电机控制装置的制造方法
【专利摘要】本公开涉及一种控制电机(8)的电流馈给和旋转方向的电机控制装置，其包括：在高电位线路(LH)和低电位线路(LL)之间的四个桥电路开关(SW1、SW2、SW3、SW4)；通过电机串联连接在第一节点(N1)和第二节点(N2)之间以布置彼此面对的两个寄生二极管的两个电流馈给线路开关(SW5、SW6)；高电位线路和第三节点(N3)之间的上拉电阻器(41)；低电位线路和第四节点(N4)之间的下拉电阻器，以使电机置于第三节点和第四节点之间；阻止电流的保护二极管(51、52)；以及故障诊断设备(60)，其具有：接通或断开开关的驱动器(62、63)；以及电压确定器(65)，其确定第一电压(V1)和第二电压(V2)的适宜性以及执行对至少一个开关的初始故障诊断。
【专利说明】
电机控制装置
技术领域
[0001 ]本公开涉及一种电机控制装置，该电机控制装置控制对电机的电流馈给和电机的旋转方向。
【背景技术】
[0002]近来已知电机控制装置通过操作H桥电路中的开关来控制对电机的电流馈给和电机的旋转方向。例如，日本未审查专利申请公开N0.2010-47096公开了用于控制用在电动转向装置中的DC电机的控制装置，其中两个半导体开关元件在电流馈给线路中串联连接，使得寄生二极管彼此面对。
[0003]日本未审查专利申请公开N0.2010-47096公开了在点火电源接通之后执行的初始故障诊断序列。对于故障诊断，当在电流馈给线路开关中诊断出短路故障时，H桥电路中的上臂开关逐个接通以确定两个电流馈给线路开关中的每个的检测电压。对于故障诊断，当成对的下臂开关具有短路故障时，在接通上臂开关时高电位线路和低电位线路短接，并且因此过电流流过，引起对开关的损坏。
[0004]另外，在确定检测电压时，初始故障诊断序列需要等待，直到电压在接通或断开开关后变得稳定。对于在日本未审查专利申请公开N0.2010-47096中描述的现有技术，仅对于电流馈给线路开关上的短路故障诊断而言，就需要对电流馈给线路开关逐个地确定两次检测电压。因此，将花费较长的时间来进行故障诊断。
【发明内容】
[0005]本公开的目的在于提供一种电机控制装置，该电机控制装置在对电流馈给线路开关进行短路故障诊断时防止过电流流过桥电路。
[0006]根据本公开的一个方面，电机控制装置通过操作H桥电路中的开关来控制对电机的电流馈给和电机的旋转方向。该电机控制装置包括:四个桥电路开关，布置在高电位线路和低电位线路之间，并且构成H桥电路，其中第一半桥电路和第二半桥电路并联连接;两个电流馈给线路开关，布置在经由电机连接在作为第一半桥电路的中点的第一节点和作为第二半桥电路的中点的第二节点之间的电流馈给线路处，并且串联连接便将彼此面对的两个寄生二极管布置在两个电流馈给线路开关中；上拉电阻器，连接在高电位线路和第三节点之间，所述第三节点布置在电流馈给线路上的两个电流馈给线路开关之间；下拉电阻器，连接在低电位线路和第四节点之间，所述第四节点布置在第三节点的相对侧，使得电机置于电流馈给线路上的第三节点和第四节点之间；保护二极管，连接到上拉电阻器和下拉电阻器中的至少一个，并且阻止从低电位侧流向高电位侧的电流；以及故障诊断设备，其具有:驱动电路，接通或断开四个桥电路开关以及两个电流馈给线路开关；以及电压确定器，确定在第一节点处的第一电压和在第二节点处的第二电压的适宜性。另外，该故障诊断设备在驱动电机之前基于第一电压和第二电压对四个桥电路开关以及两个电流馈给线路开关中的至少一个执行初始故障诊断。
[0007]在本公开的电机控制装置中，保护二极管连接到上拉电阻器和下拉电阻器中的至少一个。因此，可以防止电机生成的再生电流流到高电位线路中。因此，在使用高电位线路处的电压作为控制电路的控制电压的配置中，防止了控制电路中的错误操作或者对控制电路的损坏。
【附图说明】
