專利名稱：多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如在車(chē)輛的電動(dòng)功率轉(zhuǎn)向裝置中使用的多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝 置，特別涉及用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)元件的故障的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在車(chē)輛的電動(dòng)功率轉(zhuǎn)向(steering)裝置中，為了對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)提供與轉(zhuǎn)向 盤(pán)(handle )的操縱轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的操縱輔助力，設(shè)置了 3相無(wú)刷電機(jī)等的多相電 機(jī)。驅(qū)動(dòng)該多相電機(jī)的裝置包括控制單元、PWM ( Pulse Width Modulation: 脈寬調(diào)制)電路以及逆變器電路?？刂茊卧鶕?jù)由轉(zhuǎn)矩傳感器所檢測(cè)出的搡 縱轉(zhuǎn)矩而計(jì)算應(yīng)流到電機(jī)的電流的目標(biāo)值，并基于該目標(biāo)值和實(shí)際流過(guò)的電 流值之間的偏差，計(jì)算提供給PWM電路的指令值。PWM電路生成具有與指 令值對(duì)應(yīng)的占空比的PWM信號(hào)，并將其提供給逆變器電路。逆變器電路按 每個(gè)相具有對(duì)應(yīng)于PWM信號(hào)的占空比而導(dǎo)通/截止的上下一對(duì)開(kāi)關(guān)元件，基 于這些開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通/截止動(dòng)作而輸出對(duì)應(yīng)于占空比的各相的電壓，并通過(guò) 該電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電機(jī)的各相電流是通過(guò)測(cè)定與開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)連接的用于 檢測(cè)相電流的分流(shunt)電阻的兩端電壓來(lái)檢測(cè)，該;險(xiǎn)測(cè)值成為實(shí)際流到 電才幾的電流^直。
在如上所述那樣的多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，由于產(chǎn)生短路等故障則電機(jī)驅(qū) 動(dòng)不能正常地進(jìn)行，因此設(shè)置了用于進(jìn)行故障檢測(cè)的電路。在下述的專利文 獻(xiàn)l、 2中示出這樣的故障檢測(cè)電路。在專利文獻(xiàn)l中，設(shè)置用于檢測(cè)基于逆 變器電路的各相的下側(cè)的FET的漏極電壓和柵極電壓的異常判斷用電壓的檢 測(cè)電路，并比較通過(guò)該檢測(cè)電路所檢測(cè)出的電壓的電壓值和規(guī)定值，在電壓 值大于規(guī)定值的情況下，使輸出到FET的控制信號(hào)停止。在專利文獻(xiàn)2中， 比較流到逆變器電路的各相的實(shí)際電流值和估計(jì)電流值那樣的、通過(guò)實(shí)際測(cè) 量或者估計(jì)而求出的兩個(gè)電流值，從而檢測(cè)流到各相的電流值的異常。
專利文獻(xiàn)1:(日本)特開(kāi)2004-357463號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:(曰本)特開(kāi)2005-143153號(hào)公報(bào)如上所述那樣在各相具有上下一對(duì)開(kāi)關(guān)元件的逆變器電路中，有時(shí)某一 相的開(kāi)關(guān)元件由于元件本身的異常而一直處于導(dǎo)通的狀態(tài)，不能返回截止?fàn)?態(tài)。此外，有時(shí)即使元件本身正常，也因?yàn)閷?duì)元件提供控制信號(hào)的控制電路 由于異常而持續(xù)輸出導(dǎo)通信號(hào)，從而開(kāi)關(guān)元件一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，不能返回 截止?fàn)顟B(tài)。這樣，以下，將開(kāi)關(guān)元件一直處于導(dǎo)通狀態(tài)的故障稱為"導(dǎo)通故 障"。
電阻的逆變器電路中，能夠檢測(cè)上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通故障，但不能檢測(cè)下
側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通故障。其理由如下。為了^r測(cè)下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通故 障，需要在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通(下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件截止)的期間，檢測(cè)流到 下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的電流。但是，在下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件連接分流電阻的逆變器電 路的情況下，通過(guò)在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件截止(下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通)的期間進(jìn) 行采樣來(lái)采樣保持分流電阻的兩端電壓，從而檢測(cè)電機(jī)的相電流。因此，由 于在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通的期間不進(jìn)行采樣，不能檢測(cè)流到下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件 的電5危。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種能夠檢測(cè)在逆變器電路中的下側(cè)的 開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通故障的多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
本發(fā)明的多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括逆變器電路，對(duì)應(yīng)于多個(gè)相的各個(gè) 相而設(shè)置上下一對(duì)的開(kāi)關(guān)元件，各個(gè)相的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件分別連接用于檢測(cè) 相電流的分流電阻，從在各個(gè)相的一對(duì)開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)取出用于驅(qū)動(dòng)多相 電機(jī)的電壓；以及控制部件，控制該逆變器電路的各個(gè)開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通/截止 動(dòng)作，多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置檢測(cè)在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間流到分流電阻的 電流，在多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中設(shè)置判定部件，使流到某一相的分流電阻的 電流的檢測(cè)定時(shí)從在該相的上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間偏移到導(dǎo)通期間，從 而基于在導(dǎo)通期間流到該相的分流電阻的電流，判定在該相的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元 件是否為一直處于導(dǎo)通狀態(tài)的導(dǎo)通故障；以及電流值估計(jì)部件，基于流到其 它相的分流電阻的電流，估計(jì)在使檢測(cè)定時(shí)已偏移時(shí)的該相的電流值。
