CN117501618A - 电动机控制装置、电动助力转向装置、以及电动机控制方法 - Google Patents

电动机控制装置、电动助力转向装置、以及电动机控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117501618A
CN117501618A CN202180098952.XA CN202180098952A CN117501618A CN 117501618 A CN117501618 A CN 117501618A CN 202180098952 A CN202180098952 A CN 202180098952A CN 117501618 A CN117501618 A CN 117501618A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
driving element
unit
circuit
short
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180098952.XA
Other languages
English (en)
Inventor
荻原宪人
藤本千明
泽田诚晋
前田侑大
则皮基宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN117501618A publication Critical patent/CN117501618A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/0243—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being a broken phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0487—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting motor faults

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

一种电动机控制装置，包括：电动机驱动部，该电动机驱动部向具有多相绕组的电动机供电，在所述多相的各相具有串联连接的上侧驱动元件及下侧驱动元件；基于所述电动机各相的电动机端子的电压来检测电动机端子电压值的电动机端子电压检测部；驱动元件故障判定部，该驱动元件故障判定部根据所述驱动元件两端间的电压值，对所述上侧驱动元件及下侧驱动元件分别执行故障判定，并输出该故障判定结果；以及短路/开路故障判定部，该短路/开路故障判定部在所述驱动元件故障判定部输出的所述故障判定结果为故障判定的情况下，根据所述电动机端子电压检测部检测出的所述电动机端子电压值，判定所述上侧驱动元件及所述下侧驱动元件是否为短路故障或开路故障。

Description

电动机控制装置、电动助力转向装置、以及电动机控制方法
技术领域
本公开涉及电动机控制装置、电动助力转向装置、以及电动机控制方法。
背景技术
对汽车等车辆的转向机构施加转向辅助力的电动助力转向装置具有对方向盘产生转向辅助转矩的电动机和控制该电动机的电动机控制装置，在车辆的驾驶中始终进行动作。因此，电动助力转向装置在驾驶中驱动电动机的部件发生故障时，需要实施故障部件的确定，根据故障内容，需要停止或继续辅助动作等控制。
在现有的电动助力转向装置中，已知有驱动电动机的逆变器电路的驱动元件的故障监视及故障判定的技术(例如，参照专利文献1及专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2019-221089号公报
专利文献2：日本专利特开2019-187187号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，在专利文献1所记载的技术中，需要在电动机的驱动信号的各相独立地具备对电动机端子的电压即电动机端子电压和规定值进行比较的比较器，存在结构变得复杂的问题。
另外，在专利文献2所记载的技术中，以使用对每个驱动元件具有监视功能的前置驱动器IC(Integrated Circuit：集成电路)为前提，存在结构变得复杂的问题。
由此，在上述现有的电动助力转向装置中，通过简单的结构，难以进行驱动元件的故障诊断。
本公开是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够通过简单的结构进行驱动元件的故障诊断的电动机控制装置、电动助力转向装置以及电动机控制方法。
用于解决技术问题的技术手段
为了解决上述问题，本发明的一个方式涉及一种电动机控制装置，包括：电动机驱动部，该电动机驱动部向具有多相绕组的电动机供电，在所述多相的各相具有串联连接的上侧驱动元件及下侧驱动元件；基于所述电动机各相的电动机端子的电压来检测电动机端子电压值的电动机端子电压检测部；驱动元件故障判定部，该驱动元件故障判定部根据所述驱动元件两端间的电压值，对所述上侧驱动元件及下侧驱动元件分别执行故障判定，并输出该故障判定结果；以及短路/开路故障判定部，该短路/开路故障判定部在所述驱动元件故障判定部输出的所述故障判定结果为故障判定的情况下，根据所述电动机端子电压检测部检测出的所述电动机端子电压值，判定所述上侧驱动元件及所述下侧驱动元件是否为短路故障或开路故障。
另外，本公开的一个方式涉及一种电动助力转向装置，包括：上述所记载的电动机控制装置；对转向进行辅助的所述电动机；以及检测所述转向的转向转矩的转矩传感器，所述电动机控制装置根据所述转矩传感器检测到的所述转向转矩来控制所述电动机的驱动。
另外，本公开的一个方式涉及一种电动机控制装置的电动机控制方法，所述电动机控制装置包括：电动机驱动部，该电动机驱动部向具有多相绕组的电动机供电，在所述多相的各相具有串联连接的上侧驱动元件及下侧驱动元件；以及基于所述电动机各相的电动机端子的电压来检测电动机端子电压值的电动机端子电压检测部，该电动机控制方法的特征在于，包含：驱动元件故障判定部根据所述驱动元件两端间的电压值，对所述上侧驱动元件及下侧驱动元件分别执行故障判定，并输出该故障判定结果的驱动元件故障判定步骤；以及短路/开路故障判定部在所述驱动元件故障判定步骤输出的所述故障判定结果为故障判定的情况下，根据所述电动机端子电压检测部检测出的所述电动机端子电压值，判定所述上侧驱动元件及所述下侧驱动元件是否为短路故障或开路故障的短路/开路故障判定步骤。
发明效果
根据本公开，通过简单的结构，能够进行驱动元件的故障诊断。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的电动助力转向装置的一个示例的框图。
图2是表示本实施方式所涉及的电动机控制装置的动作的一个示例的流程图。
图3是表示本实施方式的电动机控制装置的上臂的驱动元件的短路/开路故障的判定处理的一个示例的流程图。
图4是表示本实施方式的电动机控制装置的下臂的驱动元件的短路/开路故障的判定处理的一个示例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本公开的一实施方式所涉及的电动机控制装置和电动助力转向装置。
图1是表示本实施方式所涉及的电动助力转向装置1的一个示例的框图。
如图1所示，电动助力转向装置1包括电动机2、电动机控制装置10、角度检测部20、方向盘21、转矩传感器22、驱动力传递机构23、轴24和转向装置25。
电动机2是具有多相绕组(例如，三相绕组)的旋转电机，作为辅助转向装置(转向装置25)的转向的驱动力源发挥功能。电动机2包括设置有多相绕组的定子(未图示)和设置有配置在定子的径向内侧的磁体的转子(未图示)。在本实施方式中，磁体例如是永磁体。电动机2是例如永磁体型的同步旋转电机。磁体可以是具有励磁绕组的电磁体。另外，三相绕组可以是星形接线，也可以是三角形接线。
角度检测部20例如是旋转变压器、编码器、MR传感器等的旋转传感器。角度检测部20设置在转子上，检测转子的旋转角度。角度检测部20将检测出的转子的旋转角度输出到后述的电动机控制装置10的电气角计算部36。
转向装置25例如是进行汽车等车辆的转向的转向装置。转向装置25将方向盘21的转向转矩传递给车轮26。
方向盘21由驾驶员左右旋转，例如进行汽车等车辆的转向。