[0008]通过参照附图进行的以下详细描述，本公开的以上或其他的目的、特性和优点将变得明显。在附图中:
[0009]图1是示出根据本公开中的第一实施方式的电机控制装置的总体配置的示图；
[0010]图2是示出根据本公开中的第一实施方式的用于电机控制装置的电流馈给电路的示图；
[0011]图3是示出在具有短路故障的情况下电流馈给线路开关的工作的示图；
[0012]图4是示出在具有开路故障的情况下电流馈给线路开关的工作的示图；
[0013]图5是图示根据本公开中的第一实施方式的初始故障诊断的主流程图；
[0014]图6是图示关于桥电路中的开关的开路故障诊断的子流程图；
[0015]图7是示出根据本公开中的第二实施方式的用于电机控制装置的电流馈给电路的示图；
[0016]图8是示出根据本公开中的第三实施方式的用于电机控制装置的电流馈给电路的示图；
[0017]图9是示出根据本公开中的第四实施方式的用于电机控制装置的电流馈给电路的示图；
[0018]图10是示出了根据第一现有技术的用于电机控制装置的电流馈给电路的示图；以及
[0019]图11是示出了根据第二现有技术的用于电机控制装置的电流馈给电路的示图。
【具体实施方式】
[0020]下文基于附图描述了本公开中的关于电机控制装置的多个实施方式。应当注意的是，在多个实施方式中附有相同的附图标记的相同的配置不再被重复描述。在以下描述中，术语“本实施方式”包括第一实施方式至第四实施方式。
[0021](第一实施方式)
[0022]最初，参照图1描述电机控制装置的总体配置。
[0023]电机控制装置101布置在电池15和电机8之间，并且控制对电机8的电流馈给和电机8的旋转方向。根据本实施方式的电机8是用作用于辅助驾驶员转向的辅助电机的DC电机，其布置在车辆电动转向装置中。在例如向右转动手柄时，电机8在顺时针方向上旋转；以及在例如向左转动手柄时，电机8在逆时针方向上旋转。另外，在电机8由于来自路面的外力而旋转时，电机8作为在再生方向上生成电流的发电机而操作。
[0024]电机控制装置1I包括例如，电源继电器20，用于构成H桥电路30的四个桥电路开关SWl、SW2、SW3和SW4，两个电流馈给线路开关SW5和SW6，上拉电阻器41，下拉电阻器42，保护二极管51、52以及故障诊断设备60。
[0025]电源继电器20针对H桥电路30供给或阻止电池15的电源电压VO。对于本实施方式，电源继电器20在驾驶员接通点火器的电源时接通。
[0026]在以下描述中，本说明书中的术语“开关”意味着半导体开关元件。在本实施方式中，具有寄生二极管的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)用作开关。开关在图1中被标为“SW”。
[0027]布置在高电位线路LH和低电位线路LL之间的四个桥电路开关SW1、SW2、SW3和SW4构成H桥电路30，其中第一半桥电路31和第二半桥电路32并联连接。开关SWl是第一半桥电路31中的上臂开关；以及开关SW3是第一半桥电路31中的下臂开关。另外，开关SW2是第二半桥电路32中的上臂开关；以及开关SW4是在第二半桥电路32中的下臂开关。
[0028]在电源继电器20接通的情况下，电源电压VO施加到H桥电路30中的高电位线路LH。H桥电路30中的低电位线路LL通过用于电流检测的支路电阻器43接地。应当注意的是，本公开可以不具有支路电阻器43或可以具有用于从H桥电路30至电机8的电流馈给线路LP的另外的电流传感器。
[0029]作为第一半桥电路31的中点的第一节点NI连接到在电机8的一侧的电机端子；以及作为第二半桥电路32的中点的第二节点N2连接到在电机8的另一侧的电机端子82。电流馈给线路LP是通过电机8连接在第一节点NI和第二节点N2之间的电流路径。
[0030]布置在电流馈给线路LP处的两个电流馈给线路开关SW5和SW6串联连接，使得寄生二极管彼此相面对。在第一实施方式中，两个电流馈给线路开关SW5和SW6被布置成使得电机8保持在两个电流馈给线路开关SW5和SW6之间。