這樣，通過(guò)使流到分流電阻的電流的檢測(cè)定時(shí)偏移到上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo) 通的期間，從而能夠檢測(cè)在下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件截止的期間流到該元件的電流。并且，在該期間下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生了導(dǎo)通故障的情況下，上下的開(kāi)關(guān)元件 都導(dǎo)通，從而在分流電阻流過(guò)異常電流，因此通過(guò)檢測(cè)該異常電流，能夠判 定為下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件處于導(dǎo)通故障。此外，由于僅僅偏移檢測(cè)定時(shí)，還不能 檢測(cè)上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件在截止期間(下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通期間)原本需要的 相電流，但在本發(fā)明中，通過(guò)基于流到其它相的分流電阻的電流，估計(jì)在使 沖企測(cè)定時(shí)已偏移時(shí)的該相的電流值，乂人而能夠解決這個(gè)問(wèn)題。
在本發(fā)明中，作為故障判定的步驟，考慮幾個(gè)步驟。例如，考慮以下方
法對(duì)各相依次進(jìn)行基于檢測(cè)定時(shí)的偏移的有無(wú)導(dǎo)通故障的判定，若對(duì)全部 相結(jié)束有無(wú)導(dǎo)通故障的判定，則接下來(lái)，不使4企測(cè)定時(shí)偏移，而分別4企測(cè)在 上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間流到各相的分流電阻的相電流，并基于檢測(cè)出的 相電流而判定有無(wú)其它故障。
這樣，在使檢測(cè)定時(shí)偏移并按各相進(jìn)行了有無(wú)導(dǎo)通故障的判定之后，進(jìn) 行不使檢測(cè)定時(shí)偏移的、基于通常的相電流檢測(cè)的故障判定，所以不僅能診 斷在各相的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通故障，還能診斷上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通故 障或相電流檢測(cè)電路的故障等的其它故障。其結(jié)果，能夠進(jìn)行精度更高的故 障判定。
此外，作為其它步驟，還考慮以下方法在對(duì)某一相進(jìn)行了基于檢測(cè)定 時(shí)的偏移的有無(wú)導(dǎo)通故障的判定之后，對(duì)下一個(gè)相進(jìn)行同樣的判定之前，不 使檢測(cè)定時(shí)偏移，而分別檢測(cè)在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間流到各相的分流 電阻的相電流，并基于4企測(cè)出的相電流而判定有無(wú)其它故障。
這樣，與上述相同地，不僅能診斷在各相的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通故障， 還能診斷其它故障，所以能夠進(jìn)行精度更高的故障判定。此外，根據(jù)相電流 檢測(cè)電路的響應(yīng)性，存在在對(duì)某一相使檢測(cè)定時(shí)偏移并進(jìn)行了導(dǎo)通故障判定 之后，難以立即對(duì)該相將檢測(cè)定時(shí)返回，對(duì)下一個(gè)相使檢測(cè)定時(shí)偏移并轉(zhuǎn)移 到導(dǎo)通故障判定的情況，但是通過(guò)在從某一相的導(dǎo)通故障判定轉(zhuǎn)移到下一個(gè) 相的導(dǎo)通故障判定之前加入進(jìn)行基于通常的相電流檢測(cè)的故障判定的步驟， 從而即使在相電流檢測(cè)電路的響應(yīng)性存在問(wèn)題的情況下也能夠進(jìn)行順利的故 障判定。
在本發(fā)明中，可以將對(duì)一個(gè)相的有無(wú)導(dǎo)通故障的判定重復(fù)規(guī)定次數(shù)。這 樣，能夠提高導(dǎo)通故障的判定精度。
此外，在本發(fā)明中，也可以代替基于流到其它相的分流電阻的電流來(lái)估計(jì)在使^r測(cè)定時(shí)偏移時(shí)的該相的電流值的電流值估計(jì)部件，使用基于在該相 的上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間流到分流電阻的電流來(lái)計(jì)算電流值的電流值計(jì)
算部件。
此時(shí)，在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通期間和截止期間的兩個(gè)期間進(jìn)行采樣即 可。這樣，能夠?qū)⑹箼z測(cè)定時(shí)偏移時(shí)的該相的電流值作為實(shí)際測(cè)量值來(lái)獲得 而不是作為估計(jì)值。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供通過(guò)使流到分流電阻的電流的檢測(cè)定時(shí)偏移，從
t P 、''、 '' ' 一 -


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示了指令電壓的信號(hào)波形的圖。
圖3是說(shuō)明逆變器電路和電機(jī)之間的通電模式的圖。
圖4是說(shuō)明逆變器電路和電機(jī)之間的通電模式的圖。
圖5是說(shuō)明逆變器電路和電機(jī)之間的通電模式的圖。
圖6 (a) ~ (i)是用于說(shuō)明U相電流的^r測(cè)方法的時(shí)序圖。
圖7 (a) ~ (i)是用于說(shuō)明本發(fā)明的導(dǎo)通故障的檢測(cè)方法的時(shí)序圖。
圖8是表示了本發(fā)明的故障判定步驟的概略的流程圖。
圖9是表示了圖8的步驟S1的詳細(xì)步驟的流程圖。
圖10是表示了圖8的步驟S2的詳細(xì)步驟的流程圖。
圖11是表示了圖8的步驟S3的詳細(xì)步驟的流程圖。
圖12是表示了圖8的步驟S4的詳細(xì)步驟的流程圖。
法的時(shí)序圖。 標(biāo)號(hào)說(shuō)明 1控制單元 2PWM電路 3逆變器電路 4電機(jī)5u、 5v、 5w采樣保持電路(相電流檢測(cè)電路)
6u、 6v、 6w直，危方文大電3各
Q1 Q6開(kāi)關(guān)元件
D1 D6 二極管
Ru、 Rv、 Rw分流電阻
E電池
具體實(shí)施例方式
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電結(jié)構(gòu)的圖。l是 包括CPU和存儲(chǔ)器的控制單元；2是基于來(lái)自控制單元1的電壓指令信號(hào)而 輸出具有規(guī)定的占空比的PWM信號(hào)的公知的PWM電路；3是基于來(lái)自PWM 電路2的PWM信號(hào)而輸出用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的3相電壓(U相電壓、V相電壓、 W相電壓)的逆變器電路；4是通過(guò)從逆變器電路3輸出的3相電壓而被驅(qū) 動(dòng)的電機(jī)；4u、 4v、 4w是電機(jī)4的繞線；5u、 5v、 5w是在規(guī)定區(qū)間范圍中 對(duì)用于檢測(cè)相電流的電壓進(jìn)行采樣，并對(duì)其進(jìn)行采樣保持的采樣保持電路； 以及6u、 6v、 6w是用于將采樣保持電路5u、 5v、 5w的輸出進(jìn)行》丈大的直流 放大電路。多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置由控制單元1、 PWM電路2、逆變器電路3、 采樣保持電路5u、 5v、 5w以及直流放大電路6u、 6v、 6w構(gòu)成。此外，控制 單元1是本發(fā)明的判定部件、電流值估計(jì)部件、電流值計(jì)算部件的一實(shí)施方 式，控制單元1和PWM電路2是本發(fā)明的控制部件的一實(shí)施方式。