转矩传感器22安装于轴24，检测方向盘21的转向转矩。转矩传感器22将检测出的转向转矩输出到电动机控制装置10的电动机电流控制运算部31。
驱动力传递机构23与电动机2的转子的旋转轴连结，将电动机2的驱动力传递给车辆的转向装置25。驱动力传递机构23例如是将电动机2的旋转轴与轴24连结的蜗轮机构等。
轴24与方向盘21连接，将方向盘21的转向转矩传递给转向装置25。
电动机控制装置10根据转矩传感器22检测出的转向转矩，控制电动机2的驱动。电动机控制装置10包括直流电源11、电源电压切断部12、电源电压检测部13、电动机驱动部14、电动机驱动电流切断部15、电源电压充电部17、电动机端子电压检测部18和控制部30。
电动机驱动部14例如是从直流电源11生成驱动电动机2的交流信号(交流电)的逆变器电路。电动机驱动部14向电动机2供电。电动机驱动部14包括正极侧驱动元件(QHu、QHv、QHw)、负极侧驱动元件(QLu、QLv、QLw)、滤波电容器141、电流传感器(142u、142v、142w)。
电动机驱动部14对应三相各相包括三组经由电源电压切断部12、电源电压检测部13与直流电源11的正极侧连接的正极侧驱动元件(QHu、QHv、QHw)、与直流电源11的负极侧连接的负极侧驱动元件(QLu、QLv、QLw)串联连接而成的串联电路。这里，正极侧驱动元件(QHu、QHv、QHw)对应于上臂的驱动元件(上侧驱动元件)，负极侧驱动元件(QLu、QLv、QLw)对应于下臂的驱动元件(下侧驱动元件)。
在本实施方式中，上臂的驱动元件(QHu、QHv、QHw)分别在表示电动机驱动部14所具备的任意上臂的驱动元件的情况下或者没有特别区别的情况下，作为驱动元件QH进行说明。另外，下臂的驱动元件(QLu、QLv、QLw)分别在表示电动机驱动部14所具备的任意下臂的驱动元件的情况下或者没有特别区别的情况下，作为驱动元件QL进行说明。另外，驱动元件QH和驱动元件QL分别在表示电动机驱动部14所具备的任意的驱动元件的情况下或者没有特别区别的情况下，作为驱动元件Q进行说明。
在电动机驱动部14中，各相的串联电路中的2个驱动元件(驱动元件QH及驱动元件QL)的连接点经由电动机驱动电流切断部15与电动机2的对应相的绕组相连接。
具体而言，在U相的串联电路中，U相的上臂的驱动元件QHu与U相的下臂的驱动元件QLu串联连接，两个驱动元件(QHu、QLu)的连接点经由电动机驱动电流切断部15与电动机2的U相的绕组相连接。
另外，在V相的串联电路中，V相的上臂的驱动元件QHv和V相的下臂的驱动元件QLv串联连接，两个驱动元件(QHv、QLv)的连接点经由电动机驱动电流切断部15与电动机2的V相的绕组相连接。
另外，在W相的串联电路中，W相的上臂的驱动元件QHw与W相的下臂的驱动元件QLw串联连接，两个驱动元件(QHw、QLw)的连接点经由电动机驱动电流切断部15与电动机2的W相的绕组相连接。
滤波电容器141经由电源电压切断部12和电源电压检测部13连接在直流电源11的正极侧和负极侧之间。滤波电容器141对经由电源电压切断部12和电源电压检测部13的直流电源11的电源电压进行滤波。
驱动元件Q例如是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field EffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等半导体开关元件。从栅极驱动部33向上臂的驱动元件(QHu、QHv、QHw)以及下臂的驱动元件(QLu、QLv、QLw)的各驱动元件Q的栅极端子供给驱动信号。各驱动元件Q通过由从栅极驱动部33输出的驱动信号(DHu、DHv、DHw、DLu、DLv、DLw)驱动，经由后级的电动机驱动电流切断部15向电动机2的各相线圈(各相的绕组)施加规定的相电压。由此，各驱动元件Q使规定的驱动电流流过电动机2，使电动机2产生转矩。
电流传感器(142u、142v、142w)例如是分流电阻、霍尔元件等传感器，检测流过各相的绕组的电流。电流传感器142u与下臂的驱动元件QLu串联连接，检测流过U相绕组的电流。另外，电流传感器142v与下臂的驱动元件QLv串联连接，检测流过V相绕组的电流。另外，电流传感器142w与下臂的驱动元件QLw串联连接，检测流过W相绕组的电流。
直流电源11向电动机驱动部14提供直流电压Vdc。在本实施方式中，直流电压Vdc例如为12V，直流电源11例如只要是电池、DC-DC转换器、二极管整流器、PWM整流器等输出直流电压Vdc的设备即可。
电源电压切断部12根据电源电压切断指示，从后述的切断管理部32切断施加在电动机驱动部14上的直流电源11的直流电压。即，电源电压切断部12切断施加于电动机驱动部14的电源电压。
电源电压检测部13对直流电源11的电压进行检测。电源电压检测部13将检测出的直流电源11的电压值输出到后述的电动机电流控制运算部31及短路/开路故障判定部37。
电源电压充电部17在执行上臂的驱动元件QH的故障判定处理时，强制对电动机驱动部14施加电压。电源电压充电部17在电源电压切断部12中，在电源电压被切断时，为了使向随着时间的经过而减少的电动机驱动部14的施加电压保持恒定，通过对滤波电容器141赋予电荷来施加电压。电源电压充电部17仅在执行上臂的驱动元件QH的故障判定处理时的电源电压为规定阈值以下的情况下进行动作。另外，在电动机控制装置10不具备电源电压切断部12的情况下，电动机控制装置10也可以不具备电源电压充电部17。
电动机驱动电流切断部15包含寄生二极管，具有切断从电动机驱动部14向电动机2的各相的供电的开关元件。电动机驱动电流切断部15配置在电动机驱动部14的各相的输出线与电动机2的各相端子之间，根据来自切断管理部32的电动机驱动电流切断指示，切断来自电动机驱动部14的输出即驱动电流。
电动机驱动电流切断部15所具备的开关元件例如是FET，寄生二极管配置成从电动机驱动部14的各相的输出线向电动机2的各相端子成正向。
电动机端子电压检测部18检测基于电动机2的各相的电动机端子的电压的电动机端子电压值。这里，电动机端子电压值是将电动机2的各相线圈(各相的线圈)的端子电压汇总为一个的电压值，例如是各相线圈(各相的线圈)的端子电压的总和值、平均值等。
电动机端子电压检测部18例如由具有AD转换器(模数转换器)的CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)等实现，通过CPU对由AD转换器检测出的各电压值执行规定的运算处理等，输出电动机端子电压值。假设电动机端子电压检测部18是电动机控制装置10中硬件和软件的接口部，包括CPU的AD转换器。电动机端子电压检测部18例如使用AD转换器检测将与各相的电动机端子连接的信号线汇总为一个而接线的信号线的电压值(各相线圈的端子电压的总和值)，作为电动机端子电压值。
另外，需要将电动机端子电压值的可测定上限值设定为比直流电源11的电压值要小，并且电动机2的正常驱动时的电动机端子电压值设定为相对于可测定上限值具有足够余量的值。
控制部30例如由包括CPU的处理器或前置驱动器IC等实现，执行电动机2的控制中的各种处理。控制部30包括电动机电流控制运算部31、切断管理部32、栅极驱动部33、驱动元件故障判定部34、检测电流计算部35、电气角计算部36、短路/开路故障判定部37。
检测电流计算部35根据电动机驱动部14的电流传感器(142u、142v、142w)的输出信号计算流过电动机2的各相的相电流(Iu、Iv、Iw)。检测电流计算部35例如使用放大器计算作为电流传感器(142u、142v、142w)的分流电阻的两端电位差，计算出在各相中流动的相电流(Iu、Iv、Iw)，将在计算出的各相中流动的相电流(Iu、Iv、Iw)输出到电动机电流控制运算部31。
电气角计算部36根据角度检测部20检测出的转子的旋转角度，计算电气角。电气角计算部36将计算出的电气角输出到电动机电流控制运算部31。
电动机电流控制运算部31是向栅极驱动部33输出驱动指令值来控制电动机2的驱动的电动机控制部的一个示例。电动机电流控制运算部31获取转矩传感器22输出的转向转矩、从外部设备输出的车速信息Vc、电气角计算部36输出的电气角。另外，电动机电流控制运算部31根据获取到的电气角计算电动机转速。电动机电流控制运算部31根据转向转矩、车速信息Vc、电气角以及电动机转速，计算旋转双轴(d-q轴)上的电流指令即q轴电流指令Iq_t以及d轴电流指令Id_t。另外，电动机电流控制运算部31生成将检测电流计算部35输出的各相电流(Iu、Iv、Iw)三相二轴转换为旋转二轴(d-q轴)上的电流而得的检测相电流(Iq_m、Id_m)。
