專利名稱：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了 PWM(Pulse Width Modulation 脈寬調(diào)制)控制方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，尤其涉及使用單個(gè)電流檢測(cè)單元檢測(cè)各相的電流值的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在車輛的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，為了對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)賦予與駕駛盤的操舵轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的操舵輔助力，設(shè)置有3相無刷電動(dòng)機(jī)等電動(dòng)式電動(dòng)機(jī)。作為驅(qū)動(dòng)該電動(dòng)機(jī)的裝置，公知有利用PWM控制方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(例如專利文獻(xiàn)1)。在PWM控制方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，設(shè)置有3組在上臂和下臂分別具有開關(guān)元件的上下一對(duì)臂。此外，根據(jù)由轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)出的操舵轉(zhuǎn)矩計(jì)算應(yīng)該流過電動(dòng)機(jī)的電流的目標(biāo)值，并根據(jù)該目標(biāo)值和實(shí)際流過電動(dòng)機(jī)的電流值的偏差，生成具有預(yù)定占空比的PWM 信號(hào)。并且，根據(jù)基于該P(yáng)WM信號(hào)的各開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在專利文獻(xiàn)1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，在各相的下臂分別設(shè)置有用于檢測(cè)流過電動(dòng)機(jī)的電流的電流檢測(cè)電阻(分流電阻)。即，設(shè)置有3個(gè)電流檢測(cè)電阻，通過測(cè)定各電阻的兩端電壓，由此檢測(cè)實(shí)際流過電動(dòng)機(jī)的電流。此外，在專利文獻(xiàn)2中，記載了具有過電流檢測(cè)功能的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，在該裝置中也在下臂分別設(shè)置有電流檢測(cè)電阻。與此相對(duì)，公知有使用了單個(gè)電流檢測(cè)電阻的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(例如專利文獻(xiàn)3)。圖20示出了使用了單個(gè)電流檢測(cè)電阻的PWM控制方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的一例。 電源電路1由整流電路或平滑電路等構(gòu)成，在輸出端連接有電容器C。開關(guān)電路2由與U相、 V相、W相對(duì)應(yīng)設(shè)置有3組上下一對(duì)臂的3相電橋構(gòu)成。U相的上臂Al具有開關(guān)元件Ql，U 相的下臂A2具有開關(guān)元件Q2。V相的上臂A3具有開關(guān)元件Q3，V相的下臂A4具有開關(guān)元件Q4。W相的上臂A5具有開關(guān)元件Q5，W相的下臂A6具有開關(guān)元件Q6。這些開關(guān)元件 Ql Q6由例如FET(Field EffectTransistor 場(chǎng)效應(yīng)晶體管)構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)M是用于例如車輛的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的3相無刷電動(dòng)機(jī)。在電源電路1 和開關(guān)電路2之間連接有用于檢測(cè)流過電動(dòng)機(jī)M的電流檢測(cè)電阻R。由差動(dòng)放大器等構(gòu)成的放大電路5對(duì)電流檢測(cè)電阻R兩端的電壓進(jìn)行放大，并輸出至CPU 4。CPU4根據(jù)檢測(cè)電流值和目標(biāo)電流值計(jì)算與各相的PWM信號(hào)的占空比對(duì)應(yīng)的占空比設(shè)定值，上述檢測(cè)電流值是根據(jù)從放大電路5賦予的電壓計(jì)算出的，上述目標(biāo)電流值是根據(jù)從轉(zhuǎn)矩傳感器(省略圖示)賦予的操舵轉(zhuǎn)矩計(jì)算出的。并且，將根據(jù)該占空比設(shè)定值和鋸齒狀的載波信號(hào)生成的各相的PWM信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)器IC 3。驅(qū)動(dòng)器IC 3將用于使開關(guān)元件Ql Q6單獨(dú)導(dǎo)通/ 截止的各相的PWM信號(hào)輸出到各開關(guān)元件Ql Q6的柵極。根據(jù)基于該P(yáng)WM信號(hào)的開關(guān)元件Ql Q6的導(dǎo)通/截止，從開關(guān)電路2向電動(dòng)機(jī)3提供相電壓，從而電動(dòng)機(jī)M旋轉(zhuǎn)。在上述那樣的使用了單個(gè)電流檢測(cè)電阻R的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的情況下，通常時(shí)， 通過在圖21的電路狀態(tài)下檢測(cè)U相電流、在圖22的電路狀態(tài)下檢測(cè)W相電流來進(jìn)行流過電動(dòng)機(jī)M的電流檢測(cè)。另外，此處，設(shè)U相為占空比最大的最大相、V相為占空比為中間的中間相、W相為占空比最小的最小相。
如圖21所示，在上臂的開關(guān)元件(以下稱作“上級(jí)開關(guān)元件”)Q1、Q3、Q5分別為導(dǎo)通、截止、截止，下臂的開關(guān)元件(以下稱作“下級(jí)開關(guān)元件”)Q2、Q4、Q6分別為截止、導(dǎo)通、導(dǎo)通的期間進(jìn)行U相電流的檢測(cè)。此時(shí)，在電動(dòng)機(jī)M中電流沿由箭頭所示的路徑流過， 在電流檢測(cè)電阻R中流過U相電流。通過該U相電流而在電流檢測(cè)電阻R兩端產(chǎn)生的電壓經(jīng)由放大電路5(圖20)被輸入至CPU 4，在CPU4中被AD轉(zhuǎn)換，由此檢測(cè)U相電流值。如圖22所示，在上級(jí)開關(guān)元件Ql、Q3、Q5分別為導(dǎo)通、導(dǎo)通、截止，下級(jí)開關(guān)元件 Q2、Q4、Q6分別為截止、截止、導(dǎo)通的期間進(jìn)行W相電流的檢測(cè)。此時(shí)，在電動(dòng)機(jī)M中電流沿由箭頭所示的路徑流過，在電流檢測(cè)電阻R中流過W相電流。