误差的范围的下限值Vth1[V]和上限值Vth2[V]之后，也能够根据需要来变更为适当的值。存储基准误差的范围的下限值Vth1[V]和上限值Vth2[V]的存储部可以由例如EEPROM(注册商标)等那样的电可擦除可记录的非易失性存储器、或者例如DRAM、SRAM等那样的能够高速读写的随机存取存储器等构成。所设定的基准误差的范围的下限值Vth1[V]和上限值Vth2[V]被事先输入到构成故障判定部18的运算处理装置内，并将其使用于由故障判定部18进行的故障判定处理即可。
图3是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中的绝缘电阻值检测部有无故障的判定处理的动作流程的流程图。
在步骤S101中，控制部30将第一开关11控制为闭合状态且将第二开关31控制为断开状态。另外，控制部30将马达驱动放大器部13内的开关元件全部控制为断开状态。由此，在步骤S102中，电容器22通过从交流电源2经由整流电路21流入的电力而被进行充电。由控制部30经由第一电压测定部14来监视电容器22的充电状态。此外，在已经通过马达驱动装置1驱动了马达3并且之后使马达3的驱动停止了的状态下，电容器22已被充分充电，因此在该情况下也可以省略步骤S102。
当电容器22的充电完成时，在步骤S103中，控制部30通过将第一开关11从闭合状态切换为断开状态，来将第一开关11和第二开关31设定为断开状态。另外，控制部30使马达驱动放大器部13的上桥臂的开关元件或下桥臂的开关元件任意地开关。在图2所示的例子中，作为一例，将马达驱动放大器部13的U相的上桥臂的开关元件Su1设为接通状态且将其它开关元件Su2、Sv1、Sv2、Sw1以及Sw2设为断开状态。由此，构成包括电容器22、开关元件Su1、分压电阻37以及测定用电阻32的第二闭合电路102。
在步骤S104中，第一电压测定部14获取电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值。
在步骤S105中，电压估计部16基于式1，在构成了第二闭合电路102时基于由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值Vdc[V]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]以及分压电阻37的电阻值Ra[Ω]，来计算测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]。
在步骤S106中，在构成了第二闭合电路102时，第二电压测定部33获取测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin2[V]。
此外，关于步骤S104～S106，在没有矛盾的范围内，也可以适当调换执行顺序。例如，也可以在执行步骤S106之后执行步骤S104和步骤S105，或者也可以在步骤S104与步骤S105之间执行步骤S106。但是，步骤S105至少应在步骤S104之后执行。
在步骤S107中，误差检测部17基于式2，来检测在构成了第二闭合电路102时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin2[V]与由电压估计部16计算出的测定用电阻32的端子间电压的估计值Vin1[V]之间的误差ΔV[V]。
在步骤S108中，故障判定部18判定由误差检测部17检测出的误差ΔV[V]是否处于预先规定的基准误差的范围外。在步骤S108中判定为误差ΔV[V]处于基准误差的范围外的情况下，进入步骤S109，故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15有故障。在步骤S108中没有判定为误差ΔV[V]处于基准误差的范围外的情况下(即，在误差ΔV[V]处于基准误差的范围内的情况下)，进入步骤S110，故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障。
接下来，更详细地说明由绝缘电阻值检测部15进行的马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]的检测。
图4是说明在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中执行由绝缘电阻值检测部进行的绝缘电阻值检测处理时构成的第一闭合电路的图。在图4中，省略了控制部30、计算部34、校正值生成部35、校正部36、电压估计部16、误差检测部17以及故障判定部18的图示。
在执行由绝缘电阻值检测部15进行的绝缘电阻值检测处理时，首先，将第一开关11设为闭合状态且将第二开关31设为断开状态，并且将马达驱动放大器部13内的开关元件全部设为断开状态，通过从交流电源2经由整流电路21流入的电力来对电容器22进行充电。当电容器22的充电完成时，将第一开关11设为断开状态且将第二开关31设为闭合状态，并且将马达驱动放大器部13的上桥臂和下桥臂的开关元件全部设为断开状态，由此构成图中粗线的箭头所示的第一闭合电路101。图7是示出与第一闭合电路关联的部分的电路图。在图7中，省略了处于闭合状态的第二开关31的图示。如图4和图7所示，第一闭合电路101包括电容器22、分压电阻38、闭合状态的第二开关31、分压电阻39、马达3的马达线圈的绝缘电阻4、分压电阻37以及测定用电阻32。