电动机电流控制运算部31根据计算出的q轴电流指令Iq_t及d轴电流指令Id_t和检测相电流(Iq_m、Id_m)，执行公知的控制运算处理(例如PI(Proportional Integral：比例积分)控制处理)，生成相当于处理运算结果的U相PWM信号、V相PWM信号、W相PWM信号。电动机电流控制运算部31将生成的U相PWM信号、V相PWM信号、W相PWM信号输出到后级的栅极驱动部33。
另外，电动机电流控制运算部31在从后述的短路/开路故障判定部37输出的短路/开路故障判定结果为驱动元件Q短路故障的情况下，停止电动机2的驱动。即，电动机电流控制运算部31在判定为驱动元件Q为短路故障的情况下，不依赖于q轴电流指令Iq_t及d轴电流指令Id_t和上述的检测相电流(Iq_m、Id_m)，生成不对电动机2的各相施加电流的U相PWM信号、V相PWM信号、W相PWM信号，并输出到后级的栅极驱动部33。
另外，电动机电流控制运算部31在上臂的驱动元件QH和下臂的驱动元件QL双方判定为开路故障的情况下，执行故障相确定处理和故障相以外的相的电动机控制处理。电动机电流控制运算部31在判定为是开路故障的情况下，确定发生故障的相即故障相，在该故障相为1个的情况下，停止基于该故障相的电动机2的驱动，通过该故障相以外的相驱动电动机2。
栅极驱动部33例如是驱动元件的前置驱动器IC，根据电动机电流控制运算部31输出的各相的PWM信号(U相PWM信号、V相PWM信号、W相PWM信号)，输出驱动电动机驱动部14的各驱动元件Q的驱动信号。作为驱动上臂的驱动元件QH的驱动信号，栅极驱动部33输出驱动驱动元件QHu的驱动信号DHu、驱动驱动元件QHv的驱动信号DHv以及驱动驱动元件QHw的驱动信号DHw。作为驱动下臂的驱动元件QL的驱动信号，栅极驱动部33输出驱动驱动元件QLu的驱动信号DLu、驱动驱动元件QLv的驱动信号DLv以及驱动驱动元件QLw的驱动信号DLw。
切断管理部32根据来自短路/开路故障判定部37的切断指示，使电动机驱动电流切断部15及电源电压切断部12处于切断状态。切断管理部32例如根据电动机电流控制运算部31以及短路/开路故障判定部37的切断指示，向电源电压切断部12以及电动机驱动电流切断部15输出切断指示。另外，切断管理部32根据来自电动机电流控制运算部31的电动机2的驱动的停止指示，栅极驱动部33也输出驱动停止指示。
驱动元件故障判定部34根据电动机驱动部14的驱动元件Q的两端间的电压值(电位差)，对上臂的驱动元件QH以及下臂的驱动元件QL执行故障判定，并输出该故障判定结果。即，驱动元件故障判定部34监视电动机驱动部14的上臂的驱动元件QH的高电位侧端子和低电位侧端子之间的电压(两端间的电压值)、下臂的驱动元件QL的高电位侧端子和低电位侧端子之间的电压这两个电压。驱动元件故障判定部34在这些电压不在正常时的阈值电压范围内的期间为某规定期间以上的情况下，判定为驱动元件Q的故障，输出驱动元件故障判定结果。
具体而言，驱动元件故障判定部34在上臂的驱动元件QH被控制为导通状态(导通状态)的状态下，上臂的驱动元件QH的两端间的电压值在规定的正常电压范围外的期间为规定的期间以上的情况下，判定为上臂的驱动元件QH故障。另外，驱动元件故障判定部34在下臂的驱动元件QL被控制为导通状态的状态下，下臂的驱动元件QL的两端间的电压值在规定的正常电压范围外的期间为规定的期间以上的情况下，判定下臂的驱动元件QL为故障。
驱动元件故障判定部34在电动机2的驱动前以及电动机2的驱动中，以规定的周期执行故障判定。
在驱动元件Q指示栅极驱动部33导通驱动时，高电位侧电位和低电位侧电位的端子间电压(两端间的电压值)不在正常时的阈值电压范围内而是异常较高的值的情况下，流过正常时流过的电流以上的电流。在这种情况下，可以判定为驱动元件Q发生了短路故障。
另外，在驱动元件Q指示栅极驱动部33导通驱动时，高电位侧电位和低电位侧电位的端子间电压(两端间的电压值)不在正常时的阈值电压范围内而是异常低的值的情况下，能够判定为驱动元件Q发生了开路故障。
驱动元件故障判定部34的故障判定结果是汇总输出上臂的驱动元件QH及下臂的驱动元件QL的故障判定结果的结果，上臂的驱动元件QH及下臂的驱动元件QL的任一个故障的判定处理及故障模式的判定处理由短路/开路故障判别部37进行执行。另外，上述的电压监视在电动机驱动状态下始终能够执行。
另外，驱动元件故障判定部34也可以构成为分别输出上臂的驱动元件QH和下臂的驱动元件QL的故障判定结果来作为故障判定结果。在这种情况下，不需要通过短路/开路故障判别部37判定上臂的驱动元件QH及下臂的驱动元件QL中的某一个发生了故障的判定处理。
短路/开路故障判定部37在驱动元件故障判定部34输出的故障判定结果为故障判定的情况下，根据电动机端子电压检测部18检测出的电动机端子电压值，判定上臂的驱动元件QH及下臂的驱动元件QL是否为短路故障或开路故障。短路/开路故障判定部37根据驱动元件故障判定部34输出的驱动元件故障判定结果和电动机端子电压检测部18输出的电动机端子电压值，执行上臂的驱动元件QH的故障判定处理和下臂的驱动元件QL的故障判定处理。短路/开路故障判定部37将判定结果输出到电动机电流控制运算部31。
短路/开路故障判定部37在上臂的驱动元件QH的故障判定处理中，在电动机端子电压值为上臂的短路故障判定阈值以上的期间为规定期间以上的情况下，判定为上臂的驱动元件QH为短路故障。短路/开路故障判定部37在上臂的驱动元件QH的判定处理中判定为上臂的驱动元件QH不是短路故障的情况下，判定为上臂的驱动元件QH是开路故障。
另外，短路/开路故障判定部37在下臂的驱动元件QL的判定处理中，在电动机端子电压值为下臂的短路故障判定阈值以下的期间为规定期间以下的情况下，判定为下臂的驱动元件QL为短路故障。短路/开路故障判定部37在下臂的驱动元件QL的判定处理中判定为下臂的驱动元件QL不是短路故障的情况下，判定为下臂的驱动元件QL是开路故障。
短路/开路故障判定部37在执行故障判定处理时，经由切断管理部32输出对电源电压切断部12及电动机驱动电流切断部15的切断指示和对栅极驱动部33的驱动指示停止。短路/开路故障判定部37在通过电动机驱动电流切断部15切断了向电动机2的供电的状态下，基于经由寄生二极管施加的电动机端子电压值，执行上臂的驱动元件QH的判定处理。
另外，短路/开路故障判定部37在使电动机驱动电流切断部15的开关元件成为导通状态的状态下，基于电动机端子电压值，执行下臂的驱动元件QL的判定处理。
另外，短路/开路故障判定部37在电源电压切断部12切断电源电压的状态下，在电源电压检测部13检测出的检测电压为规定的阈值以上的情况下，执行上臂的驱动元件QH的判定处理。短路/开路故障判定部37在检测电压小于规定的阈值的情况下，通过电源电压充电部17对电动机驱动部14强制施加电压。另外，短路/开路故障判定部37在规定的期间内检测电压达到规定的阈值时，执行上臂的驱动元件QH的判定处理。
另外，短路/开路故障判定部37在规定的期间内检测电压未达到规定的阈值时，判定上臂的驱动元件QH为短路故障。
短路/开路故障判定部37在执行上臂的驱动元件QH的判定处理之后，执行下臂的驱动元件QL的判定处理。另外，短路/开路故障判定部37在判定为上臂的驱动元件QH为短路故障的情况下，不执行下臂的驱动元件QL的判定处理。
接着，将参照附图说明本实施方式所涉及的电动机控制装置10的动作。
图2是表示本实施方式所涉及的电动机控制装置10的动作的一个示例的流程图。这里，说明由电动机控制装置10进行的电动机驱动部14的驱动元件Q的故障监视处理以及故障判定处理。
如图2所示，电动机控制装置10的驱动元件故障判定部34首先执行驱动元件Q的故障判定处理(步骤S101)。驱动元件故障判定部34例如在上臂的驱动元件QH及下臂的驱动元件QL的高电位侧端子为导通状态时，监视作为上臂的驱动元件QH的高电位侧端子和低电位侧端子间的电压的漏极-源极间电压、和作为下臂的驱动元件QL的高电位侧端子和低电位侧端子间的电压的漏极-源极间电压。驱动元件故障判定部34在上述端子间电压值不在正常值范围内的时间经过了规定期间的情况下，输出表示驱动元件Q的故障发生的故障判定结果。
