CN106877755B - 旋转电机控制装置和包括其的电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

公开了旋转电机控制装置和包括其的电动助力转向装置。旋转电机具有绕组集，绕组集具有线圈，用于旋转电机的旋转电机控制装置包括：用于每个绕组集的逆变器；用于每个逆变器的电源继电器；检测每个线圈的端子电压的端子电压检测器；以及控制器，控制器包括逆变器控制器、继电器控制器以及异常确定单元。每个绕组集与相应的逆变器提供系统。当使用正常系统来驱动旋转电机时：继电器控制器控制电源继电器以切断从电源向异常系统中的逆变器的电力供给；异常确定单元基于异常系统中的端子电压来指定短路位置；逆变器控制器根据所指定的短路位置来校正与正常系统中的逆变器的控制有关的命令值。

Description

旋转电机控制装置和包括其的电动助力转向装置

技术领域

本公开内容涉及旋转电机控制装置和包括旋转电机控制装置的电动助力转向装置。

背景技术

已知用于多相旋转电机的控制装置。例如，在专利文献1中，没有故障的系统中的开关元件被控制，以抵消在有故障的系统中生成的制动扭矩。

在专利文献1中，在控制部已经停止脉冲宽度调制(PWM)控制的状态下，也就是说在电机已经停止的状态下，指定具有接通故障(on-failure)的开关元件。然而，在专利文献1中，在电机正在旋转的状态下不可能指定具有接通故障的开关元件。

专利文献1：日本专利第4831503号。

发明内容

本公开内容的目的是提供一种能够在旋转电机处于旋转状态的情况下指定短路位置的旋转电机控制装置，以及包括该旋转电机控制装置的电动助力转向装置。

根据本公开内容的第一方面，一种用于控制旋转电机的旋转电机控制装置，该旋转电机具有多个绕组集，所述多个绕组集中的每个绕组集包括分别对应于多个相的多个线圈，该旋转电机控制装置包括：逆变器，其被布置用于每个绕组集，并且对旋转电机的电力进行转换；电源继电器，其被布置用于每个逆变器，并且切断从电源向逆变器的电力供给；端子电压检测器，其用于检测每个线圈的端子电压；以及控制器，其包括：用于控制每个逆变器的逆变器控制器、用于控制每个电源继电器的继电器控制器、以及用于确定每个逆变器和每个绕组集的异常的异常确定单元。将每个绕组集与相应逆变器的组合定义为系统。将所述系统中发生异常的一个系统定义为异常系统。将所述系统中正常的另一个系统定义为正常系统。当使用正常系统来驱动旋转电机时：继电器控制器控制电源继电器以切断从电源向异常系统中的逆变器的电力供给；异常确定单元基于异常系统中的端子电压来指定短路位置；以及逆变器控制器根据所指定的短路位置来校正与正常系统中的逆变器的控制有关的命令值。

在上述旋转电机控制装置中，在由电源继电器部切断从电源向异常系统中的逆变器的电力供给的状态下，基于由旋转电机的反电动势生成的端子电压来确定短路位置。因此，在旋转电机处于旋转状态的情况下可以适当地指定短路位置。另外，可以通过根据短路位置校正命令值来减小扭矩波动。

根据本公开内容的第二方面，一种电动助力转向装置包括：根据本公开内容的第一方面的旋转电机控制装置；以及旋转电机，其输出用于辅助驾驶员的转向操作的辅助扭矩。

在上述电动助力转向装置中，在由电源继电器部切断从电源向异常系统中的逆变器的电力供给的状态下，基于由旋转电机的反电动势生成的端子电压来确定短路位置。因此，在旋转电机处于旋转状态的情况下可以适当地指定短路位置。另外，可以通过根据短路位置校正命令值来减小扭矩波动。

附图说明

根据参照附图而做出的以下详细描述，本公开内容的上述以及其他目的、特征和优点将变得更明显。在附图中：

图1是示出了根据本公开内容的第一实施方式的转向系统的示意性配置图；

图2A和图2B是用于说明根据本公开内容的第一实施方式的电机的说明图，图2A是示意立体图，图2B是用于说明相序(phase sequence)的说明图；

图3是用于说明根据本公开内容的第一实施方式的电角度的说明图；

图4是用于说明根据本公开内容的第一实施方式的电机控制装置的电路图；

图5是用于说明根据本公开内容的第一实施方式的控制部的框图；

图6是用于说明根据本公开内容的第一实施方式的异常确定处理的流程图；

图7是用于说明根据本公开内容的第一实施方式的短路位置指定处理的流程图；

图8A至图8F是用于说明根据本公开内容的第一实施方式的q轴电流校正值的说明图；

图9A是用于说明在本公开内容的第一实施方式中当尚未发生短路异常时在单系统驱动时的端子电压的平均值的说明图，并且图9B是用于说明在本公开内容的第一实施方式中当尚未发生短路异常时在单系统驱动时的每个相的端子电压的说明图；

图10A是用于说明在本公开内容的第一实施方式中当已经发生了W相接地故障异常时在单系统驱动时的端子电压的平均值的说明图，并且图10B是用于说明在本公开内容的第一实施方式中当已经发生了W相接地故障异常时在单系统驱动时的每个相的端子电压的说明图；

图11A是用于说明在本公开内容的第一实施方式中当已经发生了W相电源故障异常时在单系统驱动时的端子电压的平均值的说明图，并且图11B是用于说明在本公开内容的第一实施方式中当已经发生了W相电源故障异常时在单系统驱动时的每个相的端子电压的说明图；

图12是用于说明根据本公开内容的第二实施方式的电机控制装置的电路图；

图13是用于说明在本公开内容的第二实施方式中当尚未发生短路异常时在单系统驱动时的伪中性点(pseudo neutral point)电压的说明图；

图14是用于说明在本公开内容的第二实施方式中当已经发生了W相接地故障异常时在单系统驱动时的伪中性点电压的说明图；以及

图15是用于说明在本公开内容的第二实施方式中当已经发生了W相电源故障异常时在单系统驱动时的伪中性点电压的说明图。

具体实施方式

在下文中，将基于附图来描述根据本公开内容的旋转电机控制装置和包括该旋转电机控制装置的电动助力转向装置。在下面的多个实施方式中，将用相同的附图标记来表示实质上相同的配置，并且将省略对实质上相同的配置的重复描述。

(第一实施方式)

图1至图11B示出了本公开内容的第一实施方式。

如图1所示，作为旋转电机控制装置的电机控制装置1与作为旋转电机的电机80结合应用于电动助力转向装置8，该电动助力转向装置8辅助驾驶员的转向操作。

图1示出了装备有电动助力转向装置8的转向系统90的配置。转向系统90包括作为转向构件的方向盘91、转向轴92、小齿轮96、齿条轴97、车轮98、电动助力转向装置8等。

方向盘91与转向轴92连接。转向轴92装备有用于检测通过驾驶员操作方向盘91而输入的转向扭矩的扭矩传感器94。小齿轮96被设置在转向轴92的末端处。小齿轮96与齿条轴97啮合。一对车轮98通过横拉杆等耦接至齿条轴97的两端。

当驾驶员旋转方向盘91时，连接至方向盘91的转向轴92旋转。转向轴92的旋转运动通过小齿轮96被转换成齿条轴97的线性运动。一对车轮98以根据齿条轴97的位移量的角度进行转向。

电动助力转向装置8包括电机80、减速齿轮89、电机控制装置1等，减速齿轮89减小电机80的旋转并且将旋转传送至转向轴92或齿条轴97。也就是说，本实施方式的电动助力转向装置8是所谓的“柱辅助型”，但也可以是将电机80的旋转传送至齿条轴97的所谓的“齿条辅助型”。

电机80输出用于辅助驾驶员对方向盘91的转向的辅助扭矩，并且通过来自作为电源的电池5(参见图2A和图2B)的电力供给来驱动电机80以使减速齿轮89正向旋转和反向旋转。