在构成了第一闭合电路101的状态下，能够根据由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值(实测值)Vin3[V]和测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]，按照式4来计算流过第一闭合电路101的泄漏电流I1[A]。
[数4]
在构成了第一闭合电路101的状态下，根据由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值Vdc[V]、流过第一闭合电路101的泄漏电流I1[A]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]、分压电阻37的电阻值Ra[Ω]、分压电阻38的电阻值Rc[Ω]、分压电阻39的电阻值Rd[Ω]、以及马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]，如用式5表示的那样的电路方程式成立。
[数5]
Vdc＝(Rc+Rd+Rm+Ra+Rb)×I1...(5)
如果将式5代入式4来进行变形，则能够获得式6。
[数6]
按照式6，能够计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。但是，在第二电压测定部33的输出中包含因构成绝缘放大器的第二电压测定部33、测定用电阻32以及分压电阻37的部件误差、经年劣化等产生的误差ΔV。因此，将使误差ΔV[V]的极性反转而得到的值“-ΔV[V]”用作用于对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正的校正值Vamend[V]。这里，在生成校正值Vamend[V]时所使用的误差ΔV[V]是在判定为处于基准误差的范围内时、也即在由故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障时使用的误差。校正值Vamend[V]使用在由故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障时使用的误差ΔV[V]，如式7那样表示。关于误差ΔV[V]，相比于增益误差而言，偏移误差更具支配性，因此在本实施方式中，作为一例，如式7所示，生成用于抵消偏移误差的校正值Vamend[V]，是通过对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]加上(plus)该校正值Vamend[V]来抵消偏移误差。
[数7]
Vamend＝-ΔV ...(7)
校正值生成部35基于式7，使用在由故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障时使用的误差ΔV[V]，来生成校正值Vamend[V]。
通过对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]加上校正值Vamend[V]，如式8所示那样获得测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin4[V]。
[数8]
Vin4＝Vin3+Vamemd ...(8)
校正部36基于式8，使用由校正值生成部35生成的校正值Vamend[V]来对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正，由此生成测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin4[V]。
基于通过将式6的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]置换为测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin4[V]而获得的式9，来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]，由此，绝缘电阻值Rm[Ω]的精度提高。
[数9]
在由故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障的情况下，计算部34基于式9，在构成了第一闭合电路101时基于由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值Vdc[V]、测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin4[V]、以及至少测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]，来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。更详细地说，在图1和图4所示的例子中，在由故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障的情况下，计算部34基于式9，在构成了第一闭合电路101时基于由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值Vdc[V]、测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin4[V]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]、分压电阻37的电阻值Ra[Ω]、分压电阻38的电阻值Rc[Ω]、以及分压电阻39的电阻值Rd[Ω]，来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。另一方面，在由故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15有故障的情况下，不执行绝缘电阻值检测部15的绝缘电阻值检测处理，结束处理。