另外，驱动元件故障判定部34在上述端子间电压值处于正常值范围内的情况下，输出未发生故障的故障判定结果。上述端子间电压值的正常值范围及用于故障发生的判定的规定期间根据所使用的前置驱动器IC及驱动元件的特性而不同。另外，驱动元件故障判定部34在电动机驱动中经常执行驱动元件Q的故障判定处理。
接着，电动机控制装置10的短路/开路故障判定部37根据驱动元件故障判定处理的故障判定结果，判定是否发生了故障(步骤S102)。短路/开路故障判定部37在故障判定结果为发生故障的情况下(步骤S102为“是”)，使处理前进至步骤S103。另外，短路/开路故障判定部37在故障判定结果不是故障发生的情况下(步骤S102为“否”)，结束驱动元件故障判定处理，返回通常的电动机控制装置10的处理。
在步骤S103中，短路/开路故障判定部37执行上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理。短路/开路故障判定部37在电源电压切断部12切断电源电压、在滤波电容器141中积存电荷的状态下、且向电动机驱动部14提供的电压成为规定电压值的状态下，电动机转速成为规定转速阈值以下的情况下，执行上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理。短路/开路故障判定部37根据电动机端子电压检测部18检测出的电动机端子电压值，执行上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理。
关于上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理的详细情况，参照图3后述。
接着，短路/开路故障判定部37判定是否发生了短路故障(步骤S104)。短路/开路故障判定部37在上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理的结果是上臂的驱动元件QH的短路故障的情况下(步骤S104为“是”)，使处理前进至步骤S109。另外，短路/开路故障判定部37在上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理的结果不是上臂的驱动元件QH的短路故障的情况下(步骤S104为“否”)，使处理前进至步骤S105。
在步骤S105中，短路/开路故障判定部37执行下臂的驱动元件QL的短路故障判定处理。关于下臂的驱动元件QL的短路故障判定处理的详细情况，参照图4后述。
接着，短路/开路故障判定部37判定是否发生了短路故障(步骤S106)。短路/开路故障判定部37在下臂的驱动元件QL的短路故障判定处理的结果是下臂的驱动元件QL的短路故障的情况下(步骤S106为“是”)，使处理前进至步骤S109。另外，短路/开路故障判定部37在下臂的驱动元件QL的短路故障判定处理的结果不是下臂的驱动元件QL的短路故障的情况下(步骤S106为“否”)，使处理前进至步骤S107。
通过从步骤S103到步骤S106的处理，短路/开路故障判定部37判定上臂的驱动元件QH是短路故障还是开路故障，并且判定下臂的驱动元件QL是短路故障还是开路故障。
在步骤S107中，电动机控制装置10的电动机电流控制运算部31执行故障相的判定处理。首先，电动机电流控制运算部31经由切断管理部32将电源电压切断部12及电动机驱动电流切断部15变更为连接状态，将栅极驱动部33变更为驱动状态。电动机电流控制运算部31以规定值输出各相PWM信号，成为电动机驱动状态，执行电动机控制。
接着，电动机电流控制运算部31根据电气角计算部36输出的电气角、检测电流计算部35输出的各相电流值、作为电动机控制单元的输出的各相PWM信号的Duty值(占空值)、或通过PI控制处理求出的运算结果，判定开路故障相。电动机电流控制运算部31只要故障相判定处理是能够判定故障相的处理，就可以使用任何处理。
接着，电动机电流控制运算部31执行二相驱动处理(步骤S108)。电动机电流控制运算部31执行用于在故障相以外的两相进行电动机驱动的控制。二相驱动处理的执行单元只要是能够在故障相以外的剩余两相实施电动机驱动的处理，则可以使用任何处理。另外，电动机电流控制运算部31也可以使与判定出的故障相对应的电动机驱动电流切断部15成为切断状态。在步骤S108的处理后，电动机控制装置10结束故障判定处理。
另外，在步骤S109中，电动机电流控制运算部31停止电动机的驱动。电动机电流控制运算部31例如停止各相PWM信号的输出。电动机电流控制运算部31向切断管理部32输出电源电压切断部12以及电动机驱动电流切断部15的切断指示，并且输出对栅极驱动部33的切断指示。其结果是，切断管理部32向电源电压切断部12及电动机驱动电流切断部15输出切断指示，并且向栅极驱动部33输出驱动停止的指示，停止电动机驱动。
在步骤S109的处理后，电动机控制装置10结束故障判定处理。
如图2所示，在本实施方式所涉及的电动机控制装置10的故障判定处理中，驱动元件故障判定部34通过监视上臂的驱动元件QH以及下臂的驱动元件QL的高电位侧端子和低电位侧端子之间的电压，判定任一臂的驱动元件Q为故障。然后，使用该判定结果和电动机端子电压检测部18检测出的电动机端子电压值，短路/开路故障判定部37对上臂的每个驱动元件QH以及下臂的每个驱动元件QL执行短路故障还是开路故障的判定处理。本实施方式所涉及的电动机控制装置10的故障判定处理在电动机驱动前以及电动机驱动中以规定的周期执行。
接着，参照图3，对上述图2的步骤S103的处理进行详细说明。
图3是表示本实施方式中的电动机控制装置10的上臂的驱动元件QH的短路/开路故障的判定处理的一个示例的流程图。
如图3所示，电动机控制装置10的短路/开路故障判定部37首先执行电源电压的切断指示、电动机驱动电流的切断指示、以及栅极驱动的停止指示(步骤S201)。短路/开路故障判定部37将电源电压的切断指示、电动机驱动电流的切断指示、以及栅极驱动的停止指示输出到切断管理部32。由此，电源电压切断部12及电动机驱动电流切断部15成为切断状态，栅极驱动部33执行驱动停止。在该状态下，短路/开路故障判定部37执行上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理。
在不存在电源电压切断部12及电动机驱动电流切断部15的电动机控制装置中，不需要进行电源电压切断、电动机驱动电流切断。
接着，短路/开路故障判定部37获取电动机转速(步骤S202)。短路/开路故障判定部37根据电气角计算部36计算出的电气角计算电动机转速。
接着，短路/开路故障判定部37判定电动机转速是否在阈值Rth以下(步骤S203)。短路/开路故障判定部37在电动机转速为阈值Rth以下的情况下(步骤S203为“是”)，使处理前进至步骤S204。另外，短路/开路故障判定部37在电动机转速大于阈值Rth的情况下(步骤S203为“否”)，使处理返回到步骤S203。
在电动机2旋转的状态下，由于感应电压的产生，电动机端子电压值的电压值上升，在使用了电动机旋转状态下的电动机端子电压值的上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理中，有可能导致短路故障的误判定。因此，短路/开路故障判定部37反复进行步骤S203的处理，直到达到不发生误判定的规定的转速阈值(阈值Rth)以下。
另外，代替步骤S203的处理，也可以使用制动模式(短时间驱动上臂或下臂的全部驱动元件Q的处理)。
在步骤S204中，短路/开路故障判定部37判定电源电压值是否为阈值Vth1以上。这里，电动机驱动部14包括滤波电容器141，在上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理中使用的电源电压值是由积存在滤波电容器141中的电荷引起的电压值。因此，电源电压切断部12在电源电压切断状态下执行的上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理中也能够进行短路故障判定。
另外，由于滤波电容器141的施加电压因某种原因而降低，因此在电源电压检测部13检测出的电压值成为能够测定电动机端子电压值的上限值以下的情况下，即使发生短路故障，电动机端子电压值也不会成为能够测定的上限值，不能进行正常的判定。因此，在步骤S204中，短路/开路故障判定部37确认是否达到能够判定短路故障的电源电压值。