[0031]为了简单起见，省略了关于例如PWM控制或死时间的描述。桥电路开关SWl和SW4在电机以顺时针方向旋转的情况下接通。另外，电流馈给线路开关SW6在电流馈给线路开关SW5断开的情况下接通。因此，电流在从开关SWl、第一节点N1、开关SW5中的寄生二极管、电机8、开关SW6、第二节点N2到开关SW4的路径中流动。在此情况下，在电流馈给线路LP处在相反方向(即，从第二节点N2到第一节点NI)上流动的电流被电流馈给线路开关SW5中的寄生二极管阻挡。
[0032]桥电路开关SW2和SW3在电机以逆时针方向转动的情况下接通。另外，电路馈给线路开关SW5接通，以及电路馈给线路开关SW6断开。因此，电流以从开关SW2，第二节点N2，开关SW6中的寄生二极管，电机8，开关SW5，第一节点NI至开关SW3的路径流动。在此情况下，电流馈给线路LP中的反方向流动的电流(S卩，从第一节点NI至第二节点N2)通过电流馈给线路开关SW6中的寄生二极管被阻止。
[0033]通过响应于电机8的旋转方向来切换电流馈给线路开关SW5和SW6的接通或断开来防止在与初始方向相反的方向上流动的电流流到电机8中。
[0034]上拉电阻器41连接在高电位线路LH和第三节点N3之间，第三节点N3位于电流馈给线路LP上的两个电流馈给线路开关SW5和SW6之间。
[0035]下拉电阻器42连接在低电位线路LL和第四节点N4之间，第四节点N4在第三节点N3的相对侧以便将电机8保持在电流馈给线路LP上。
[0036]在第一实施方式中，保护二极管51、52分别与上拉电阻器41和下拉电阻器42串联连接。在上拉电阻器41和保护二极管51之间以及在下拉电阻器42和保护二极管52之间的串联连接顺序可以反转，与图中示出的顺序相反。
[0037]在下文的描述中，连接到上拉电阻器41的保护二极管51可被描述成上侧保护二极管；以及与下拉电阻器42连接的保护二极管52可被描述成下侧保护二极管。保护二极管51、52允许从高电位侧导向低电位侧的电流，并且阻止从低电位侧导向高电位侧的电流。在电机8发电的情况下生成的再生电流被假设为从低电位侧导向高电位侧的电流。
[0038]故障诊断设备60在常规驱动电机8的情况下操作H桥电路，并且被布置成控制电路的一部分，该控制电路控制对电机8的电流馈给以及电机8的旋转方向。对于在正常驱动DC电机的情况下的控制，由于其是公知的，如例如日本未审查专利申请公开N0.2010-47096中所描述的那样，因此关于公知技术的输入和输出信号的详细描述和说明被省略。在本公开中，故障诊断设备60称为控制电路。
[0039]故障诊断设备60包括:电源继电器驱动器61，其将电源继电器20接通或断开;桥电路开关驱动器62，其将桥电路开关SW1、SW2、SW3、SW4接通或断开；以及电流馈给线路开关驱动器63，其将电源馈给线路开关SW5和SW6接通或断开。
[0040]故障诊断设备60还包括电压确定设备65，其获得作为在第一节点NI处的电位的第一电压Vl以及作为在第二节点N2处的电位的第二电压V2;以及确定其是否适宜。应当注意的是，省略了诸如分压电阻的说明。
[0041]故障诊断设备60在电机8的驱动开始之前且在点火器的电源接通之后针对桥电路开关SW1、SW2、SW3和SW4以及电源馈给线路开关SW5和SW6执行初始故障诊断。该初始故障诊断的细节将在后面描述。
[0042]另外，电源继电器20之后的电压作为故障诊断设备60的控制电压Vc被输入。因此，在假设高电位线路LH处的电压变得过大的情况下，故障诊断设备60的操作被该情况所影响并且因此在具有常规驱动状态的控制电路的操作中出现错误操作。因此，该电路可能损坏。
