CN103299537A - 马达控制装置和电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

异常检测器判定是否所检测的第一电流值Ix_hp的绝对值和/或第二电流值Ix_lp的绝对值超过对应于电流检测的界限值（±Ilim）设定的第一阈值I1。该异常检测器还判定是否因而检测到的相电流Ix的绝对值小于对应于“0（零）”设定的第二阈值I2。在存在满足这两个判定条件的相的情况下，作出在相关相中已发生了传感器异常（黏附异常）的判定。

Description

马达控制装置和电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及马达控制装置和电动助力转向装置。

背景技术

近年来，即使在系统存在任何异常时，具有作为驱动源的马达的电动助力转向装置（EPS）由于仍确保了安全性所以需要继续驱动马达。即，即使当发生异常时，转向力上的增加被抑制以减少驾驶员的负担，使得车辆被更安全的退回或者驾驶至厂商（例如，经销商或维修店）以排除已发生的异常。

因此，要判定的是，在马达的各个相（U、V、W）中的任意一个相中是否发生了（例如）由驱动电路的供电线断开或接触故障（每个开关元件的断开异常）造成的导电不良。当在仅一个相中发生导电不良时，在利用除了该导电不良相之外的两个相作为导电相的同时继续马达驱动（例如，参照专利文献1和2）。

即，即使当在任意一个相中发生导电不良时，仍可像通常时一样对于除了导电不良相之外的相进行安全的导电。因此，根据上面的构造，有可能继续马达驱动并可因此在确保安全的同时向转向系统施加助力。

引用列表

专利文献

[专利文献1]WO2005/091488

[专利文献2]JP-A-2008-211909

发明内容

技术问题

除了导电不良之外，还存在电流传感器的异常（传感器异常），作为可执行通过两相驱动的继续控制的异常模式。即，当在对应于每个相设置的电流传感器中发生异常（例如，放大器故障）时，其电流检测的输出电平会是异常的（例如，输出电平被固定在界限值（上限或下限）的附近）（所谓的高/低黏附（Hi/Lo stiction））。在这种情况下，当所有实际供电路径正常并且已发生的异常仅是传感器异常时，由于仅仅除了带有异常的相之外的两个相被用作导电相，所以可安全地继续马达驱动。

然而，基于指示过电流发生的传感器信号而被检测的异常模式不仅包括上面的传感器异常而且包括构成驱动电路的每个开关的短路异常（短路）。当发生短路异常时，在带有异常的相中产生贯穿电流并且不能正常地控制驱动电路。因此，当传感器信号指示已发生过电流时，不执行通过两相驱动的继续控制，这也是要解决的问题。

做出本发明以解决上述问题，并且发明的一个目的是提供能够在将传感器异常与构成驱动电路的每个开关元件中已发生的短路异常相区别的同时以良好的精度检测是否已发生了传感器异常的马达控制装置和电动助力转向装置。

问题的解决方案

为了解决上面的问题，发明提供了一种马达控制装置，包括：电流检测装置，检测要被电传导至马达的三相的相电流值；马达控制信号输出装置，通过基于相应的相电流值执行其中三角波是PWM载波的电流控制来输出马达控制信号；以及驱动电路，基于马达控制信号向马达输出驱动电力；其中，通过并联连接对应于各个相的开关臂来配置驱动电路，每个开关臂具有基于马达控制信号来导通/断开并且彼此串联连接的一对开关元件，其中，电流传感器被设置于各个开关臂的低电压侧，其中，电流检测装置检测通过在三角波变成波峰时的定时获得各个电流传感器的输出信号来检测各个相的第一电流值，通过在三角波变成波谷时的定时获得各个电流传感器的输出信号来检测各个相的第二电流值，以及基于相应的第一电流值与相应的第二电流值的差来检测各个相的相电流值，其中，设置异常检测装置，其基于第一电流值、第二电流值以及相电流值来检测在各个相的供电路径上发生的异常，以及其中，当在任意一个相中第一电流值的绝对值以及第二电流值的绝对值中的至少一个超过对应于电流检测的界限值的第一阈值并且相电流值的绝对值小于对应于零的第二阈值时，异常检测装置判定关于对应相已发生电流传感器的异常。

即，当各个相的电流传感器中发生异常时，带有异常的相的第一电流值和第二电流值二者是在电流检测的界限值附近的常数值。在这种情况下，作为两个值的差的相电流值是在“0”附近的常数值。因此，根据上面的配置，可以以良好的精度检测是否在每个相中已发生了传感器异常。