用于判定电源电压值的阈值Vth1根据直流电源11和电动机端子电压检测部18的结构设定为适当的值。
短路/开路故障判定部37在电源电压值为阈值Vth1以上的情况下(步骤S204为“是”)，使处理前进至步骤S205。另外，短路/开路故障判定部37在电源电压值小于阈值Vth1的情况下(步骤S204为“否”)，使处理前进至步骤S209。
在步骤S205中，短路/开路故障判定部37获取电动机端子电压。短路/开路故障判定部37获取由电动机端子电压检测部18检测出的电动机端子电压。
接着，短路/开路故障判定部37判定电动机端子电压是否在阈值Vth2以上且经过了规定的期间(步骤S206)。即，短路/开路故障判定部37判定电动机端子电压值为上臂的短路故障判定阈值以上(阈值Vth2以上)的期间是否为规定期间以上。短路/开路故障判定部37在电动机端子电压为阈值Vth2以上且经过了规定的期间的情况下(步骤S206为“是”)，使处理前进至步骤S207。另外，短路/开路故障判定部37在电动机端子电压为阈值Vth2以上且经过了规定的期间的情况下(步骤S206为“否”)，使处理前进至步骤S208。
在步骤S207中，短路/开路故障判定部37判定为短路故障。短路/开路故障判定部37将表示是短路故障的输出作为判定结果输出到电动机电流控制运算部31。在步骤S207的处理后，短路/开路故障判定部37结束上臂的驱动元件QH的短路/开路故障判定处理。
另外，在步骤S208中，短路/开路故障判定部37判定为开路故障。短路/开路故障判定部37将表示是开路故障的输出作为判定结果输出到电动机电流控制运算部31。在步骤S207的处理后，短路/开路故障判定部37结束上臂的驱动元件QH的短路/开路故障判定处理。
另外，在步骤S209中，短路/开路故障判定部37执行电源电压的充电处理。短路/开路故障判定部37使电源电压充电部17进行动作，通过对滤波电容器141赋予电荷而使电源电压上升。
接着，短路/开路故障判定部37判定是否经过了规定的期间(步骤S210)。短路/开路故障判定部37判定电源电压充电部17的动作期间是否经过了规定的期间。短路/开路故障判定部37在经过了规定的期间的情况下(步骤S210为“是”)，使处理前进至步骤S211。短路/开路故障判定部37在未经过规定的期间的情况下(步骤S210为“否”)，使处理返回至步骤S204。
在步骤S211中，短路/开路故障判定部37判定为包含短路的故障。即，短路/开路故障判定部37判定为发生了包含电动机驱动部14的驱动元件Q的短路故障在内的某种故障，作为判定结果，向电动机电流控制运算部31输出表示是短路故障的输出。在步骤S211的处理之后，短路/开路故障判定部37结束上臂的驱动元件QH的短路/开路故障判定处理。
步骤S210中的规定期间根据滤波电容器141、电源电压充电部17、电动机驱动部14的结构设定为适当的值。另外，在不存在电源电压切断部12的电动机控制装置中，不需要上述的步骤S209及步骤S210的处理。在这种情况下，在步骤S204中，当电源电压值小于阈值Vth1时，可以执行步骤S211的处理。
另外，在上述上臂的驱动元件QH的短路/开路故障判定处理中，在上臂的驱动元件QH的任一个为短路故障的情况下，施加到电动机驱动部14的电源电压经由短路的上臂的驱动元件QH和电动机驱动电流切断部15的开关元件的寄生二极管施加到由电动机端子电压检测部18检测出的电动机端子电压。在不存在电动机驱动电流切断部15的电动机控制装置中，也可以将上臂的驱动元件QH与电动机端子电压检测部18直接连接。
另外，需要将电动机端子电压值的可测定上限值设定为比直流电源11的电压值要小，并且通常时的电动机端子电压值需要设定为相对于能够测定的上限值具有足够余量的值。电动机端子电压值的能够测定的上限值例如为发生短路时的电动机端子电压值的能够测定的上限值，成为与通常时的电动机端子电压值大不相同的值，因此，能够执行使用了电动机端子电压值的短路故障判定。
另外，在上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理中，短路/开路故障判定部37在未判定为短路故障的情况下，则为开路故障或无故障中的某一个，汇总判定为开路故障，并进行处理。
接着，参照图4，对上述图2的步骤S105的处理进行详细说明。
图4是表示本实施方式中的电动机控制装置10的下臂的驱动元件QL的短路/开路故障的判定处理的一个示例的流程图。
如图4所示，电动机控制装置10的短路/开路故障判定部37首先解除电动机驱动电流的切断指示(步骤S301)。短路/开路故障判定部37向切断管理部32输出电动机驱动电流的切断的解除指示。由此，电动机驱动电流切断部15解除切断状态。在该状态下，短路/开路故障判定部37执行下臂的驱动元件QL的短路故障判定处理。
在下臂的驱动元件QL的短路故障判定处理中，需要在电动机驱动电流切断部15为通常状态、即未切断状态、栅极驱动部33与电动机驱动部14连接的状态下执行判定处理。
在该状态下，若下臂的驱动元件QL发生短路故障，则等效于电动机端子与接地连接的状态，作为某规定的电压值的电动机端子的电压值约为0V。
接着，短路/开路故障判定部37获取电动机端子电压值(步骤S302)。短路/开路故障判定部37获取由电动机端子电压检测部18检测出的电动机端子电压。
接着，短路/开路故障判定部37判定电动机端子电压是否在阈值Vth3以下且经过了规定的期间(步骤S303)。即，短路/开路故障判定部37判定电动机端子电压值为下臂的短路故障判定阈值以上(阈值Vth3以下)的期间是否为规定期间以上。短路/开路故障判定部37在电动机端子电压为阈值Vth3以下且经过了规定的期间的情况下(步骤S303为“是”)，使处理前进至步骤S304。另外，短路/开路故障判定部37在电动机端子电压为阈值Vth3以下且未经过规定的期间的情况下(步骤S303为“否”)，使处理前进至步骤S205。
在步骤S304中，短路/开路故障判定部37判定为短路故障。短路/开路故障判定部37将表示是短路故障的输出作为判定结果输出到电动机电流控制运算部31。在步骤S304的处理后，短路/开路故障判定部37结束下臂的驱动元件QL的短路/开路故障判定处理。
另外，在步骤S305中，短路/开路故障判定部37判定为开路故障。短路/开路故障判定部37将表示是开路故障的输出作为判定结果输出到电动机电流控制运算部31。在步骤S305的处理后，短路/开路故障判定部37结束下臂的驱动元件QL的短路/开路故障判定处理。
如上述说明的那样，本实施方法所涉及的电动机控制装置10包括电动机驱动部14、电动机端子电压检测部18、驱动元件故障判定部34和短路/开路故障判定部37。电动机驱动部14向具有多相的绕组的电动机2供电。电动机驱动部14在多相的各相具有串联连接的上臂的驱动元件QH(QHu、QHv、QHw)以及下臂的驱动元件QL(QLu、QLv、QLw)。电动机端子电压检测部18检测基于电动机2的各相的电动机端子的电压的电动机端子电压值。驱动元件故障判定部34根据驱动元件Q的两端间的电压值，对上臂的驱动元件QH(上侧的驱动元件)和下臂的驱动元件QL(下侧的驱动元件)分别执行故障判定，并输出该故障判定结果。短路/开路故障判定部37在驱动元件故障判定部34输出的故障判定结果为故障判定的情况下，根据电动机端子电压检测部18检测出的电动机端子电压值，判定上臂的驱动元件QH及下臂的驱动元件QL分别是否为短路故障或开路故障。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10使用基于各相的电动机端子的电压的电动机端子电压值，对上臂的驱动元件QH及下臂的驱动元件QL分别判定是否为短路故障或开路故障，因此，例如，无需独立于驱动信号的各相而具备比较器，能够简化结构。另外，本实施方式所涉及的电动机控制装置10不需要使用对每个驱动元件Q具备监视功能的前置驱动器IC。因此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10通过简单的结构，能够进行驱动元件Q的故障诊断，能够小型化及低成本化。
另外，本实施方式中，短路/开路故障判定部37在上臂的驱动元件QH的判定处理中，在电动机端子电压值为上臂的短路故障判定阈值以上(例如阈值Vth2以上)的期间为规定期间以上的情况下，判定为上臂的驱动元件QH为短路故障。另外，短路/开路故障判定部37在下臂的驱动元件QL的判定处理中，在电动机端子电压值为下臂的短路故障判定阈值以下(例如阈值Vth3以下)的期间为规定期间以下的情况下，判定为下臂的驱动元件QL为短路故障。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10能够以更简单的结构适当地进行上臂的驱动元件QH的判定处理和下臂的驱动元件QL的判定处理。