[0043]对于本公开中的电机控制装置101的第一特征，防止了由电机8生成的再生电流流向高电位线路LH以及电源继电器20之后的电压用作控制电压Vc。对于用于实现该特征的配置，在电机控制装置101中，保护二极管51、52分别连接到上拉电阻器41和下拉电阻器42。
[0044]根据在图2、图10和图11中示出的电流馈给电路，通过与现有技术的比较来描述电机控制装置100的操作。
[0045]图2是示出了等同于图1中的电路并对具有H桥电路30和电流馈给线路LP的电路部分进行简化的电路的示图。
[0046]为了比较，图10示出了在日本未审查专利申请公开N0.2008-49780中所公开的作为第一现有技术的电机控制装置109中的电流馈给电路。对于在图10中示出的开关SWl至SW6中的每一个，利用括号使用在公开文献中撰写的附图标记。应当注意的是，在公开文献中说明了与上拉电阻器41和下拉电阻器42对应的电阻器;然而，说明书没有关于电阻器的任何描述。
[0047]对于图10中所示出的配置，如通过虚线箭头示出的，再生电流Irg通过下拉电阻器42、电机8和上拉电阻器41流向高电位线路LH。因此，用作控制电压VC的电源继电器20之后的电压升高，并且因此引起错误操作或对控制电路的损坏。
[0048]相反，如图2所示，在根据本公开中的第一实施方式的电机控制装置101中，来自低电位线路LL的再生电流Irg被连接到下拉电阻器42的下侧保护二极管52阻止。此外，在假设例如电机端子81、82和电机绕组导线弓I起接地故障的情况下，再生电流Irg被连接到上拉电阻器41的上侧保护二极管51阻止。因此，防止了再生电流Irg流向高电位线路LH并且高电位线路LH处的电压升高。因此，对于在高电位线路LH处的电压用作控制电路的控制电压Vc的配置，防止了控制电路具有错误操作并且受到损坏。
[0049]图11示出了根据日本未审查专利申请公开N0.2010-47096的图2中图示的第二现有技术的电机控制装置110中的电流馈给电路。对于在图11中示出的开关SWl至SW6中的每个，利用括号使用日本未审查专利申请公开N0.2010-47096中撰写的附图标记。
[0050]对于图11中示出的配置，不存在对应于上拉电阻器41和下拉电阻器42的电阻器；因此，不太可能出现流向高电位线路LH的再生电流Irg。
[0051 ]基于其他观点，以下讨论日本未审查专利申请公开N0.2010-47096中的现有技术与本公开的区别。对于每个开关的附图标记，使用本实施方式中的附图标记。
[0052]日本未审查专利申请公开N0.2010-47096中的图8A和图8B示出了在点火器电源接通后要执行的初始故障诊断序列。对于该初始故障诊断，在诊断出在电流馈给线路开关SW5、SW6中的短路故障的情况下，对于两个电流馈给线路开关SW5和SW6中的每个，检测电压被确定为逐个地接通上臂开关SWl和SW2。对于该故障诊断，在成对的下臂开关SW3或SW4具有短路故障的情况下，高电位线路和低电位线路短路连接，并且过电流流过高电位线路和低电位线路二者。因此，开关可能会被损坏。
[0053]在确定检测电压时初始故障诊断序列需要等待，直到在每个开关接通或断开之后电压变得稳定为止。对于仅具有用于电流馈给线路开关SW5和SW6的短路故障诊断的日本未审查专利申请公开N0.2010-47096中的现有技术，需要逐个地确定电流馈给线路开关SW5和SW6中的每个的检测电压，换言之，确定两次检测电压。因此，故障诊断花费较长时间。
[0054]与日本未审查专利申请公开N0.2010-47096中的现有技术相反，本公开中的电机控制装置100的第二特征在于，在具有关于电流馈给线路开关SW5和SW6的短路故障诊断的情况下防止过电流流到桥电路中。对于用于实现该特征的配置，上拉电阻器41连接在高电位线路LH和第三节点N3之间。因此，电压通过上拉电阻器41从高电位线路LH施加到第三节点N3。因此，在不接通上臂开关SWl和SW2的情况下诊断出电流馈给线路开关SW5、SW6中的短路故障。