逆變器電路3連接在電池E的正極和負(fù)極(地)之間，其將電池E的直 流電壓變換為交流電壓。該逆變器電路3是公知電路，其包括對(duì)應(yīng)于U相、 V相、W相的每個(gè)相而設(shè)置的上下一對(duì)的開(kāi)關(guān)元件Q1 Q6，對(duì)這些開(kāi)關(guān)元件 Q1 Q6分別并if關(guān)連4妻用于回流的二極管D1 D6。開(kāi)關(guān)元件Q1 Q6由MOS 型FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)構(gòu)成，但也可以代替而使用IGBT (絕緣柵型雙極晶 體管)等元件。對(duì)各個(gè)開(kāi)關(guān)元件Q1 Q6的柵極，分別從PWM電路2提供6 種(U相上、U相下、V相上、V相下、W相上、W相下)PWM信號(hào)。在 PWM信號(hào)的導(dǎo)通(High)的區(qū)間，開(kāi)關(guān)元件Q1 Q6成為導(dǎo)通(導(dǎo)通狀態(tài))， 在PWM信號(hào)的截止(Low)的區(qū)間，開(kāi)關(guān)元件Q1 Q6成為截止(截止?fàn)顟B(tài))。
通過(guò)這樣的開(kāi)關(guān)元件Q1 Q6的導(dǎo)通/截止動(dòng)作，從各相的一對(duì)開(kāi)關(guān)元件 的連接點(diǎn)a、 c、 e取出用于驅(qū)動(dòng)多相電機(jī)的U相電壓、V相電壓、W相電壓，并提供給電機(jī)4。即，從開(kāi)關(guān)元件Q1、 Q2的連接點(diǎn)a取出U相電壓，并提 供給電機(jī)4的U相繞線4u。從開(kāi)關(guān)元件Q3、 Q4的連接點(diǎn)c取出V相電壓， 并提供給電機(jī)4的V相繞線4v。從開(kāi)關(guān)元件Q5、 Q6的連接點(diǎn)e取出W相 電壓，并提供給電機(jī)4的W相繞線4w。電機(jī)4例如由3相無(wú)刷電機(jī)構(gòu)成。
對(duì)逆變器電路3中的各相的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件Q2、 Q4、 Q6,分別連接用 于檢測(cè)電機(jī)4的相電流的分流電阻Ru、 Rv、 Rw。在分流電阻Ru的兩端產(chǎn)生 的電壓(b點(diǎn)電位)輸入到采樣保持電路5u。在分流電阻Rv的兩端產(chǎn)生的電 壓(d點(diǎn)電位)輸入到采樣保持電路5v。在分流電阻Rw的兩端產(chǎn)生的電壓 (f點(diǎn)電位)輸入到采樣保持電路5w。
采樣保持電路5u、 5v、 5w分別包括開(kāi)關(guān)Su、 Sv、 Sw、電容器Cu、 Cv、 Cw以及差動(dòng)放大器Au、 Av、 Aw。若通過(guò)來(lái)自控制單元1的采樣信號(hào)SPu、 SPv、 SPw而開(kāi)關(guān)Su、 Sv、 Sw在規(guī)定的定時(shí)導(dǎo)通，則分流電阻Ru、 Rv、 Rw 的兩端電壓^皮采樣保持電^各5u、 5v、 5w取入，并凈皮電容器Cu、 Cv、 Cw充 電。之后，若開(kāi)關(guān)Su、 Sv、 Sw截止，則在電容器Cu、 Cv、 Cw中保持被充 電的電壓。這樣被采樣保持的電壓通過(guò)直流放大電路6u、 6v、 6w放大之后， 作為相電流檢測(cè)信號(hào)Iu、 Iv、 Iw而輸出。這些相電流檢測(cè)信號(hào)Iu、 Iv、 Iw表 示流到電機(jī)4的各相的實(shí)際電流值，其作為相電流;險(xiǎn)測(cè)值而提供給控制單元 1。
在控制單元l中，基于由轉(zhuǎn)矩傳感器(省略圖示)所檢測(cè)的轉(zhuǎn)矩值和由 車(chē)速傳感器(省略圖示)所檢測(cè)的車(chē)速值，計(jì)算應(yīng)流到電機(jī)4的各相的電流， 即用于得到需要的操縱輔助力的電機(jī)電流的目標(biāo)值，并比較該目標(biāo)值和相電 流檢測(cè)值Iu、 Iv、 Iw，求出它們的偏差。然后，基于得到的偏差，計(jì)算提供 給PWM電路2的各相的指令電壓Vu、 Vv、 Vw。該指令電壓是進(jìn)行反饋控 制使得對(duì)電機(jī)4的各相繞線4u、 4v、 4w流過(guò)目標(biāo)值的電流的參數(shù)。PWM電 路2基于指令電壓而生成具有規(guī)定的占空比的前述的6種PWM信號(hào)，并將 它們分別提供到逆變器電路3的開(kāi)關(guān)元件Q1 Q6，使得與指令電壓Vu、 Vv、 Vw對(duì)應(yīng)的U相電壓、V相電壓、W相電壓,皮提供給電機(jī)4。
圖2是表示了從控制單元1提供給PWM電路2的指令電壓Vu、 Vv、 Vw的信號(hào)波形的圖。其中，將PWM信號(hào)的占空比成為50%時(shí)的指令電壓值 設(shè)為0V。因此，在指令電壓值取正(+ )值的情況下，PWM信號(hào)的占空比超 過(guò)50%,在指令電壓值取負(fù)(-)值的情況下，PWM信號(hào)的占空比小于50%。例如，若考慮在圖2的定時(shí)t的U相指令電壓Vu和V相指令電壓Vv (為了筒化說(shuō)明而省略了 W相指令電壓Vw)，則在定時(shí)t的U相指令電壓 Vu成為正(+ )值，V相指令電壓Vv成為負(fù)(-)值。因此，在從逆變器電 路3的a點(diǎn)、c點(diǎn)分別輸出與各個(gè)指令電壓Vu、 Vv相同的電壓的情況下，圖 1的a點(diǎn)的電位(U相電壓)成為正(+ )、 c點(diǎn)的電位(V相電壓)成為負(fù)(-)， 所以電流從U相流到V相。此時(shí)，提供給U相上的開(kāi)關(guān)元件Q1的PWM信 號(hào)的占空比成為超過(guò)50%的值。例如，若設(shè)為占空比=70%,則元件Q1導(dǎo)通 的期間和截止的期間的比率成為7: 3。另一方面，提供給V相上的開(kāi)關(guān)元件 Q3的PWM信號(hào)的占空比成為小于50°/0的值。例如，若設(shè)為占空比=30%， 則元件Q3導(dǎo)通的期間和截止的期間的比率成為3: 7。
根據(jù)開(kāi)關(guān)元件Q1 Q6的導(dǎo)通/截止的方式，逆變器電路3和電機(jī)4之間 的通電狀態(tài)有如圖3~圖5那樣的三個(gè)模式。各個(gè)圖是提取了圖1的一部分的 電路，這里表示沒(méi)有發(fā)生故障的正常狀態(tài)下的電流路徑。
圖3是表示模式A，用實(shí)線和虛線表示開(kāi)關(guān)元件Q1 Q4的導(dǎo)通/截止?fàn)?態(tài)(在圖4、圖5中也相同)。用實(shí)線描畫(huà)的開(kāi)關(guān)元件Q1、 Q4處于導(dǎo)通狀態(tài)， 用虛線描畫(huà)的開(kāi)關(guān)元件Q2、 Q3處于截止?fàn)顟B(tài)。模式A是，在一個(gè)相(U相) 的上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Ql)導(dǎo)通、下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Q2)截止，其他相(V相) 的上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Q3)截止、下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Q4)導(dǎo)通的模式。另外， 在圖3中為了簡(jiǎn)化而省略了 W相，^f旦對(duì)于U相和W相、以及V相和W相 也成立與U相和V相相同的關(guān)系。對(duì)于后述的其他模式也相同。在圖3中， 由于U相上的開(kāi)關(guān)元件Q1導(dǎo)通、V相下的開(kāi)關(guān)元件Q4導(dǎo)通，所以基于電源 E的直流電壓，如粗箭頭所示那樣，按照開(kāi)關(guān)元件Q1—電機(jī)4的U相繞線 4u—V相繞線4v—開(kāi)關(guān)元件Q4—分流電阻Rv的^各徑流過(guò)相電流I。