另外，在本实施方式中，短路/开路故障判定部37在上臂的驱动元件QH的判定处理中判定为上臂的驱动元件QH不是短路故障的情况下，判定为上臂的驱动元件QH是开路故障。短路/开路故障判定部37在下臂的驱动元件QL的判定处理中判定为下臂的驱动元件QL不是短路故障的情况下，判定为下臂的驱动元件QL是开路故障。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10通过进行短路故障的判定，能够进行开路故障的判定，能够简化处理。
另外，在本实施方式中，驱动元件故障判定部34在上臂的驱动元件QH被控制为导通状态的状态下，上臂的驱动元件QH的两端间的电压值在规定的正常电压范围外的期间为规定的期间以上的情况下，判定上臂的驱动元件QH为故障。驱动元件故障判定部34在下臂的驱动元件QL被控制为导通状态的状态下，下臂的驱动元件QL的两端间的电压值在规定的正常电压范围外的期间为规定的期间以上的情况下，判定下臂的驱动元件QL为故障。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10能够通过简单的方法适当地始终监视驱动元件Q的故障，并且能够适当地检测驱动元件Q的故障。
另外，本实施方式所涉及的电动机控制装置10包括电动机驱动电流切断部15。电动机驱动电流切断部15包含寄生二极管，具有切断从电动机驱动部14向电动机2的各相的供电的开关元件。短路/开路故障判定部37在通过电动机驱动电流切断部15切断了向电动机2的供电的状态下，基于经由寄生二极管施加的电动机端子电压值，执行上臂的驱动元件QH的判定处理。短路/开路故障判定部37在使电动机驱动电流切断部15的开关元件成为导通状态的状态下，基于电动机端子电压值，执行下臂的驱动元件QL的判定处理。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10在上臂的驱动元件QH的判定处理以及下臂的驱动元件QL的判定处理中，能够降低误判定。
另外，本实施方式所涉及的电动机控制装置10包括：切断施加于电动机驱动部14的电源电压的电源电压切断部12；检测施加于电动机驱动部14的电压的电源电压检测部13；以及对电动机驱动部14强制施加电压的电源电压充电部17。短路/开路故障判定部37在电源电压切断部12切断了电源电压的状态下，电源电压检测部13检测出的检测电压为规定的阈值以上(例如，阈值Vth1以上)的情况下，执行上臂的驱动元件QH的判定处理。短路/开路故障判定部37在检测电压小于规定的阈值的情况下，通过电源电压充电部17对电动机驱动部14强制施加电压，在规定的期间内检测电压达到规定的阈值的情况下，执行上臂的驱动元件QH的判定处理。短路/开路故障判定部37在规定的期间内检测电压未达到规定的阈值时，判定上臂的驱动元件QH为短路故障。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10包括电源电压切断部12、电源电压检测部13、电源电压充电部17，因此能够将执行判定处理时的状态控制在适合于判定的一定范围内，能够降低误判定。
另外，本实施方式中，短路/开路故障判定部37在执行上臂的驱动元件QH的判定处理之后，执行下臂的驱动元件QL的判定处理。短路/开路故障判定部37在判定为上臂的驱动元件QH为短路故障的情况下，不执行下臂的驱动元件QL的判定处理。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10以适当的判定顺序执行判定处理，不进行无用的判定处理，因此能够更适当地进行判定处理。
另外，本实施方式所涉及的电动机控制装置10包括根据来自短路/开路故障判定部37的切断指示，使电动机驱动电流切断部15及电源电压切断部12成为切断状态的切断管理部32。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10能够使用切断管理部32简单地进行用于驱动元件Q的故障判定处理的状态变更，通过简单的结构，能够适当地进行驱动元件Q的故障诊断。
另外，本实施方式所涉及的电动机控制装置10包括栅极驱动部33，该栅极驱动部33向电动机驱动部14的各相的上臂的驱动元件QH以及下臂的驱动元件QL输出驱动信号。切断管理部32根据切断指示，输出栅极驱动部33的停止指示。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10在进行驱动元件Q的故障判定处理时，通过使栅极驱动部33停止，能够简单地停止电动机驱动部14。
另外，本实施方式所涉及的电动机控制装置10包括向栅极驱动部33输出驱动指令值来控制电动机2的驱动的电动机电流控制运算部31(电动机控制部)。电动机电流控制运算部31在上臂的驱动元件QH的判定处理及下臂的驱动元件QL的判定处理中的任一个中判定为短路故障时，停止电动机2的驱动。电动机电流控制运算部31在上臂的驱动元件QH的判定处理及下臂的驱动元件QL的判定处理双方中判定为开路故障的情况下，确定发生故障的相即故障相，在该故障相为1个的情况下，停止基于该故障相的电动机2的驱动，通过该故障相以外的相驱动电动机2。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10例如在一个相中检测到驱动元件Q的开路故障的情况下，通过故障相以外的相驱动电动机2，因此在发生驱动元件Q的开路故障的情况下，能够继续电动机2的驱动。
另外，在本实施方式中，驱动元件故障判定部34在电动机2的驱动前以及电动机2的驱动中执行故障判定。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制装置10能够适当地进行驱动元件Q的故障监视及故障判定。
另外，本实施方式所涉及的电动助力转向装置1包括上述的电动机控制装置10、电动机2和转矩传感器22。电动机2对转向装置25(转向装置)的转向进行辅助。转矩传感器22检测转向装置25的转向转矩。电动机控制装置10根据转矩传感器22检测出的转向转矩，控制电动机2的驱动。
由此，本实施方式的电动助力转向装置1起到与上述电动机控制装置10同样的效果，通过简单的结构，能够进行驱动元件Q的故障诊断，能够实现小型化及低成本化。
另外，本实施方式所涉及的电动机控制方法是具备上述电动机驱动部14和电动机端子电压检测部18的电动机控制装置10的电动机控制方法，包含故障判定步骤和短路/开路故障判定步骤。在故障判定步骤中，驱动元件故障判定部34根据驱动元件两端间的电压值，对上臂的驱动元件QH及下臂的驱动元件QL分别执行故障判定，并输出该故障判定结果。在短路/开路故障判定步骤中，短路/开路故障判定部37在由驱动元件故障判定步骤输出的故障判定结果为故障判定的情况下，根据电动机端子电压检测部18检测出的电动机端子电压值，判定上臂的驱动元件QH及下臂的驱动元件QL分别是否为短路故障或开路故障。
由此，本实施方式所涉及的电动机控制方法起到与上述电动机控制装置10同样的效果，通过简单的结构，能够进行驱动元件Q的故障诊断，能够实现小型化和低成本化。
本公开不限于上述实施方式，在不偏离本公开主旨的范围内可以变更。
例如，在上述实施方式中，说明了电动机控制装置10包括电源电压切断部12的示例，但并不限定于此，也可以适用于不包括电源电压切断部12的结构。在这种情况下，电动机控制装置10也不需要电源电压充电部17，并且，上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理、以及下臂的驱动元件QL的短路故障判定处理的处理顺序可以先执行哪一个。
在上述实施方式中，说明了电动机控制装置10包括电动机驱动电流切断部15的示例，但并不限定于此，也可以是不包括电动机驱动电流切断部15的结构。此时，不需要在上臂的驱动元件QH的短路故障判定处理中使用电动机驱动电流切断部15的寄生二极管，以及在下臂的驱动元件QL的短路故障判定处理中控制电动机驱动电流切断部15的切断状态(切断指示或切断解除)。
另外，在上述实施方式中，控制部30所具备的结构的一部分也可以设置在控制部30的外部。例如，说明了栅极驱动部33包含在控制部30中的示例，但并不限定于此，也可以设置在控制部30的外部。