通過該W相電流而在電流檢測(cè)電阻R的兩端產(chǎn)生的電壓經(jīng)由放大電路5(圖20)被輸入至CPU 4，在CPU 4中被AD轉(zhuǎn)換，由此檢測(cè)W相電流值。此外，關(guān)于V相電流值，能夠根據(jù)U相電流值和W相電流值通過計(jì)算來求出。即， 在設(shè)U相電流值為Iu、V相電流值為Iv、W相電流值為Iw時(shí)，在它們之間以下關(guān)系成立。Iu+Iv+Iw = 0由此，能夠?qū)相電流值Iv計(jì)算為Iv = -(Iu+Iv)。在上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，開關(guān)元件Ql Q6有時(shí)會(huì)由于元件自身的異常而保持導(dǎo)通狀態(tài)，而不能返回截止?fàn)顟B(tài)。此外，即使元件自身正常，向元件賦予PWM信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器 IC 3或CPU 4有時(shí)也會(huì)由于異常而持續(xù)輸出導(dǎo)通信號(hào)，從而Ql Q6會(huì)保持導(dǎo)通狀態(tài)，而不能返回截止?fàn)顟B(tài)。以下將這樣開關(guān)元件Ql Q6保持導(dǎo)通狀態(tài)的故障稱作“導(dǎo)通故障”。圖23是示出可否檢測(cè)每個(gè)相的上級(jí)開關(guān)元件和下級(jí)開關(guān)元件的導(dǎo)通故障的表。 “上級(jí)短路”是指上級(jí)開關(guān)元件Ql、Q3、Q5的導(dǎo)通故障，“下級(jí)短路”是指下級(jí)開關(guān)元件Q2、 Q4、Q6的導(dǎo)通故障。此外，“通常電流檢測(cè)(1)”是指圖21的定時(shí)的電流檢測(cè)，“通常電流檢測(cè)⑵”是指圖22的定時(shí)的電流檢測(cè)。在圖23中，通常電流檢測(cè)(1)的情況下的可否檢測(cè)導(dǎo)通故障的具體情況如下。關(guān)于最大相(U相)，如圖21所示，上級(jí)開關(guān)元件Ql處于導(dǎo)通狀態(tài)，不能區(qū)別通常動(dòng)作和上級(jí)短路，因此不能檢測(cè)上級(jí)短路。另一方面，下級(jí)開關(guān)元件Q2在通常動(dòng)作時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，因此在元件Q2中發(fā)生導(dǎo)通故障時(shí)，經(jīng)由元件Ql、Q2在電流檢測(cè)電阻R中流過過電流，因此能夠檢測(cè)下級(jí)短路。關(guān)于中間相(V相)，如圖21所示，在通常動(dòng)作時(shí)，上級(jí)開關(guān)元件Q3處于截止?fàn)顟B(tài)， 因此在元件Q3中發(fā)生導(dǎo)通故障時(shí)，經(jīng)由元件Q3、Q4在電流檢測(cè)電阻R中流過過電流，因此能夠檢測(cè)上級(jí)短路。另一方面，下級(jí)開關(guān)元件Q4處于導(dǎo)通狀態(tài)，不能區(qū)別通常動(dòng)作和下級(jí)短路，因此不能檢測(cè)下級(jí)短路。關(guān)于最小相(W相)，如圖21所示，在通常動(dòng)作時(shí)，上級(jí)開關(guān)元件Q5處于截止?fàn)顟B(tài)， 因此在元件Q5中發(fā)生導(dǎo)通故障時(shí)，經(jīng)由元件Q5、Q6在電流檢測(cè)電阻R中流過過電流，因此能夠檢測(cè)上級(jí)短路。另一方面，下級(jí)開關(guān)元件Q6處于導(dǎo)通狀態(tài)，不能區(qū)別通常動(dòng)作和下級(jí)短路，因此不能檢測(cè)下級(jí)短路。接著，通常電流檢測(cè)(2)的情況下的可否檢測(cè)導(dǎo)通故障的具體情況如下。關(guān)于最大相(U相)，如圖22所示，上級(jí)開關(guān)元件Ql處于導(dǎo)通狀態(tài)，不能區(qū)別通常動(dòng)作和上級(jí)短路，因此不能檢測(cè)上級(jí)短路。另一方面，下級(jí)開關(guān)元件Q2在通常動(dòng)作時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，因此在元件Q2中發(fā)生導(dǎo)通故障時(shí)，經(jīng)由元件Ql、Q2在電流檢測(cè)電阻R中流過過電流，因此能夠檢測(cè)下級(jí)短路。關(guān)于中間相(V相)，如圖22所示，在通常動(dòng)作時(shí)，上級(jí)開關(guān)元件Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)， 不能區(qū)別通常動(dòng)作和上級(jí)短路，因此不能檢測(cè)上級(jí)短路。另一方面，下級(jí)開關(guān)元件Q4處于截止?fàn)顟B(tài)，因此在元件Q4中發(fā)生導(dǎo)通故障時(shí)，經(jīng)由元件Q3、Q4在電流檢測(cè)電阻R中流過過電流，因此能夠檢測(cè)下級(jí)短路。關(guān)于最小相(W相)，如圖22所示，在通常動(dòng)作時(shí)，上級(jí)開關(guān)元件Q5處于截止?fàn)顟B(tài)， 因此在元件Q5中發(fā)生導(dǎo)通故障時(shí)，經(jīng)由元件Q5、Q6在電流檢測(cè)電阻R中流過過電流，因此能夠檢測(cè)上級(jí)短路。另一方面，下級(jí)開關(guān)元件Q6處于導(dǎo)通狀態(tài)，不能區(qū)別通常動(dòng)作和下級(jí)短路，因此不能檢測(cè)下級(jí)短路。專利文獻(xiàn)1日本特開2007-244133號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本專利第3484968號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開2009-131098號(hào)公報(bào)如上所述，在使用單個(gè)電流檢測(cè)電阻R在通常電流檢測(cè)(1)、(2)這兩個(gè)定時(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流的情況下，如圖23的粗框所示，存在不能檢測(cè)最大相(U相)的上級(jí)開關(guān)元件Ql 的導(dǎo)通故障(上級(jí)短路)、和最小相(W相)的下級(jí)開關(guān)元件Q6的導(dǎo)通故障(下級(jí)短路)這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種即使在使用單個(gè)電流檢測(cè)單元的情況下，也能夠針對(duì)所有相檢測(cè)上級(jí)開關(guān)元件和下級(jí)開關(guān)元件的導(dǎo)通故障的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種能夠避免由于PWM信號(hào)的占空比為100%或 0% (或者這些附近)而在再生時(shí)不能檢測(cè)電流的情況，從而迅速檢測(cè)故障的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。