图5是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中的由绝缘电阻值检测部进行的绝缘电阻值检测处理的动作流程的流程图(其一)，图6是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置中的由绝缘电阻值检测部进行的绝缘电阻值检测处理的动作流程的流程图(其二)。
图5所示的步骤S101～S110与图3所示的步骤S101～S110的处理相同。
在步骤S108中没有判定为误差ΔV[V]处于基准误差的范围外的情况下(即，在误差ΔV[V]处于基准误差的范围内的情况下)，进入步骤S110，故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障。
在继步骤S110之后的步骤S200中，绝缘电阻值检测部15开始进行绝缘电阻值检测处理。
此外，一般来说，电容器22(例如电解电容器)的容量大，因此在步骤S103至步骤S110的误差计算处理的期间内只是短时间地流过泄漏电流，因此电容器22的电荷的减少量非常少。因此，在执行步骤S200以后的绝缘电阻值计算处理时，基本上不需要再次对电容器22充电，但是也可以根据需要来再次对电容器22充电。
在步骤S201中，校正值生成部35基于式7，使用在由故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障时使用的误差ΔV[V]，来生成校正值Vamend[V]。
在步骤S202中，控制部30将第二开关31从断开状态切换为闭合状态。由此，第一开关11变为断开状态且第二开关31变为闭合状态。另外，将马达驱动放大器部13的上桥臂的开关元件和下桥臂的开关元件全部设为断开状态。其结果，构成第一闭合电路101。
在步骤S203中，第一电压测定部14获取电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值。
在步骤S204中，第二电压测定部33获取构成了第一闭合电路101时的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]。
在步骤S205中，校正部36基于式8，使用由校正值生成部35生成的校正值Vamend[V]来对在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正，由此生成测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin4[V]。
在步骤S206中，在由故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障的情况下，计算部34基于式9，在构成了第一闭合电路101时基于由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值Vdc[V]、测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin4[V]、以及至少测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]，来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。更详细地说，在图1和图4所示的例子中，在由故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障的情况下，计算部34基于式9，在构成了第一闭合电路101时基于由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压的测定值Vdc[V]、测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin4[V]、测定用电阻32的电阻值Rb[Ω]、分压电阻37的电阻值Ra[Ω]、分压电阻38的电阻值Rc[Ω]、以及分压电阻39的电阻值Rd[Ω]，来计算马达3的绝缘电阻4的绝缘电阻值Rm[Ω]。
这里，关于因构成绝缘放大器的第二电压测定部33、测定用电阻32以及分压电阻37的部件误差、经年劣化等产生的误差ΔV[V]对马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]的检测精度造成的影响，例举数值例来进行说明。
例如，考虑将分压电阻38的电阻值Rc设为1000kΩ、将分压电阻39的电阻值Rd设为5kΩ、将测定用电阻32的电阻值Rb设为5kΩ、将分压电阻37的电阻值Ra设为1000kΩ、将电源部12的电压(电容器22的电压)Vdc设为300V的数值例。