圖4表示模式B。模式B是在一個(gè)相(U相)的上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Ql) 截止、下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Q2)導(dǎo)通，在其他相(V相)也是上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件 (Q3)截止、下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Q4)導(dǎo)通的模式。在圖4中，由于U相下的 開(kāi)關(guān)元件Q2導(dǎo)通、V相下的開(kāi)關(guān)元件Q4導(dǎo)通，所以基于在電機(jī)4的繞線4u、 4v中蓄積的電能，如粗箭頭所示那樣，按照U相繞線4u—V相繞線4v—開(kāi) 關(guān)元件Q4—分流電阻Rv—分流電阻Ru—開(kāi)關(guān)元件Q2的^各徑流過(guò)相電流I。
圖5表示模式C。模式C是在一個(gè)相(U相)的上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Ql) 導(dǎo)通、下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Q2)截止，在其他相(V相)也是上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Q3)導(dǎo)通、下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Q4)截止的模式。在圖5中，由于U相上的 開(kāi)關(guān)元件Ql導(dǎo)通、V相上的開(kāi)關(guān)元件Q3導(dǎo)通，所以基于在電機(jī)4的繞線4u、 4v中蓄積的電能，如粗箭頭所示那樣，按照U相繞線4u—V相繞線4v—開(kāi) 關(guān)元件Q3—開(kāi)關(guān)元件Ql的^各徑流過(guò)相電流I。在該沖莫式C的情況下，相電 流I不流過(guò)分流電阻Ru、 Rv。
接著，說(shuō)明圖1的多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中的相電流的檢測(cè)。另外，以下舉 出檢測(cè)U相電流的情況為例子，但也可以通過(guò)同樣的原理來(lái)檢測(cè)其他相的電 流。在圖3 圖5中說(shuō)明的各個(gè)模式中，對(duì)用于4企測(cè)U相電流的分流電阻Ru 流過(guò)相電流的是模式B (圖4)的情況。在模式B中，a點(diǎn)的電位為+， c點(diǎn) 的電位為-，乂人U相對(duì)V相流過(guò)相電流I。此時(shí)，如上所述那樣，對(duì)U相上 的開(kāi)關(guān)元件Ql提供的PWM信號(hào)的占空比超過(guò)50%、對(duì)U相下的開(kāi)關(guān)元件 Q2提供的PWM信號(hào)的占空比小于50%。
圖6是用于說(shuō)明U相電流的檢測(cè)方法的時(shí)序圖，是表示在圖2的定時(shí)t
(嚴(yán)格地說(shuō)是t附近的微小區(qū)間)的各個(gè)信號(hào)的波形的圖。在圖6中，(a)~
(d)分別表示從PWM電路2對(duì)U相上、U相下、V相上、V相下的各個(gè)開(kāi) 關(guān)元件Q1 Q4提供的PWM信號(hào)。(e )表示通過(guò)流過(guò)分流電阻Ru的電流而 在該電阻Ru的兩端產(chǎn)生的電壓。(f)表示通過(guò)流過(guò)分流電阻Rv的電流而在 該電阻Rv的兩端產(chǎn)生的電壓。(g)表示對(duì)應(yīng)于各個(gè)區(qū)間的圖3~圖5的模式。
(h)表示為了檢測(cè)U相電流而從控制單元1輸出的采樣信號(hào)SPu。 (i)表示 為了檢測(cè)V相電流而從控制單元1輸出的釆樣信號(hào)SPv。此外，T表示PWM 信號(hào)的一個(gè)周期，tl t4表示各個(gè)定時(shí)。
如圖6所示那樣，在^r測(cè)U相電流的情況下，在U相上的開(kāi)關(guān)元件Q1 截止(U相下的開(kāi)關(guān)元件Q2導(dǎo)通)的期間(t2 t4、 t8 tl0)，通過(guò)采樣信號(hào) SPu而檢測(cè)分流電阻Ru的電壓(t3 、 t9 )。但是，由于在這個(gè)方法中，不進(jìn)行 用于^H則U相下的開(kāi)關(guān)元件Q2的導(dǎo)通故障所需的、U相上的開(kāi)關(guān)元件Ql 的導(dǎo)通期間(t4 t8、 tl0 tl4)中的采樣，所以不能^r測(cè)U相下的開(kāi)關(guān)元件 Q2的導(dǎo)通故障。
圖7是用于說(shuō)明在本發(fā)明的導(dǎo)通故障的檢測(cè)方法的時(shí)序圖。圖7的各個(gè) 標(biāo)號(hào)與圖6的各個(gè)標(biāo)號(hào)相對(duì)應(yīng)。在圖7中，如虛線所示那樣在U相上的開(kāi)關(guān) 元件Q1的截止期間(t2 t4、 t8 tl0)不產(chǎn)生如(h)所示的U相電流才全測(cè)采 樣信號(hào)SPu，而在如實(shí)線那樣在導(dǎo)通期間(t4 t8、 tl0 tl4)產(chǎn)生(t6、 t12)。即，使流到U相的分流電阻Ru的電流的檢測(cè)定時(shí)從U相上的開(kāi)關(guān)元件Ql 的截止期間偏移到導(dǎo)通期間。
若在U相下的開(kāi)關(guān)元件Q2產(chǎn)生導(dǎo)通故障，則該開(kāi)關(guān)元件Q2與來(lái)自PWM 電路2的信號(hào)無(wú)關(guān)地如圖7 (b)那樣一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。然后，在U相上的 開(kāi)關(guān)元件Q1導(dǎo)通的期間，上下的開(kāi)關(guān)元件Q1、 Q2都成為導(dǎo)通狀態(tài)，從而通 過(guò)兩個(gè)元件而對(duì)分流電阻Ru流過(guò)異常電流(大電流)，所以如圖7 ( e )的交 叉影線所示那樣，在分流電阻Ru的兩端產(chǎn)生大電壓。因此，如圖7(h)所 示那樣，在U相上的開(kāi)關(guān)元件Q1的導(dǎo)通期間中的t6、 tl2的定時(shí)進(jìn)行采樣， 則能夠4企測(cè)出該大電壓，所以由此能夠判定U相下的開(kāi)關(guān)元件Q2為導(dǎo)通故 障。
另一方面，在U相下的開(kāi)關(guān)元件Q2沒(méi)有產(chǎn)生導(dǎo)通故障的情況下，在U 相上的開(kāi)關(guān)元件Q1的導(dǎo)通期間，開(kāi)關(guān)元件Q2處于截止?fàn)顟B(tài)而不流過(guò)電流， 所以即使在t6、 tl2的定時(shí)進(jìn)行了采樣，也不能檢測(cè)出分流電阻Ru的電壓。 因此，能夠判定為U相下的開(kāi)關(guān)元件Q2不是導(dǎo)通故障。
通過(guò)對(duì)各個(gè)相依次進(jìn)行以上敘述那樣的處理，即將流到分流電阻的電流 的檢測(cè)定時(shí)從上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間偏移到導(dǎo)通期間來(lái)進(jìn)行采樣的處 理，從而即使不添加用于判定導(dǎo)通故障的特殊電路，也能夠利用已經(jīng)存在的 分流電阻來(lái)判定在各相中的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件有無(wú)導(dǎo)通故障。
圖8是表示了本發(fā)明的故障判定步驟的概略的流程圖，圖9 圖12是表 示了圖8的各個(gè)步驟的細(xì)節(jié)的流程圖。通過(guò)控制單元1所具有的CPU來(lái)執(zhí)行 各個(gè)流程圖的步驟。
在圖8中，在步驟S1中，進(jìn)行通過(guò)4吏流到U相的分流電阻Ru的電流的 檢測(cè)定時(shí)偏移，從而檢測(cè)U相下的開(kāi)關(guān)元件Q2的導(dǎo)通故障的處理。若這個(gè) 處理結(jié)束，則轉(zhuǎn)移到步驟S2，接著進(jìn)行通過(guò)使流到V相的分流電阻Rv的電 流的檢測(cè)定時(shí)偏移，從而檢測(cè)V相下的開(kāi)關(guān)元件Q4的導(dǎo)通故障的處理。若 這個(gè)處理結(jié)束，則轉(zhuǎn)移到步驟S3，接著進(jìn)行通過(guò)使流到W相的分流電阻Rw 的電流的檢測(cè)定時(shí)偏移，從而檢測(cè)W相下的開(kāi)關(guān)元件Q6的導(dǎo)通故障的處理。