[0055]另外，上拉电阻器41连接在高电位线路LH和第三节点N3之间；并且下拉电阻器42连接在第四节点N4和低电位线路LL之间。通过这种配置，通过一次开关操作的检测电压确定即能够执行多个故障诊断。
[0056]以下详细描述了关于本公开的初始故障诊断序列的工作效果。
[0057]参照图3和图4中的电流馈给电路以及图5和图6中的流程图描述通过故障诊断设备60执行的初始故障诊断序列。图6是示出了图5中的步骤SlO的细节的子流程图。
[0058]在下文描述中，描述“开关A或开关B中的故障”是指:仅开关A具有故障;仅开关B具有故障;或者开关A和开关B 二者均具有故障。另外，图5和6中的用语“或”可以以同样的方式解释。
[0059]如图5所示，在初始故障诊断中，两个电流馈给线路开关SW5、SW6和四个桥电路开关3￥1，312，313、314在步骤301、302中全部断开。随后，在电源继电器20在步骤303中接通的情况下，电源电压VO通过上拉电阻器41施加到第三节点N3。通过从电源电压VO减去通过上拉电阻器41的电压降而获得的第三节点N3处的电位被指定为第三电压V3。
[0060]在此情况下，当电流馈给线路开关SW5和SW6以及上臂开关SWl和SW2均不具有短路故障时，换言之，当开关正常操作或具有开路故障时，电流不从高电位线路LH流向第一节点NI和第二节点N2。因此，第一电压Vl和第二电压V2变为0(即，步骤S04:是)。
[0061 ] 另一方面，当第一电压Vl和第二电压V2不变为O时(S卩，步骤S04:否)，在步骤S05中确定i)电流馈给线路开关SW5或SW6具有短路故障；或者ii)上臂开关SWl或SW2具有短路故障。
[0062]在以下描述中，假设接通开关时的电机8、每条布线以及漏极和源极之间的部分的电阻值为零。另外，上拉电阻器41和下拉电阻器42的电阻值是非零值，并且是相同值。
[0063]如图3所示，当电流馈给线路开关SW5具有短路故障时，第一电压Vl变得等于第三电压V3，其大于O。另外，当电流馈给线路开关SW6具有短路故障时，第二节点N2、第三节点N3和第四节点N4处的电位变得等于电源电压的一半(S卩，V0/2)。因此，第二电压V2变得等于电源电压VO的一半。
[0064]即便未示出，当上臂开关SWl具有短路故障时，第一电压Vl变得等于电源电压V0;以及当上臂开关SW2具有短路故障时，第二电压V2变得等于电源电压V0。
[0065]当第一电压Vl和第二电压V2等于电源电压VO的一半时(S卩，S04:是)，在四个桥电路开关SW1、SW2、SW3和SW4保持断开的情况下，电流馈给线路开关SW5和SW6二者被一次接通。
[0066]在该情况下，当i)电流馈给线路开关SW5或SW6均不具有开路故障;和1i)下臂开关SW3或SW4均不具有短路故障时，第一节点N1、第二节点N2、第三节点N3和第四节点N4处的全部的电位变得等于电源电压VO的一半。因此，第一电压Vl和第二电压V2变得等于电源电压VO的一半(S卩，步骤S07:是)。
[0067]另一方面，当第一电压Vl和第二电压V2不等于电源电压VO的一半时(S卩，步骤S07:否)，在步骤S08中确定i)电流馈给线路开关SW5或SW6具有开路故障；或者ii)下臂开关SW3或SW4具有短路故障。随后，电流馈给线路开关SW5和SW6在步骤S09中断开。
[0068]如图4中所示，当电流馈给线路开关SW5具有开路故障时，第一电压Vl变得等于O。相似地，当电流馈给线路开关SW6具有开路故障时，第二电压V2变得等于O。
[0069]即便未示出，当下臂开关SW3或SW4具有短路故障时，第一电压Vl和第二电压V2变得等于O。当上臂开关SWl或SW2具有短路故障时，确定第一电压Vl和第二电压V2不等于O(SP，步骤S04中的“否”)，使得步骤S07未被执行。因此，防止了过电流流过第一半桥电路31或第二半桥电路32中的上臂开关和下臂开关。
