CN108886336A - 电动机促动器、以及使用它的动力转向装置 - Google Patents

电动机促动器、以及使用它的动力转向装置 Download PDF

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Abstract

本发明检测冗余系统的电动机的冗余系统间短路异常。电动机促动器包括：进行对第1电动机定子供给的电力的控制的第1逆变器电路；进行对第2电动机定子供给的电力的控制的第2逆变器电路；具有运算电路的控制组件单元。控制组件单元包括：输出用于驱动控制第1逆变器电路的控制信号的第1逆变器控制单元；输出用于驱动控制第2逆变器电路的控制信号的第2逆变器控制单元；以及通过第1逆变器控制单元或者所述第2逆变器控制单元，仅对第1逆变器电路以及第2逆变器电路中的一方的逆变器电路供给电力时，根据另一方的逆变器电路的导通状态判断第1电动机定子和第2电动机定子之间有无短路的短路判断单元。

Description

电动机促动器、以及使用它的动力转向装置
技术领域
本发明涉及动力转向装置，特别涉及其中使用的电动机促动器(actuator)的控制。
背景技术
近年，伴随电动动力转向装置(以下称为EPS(Electric Power Steering))的普及，希望进一步提高产品能力。在这种情况下，关于系统故障时的辅助功能的残存，即使限定时间也好，所以希望加入功能。为了应对该希望，将逆变器系统、电机系统变得冗余，在那些故障发生时，仅用一个系统支持(backup)控制的EPS也开始投入市场。
作为本技术领域的背景技术，有日本专利公开特开2011－142744号公报(专利文献1)。在专利文献1中，以提供即使在电动机的驱动刚开始之后，也能够适当地控制电动机的电动机驱动装置为目的，公开了一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置的特征在于，包括：具有与多个相对应，驱动电动机的绕线以及对所述绕线供给电流的逆变器单元的从第1至第n(n为2以上的自然数)的多个电动机驱动单元；判定从所述第1至第n为止的各电动机驱动单元中是否发生异常，控制经由所述电动机驱动单元的所述逆变器单元的至所述绕线的电流供给的判定控制单元，所述判定控制单元能够执行从所述第1至第n为止的各电动机驱动单元中m(m为自然数)个一连串的故障检测处理，等待所述第1至第n为止的各电动机驱动单元中执行的m个所述故障检测处理的全部结束，从所述第1至第n为止的电动机驱动单元向各绕线开始电流供给。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开特开2011－142744号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中，记载了两个驱动系统以及具有2系统的电机线圈的EPS的初始诊断法，在驱动电路的诊断全部OK后，对于2个系统的电机同时开始驱动。由此，在正常地判断了全部的初始诊断后，2系统同时驱动电机，所以可以不发生开始初期的方向盘的重量、不适感而开始辅助，但是关于2系统电机的线圈在各系统间产生短路(short)的情况的异常检测却没有提及，所以在电机驱动的情况下，存在至电机的电流平衡破坏，发生方向盘振动的可能性。
本发明涉及检测该冗余系统的电机的冗余系统间短路异常的技术。
用于解决课题的手段
按照本发明的一实施方式，提供电动机促动器。该电动机促动器包括：旋转自由地支承旋转轴的外壳；设置在外壳内，具有金属制的绕线的第1电动机定子；设置在外壳内，具有金属制的绕线的第2电动机定子；设置在外壳内，与旋转轴一起旋转的电动机转子；进行对第1电动机定子供给的电力的控制的第1逆变器电路；进行对第2电动机定子供给的电力的控制的第2逆变器电路；具有运算电路的控制组件单元。控制组件单元包括：输出用于驱动控制第1逆变器电路的控制信号的第1逆变器控制单元；输出用于驱动控制第2逆变器电路的控制信号的第2逆变器控制单元；通过第1逆变器控制单元或者第2逆变器控制单元，在仅对第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路中的一方的逆变器电路供给电力时，根据另一方的逆变器电路的导通状态判断第1电动机定子和第2电动机定子之间有无短路的短路判断单元。