如圖1所示，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置具有以下單元驅(qū)動(dòng)單元101，其至少設(shè)置有3組在上臂和下臂分別具有開關(guān)元件Ql Q6的上下一對(duì)臂，根據(jù)基于PWM信號(hào)的各開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止動(dòng)作驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M ；單個(gè)電流檢測(cè)電阻R，其用于檢測(cè)流過該驅(qū)動(dòng)單元 101的電流；以及控制單元102，其根據(jù)流過該電流檢測(cè)電阻R的電流，檢測(cè)在電動(dòng)機(jī)M的各相所流過的電流的電流值，并根據(jù)各相的目標(biāo)電流值和各相的檢測(cè)電流值向各開關(guān)元件 Ql Q6輸出PWM信號(hào)。控制單元102還具有上級(jí)再生時(shí)異常判定單元103、下級(jí)再生時(shí)異常判定單元104、通常時(shí)異常判定單元105、和占空比限制單元106。上級(jí)再生時(shí)異常判定單元103在所有相的上臂的開關(guān)元件Q1、Q3、Q5為導(dǎo)通狀態(tài)、 并且所有相的下臂的開關(guān)元件Q2、Q4、Q6為截止?fàn)顟B(tài)的上級(jí)再生狀態(tài)下，檢測(cè)流過電流檢測(cè)電阻R的電流，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果判定異常。例如，在流過電流檢測(cè)電阻R的電流的電流值為預(yù)定值以上的情況下，判定為下臂的開關(guān)元件Q2、Q4、Q6的至少一個(gè)為導(dǎo)通故障。下級(jí)再生時(shí)異常判定單元104在所有相的上臂的開關(guān)元件Q1、Q3、Q5為截止?fàn)顟B(tài)、 并且所有相的下臂的開關(guān)元件Q2、Q4、Q6為導(dǎo)通狀態(tài)的下級(jí)再生狀態(tài)下，檢測(cè)流過電流檢測(cè)電阻R的電流，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果判定異常。例如，在流過電流檢測(cè)電阻R的電流的電流值為預(yù)定值以上的情況下，判定為上臂的開關(guān)元件Ql、Q3、Q5的至少一個(gè)為導(dǎo)通故障。
通常時(shí)異常判定單元105在除上級(jí)再生狀態(tài)和下級(jí)再生狀態(tài)外的通常狀態(tài)下，檢測(cè)流過電流檢測(cè)電阻R的電流，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果判定異常。占空比限制單元106在上級(jí)再生時(shí)異常判定單元103、下級(jí)再生時(shí)異常判定單元 104、通常時(shí)異常判定單元105的至少一個(gè)檢測(cè)到異常電流的情況下，限制占空比以使各相的PWM信號(hào)的占空比的最大值為一定值α (α < 100%)以下，并且最小值為一定值β (β > 0% )以上。在本發(fā)明中，在各相的上級(jí)開關(guān)元件Q1、Q3、Q5全部為導(dǎo)通的上級(jí)再生狀態(tài)下，當(dāng)下級(jí)開關(guān)元件Q2、Q4、Q6的至少一個(gè)為導(dǎo)通故障時(shí)，在電流檢測(cè)電阻R中流過本來不應(yīng)該流過的電流。此外，在各相的下級(jí)開關(guān)元件Q2、Q4、Q6全部為導(dǎo)通的下級(jí)再生狀態(tài)下，當(dāng)上級(jí)開關(guān)元件Q1、Q3、Q5的至少一個(gè)為導(dǎo)通故障時(shí)，在電流檢測(cè)電阻R中也流過本來不應(yīng)該流過的電流。由此，能夠通過在現(xiàn)有的通常電流檢測(cè)(圖21、圖2 中，追加上級(jí)再生時(shí)和下級(jí)再生時(shí)的電流檢測(cè)，針對(duì)所有相檢測(cè)導(dǎo)通故障。此外，在本發(fā)明中，在異常判定單元103 105的至少一個(gè)判定出異常的情況下， 占空比限制單元106將各相的PWM信號(hào)的占空比限制在預(yù)定范圍內(nèi)，因此不會(huì)有各相的占空比為100%或0% (或者它們附近)的情況。因此，能夠確保電流檢測(cè)所需的時(shí)間來檢測(cè)再生時(shí)的異常電流，從而能夠進(jìn)行故障的迅速檢測(cè)。在本發(fā)明中，也可以在通過占空比限制單元106限制占空比的期間，當(dāng)上級(jí)再生時(shí)異常判定單元103、下級(jí)再生時(shí)異常判定單元104或通常時(shí)異常判定單元105判定出異常的情況下，通過控制單元102判斷為發(fā)生了故障。優(yōu)選的是，控制單元102在通過占空比限制單元106限制了占空比后，當(dāng)上級(jí)再生時(shí)異常判定單元103、下級(jí)再生時(shí)異常判定單元104或通常時(shí)異常判定單元105在多個(gè)周期內(nèi)連續(xù)預(yù)定次數(shù)判定出異常的情況下，判斷為發(fā)生了故障。這在提高故障判定的精度方面比較有效。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，占空比限制單元106在進(jìn)行占空比限制后，當(dāng)沒有通過各異常判定單元103 105檢測(cè)到異常電流的狀態(tài)持續(xù)了一定時(shí)間的情況下，解除占空比的限制使各相的PWM信號(hào)的占空比恢復(fù)到原來狀態(tài)。這樣，電動(dòng)機(jī)M無論何時(shí)都不會(huì)被持續(xù)以低動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，能夠使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力迅速恢復(fù)。在本發(fā)明中，下級(jí)再生時(shí)異常判定單元104也可以在下級(jí)再生狀態(tài)下，當(dāng)檢測(cè)到在電流檢測(cè)電阻R中流過從該電阻朝向電動(dòng)機(jī)M的方向的預(yù)定值以上的電流的情況下，判定為電動(dòng)機(jī)M的接地故障。這樣，能夠利用下級(jí)再生時(shí)的電流檢測(cè)，檢測(cè)電動(dòng)機(jī)M的接地故障。此外，在本發(fā)明中，下級(jí)再生時(shí)異常判定單元104也可以在下級(jí)再生狀態(tài)下，當(dāng)檢測(cè)到在電流檢測(cè)電阻R中流過從電動(dòng)機(jī)M朝向該電阻的方向的預(yù)定值以上的電流的情況下，判定為電動(dòng)機(jī)M的電源短路故障。這樣，能夠利用下級(jí)再生時(shí)的電流檢測(cè)，檢測(cè)電動(dòng)機(jī)M的電源短路故障。根據(jù)本發(fā)明，可提供一種即使在使用單個(gè)電流檢測(cè)單元的情況下，也能夠針對(duì)所有相檢測(cè)上級(jí)開關(guān)元件和下級(jí)開關(guān)元件的導(dǎo)通故障的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。此外，利用占空比限制在再生時(shí)也能夠可靠檢測(cè)異常電流，因此能夠迅速檢測(cè)故障。