优选地，当已发生电流传感器的异常时，马达控制信号输出装置输出使得除了带有异常的相之外的两个相用作导电相的马达控制信号。根据此配置，可在确保安全性的同时通过两相驱动扩大继续控制的执行范围。

优选地，当相电流值的绝对值超过对应于界限值的第三阈值并且第一电流值或第二电流值小于对应于电流检测的下限值的第四阈值时，异常检测装置判定关于应相已发生开关元件的短路异常。

即，当各个电流传感器被设置在各个开关臂的低电压侧时，如果在任意一个开关元件中发生短路异常，则第一电流值（当上端短路时）或第二电流值（在上端短路时）指示在电流检测的下限值附近的值。

因此，根据上面的配置，可以以良好的精度检测是否在每个相中发生了短路异常。基于该检测结果，可停止马达检测控制并且可迅速查找故障安全装置（fail safe）。结果，可进一步提高安全性。

另外，发明的电动助力转向装置是具有上述马达控制装置的电动助力转向装置。

根据上面的配置，可以以良好的精度检测是否已发生传感器异常。结果，在确保安全性的同时通过两相驱动扩大继续控制的执行范围。即使当发生了传感器异常时，仍可向转向系统继续施加助力并且可因此抑制转向力上的增加，从而减少了驾驶员的负担。

发明的有益效果

根据发明，可提供能够在将传感器异常与构成驱动电路的每个开关元件中已发生的短路异常相区别的同时以良好的精度检测是否已发生了传感器异常的马达控制装置和电动助力转向装置。

附图说明

图1是电动助力转向装置（EPS）的示意性构造示图。

图2是示出EPS的电学构造的框图。

图3示出了其中三角波被用作PWM载波的电流控制方面。

图4是示出电流检测的处理过程的流程图。

图5示出了当电流传感器异常发生时的每个相电流值，每个第一电流值和每个第二电流值。

图6是示出传感器异常检测的处理过程的流程图。

图7A和图7B示出了当短路异常发生时的每个相电流值，每个第一电流值和每个第二电流值。

图8是示出短路异常检测的处理过程的流程图。

图9是示出各个异常检测和基于异常模式的马达控制方面的流程图。

具体实施方式

下文中，将参照附图来描述实现发明的说明性实施方式。

如图1中所示，在此说明性实施方式的电动助力转向装置（EPS）1中，具有固定至其上的转向装置2的转向轴3经由齿条和齿轮传动机构4被连接至齿条轴5，并且伴随着转向操作的转向轴3的旋转通过齿条和齿轮传动机构4被转换成齿条轴5的往复直线运动。另外，此说明性实施方式的转向轴3具有被连接的柱状轴3a、中间轴3b以及齿轮轴3c。伴随着转向轴3的旋转的齿条轴5的往复直线运动通过被连接至齿条轴5的两端的杆6被传输至铰结（未示出），使得转向轮7的转向角度，即，车辆的行驶方向改变。

另外，EPS1具有用作转向力辅助装置（向转向系统提供用于帮助转向操作的辅助力）的EPS促动器10和用作控制设备（控制EPS促动器10的操作）的ECU11。

在此说明性实施方式中，EPS促动器10被构造为所谓的柱型EPS促动器，其中用作驱动源的马达12经由减速机构13被驱动连接至柱状轴3a。另外，说明性实施方式的马达12采用无刷马达（brushless motor）。马达12在向其供给来自ECU11的三相（U、V、W）驱动电力时旋转。EPS促动器10被构造成使马达12的旋转减速并且将该旋转传输至柱状轴3a，从而将其马达扭转力作为辅助力施加于转向系统。

同时，ECU11与扭转力传感器14及车辆速度传感器15相连接。ECU11基于来自各个传感器的输出信号来检测转向扭转力τ和车辆速度V。ECU11基于转向扭转力τ和车辆速度V来计算目标辅助力，并且通过向用作驱动源的马达12供给驱动电力从而产生用于EPS促动器10的目标辅助力来控制EPS促动器10的操作，即，要被施加于转向系统的辅助力（电力帮助控制）。

接下来，描述了说明性实施方式的EPS的电学构造。

图2是此说明性实施方式的EPS的控制框图。如图2所示，ECU11具有输出马达控制信号的微计算机17和基于从微计算机17输出的马达控制信号向马达12供给三相驱动电力的驱动电路18。