按照本发明的实施方式，可以提供在冗余系统电动机间发生了短路故障的情况下，可以迅速检测该异常，并且适当地向驾驶员发出警告，同时能够转移到最佳的系统状态的电动机促动器，以及使用它的动力转向装置。
附图说明
图1是构成实施例1中的EPS的主要单元的EPS系统结构图。
图2是实施例1中的EPS系统的、1CPU、2逆变器&电动机的情况的电动机以及ECU的块结构图。
图3是表示实施例1中的从系统起动时起至满(full)辅助控制开始为止的诊断时序的定时结构图。
图4是表示实施例1中的基于3相电压监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。
图5是表示实施例1中的基于电动机电流监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。
图6A是实施例1中的图3(A)的诊断时序下的基于图4的3相电压监视器的异常检测机制的处理流程图的前半部分。
图6B是实施例1中的图3(A)的诊断时序下的基于图4的3相电压监视器的异常检测机制的处理流程图的后半部分。
图7是实施例1中的图3(A)的诊断时序下的基于图5的电动机电流监视器的异常检测机制的处理流程图的后半部分。
图8是实施例2的EPS系统的、2CPU、2逆变器&电动机的情况的电动机以及ECU的块结构图。
图9是表示从实施例2的系统起动时起至满辅助控制开始为止的诊断时序的定时结构图。
图10是表示实施例3中的从系统起动时起至满辅助控制开始为止的诊断时序的定时结构图。
图11是表示实施例3中的基于3相电压监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。
图12是表示实施例3中的基于电动机电流监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。
图13是实施例4中的异常检测机制的处理流程图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的实施例。
实施例1
图1是构成本实施例中的EPS的主要单元的EPS系统结构图。在图1中，10是转向扭矩传感器，11是转向角传感器，通过未图示的方向盘的旋转，连接的转向轴旋转，检测该转向扭矩的检测和旋转角。12是齿条齿轮(rack&pinion)，13是电动机，14是ECU(ElectronicControl Unit，电子控制单元)，以及，15是放大电动机的扭矩并将旋转方向的力变换为齿条轴方向的力的减速器，16是齿条外壳，17是拉杆。在齿条轴的两端，经由拉杆等连接未图示的一对轮胎。由此，在驾驶员使方向盘旋转时，转向轴的旋转运动通过齿条齿轮12变换为齿条轴的直线运动，一对轮胎被转向相当于与齿条轴的直线运动位移相应的角度。而且，通过发生辅助转向扭矩的电动机13使减速器15正反旋转，与方向盘的转向方向以及转向扭矩相应的力被变换为齿条轴的直线运动，成为轮胎的转向的辅助转向。而且，以下，将电动机13和ECU14称为电动机促动器。
图2是本实施例中的EPS系统中，由一个CPU和两个逆变器与电动机构成的情况的电动机以及ECU的块结构图。
在图2中，电动机包括：旋转自由地支承旋转轴的外壳；设置在外壳的内部，具有金属制的绕线的第1电动机定子；设置在外壳的内部，具有金属制的绕线的第2电动机定子；以及设置在外壳的内部，与旋转轴一起旋转的电动机转子。即，电动机在一个壳体中，具有2组星型连线或者Δ连线构成的绕线线圈1(21)、绕线线圈2(22)，并形成各相。以下，分别称为电动机1(21)、电动机2(22)。然后，ECU具有与这些电动机对应的1组电动机驱动电路即逆变器1(23)、逆变器2(24)，控制对电动机1(21)、电动机2(22)的各相的电流供给。逆变器1(23)、逆变器2(24)由多个驱动元件(FET)形成。然后，逆变器1(23)、逆变器2(24)通过CPU29进行驱动控制。进而，构成为具有将来自电池20的电流供给切换为导通、切断状态的1组故障保险(フェイルセール)(FS)继电器1(25)、故障保险(FS)继电器2(26)，同时在各个组的各相中设定在电动机1(21)、电动机2(22)的电动机绕线的各相与逆变器1(23)、逆变器2(24)之间做出导通、切断状态的1组电动机继电器1(27)、电动机继电器2(28)。