這樣，若對(duì)全部相結(jié)束基于檢測(cè)定時(shí)的偏移(圖7)的導(dǎo)通故障的檢測(cè)， 則轉(zhuǎn)移到步驟S4，本次進(jìn)行不偏移檢測(cè)定時(shí)(圖6),而對(duì)各個(gè)U相、V相、 W相，在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件Q1、 Q3、 Q5的截止期間，分別檢測(cè)流到各相的分 流電阻Ru、 Rv、 Rw的相電流，并基于該相電流來(lái)4企測(cè)各相的故障或相電流檢測(cè)電路的故障的處理。
圖9是表示了圖8的步驟S1的詳細(xì)步驟的流程圖。在步驟Sll中，進(jìn) 行移動(dòng)U相的采樣點(diǎn)的處理。即，將流到U相的分流電阻Ru的電流(U相 電流)的檢測(cè)定時(shí)從U相上的開(kāi)關(guān)元件Ql的截止期間偏移到導(dǎo)通期間(圖7 (h))。接著，進(jìn)至步驟S12,測(cè)定流到V相的分流電阻Rv的電流(V相電 流)的電流值。此時(shí)的電流檢測(cè)是在V相上的開(kāi)關(guān)元件Q3的截止期間進(jìn)行。 即，V相電流的檢測(cè)定時(shí)不偏移(圖7 (i))。接著，進(jìn)至步驟S13，測(cè)定流 到W相的分流電阻Rw的電流(W相電流)的電流值。此時(shí)的電流檢測(cè)是在 W相上的開(kāi)關(guān)元件Q5的截止期間進(jìn)行。即，W相電流的斥企測(cè)定時(shí)也不偏移。
接著，轉(zhuǎn)移到步驟S14，根據(jù)通過(guò)步驟S12和S13所得到的V相電流和 W相電流的電流值而估計(jì)U相電流的電流值。眾所周知，在將U相電流值設(shè) 為Iu、 V相電流值設(shè)為Iv、 W相電流值設(shè)為Iw時(shí)，Iu+Iv+Iw=0，所以使用 這個(gè)關(guān)系式可估計(jì)U相電流值Iu。本來(lái)，U相電流是在U相上的開(kāi)關(guān)元件 Ql的截止期間(U相下的開(kāi)關(guān)元件Q2的導(dǎo)通期間)被檢測(cè)的電流，但由于 移動(dòng)U相的采樣點(diǎn)而不能進(jìn)行此^r測(cè)，所以通過(guò)如上所述那樣估計(jì)電流值， 得到電機(jī)4的控制所需的U相電流的電流值。
接著，在步驟S15中，基于在步驟Sll中移動(dòng)的采樣點(diǎn)中檢測(cè)出的分流 電阻Ru的兩端電壓，判定U相下的開(kāi)關(guān)元件Q2有無(wú)導(dǎo)通故障。如上所述那 樣，若開(kāi)關(guān)元件Q2出現(xiàn)了導(dǎo)通故障，則在分流電阻Ru的兩端產(chǎn)生大電壓， 若沒(méi)有導(dǎo)通故障，則在分流電阻Ru的兩端不產(chǎn)生電壓，所以能夠由此來(lái)判定 有無(wú)導(dǎo)通故障。
接著，在步驟S16中，基于在步驟S12中得到的V相電流值，判定在V 相是否產(chǎn)生了故障。進(jìn)而，在步驟S17中，基于在步驟S13中得到的W相電 流值，判定在W相是否產(chǎn)生了故障。這些故障判定以與以往相同的方法來(lái)進(jìn)行。
在步驟S18中，若在步驟S15中的判定結(jié)果為U相下的開(kāi)關(guān)元件Q2出 現(xiàn)了導(dǎo)通故障(步驟S18:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S22而進(jìn)行異常時(shí)處理。具體 地說(shuō)，進(jìn)行停止從逆變器電路3對(duì)電機(jī)4的電流供給，從而停止電機(jī)4的處 理。此外，根據(jù)需要輸出警報(bào)。另一方面，若開(kāi)關(guān)元件Q2沒(méi)有導(dǎo)通故障(步 驟S18:否)，則轉(zhuǎn)移到步驟S19。
在步驟S19中，若在步驟S16中的判定結(jié)果為V相產(chǎn)生了故障(步驟S19:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S22而進(jìn)行上述的異常時(shí)處理。另一方面，若V相 沒(méi)有產(chǎn)生故障(步驟S19:否)，則轉(zhuǎn)移到步驟S20。
在步驟S20中，若在步驟S17中的判定結(jié)果為W相產(chǎn)生了故障(步驟 S20:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S22而進(jìn)行上述的異常時(shí)處理。另一方面，若W相 沒(méi)有產(chǎn)生故障(步驟S20:否)，則轉(zhuǎn)移到步驟S21。
在步驟S21中，判定是否已將步驟S11 S20的處理重復(fù)規(guī)定次數(shù)，若沒(méi) 有重復(fù)規(guī)定次數(shù)(步驟S21:否)，則返回到步驟Sll，反復(fù)執(zhí)行步驟S11 S20 直到達(dá)到規(guī)定次數(shù)為止。然后，若步驟S11 S20的處理重復(fù)規(guī)定次數(shù)(步驟 S21:是)，則對(duì)U相的導(dǎo)通故障檢測(cè)處理結(jié)束。此時(shí)，在步驟S11偏移到開(kāi) 關(guān)元件Ql的導(dǎo)通期間的采樣點(diǎn)返回到原來(lái)的位置(開(kāi)關(guān)元件Ql的截止期 間)。
圖IO是表示了圖8的步驟S2的詳細(xì)的步驟的流程圖。在步驟S31中， 進(jìn)行移動(dòng)V相的釆樣點(diǎn)的處理。即，將流到V相的分流電阻Rv的電流(V 相電流)的檢測(cè)定時(shí)從V相上的開(kāi)關(guān)元件Q3的截止期間偏移到導(dǎo)通期間。 接著，進(jìn)至步驟S32，測(cè)定流到U相的分流電阻Ru的電流(U相電流)的電 流值。此時(shí)的電流檢測(cè)是在U相上的開(kāi)關(guān)元件Ql的截止期間進(jìn)行。即，U 相電流的4企測(cè)定時(shí)不偏移。4^著，進(jìn)至步驟S33,測(cè)定流到W相的分流電阻 Rw的電流(W相電流)的電流值。此時(shí)的電流4企測(cè)是在W相上的開(kāi)關(guān)元件 Q5的截止期間進(jìn)行。即，W相電流的^r測(cè)定時(shí)也不偏移。
接著，轉(zhuǎn)移到步驟S34，根據(jù)通過(guò)步驟S32和S33所得到的U相電流和 W相電流的電流值，利用前述的Iu+Iv+Iw=0的關(guān)系來(lái)估計(jì)V相電流的電流 值。本來(lái)，V相電流是在V相上的開(kāi)關(guān)元件Q3的截止期間(V相下的開(kāi)關(guān) 元件Q4的導(dǎo)通期間)被;險(xiǎn)測(cè)的電流，但由于移動(dòng)V相的采樣點(diǎn)而不能進(jìn)行 此檢測(cè)，所以通過(guò)如上所述那樣估計(jì)電流值，得到電機(jī)4的控制所需的V相 電流的電流l直。
接著，在步驟S35中，基于在步驟S31中移動(dòng)的采樣點(diǎn)中檢測(cè)出的分流 電阻Rv的兩端電壓，判定V相下的開(kāi)關(guān)元件Q4有無(wú)導(dǎo)通故障。與U相的 情況相同地，若開(kāi)關(guān)元件Q4導(dǎo)通故障，則在分流電阻Rv的兩端產(chǎn)生大電壓， 若沒(méi)有導(dǎo)通故障，則在分流電阻Rv的兩端不產(chǎn)生電壓，所以能夠由此來(lái)判定 有無(wú)導(dǎo)通故障。
接著，在步驟S36中，基于通過(guò)步驟S32得到的U相電流值，判定在U相是否發(fā)生故障。進(jìn)而，在步驟S37中，基于通過(guò)步驟S33得到的W相電流 值，判定在W相是否發(fā)生故障。這些故障判定通過(guò)與以往相同的方法進(jìn)行。 在步驟S38中，若在步驟S35的判定結(jié)果為V相下的開(kāi)關(guān)元件Q4發(fā)生 了導(dǎo)通故障(S38:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S42而進(jìn)行與上述的步驟S22相同的 異常時(shí)處理。另一方面，若開(kāi)關(guān)元件Q4沒(méi)有導(dǎo)通故障(步驟S38:否)，則 轉(zhuǎn)移到步驟S39。