圖1是示出本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖2是對(duì)本發(fā)明中的電流檢測(cè)定時(shí)進(jìn)行說明的圖。圖3是示出本發(fā)明中的可否檢測(cè)每個(gè)相的導(dǎo)通故障的表。圖4是示出通常電流檢測(cè)(1)中的電流路徑的圖。圖5是示出通常電流檢測(cè)O)中的電流路徑的圖。圖6是示出上級(jí)再生狀態(tài)下(正常時(shí))的電流路徑的圖。圖7是示出上級(jí)再生狀態(tài)下(故障時(shí))的電流路徑的圖。圖8是示出下級(jí)再生狀態(tài)下(正常時(shí))的電流路徑的圖。圖9是示出下級(jí)再生狀態(tài)下(故障時(shí))的電流路徑的圖。圖10是對(duì)PWM信號(hào)的占空比為100%附近時(shí)的電流檢測(cè)進(jìn)行說明的圖。圖11是對(duì)PWM信號(hào)的占空比為0 %附近時(shí)的電流檢測(cè)進(jìn)行說明的圖。圖12是表示不限制占空比時(shí)的各相的占空比的圖。圖13是表示限制占空比時(shí)的各相的占空比的圖。圖14是表示正常時(shí)的PWM信號(hào)的時(shí)序圖。圖15是表示異常時(shí)的PWM信號(hào)的時(shí)序圖。圖16是表示正常時(shí)的另一 PWM信號(hào)的時(shí)序圖。圖17是表示異常時(shí)的另一 PWM信號(hào)的時(shí)序圖。圖18是對(duì)下級(jí)再生時(shí)的接地故障檢測(cè)進(jìn)行說明的圖。圖19是對(duì)下級(jí)再生時(shí)的電源短路故障(電源連接故障)檢測(cè)進(jìn)行說明的圖。圖20是示出了使用了單個(gè)電流檢測(cè)電阻的PWM控制方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的一例的圖。圖21是說明U相電流檢測(cè)的圖。圖22是說明V相電流檢測(cè)的圖。圖23是示出現(xiàn)有的可否檢測(cè)每個(gè)相的導(dǎo)通故障的表。符號(hào)說明1 電源電路；2 開關(guān)電路；3 驅(qū)動(dòng)器IC ；4 =CPU ；5 放大電路；101 驅(qū)動(dòng)單元； 102 控制單元；103 上級(jí)再生時(shí)異常判定單元；104 下級(jí)再生時(shí)異常判定單元；105 通常時(shí)異常判定單元；106 占空比限制單元；M :電動(dòng)機(jī)；Al A6 臂；Ql Q6 開關(guān)元件；R :電流檢測(cè)電阻。
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電路結(jié)構(gòu)與圖20所示相同。由此，以下，將圖20引用作本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，已經(jīng)說明了圖20的各部，因此此處省略詳細(xì)說明。圖1和圖20的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。圖1的驅(qū)動(dòng)單元101與圖20的開關(guān)電路2對(duì)應(yīng)。 圖1的控制單元102與圖20的包含驅(qū)動(dòng)器IC 3,CPU 4、放大電路5的電路的一部分對(duì)應(yīng)。 圖20的CPU 4具有圖1的上級(jí)再生時(shí)異常判定單元103、下級(jí)再生時(shí)異常判定單元104、通常時(shí)異常判定單元105、占空比限制單元106的各功能。接著，針對(duì)本發(fā)明中的電動(dòng)機(jī)電流的檢測(cè)、和開關(guān)元件的導(dǎo)通故障檢測(cè)進(jìn)行說明。圖2是說明對(duì)流過電流檢測(cè)電阻R的電流進(jìn)行檢測(cè)的定時(shí)的圖。在4個(gè)定時(shí)Tl T4進(jìn)行電流檢測(cè)。另外，此處所說的“定時(shí)”，是指具有能夠進(jìn)行電流檢測(cè)的時(shí)間寬度(例如2ysec)的“期間”。Tl是在圖21中說明的通常時(shí)的通常電流檢測(cè)(1)的定時(shí)。在該定時(shí)Tl，在上級(jí)開關(guān)元件Ql導(dǎo)通、Q3截止、Q5截止的狀態(tài)下，在電流檢測(cè)電阻R中流過最大相(此處為U 相)的電流。此時(shí)的各相的電流路徑如圖4的虛線所示。另外，圖4的Lu、Lv, Lw分別是電動(dòng)機(jī)M具有的U相、V相、W相的線圈，BAT是電源(在以下圖中也同樣如此)。由于在電流檢測(cè)電阻R中流過的電流而在該電阻R的兩端產(chǎn)生的電壓經(jīng)由放大電路5(圖20)被輸入CPU 4，在CPU 4中被AD轉(zhuǎn)換，由此檢測(cè)U相電流值。此外，通常時(shí)異常判定單元105在定時(shí)Tl流過電流檢測(cè)電阻R的電流值為預(yù)定值以上時(shí)，判定為異常。此時(shí)的異常如在圖23 中說明那樣，是最大相的下級(jí)開關(guān)元件Q2的導(dǎo)通故障、中間相的上級(jí)開關(guān)元件Q3的導(dǎo)通故障或最小相的上級(jí)開關(guān)元件Q5的導(dǎo)通故障。T2是在圖22中說明的通常時(shí)的通常電流檢測(cè)O)的定時(shí)。在該定時(shí)T2，在上級(jí)開關(guān)元件Ql導(dǎo)通、Q3導(dǎo)通、Q5截止的狀態(tài)下，在電流檢測(cè)電阻R中流過最小相(此處為W 相)的電流。此時(shí)的各相的電流路徑如圖5的虛線所示。由于流過電流檢測(cè)電阻R的電流而在該電阻R的兩端產(chǎn)生的電壓經(jīng)由放大電路5(圖20)被輸入CPU 4，在CPU 4中被AD轉(zhuǎn)換，由此檢測(cè)W相電流值。此外，通常時(shí)異常判定單元105在定時(shí)T2流過電流檢測(cè)電阻R 的電流值為預(yù)定值以上時(shí)，判定為異常。此時(shí)的異常如在圖23中說明那樣，是最大相的下級(jí)開關(guān)元件Q2的導(dǎo)通故障、中間相的下級(jí)開關(guān)元件Q4的導(dǎo)通故障或最小相的上級(jí)開關(guān)元件Q5的導(dǎo)通故障。T3是在本發(fā)明中新追加的上級(jí)再生時(shí)電流檢測(cè)的定時(shí)。在該定時(shí)T3，在上級(jí)開關(guān)元件Q1、Q3、Q5全部為導(dǎo)通狀態(tài)(此時(shí)，下級(jí)開關(guān)元件Q2、Q4、Q6全部為截止?fàn)顟B(tài))的上級(jí)再生狀態(tài)下，檢測(cè)流過電流檢測(cè)電阻R的電流。正常時(shí)的上級(jí)再生狀態(tài)下的電流路徑如圖 6所示。即，基于在電動(dòng)機(jī)M的線圈Lu、Lv、Lw中蓄積的電能的再生電流經(jīng)由上級(jí)開關(guān)元件 Q1、Q3、Q5在虛線所示的路徑上回流，電流不流過電流檢測(cè)電阻R。另一方面，在下級(jí)開關(guān)元件、例如最小相(W相)的下級(jí)開關(guān)元件Q6中產(chǎn)生導(dǎo)通故障的情況下，如圖7所示，開關(guān)元件Q5、Q6都導(dǎo)通。此外，本來不應(yīng)該從電源BAT經(jīng)由開關(guān)元件Q5、Q6流過的電流沿虛線所示的路徑流過電流檢測(cè)電阻R。