在马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm为1MΩ的情况下，如果基于第一闭合电路101使用式6来计算测定用电阻32的端子间电压，则该端子间电压为498mV。如果设为在第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3的498mV中包含了作为误差ΔV的10mV，则正确的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3应为488mV，因此，如果将Vin3＝488mV代入式6来重新计算马达3的绝缘电阻值Rm，则该绝缘电阻值Rm为1.06MΩ，相对于马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm＝1MΩ发生了偏差。
在马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm为10MΩ的情况下，如果基于第一闭合电路101使用式6来计算测定用电阻32的端子间电压，则该端子间电压为125mV。如果设为在第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3的125mV中包含了作为误差ΔV的10mV，则正确的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3应为115mV，因此，如果将Vin3＝115mV代入式6来重新计算马达3的绝缘电阻值Rm，则该绝缘电阻值Rm为11.03MΩ，相对于马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm＝10MΩ发生了偏差。
在马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm为50MΩ的情况下，如果基于第一闭合电路101使用式6来计算测定用电阻32的端子间电压，则该端子间电压为29mV。如果设为在第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3的29mV中包含了作为误差ΔV的10mV，则正确的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3应为19mV，因此，如果将Vin3＝19mV代入式6来重新计算马达3的绝缘电阻值Rm，则该绝缘电阻值Rm为76.94MΩ，相对于马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm＝50MΩ发生了偏差。
如上述的数值例所示，马达3的绝缘电阻值的实际的值Rm[Ω]越大，则在构成了第一闭合电路101时由第二电压测定部33获取到的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3中包含了误差ΔV的状态下计算出的马达3的绝缘电阻值包含越大的误差。根据本实施方式，将使误差ΔV[V]的极性反转所得到的值“-ΔV[V]”作为校正值Vamend[V]来对由第二电压测定部33获取的测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin3[V]进行校正，使用测定用电阻32的端子间电压的校正后的测定值Vin4[V]来计算绝缘电阻值Rm[Ω]，因此，能够准确地检测马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]。
如以上说明的那样，根据基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置1，基于因第二电压测定部33、测定用电阻32以及分压电阻37的部件误差、经年劣化等产生的误差ΔV[V]来执行故障判定处理，因此能够准确地检测出用于检测马达3的绝缘电阻值的绝缘电阻值检测部15的故障。另外，使用在由故障判定部18判定为绝缘电阻值检测部15无故障时使用的误差ΔV[V]来对由第二电压测定部33得到的测定用电阻32的测定值Vin3[V]进行校正，并基于测定用电阻32的校正后的测定值Vin4[V]来计算马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]，因此能够准确地检测出马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]。
接下来，对基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置1的变形例进行说明。
图8是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置的变形例的图。
在图4和图7所示的绝缘电阻值检测部15的绝缘电阻值检测处理所使用的第一闭合电路101中，电源部12的电压(电容器22的电压)Vdc[V]被施加于由分压电阻39、分压电阻39、马达3的绝缘电阻4、分压电阻37以及测定用电阻32得到的合成电阻，因此流过第一闭合电路101的泄漏电流I1[A]非常小。因此，通过将由测定用电阻32、第二电压测定部33以及分压电阻37构成的绝缘放大器的输入电压范围设得小，来确保第二电压测定部33的检测分辨率。另一方面，在图2所示的绝缘电阻值检测部15有无故障的判定处理所使用的第二闭合电路102中，电源部12的电压(电容器22的电压)Vdc[V]被施加于由分压电阻37和测定用电阻32得到的合成电阻，因此流过第二闭合电路102的电流变得比流过第一闭合电路101的泄漏电流I1[A]大。因此，当为了确保第二电压测定部33的检测分辨率而使用输入电压范围小的绝缘放大器时，在绝缘电阻值检测部15有无故障的判定处理时对测定用电阻32施加的电压有时脱离绝缘放大器的输入电压范围，从而无法准确地执行绝缘电阻值检测部15有无故障的判定处理。反之，当为了准确地执行绝缘电阻值检测部15有无故障的判定处理而使用输入电压范围大的绝缘放大器时，第二电压测定部33的检测分辨率降低。