在步驟S39中，若在步驟S36中的判定結(jié)果為U相產(chǎn)生了故障(步驟 S39:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S42而進(jìn)行上述的異常時(shí)處理。另一方面，若U相 沒(méi)有產(chǎn)生故障(步驟S39:否)，則轉(zhuǎn)移到步驟S40。
在步驟S40中，若在步驟S37中的判定結(jié)果為W相產(chǎn)生了故障(步驟 S40:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S42而進(jìn)行上述的異常時(shí)處理。另一方面，若W相 沒(méi)有產(chǎn)生故障(步驟S40:否)，則轉(zhuǎn)移到步驟S41。
在步驟S41中，判定是否將步驟S31 S40的處理重復(fù)規(guī)定次數(shù)，若沒(méi)有 重復(fù)規(guī)定次數(shù)(步驟S41:否)，則返回到步驟S31,反復(fù)執(zhí)行步驟S31 S40 直到達(dá)到規(guī)定次數(shù)為止。然后，若步驟S31 S40的處理重復(fù)規(guī)定次數(shù)(步驟 S41:是)，則對(duì)V相的導(dǎo)通故障檢測(cè)處理結(jié)束。此時(shí)，在步驟S31偏移到開(kāi) 關(guān)元件Q3的導(dǎo)通期間的采樣點(diǎn)返回到原來(lái)的位置(開(kāi)關(guān)元件Q3的截止期 間)。
圖11是表示了圖8的步驟S3的詳細(xì)步驟的流程圖。在步驟S51中，進(jìn) 行移動(dòng)W相的采樣點(diǎn)的處理。即，將流到W相的分流電阻Rw的電流(W 相電流)的檢測(cè)定時(shí)從W相上的開(kāi)關(guān)元件Q5的截止期間偏移到導(dǎo)通期間。 接著，進(jìn)至步驟S52，測(cè)定流到U相的分流電阻Ru的電流(U相電流)的電 流值。此時(shí)的電流檢測(cè)是在U相上的開(kāi)關(guān)元件Ql的截止期間進(jìn)行。即，U 相電流的檢測(cè)定時(shí)不偏移。接著，進(jìn)至步驟S53，測(cè)定流到V相的分流電阻 Rv的電流(V相電流)的電流值。此時(shí)的電流4企測(cè)是在V相上的開(kāi)關(guān)元件 Q3的截止期間進(jìn)行。即，V相電流的檢測(cè)定時(shí)也不偏移。
接著，轉(zhuǎn)移到步驟S54，根據(jù)通過(guò)步驟S52和S53所得到的U相電流和 V相電流的電流值，利用前述的Iu+Iv+Iw=0的關(guān)系來(lái)估計(jì)W相電流的電流 值。本來(lái)，W相電流是在W相上的開(kāi)關(guān)元件Q5的截止期間(W相下的開(kāi)關(guān) 元件Q6的導(dǎo)通期間)；險(xiǎn)測(cè)出的電流，但通過(guò)移動(dòng)W相的采樣點(diǎn)而不能進(jìn)行 此才企測(cè)，所以通過(guò)如上所述那樣估計(jì)電流值，得到電機(jī)4的控制所需的W相電5危的電;;危{直。
接著，在步驟S55中，基于在步驟S51中移動(dòng)的采樣點(diǎn)中檢測(cè)出的分流 電阻Rw的兩端電壓，判定W相下的開(kāi)關(guān)元件Q6有無(wú)導(dǎo)通故障。與U相、 V相的情況相同地，若開(kāi)關(guān)元件Q6導(dǎo)通故障，則在分流電阻Rw的兩端產(chǎn)生 大電壓，若沒(méi)有導(dǎo)通故障，則在分流電阻Rw的兩端不產(chǎn)生電壓，所以能夠 由此來(lái)判定有無(wú)導(dǎo)通故障。
接著，在步驟S56中，基于通過(guò)步驟S52得到的U相電流值，判定在U 相是否發(fā)生故障。進(jìn)而，在步驟S57中，基于通過(guò)步驟S53得到的V相電流 值，判定在V相是否發(fā)生故障。這些故障判定通過(guò)與以往相同的方法進(jìn)行。
在步驟S58中，在步驟S55的判定結(jié)果若為W相下的開(kāi)關(guān)元件Q6導(dǎo)通 故障(S58:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S62而進(jìn)行與上述的步驟S22相同的異常時(shí) 處理。另一方面，若開(kāi)關(guān)元件Q6沒(méi)有導(dǎo)通故障(步驟S58:否)，則轉(zhuǎn)移到 步驟S59。
在步驟S59中，在步驟S56中的判定結(jié)果若為U相產(chǎn)生了故障(步驟 S59:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S62而進(jìn)行上述的異常時(shí)處理。另一方面，若U相 沒(méi)有產(chǎn)生故障(步驟S59:否)，則轉(zhuǎn)移到步驟S60。
在步驟S60中，在步驟S57中的判定結(jié)果若為V相產(chǎn)生了故障(步驟 S60:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S62而進(jìn)行上述的異常時(shí)處理。另一方面，若V相 沒(méi)有產(chǎn)生故障(步驟S60:否)，則轉(zhuǎn)移到步驟S61。
在步驟S61中，判定是否已將步驟S51 S60的處理重復(fù)規(guī)定次數(shù)，若沒(méi) 有重復(fù)規(guī)定次數(shù)(步驟S61:否)，則返回到步驟S51，反復(fù)執(zhí)行步驟S51 S60 直到達(dá)到規(guī)定次數(shù)為止。然后，若步驟S51 S60的處理重復(fù)規(guī)定次數(shù)(步驟 S61:是)，則對(duì)W相的導(dǎo)通故障檢測(cè)處理結(jié)束。此時(shí)，在步驟S51偏移到開(kāi) 關(guān)元件Q5的導(dǎo)通期間的采樣點(diǎn)返回到原來(lái)的位置(開(kāi)關(guān)元件Q5的截止期 間)。
圖12是表示了圖8的步驟S4的詳細(xì)步驟的流程圖。在步驟S71中，將 U相、V相、W相的采樣點(diǎn)(相電流;險(xiǎn)測(cè)定時(shí))i殳定為通常的位置。即，對(duì) U相，將采樣點(diǎn)設(shè)定為U相上的開(kāi)關(guān)元件Q1的截止期間(圖6(h));對(duì)V 相，將采樣點(diǎn)設(shè)定為V相上的開(kāi)關(guān)元件Q3的截止期間(圖6(i));對(duì)W相， 將采樣點(diǎn)設(shè)定為W相上的開(kāi)關(guān)元件Q5的截止期間(省略圖示)。
接著，在步驟S72中，在步驟S71設(shè)定的U相的采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣，并測(cè)定流過(guò)U相的分流電阻Ru的U相電流的電流值。在接著的步驟S73中，在 步驟S71設(shè)定的V相的采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣，并測(cè)定流過(guò)V相的分流電阻Rv的 V相電流的電流值。在接著的步驟S74中，在步驟S71設(shè)定的W相的采樣點(diǎn) 進(jìn)4亍采沖羊，并測(cè)定流過(guò)W相的分流電阻Rw的W相電流的電流Y直。
接著，在步驟S75中，基于通過(guò)步驟S72得到的U相電流值，判定在U 相是否產(chǎn)生了故障。此外，在步驟S76中，基于通過(guò)步驟S73得到的V相電 流值，判定在V相是否產(chǎn)生了故障。此外，在步驟S77中，基于通過(guò)步驟S74 得到的W相電流值，判定在W相是否產(chǎn)生了故障。這些故障判定都通過(guò)與 以往相同的方法進(jìn)4亍。
接著，在步驟S78中，判定在相電流檢測(cè)電路中是否產(chǎn)生了故障。這里 所稱的相電流才企測(cè)電路是指采樣保持電路5u、 5v、 5w。在正常狀態(tài)下，U相、 V相、W相的各相電流值之和會(huì)成為零，所以在步驟S78中，利用在步驟 S72 S74中測(cè)量的U相電流值Iu、 V相電流值Iv、 W相電流值Iw,判定 Iu+Iv+Iw=0是否成立。在這個(gè)關(guān)系不成立的情況下，即各相電流值之和不是 零的情況下，在相電流檢測(cè)功能中存在異常，采樣保持電路5u、 5v、 5w中 的任意個(gè)(或者全部)出現(xiàn)了故障。