另外，在上述实施方式中，说明了电动机端子电压检测部18在控制部30的外部具备的示例，但并不限定于此，控制部30也可以构成为包含电动机端子电压检测部18。
另外，在上述实施方式中，说明了驱动元件Q为MOSFET的示例，但并不限定于此，例如也可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)等其他半导体开关元件。
上述的电动机控制装置10及电动助力转向装置1所具备的各结构在内部具有计算机***。然后，用于实现上述电动机控制装置10及电动助力转向装置1所具备的各结构的功能的程序可以记录在计算机可读记录介质中，并且通过将记录在该记录介质中的程序读入计算机***并执行该程序来执行上述电动机控制装置10及电动助力转向装置1所具备的各结构中的处理。这里，将“记录在记录介质中的程序读入计算机***并执行”包含在计算机***中安装程序。这里所说的“计算机***”包含OS、周边设备等硬件。
另外，“计算机***”可以包括经由包含因特网、WAN、LAN、专用线路等通信线路的网络而连接的多个计算机装置。另外，“计算机可读记录介质”是指软盘、磁光盘、ROM、CD-ROM等便携式介质以及在计算机***中内置的硬盘等存储装置。由此，存储有程序的记录介质也可以是CD-ROM等非暂时性记录介质。
另外，记录介质还包括设置在可以从分发服务器访问以分发该程序的内部或外部的记录介质。可以是在将程序分割为多个，在不同的定时下载程序之后，在旋转电机控制装置10及电动助力转向装置1所具备的各个结构中合并的结构、或用于分发各个分割后的程序的分发服务器可以是不同的。此外，所谓“计算机可读记录介质”，是指通过网络发送程序时的服务器和客户机，也包括像计算机***内部的易失性存储器(RAM)那样，将程序保持一定时间的介质。另外，上述程序也可以是用于实现上述功能的一部分的程序。此外，也可以是能够通过与计算机***中已经记录的程序的组合来实现上述功能的所谓差分文件(差分程序)。
另外，也可以将上述功能的一部分或全部作为LSI(Large Scale Integration：大规模集成)等集成电路来实现。上述各功能可以单独地处理器化，也可以将一部分或者全部集成在一起处理器化。另外，集成电路化的方法不限于LSI，也可以用专用电路或者通用处理器来实现。另外，在由于半导体技术的进步而出现代替LSI的集成电路化的技术的情况下，也可以使用利用该技术的集成电路。
标号说明
1…电动助力转向装置，2…电动机，10…电动机控制装置，11…直流电源，12…电源电压切断部，13…电源电压检测部，14…电动机驱动部，15…电动机驱动电流切断部，17…电源电压充电部，18…电动机端子电压检测部，20…角度检测部，21…方向盘，22…转矩传感器，23…驱动力传递机构，24…轴，25…转向装置，26…车轮，30…控制部，31…电动机电流控制运算部，32…切断管理部，33…栅极驱动部，34…驱动元件故障判定部，35…检测电流计算部，36…电气角计算部，37…短路/开路故障判定部，141…滤波电容器，142u、142v、142w…电流传感器，QHu、QHv、QHw、QLu、QLv、QLw…驱动元件。

Claims (14)

1.一种电动机控制装置，其特征在于，包括：
电动机驱动部，该电动机驱动部向具有多相绕组的电动机供电，在所述多相的各相具有串联连接的上侧驱动元件及下侧驱动元件；
电动机端子电压检测部，该电动机端子电压检测部检测基于所述电动机的各相的电动机端子的电压的电动机端子电压值；
驱动元件故障判定部，该驱动元件故障判定部根据所述驱动元件两端间的电压值，对所述上侧驱动元件及下侧驱动元件分别执行故障判定，并输出该故障判定结果；以及
短路/开路故障判定部，该短路/开路故障判定部在所述驱动元件故障判定部输出的所述故障判定结果为故障判定的情况下，根据所述电动机端子电压检测部检测出的所述电动机端子电压值，判定每个所述上侧驱动元件及所述下侧驱动元件是否为短路故障或开路故障。
2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述短路/开路故障判定部，
在所述上侧驱动元件的判定处理中，在所述电动机端子电压值为上侧短路故障判定阈值以上的期间为规定期间以上的情况下，判定为所述上侧驱动元件是短路故障，
在所述下侧驱动元件的判定处理中，在所述电动机端子电压值为下侧短路故障判定阈值以下的期间为规定期间以下的情况下，判定为所述下侧驱动元件为短路故障。
3.如权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述短路/开路故障判定部，
在所述上侧驱动元件的判定处理中，在判定为所述上侧驱动元件不是短路故障的情况下，判定为所述上侧驱动元件是开路故障，
在所述下侧驱动元件的判定处理中，在判定为所述下侧驱动元件不是短路故障的情况下，判定为所述下侧驱动元件是开路故障。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，所述驱动元件故障判定部，
在所述上侧驱动元件被控制为导通状态的状态下，在所述上侧驱动元件的所述两端间的电压值在规定的正常电压范围外的期间为规定的期间以上的情况下，判定为所述上侧驱动元件发生故障，
在所述下侧驱动元件被控制为导通状态的状态下，在所述下侧驱动元件的所述两端间的电压值在规定的正常电压范围外的期间为规定的期间以上的情况下，判定为所述下侧驱动元件发生故障。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，
包括电动机驱动电流切断部，该电动机驱动电流切断部包含寄生二极管，具有切断从所述电动机驱动部向所述电动机的各相供电的开关元件，所述短路/开路故障判定部，
在通过所述电动机驱动电流切断部切断了对所述电动机供电的状态下，根据经由所述寄生二极管施加的所述电动机端子电压值，执行所述上侧驱动元件的判定处理，
在使所述电动机驱动电流切断部的所述开关元件成为导通状态的状态下，根据所述电动机端子电压值，执行所述下侧驱动元件的判定处理。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，包括：
切断施加于所述电动机驱动部的电源电压的电源电压切断部；
检测施加于所述电动机驱动部的电压的电源电压检测部；以及
对所述电动机驱动部强制施加电压的电源电压充电部，
所述短路/开路故障判定部，
在所述电源电压切断部切断了所述电源电压的状态下，在所述电源电压检测部检测出的检测电压为规定的阈值以上的情况下，执行所述上侧驱动元件的判定处理，
在所述检测电压小于所述规定的阈值的情况下，由所述电源电压充电部对所述电动机驱动部强制施加电压，在规定的期间内所述检测电压达到所述规定的阈值的情况下，执行所述上侧驱动元件的判定处理，
在所述规定的期间内所述检测电压未达到所述规定的阈值的情况下，判定为所述上侧驱动元件是短路故障。
7.如权利要求6所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述短路/开路故障判定部，
在执行了所述上侧驱动元件的判定处理之后，执行所述下侧驱动元件的判定处理，
在判定为所述上侧驱动元件为短路故障的情况下，不执行所述下侧驱动元件的判定处理。
8.如权利要求6或7所述的电动机控制装置，其特征在于，
包括切断管理部，该切断管理部根据来自所述短路/开路故障判定部的切断指示，使所述电源电压切断部成为切断状态。
9.如权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，
包括切断管理部，该切断管理部根据来自所述短路/开路故障判定部的切断指示，使所述电动机驱动电流切断部成为切断状态。
10.如权利要求8或9所述的电动机控制装置，其特征在于，
包括栅极驱动部，该栅极驱动部向所述电动机驱动部各相的所述上侧驱动元件及所述下侧驱动元件输出驱动信号，
所述切断管理部根据所述切断指示，输出所述栅极驱动部的停止指示。
11.如权利要求10所述的电动机控制装置，其特征在于，
包括向所述栅极驱动部输出驱动指令值来控制所述电动机的驱动的电动机控制部，
所述电动机控制部，
在所述上侧驱动所述下侧的驱动元件的判定处理中的任一个中，在判定为所述短路故障的情况下，停止所述电动机的驱动，