为了解决这样的问题，在基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置的变形例中，在执行绝缘电阻值检测部15有无故障的判定处理之前，将第一开关11和第二开关31设为断开状态且将马达驱动放大器部13的上桥臂和下桥臂的所有的开关元件设为断开状态，来构成由电容器22和第一电压测定部14构成的放电电路。第一电压测定部14例如由测定用电阻(未图示)、分压电阻(未图示)以及绝缘放大器构成，因此，通过构成该放电电路，能够经由第一电压测定部14内的测定用电阻(未图示)和分压电阻(未图示)来释放电容器22的电荷。而且，在通过放电而电源部12的电压(电容器22的电压)Vdc[V]变为预先规定的基准电压以下之后，再次构成第二闭合电路102，使第二电压测定部获取测定用电阻32的端子间电压的测定值Vin2[V]。
基于本变形例的马达驱动装置1还具备电压判定部19。电压判定部19判定在将第一开关11和第二开关31设为断开状态且将马达驱动放大器部13的上桥臂和下桥臂的所有的开关元件设为断开状态时由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值Vdc[V]是否变为预先规定的基准电压Vth3[V]以下。电压判定部19构成在运算处理装置内，例如是通过在处理器上执行的计算机程序实现的功能模块。例如，在以计算机程序形式构建电压判定部19的情况下，能够通过使运算处理装置按照该计算机程序进行动作，来实现电压判定部19的功能。用于执行电压判定部19的处理的计算机程序也可以以记录于半导体存储器、磁记录介质或光记录介质之类的计算机可读的记录介质的形式提供。另外，或者，也可以将电压判定部19以写入了用于实现该功能的计算机程序的半导体集成电路来实现。
在由电压判定部19判定为将第一开关11和第二开关31设为断开状态且将马达驱动放大器部13的上桥臂和下桥臂的所有的开关元件设为断开状态时由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值Vdc[V]变为基准值Vth3[V]以下之后，再次构成第二闭合电路102，第二电压测定部33获取测定用电阻32的端子间电压的测定值。
此外，关于在由电压判定部19进行的电压判定处理中所使用的基准电压Vth3[V]，根据具有能够确保第二电压测定部33的期望的检测分辨率的输入电压范围的绝缘放大器来设定即可。基准电压Vth3[V]也可以被存储于可重写的存储部(未图示)并且能够通过外部设备而被重写，即使在暂时设定了基准电压Vth3[V]之后，也能够根据需要来变更为适当的值。存储基准电压Vth3[V]的存储部可以由例如EEPROM(注册商标)等那样的电可擦除可记录的非易失性存储器、或者例如DRAM、SRAM等那样的能够高速读写的随机存取存储器等构成。所设定的基准电压Vth3[V]被事先输入到构成电压判定部19的运算处理装置内，并将其使用于由电压判定部19进行的电压判定处理即可。
如果例举关于基准电压Vth3[V]的数值例的一例，则如下面那样。例如，将测定用电阻32的电阻值Rb设为5kΩ，将分压电阻37的电阻值Ra设为1000kΩ，将绝缘放大器内的第二电压测定部33的输入电压范围设为例如0mV至1000mV。在本例的情况下，在将电源部12的电压(电容器22的电压)Vdc设为300V时，如果按照欧姆定律来计算，则构成了第二闭合电路102时的测定用电阻32的端子间电压Vin2约为1493mV，超过第二电压测定部33的输入电压范围的上限值。为了将测定用电阻32的端子间电压Vin2[V]收敛在第二电压测定部33的输入电压范围的上限值1000mV以下，需要使电源部12的电压(电容器22的电压)Vdc降低至约200V。因此，只要构成将基准电压Vth3设定为例如200V的电压判定部19即可。此外，这里例举的数值例仅为一例。
基于本变形例的马达驱动装置1中的除电压判定部19和第二电压测定部33以外的结构如参照图1所说明的那样。
图9是示出基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置的变形例中的绝缘电阻值检测部有无故障的判定处理的动作流程的流程图。
图9所示的步骤S101和S102与图1和图3所示的步骤S101和S102的处理相同。在步骤S102的电容器22的充电完成后，在步骤S103中，通过由控制部30将第一开关11从闭合状态切换为断开状态，来将第一开关11和第二开关31控制为断开状态且将马达驱动放大器部13的上桥臂和下桥臂的所有的开关元件控制为断开状态，由此构成由电容器22和第一电压测定部14构成的放电电路。通过构成该放电电路，来通过第一电压测定部14内的测定用电阻(未图示)和分压电阻(未图示)使电容器22逐渐放电。在步骤S104中，第一电压测定部14获取电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值。