在步驟S79中，若在步驟S75中的判定結(jié)果為U相產(chǎn)生了故障(步驟 S79:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S84而進(jìn)行與上述的步驟S22相同的異常時(shí)處理， 若U相沒(méi)有產(chǎn)生故障(步驟S79:否)，則轉(zhuǎn)移到步驟S80。
在步驟S80中，若在步驟S76中的判定結(jié)果為V相產(chǎn)生了故障(步驟 S80:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S84而進(jìn)行異常時(shí)處理，若V相沒(méi)有產(chǎn)生故障(步 驟S80:否)，則轉(zhuǎn)移到步驟S81。
在步驟S81中，若在步驟S77中的判定結(jié)果為W相產(chǎn)生了故障(步驟 S81:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S84而進(jìn)行異常時(shí)處理，若W相沒(méi)有產(chǎn)生故障(步 驟S81:否)，則轉(zhuǎn)移到步驟S82。
在步驟S82中，若在步驟S78中的判定結(jié)果為在相電流;險(xiǎn)測(cè)電路中產(chǎn)生 了故障(步驟S82:是)，則轉(zhuǎn)移到步驟S84而進(jìn)行異常時(shí)處理，若在相電流 檢測(cè)電路中沒(méi)有產(chǎn)生故障(步驟S82:否)，則轉(zhuǎn)移到步驟S83。
在步驟S83中，判定是否將步驟S71 S82的處理重復(fù)了規(guī)定次數(shù)，若沒(méi) 有重復(fù)規(guī)定次數(shù)(步驟S83:否)，則返回到步驟S71 ，反復(fù)執(zhí)行步驟S71 S82 直到達(dá)到規(guī)定次數(shù)為止。然后，若步驟S71 S82的處理重復(fù)規(guī)定次數(shù)(步驟S83:是)，則故障檢測(cè)處理結(jié)束。
這樣，在上述的實(shí)施方式中，對(duì)U相、V相、W相依次進(jìn)行基于檢測(cè)定 時(shí)的偏移的有無(wú)導(dǎo)通故障的判定(圖8的步驟S1 S3 )，若對(duì)全部相結(jié)束有無(wú) 導(dǎo)通故障的判定，則接著，不偏移檢測(cè)定時(shí)，在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間 分別檢測(cè)流到各相的分流電阻的相電流，并基于檢測(cè)出的相電流，判定U相、 V相、W相有無(wú)故障和相電流檢測(cè)電路有無(wú)故障(圖8的步驟S4)。因此， 不僅能判定在各相的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件Q2、 Q4、 Q6的導(dǎo)通故障，還能夠判定 上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件Q1、 Q3、 Q5的導(dǎo)通故障或采樣保持電路5u、 5v、 5w的故 障等的其它故障。其結(jié)果，能夠進(jìn)行精度更高的故障判定。
圖13是表示了本發(fā)明的其他實(shí)施方式的故障判定步驟的概略的流程圖。 本步驟是通過(guò)控制單元1所包括的CPU執(zhí)行。在圖13中，在步驟S101中， 進(jìn)行通過(guò)使流到U相的分流電阻Ru的電流的4企測(cè)定時(shí)偏移，從而纟企測(cè)U相 下的開(kāi)關(guān)元件Q2的導(dǎo)通故障的處理。該處理與圖8的步驟S1的處理相同。 若這個(gè)處理結(jié)束，則轉(zhuǎn)移到步驟S102，不偏移檢測(cè)定時(shí)，對(duì)U相、V相、W 相，在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件Q1、 Q3、 Q5的截止期間分別檢測(cè)流到各相的分流電 阻Ru、 Rv、 Rw的相電流，并基于該相電流來(lái)進(jìn)行用于檢測(cè)各相的故障和相 電流檢測(cè)電路的故障的處理。該處理與圖8的步驟S4的處理相同。
接著，轉(zhuǎn)移到步驟S103,進(jìn)行通過(guò)使流到V相的分流電阻Rv的電流的 檢測(cè)定時(shí)偏移，從而檢測(cè)V相下的開(kāi)關(guān)元件Q4的導(dǎo)通故障的處理。該處理 與圖8的步驟S2的處理相同。若這個(gè)處理結(jié)束，則轉(zhuǎn)移到步驟S104，進(jìn)行 與步驟S102相同的處理，即基于各相的相電流的故障檢測(cè)處理。
接著，轉(zhuǎn)移到步驟S105，進(jìn)行通過(guò)使流到W相的分流電阻Rw的電流 的檢測(cè)定時(shí)偏移，從而檢測(cè)W相下的開(kāi)關(guān)元件Q6的導(dǎo)通故障的處理。該處 理與圖8的步驟S3的處理相同。若這個(gè)處理結(jié)束，則轉(zhuǎn)移到步驟S106，進(jìn) 行與步驟S102相同的基于各相的相電流的故障檢測(cè)處理，若這個(gè)處理結(jié)束， 則結(jié)束一系列的處理。
在圖13中，步驟SIOI、 S103、 S105的詳細(xì)步驟分別與圖9、圖10、圖 ll相同，所以在這里省略說(shuō)明。此外，步驟S102、 S104、 S106的詳細(xì)步驟 與圖12相同，所以在這里省略說(shuō)明。
這樣，在圖13的實(shí)施方式中，在對(duì)某一相進(jìn)行了基于檢測(cè)定時(shí)的偏移的 有無(wú)導(dǎo)通故障的判定之后，對(duì)下一個(gè)相進(jìn)行同樣的判定之前，不偏移檢測(cè)定時(shí)，在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件Q1、 Q3、 Q5的截止期間分別檢測(cè)流到各相的分流電 阻Ru、 Rv、 Rw的相電流，并基于^r測(cè)出的相電流來(lái)判定U相、V相、W相 有無(wú)故障和相電流檢測(cè)電路有無(wú)故障。因此，與圖8的情況相同地，不僅能 診斷在各相的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件Q2、 Q4、 Q6的導(dǎo)通故障，還能診斷其他故障， 所以能夠進(jìn)行精度更高的故障判定。
但是，若采樣保持電路5u、 5v、 5w的時(shí)間常數(shù)大(響應(yīng)性差)，則會(huì)殘 留上一次的采樣值的影響而不能得到正確的電流檢測(cè)值，所以根據(jù)采樣保持 電^各的響應(yīng)性，也存在如圖8的實(shí)施方式那樣，在對(duì)某一相將^r測(cè)定時(shí)偏移 而進(jìn)行了導(dǎo)通故障判定之后，難以立即對(duì)該相將4企測(cè)定時(shí)返回，對(duì)下一個(gè)相 使檢測(cè)定時(shí)偏移而轉(zhuǎn)移到導(dǎo)通故障判定的情況。但是，如圖13所示那樣，通 過(guò)在從某一相的導(dǎo)通故障判定轉(zhuǎn)移到下一個(gè)相的導(dǎo)通故障判定之前加入進(jìn)行 基于通常的相電流檢測(cè)的故障判定的步驟(S102、 S104)，從而即使在釆樣保 持電路的響應(yīng)性存在問(wèn)題的情況下也能夠進(jìn)行順利的故障判定。
圖。圖14的各個(gè)標(biāo)號(hào)與圖6和圖7的各個(gè)標(biāo)號(hào)相對(duì)應(yīng)。
在之前的實(shí)施方式(圖7)中，基于流到其他相的分流電阻的電流來(lái)估 計(jì)在使檢測(cè)定時(shí)偏移時(shí)的該相的電流值，但在圖14的實(shí)施方式中，基于在該 相的上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間流到分流電阻的電流來(lái)計(jì)算在使檢測(cè)定時(shí)偏 移時(shí)的該相的電流〃f直。
例如對(duì)U相來(lái)看，在圖14的情況下，在U相上的開(kāi)關(guān)元件Ql的導(dǎo)通 期間和截止期間的兩個(gè)期間輸出U相電流檢測(cè)采樣信號(hào)SPu,沖企測(cè)流到分流 電阻Ru的電流(圖14(h))。在t6和tl2的定時(shí)，；險(xiǎn)測(cè)出基于異常電流的導(dǎo) 通故障，在t3和t9的定時(shí)，檢測(cè)出本來(lái)的相電流。這樣，能夠作為實(shí)際測(cè)量 值來(lái)得到在使檢測(cè)定時(shí)偏移時(shí)的U相的電流值，而不是估計(jì)值。對(duì)于其他相 也是相同的。