如图2A至图4中所示，电机80是三相无刷电机，并且电机80包括转子83、定子85以及两个绕组集(winding set)810、820。

如图4所示，第一绕组集810包括U1线圈811、V1线圈812以及W1线圈813。线圈811、812、813的一端连接至第一逆变器120，并且线圈811、812、813的另一端通过连接部819连接。在下文中，将U1线圈811的一端称为U1端子111，将V1线圈812的一端称为V1端子112并且将W1线圈813的一端称为W1端子113。

第二绕组集820包括U2线圈821、V2线圈822以及W2线圈823。线圈821、822、823的一端连接至第二逆变器220，并且线圈821、822、823的另一端通过连接部829连接。在下文中，将U2线圈821的一端称为U2端子211，将V2线圈822的一端称为V2端子212，并且将W2线圈823的一端称为W2端子213。

如图2A和2B所示，转子83被径向地布置在定子85的内侧，并且转子83被设置成可以围绕旋转轴O关于定子85来相对地旋转。具有极数(2×m)的永磁体84被径向地设置在转子83的外侧。在本文中，“m”是自然数，并且在本实施方式中等于2。也就是说，本实施方式中的转子83的磁极数为4，并且一个磁极被布置在90度的机械角度的范围内。

线圈811至813、821至823围绕定子85缠绕。

图2B是从Z方向看到的图2A的示意图。在本实施方式中，将图2B中转子83顺时针旋转的情况称为正向旋转，并且将转子83逆时针旋转的情况称为反向旋转。

将基于图2B来描述线圈811至813、821至823的相序。在图2B中，用“U1”来表示U1线圈811，用“V1”来表示V1线圈812，用“W1”来表示W1线圈813，用“U2”来表示U2线圈821，用“V2”来表示V2线圈822，并且用“W2”来表示W2线圈823。

如图2B所示，绕组集810、820中的每个绕组集对应于一个磁极，并且将U1线圈811、U2线圈821、W1线圈813、W2线圈823、V1线圈812以及V2线圈822按照这种顺序从基线B开始每个线圈处于15度的机械角度来排列。

另外，在本实施方式中，U1线圈811、U2线圈821、V1线圈812以及V2线圈822沿第一方向缠绕，并且W1线圈813和第二线圈823沿与第一方向相反的第二方向缠绕。

电角度方面的相序如图3所示。将第一系统101的U相与稍后将描述的d轴所形成的角度称为第一电角度θ1，并且将第二系统201的U相与d轴所形成的角度称为第二电角度θ2。公式(1-1)示出了第一电角度θ1与第二电角度θ2之间的关系。另外，公式(1-2)、(1-3)各自示出了第一电角度θ1或第二电角度θ2与稍后将描述的电角度θe之间的关系。在本说明书中，将电角度的单位称为度。

θ1－θ2＝30…(1-1)

θ1＝θe+15…(1-2)

θ2＝θe-15…(1-3)

另外，公式(2-1)、(2-2)、(2-3)示出了各个相的感应电压。

Eun＝-sin(θn)…(2-1)

Evn＝-sin(θn-120)…(2-2)

Ewn＝-sin(θn+120)…(2-3)

在各个公式中，“n”为1或2。当“n”等于1时，感应电压Eu1、Ev1、Ew1是在第一绕组集810的各个相中生成的感应电压。当“n”等于2时，感应电压Eu2、Ev2、Ew2是在第二绕组集820的各个相中生成的感应电压。

如图4所示，电机控制装置1通过脉冲宽度调制控制等来控制电机80的驱动。电机控制装置1包括：逆变器120、220；端子电压检测部140、240；电容器170、270；电容器电压检测部175、275；电源继电器部180、280；旋转角度传感器30；控制部40等。注意在图4中，适当地省略了控制线等以避免使该图复杂。

在本实施方式中，第一系统101包括：第一绕组集810，以及与第一绕组集810对应地提供的电子部件，如第一逆变器120、检测部130、140、175中的每个检测部、第一电容器170以及第一电源继电器部180。另外，第二系统201包括：第二绕组集820，以及与第二绕组集820对应地提供的电子部件，如第二逆变器220、检测部230、240、275中的每个检测部、第二电容器270以及第二电源继电器部280。

在下文中，对于具有三位数的配置，当百位为“1”时，这意指该配置包括在第一系统101中，当百位为“2”时，这意指该配置包括在第二系统201中。另外，当包括在第一系统101中的配置的最后两位与包括在第二系统201中的配置的最后两位相同时，这意指该配置类似。

在下文中，将主要给出对根据第一系统101的配置和控制的描述，并且将适当地省略对根据第二系统201的配置的描述。注意，通过将根据第一系统101的名称中的索引“1”变为“2”，例如从“第一”变为“第二”或者从“U1”变为“U2”，来获得根据第二系统201的配置名称或值。

第一逆变器120是三相逆变器，并且第一逆变器120包括U1上臂元件121、V1上臂元件122、W1上臂元件123、U1下臂元件124、V1下臂元件125、W1下臂元件126。

在下文中，将元件121至126、221至226称为“SW元件”。

SW元件121至126、221至226全部是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，但它们也可以是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、晶闸管(thyristor)等。

上臂元件121、122、123的漏极连接至第一正侧总线116。上臂元件121、122、123的源极连接至相应成对的下臂元件124、125、126的漏极。下臂元件124、125、126的源极连接至第一负侧总线117。

成对的U相上臂元件121与下臂元件124的连接点被连接至U1端子111。成对的V相上臂元件122与下臂元件125的连接点被连接至V1端子112。成对的W相上臂元件123与下臂元件126的连接点被连接至W1端子113。

第一正侧总线116是用于连接上臂元件121至123的高电势侧与电池5的正电极的高电势侧接线，并且第一正侧总线116在第一继电器部180的下游侧。假定第一继电器部180的下游侧是电池5的相对侧。第一负侧总线117是用于连接下臂元件124至126的低电势侧与电池5的负电极或地的低电势侧接线。

第一电流检测部130包括电流传感器131、132、133。电流传感器131至133被分别设置在第一下臂元件124至126与第一负侧总线117之间，并且电流传感器131至133对电传导至第一绕组集810的各个相的各个相电流Iu1、Iv1、Iw1进行检测。本实施方式的电流传感器131至133全部是分流电阻器。经由运算放大器134、135、136，将电流传感器131至133的端到端的电压作为根据各个相电流Iu1、Iv1、Iw1的检测值输出至控制部40。

第一端子电压检测部140包括U1端子电压检测部141、V1端子电压检测部144以及W1端子电压检测部147。

U1端子电压检测部141包括作为部分电阻器的电阻器142、143，并且U1端子电压检测部141连接至U1端子111和第一负侧总线117。将电阻器142、143的连接点的电压作为U1端子电压检测值Vu1_d输出至控制部40，U1端子电压检测值Vu1_d是根据U1端子111的U1端子电压Vu1的检测值。

V1端子电压检测部144包括作为部分电阻器的电阻器145、146，并且V1端子电压检测部144连接至V1端子112和第一负侧总线117。将电阻器145、146的连接点的电压作为V1端子电压检测值Vv1_d输出至控制部40，V1端子电压检测值Vv1_d是根据V1端子112的V1端子电压Vv1的检测值。

W1端子电压检测部147包括作为部分电阻器的电阻器148、149，并且W1端子电压检测部147连接至W1端子113和第一负侧总线117。将电阻器148、149的连接点的电压作为W1端子电压检测值Vw1_d输出至控制部40，W1端子电压检测值Vw1_d是根据W1端子113的W1端子电压Vw1的检测值。

在第二端子电压检测部240中，将电阻器242、243的连接点的电压作为U2端子电压检测值Vu2_d输出至控制部40，U2端子电压检测值Vu2_d是根据U2端子211的端子电压Vu2的检测值。将电阻器245、246的连接点的电压作为V2端子电压检测值Vv2_d输出至控制部40，V2端子电压检测值Vv2_d是根据V2端子212的端子电压Vv2的检测值。将电阻器248、249的连接点的电压作为W2端子电压检测值Vw2_d输出至控制部40，W2端子电压检测值Vw2_d是根据W2端子213的端子电压Vw2的检测值。

在控制部40中，基于电阻比率来转换各个端子电压检测值，以计算各个端子电压。

由于在转换之前各个端子电压检测值是可转换成端子电压的值，因此认为第一端子电压检测部140已经检测到端子电压Vu1、Vv1、Vw1，并且第二端子电压检测部240已经检测到端子电压Vu2、Vv2、Vw2。

第一上拉电阻器组150包括U1上拉电阻器151、V1上拉电阻器152以及W1上拉电阻器153。U1上拉电阻器151连接至第一正侧总线116和U1端子电压检测部141。V1上拉电阻器152连接至第一正侧总线116和V1端子电压检测部144。W1上拉电阻器153连接至第一正侧总线116和W1端子电压检测部147。

可以适当地设置组成第一端子电压检测部140的电阻器中的每个电阻器的电阻值以及组成第一上拉电阻器组150的电阻器中的每个电阻器的电阻值。在本实施方式中，假定所有这些电阻器的电阻值相同。

第一电容器170连接至第一正侧总线116和第一负侧总线117，并且第一电容器170存储电荷，以辅助向第一逆变器120的电力供给，并且抑制噪声分量，如浪涌电流。

第一电容器电压检测部175包括作为部分电阻器的电阻器176、177，并且第一电容器电压检测部175连接至第一正侧总线116和第一负侧总线117。将电阻器176、177的连接点的电压作为根据第一电容器电压Vc1的检测值输出至控制部40，第一电容器电压Vc1是第一电容器170的电压。注意，可以将第一电容器电压Vc1当作第一正侧总线116的电压，或者中继后的电压，所述中继后的电压是第一继电器部180的下游侧的电压。

第一电源继电器部180包括第一电源继电器部181和第一反向连接保护继电器182。

第一电源继电器部181设置在电池5与第一逆变器120、第一端子电压检测部140、第一电容器170以及第一电容器电压检测部175之间，并且第一电源继电器部181可以切断从电池5向第一逆变器120的电力供给。

第一反向连接保护继电器182与第一电源继电器部181串联连接，以使得第一电源继电器部181和寄生二极管的方向彼此相反。提供第一反向连接保护继电器182阻止了当电池5等被错误地反向连接时的反向电流流动。

本实施方式的继电器181、182二者都是MOSFET，但不限于半导体继电器，而可以是机械继电器。当采用不具有寄生二极管的半导体继电器或机械继电器时，可以省略反向连接保护继电器182。

旋转角度传感器30检测电机80的电角度θe。将旋转角度传感器30的检测值输出至控制部40。

如图4和5所示，控制部40被配置成主要是微型计算机等。控制部40中的每个处理可以是通过中央处理单元(CPU)执行在实质性存储装置(诸如只读存储器(ROM))中先前存储的程序而执行的软件处理，或者可以是由专用电子电路执行的硬件处理。

控制部40通过基于从扭矩传感器94(参见图1)获得的扭矩检测值、根据从旋转角度传感器30获得的电角度θe的检测值等来控制上臂元件121至123、221至223以及下臂元件124至126、224至226的通断操作，来控制电机80的驱动。

如图5所示，控制部40包括作为功能块的第一逆变器控制部41、第二逆变器控制部42、继电器控制部43、异常确定部45等。

第一逆变器控制部41包括：三相至两相变换部410；校正电流计算部411；开关部412；校正部413；减法器414、415；控制器416；两相至三相变换部417；占空比计算部418；以及信号生成部419。

第二逆变器控制部42包括：三相至两相变换部420；校正电流计算部421；开关部422；校正部423；减法器424、425；控制器426；两相至三相变换部427；占空比计算部428；以及信号生成部429。

当在第一逆变器控制部41的每个计算部与第二逆变器控制部42的每个计算部之间，三位数的末位数相同时，这意指这些计算部相似。在下文中，将主要给出对第一逆变器控制部41的描述，并且将适当地省略对第二逆变器控制部42的描述。

三相至两相变换部410基于电角度θ对相电流Iu1、Iv1、Iw1中的每个相电流执行dq变换，以计算d轴电流检测值Id1和q轴电流检测值Iq1，其中，基于第一电流检测部130的检测值来计算相电流Iu1、Iv1、Iw1。

校正电流计算部411根据由异常确定部45指定的第二系统201中的异常位置来计算q轴电流校正值Iq1_a，以用于校正由于电机80的反电动势而产生的扭矩波动。

开关部412进行切换以输出或者不输出q轴电流校正值Iq1_a。当已经设置了从异常确定部45输出的开关标志FlgB2时，开关部412输出q轴电流校正值Iq1_a。当尚未设置开关标志FlgB2时，开关部412不输出q轴电流校正值Iq1_a。

注意，对于第二逆变器控制部42，校正电流计算部421根据由异常确定部45指定的第一系统101中的短路位置来计算q轴电流校正值Iq2_a，以用于校正由于电机80的反电动势而产生的扭矩波动。

开关部422进行切换以输出或者不输出q轴电流校正值Iq2_a。当已经设置了从异常确定部45输出的开关标志FlgB1时，开关部422输出q轴电流校正值Iq2_a。当尚未设置开关标志FlgB1时，开关部422不输出q轴电流校正值Iq2_a。

稍后将描述由校正电流计算部411、421和开关部412、422执行的处理的细节。

校正部413通过使用从开关部412输出的电流校正值Iq1_a来校正q轴电流命令值Iq1*。注意，当不输出电流校正值Iq1_a时，将q轴电流校正值Iq1_a视为0。也就是说，在这种情况下，不校正q轴电流命令值Iq1*，并且将q轴电流命令值Iq1*当作经校正的q轴电流命令值Iq1**。在本实施方式中，校正部413是加法器，并且将q轴电流校正值Iq1_a加至q轴电流命令值Iq1*，以计算经校正的q轴电流命令值Iq1**。

d轴减法器414计算d轴电流偏差ΔId1，该d轴电流偏差ΔId1是d轴电流命令值Id1*与反馈的d轴电流检测值Id1之间的偏差。

q轴减法器415计算q轴电流偏差ΔIq1，该q轴电流偏差ΔIq1是经校正的q轴电流命令值Iq1**与反馈的q轴电流检测值Iq1之间的偏差。

控制器416通过PI计算等来计算d轴电压命令值Vd1*和q轴电压命令值Vq1*，以使得电流偏差ΔId1、ΔIq1收敛至0。

两相至三相变换部417基于电角度θ对d轴电压命令值Vd1*和q轴电压命令值Vq1*执行反向dq变换，以计算U1电压命令值Vu1*、V1电压命令值Vv1*以及W1电压命令值Vw1*。

占空比计算部418基于电压命令值Vu1*、Vv1*、Vw1*来执行调制处理等，以计算占空比命令值Du1、Dv1、Dw1。

信号生成部419基于占空比命令值Du1通过三角波比较等来生成用于命令接通/断开U1上臂元件121的U1上驱动信号U1_H以及用于命令接通/断开U1下臂元件124的U1下驱动信号U1_L。

信号生成部419基于占空比命令值Dv1通过三角波比较等来生成用于命令接通/断开V1上臂元件122的V1上驱动信号V1_H以及用于命令接通/断开V1下臂元件125的V1下驱动信号V1_L。

信号生成部419基于占空比命令值Dw1通过三角波比较等来生成用于命令接通/断开W1上臂元件123的W1上驱动信号W1_H以及用于命令接通/断开W1下臂元件126的W1下驱动信号W1_L。

也在第二逆变器控制部42上执行类似的处理，以生成U2上驱动信号U2_H、U2下驱动信号U2_L、V2上驱动信号V2_H、V2下驱动信号V2_L、W2上驱动信号W2_H以及W2下驱动信号W2_L。

通过基于所生成的驱动信号控制第一逆变器120和第二逆变器220，来控制电机80的驱动。

继电器控制部43控制继电器181、182、281、282的通断操作。在本实施方式中，当已经设置了异常标志FlgA1时断开继电器181、182，并且当已经设置了异常标志FlgA2时断开继电器281、282。

异常确定部45基于相电流Iu1、Iv1、Iw1、Iu2、Iv2、Iw2中的每个相电流来确定第一系统101或第二系统201中是否已经发生了异常。例如，当三个相的Iu1、Iv1、Iw1之和不为0时，也就是说，当满足关系Iu1+Iv1+Iw1≠0时，可以确定第一系统101中已经发生了异常。类似地，当三个相的Iu2、Iv2、Iw2之和不为0时，也就是说，当满足关系Iu2+Iv2+Iw2≠0时，可以确定第二系统201中已经发生了异常。

在下文中，将其中已经发生了异常的系统适当地当作异常系统，并且将正常的系统当作正常系统。

当在第一系统101中已经发生了异常而第二系统201正常时，在正常的第二系统201中继续对电机80进行驱动。

当在第一系统101中已经发生了异常时，异常确定部45向信号生成部419输出异常标志FlgA1。信号生成部419将根据第一逆变器120的驱动的驱动信号U1_H、U1_L、V1_H、V1_L、W1_H、W1_L设置成断开命令，以断开第一逆变器120的所有SW元件121至126。

另外，异常确定部45向继电器控制部43输出异常标志FlgA1。继电器控制部43断开继电器181、182。

当第一系统101正常而在第二系统201中已经发生了异常时，在正常的第一系统101中继续对电机80进行驱动。

当在第二系统201中已经发生了异常时，异常确定部45向信号生成部429输出异常标志FlgA2。信号生成部429将根据第二逆变器220的驱动的驱动信号U2_H、U2_L、V2_H、V2_L、W2_H、W2_L设置成断开命令，以断开第二逆变器220的所有SW元件221至226。

另外，异常确定部45向继电器控制部43输出异常标志FlgA2。继电器控制部43断开继电器281、282。

在下文中，将描述短路异常。将用第一正侧总线116或第一负侧总线117使U1线圈811短路的异常称为U1短路异常。U1短路异常包括用第一正侧总线116使U1线圈811短路的U1电源故障异常和用第一负侧总线117使U1线圈811短路的U1接地故障异常。

U1电源故障异常包括用第一正侧总线116使U1线圈811自身短路的情况和在U1上臂元件121中发生短路故障的情况。U1上臂元件121的短路故障包括元件自身已经短路的情况和驱动信号U1_H异常的情况。

U1接地故障异常包括用第一负侧总线117使U1线圈811自身短路的情况和在U1下臂元件124中发生短路故障的情况。U1下臂元件124的短路故障包括元件自身已经短路的情况和驱动信号U1_L异常的情况。

将V1线圈812与第一正侧总线116或第一负侧总线117之间的电流不能被切断的异常称为V1短路异常。V1短路异常包括V1电源故障异常和V1接地故障异常。

将W1线圈813与第一正侧总线116或第一负侧总线117之间的电流不能被切断的异常称为W1短路异常。W1短路异常包括W1电源故障异常和W1接地故障异常。

V相和W相的电源故障异常和接地故障异常的细节类似于U相的电源故障异常和接地故障异常的细节。

在第二系统201侧的每个相的短路异常与上述类似，并且因此将省略其描述。

当在第一系统101中已经发生了短路异常的状态下使用第二系统201来继续对电机80进行驱动时，由反电动势生成回流电流(reflux current)，以引起扭矩波动的发生。

类似地，当在第二系统201中已经发生短路异常的状态下使用第一系统101来继续对电机80进行驱动时，由反电动势生成回流电流，以引起扭矩波动的发生。

在本实施方式中，在电机80处于旋转状态的情况下，异常确定部45基于异常系统的端子电压来指定已经发生了电源故障异常或接地故障异常的相。另外，在正常系统侧根据短路位置来补偿相应量的扭矩波动，以减小在单系统驱动时由反电动势引起的扭矩波动。

将基于图6中示出的流程图来描述本实施方式中的异常确定处理。在该图中，用“系统1”来表示第一系统101，并且用“系统2”来表示第二系统201。此处假定至少第一系统101或第二系统201正常。当第一系统101和第二系统201二者均异常时，继电器部180、280被断开以停止电机80。此处，假定继电器部180、280正常。假定由单独的处理来监视继电器部180、280的异常。

首先，在步骤S11中，异常确定部45确定第一系统101是否异常。在下文中，步骤S11的“步骤”被省略并且仅用符号“S”表示。这也适用于其他步骤。当确定第一系统101正常时(S11：否)，处理进行至S21。当确定第一系统101异常时(S11：是)，处理进行至S12。

在当第一系统101异常且第二系统201正常时处理进行到的S12中，异常确定部45设置异常标志FlgA1，并且将该标志输出至信号生成部419和继电器控制部43。

在S13中，继电器控制部43断开继电器181、182，以停止从电池5向第一逆变器120侧的电力供给。另外，信号生成部419将驱动信号U1_H、U1_L、V1_H、V1_L、W1_H、W1_L设置成断开命令，以断开第一逆变器120的所有SW元件121至126。在该图中，用“(U,V,W)1_(H,L)”来表示驱动信号U1_H、U1_L、V1_H、V1_L、W1_H、W1_L。

在S14中，异常确定部45断开继电器181、182，并且确定是否已经经过了等待时间Ts。等待时间Ts是第一电容器电压Vc1由于第一电容器170的放电而下降至可确定异常的上限电压所需要的时间。注意，代替于从断开继电器181、182开始经过的时间，使用第一电容器电压Vc1，并且基于第一电容器电压Vc1，可以在第一电容器电压Vc1变得等于或小于上限电压的情况下做出肯定确定。当确定从断开继电器181、182开始尚未经过等待时间Ts时(S14：否)，也就是说，当估计到第一电容器电压Vc1高于可确定异常的上限电压时，重复该确定处理。当确定从断开继电器181、182开始已经经过了等待时间Ts时(S14：是)，也就是说，当估计到第一电容器电压Vc1不高于可确定异常的上限电压时，处理进行至S15。

在S15中，异常确定部45对第一系统101执行短路位置指定处理。当短路的相是一个相时，设置开关标志FlgB1。当短路的相未被指定时，或当多个短路的相被指定时，不设置开关标志FlgB1。稍后将基于图7中示出的子流程来描述短路位置指定处理的细节。

在完成短路位置指定处理之后处理进行到的S16中，异常确定部45确定是否已经设置了开关标志FlgB1。当确定尚未设置开关标志FlgB1时(S16：否)，处理返回至S15并且重复短路位置指定处理。当确定已经设置了开关标志FlgB1时(S16：是)，处理进行至S17。

在S17中，在正常的第二系统201中执行根据第一系统101中的异常位置的用于补偿扭矩波动的扭矩补偿。具体地，开关部422输出在校正电流计算部421中计算的q轴电流校正值Iq2_a。

在校正电流计算部421中，通过使用根据第一系统101中的异常位置的图(map)，基于第一电角度θ1来计算q轴电流校正值Iq2_a。图8A至图8F各自示出了用于计算q轴电流校正值Iq2_a的图。图8A至图8F示出了在正向旋转时的q轴电流校正值Iq2_a，其中，图8A是U1电源故障异常之时，图8B是V1电源故障异常之时，图8C是W1电源故障异常之时，图8D是U1接地故障异常之时，图8E是V1接地故障异常之时，并且图8F是W1接地故障异常之时。在反向旋转时，执行乘以-1以获得正/负相反值。

在图中，“θn”中的“n”是“1”或“2”，并且因此意指“θn”是第一电角度θ1或第二电角度θ2。另外，在图8A至图8F中，将q轴电流校正值Iqn_a简称为“校正值”。

返回参照图6，在当确定第一系统101正常时(S11：否)处理进行到的S21中，确定第二系统201是否异常。当确定第二系统201正常时(S21：否)，处理返回至S11。也就是说，当第一系统101和第二系统201二者都正常时，重复S11和S21的确定处理。当确定第二系统201异常时(S21：是)，处理进行至S22。

由于处理S22至S27与处理S12至S17对应，因此将适当地省略对处理S22至S27的描述。

在当第二系统201异常且第一系统101正常时处理进行到的S22中，异常确定部45设置异常标志FlgA2，并且将该标志输出至信号生成部419和继电器控制部43。

在S23中，继电器控制部43断开继电器281、282以停止从电池5向第二逆变器220侧的电力供给。信号生成部429将驱动信号U2_H、U2_L、V2_H、V2_L、W2_H、W2_L设置成断开命令。在该图中，用“(U,V,W)2_(H,L)”来表示驱动信号U2_H、U2_L、V2_H、V2_L、W2_H、W2_L。

在S24中，异常确定部45确定是否已经经过了等待时间Ts。当确定尚未经过等待时间Ts时(S24：否)，重复该确定处理。当确定已经经过了等待时间Ts时(S24：是)，处理进行至S25。

在S25中，异常确定部45对第二系统201执行短路位置指定处理。当短路的相是一个相时，设置开关标志FlgB2。当短路的相未被指定时，或当多个短路的相被指定时，不设置开关标志FlgB2。

在完成短路位置指定处理之后处理进行到的S26中，异常确定部45确定是否已经设置了开关标志FlgB2。当确定尚未设置开关标志FlgB2时(S26：否)，重复短路位置指定处理。当确定已经设置了开关标志FlgB2时(S26：是)，处理进行至S27。

在S27中，在正常的第一系统101中执行根据第二系统201中的异常位置的用于补偿扭矩波动的扭矩补偿。具体地，开关部412输出在校正电流计算部411中计算的q轴电流校正值Iq1_a。

在校正电流计算部411中，通过使用根据第二系统201中的异常位置的图(参见图8A至图8F)，基于第二电角度θ2来计算q轴电流校正值Iq1_a。

图7示出了根据短路位置指定处理的子流程。在S15中，假定n＝1的关系，并且基于稍后将描述的第一端子电压平均值Vt1来指定第一系统101中的短路位置。在S25中，假定n＝2的关系，并且基于稍后将描述的第二端子电压平均值Vt2来指定第二系统201中的短路位置。

在下文中，将主要描述指定第一系统101中的短路位置的处理。注意，在指定第二系统201中的短路位置的处理中，使用第二端子电压平均值Vt2来代替第一端子电压平均值Vt1，并且使用第二电角度θ2来代替第一电角度θ1。

在S501中，确定电机80是否正在持续旋转。在本实施方式中，当电机80的旋转速度处于预定范围内的状态被保持达预定时间或更久时，假定电机80正在持续旋转并且满足可确定的条件。可以根据电机80的旋转速度来适当地设置“预定范围”，并且例如将“预定范围”设置成不小于500rpm并且不大于1000rpm。还可以适当地设置持续时间。当确定电机80正在持续旋转时(S501：是)，处理进行至S503。当确定电机80并未在持续旋转时(S501：否)，处理进行至S502。

在S502中，对根据短路位置确定的每个计数器进行复位，并且处理返回至主流程。

在当确定电机80持续旋转时(S501：是)处理进行到的S503中，异常确定部45计算作为端子电压Vu1、Vv1、Vw1的平均值的第一端子电压平均值Vt1。通过公式(3-1)来计算第一端子电压平均值Vt1。公式(3-1)是电阻器142、143、145、146、148、149的电阻值相同的情况的示例。根据电阻值来适当地设置端子电压检测值Vu1_d、Vv1_d、Vw1_d所乘的系数。这也适用于公式(3-2)。

Vt1＝(Vu1+Vv1+Vw1)/3

＝(Vu1_d×2+Vv1_d×2+Vw1_d×2)/3…(3-1)

当要指定第二系统201中的短路位置时，异常确定部45计算第二端子电压平均值Vt2。通过公式(3-2)来计算第二端子电压平均值Vt2。

Vt2＝(Vu2+Vv2+Vw2)/3

＝(Vu2_d×2+Vv2_d×2+Vw2_d×2)/3…(3-2)

此外，当要指定第一系统101中的短路位置时，由于继电器部180断开并且SW元件121至126是断开命令，所以由电机80的旋转所生成的反电动势引起端子电压Vu1、Vv1、Vw1。另外，当要指定第二系统201中的短路位置时，由于SW元件221至226是断开命令，所以由电机80的旋转所生成的反电动势引起端子电压Vu2、Vv2、Vw2。

在S504中，当第一电角度θ1处于U相接地故障确定范围内时，异常确定部45执行U相接地故障确定。在电机80的正向旋转时的U相接地故障确定范围为240≤θ1≤300，并且在电机80的反向旋转时的U相接地故障确定范围为60≤θ1≤120。根据第一绕组集810的相移和电角度的定义来适当地设置接地故障确定范围。这也适用于电源故障确定范围。

当在第一电角度θ1处于U相接地故障确定范围内的情况下第一端子电压平均值Vt1不大于接地故障确定阈值Vth_g时，异常确定部45将U相视为具有接地故障。考虑到检测误差等，将接地故障确定阈值Vth_g设置成接近于0的任意预定值(例如，0.3V)。当第一电角度θ1处于U相接地故障确定范围之外时，不执行U相接地故障确定。这也适用于V相和W相的接地故障。

当U相不具有接地故障时，或当不执行接地故障确定时(S504：否)，处理进行至S506。当确定U相具有接地故障时(S504：是)，处理进行至S505。

在S505中，异常确定部45使U相接地故障计数器U1_g加一。

在S506中，当第一电角度θ1处于U相电源故障确定范围内时，异常确定部45执行U相电源故障确定。在电机80的正向旋转时的U相电源故障确定范围为60≤θ1≤120，并且在电机80的反向旋转时的U相电源故障确定范围为240≤θ1≤300。

当在第一电角度θ1处于U相电源故障确定范围内的情况下第一端子电压平均值Vt1不小于电源故障确定阈值Vth_p时，异常确定部45将U相视为具有电源故障。考虑到检测误差等，根据第一电容器电压Vc1来适当地设置电源故障确定阈值Vth_p，以使其变成接近第一电容器电压Vc1的值。在本实施方式中，电源故障确定阈值Vth_p是通过将第一电容器电压Vc1乘以预定系数(例如，0.9)而获得的值。当第二系统201中的短路位置被指定时，使用第二电容器电压Vc2来代替第一电容器电压Vc1。当第一电角度θ1处于U相电源故障确定范围之外时，不执行U相电源故障确定。这也适用于V相和W相的电源故障。

当U相不具有电源故障时，或当不执行电源故障确定时(S506：否)，处理进行至S508。当确定U相具有电源故障时(S506：是)，处理进行至S507。

在S507中，异常确定部45使U相电源故障计数器U1_p加一。

在S508中，当第一电角度θ1处于V相接地故障确定范围内时，异常确定部45执行V相接地故障确定。在电机80的正向旋转时的V相接地故障确定范围为0≤θ1≤60，并且在电机80的反向旋转时的V相接地故障确定范围为180≤θ1≤240。

当在第一电角度θ1处于V相接地故障确定范围内的情况下第一端子电压平均值Vt1不大于接地故障确定阈值Vth_g时，异常确定部45将V相视为具有接地故障。

当V相不具有接地故障时，或当不执行接地故障确定时(S508：否)，处理进行至S510。当确定V相具有接地故障时(S508：是)，处理进行至S509。

在S509中，异常确定部45使V相接地故障计数器V1_g加一。

在S510中，当第一电角度θ1处于V相电源故障确定范围内时，异常确定部45执行V相电源故障确定。在电机80的正向旋转时的V相电源故障确定范围为180≤θ1≤240，并且在电机80的反向旋转时的V相电源故障确定范围为0≤θ1≤60。

当在第一电角度θ1处于V相电源故障确定范围内的情况下第一端子电压平均值Vt1不小于电源故障确定阈值Vth_p时，异常确定部45将V相视为具有电源故障。

当V相不具有电源故障时，或当不执行电源故障确定时(S510：否)，处理进行至S512。当确定V相具有电源故障时(S510：是)，处理进行至S511。

在S511中，异常确定部45使V相电源故障计数器V1_p加一。

在S512中，当第一电角度θ1处于W相接地故障确定范围内时，异常确定部45执行W相接地故障确定。在电机80的正向旋转时的W相接地故障确定范围为120≤θ1≤180，并且在电机80的反向旋转时的W相接地故障确定范围为300≤θ1≤360。

当在第一电角度θ1处于W相接地故障确定范围内的情况下第一端子电压平均值Vt1不大于接地故障确定阈值Vth_g时，异常确定部45将W相视为具有接地故障。

当W相不具有接地故障时，或当不执行接地故障确定时(S512：否)，处理进行至S514。当确定W相具有接地故障时(S512：是)，处理进行至S513。

在S513中，异常确定部45使W相接地故障计数器W1_g加一。

在S514中，当第一电角度θ1处于W相电源故障确定范围内时，异常确定部45执行W相电源故障确定。在电机80的正向旋转时的W相电源故障确定范围为300≤θ1≤360，并且在电机80的反向旋转时的W相电源故障确定范围为120≤θ1≤180。

当在第一电角度θ1处于W相电源故障确定范围内的情况下第一端子电压平均值Vt1不小于电源故障确定阈值Vth_p时，异常确定部45将W相视为具有电源故障。

当W相不具有电源故障时，或当不执行电源故障确定时(S514：否)，处理进行至S516。当确定W相具有电源故障时(S514：是)，处理进行至S515。

在S515中，异常确定部45使W相电源故障计数器W1_p加一。

注意在图7中，在S504至S515中按照这个顺序来确定U相接地故障、U相电源故障、V相接地故障、V相电源故障、W相接地故障、W相电源故障，但顺序可以不被设置或者可以被交换。

在S516中，异常确定部45确定具有比异常判定值Cd大的计数值C的计数器的数目是一还是大于一。当确定具有比异常判定值Cd大的计数值C的接地故障计数器或电源故障计数器的数目大于一时(S516：是)，不设置开关标志FlgB1，并且完成短路位置指定处理。也就是说，当在多个计数器中计数值C大于异常判定值Cd并且多个相被指定为短路相时，短路并非由上述位置的短路引起，而是可能由另外的异常(如端子电压检测部的高电势侧的部分电阻器的短路或上拉电阻器的短路)引起。因此，当尽管短路是由另外的异常引起，仍考虑多个相已经短路而执行扭矩补偿时，这可能导致扭矩波动的进一步增加。因此，在本实施方式中，当多个相被指定为短路相时，不执行扭矩补偿以防止扭矩波动增加。

当确定具有比异常判定值Cd大的计数值C的计数器的数目不大于1时(S516：否)，处理进行至S517。

在S517中，异常确定部45确定具有比异常判定值Cd大的计数值C的接地故障计数器或电源故障计数器的数目是否是一。当确定不存在具有比异常判定值Cd大的计数值C的接地故障计数器或电源故障计数器时(S517：否)，不设置开关标志FlgB1，并且完成短路位置指定处理。当确定具有比异常判定值Cd大的计数值C的接地故障计数器或电源故障计数器的数目是一时(S517：是)，处理进行至S518。

在S518中，异常确定部45判定在具有比异常判定值Cd大的计数值C的接地故障计数器或电源故障计数器所对应的位置处发生了短路异常。例如，当U相接地故障计数器U1_g的计数值C大于异常判定值Cd时，第一系统101的U相被指定为具有接地故障。换言之，当U相接地故障计数器U1_g的计数值C大于异常判定值Cd时，异常确定部45将短路的相指定为第一系统101的U相，并且将该短路状态指定为接地故障。另外，当U相电源故障计数器U1_p的计数值C大于异常判定值Cd时，第一系统101的U相被指定为具有电源故障。换言之，当U相电源故障计数器U1_p的计数值C大于异常判定值Cd时，异常确定部45将短路的相指定为第一系统101的U相，并且将该短路状态指定为电源故障。这也适用于其他相的接地故障和电源故障。

另外，异常确定部45向校正电流计算部421输出根据所指定的短路位置的信息。此外，异常确定部45向开关部422输出开关标志FlgB1。

此处，图9A至图11B示出了在第一系统101中发生了异常并且使用第二系统201通过单系统驱动使电机80正向旋转的情况下的仿真结果。在图9A至图11B中的每个图中，将第一电角度θ1当作水平轴。图9A、图10A以及图11A示出了第一电容器电压Vc1和第一端子电压平均值Vt1，并且图9B、图10B以及图11B示出了各个相的端子电压Vu1、Vv1、Vw1。

图9A和图9B是在第一系统101中已经发生了除短路异常之外的异常(例如，开路故障)的情况的示例。当在第一系统101中已经发生的异常不同于短路异常时，将驱动信号U1_H、U1_L、V1_H、V1_L、W1_H、W1_L设置为断开命令，以使得由电机80的旋转所生成的反电动势产生的电流不流经第一逆变器120侧。因此，如图9A所示，在第一系统101中尚未发生短路异常并且在第二系统201中执行单侧驱动的情况下第一端子电压平均值Vt1不是取决于第一电角度θ1，并且第一端子电压平均值Vt1处于大于接地故障确定阈值Vth_g并且小于电源故障确定阈值Vth_p的范围内。

另外，在本实施方式中，当第一系统101中的异常不同于短路异常并且在第二系统201中执行单系统驱动时，不执行用于补偿相应量的扭矩波动的扭矩补偿。

图10A和图10B是在第一系统101中已经发生了W相接地故障异常的情况的示例。如图10A所示，当在第一系统101中已经发生了W相接地故障异常时，在包括W相接地故障确定范围120≤θ1≤180的角度范围Rw_g内，端子电压平均值Vt1不大于接地故障确定阈值Vth_g。另外，U相接地故障确定范围和V相接地故障确定范围中的每个接地故障确定范围的端子电压平均值Vt1大于接地故障确定阈值Vth_g。因此，可以适当地指定已经发生了接地故障异常的相。

图11A和图11B是在第一系统101中已经发生了W相电源故障异常的情况的示例。如图11A所示，当在第一系统101中已经发生了W相电源故障异常时，在包括W相电源故障确定范围300≤θ1≤360的角度范围Rw_p内，端子电压平均值Vt1不小于电源故障确定阈值Vth_p。另外，U相电源故障确定范围和V相电源故障确定范围中的每个电源故障确定范围的端子电压平均值Vt1小于电源故障确定阈值Vth_p。因此，可以适当地指定已经发生了电源故障异常的相。

虽然此处已经示出了W相具有电源故障或接地故障的示例，但是由于U相与V相的电源故障和接地故障除了相的差异之外与W相的电源故障和接地故障类似，因此省略了对U相与V相的电源故障和接地故障的描述。此外，当第二系统201中发生异常时，使用第二电角度θ2来代替第一电角度θ1，并且使用第二端子电压平均值Vt2来代替第一端子电压平均值Vt1，据此可以以类似于上述的方式来适当地指定已经发生了接地故障异常或电源故障异常的相。

如上所述，本实施方式的电机控制装置1控制具有多个绕组集810、820的电机80。绕组集810、820各自包括多个相的线圈811至813、821至823。

电机控制装置1包括：逆变器120、220；电源继电器部180、280；端子电压检测部140、240；以及控制部40。

针对各个绕组集810、820设置了逆变器120、220，并且逆变器120、220对电机80的电力进行转换。

设置与各个逆变器120、220对应的电源继电器部180、280，并且电源继电器部180、280能够切断从电池5向逆变器120、220的电力供给。也就是说，第一电源继电器部180能够切断从电池5向第一逆变器120的电力供给，并且第二电源继电器部280能够切断从电池5向第二逆变器220的电力供给。

端子电压检测部140、240检测线圈811至813、821至823的端子电压Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2、Vw2。

控制部40包括：逆变器控制部41、42；继电器控制部43；以及异常确定部45。

逆变器控制部41、42控制逆变器120、220。具体地，第一逆变器控制部41控制第一逆变器120中的SW元件121至126的通断操作，并且第二逆变器控制部42控制第二逆变器220中的SW元件221至226的通断操作。

继电器控制部43控制电源继电器部180、280。

异常确定部45确定逆变器120、220和绕组集810、820中的异常。

在本实施方式中，将彼此对应的绕组集810、820和逆变器120、220的组合当作“系统”。也就是说，将第一绕组集810和第一逆变器120的组合当作第一系统101，并且将第二绕组集820和第二逆变器220的组合当作第二系统201。另外，将已经发生了异常的系统当作异常系统，并且将正常的系统当作正常系统。在下文中，将给出假设第一系统101是异常系统并且第二系统201是正常系统的描述。

当正在使用作为正常系统的第二系统201对电机80进行驱动时，继电器控制部43控制第一电源继电器部180，以切断从电池5向作为异常系统的第一系统101中的第一逆变器120的电力供给。

另外，异常确定部45基于第一系统101的端子电压Vu1、Vv1、Vw1来指定短路位置。在本文中，“指定短路位置”意指指定短路的相，并且也指定短路的相具有接地故障还是电源故障。

根据短路位置，第二逆变器控制部42校正与第二系统201(其是正常系统)中的第二逆变器220的控制有关的命令值。在本实施方式中，第二逆变器控制部42校正q轴电流命令值Iq2*。

在本实施方式中，在从电池5向第一逆变器120的电力供给被作为异常系统的第一系统101中的电源继电器部180切断的状态下，基于由电机80的反电动势生成的端子电压Vu1、Vv1、Vw1来指定短路位置。因此，在电机80处于旋转状态的情况下，可以适当地指定短路位置。

另外，根据短路位置来校正q轴电流命令值Iq2*，以使得对流入短路相的电流所生成的扭矩进行补偿。因此，对因反电动势而产生的、流入短路相的电流所生成的扭矩进行补偿，因此使得能够减小扭矩波动。

端子电压检测部140、240检测各个相的端子电压Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2、Vw2。

异常确定部45基于端子电压平均值Vt1来指定短路位置，其中，端子电压平均值Vt1是作为异常系统的第一系统101的各个相的端子电压Vu1、Vv1、Vw1的平均值。

因此，可以基于异常系统的端子电压来适当地指定短路位置。

在从切断电池5向作为异常系统的第一系统101中的第一逆变器120的电力供给开始经过预定等待时间之后，异常确定部45指定短路位置。因此，尤其可以防止电源故障异常的错误确定。

当电机80处于持续旋转状态下时，异常确定部45指定短路位置。当电机80不处于持续旋转状态下时，电容器电压Vc1、Vc2可能不稳定。因此，在本实施方式中，当电机80处于持续旋转状态下时，认为满足可确定的条件，并且然后指定短路位置。因此，可以适当地指定短路的相和短路状态。

当多个相被指定为异常系统中的短路的相时，禁止根据流入短路相中的电流所生成的扭矩来校正命令值。当多个相被指定为短路的相时，短路可能并非由电源故障异常或接地故障异常引起，而是由在其他位置的异常引起。因此，禁止对命令值的校正防止了由于校正引起扭矩波动的增加。

电动助力转向装置8包括电机控制装置1和电机80，电机80输出用于辅助驾驶员的转向的辅助扭矩。

由于本实施方式的电机80和电机控制装置1由多个系统组成，因此即使当在一个系统中发生异常时，也可以使用正常系统通过单系统驱动来继续对电机80进行驱动，并且因此继续辅助转向。另外，根据短路位置来校正正常系统的命令值，因此使得能够减小电机80的扭矩波动。因此，当使用正常系统继续对电机80进行驱动时，可以抑制在转向系统90中生成的振动和噪声。

虽然已经主要描述了第一系统101是异常系统的情况，但是当第二系统201是异常系统时也会产生类似的效果。

(第二实施方式)

将基于图12至图15来描述本公开内容的第二实施方式。

如图12所示，作为本实施方式的旋转电机控制装置的电机控制装置2包括：逆变器120、220；伪中性点生成部160、260；伪中性点电压检测部165、265；电容器170、270；电容器电压检测部175、275；电源继电器部180、280；旋转角度传感器30；控制部40等。也就是说，本实施方式与上述实施方式的不同之处在于：设置了伪中性点生成部160、260和伪中性点电压检测部165、265来代替端子电压检测部140、240。

在本实施方式中，第一系统102包括第一绕组集810和与第一绕组集810对应地设置的电子部件，如第一逆变器120，并且第二系统202包括与第二绕组集820对应地设置的电子部件，如第二逆变器220。

在下文中，与第一实施方式类似，将主要给出对根据第一系统102的配置的描述。

伪中性点生成部160包括电阻器161、162、163。电阻器161的一端连接至U1端子111，电阻器162的一端连接至V1端子112，并且电阻器163的一端连接至W1端子113。电阻器161、162、163的另一端通过连接部164连接。将连接部164当作伪中性点。连接部164通过上拉电阻器155连接至第一正侧总线116。

第一伪中性点电压检测部165包括作为部分电阻器的电阻器166、167，并且第一伪中性点电压检测部165连接至连接部164和第一负侧总线117。将电阻器166、167的连接点的电压作为第一伪中性点电压检测值Vn1_d输出至控制部40，该第一伪中性点电压检测值Vn1_d是根据第一伪中性点电压Vn1的检测值。

可以适当地设置组成第一伪中性点生成部160的电阻器161至163、上拉电阻器155、以及组成第一伪中性点电压检测部165的电阻器166、167中的每个电阻器的电阻值。在本实施方式中，电阻器155、161至163、166的电阻值相同，并且电阻器155、161至163、166中的每个电阻器的电阻值与电阻器167的电阻值之间的电阻比为3:2。

控制部40基于电阻器166、167的电阻比来转换第一伪中性点电压检测值Vn1_d，以计算第一伪中性点电压Vn1。

也就是说，由公式(4-1)来表示伪中性点电压Vn1。另外，由公式(4-2)来表示第二伪中性点电压Vn2。

Vn1＝Vn1_d×{(3+2)/2}…(4-1)

Vn2＝Vn2_d×{(3+2)/2}…(4-2)

在本实施方式的异常位置指定处理中，使用伪中性点电压Vn1、Vn2来代替端子电压平均值Vt1、Vt2。其他方面类似于上述实施方式的其他方面。

图13至图15示出了在第一系统102中发生了异常并且使用第二系统202使电机80正向旋转的情况下的仿真结果。

图13是在第一系统102中已经发生了除短路异常之外的异常(例如，开路故障)的情况的示例。当在第一系统102中已经发生的异常不同于短路异常时，将驱动信号U1_H、U1_L、V1_H、V1_L、W1_H、W1_L设置为断开命令，以使得由电机80的旋转所生成的反电动势产生的电流不流经第一逆变器120侧。因此，如图13所示，在第一系统102中未发生短路异常并且在第二系统202中执行单系统驱动的情况下，第一伪中性点电压Vn1不取决于第一电角度θ1，并且第一伪中性点电压Vn1处于大于接地故障确定阈值Vth_g并且小于电源故障确定阈值Vth_p的范围内。

另外，与上述实施方式类似，当第一系统102中的异常不同于短路异常并且在第二系统202中执行单系统驱动时，不执行用于补偿相应量的扭矩波动的扭矩补偿。

图14是在第一系统102中已经发生了W相接地故障异常的情况的示例。如图14所示，当在第一系统102中已经发生了W相接地故障异常时，在包括W相接地故障确定范围120≤θ1≤180的角度范围Rw_g内，伪中性点电压Vn1不大于接地故障确定阈值Vth_g。另外，U相接地故障确定范围和V相接地故障确定范围中的每个接地故障确定范围的第一伪中性点电压Vn1大于接地故障确定阈值Vth_g。因此，可以适当地指定已经发生了接地故障异常的相。

图15是在第一系统102中已经发生了W相电源故障异常的情况的示例。如图15所示，当在第一系统102中已经发生了W相电源故障异常时，在包括W相电源故障确定范围300≤θ1≤360的角度范围Rw_p内，伪中性点电压Vn1不小于电源故障确定阈值Vth_p。另外，U相电源故障确定范围和V相电源故障确定范围中的每个电源故障确定范围的第一伪中性点电压Vn1小于电源故障确定阈值Vth_p。因此，可以适当地指定已经发生了电源故障异常的相。

虽然此处已经示出了W相具有电源故障或接地故障的示例，但是由于U相与V相的电源故障和接地故障除了相的差异之外与W相的电源故障和接地故障类似，因此省略了对U相与V相的电源故障和接地故障的描述。另外，当第二系统202中发生异常时，使用第二电角度θ2来代替第一电角度θ1，并且使用第二伪中性点电压Vn2来代替第一伪中性点电压Vn1，据此可以以类似于上述的方式来适当地指定已经发生了接地故障异常或电源故障异常的相。