在继步骤S104之后的步骤S111中，电压判定部19判定由第一电压测定部14获取到的电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值Vdc[V]是否变为预先规定的基准电压Vth3[V]以下。在步骤S111中没有判定为电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值Vdc[V]变为基准电压Vth3[V]以下的情况下，返回到步骤S104，在步骤S111中判定为电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值Vdc[V]变为基准电压Vth3[V]以下的情况下，在通过使马达驱动放大器部13内的开关元件任意地开关来构成第二闭合电路102之后，进入步骤S105。直到电容器22放电而电源部12的电压(电容器22的电压)的测定值Vdc[V]变为基准电压Vth3[V]以下为止，反复执行步骤S104和S111。
图9所示的步骤S105～S110和S200与图3所示的步骤S105～S110和S200的处理相同。另外，在图9所示的步骤S200的处理之后，进一步执行图6所示的步骤S201～S206。
如以上说明的那样，根据基于本公开的一个实施方式的马达驱动装置1的变形例，能够有效地确保第二电压测定部33的检测分辨率，因此，能够准确地检测出用于检测马达3的绝缘电阻值的绝缘电阻值检测部15的电路的故障，并且能够准确地检测出马达3的绝缘电阻值Rm[Ω]。
附图标记说明
1：马达驱动装置；2：交流电源；3：马达；4：绝缘电阻；11：第一开关；12：电源部；13：马达驱动放大器部；14：第一电压测定部；15：绝缘电阻值检测部；16：电压估计部；17：误差检测部；18：故障判定部；19：电压判定部；21：整流电路；22：电容器；30：控制部；31：第二开关；32：测定用电阻；33：第二电压测定部；34：计算部；35：校正值生成部；36：校正部；37、38、39：分压电阻；101：第一闭合电路；102：第二闭合电路。

Claims (4)

1.一种马达驱动装置，具备：
第一开关，其用于将从交流电源起的电路断开和闭合，
电源部，其通过整流电路将从所述交流电源经由处于闭合状态的所述第一开关供给的交流电压整流为直流电压，通过电容器将进行整流得到的直流电压平滑化；
马达驱动放大器部，其使用上桥臂的开关元件和下桥臂的开关元件来将来自所述电源部的直流电压转换为马达驱动用的交流电压，并将该交流电压供给到马达；
第一电压测定部，其获取所述电源部的电压的测定值；
绝缘电阻值检测部，其具有第二开关、测定用电阻、第二电压测定部以及计算部，所述第二开关在闭合状态时将所述电容器的一端与大地连接，在断开状态时不将所述电容器的一端与大地连接，所述测定用电阻设置于所述电容器的另一端与马达线圈之间，所述第二电压测定部获取所述测定用电阻的端子间电压的测定值，在通过将所述第一开关设为断开状态且将所述第二开关设为闭合状态而构成了包括所述第二开关、所述电容器、所述测定用电阻、所述马达线圈以及大地的第一闭合电路时，所述计算部基于由所述第一电压测定部获取到的所述电源部的电压的测定值、由所述第二电压测定部获取到的所述测定用电阻的端子间电压的测定值、以及所述测定用电阻的电阻值，来计算马达的绝缘电阻值；
电压估计部，在通过将所述第一开关和所述第二开关设为断开状态且使所述马达驱动放大器部的所述上桥臂的所述开关元件或所述下桥臂的所述开关元件任意地开关而构成了包括所述电容器和所述测定用电阻的第二闭合电路时，所述电压估计部基于由所述第一电压测定部获取到的所述电源部的电压的测定值、以及所述测定用电阻的电阻值，来计算所述测定用电阻的端子间电压的估计值；
误差检测部，其检测在构成了所述第二闭合电路时由所述第二电压测定部获取到的所述测定用电阻的端子间电压的测定值与由所述电压估计部计算出的所述测定用电阻的端子间电压的估计值之间的误差；以及
故障判定部，其基于由所述误差检测部检测出的误差，来判定所述绝缘电阻值检测部有无故障。
2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，
在由所述误差检测部检测出的误差处于预先规定的基准误差的范围外的情况下，所述故障判定部判定为所述绝缘电阻值检测部有故障，在由所述误差检测部检测出的误差处于所述基准误差的范围内的情况下，所述故障判定部判定为所述绝缘电阻值检测部无故障。
3.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其中，
所述绝缘电阻值检测部还具有：
校正值生成部，其基于在由所述故障判定部判定为所述绝缘电阻值检测部无故障时使用的、由所述误差检测部检测出的误差，来生成校正值；以及
校正部，其使用由所述校正值生成部生成的校正值来对在构成了所述第一闭合电路时由所述第二电压测定部获取到的所述测定用电阻的端子间电压的测定值进行校正，由此生成所述测定用电阻的端子间电压的校正后的测定值，
所述计算部基于在构成了所述第一闭合电路时由所述第一电压测定部获取到的所述电源部的电压的测定值、所述测定用电阻的端子间电压的校正后的测定值、以及所述测定用电阻的电阻值，来检测马达的绝缘电阻值。
4.根据权利要求3所述的马达驱动装置，其中，
还具备电压判定部，所述电压判定部判定由所述第一电压测定部获取到的所述电源部的电压的测定值是否变为预先规定的基准电压以下，
在由所述电压判定部判定为在将所述第一开关和所述第二开关设为断开状态且将所述马达驱动放大器部的所述上桥臂的所述开关元件和所述下桥臂的所述开关元件设为断开状态时由所述第一电压测定部获取到的所述电源部的电压的测定值变为所述基准值以下之后，在构成了所述第二闭合电路时，所述第二电压测定部获取所述测定用电阻的端子间电压的测定值。
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