開關(guān)元件Q2、Q4產(chǎn)生導(dǎo)通故障的情況也同樣如此。由此，能夠通過檢測(cè)該電流，檢測(cè)下級(jí)開關(guān)元件Q2、Q4、Q6的導(dǎo)通故障。此時(shí)，上級(jí)再生時(shí)異常判定單元103(圖1)在上級(jí)再生時(shí)流過電流檢測(cè)電阻R的電流的電流值為預(yù)定值以上時(shí)，判定為異常(下級(jí)開關(guān)元件的導(dǎo)通故障)。T4是在本發(fā)明中新追加的下級(jí)再生時(shí)電流檢測(cè)的定時(shí)。在該定時(shí)T4，在上級(jí)開關(guān)元件Q1、Q3、Q5全部為截止?fàn)顟B(tài)(此時(shí)，下級(jí)開關(guān)元件Q2、Q4、Q6全部為導(dǎo)通狀態(tài))的下級(jí)再生狀態(tài)下，檢測(cè)流過電流檢測(cè)電阻R的電流。正常時(shí)的下級(jí)再生狀態(tài)下的電流路徑如圖 8所示。即，基于在電動(dòng)機(jī)M的線圈Lu、Lv、Lw中蓄積的電能的再生電流經(jīng)由下級(jí)開關(guān)元件 Q2、Q4、Q6在虛線所示的路徑上回流，電流不流過電流檢測(cè)電阻R。另一方面，在上級(jí)開關(guān)元件、例如最大相(U相)的上級(jí)開關(guān)元件Ql產(chǎn)生導(dǎo)通故障的情況下，如圖9所示，開關(guān)元件Ql、Q2都導(dǎo)通。此外，本來不應(yīng)該從電源BAT經(jīng)由開關(guān)元件Q1、Q2流過的電流沿虛線所示的路徑流過電流檢測(cè)電阻R。開關(guān)元件Q3、Q5產(chǎn)生導(dǎo)通故障的情況也同樣如此。由此，能夠通過檢測(cè)該電流，檢測(cè)上級(jí)開關(guān)元件Q1、Q3、Q5的導(dǎo)通故障。此時(shí)，下級(jí)再生時(shí)異常判定單元104(圖1)在下級(jí)再生時(shí)流過電流檢測(cè)電阻R的電流的電流值為預(yù)定值以上時(shí)，判定為異常(上級(jí)開關(guān)元件的導(dǎo)通故障)。圖3是示出可否檢測(cè)每個(gè)相的上級(jí)開關(guān)元件和下級(jí)開關(guān)元件的導(dǎo)通故障的表。與圖23相同，“上級(jí)短路”是指上級(jí)開關(guān)元件Ql、Q3、Q5的導(dǎo)通故障，“下級(jí)短路”是指下級(jí)開關(guān)元件Q2、Q4、Q6的導(dǎo)通故障。關(guān)于通常電流檢測(cè)(1)的情況下的可否檢測(cè)導(dǎo)通故障、通常電流檢測(cè)O)的情況下的可否檢測(cè)導(dǎo)通故障與圖23相同，因此省略說明。上級(jí)再生時(shí)電流檢測(cè)的情況下的可否檢測(cè)導(dǎo)通故障如下所示。上級(jí)再生時(shí)，如圖 6所示，上級(jí)開關(guān)元件Q1、Q3、Q5全部處于導(dǎo)通狀態(tài)，不能區(qū)別通常動(dòng)作和上級(jí)短路，因此不能針對(duì)所有相檢測(cè)上級(jí)短路。另一方面，下級(jí)開關(guān)元件Q2、Q4、Q6全部處于截止?fàn)顟B(tài)，如前所述，在任意一個(gè)下級(jí)開關(guān)元件中發(fā)生導(dǎo)通故障時(shí)，在電流檢測(cè)電阻R中流過過電流(圖 7)，因此能夠檢測(cè)下級(jí)短路。下級(jí)再生時(shí)電流檢測(cè)的情況下的可否檢測(cè)導(dǎo)通故障如下所示。下級(jí)再生時(shí)，如圖 8所示，下級(jí)開關(guān)元件Q2、Q4、Q6全部處于導(dǎo)通狀態(tài)，不能區(qū)別通常動(dòng)作和下級(jí)短路，因此不能針對(duì)所有相檢測(cè)下級(jí)短路。另一方面，上級(jí)開關(guān)元件Ql、Q3、Q5全部處于截止?fàn)顟B(tài)，如前所述，在任意一個(gè)上級(jí)開關(guān)元件中發(fā)生導(dǎo)通故障時(shí)，在電流檢測(cè)電阻R中流過過電流(圖 9)，因此能夠檢測(cè)上級(jí)短路。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，除了通常時(shí)的通常電流檢測(cè)(1)和通常電流檢測(cè)O)以外，還在上級(jí)再生時(shí)和下級(jí)再生時(shí)進(jìn)行電流檢測(cè)。因此，如圖3的粗框所示，還能夠檢測(cè)最大相的上級(jí)開關(guān)元件Ql的導(dǎo)通故障(圖9)、和最小相的下級(jí)開關(guān)元件Q6的導(dǎo)通故障(圖 7)。其結(jié)果，能夠針對(duì)所有相，檢測(cè)上級(jí)開關(guān)元件Q1、Q3、Q5的導(dǎo)通故障、以及下級(jí)開關(guān)元件 Q2、Q4、Q6的導(dǎo)通故障。但是，為了檢測(cè)流過電流檢測(cè)電阻R的電流，需要一定程度的檢測(cè)時(shí)間。但是，在電動(dòng)機(jī)M高速旋轉(zhuǎn)的情況下(高速操舵時(shí))，PWM信號(hào)的占空比為100%附近或0%附近，從而不能進(jìn)行再生時(shí)的電流檢測(cè)。例如，如圖10所示，在最大相的上級(jí)PWM信號(hào)的占空比為 100%附近的情況下，該P(yáng)WM信號(hào)的截止期間比定時(shí)T4的時(shí)間寬度短，不能進(jìn)行下級(jí)再生時(shí)的電流檢測(cè)。其結(jié)果，不能檢測(cè)最大相的上級(jí)開關(guān)元件Ql的導(dǎo)通故障。此外，如圖11所示， 在最小相的上級(jí)PWM信號(hào)的占空比為0%附近的情況下，該P(yáng)WM信號(hào)的導(dǎo)通期間比定時(shí)T3 的時(shí)間寬度短，不能進(jìn)行上級(jí)再生時(shí)的電流檢測(cè)。其結(jié)果，不能檢測(cè)最小相的下級(jí)開關(guān)元件 Q6的導(dǎo)通故障。因此，在本實(shí)施方式中，在檢測(cè)到異常電流的情況下，通過將各相的PWM信號(hào)的占空比限制在一定范圍內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生上述不良情況。在本實(shí)施方式的情況下，如圖2所示，在PWM信號(hào)的1個(gè)周期內(nèi)，在通常時(shí)(Tl、 T2)、上級(jí)再生時(shí)(T3)、下級(jí)再生時(shí)(T4)這4個(gè)定時(shí)進(jìn)行異常電流的檢測(cè)。此外，在任意一個(gè)定時(shí)都沒有檢測(cè)到異常電流時(shí)，不進(jìn)行占空比限制。圖12是表示不限制占空比時(shí)的各相的占空比的圖，各相的占空比最大值為100% (包含附近)，最小值為0% (包含附近)。