[0070]当第一电压Vl和第二电压V2等于电源电压VO的一半是(S卩，步骤207中的“是”)，该处理转移到步骤310，并且随后诊断出桥电路开关5￥1、5￥2、5￥3、5￥4中的开路电路故障。确定i)电流馈给线路开关SW5和SW6正常操作；以及ii)桥电路开关SWl、SW2、SW3、SW4均不具有短路故障。
[0071 ] 对于图6中所示的关于桥电路开关SWl、SW2、SW3、SW4的开路故障诊断，在步骤SI I中同时断开电流馈给线路开关SW5、SW6，并且接通上臂开关SWl、SW2。
[0072]在此情况下，当上臂开关SWl和SW2均不具有开路故障时，第一电压Vl和第二电压V2变得等于电源电压V0(S卩，S12:是)。另一方面，当第一电压Vl和第二电压V2不等于电源电压VO时(S卩，SI2:否)，在步骤SI3中确定上臂开关SWl或SW2具有开路故障。
[0073]接下来，在步骤S14中断开上臂开关SW1、SW2，并且接通下臂开关SW3和电流馈给线路开关SW5。当下臂开关SW3不具有开路故障时，第一电压Vl变得等于0(即，S15:是)。另一方面，当第一电压Vl没有变得等于0(即，S15:否)，在步骤S16中确定下臂开关SW3具有开路故障。
[0074]随后，在步骤S17中断开下臂开关SW3和电流馈给线路开关SW5，并且接通下臂开关SM和电流馈给线路开关SW6。当下臂开关SW4的管芯比特给出开路故障时，第二电压V2变得等于0(即，S18:是)。另一方面，当第二电压不等于O时(S卩，S18:否)，在步骤S19中确定下臂开关SW4具有开路故障。
[0075]当第二电压V2等于O时(S卩，在步骤S18中的“是”)，确定全部的桥电路开关SWl、SW2、SW3、SW4不具有开路故障；以及全部的开关SWl至SW6正常工作。
[0076]当i)第二电压V2等于0，以及ii)在步骤S13、步骤S16或步骤S19中确定任何一个桥电路开关具有开路故障时，对于开关SWl至SW6，在步骤S20中断开处于接通状态的开关。随后，终止步骤SlO中的对于桥电路开关SWl、SW2、SW3、SW4的开路故障诊断。
[0077]回来参照图5，当全部的开关SWl至SW6正常工作时，换言之，当在桥电路开关SWl、SW2、SW3、SW4中没有开路故障时(S卩，S21:否)，该处理转移到步骤S22，并且随后实现电机8的常规驱动。
[0078]另一方面，当具有在步骤S05、S08中确定为“否”以及在步骤S21中确定为“是”的步骤S13、步骤S16和步骤S19时，电源继电器20在步骤S23中断开，并且在步骤S24中警示灯接通以向驾驶员通知异常情况。确认警示灯的结果的驾驶员可以例如前往经销商，用于维修或更换电机控制装置101。
[0079]对于上述初始故障诊断，在初始执行的电流馈给线路开关SW5、SW6的短路故障诊断中，不需要接通上臂开关SW1、SW2。因此，即使当成对的下臂开关具有短路故障时，仍防止过电流流到桥电路中。因此，可以防止对开关的损坏。
[0080]另外，通过仅利用一次开关操作来确定检测电压，执行多个故障诊断。因此，缩短了故障诊断所需的时间。
[0081](第二实施方式、第三实施方式、第四实施方式)
[0082]参照与第一实施方式中的图2对应的图7、图8和图9分别描述本公开的第二实施方式、第三实施方式和第四实施方式。这些实施方式在以下方面与第一实施方式不同:下拉电阻器42侧的保护二极管52的可用性，或者关于电源馈给线路LP上的电流馈给线路开关SW6或电机8的布置的电流馈给电路的配置。如下文所述，在这些实施方式的任何实施方式中，即使在电机端子81和82具有接地故障的情况下，仍能够阻止流向高电位线路LH的再生电流Irg0