在此说明性实施方式中，驱动电路18通过并联连接的各组串联电路FET18a、18d，FET18b、18e以及FET18c、18f来构造。FET18a、18d，FET18b、18e以及FET18c、18f的各个连接点19u、19v、19w分别被连接至马达12的各个相的马达线圈12u、12v、12w。

即，此实施方式的驱动电路18通过其中三个开关臂18u、18v、18w（其中的每一个作为基本单元（开关臂）具有串联连接并且对应于每个相的一对开关元件）并联连接的众所周知的PWM变换器来构造。从微计算机17输出的马达控制信号是栅极导通/截止信号，其定义构造驱动电路18的每个FET18a至18f的开关状态（导通/截止操作）。

即，构造驱动电路18的每个FET18a至18f在基于马达控制信号的控制电压被施加于其栅极端子时变成导通/截止。然后，各个相的马达线圈12u、12v、12w的模式被切换，使得三相驱动电力被供给至马达12。

具体地，如图3中所示，此说明性实施方式的微计算机17基于各个DUTY（占空比）指示值Du、Dv、Dw（其对应于要被施加于各个相的马达线圈12u、12v、12w的相电压）与作为PWM载波（承载波）的三角波的比较来产生要被输出至驱动电路18的马达控制信号。在此说明性实施方式中，使用垂直移动相位的两个等价三角波δ1,δ2（(δ1>δ2），因此设定死区时间（dead time）从而防止由于所谓的臂短路而发生贯穿电流。

即，关于与在图3中被定位在上部的三角波δ1的比较，当各DUTY指示值Du、Dv、Dw大于三角波δ1的值时，微计算机17对应于相关相产生使高电压侧（上端）的各FET18a、18b、18c导通的马达控制信号，而当各DUTY指示值更小时，微计算机17产生使各FET18a、18b、18c截止的马达控制信号。另外，关于与在图3中被定位在下部的三角波δ2的比较，当各DUTY指示值Du、Dv、Dw小于三角波δ2的值时，微计算机17对应于相关相产生使低电压侧（下端）的各FET18d、18e、18f导通的马达控制信号，而当各DUTY指示值更大时，微计算机17产生使各FET18d、18e、18f截止的马达控制信号。

另外，如图2中所示，在此说明性实施方式中，构成驱动电路18的各个开关臂18u、18v、18w的低电压侧（地侧，即，图2中的下部）分别设置有对应于各个相的电流传感器20u、20v、20w。另外，每个电流传感器20u、20v、20w具有放大并输出与各开关臂18u、18v、18w串联连接的分流电阻的端子之间的电压的众所周知构造。在此说明性实施方式中，微计算机17基于各个电流传感器20u、20v、20w的输出信号Si_u、Si_v、Si_w来检测使得能流过马达12的各个相电流值Iu、Iv、Iw。

具体地，设置于微计算机17的电流检测器21在预定的采样定时获取各个电流传感器20u、20v、20w的输出信号Si_u、Si_v、Si_w。具体地，如图3中所示，电流传感器在作为PWM载波的三角波（δ1,δ2）变成“波谷（最小值）”时的定时（图3中的T1）以及在三角波变成“波峰（最大值）”时的定时（图3中的T2）获得各个电流传感器20u、20v、20w的输出信号Si_u、Si_v、Si_w。另外，在这种情况下，“三角波变成波峰时的定时”和“三角波变成波谷时的定时”是三角波（δ1,δ2）的值分别变成“最大”和“最小”时的峰值定时。然后，电流检测器21基于在这两个定时获得的输出信号Si_u、Si_v、Si_w来检测马达12的各个相电流值Iu、Iv、Iw。

具体地，如在图4的流程图中所示，当作为电流检测装置的电流检测装置21在各个采样定时获取了各个电流传感器20u、20v、20w的输出信号Si_u、Si_v、Si_w（步骤101）时，其对各个输出信号Si_u、Si_v、Si_w进行A/D转换（步骤102）。之后，电流检测器基于A/D转换值Di_u、Di_v、Di_w来检测对应于作为PWM载波的三角波（δ1,δ2）变成“波峰（最大值）”时的采样定时的第一电流值Iu_hp、Iv_hp、Iw_hp以及对应于作为PWM载波的三角波（δ1,δ2）变成“波谷（最小值）”时的采样定时的第二电流值Iu_lp、Iv_lp、Iw_lp（步骤103）。