另一方面，在Tl T4任意一個(gè)定時(shí)檢測(cè)到異常電流時(shí)，進(jìn)行占空比限制。圖13 是表示限制占空比時(shí)的各相的占空比的圖。各相的占空比被限制為最大值在一定值α (α < 100% )以下，并且最小值在一定值β (β > 0% )以上。此處，作為一例，α = 90%, β =10%。這樣限制占空比是基于如下理由。在定時(shí)Tl T4的任意一個(gè)定時(shí)檢測(cè)到異常電流時(shí)，產(chǎn)生短路等故障的可能性高，但是有時(shí)也由于噪聲或錯(cuò)誤動(dòng)作等原因而偶爾發(fā)生檢測(cè)到異常電流的情況。因此，為了提高故障判定的精度，在多個(gè)周期內(nèi)連續(xù)預(yù)定次數(shù)檢測(cè)到異常電流的情況下，判斷為發(fā)生了故障。但是，在故障發(fā)生時(shí)在Tl T4的哪個(gè)定時(shí)檢測(cè)到異常電流根據(jù)故障狀況或電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而改變。因此，即使在某個(gè)周期檢測(cè)到異常電流，在下一個(gè)周期檢測(cè)到異常電流的定時(shí)為圖10的T4或圖11的T3的情況下，如前所述，最大相的截止期間或最小相的導(dǎo)通期間比較短，因此不能檢測(cè)出異常電流。其結(jié)果，若判定為故障以前產(chǎn)生了時(shí)間延遲、不能檢測(cè)出異常電流的狀態(tài)長時(shí)間持續(xù)，則將導(dǎo)致元件的損壞。 因此，在Tl T4的任意一個(gè)定時(shí)檢測(cè)到異常電流的情況下，對(duì)各相的占空比施加限制，減少最大相的占空比，并且增加最小相的占空比。由此，最大相的截止期間或最小相的導(dǎo)通期間變長，因此以后也能夠繼續(xù)檢測(cè)異常電流，能夠進(jìn)行故障的迅速檢測(cè)。以下，參照?qǐng)D14 圖17進(jìn)一步具體說明本發(fā)明中的占空比限制。首先，說明第1例。圖14表示U相(最大相)的上級(jí)開關(guān)元件Ql的占空比為 100%附近、V相(中間相)的上級(jí)開關(guān)元件Q3的占空比為50%、W相(最小相)的上級(jí)開關(guān)元件Q5的占空比為10%的情況下的正常時(shí)的PWM信號(hào)。在該狀態(tài)下沒有檢測(cè)到異常電流，不限制各相的PWM信號(hào)的占空比而維持一定值。圖15表示檢測(cè)到異常電流時(shí)的PWM信號(hào)。此處，在定時(shí)Ta (上級(jí)再生時(shí))，設(shè)為由上級(jí)再生時(shí)異常判定單元103檢測(cè)到流過電流檢測(cè)電阻R的電流值為預(yù)定值以上。另外， 定時(shí)Ta與圖2的定時(shí)T3對(duì)應(yīng)。此外，在定時(shí)Tbl，相對(duì)于電流檢測(cè)所需的時(shí)間，U相(最大相)的截止期間比較短，因此不能進(jìn)行電流檢測(cè)。在定時(shí)Ta檢測(cè)到異常電流時(shí)，占空比限制單元106進(jìn)行占空比限制以使定時(shí)t4及定時(shí)t4以后的各相的PWM信號(hào)的占空比在預(yù)定范圍內(nèi)。即，減少U相(最大相)的占空比例如設(shè)為80%，并且增加W相(最小相)的占空比例如設(shè)為20%。V相(中間相)的占空比保持50%。通過這樣限制占空比，從檢測(cè)到異常電流后的下一周期(t4_t5區(qū)間)開始，U相的上級(jí)開關(guān)元件Ql的截止期間變長，因此在定時(shí)Tb2，能夠可靠檢測(cè)出下級(jí)再生時(shí)的異常電流。此外，W相的上級(jí)開關(guān)元件Q5的導(dǎo)通期間變長，因此也能夠可靠檢測(cè)出上級(jí)再生時(shí)的異常電流。另外，在圖15的情況下，即使W相的占空比為10%也能夠進(jìn)行電流檢測(cè)(參照t3-t4區(qū)間)，因此也可以不一定增加W相的占空比。并且，占空比限制單元106在進(jìn)行占空比限制后(t4及t4以后)，在沒有檢測(cè)到異常電流的狀態(tài)持續(xù)一定時(shí)間的情況下(例如，沒有檢測(cè)到異常電流的周期或定時(shí)連續(xù)了預(yù)定數(shù)量的情況下)，解除占空比的限制，使各相的PWM信號(hào)的占空比恢復(fù)到原來狀態(tài)、即圖 14的狀態(tài)。接著，說明第2例。圖16表示U相(最大相)的上級(jí)開關(guān)元件Ql的占空比為 60%、V相(中間相)的上級(jí)開關(guān)元件Q3的占空比為30%、W相(最小相)的上級(jí)開關(guān)元件Q5的占空比為0%附近的情況下的正常時(shí)的PWM信號(hào)。在該狀態(tài)下沒有檢測(cè)到異常電流，不限制各相的PWM信號(hào)的占空比而維持一定值。圖17表示檢測(cè)到異常電流時(shí)的PWM信號(hào)。此處，在定時(shí)Tc (下級(jí)再生時(shí))，設(shè)為由下級(jí)再生時(shí)異常判定單元104檢測(cè)到流過電流檢測(cè)電阻R的電流值為預(yù)定值以上。另外， 定時(shí)Tc與圖2的定時(shí)T4對(duì)應(yīng)。此外，在定時(shí)Tdl，相對(duì)于電流檢測(cè)所需的時(shí)間，W相(最小相)的導(dǎo)通期間比較短，因此不能進(jìn)行電流檢測(cè)。在定時(shí)Tc檢測(cè)到異常電流時(shí)，占空比限制單元106進(jìn)行占空比限制以使定時(shí)t4及定時(shí)t4以后的各相的PWM信號(hào)的占空比在預(yù)定范圍內(nèi)。即，增加W相(最小相)的占空比例如設(shè)為15%，并且增加V相(中間相)的占空比例如35%設(shè)為。U相(最大相)的占空比保持60%。通過這樣限制占空比，從檢測(cè)到異常電流后的下一周期(t4_t5區(qū)間)開始，W相的上級(jí)開關(guān)元件Q5的導(dǎo)通期間變長，因此在定時(shí)Td2，能夠可靠檢測(cè)出上級(jí)再生時(shí)的異常電流。此外，V相的上級(jí)開關(guān)元件Q3的導(dǎo)通期間也變長，因此能夠更可靠檢測(cè)上級(jí)再生時(shí)的異常電流。并且，占空比限制單元106在進(jìn)行占空比限制后(t4及t4以后)，在沒有檢測(cè)到異常電流的狀態(tài)持續(xù)一定時(shí)間的情況下(例如，沒有檢測(cè)到異常電流的周期或定時(shí)連續(xù)了預(yù)定數(shù)量的情況下)，解除占空比的限制，使各相的PWM信號(hào)的占空比恢復(fù)到原來狀態(tài)、即圖 16的狀態(tài)。另外，在圖15和圖17中，針對(duì)在上級(jí)再生時(shí)和下級(jí)再生時(shí)的定時(shí)Ta、Tc檢測(cè)到異常電流的情況下的占空比限制進(jìn)行了敘述，但是在再生時(shí)以外的通常時(shí)的定時(shí)(相當(dāng)于圖 2的T1、T2)檢測(cè)到異常電流的情況下，也進(jìn)行與上述同樣的占空比限制。此外，在限制占空比的期間，在異常判定單元103 105的任意一個(gè)判定為異常的情況下，控制單元102判斷為發(fā)生了故障。此時(shí)，也可以在限制占空比后，在1周期內(nèi)的某個(gè)定時(shí)(例如圖15的定時(shí)Tb2、圖17的定時(shí)Td2)檢測(cè)到異常電流的時(shí)刻，判斷為發(fā)生了故障，但是如前所述，為了提高故障判定的精度，優(yōu)選在限制占空比后，在多個(gè)周期范圍內(nèi)連續(xù)預(yù)定次數(shù)檢測(cè)到異常電流的情況下，判斷為發(fā)生了故障。