[0083]与第一实施方式相反，在根据图7示出的第二实施方式的电机控制装置102中，连接到下拉电阻器42的第四节点N4布置在电机8和电流馈给线路开关SW6之间。即便当下拉电阻器42的布置改变时，与第一实施方式相似，再生电流Irg仍被下侧保护二极管52阻止。
[0084]与第一实施方式相反，在根据图8示出的第三实施方式的电机控制装置103中，仅上侧保护二极管51连接到上拉电阻器41而不具有下侧保护二极管52。在第三实施方式中，虽然再生电流Irg被导向电流馈给线路LP，但是再生电流Irg被上侧保护二极管51阻止；因此，防止再生电流Irg流到高电位线路LH中。另外，在电机端子81、82具有短路故障的情况下生成的再生电流Irg也被上侧保护二极管51阻止。
[0085]与第三实施方式相反，在图9所示的根据第四实施方式的电机控制装置104中，电流馈给线路开关SW6布置在第三节点N3和电机8之间。换言之，电机8不保持在两个电流馈给线路开关SW5、SW6之间。与第三实施方式相似，在第四实施方式中，在电机端子81、82具有接地故障的情况下再生电流Irg也被上侧保护二极管51阻止。
[0086]此外，第二实施方式、第三实施方式和第四实施方式也可以采用在图5和图6中示出的第一实施方式中的初始故障诊断序列。换言之，不需要在对电流馈给线路开关SW5、SW6的短路故障诊断中接通上臂开关SW1、SW2。因此，即便当成对的下臂开关具有短路故障时，仍防止过电流流到桥电路中，使得防止对开关的损坏。
[0087]另外，通过利用仅一次开关操作来确定检测电压，执行多个故障诊断。因此，缩短了故障诊断所需的时间。
[0088](其他实施方式)
[0089]4)对于四个桥电路开关311、312、313、314和两个电流馈给线路开关315、316，可以使用除了MOSFET之外的场效应晶体管或者诸如IGBT的晶体管。在使用本身不具有寄生二极管的晶体管的情况下，与在集电极和发射极之间的部分并联连接的回流二极管可被视为寄生二极管。
[0090]B)例如，代替电流馈给线路开关SW5和SW6中的一个，寄生二极管可以被用于冗余地与同方向的多个开关并联或串联连接。对于在本公开的技术范围内的所属的确定，冗余地连接的一组多个开关可被解释为用于实现相同的功能的一个开关。
[0091]C)对于第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式和第四实施方式，至少上侧保护二极管51连接到上拉电阻器41，并且在例如电机端子81、82具有接地故障的情况下，流向高电位线路LH的再生电流Irg被阻止。然而，在电机端子81和82中具有接地故障的可能性极低的情况下，可以仅向下拉电阻器42提供下侧保护二极管52。
[0092]D)上述实施方式中的初始故障诊断设定关于即便诊断具有确定的最小出现可能的故障的四个桥电路开关和两个电流馈给线路开关中的仅一个开关的优先级。因此，上述实施方式中的初始故障诊断不强调指明哪个开关具有故障或者指明诸如短路故障或开路故障的故障类型。对于应用到诸如电动转向装置的装置的电机8，考虑到安全性，当任何一个开关被诊断出具有故障，就不能进行电机8的常规驱动。因此，需要整个电机的维修或更换。
[0093]然而，本公开中的电机控制装置不仅应用于电动转向装置，还能够应用于用于其他目的的电机。根据电机8的使用目的，例如，在逆时针方向的旋转不被允许，而顺时针方向的旋转被允许的情况下；或者在进行处理以强制地抑制外力引起的电机的旋转的情况下，假定可以进行响应于具有故障的开关或故障类型的电机的受限驱动。在这样的示例中，即便当确定的出现增多时，指明具有故障的开关或故障类型具有技术意义。因此，故障诊断序列可以响应于控制电机的要求而改变。
[0094]应当注意的是，本申请中的流程图或流程图的处理包括分段(还称为步骤)，其中每个分段被表示为例如SOl。另外，当若干个分段能够被组合成一个单独的分段时，每个分段能够被分成若干个子分段。另外，这样配置的分段中的每个还能够称为设备，模块或部件。