然后，电流检测器从各个相的第一电流值Iu_hp、Iv_hp、Iw_hp减去第二电流值Iu_lp、Iv_lp、Iw_lp，这些电流值在两个连续的采样定时（参照图2，T1、T2）被检测。然后，电流检测器将获得的值检测为各个相的相电流值Iu、Iv、Iw（Iu=Iu_hp-Iu_lp，Iv=Iv_hp-Iv_lp，Iw=Iw_hp-Iw_lp，步骤104）。

如图2中所示，在此说明性实施方式的微计算机17中，通过电流检测器21检测的各个相电流值Iu、Iv、Iw与转向扭转力τ和车辆速度V一起被输入至作为马达控制信号输出装置的马达控制器22。另外，马达控制器22被输入有通过马达轴角器23检测的马达旋转角度θ。当马达控制器22基于各个状态量执行电流控制时，微计算机17产生要被输出至驱动电路18的马达控制信号。

具体地，马达控制器22基于转向扭转力τ和车辆速度V来计算对应于要施加于转向系统的辅助力（目标辅助力）的电流指令值。具体地，所检测到的转向扭转力τ越大并且车辆速度V越小，则马达控制器计算出产生更高辅助力的电流指令值。然后，马达控制器22执行电流反馈控制，以从而产生马达控制信号，使得实际电流值遵循电流指令值。

具体地，此说明性实施方式的马达控制器22基于马达旋转角θ将被检测为实际电流值的各个相电流值Iu、Iv、Iw转换成d/q坐标系的d轴和q轴电流值。另外，马达控制器22计算q轴电流指令值，作为电流指令值（d轴电流指令值是0），然后。马达控制器执行电流反馈控制计算使得在d/q坐标系中各个轴电流值遵循各个轴电流指令值，并且对作为计算结果获得的d/q坐标系的电压指令值执行逆变换（两相/三相变换），从而计算三相坐标系（U、V、W）的各个相电压指令值。

此外，马达控制器22将基于如上所述计算的各个相电压指令值的各个DUTY指示值Du、Dv、Dw与作为PWM载波的三角波（δ1,δ2）相比较，从而如上所述产生马达控制信号。在此说明性实施方式中，微计算机17将马达控制信号输出至驱动电路18，从而用于产生目标辅助力的驱动电力被供给至作为EPS促动器10的驱动源的马达12。

另外，如图2中所示，此说明性实施方式的微计算机17被设置有检测在驱动电路18与马达12之间的供电路径上发生的异常的异常检测器25。具体地，作为异常检测装置的异常检测器25被输入有通过电流检测器21检测的各个相的相电流值Iu、Iv、Iw，通过马达控制器22计算的各个DUTY指示值Du、Dv、Dw以及马达旋转角速度ω。然后，异常检测器25基于各个状态量来检测在每个相的供电路径上发生的导电不良。

在此说明性实施方式中，异常检测器25的检测结果作为异常检测信号Str被输入至马达控制器22。当异常检测信号Str指示已发生导电不良并且仅在一个相中发生导电不良时，马达控制器22执行马达控制信号的产生从而在利用除了导电不良相之外的两个相作为导电相的同时向马达12继续供给驱动电力。

另外，导电不良可能由于构成驱动电路18的各个FET18a至18f的断开（断开是固定的）异常，连接驱动电路18与各个相的马达线圈12u、12v、12w的供电线26u、26v、26w的断开等造成。基于各个状态量（相电流值，DUTY指示值以及马达旋转角速度）的导电不良检测和利用除了导电不良相之外的两个相作为导电相的继续控制（两相驱动）的细节可参照例如，专利1或2。

另外，通过电流检测器21检测的各个相的第一电流值Iu_hp、Iv_hp、Iw_hp和第二电流值Iu_lp、Iv_lp、Iw_lp与各个状态量一起被输入至此说明性实施方式的异常检测器25。然后，异常检测器25基于各个相的第一电流值Iu_hp、Iv_hp、Iw_hp和第二电流值Iu_lp、Iv_lp、Iw_lp以及各个相的相电流值Iu、Iv、Iw来检测各个电流传感器20u、20v、20w的异常（传感器异常）以及在构成驱动电路10的各个FET18a至18f中发生的短路异常。