如上所述，在本實(shí)施方式中，在包含通常時(shí)和再生時(shí)的多個(gè)定時(shí)的任意一個(gè)定時(shí)檢測(cè)到異常電流的情況下，進(jìn)行占空比限制以使各相的PWM信號(hào)的占空比在預(yù)定范圍內(nèi) (圖13的α β的范圍內(nèi))，因此各相的占空比不會(huì)成為100%或0% (或者它們附近)。 因此，能夠確保電流檢測(cè)所需的時(shí)間來可靠檢測(cè)再生時(shí)的異常電流，能夠進(jìn)行故障的迅速檢測(cè)。此外，在檢測(cè)到異常電流的情況下，不會(huì)極端降低占空比，而在圖13所示的范圍內(nèi)限制占空比，因此能夠在必須以最快速驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)下，抑制不必要地降低電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力的情況。此外，在本實(shí)施方式中，在進(jìn)行占空比限制后，沒有檢測(cè)到異常電流的狀態(tài)持續(xù)一定時(shí)間時(shí)，解除占空比限制并使占空比恢復(fù)到原來狀態(tài)。因此電動(dòng)機(jī)無論何時(shí)都不會(huì)持續(xù)被以低動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，能夠使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力迅速恢復(fù)。此外，在本實(shí)施方式中，除了通常時(shí)在再生時(shí)也檢測(cè)異常電流，但是在再生時(shí)流過電流檢測(cè)電阻R的電流在正常狀態(tài)下為零，因此能夠容易且高精度地設(shè)定用于檢測(cè)異常電流的閾值。另外，如前所述，為了檢測(cè)流過電流檢測(cè)電阻R的電流，需要一定程度的檢測(cè)時(shí)間，因此考慮該檢測(cè)時(shí)間來設(shè)定用于圖13所示的占空比限制的α、β的值。如果把α、β 的值設(shè)定成使得PWM信號(hào)的最小相的導(dǎo)通期間和最大相的截止期間分別成為檢測(cè)時(shí)間以上，則能夠進(jìn)行電流檢測(cè)。接著，說明本發(fā)明的另一實(shí)施方式。圖18是對(duì)下級(jí)再生時(shí)的接地故障檢測(cè)進(jìn)行說明的圖。如圖所示，例如，在電動(dòng)機(jī) M的最小相(W相)端子產(chǎn)生接地故障時(shí)，在下級(jí)再生時(shí)，流過用實(shí)線箭頭和虛線箭頭所示的電流。其中，用實(shí)線箭頭示出的電流是如下的負(fù)電流在存在于開關(guān)元件Q5、Q6的連接點(diǎn)a和接地點(diǎn)b之間的寄生電感Lo中蓄積的電能經(jīng)由電流檢測(cè)電阻R-開關(guān)元件Q6-接地的閉合回路放出，不經(jīng)由電動(dòng)機(jī)M而直接到達(dá)接地點(diǎn)b。能夠通過檢測(cè)該負(fù)電流，檢測(cè)接地故障。此時(shí)，下級(jí)再生時(shí)異常判定單元104(圖1)在當(dāng)在下級(jí)再生狀態(tài)下，檢測(cè)到在電流檢測(cè)電阻R中流過從該電阻朝向電動(dòng)機(jī)M的方向的預(yù)定值以上的電流時(shí)，判定為異常(電動(dòng)機(jī)的接地故障)。另外，在其他相產(chǎn)生接地故障的情況下，也能夠與上述同樣地檢測(cè)接地故障。圖19是對(duì)下級(jí)再生時(shí)的電源短路故障(以下稱作“電源連接故障”)檢測(cè)進(jìn)行說明的圖。如圖所示，例如，在電動(dòng)機(jī)M的最小相(W相)端子產(chǎn)生電源連接故障時(shí)，在下級(jí)再生時(shí)，流過用實(shí)線箭頭和虛線箭頭所示的電流。其中，用實(shí)線箭頭示出的電流是如下的正電流從電源連接點(diǎn)c(電源BAT)經(jīng)由開關(guān)元件Q6到達(dá)電流檢測(cè)電阻R。能夠通過檢測(cè)該正電流，檢測(cè)電源連接故障。此時(shí)，下級(jí)再生時(shí)異常判定單元104 (圖1)當(dāng)在下級(jí)再生狀態(tài)下， 檢測(cè)到在電流檢測(cè)電阻R中流過從電動(dòng)機(jī)M朝向該電阻的方向的預(yù)定值以上的電流時(shí)，判定為異常(電動(dòng)機(jī)的電源連接故障)。另外，在其他相產(chǎn)生電源連接故障的情況下，也能夠與上述同樣地檢測(cè)電源連接故障。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過在下級(jí)再生時(shí)檢測(cè)流過電流檢測(cè)電阻R的電流， 檢測(cè)電動(dòng)機(jī)M的接地故障和電源連接故障。并且，在這些故障檢測(cè)時(shí)，也能夠通過進(jìn)行上述的占空比限制，迅速檢測(cè)故障。在本發(fā)明中，除了以上所述的實(shí)施方式以外還能夠采用各種實(shí)施方式。例如，在圖 14 圖17中，在PWM驅(qū)動(dòng)的1周期內(nèi)只包含1個(gè)PWM信號(hào)，但是也可以在1周期內(nèi)包含多個(gè)PWM信號(hào)。此外，生成PWM信號(hào)時(shí)的載波信號(hào)(基準(zhǔn)波)也可以是鋸齒波和三角波中的任一種。此外，在本發(fā)明中，如果最大相/中間相/最小相的各相的占空比進(jìn)入預(yù)定范圍內(nèi)，則占空比限制的模式不限于上述情況。例如，可以僅減少最大相的占空比，也可以減少最大相和中間相兩者的占空比。此外，也可以減少最大相和中間相的占空比，并且增加最小相的占空比。此外，也可以僅增加最小相的占空比。此外，占空比的值不限于上述值，也可以采用其他值。此外，在上述實(shí)施方式中，列舉U相為最大相、V相為中間相、W相為最小相的情況為例，但是這是一例，在例如U相為最小相、V相為中間相、W相為最大相的情況，或U相為中間相、V相為最小相、W相為最大相的情況等，無論各相和最大相/中間相/最小相的組合是哪種情況下，都能夠應(yīng)用本發(fā)明。此外，在上述實(shí)施方式中，在上級(jí)開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)將下級(jí)開關(guān)元件設(shè)為截止，但是也可以在上級(jí)開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止的定時(shí)、和下級(jí)開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止的定時(shí)之間，設(shè)置停頓時(shí)間。即，也可以在上級(jí)開關(guān)元件從截止變?yōu)閷?dǎo)通的定時(shí)的預(yù)定時(shí)間之前，使下級(jí)開關(guān)元件從導(dǎo)通變?yōu)榻刂埂＿@是為了防止上級(jí)開關(guān)元件和下級(jí)開關(guān)元件同時(shí)導(dǎo)通從而使電路短路的情況。此外，在上述實(shí)施方式中，使用FET作為開關(guān)元件，但是也可以使用IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)那樣的其他開關(guān)元件。