[0095]尽管参照本公开的实施方式描述了本公开，但是应当理解的是，本公开不限定于所述实施方式或构造。本公开意图覆盖各种修改和等同布置。另外，尽管有各种组合和配置，但是包括更多的、更少的或仅一个元件的其他组合和配置也在本公开的精神和范围内。
【主权项】
1.一种电机控制装置，所述电机控制装置通过操作H桥电路(30)中的开关来控制对电机(8)的电流馈给以及所述电机的旋转方向，所述电机控制装置包括: 四个桥电路开关(3￥1、3￥2、3￥3、3胃4)，布置在高电位线路(1^)和低电位线路(1^)之间，并且构成所述H桥电路，在所述H桥电路中第一半桥电路(31)和第二半桥电路(32)并联连接； 两个电流馈给线路开关(SW5、SW6)，布置在通过所述电机连接在作为所述第一半桥电路的中点的第一节点(NI)和作为所述第二半桥电路的中点的第二节点(N2)之间的电流馈给线路处，并且并联连接以便将彼此面对的两个寄生二极管布置在所述两个电流馈给线路开关中； 上拉电阻器(41)，连接在所述高电位线路和第三节点(N3)之间，所述第三节点布置在所述电流馈给线路上的所述两个电流馈给线路开关之间； 下拉电阻器(42)，连接在所述低电位线路和第四节点(N4)之间，所述第四节点布置在所述第三节点的相对侧，使得所述电机置于所述电源馈给线路上的所述第三节点和所述第四节点之间； 保护二极管(51、52)，连接到所述上拉电阻器和所述下拉电阻器中的至少一个，并且阻止电流从低电位侧流向高电位侧；以及 故障诊断设备(60)，包括: 驱动电路(62、63)，接通或断开所述四个桥电路开关和所述两个电流馈给线路开关；以及 电压确定器(65)，确定在所述第一节点处的第一电压(Vl)和在所述第二节点处的第二电压(V2)的适宜性， 其中所述故障诊断设备在所述电机的驱动之前基于所述第一电压和所述第二电压执行对于所述四个桥电路开关以及所述两个电流馈给线路开关中的至少一个开关的初始故障诊断。2.根据权利要求1所述的电机控制装置， 其中当全部的所述四个桥电路开关以及所述两个电流馈给线路开关被断开时，所述故障诊断设备基于所述第一电压和所述第二电压同时诊断在所述两个电流馈给线路开关中的至少一个开关中的短路故障以及在所述H桥电路中的两个上臂桥电路开关中的至少一个开关中的短路故障。3.根据权利要求1所述的电机控制装置， 其中当全部的所述四个桥电路开关断开并且全部的所述两个电流馈给线路开关接通时，所述故障诊断装置基于所述第一电压和所述第二电压同时诊断在所述两个电流馈给线路开关中的至少一个开关中的开路故障以及在所述H桥电路中的两个下臂桥电路开关中的至少一个开关中的短路故障。4.根据权利要求2所述的电机控制装置， 其中所述故障诊断设备接通或断开所述四个桥电路开关以及所述两个电流馈给线路开关，以及随后基于第一电压和第二电压诊断在所述四个桥电路开关中的开路故障。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电机控制装置， 其中所述保护二极管连接到至少所述上拉电阻器。6.根据权利要求1所述的电机控制装置， 其中在所述第一节点处的第一电压和在所述第二节点处的第二电压的适宜性包括以下情况:所述确定器确定是否所述第一电压和所述第二电压等于预设的电压值。
【文档编号】H02H7/08GK106058811SQ201610217903
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月8日 公开号201610217903.4, CN 106058811 A, CN 106058811A, CN 201610217903, CN-A-106058811, CN106058811 A, CN106058811A, CN201610217903, CN201610217903.4
【发明人】村松岭
【申请人】株式会社电装