即，当在各个相的电流传感器20u、20v、20w中发生异常（例如，放大器故障）时，在输出界限附近，输出信号Si_u,Si_v,Si_w的值会是常数（所谓的高/低黏附）。在这种情况下，如图5中所示，通过电流检测器21检测的带有异常的相的第一电流值Ix_hp和第二电流值Ix_lp(x=u,v,w)二者是在电流检测的界限值（±Ilim）附近（图5中的区域α1）的常数值。结果，作为这两个值的差的相电流值Ix也是在“0”附近（图5中的α2区域）的常数值。

注意上述各点，此说明性实施方式的异常检测器25判定是否由电流检测器21检测的第一电流值Iu_hp、Iv_hp、Iw_hp的绝对值以及第二电流值Iu_lp、Iv_lp、Iw_lp的绝对值中的至少一个超过对应于电流检测的界限值（±Ilim）设定的第一阈值I1。另外，异常检测器25检测是否各个被检测相电流值Iu、Iv、Iw的绝对值小于对应于“0（零）”设定的第二阈值I2。当存在满足这两个判定条件的相时，异常检测器判定出在对应的相已发生了如上所述的传感器异常（黏附异常）。

具体地，如在图6的流程图中所示，此说明性实施方式的异常检测器25首先判定出是否X相（X=U、V、W）（其是判定对象）的第一电流值Ix_hp的绝对值（|Ix_hp|）超过第一阈值I1（步骤201），然后，当第一电流值Ix_hp的绝对值等于或小于第一阈值（|Ix_hp|≤I1，步骤201：否）时，异常检测器继续判定是否X相的第二电流值Ix_lp的绝对值（|Ix_lp|）超过第一阈值I1（步骤202）。

然后，当在步骤201中判定出第一电流值Ix_hp的绝对值超过第一阈值I1（|Ix_hp|>I1，步骤201：是）时，异常检测器25判定是否X相的相电流值Ix的绝对值小于第二阈值I2（步骤203），另外，在步骤202中判定出第二电流值Ix_lp的绝对值超过第一阈值I1（|Ix_lp|>I1，步骤202：是）时，异常检测器还在步骤203中判定是否X相的相电流值Ix的绝对值小于第二阈值I2。当相电流值Ix的绝对值小于第二阈值I2（|Ix|<I2，步骤203：是）时，异常检测器判定出在X相中已发生了传感器异常（黏附异常）（步骤204）

另外，当在步骤202中判定出第二电流值Ix_lp的绝对值等于或小于第一阈值（|Ix_lp|≤I1，步骤202：否）时，异常检测器25不执行步骤203和204的处理。当在步骤203中判定出相电流值Ix的绝对值等于或大于第二阈值I2（|Ix|≥I2，步骤203：否）时，异常检测器不执行步骤204的处理。

同时，如图7a和7b中所示，当在构成驱动电路18的各个FET18a至18f中的任意一个中发生短路故障时，因为产生了由于所谓的臂短路的贯穿电流，所以带有短路异常的相的相电流值Ix指示在电流检测的界限值（±Ilim）的附近（图7值的区域α3）的值。

具体地，如图7a值所示，当在驱动电路18的高电压侧（供电侧，上端）的各个FET18a、18b、18c中的任意一个中发生了短路异常时，具有在电流检测的下限值（-Ilim）的附近（图7a中的区域α4）的值的贯穿电流被检测为通过电流检测器21检测的带有异常的相的第一电流值Ix_hp。像通常一样，第二电流值Ix_lp实际上是“0（零）”。因此，在这种情况中，作为这两个值之间的差的相电流值Ix指示与在电流检测的上限（+Ilim）的附近（图7a中的区域α3）的第一电流值Ix_hp基本上相同的值。

另外，如图7b中所示，当在驱动电路18的低电压侧（地侧，上端）的各个FET18d、18e、18f中的任意一个中发生了短路异常时，具有在电流检测的下限值（-Ilim）的附近（图7b中的区域α4）的值的贯穿电流被检测为通过电流检测器21检测的带有异常的相的第二电流值Ix_lp。此时，对应的下端FET接地并且被短路，使得第一电流值Ix_hp理论上变成基本上是“0（零）”。因此，在这种情况中，作为这两个值之间的差的相电流值Ix指示在电流检测的界限值（上限值：+Ilim）的附近（图7b中的区域α3）的值。