此外，在上述實(shí)施方式中，作為電動(dòng)機(jī)列舉3相電動(dòng)機(jī)為例，但是本發(fā)明在驅(qū)動(dòng)4 相以上的多相電動(dòng)機(jī)的情況下也能夠適用。此外，在上述實(shí)施方式中，作為電動(dòng)機(jī)列舉無刷電動(dòng)機(jī)為例，但是本發(fā)明也能夠適用于驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)等的裝置。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，具有驅(qū)動(dòng)單元，其至少設(shè)置有3組在上臂和下臂分別具有開關(guān)元件的上下一對(duì)臂，根據(jù)各開關(guān)元件的基于PWM信號(hào)的導(dǎo)通/截止動(dòng)作來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；單個(gè)電流檢測(cè)電阻，其用于檢測(cè)流過所述驅(qū)動(dòng)單元的電流；以及控制單元，其根據(jù)流過所述電流檢測(cè)電阻的電流，檢測(cè)在所述電動(dòng)機(jī)的各相所流過的電流的電流值，并根據(jù)各相的目標(biāo)電流值和各相的檢測(cè)電流值向所述各開關(guān)元件輸出所述 PWM信號(hào)，所述控制單元還具有上級(jí)再生時(shí)異常判定單元，其在所有相的上臂的所述開關(guān)元件為導(dǎo)通狀態(tài)、并且所有相的下臂的所述開關(guān)元件為截止?fàn)顟B(tài)的上級(jí)再生狀態(tài)下，檢測(cè)流過所述電流檢測(cè)電阻的電流，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果判定異常；下級(jí)再生時(shí)異常判定單元，其在所有相的上臂的所述開關(guān)元件為截止?fàn)顟B(tài)、并且所有相的下臂的所述開關(guān)元件為導(dǎo)通狀態(tài)的下級(jí)再生狀態(tài)下，檢測(cè)流過所述電流檢測(cè)電阻的電流，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果判定異常；通常時(shí)異常判定單元，其在除所述上級(jí)再生狀態(tài)和所述下級(jí)再生狀態(tài)外的通常狀態(tài)下，檢測(cè)流過所述電流檢測(cè)電阻的電流，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果判定異常；以及占空比限制單元，其在所述上級(jí)再生時(shí)異常判定單元、所述下級(jí)再生時(shí)異常判定單元、 所述通常時(shí)異常判定單元中的至少一個(gè)檢測(cè)到異常電流的情況下，限制占空比，以使各相的PWM信號(hào)的占空比的最大值為一定值α以下，并且最小值為一定值β以上，其中α < 100%且 β > 0%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述控制單元在通過所述占空比限制單元限制占空比的期間，在所述上級(jí)再生時(shí)異常判定單元、所述下級(jí)再生時(shí)異常判定單元或所述通常時(shí)異常判定單元判定出異常的情況下，判斷為發(fā)生了故障。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述控制單元在通過所述占空比限制單元限制了占空比之后，在由所述上級(jí)再生時(shí)異常判定單元、所述下級(jí)再生時(shí)異常判定單元或所述通常時(shí)異常判定單元在多個(gè)周期內(nèi)連續(xù)預(yù)定次數(shù)判定出異常的情況下，判斷為發(fā)生了故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述占空比限制單元在進(jìn)行了占空比限制后，在沒有通過所述各異常判定單元檢測(cè)到異常電流的狀態(tài)持續(xù)了一定時(shí)間的情況下，解除占空比的限制，使各相的PWM信號(hào)的占空比恢復(fù)到原來狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述上級(jí)再生時(shí)異常判定單元在所述上級(jí)再生狀態(tài)下，當(dāng)流過所述電流檢測(cè)電阻的電流的電流值為預(yù)定值以上的情況下，判定為是下臂的至少一個(gè)開關(guān)元件維持導(dǎo)通狀態(tài)的導(dǎo)通故障。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述下級(jí)再生時(shí)異常判定單元在所述下級(jí)再生狀態(tài)下，當(dāng)流過所述電流檢測(cè)電阻的電流的電流值為預(yù)定值以上的情況下，判定為是上臂的至少一個(gè)開關(guān)元件維持導(dǎo)通狀態(tài)的導(dǎo)通故障。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述下級(jí)再生時(shí)異常判定單元在所述下級(jí)再生狀態(tài)下，當(dāng)檢測(cè)到在所述電流檢測(cè)電阻中流過從該電阻朝向所述電動(dòng)機(jī)的方向的預(yù)定值以上的電流的情況下，判定為電動(dòng)機(jī)的接地故障。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述下級(jí)再生時(shí)異常判定單元在所述下級(jí)再生狀態(tài)下，當(dāng)檢測(cè)到在所述電流檢測(cè)電阻中流過從所述電動(dòng)機(jī)朝向該電阻的方向的預(yù)定值以上的電流的情況下，判定為電動(dòng)機(jī)的電源短路故障。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在使用單個(gè)電流檢測(cè)單元的情況下，也能夠檢測(cè)所有相的上級(jí)和下級(jí)的開關(guān)元件的導(dǎo)通故障、并且能夠迅速檢測(cè)故障的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。向驅(qū)動(dòng)單元(101)輸出PWM信號(hào)的控制單元(102)具有上級(jí)再生時(shí)異常判定單元(103)、下級(jí)再生時(shí)異常判定單元(104)、通常時(shí)異常判定單元(105)以及占空比限制單元(106)。上級(jí)再生時(shí)異常判定單元(103)和下級(jí)再生時(shí)異常判定單元(104)檢測(cè)再生時(shí)的異常電流，通常時(shí)異常判定單元(105)檢測(cè)再生時(shí)以外的通常時(shí)的異常電流。在這些異常判定單元103～105的任意一個(gè)檢測(cè)到異常電流的情況下，占空比限制單元(106)將各相的PWM信號(hào)的占空比限制在預(yù)定范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)H02P27/08GK102201782SQ20111007439
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者中村健信, 鞍谷真一 申請(qǐng)人:歐姆龍汽車電子株式會(huì)社