在本發(fā)明中，除了以上4又述的方式之外還可以采用各種實(shí)施方式。例如， 在圖9 圖11的步驟中，將對(duì)一個(gè)相的有無(wú)導(dǎo)通故障的判定重復(fù)了規(guī)定次數(shù) (步驟S21、 S41、 S61),由此能夠提高導(dǎo)通故障的判定精度，但有無(wú)導(dǎo)通故 障的判定也可以對(duì)一個(gè)相僅執(zhí)行一次而無(wú)需重復(fù)。同樣在圖12的步驟中，將 基于相電流檢測(cè)的故障判定重復(fù)了規(guī)定次數(shù)(步驟S83)，但也可以僅執(zhí)行一 次而無(wú)需重復(fù)。此外，在上述實(shí)施方式中，作為電機(jī)4舉出無(wú)刷電機(jī)為例子，但本發(fā)明
能夠適用于用于驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)等具有多個(gè)相的電機(jī)的所有多 相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中。
此外，在上述實(shí)施方式中，舉出將本發(fā)明適應(yīng)于車(chē)輛的電動(dòng)功率轉(zhuǎn)向裝 置的例子，但本發(fā)明還能夠適用于除此之外的裝置。
權(quán)利要求
1.一種多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括逆變器電路，對(duì)應(yīng)于多個(gè)相的各個(gè)相而設(shè)置上下一對(duì)的開(kāi)關(guān)元件，各個(gè)相的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件分別連接用于檢測(cè)相電流的分流電阻，從在各個(gè)相的一對(duì)開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)取出用于驅(qū)動(dòng)多相電機(jī)的電壓；以及控制部件，控制所述逆變器電路的各個(gè)開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通/截止動(dòng)作，所述多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置檢測(cè)在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間流到分流電阻的電流，其特征在于，在所述多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中設(shè)置判定部件，使流到某一相的分流電阻的電流的檢測(cè)定時(shí)從在該相的上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間偏移到導(dǎo)通期間，從而基于在所述導(dǎo)通期間流到該相的分流電阻的電流，判定在該相的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件是否為一直處于導(dǎo)通狀態(tài)的導(dǎo)通故障；以及電流值估計(jì)部件，基于流到其它相的分流電阻的電流，估計(jì)在使所述檢測(cè)定時(shí)已偏移時(shí)的該相的電流值。
2. 如權(quán)利要求1所述的多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，的判定，" 、. 土 、、，、 、若對(duì)全部相結(jié)束有無(wú)導(dǎo)通故障的判定，則接下來(lái)，不使所述檢測(cè)定時(shí)偏 移，而分別檢測(cè)在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間流到各相的分流電阻的相電流， 并基于檢測(cè)出的相電流而判定有無(wú)其它故障。
3. 如權(quán)利要求1所述的多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述判定部件在對(duì)某一相進(jìn)行了基于所述檢測(cè)定時(shí)的偏移的有無(wú)導(dǎo)通故障的判定之后，對(duì)下一個(gè)相進(jìn)行同樣的判定之前，不使所述檢測(cè)定時(shí)偏移， 而分別檢測(cè)在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間流到各相的分流電阻的相電流，并 基于檢測(cè)出的相電流而判定有無(wú)其它故障。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述判定部件將對(duì)一個(gè)相的有無(wú)導(dǎo)通故障的判定重復(fù)規(guī)定次數(shù)。
5. —種多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括逆變器電路，對(duì)應(yīng)于多個(gè)相的各個(gè)相而設(shè)置上下一對(duì)的開(kāi)關(guān)元件，各個(gè)相的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件連接用于檢測(cè)相電流的分流電阻，從各個(gè)相的開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)取出用于驅(qū)動(dòng)多相電機(jī)的電壓；以及控制部件，控制所述逆變器電路的各個(gè)開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通/截止動(dòng)作， 所述多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置^r測(cè)在上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間流到分流電阻的電流，其特征在于，在所述多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中設(shè)置判定部件，使流到某一相的分流電阻的電流的檢測(cè)定時(shí)從在該相的上側(cè) 的開(kāi)關(guān)元件的截止期間偏移到導(dǎo)通期間，從而基于在所述導(dǎo)通期間流到該相 的分流電阻的電流，判定在該相的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件是否為一直處于導(dǎo)通狀態(tài) 的導(dǎo)通故障；以及電流值計(jì)算部件，基于在該相的上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的截止期間流到分流電 阻的電流，計(jì)算在使所述檢測(cè)定時(shí)已偏移時(shí)的該相的電流值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠檢測(cè)在逆變器電路中的下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通故障的多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。使流到U相的分流電阻的電流的檢測(cè)定時(shí)從在U相的上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Q1)的截止期間偏移到導(dǎo)通期間，從而基于在該導(dǎo)通期間流到U相的分流電阻的電流，判定下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Q2)是否導(dǎo)通故障。此外，由于僅僅偏移檢測(cè)定時(shí)，還不能檢測(cè)下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(Q2)在導(dǎo)通期間原本需要的U相電流，所以基于流到其它的2相的分流電阻的電流而估計(jì)U相電流的電流值。
文檔編號(hào)G01R31/327GK101686035SQ20091017865
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
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