在所述上侧驱动元件的判定处理及所述下侧驱动元件的判定处理双方中，在判定为所述开路故障的情况下，确定发生故障的相即故障相，在该故障相为1个的情况下，停止基于该故障相的所述电动机的驱动，通过该故障相以外的相驱动所述电动机。
12.如权利要求1至11中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述驱动元件故障判定部在所述电动机驱动前及所述电动机驱动中执行所述故障判定。
13.一种电动助力转向装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至12中任一项所述的电动机控制装置；
对转向进行辅助的所述电动机；以及
检测所述转向的转向转矩的转矩传感器，
所述电动机控制装置根据所述转矩传感器检测出的所述转向转矩来控制所述电动机的驱动。
14.一种电动机控制方法，
包括：电动机驱动部，该电动机驱动部向具有多相绕组的电动机供电，在所述多相的各相具有串联连接的上侧驱动元件及下侧驱动元件；以及电动机端子电压检测部，该电动机端子电压检测部基于所述电动机各相的电动机端子的电压来检测电动机端子电压值，所述电动机控制装置的电动机控制方法的特征在于，包含：
驱动元件故障判定步骤，该驱动元件故障判定步骤中，驱动元件故障判定部根据所述驱动元件两端间的电压值，对所述上侧驱动元件及下侧驱动元件分别执行故障判定，并输出该故障判定结果；以及
短路/开路故障判定步骤，该短路/开路故障判定步骤中，短路/开路故障判定部在所述驱动元件故障判定步骤中输出的所述故障判定结果为故障判定的情况下，根据所述电动机端子电压检测部检测出的所述电动机端子电压值，判定每个所述上侧驱动元件及所述下侧驱动元件是否为短路故障或开路故障。
CN202180098952.XA 2021-07-09 2021-07-09 电动机控制装置、电动助力转向装置、以及电动机控制方法 Pending CN117501618A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/025897 WO2023281727A1 (ja) 2021-07-09 2021-07-09 モータ制御装置、電動パワーステアリング装置、及びモータ制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117501618A true CN117501618A (zh) 2024-02-02

Family

ID=84800570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180098952.XA Pending CN117501618A (zh) 2021-07-09 2021-07-09 电动机控制装置、电动助力转向装置、以及电动机控制方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4369596A1 (zh)
JP (1) JP7466778B2 (zh)
CN (1) CN117501618A (zh)
WO (1) WO2023281727A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6108043B2 (ja) * 2014-09-04 2017-04-05 日本精工株式会社 モータ制御装置、故障検出方法並びにそれらを搭載した電動パワーステアリング装置及び車両
JP6977766B2 (ja) * 2017-03-31 2021-12-08 日本電産株式会社 電力変換装置、モータ駆動ユニットおよび電動パワーステアリング装置
JP6305605B1 (ja) * 2017-05-22 2018-04-04 三菱電機株式会社 モータ制御装置
JP2019187187A (ja) 2018-04-17 2019-10-24 日本電産エレシス株式会社 インバータ回路の故障診断方法
JP2019221089A (ja) 2018-06-21 2019-12-26 日本電産エレシス株式会社 インバータ回路の故障診断方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4369596A1 (en) 2024-05-15
WO2023281727A1 (ja) 2023-01-12
JPWO2023281727A1 (zh) 2023-01-12
JP7466778B2 (ja) 2024-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8248010B2 (en) Motor driving device, electric power steering device using the same and method for detecting failure in the same
US8659260B2 (en) Motor drive apparatus and electric power steering apparatus using the same
CN110460254B (zh) 用于电力转换器的控制电路
US8436568B2 (en) Motor drive apparatus and electric power steering system using the same
US9312683B2 (en) Vehicle-mounted electric rotating machine
US10298165B2 (en) Rotary electric machine system
US10833614B2 (en) Motor drive device and electric power steering device
WO2020032084A1 (ja) モータ駆動装置、電動オイルポンプおよびモータ駆動装置の故障検知方法
US10840899B2 (en) Motor drive device and electric power steering device
CN112840557B (zh) 故障诊断方法、电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置
US20230179136A1 (en) Motor control device, motor unit, and vehicle
JP2018160972A (ja) モータ駆動回路の制御装置及びモータ駆動回路の診断方法
JP7466778B2 (ja) モータ制御装置、電動パワーステアリング装置、及びモータ制御方法
US11932326B2 (en) Electric power steering device and method
CN115313946A (zh) 电机控制装置及具有电机控制装置的转向***
KR101365276B1 (ko) 인버터 시스템에서 전력 케이블의 분리 검출 방법
WO2019220780A1 (ja) 故障診断方法、電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置
CN110622411B (zh) 马达驱动装置和方法、电动助力转向装置以及记录介质
US20240136915A1 (en) Power converter and control method for power converter
US20240235379A9 (en) Power converter and control method for power converter
KR102569824B1 (ko) 차량 보호 장치 및 방법
WO2019220782A1 (ja) 故障診断方法、電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置
WO2019220781A1 (ja) 故障診断方法、電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置
JP2021129399A (ja) 電力変換器の制御回路
JP2024041675A (ja) 制御装置および制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination