CN108471269A - 异常诊断装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够在诊断出预充电电路对电容器的充电正常进行之后诊断双向电源继电器的故障的异常诊断装置。在第一步骤中，异常诊断装置在将第一继电器及第二继电器操作为断开并将预充电电路的动作操作为接通的状态下，基于预充电电压检测电路的检测值诊断预充电电压的不足或者电容器的电极间短路故障。在第一步骤中判定为正常后的第二步骤中，异常诊断装置在将第一及第二继电器以及预充电电路的动作操作为断开的状态下，基于预充电电压检测电路的检测值或者继电器间电压检测电路的检测值诊断预充电路径的断路故障。在第二步骤判定为正常后的继电器故障诊断步骤(第三～第五步骤)中，异常诊断装置诊断第一继电器或第二继电器的短路故障及开路故障。

Description

异常诊断装置

技术领域

本发明涉及诊断电源输入电路等的异常的异常诊断装置。

背景技术

以往，已知一种在直流电源与功率转换器输入侧的平滑电容器之间的电源线设置电源继电器，并在功率转换器的动作开始前在闭合电源继电器的状态下从预充电电路对平滑电容器进行充电的电源输入电路。另外，作为电源继电器，已知一种串联连接具有允许从彼此的连接侧向相反侧的电流的续流二极管的两个开关元件而成的双向电源继电器的结构。

双向电源继电器的第一继电器在直流电源安装在正向时，切断从直流电源经由电源线而流向功率转换器的电流。双向电源继电器的第二继电器在直流电源安装在与正向相反的方向时，切断从直流电源逆向经由接地线而流向功率转换器的电流。

例如专利文献1所公开的马达控制装置具备在这种结构下的初步检查中，检测第一继电器与第二继电器之间的继电器间电压的电压检测单元。在预充电电路对电容器充电后的第一步骤中，在将第一继电器以及第二继电器操作为断开的状态下，基于继电器间电压来诊断第一继电器或者第二继电器的至少一方的短路故障。在第二、第三步骤中，在将第一继电器以及第二继电器中的一方操作为断开并将另一方操作为接通的状态下，基于继电器间电压来诊断第一继电器以及第二继电器的开路故障。

专利文献1：日本专利第5311233号公报

在专利文献1的现有技术中，第一继电器以及第二继电器的故障诊断以正常地进行了预充电电路对电容器的充电为前提而执行。但是，在预充电电路未正常地动作而导致预充电电压不足的异常、从预充电电路到电源线的预充电路径的断路故障、电容器电极间的短路故障的情况下电容器得不到正常充电。在专利文献1的现有技术中，未假定这样的故障模式，从而无法诊断这些异常。另外，若在未意识到这些异常的状态下实施双向电源继电器的故障诊断，则有判定错误的可能性。

发明内容

本发明是鉴于上述点而完成的，其目的在于提供一种能够在诊断出预充电电路对电容器的充电正常进行之后，诊断双向电源继电器的故障的异常诊断装置。

本发明是用于电源输入电路201、202的异常诊断装置。

在电源输入电路中，在连接直流电源15的正极与功率转换器70的电源线Lp的中途，第一继电器21与直流电源侧串联连接，第二继电器22与功率转换器侧串联连接。第一继电器是具有允许从功率转换器侧向直流电源侧的电流的续流二极管的开关元件。第二继电器是具有允许从直流电源侧向功率转换器侧的电流的续流二极管的开关元件。

另外，在电源输入电路中，使向功率转换器的输入电压平滑化的电容器24的高电位侧的电极25连接在电源线的第二继电器与功率转换器之间或者电源线的第一继电器与第二继电器之间。

本发明的异常诊断装置具备预充电电路30、预充电电压检测电路40、继电器间电压检测电路50以及判定部65。

预充电电路能够通过电路动作生成所希望的预充电电压Vp。预充电电路经由预充电路径36、37与电容器的高电位侧电极连接，并在切断直流电源与电容器的高电位侧电极之间的路径的状态下对电容器的高电位侧电极施加预充电电压来对电容器进行充电。

预充电电压检测电路检测预充电电路输出的预充电电压。

继电器间电压检测电路检测第一继电器与第二继电器之间的电源线的电压亦即继电器间电压Vm。

判定部基于预充电电压检测电路的检测值以及继电器间电压检测电路的检测值来判定针对规定的故障模式的异常。

这里，预充电电压检测电路或者继电器间电压检测电路的“检测值”并不限定于预充电电压或者继电器间电压本身的值，例如也包含被分压电阻分压后的转换值。

该异常诊断装置实施第一步骤、第二步骤以及继电器故障诊断步骤。

在第一步骤中，异常诊断装置在将第一继电器以及第二继电器操作为断开并将预充电电路的动作操作为接通的状态下，基于预充电电压检测电路的检测值来诊断预充电电压的不足或者电容器的电极间短路故障。

在第一步骤的正常判定后的第二步骤中，异常诊断装置在将第一继电器、第二继电器以及预充电电路的动作操作为断开的状态下，基于预充电电压检测电路的检测值或者继电器间电压检测电路的检测值来诊断预充电路径的断路故障。

在第二步骤的正常判定后的继电器故障诊断步骤中，异常诊断装置诊断第一继电器或者第二继电器的短路故障以及开路故障。

本发明的异常诊断装置在继电器故障诊断之前，在第一步骤中诊断预充电电压的不足或者电容器的电极间短路故障，并在第二步骤中诊断预充电路径的断路故障。因此，相对于专利文献1的现有技术，扩大了利用初步检查能够诊断的故障模式，提高了故障保护功能。

另外，由于在第一、第二步骤中诊断出预充电电路对电容器的充电正常进行之后实施继电器故障诊断，所以能够避免继电器故障诊断下的误判定，从而提高初步检查的可靠性。

附图说明

图1是应用包含各实施方式的异常诊断装置的马达控制装置的电动助力转向装置的整体结构图。

图2是表示图1的马达控制装置中电源输入电路以及预充电电路等的结构的图。

图3是第一实施方式的异常诊断装置的结构图。

图4是表示第一实施方式的异常诊断装置的异常诊断方法的图。

图5是第二实施方式的异常诊断装置的结构图。

图6是表示第二实施方式的异常诊断装置的异常诊断方法的图。

附图标记说明

15…电池(直流电源)，201、202…电源输入电路，21…第一继电器，22…第二继电器，24…电容器，25…高电位侧电极，30…预充电电路，36、37…预充电路径，40…预充电电压检测电路，50…继电器间电压检测电路，601、602…异常诊断装置，65…判定部，70…逆变器(功率转换器)。

具体实施方式

以下，基于附图对异常诊断装置的多个实施方式进行说明。包括第一实施方式和第二实施方式在内而称为“本实施方式”。

本实施方式的异常诊断装置应用于车辆的电动助力转向装置中控制辅助马达的驱动的马达控制装置。首先，对各实施方式所共用的电动助力转向装置的结构以及马达控制装置的结构的概要进行说明。

[电动助力转向装置的结构]

图1示出包含电动助力转向装置90的转向系统100的整体结构。此外，虽然图1所示的电动助力转向装置90是转向柱助力式，但同样也能够应用于齿条助力式的电动助力转向装置。

转向系统100包含方向盘91、转向轴92、转向操纵转矩传感器94、小齿轮96，齿条轴97、车轮98以及电动助力转向装置90等。

在方向盘91连接有转向轴92。设置在转向轴92的前端的小齿轮96与齿条轴97啮合。在齿条轴97的两端经由转向横拉杆等设置一对车轮98。若驾驶员使方向盘91旋转，则与方向盘91连接的转向轴92旋转。转向轴92的旋转运动通过小齿轮96转换为齿条轴97的直线运动，从而一对车轮98被转向操纵与齿条轴97的位移量相应的角度。

转向操纵转矩传感器94设置在转向轴92的中途，并检测驾驶员的转向操纵转矩Ts。

电动助力转向装置90包含马达控制装置10、马达80以及减速齿轮89等。马达80例如是三相无刷马达。

马达控制装置10基于转向操纵转矩Ts来控制马达80的驱动，以使马达80产生所希望的辅助转矩。具体而言，马达控制装置10获取马达电流以及电角度的检测值，并通过电流反馈控制驱动作为“功率转换器”的逆变器70。逆变器70将作为“直流电源”的电池15的直流功率转换为三相交流功率并供给至马达80。由于一般的马达控制为公知技术，所以省略详细的说明。马达80输出的辅助转矩经由减速齿轮89传递至转向轴92。

本实施方式的马达控制装置10具备对设置在电池15与逆变器70之间的电源输入电路20诊断异常的异常诊断装置60。该异常诊断装置作为在车辆开关接通后、马达驱动开始前的初步检查，诊断电源输入电路20的电源继电器等的异常。对异常诊断装置60的结构以及异常诊断的方法在下文中进行描述。

[马达控制装置的结构]

图2示出马达控制装置10的概略结构。详细而言，关于连接电容器24的高电位侧电极25的位置，第一实施方式的结构如图2所示。因此，作为电源输入电路的附图标记标记为第一实施方式的电源输入电路的附图标记“201”。此外，图2所示之外的结构在第一以及第二实施方式中共用。

另外，在图2中，假定发动机车辆，对马达控制装置10的输入端子使用意味着“点火”的“IG”、“PIG”的符号。另外，在混合动力车辆等中，适当地替换为相当于IG的用语即可。以下，将设置在图2的IG线上的开关记载为“车辆开关16”。

马达控制装置10包含逆变器70、电源输入电路201以及预充电电路30。

逆变器70将上下臂的六个开关元件71－76桥接。详细而言，开关元件71、72、73分别是U相、V相、W相的上臂的开关元件，开关元件74、75、76分别是U相、V相、W相的下臂的开关元件。

开关元件71－76例如由MOSFET构成，并附带允许从低电位侧朝向高电位侧的电流的续流二极管。此外，在MOSFET中，续流二极管被构成为元件内部的寄生二极管。

逆变器70的高电位侧，即上臂的开关元件71、72、73的漏极经由电源线Lp与电池15的正极连接。另外，逆变器70的低电位侧，即下臂的开关元件74、75、76的源极经由接地线Lg与电池15的负极连接。

电源输入电路201包含构成双向的电源继电器的第一继电器21及第二继电器22、和使向逆变器70的输入电压平滑化的电容器24。

第一继电器21以及第二继电器22在电源线Lp的中途串联连接。

设置在电池15侧的第一继电器21是具有允许从逆变器70侧向电池15侧的电流的续流二极管的开关元件。

设置在逆变器70侧的第二继电器22是具有允许从电池15侧向逆变器70侧的电流的续流二极管的开关元件。

在本实施方式中，第一继电器21以及第二继电器22由MOSFET构成，续流二极管被构成为元件内部的寄生二极管。但是在其它的实施方式中，也可以通过对IGBT等开关元件并联连接二极管元件来构成第一继电器21以及第二继电器22。

第一继电器21在电池15安装在正向时，切断从电池15经由电源线Lp而流向逆变器70的电流。

第二继电器22在电池15安装在与正向相反的方向时，切断从电池15逆向地经由接地线而流向逆变器70的电流，被称为“逆连接保护继电器”或者“逆连接防止继电器”等。

这里，将电源线Lp的第一继电器21与第二继电器22之间的部位定义为“M部”。

将电容器24的两个电极中与电源线Lp连接的侧的电极设为高电位侧电极25，与接地线Lg连接的侧的电极设为低电位侧电极26。此外，电容器24本身的结构并不限定于具有极性的电解电容器，也可以是无极性电容器。在无极性电容器的情况下，高电位侧电极25以及低电位侧电极26的用语仅是用于区分在连接的电路中的配置的用语。

预充电电路30能够通过电路动作生成所希望的预充电电压Vp。预充电电路30在马达80的驱动开始前，以切断电池15与电容器24的高电位侧电极25之间的路径的状态对电容器24的高电位侧电极25施加预充电电压Vp而对电容器24进行充电。此外，“切断电池15与电容器24的高电位侧电极25之间的路径的状态”是指至少第一继电器21断开的状态。

例如图2所示的预充电电路30具备控制电路31、串联连接的FET32、电阻33、电阻34、FET35。对预充电电路30经由车辆开关16输入电池15的电压。而且，预充电电路30通过对两个FET32、35的开关动作进行占空控制，输出电阻33、34间的电压作为预充电电压Vp。

这里，将预充电电路30输出预充电电压Vp的部位定义为“P部”。

[异常诊断装置的结构以及异常诊断方法]

例如专利文献1(日本专利第5311233号公报)公开了在这种结构的马达控制装置中，诊断双向电源继电器的短路故障以及开路故障的马达控制装置。

但是在专利文献1的现有技术中，作为故障模式，未假定由于预充电电压的不足、预充电路径的断路或者电容器的电极间短路故障，电容器得不到正常充电的情况。因此，无法诊断这些异常。另外，若在未意识到这些异常的状态下实施双向电源继电器的故障诊断，则有判定错误的可能性。

对此，本实施方式的异常诊断装置60能够在诊断到预充电电路30对电容器24的充电正常进行之后，诊断第一继电器21以及第二继电器22的故障。

接下来，分为第一实施方式和第二实施方式对本实施方式的异常诊断装置60的详细结构以及作用效果进行说明。将第一实施方式的异常诊断装置的附图标记设为“601”，并将第二实施方式的异常诊断装置的附图标记设为“602”。

(第一实施方式)

参照图3、图4对第一实施方式进行说明。

在第一实施方式的电源输入电路201中，电容器24的高电位侧电极25与电源线Lp上的第二继电器22与逆变器70之间的Q1部连接。

异常诊断装置601具备预充电电路30、预充电电压检测电路40、继电器间电压检测电路50以及判定部65。

预充电电路30经由预充电路径36与连接了电容器24的高电位侧电极25的电源线Lp上的Q1部连接。

预充电电压检测电路40检测预充电电路30的输出部亦即P部的电压。P部的电压相当于预充电电路30输出的预充电电压Vp。

在本实施方式的预充电电压检测电路40中，电阻值Rpu的上侧分压电阻41和电阻值Rpd的下侧分压电阻42夹着连接点Jp串联连接。上侧分压电阻41的与连接点Jp相反侧与P部连接，下侧分压电阻42的与连接点Jp相反侧接地。预充电电压检测电路40将分压电阻41、42的连接点Jp的电压作为预充电电压转换值Vp#输出给判定部65。

继电器间电压检测电路50检测M部的继电器间电压Vm。

本实施方式的继电器间电压检测电路50与预充电电压检测电路40同样，电阻值Rmu的上侧分压电阻51和电阻值Rmd的下侧分压电阻52夹着连接点Jm串联连接。上侧分压电阻51的与连接点Jm相反侧与M部连接，下侧分压电阻52的与连接点Jm相反侧接地。继电器间电压检测电路50将分压电阻51、52的连接点Jm的电压作为继电器间电压转换值Vm#输出给判定部65。

判定部65典型地由微型计算机构成，并利用图2所示的IG线的电压进行动作。判定部65通过对被输入的预充电电压转换值Vp#以及继电器间电压转换值Vm#的电压信号进行A/D转换，并与存储于内部的判定阈值进行比较来进行异常判定。对异常判定的详细内容在下文中进行描述。

接下来参照图4，示出异常诊断装置601的异常诊断方法。该异常诊断作为在车辆开关的接通后、马达驱动开始前的初步检查实施。

异常诊断装置601从第一步骤开始依次实施诊断，在判定为异常的时刻结束诊断，若在各步骤中判定为正常则转移至下一个步骤。换句话说，在第二步骤以下的诊断步骤中，对于其以前的步骤的故障模式以正常为前提进行异常判定。在最后的第五步骤中判定为正常时，对全部的故障模式诊断为没有异常。

在应用于电动助力转向装置90的马达控制装置10中，在初步检查的任意一个步骤中判定为异常的情况下，例如进行向车辆的其它的ECU的异常通知、对驾驶员的异常警报。

另外，即使在本实施方式的异常诊断中判定为全部正常，也有另行实施逆变器70的开关元件71－76、马达绕组、各种传感器等电源输入电路201以外的位置的初步检查的情况。该情况下，马达控制装置10在全部位置的异常诊断中判定为正常之后，开始马达80的驱动控制。

图4示出各步骤的第一继电器21、第二继电器22以及预充电电路30的操作、异常判定的判定值以及判定条件。

操作是指来自控制装置的操作指令，而不是实际的动作。换句话说，若第一继电器21、第二继电器22以及预充电电路30正常，则会按照操作指令进行动作，但在异常的情况下，操作指令与实际的动作并不一致。另外，对于预充电电路30的操作，将使预充电电路30动作的情况标记为“接通”，将不使预充电电路30动作的情况标记为“断开”。

关于判定值，在第一以及第二步骤中，预充电电压转换值Vp#被用作判定值，在第三～第五步骤中，继电器间电压转换值Vm#被用作判定值。

另外，作为参考，示出正常时以及异常时的判定值的理论值。该理论值是忽略电路的布线电阻、第一继电器21和第二继电器22的接通电阻，并且在诊断时电容器24不放电的前提下的值。在实际的设计中，对理论值考虑布线电阻、放电所引起的误差、特性偏差等来设定判定阈值A1～E1。此外，为了配合异常判定条件和不等号的方向，在左侧记载异常时的理论值，在右侧记载正常时的理论值。

这里，利用式(1)、(2)定义预充电电压检测电路40的分压比αp以及继电器间电压检测电路50的分压比αm。各分压比αp、αm是指下侧分压电阻的电阻值相对于上下的分压电阻的合计电阻值的比例。

αp＝Rpd/(Rpd+Rpu)···(1)

αm＝Rmd/(Rmd+Rmu)···(2)

另外，电池电压Vb比预充电电压Vp大，即处于Vb＞Vp的关系。以下，“αp·Vp”等的“·”是表示乘法的符号。

接着，按步骤顺序进行详细说明。

＜第一步骤＞

在第一步骤中，在将第一继电器21以及第二继电器22操作为断开并将预充电电路30的动作操作为接通的状态下，基于预充电电压转换值Vp#来诊断预充电电压Vp的不足或者电容器24的电极间短路故障。

若电容器24的电极间未短路并且预充电电路30正常地动作并输出预充电电压Vp，则输入到判定部65的预充电电压转换值Vp#为αp·Vp。

另一方面，在电容器24的电极间短路的情况下，不对电容器24进行充电，预充电电压转换值Vp#为0。

另外，在预充电电路30完全不动作而不输出预充电电压Vp的情况下，预充电电压转换值Vp#为0。或者，在预充电电路30动作但输出电压与正常时相比不足的情况下，预充电电压转换值Vp#为比0大且比正常时的值αp·Vp小的值。因此，在图4中，对异常时的理论值加括号而标记为(0)。

由此，判定部65在预充电电压转换值Vp#比设定在αp·Vp以下的判定阈值A1小时，判定为异常。

＜第二步骤＞

在第二步骤中，在将第一继电器21、第二继电器22、预充电电路30的动作均操作为断开的状态下，基于预充电电压转换值Vp#来诊断预充电路径36的断路故障。预充电路径36的断路故障除了路径中途的断路之外，还包含路径端部的端子连接脱落的故障。

若预充电路径36正常地连接，则预充电电压转换值Vp#维持第一步骤的值，为αp·Vp。在预充电路径36断路故障的情况下，由于断开预充电电路30的动作而使输出电压为0，所以预充电电压转换值Vp#为0。

由此，判定部65在预充电电压转换值Vp#比设定在αp·Vp以下的判定阈值B1小时，判定为异常。

以下的第三～第五步骤基本与专利文献1的现有技术相同。将第三～第五步骤统称为“继电器故障诊断步骤”。

＜第三步骤＞

在第三步骤中，在将第一继电器21以及第二继电器22操作为断开并将预充电电路30的动作操作为接通的状态下，基于继电器间电压转换值Vm#来诊断第一继电器21或者第二继电器22的任意一方、或者双方的短路故障。此外，异常值的理论值示出第一继电器21或者第二继电器22的任意一方短路故障且另一方正常的情况下的值。

若第一继电器21以及第二继电器22正常地断开，则在第一步骤以后，继电器间电压Vm不发生变化。因此，维持开始初步检查之前的残存电压。例如在马达驱动停止前进行电容器24的放电，之后断开第二继电器22的构成中残存电压为0。另外，若在逆变器70的动作停止后，Q1部的电压比继电器间电压Vm低，则经由第二继电器22的续流二极管从M部向Q1部流动电流，继电器间电压Vm降低。因此，认为马达驱动停止时的残存电压成为比较低的值。

在第一继电器21短路故障的情况下，电池电压Vb经由第一继电器21施加到M部，所以继电器间电压转换值Vm#为αm·Vb。

在第二继电器22短路故障的情况下，预充电电压Vp经由第二继电器22施加到M部，所以继电器间电压转换值Vm#为αm·Vp。

在残存电压比较小的前提下，由于Vb＞Vp，所以为αm·Vb＞αm·Vp＞残存电压。由此，判定部65在继电器间电压转换值Vm#比设定在假定的最大的残存电压以上的判定阈值C1大时，判定为异常。

＜第四步骤＞

在第四步骤中，在将第一继电器21操作为断开，将第二继电器22操作为接通，并将预充电电路30的动作操作为接通的状态下，基于继电器间电压转换值Vm#来诊断第二继电器22的开路故障。

若第二继电器22正常地接通，则继电器间电压转换值Vm#为αm·Vp。在第二继电器22开路故障的情况下，继电器间电压转换值Vm#为第三步骤中的正常值亦即残存电压。

在残存电压比较小的前提下，残存电压＜αm·Vp。由此，判定部65在继电器间电压转换值Vm#比设定在αm·Vp以下的判定阈值D1小时，判定为异常。

＜第五步骤＞

在第五步骤中，在将第一继电器21操作为接通并将第二继电器22操作为断开的状态下，基于继电器间电压转换值Vm#来诊断第一继电器21的开路故障。由于已经判定出第二继电器22未发生短路故障，所以预充电电路30的操作可以为接通也可以为断开。

若第一继电器21正常地接通，则继电器间电压转换值Vm#为αm·Vb。在第一继电器21开路故障的情况下，继电器间电压转换值Vm#为第四步骤中的正常值亦即αm·Vp。

由于αm·Vp＜αm·Vb，所以判定部65在继电器间电压转换值Vm#比设定在αm·Vb以下的判定阈值E1小时，判定为异常。

如以上那样第一实施方式的异常诊断装置601在继电器故障诊断之前，在第一步骤中诊断预充电电压Vp的不足或者电容器24的电极间短路故障，在第二步骤中诊断预充电路径36的断路故障。因此，相对于专利文献1的现有技术，扩大了利用初步检查能够诊断的故障模式，提高了故障保护功能。

另外，由于在第一、第二步骤中诊断出正常地进行了预充电电路30对电容器24的充电之后实施继电器故障诊断，所以能够避免继电器故障诊断中的误判定，从而提高初步检查的可靠性。

(第二实施方式)

参照图5、图6对第二实施方式进行说明。在图5中，对与第一实施方式的图3实际相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

在第二实施方式的电源输入电路202中，电容器24的高电位侧电极25与电源线Lp上的第一继电器21与第二继电器22之间的M部连接。

异常诊断装置602的预充电电路30与M部经由设置了电阻值R1的预充电电阻38的预充电路径37连接。另外，预充电电路30经由第二继电器诊断用路径39与电源线Lp上的第二继电器22与逆变器70之间的Q2部连接。

与第一实施方式相同，预充电电压检测电路40检测P部的预充电电压Vp，继电器间电压检测电路50检测M部的继电器间电压Vm。判定部65基于预充电电压转换值Vp#以及继电器间电压转换值Vm#对各故障模式判定正常或者异常。

图6示出第二实施方式的异常诊断装置602的异常诊断方法。在各步骤中诊断的故障模式、第一继电器21、第二继电器22以及预充电电路30的操作与第一实施方式相同。

主要在使用继电器间电压转换值Vm#作为第二步骤的判定值这一点上与第一实施方式不同。另外，在一些步骤中，正常时或者异常时的判定值的理论值与第一实施方式不同。但异常判定条件下的判定值和阈值的不等号的方向均与第一实施方式相同。各步骤的阈值A2～E2分别可以为与第一实施方式的阈值A1～E1相同的值，也可以被设定为不同的值。

这里，除了在第一实施方式中定义的分压比αp、αm之外，以式(3)定义包含预充电电阻38在内的继电器间电压检测电路50的分压比βm。Βm相对于αm分母较大且分子相等，所以为αm＞βm的关系。

βm＝Rmd/(Rmd+Rmu+R1)···(3)

另外，虽然图6未表现出来，但为了便于说明，以式(4)定义M部中的分压比γm。

γm＝(Rmd+Rmu)/(Rmd+Rmu+R1)···(4)

接着，按步骤顺序进行详细说明。

＜第一步骤＞

与第一实施方式相同。

＜第二步骤＞

若预充电路径37正常连接，则在第一步骤中对电容器24进行充电，继电器间电压Vm为γm·Vp。因此，正常时的继电器间电压转换值Vm#为βm·Vp。在预充电路径37断路故障的情况下，继电器间电压转换值Vm#为0。

由此，判定部65在继电器间电压转换值Vm#比设定在βm·Vp以下的判定阈值B2小时，判定为异常。

＜第三步骤＞

若第一继电器21以及第二继电器22正常地断开，则维持第二步骤的继电器间电压Vm，所以正常时的继电器间电压转换值Vm#为βm·Vp。

在第一继电器21短路故障的情况下，电池电压Vb经由第一继电器21施加到M部，所以继电器间电压转换值Vm#为αm·Vb。

在第二继电器22短路故障的情况下，经由第二继电器诊断用路径39施加到Q2部的预充电电压Vp经由第二继电器22施加到M部，所以继电器间电压转换值Vm#为αm·Vp。

由于αm＞βm以及Vb＞Vp，所以αm·Vb＞αm·Vp＞βm·Vp。由此，判定部65在继电器间电压转换值Vm#比设定在βm·Vp以上的判定阈值C2大时，判定为异常。

＜第四步骤＞

若第二继电器22正常地接通，则继电器间电压转换值Vm#为αm·Vp。在第二继电器22开路故障的情况下，继电器间电压转换值Vm#为第三步骤中的正常值亦即βm·Vp。

由于βm·Vp＜αm·Vp，所以判定部65在继电器间电压转换值Vm#比设定在αm·Vp以下的判定阈值D2小时，判定为异常。

＜第五步骤＞

若第一继电器21正常地接通，则继电器间电压转换值Vm#为αm·Vb。在第一继电器21开路故障的情况下，继电器间电压转换值Vm#为第三步骤中的正常值亦即βm·Vp。

由于βm·Vp＜αm·Vb，所以判定部65在继电器间电压转换值Vm#比设定在αm·Vb以下的判定阈值E2小时，判定为异常。

第二实施方式的电源输入电路202的电容器24的高电位侧电极25与继电器间的M部连接。因此，只要第二继电器22未发生开路故障，则在第二继电器22断开时，电容器24与逆变器70被切断。因此，能够防止在马达80由于外力而旋转并产生反电动势的情况下，经过从逆变器70的低电位侧经由电容器24返回到逆变器70的高电位侧的电流路径而流动制动电流。特别是在电动助力转向装置90中，成为由于外力而产生反电动势的状况的可能性较高，所以采用电源输入电路202的结构是有效的。

另外，对于这种结构的电源输入电路202，第二实施方式的异常诊断装置602能够通过在预充电路径37设置电阻值R1的预充电电阻38，实施上述那样的异常诊断。因此，与第一实施方式相同，能够在诊断出正常地进行了预充电电路30对电容器24的充电之后，诊断电源继电器21、22的故障。

(其它的实施方式)

(a)在上述实施方式中，预充电电压检测电路40以及继电器间电压检测电路50分别将对M部的电压进行分压后的预充电电压转换值Vp#以及对P部的电压进行分压后的继电器间电压转换值Vm#输出给判定部65。在其它的实施方式中，也可以将预充电电压检测电路以及继电器间电压检测电路检测出的电压值直接输出到判定部，并例如在判定部内进行转换运算之后实施异常判定。

这样，“基于预充电电压检测电路的检测值以及继电器间电压检测电路的检测值来进行异常判定的判定部”这一定义中的“检测值”包含检测值本身和检测值的转换值双方。

(b)在上述实施方式的第一步骤中，作为预充电电路30的动作异常所引起的故障模式，假定输出电压为0的情况或者相对于正常时不足的情况。除此之外，也可以在第一步骤中设定正常范围上限侧的判定阈值，并判定输出电压过大的预充电电路30的动作异常。

但是，在电动助力转向装置90中，有由于马达80因外力旋转而产生的过大的反电动势施加到逆变器70的情况，难以辨别过大的电压是否由预充电电路30的动作异常产生。因此，在上述实施方式的第一步骤中，仅将判定值与正常范围下限侧的判定阈值A1、A2进行比较。

(c)优选上述实施方式的第一步骤以及第二步骤，在对判定部65以及预充电电路30供给稳定的电压时实施判定。因此，也可以在也作为判定部65的动作电压的图2的IG线的电压检测值在规定值以上时实施判定，并在IG线的电压检测值小于规定值时对判定进行待机。

另外，在第二步骤中持续待机规定时间以上的情况下，有充电到电容器24的电荷进行放电，而无法区分异常状态和正常状态的可能性。因此，也可以在第二步骤中持续待机规定时间以上的情况下，中止判定，并进入下一个步骤。

(d)预充电电路30的具体结构并不限定于如图2所示的基于FET的开关动作的结构，只要是通过电路动作能够生成所希望的预充电电压的电路即可。换言之，仅经由固定电阻对输入电压进行降压的电路等被排除在外。另外，预充电电路30的输入电压的电源也可以是与作为电源输入电路20的电源的电池15分开的电源。例如，也可以使用独立的恒定电压电源作为预充电电路30的电源。

(e)功率转换器并不限定于三相交流逆变器，也可以是四相以上的多相交流逆变器、DCDC转换器。

(f)功率转换器的负载并不限定于电动助力转向装置的转向操纵辅助马达，也可以是其它用途的马达、马达以外的负载。本发明尤其对驱动车辆用辅助设备的系统那样，要求电源输入电路的初步检查的系统有效。

以上，本发明并不限定于这样的实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内，能够以各种方式实施。

Claims (3)

1.一种异常诊断装置，其用于电源输入电路(201、202)，该电源输入电路在连接直流电源(15)的正极与功率转换器(70)的电源线(Lp)的中途，在所述直流电源侧串联连接具有允许从所述功率转换器侧向所述直流电源侧的电流的续流二极管的开关元件亦即第一继电器(21)，在所述功率转换器侧串联连接具有允许从所述直流电源侧向所述功率转换器侧的电流的续流二极管的开关元件亦即第二继电器(22)，并且使所述功率转换器的输入电压平滑化的电容器(24)的高电位侧电极(25)连接在所述电源线的所述第二继电器与所述功率转换器之间或者所述第一继电器与所述第二继电器之间，

所述异常诊断装置具备：

预充电电路(30)，其能够通过电路动作生成所希望的预充电电压(Vp)，并经由预充电路径(36、37)与所述电容器的高电位侧电极连接，在切断所述直流电源与所述电容器的高电位侧电极之间的路径的状态下对所述电容器的高电位侧电极施加预充电电压来对所述电容器进行充电；

预充电电压检测电路(40)，其检测所述预充电电路输出的预充电电压；

继电器间电压检测电路(50)，其检测所述第一继电器与所述第二继电器之间的所述电源线的电压亦即继电器间电压(Vm)；以及

判定部(65)，其基于所述预充电电压检测电路的检测值以及所述继电器间电压检测电路的检测值来判定针对规定的故障模式的异常，

所述异常诊断装置实施：

在将所述第一继电器以及所述第二继电器操作为断开并将所述预充电电路的动作操作为接通的状态下，基于所述预充电电压检测电路的检测值来诊断所述预充电电压的不足或者所述电容器的电极间短路故障的第一步骤；

在所述第一步骤中判定为正常后，在将所述第一继电器、所述第二继电器以及所述预充电电路的动作操作为断开的状态下，基于所述预充电电压检测电路的检测值或者所述继电器间电压检测电路的检测值来诊断所述预充电路径的断路故障的第二步骤；以及

在所述第二步骤中判定为正常后，诊断所述第一继电器或者所述第二继电器的短路故障以及开路故障的继电器故障诊断步骤。

2.根据权利要求1所述的异常诊断装置，其中，

所述电源输入电路(201)的所述电容器的高电位侧电极连接在所述第二继电器与所述功率转换器之间，

所述判定部在所述第二步骤中，基于所述预充电电压检测电路的检测值来判定所述预充电路径的断路故障。

3.根据权利要求1所述的异常诊断装置，其中，

所述电源输入电路(202)的所述电容器的高电位侧电极连接在所述第一继电器与所述第二继电器之间，

在所述预充电路径(37)连接有预充电电阻(38)，

所述判定部在所述第二步骤中，基于根据所述预充电电阻的电阻值(R1)以及构成所述继电器间电压检测电路的分压电阻(51、52)的电阻值(Rmu、Rmd)计算出的所述继电器间电压检测电路的检测值来判定所述预充电路径的断路故障。