即，就像此说明性实施方式，当各个电流传感器20u、20v、20w被设置在各个开关臂18u、18v、18w的低电压侧时，如果发生短路异常，则第一电流值lx_hp（当上端短路时）或第二电流值lx_lp（当上端短路时）指示在电流检测的下限值（-Ilim）附近的值。

注意上述各点，此说明性实施方式的异常检测器25判定是否通过电流检测器21检测的各个相电流值Iu、Iv、Iw的绝对值超过了对应于电流检测的界限值（±Ilim）设定的第三阈值I3。另外，异常检测器25判定是否第一电流值Iu_hp、Iv_hp、Iw_hp的绝对值和第二电流值Iu_lp、Iv_lp、Iw_lp中的任意一个小于对应于电流检测的下限值（-Ilim）设定的第四阈值I4。另外在此说明性实施方式中，第四阈值I4具有与下限值一样的负号，并且被设定成使得其绝对值小于第三阈值I3。当存在满足这两个判定条件的相时，异常检测器判定在对应的相中已发生了如上所述的短路异常。

具体地，如在图8的流程图中所示，此说明性实施方式的异常检测器25首先判定是否X（X=U、V、W）相（其是判定对象）的相电流值Ix的绝对值（|Ix|）超过第三阈值I3（步骤301）。

然后，当在步骤301中判定出相电流值Ix的绝对值（|Ix|）超过第三阈值I3（|Ix|>I3，步骤301：是）时，异常检测器25判定是否其第一电流值Ix_hp小于第四阈值I4（步骤302）。另外，当在步骤301中判定出X相的第一电流值Ix_hp等于或大于第四阈值I4（Ix_lp≥I4，步骤302：否）时，异常检测器25继续判定是否X相的第二电流值Ix_lp小于第四阈值I4（步骤303）。当在这两个步骤中判定出第一电流值Ix_hp小于第四阈值I4（Ix_hp<I4，步骤302：是）或者第二电流值Ix_lp小于第四阈值I4（Ix_lp<I4，步骤302：是）时，异常检测器判定在X相中已发生了短路异常（步骤304）。

另外，当在步骤301中判定出相电流值Ix的绝对值（|Ix|）等于或小于第三阈值I3（|Ix|≤I3，步骤301：否）时，此说明性实施方式的异常检测器25不执行步骤302及此后的处理。当在步骤303中判定出第二电流值Ix_lp等于或大于第四阈值I4（Ix_lp≥I4，步骤303：否）时，异常检测器不执行步骤304的处理。

像这样，此说明性实施方式的异常检测器25针对U、V和W中的每个相执行传感器异常判定处理（参照图6，步骤201至204）和短路异常检测处理（参照图8，步骤301至304）。异常检测器将包括传感器异常检测和短路异常检测的结果的异常检测信号Str输出至马达控制器22。

另外，在此说明性实施方式中，马达控制器22判定是否从异常检测器25输入的异常检测信号Str指示传感器异常的发生。当存在传感器异常时，马达控制器判定是否仅在一个相中发生传感器异常，即，是否余留两个正常相。当异常检测信号Str指示传感器异常的发生并且仅在一个相中发生了传感器异常时，马达控制器产生马达控制信号（继续控制）从而在利用除了带有传感器异常的相之外的两个相作为导电相的同时继续向马达12供给驱动电力，就像发生导电不良的情况一样。

另外，此说明性实施方式的马达控制器22判定是否从异常检测器25输入的异常检测信号Str指示短路异常的发生。当异常检测信号Str指示短路异常发生时，则马达控制器停止马达控制并且迅速查找故障安全装置。

在下面描述了通过此实施方式的微计算机17执行的各个异常检测和基于异常模式的马达控制方面。

如图9的流程图中所示，此说明性实施方式的微计算机17首先执行导电不良检测（步骤401）。当判定出未发生导电不良（步骤402：否）时，微计算机继续执行传感器异常检测（步骤403，参照图6）。另外，当基于传感器异常检测的结果判定出未发生传感器异常（步骤404：否）时，微计算机17继续执行短路异常检测（步骤405，参照图8）。当基于短路异常检测的结果判定出未发生短路异常（步骤406：否）时，微计算机产生马达控制信号从而向马达12供给三相驱动电力（正常控制，步骤407）。

另外，当在步骤402中判定已发生导电不良（步骤402：是）时或者当在步骤404中判定已发生传感器异常（步骤404：是）时，微计算机17判定是否仅在一个相中发生异常，即，是否余留两个导电相（步骤408）。当仅在一个相中发生异常（步骤408：是）时，微计算机产生马达控制信号从而在利用除了带有异常的相之外的两个相作为导电相的同时向马达12继续供给驱动电力（继续控制，步骤409）。

当在步骤406中判定已发生短路异常（步骤406：是）时或者当在步骤408中判定未能余留两个导电相（步骤408：是）时，微计算机17停止马达控制。

如上所述，根据此说明性实施方式，可获得下面的操作效果。

（1）异常检测器25判定是否所检测的第一导电值Ix_hp的绝对值和第二导电值Ix_lp的绝对值中的至少一个超过对应于电流检测的界限值（±Ilim）设定的第一阈值I1。另外，异常检测器25判定是否所检测的各个相电流值Ix的绝对值小于对应于“0（零）”设定的第二阈值I2。当存在满足这两个判定条件的相时，异常检测器判定在对应的相中已发生了传感器异常（黏附异常）。

即，当在各个相的电流传感器20u、20v、20w中发生任意异常时，带有异常的相的第一电流值Ix_hp和第二电流值Ix_lp二者会是接近电流检测的界限值（±Ilim）的常数值。在这种情况中，作为这两个值的差的相电流值Ix也是接近“0”的常数值。

因此，根据上面的构造，可以以良好的精度检测是否在每个相中发生了传感器异常。然后，可基于该检测结果通过两相驱动执行继续控制，从而在确保安全的同时继续向转向系统提供辅助力。结果，可在异常发生之后通过抑制转向力上的增加来减少驾驶员的负担。

（2）异常检测器25判定是否所检测的相电流值Ix的绝对值超过对应于电流检测的界限值（±Ilim）设定的第三阈值I3。另外，异常检测器25判定是否所检测的每个第一电流值Ix_hp或每个第二电流值Ix_lp小于对应于电流检测的下限值（-Ilim）设定的第四阈值I4。当存在满足这两个判定条件的相时，异常检测器判定出在对应的相中已发生了短路异常。

即，当各个电流传感器20u、20v、20w被设置在构成驱动电路18的各个开关臂18u、18v、18w的低电压侧时，如果短路异常发生，则第一电流值Ix_hp（当上端短路时）或第二电流值Ix_lp（当上端短路时）指示在电流检测的下限值（-Ilim）附近的一个值。

因此，根据上面的构造，可以以良好的精度检测是否已在每一个相中发生短路异常。基于该检测结果，可停止马达控制并且可迅速查找故障安全装置，从而进一步提高其自身安全性。

另外，上面的说明性实施方式可进行如下修改。在上面的说明性实施方式中，发明已被实现为ECU11，其是控制马达12（马达12是EPS促动器10的驱动源）的操作的马达控制装置。然而，本发明不限于此并且还可被应用于除EPS之外的应用。

另外，EPS的类型不限于所谓的柱型并且可以是所谓的齿轮型或齿条辅助型（rack assist type）。

在上面的说明性实施方式中，当通过图8中所示的短路异常检测确认了短路异常的发生时，马达控制被停止。然而，本发明不限于此。例如，当相电流值Ix的绝对值超过指示过流已发生的阈值时可停止马达控制。另外，此情况中的阈值就像第一和第三阈值一样可对应于电流检测的界限值（±Ilim）来设定。

另外，关于传感器异常检测，在构成驱动电路18的所有FET18a至18f为截止的状态下，各个电流传感器20u、20v、20w的输出信号Si_u、Si_v、Si_w中的任意一个指示处于导电状态时，也可以判定为在对应相中已发生传感器异常。

具体地，例如，首先执行图8中所示的短路异常检测。然后，在基于检测结果（即，所有FET18a至18f截止）停止马达控制的状态下，可基于各个电流传感器20u、20v、20w的输出信号Si_u、Si_v、Si_w来执行传感器异常检测。

对应于电流检测的界限值（±Ilim）的第一阈值I1和第三阈值I3不一定与该界限值相同，而可以设置考虑检测误差等的任意值。对应于电流检测的下限值（-Ilim）的第四阈值I4也是一样，而对应于“0（零）”的第二阈值I2可以不一定是“0”。

另外，基于异常相的端子电压的短路异常判定可在图6中所示的传感器异常检测之后并且在构成驱动电路18的各个FET18a至18f全都截止的状态下执行。即，将上拉电阻连接至供电线26u、26v、26w，使得即使在各个FET18a至18f全都截止时仍能在短路异常时在对应的相中检测基于供电电压的端子电压。因此，在检测了传感器异常之后，在短路异常判定中否定了在对应相中的每个FET的短路，因此可提高传感器异常检测的可靠性。一系列的判定被重复几次，使得可以以更良好的精度检测是否已发生传感器异常。

在下面，描述了可根据上面的说明性实施方式把握的技术思想。

（A）当短路异常发生时，马达控制信号输出装置不输出其中使得除了带有异常的相之外的两个相用作导电相的马达控制信号，因此，可迅速查找故障安全装置，从而进一步提高安全性。

（B）第四阈值被设定，使得其绝对值小于第三阈值的绝对值。即，执行第四阈值与第一和第二电流值的比较从而判定是否已出现了贯穿电流，并且由于分别执行了基于相电流的过流检测所以其位置将决定电流检测的方向。因此，根据上面的构造，可排除检测误差的影响，从而提高了短路异常检测的精度。

尽管已参照具体说明性实施方式具体描述了发明，但对本领域中的技术人员显而易见的是在不背离发明的思想和范围的情况下可做出各个变更和修改。

此申请基于2011年1月6日提交的日本专利申请第2011-001203号，其内容结合于此作为参考。

工业应用

根据本发明，可提供能够在将传感器异常与已发生在构成驱动电路的每个开关元件中的短路异常相区别的同时以良好的精度检测是否已发生传感器异常的马达控制装置和电动助力转向装置。

参考号列表

1：电动助力转向装置（EPS）

10：EPS促动器

11：ECU

12：马达

12u、12v、12w：马达线圈

17：微计算机

18：驱动电路

18a至18f：FET

18u、18v、18w：开关臂

20u、20v、20w：电流传感器

21：电流检测器

22：马达控制器

25：异常检测器

26u、26v、26w：供电线

Si_u、Si_v、Si_w：输出信号

Iu_hp、Iv_hp、Iw_hp：第一电流值

Iu_lp、Iv_lp、Iw_lp：第二电流值

Iu、Iv、Iw、Ix：相电流值

I1、I2、I3、I4：阈值

Ilim：界限值（上限和下限）

Str：异常检测信号

δ1,δ2：三角波

Claims (4)

1.一种马达控制装置，包括：

电流检测装置，检测要被电传导至马达的三相的相电流值；

马达控制信号输出装置，通过基于各个相电流值执行以三角波为脉宽调制PWM载波的电流控制来输出马达控制信号；以及

驱动电路，基于所述马达控制信号向所述马达输出驱动电力；

其中，通过与各个相对应地并联连接开关臂来配置所述驱动电路，每个开关臂具有基于所述马达控制信号来导通/断开并且彼此串联连接的一对开关元件，

其中，电流传感器被设置于各个开关臂的低电压侧，

其中，所述电流检测装置检测通过在所述三角波变成波峰时的定时获得各个电流传感器的输出信号来检测各个相的第一电流值，通过在所述三角波变成波谷时的定时获得各个电流传感器的输出信号来检测各个相的第二电流值，以及基于相应的所述第一电流值与相应的所述第二电流值的差来检测各个相的相电流值，

其中，设置异常检测装置，其基于所述第一电流值、所述第二电流值以及所述相电流值来检测在各个相的供电路径上发生的异常，以及

其中，当在任意一个相中所述第一电流值的绝对值以及所述第二电流值的绝对值中的至少一个超过对应于电流检测的界限值的第一阈值并且所述相电流值的绝对值小于对应于零的第二阈值时，所述异常检测装置判定关于对应相已发生所述电流传感器的异常。

2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中

当已发生所述电流传感器的所述异常时，所述马达控制信号输出装置输出使得除了带有所述异常的相之外的两个相用作导电相的马达控制信号。

3.根据权利要求1或2所述的马达控制装置，其中

当所述相电流值的绝对值超过对应于所述界限值的第三阈值并且所述第一电流值或所述第二电流值小于对应于所述电流检测的下限值的第四阈值时，所述异常检测装置判定关于对应相已发生所述开关元件的短路异常。

4.一种电动助力转向装置，包括根据权利要求1至3中任一项所述的马达控制装置。

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