电机控制装置2还包括针对各个绕组集810、820设置的伪中性点生成部160、260。

第一伪中性点生成部160是电阻器组，该电阻器组具有连接至各个相的线圈811至813的端子111至113的一端，以及通过连接部164连接的另一端。

第二伪中性点生成部260是电阻器组，该电阻器组具有连接至各个相的线圈821至823的端子211至213的一端，以及通过连接部264相连接的另一端。

伪中性点电压检测部165、265检测作为端子电压的伪中性点电压Vn1、Vn2，该伪中性点电压Vn1、Vn2是连接部164、264的电压。也就是说，在本实施方式中，伪中性点电压检测部165、265对应于“端子电压检测部”。

即使形成了这样的配置，也产生与上述实施方式的效果类似的效果。另外，与针对每个相设置端子电压检测部的情况相比，可以减小电阻器的数目。

(其他实施方式)

(I)命令值

在上述实施方式中，根据短路位置所校正的命令值是q轴电流命令值。在另一实施方式中，例如，可以根据短路位置来校正除q轴电流命令值之外的命令值，如扭矩命令值。

(II)电流检测部

在上述实施方式中，电流检测元件是分流电阻器，并且电流检测元件被设置在下臂元件的低电势侧。在另一实施方式中，电流检测元件不限于分流电阻器，而是可以例如是霍尔集成电路(IC)等。另外，在另一实施方式中，可以将电流检测元件设置在除低电势侧SW元件的低电势侧之外的位置，如上臂元件的高电势侧或绕组集与逆变器部之间的位置。

(III)旋转电机

在上述实施方式中，设置了两个绕组集，并且与两个绕组集对应地，设置了两个逆变器部等。在另一实施方式中，绕组集的数目和与绕组集对应设置的逆变器的数目可以是三个或更多个。在这种情况下，例如当第一系统异常时，可以校正命令值以使得通过其余两个系统来补偿扭矩波动。

另外，在上述实施方式中，第一绕组集和第二绕组集被布置成它们的每个相移位30度。在另一实施方式中，可以采用绕组的任何布置。另外，根据绕组的布置和电角度的定义来设置每个相的接地故障确定范围和电源故障确定范围。

在上述实施方式中，旋转电机是三相无刷电机。在另一实施方式中，旋转电机的相的数目不限于三个，而可以是四个或更多个。另外，旋转电机不限于无刷电机，而可以是任何电机。此外，旋转电机不限于电机，而可以是发电机或具有电机和发电机的组合功能的所谓电动发电机。

在上述实施方式中，将旋转电机应用于电动助力转向装置。在另一实施方式中，可以将旋转电机控制装置应用于除电动助力转向装置之外的装置。

注意，本申请中的流程图或流程图的处理包括部分(又称为步骤)，每个部分被表示为例如S11。另外，每个部分可以被划分成若干子部分，而若干个部分可以被组合成单个部分。此外，也可以将因此所配置的部分中的每个部分称为设备、模块或装置。

虽然已经参照本公开内容的实施方式描述了本公开内容，但是应当理解的是，本公开内容不限于所述实施方式和构造。本公开内容旨在涵盖各种修改和等同布置。此外，尽管公开了各种组合和配置，然而包括更多元件、更少元件或仅单个元件的其他组合和配置也在本公开内容的精神和范围内。

Claims (8)

1.一种用于控制旋转电机(80)的旋转电机控制装置，所述旋转电机(80)具有多个绕组集(810、820)，所述多个绕组集(810、820)中的每个绕组集包括分别对应于多个相的多个线圈(811至813、821至823)，

所述旋转电机控制装置包括：

逆变器(120、220)，所述逆变器(120、220)被布置用于每个绕组集，并且对所述旋转电机的电力进行转换；

电源继电器(180、280)，所述电源继电器(180、280)被布置用于每个逆变器，并且切断从电源(5)向所述逆变器的电力供给；

端子电压检测器(140、240、165、265)，所述端子电压检测器(140、240、165、265)检测每个线圈的端子电压；以及

控制器(40)，所述控制器(40)包括：用于控制每个逆变器的逆变器控制器(41、42)，用于控制每个电源继电器的继电器控制器(43)，以及用于确定每个逆变器和每个绕组集的异常的异常确定单元(45)，其中：

将每个绕组集与相应逆变器的组合定义为系统；

将所述系统中发生异常的一个系统定义为异常系统；

将所述系统中正常的另一个系统定义为正常系统；以及

当使用所述正常系统来驱动所述旋转电机时：所述继电器控制器控制所述电源继电器以切断从所述电源向所述异常系统中的逆变器的电力供给；所述异常确定单元基于所述异常系统中的端子电压来确定短路位置；以及所述逆变器控制器断开所述异常系统中的所有开关元件，并且根据所确定的短路位置来校正与所述正常系统中的逆变器的控制有关的命令值。

2.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，还包括：

伪中性点生成器(160、260)，所述伪中性点生成器(160、260)被布置用于每个绕组集，并且提供电阻器组(161至163、261至263)，所述电阻器组(161至163、261至263)的一端连接至每个线圈的端子(111至113、211至213)，并且另一端被连接部(164、264)连接，其中：

所述端子电压检测器(165、265)检测伪中性点电压作为所述端子电压，所述伪中性点电压是所述连接部的电压。

3.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，其中：

所述端子电压检测器(140、240)检测每个相的端子电压；以及

所述异常确定单元基于所述异常系统中的每个相的端子电压的平均值来确定所述短路位置。

4.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，其中：

在从切断所述电源向所述异常系统中的逆变器的电力供给开始经过了预定等待时间之后，所述异常确定单元确定所述短路位置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的旋转电机控制装置，其中：

当所述旋转电机处于持续旋转状态时所述异常确定单元确定所述短路位置。

6.一种用于控制旋转电机(80)的旋转电机控制装置，所述旋转电机(80)具有多个绕组集(810、820)，所述多个绕组集(810、820)中的每个绕组集包括分别对应于多个相的多个线圈(811至813、821至823)，

所述旋转电机控制装置包括：

逆变器(120、220)，所述逆变器(120、220)被布置用于每个绕组集，并且对所述旋转电机的电力进行转换；

电源继电器(180、280)，所述电源继电器(180、280)被布置用于每个逆变器，并且切断从电源(5)向所述逆变器的电力供给；

端子电压检测器(140、240、165、265)，所述端子电压检测器(140、240、165、265)检测每个线圈的端子电压；以及

控制器(40)，所述控制器(40)包括：用于控制每个逆变器的逆变器控制器(41、42)，用于控制每个电源继电器的继电器控制器(43)，以及用于确定每个逆变器和每个绕组集的异常的异常确定单元(45)，其中：

将每个绕组集与相应逆变器的组合定义为系统；

将所述系统中发生异常的一个系统定义为异常系统；

将所述系统中正常的另一个系统定义为正常系统；

当使用所述正常系统来驱动所述旋转电机时：所述继电器控制器控制所述电源继电器以切断从所述电源向所述异常系统中的逆变器的电力供给；所述异常确定单元基于所述异常系统中的端子电压来确定短路位置；以及所述逆变器控制器根据所确定的短路位置来校正与所述正常系统中的逆变器的控制有关的命令值；以及

当在所述异常系统中多个相被确定为短路时，禁止根据所述短路位置来校正所述命令值。

7.根据权利要求6所述的旋转电机控制装置，其中：

确定短路位置是指确定短路的相，并且还确定所述短路的相具有接地故障还是电源故障；

所述逆变器控制器根据校正值来校正所述命令值，其中所述校正值是基于所述短路的相、所述短路的相的接地故障或电源故障、以及电角度而计算的。

8.一种电动助力转向装置，包括：

根据权利要求1至7中任一项所述的旋转电机控制装置(1、2)；以及

旋转电机，所述旋转电机输出用于辅助驾驶员的转向操作的辅助扭矩。

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