ECU内的CPU29取入以下的判断信息，进行异常检测。作为判断信息，是来自以下部件的信息，即两个FS继电器中间电压监视器1(31)、FS继电器中间电压监视器2(32)、可监视电池的电压的电池电压监视器33、以及，进行逆变器的上臂(上游)侧驱动元件的上游部的电压测量的1组逆变器1上游电压监视器(34)、逆变器2上游电压监视器(35)、进而1组3相电压监视器1(36)、3相电压监视器2(37)、用于测量1组电动机中流过的电流，即逆变器的直流母线电流的电动机电流传感器1(38)、电动机电流传感器2(39)、测量其输出的电动机1电流监视器(40)、电动机2电流监视器(41)。
FS继电器中间电压监视器在FS继电器1(25)、FS继电器2(26)为半导体类型的情况下成为必要，是用于避免在半导体内的寄生二极管导致的电源不能切断的结构，使寄生二极管的朝向在2个半导体继电器间朝向外部配置。在FS继电器为机械类型的情况下本监视器不存在。
图3是表示本实施例中的从系统起动时起至满辅助控制开始为止的诊断时序的定时结构图。在图3中，横轴是时间，示出三个诊断时序例。图3(A)是表示图2的1CPU、2逆变器&电动机的系统的情况下的、连续地进行各诊断的情况。即，若系统起动，则首先进行CPU的自我诊断，接着，连续进行电源系统诊断、传感器系统诊断、继电器系统1、2的诊断、逆变器1、2的诊断，之后，进行电动机1、2之间的短路诊断。对于短路诊断的细节如后所述，但是在短路诊断时，首先通过电动机1侧的逆变器1开始电动机1的PWM驱动，并且电动机2侧的逆变器2不驱动。由此，如果存在线圈间的短路的情况下，由于电动机2侧的3相电压监视器的电压上升，所以可以检测短路。
在以上的处理中，若电动机1、2间的短路诊断完成，则初始诊断结束。这里，ECU具有进行限制对电动机的电力的供给量的上限值的限幅器处理的供给电力限制单元，短路诊断在限幅器处理中上限值0，即辅助0的执行中，完成短路诊断。然后在短路诊断结束后，通过电动机2侧的逆变器2开始电动机2的PWM驱动，使EPS系统的辅助逐渐增加，开始满辅助控制。由此，在电力限制单元结束了限幅器处理后，在能够满通电的状态下短路诊断结束，所以可以进行能够满通电状态中的适当的电动机控制。
在图3(A)的诊断时序中，在从逆变器1开始电动机1的PWM驱动起经过规定时间后开始逆变器2电动机2的PWM驱动时，在该规定时间的期间中进行电动机1、2间的短路诊断。换言之，在逆变器1和逆变器2中进行电动机1和2的PWM驱动的时间差控制的情况下，可以在该时间差的期间进行电动机1、2间的短路诊断。
而且，在进行了逆变器1、2诊断后开始对电动机1、2的通电，所以可以提高装置的安全性。
图3(B)表示图2的1CPU、2逆变器&电动机系统的情况下，并行地进行继电器系统1、2的诊断，也并行地进行逆变器1、2的诊断的情况。由此，与图3(A)的情况相比，可以在短时间内进行有无短路的判断。
图4是表示了本实施例中的基于3相电压监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。在图4中，在进行电动机间的短路诊断的情况下，首先，将FS继电器1(25)接通(ON)，将至逆变器1(23)的来自电池20的电流供给设为导通状态，将电动机继电器1(27)接通，通过基于CPU29的逆变器控制开始基于逆变器1(23)的电动机1的PWM驱动。
另一方面，仍将FS继电器2(26)关断(OFF)，在逆变器2(24)中成为没有电流供给的状态。而且，电动机继电器2(28)也关断。这是因为，没有施加至电动机2的通电相的来自逆变器2的电压，所以可以进行适当的有无短路判断。
这里，在没有电动机间的短路而正常时的情况下，电动机2侧的3相电压监视器2(37)中不产生电压，但是在电动机间存在短路的情况下，在电动机2侧也产生电力供给，3相电压监视器2(37)的电压上升。因此，通过观察该3相电压监视器2(37)，可以进行电动机间的短路诊断。即，电动机1、2分别具有多个通电相，所以逆变器1、2通过控制，使得对多个通电相选择性地供给电力，在仅对电动机的一侧的选择相供给电力时，正常时在另一侧没有导通，但是在电动机间发生短路的情况下，在另一侧也发生导通而成为电力供给状态。通过以3相电压监视器检测该导通状态，可以判断有无电动机间的短路。
如以上那样，在仅逆变器的一侧仅驱动控制着一方的电动机时，检测到来自另一方的电动机的3相电压监视器的电压值时，即通过探测另一方的电动机中也成为电力供给的状态，可以判断有无电动机间的短路。
而且，在本实施例中，说明了具有两个电动机以及逆变器的情况，但是也可以具有这以上的电动机以及逆变器。
而且，逆变器1和2既可以设置在同一处理器核内，也可以设置在不同的处理器核内。
而且，说明了以基于CPU的软件处理进行异常检测，但是也可以通过硬件构成。
图5是表示了本实施例的基于电动机电流监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。在图5中，在进行电动机间的短路诊断的情况下，首先，将FS继电器1(25)设为接通，将至逆变器1(23)的来自电池20的电流供给设为导通状态，并将电动机继电器1(27)接通，通过逆变器1(23)开始电动机1的PWM驱动。另一方面，电动机继电器2(28)接通。这里，在没有电动机间的短路而正常时的情况下，电动机2不通过逆变器2(24)进行驱动，所以电动机2电流监视器41中未检测到电流。另一方面，在电动机间短路的情况下，在电动机2侧也流过电流，通过对逆变器2(24)侧的下臂(下游)侧驱动元件进行PWM驱动，由电动机电流传感器2(39)检测电流，电动机2电流监视器41的电流上升。因此，可以通过观察该电动机2电流监视器41进行电动机间的短路诊断。
即，逆变器1和逆变器2的每一个具有控制对电动机1、2分别具有的多个通电相的电力的供给的驱动元件，该驱动元件对于多个通电相的每一个具有上游侧驱动元件和下游侧驱动元件，在逆变器1和逆变器2的每一个中构成桥式电路，通过切换上游侧驱动元件和下游侧驱动元件的接通、关断状态，切换控制多个通电相的通电状态，在逆变器1和逆变器2中的另一方的逆变器的下游侧驱动元件为接通状态时，根据电动机电流传感器1(38)和电动机电流传感器2(39)中检测另一方的逆变器的直流母线电流一侧的电动机电流传感器的检测结果，判断有无电动机间的短路。
图6A、图6B是本实施例的图3(A)的诊断时序中的基于图4的3相电压监视器的异常检测机制的处理流程图。这里，图6A、图6B因为纸面的原因进行了分割，但是在标号A处连续。在图6A中，从步骤S101至S108，如在图3(A)中说明的那样，连续地进行CPU的自我诊断、电源系统诊断、传感器系统诊断、继电器系统1、2的诊断、逆变器1、2的诊断。
CPU的自我诊断中成为了异常的情况下，以双重方式进行基于CPU监视功能的系统切断S109和基于CPU的系统切断S110。这是因为，由于CPU的故障部位存在自身不能处理的情况。之后，进行警示灯的点亮(S111)和规定的故障码的记录(S112)，结束处理。
在从步骤S102至S108的诊断中成为了异常的情况下，在S113进行基于CPU的系统切断。之后，进行警示灯的点亮(S114)和规定的故障码的记录(S115)，结束处理。
在从步骤S101至S108正常的情况下，如在图4中说明的那样，在S116将FS继电器1(25)接通，将至逆变器1(23)的来自电池20的电流供给设为导通状态，将电动机继电器1(27)接通，在S117中通过逆变器1(23)开始电动机1的PWM驱动。另一方面，FS继电器2(26)仍关断，成为在逆变器2(24)中没有电流供给的状态。而且，电动机继电器2(28)也关断。接着，在S118中，判断转向速度是否小于规定值。这里，确认转向速度是因为，若电动机旋转则产生反电动势，因此为了提高监视精度，在大致停止时执行监视。因此，在转向速度大于规定值的情况下，结束处理。
在转向速度小于规定值的情况下，在S119中，判断监视器2侧的3相电压监视器2(37)是否超过规定值。在大于规定值的情况下，判断为电动机间短路，在S121中将电动机1－2间短路异常计数器+1，在S122中将电动机1－2间短路正常计数器清零，之后，在S128中判断电动机1－2间短路异常计数器值是否超过规定值，若超过，则在S129中进行基于CPU的系统切断。之后，进行警示灯的点亮(S130)和电动机1－2间短路故障的码记录(S131)，结束处理。在S128中若电动机1－2间短路异常计数器值未超过规定值，则作为异常检测中而结束处理。
在S119中，在监视器2侧的3相电压监视器2(37)未超过规定值的情况下，判断为正常并在S120中将电动机1－2间短路正常计数器+1，判断电动机1－2间短路正常计数器值是否超过规定值，若未超过，则作为正常检测中而结束处理。另一方面，若超过，则判断为正常，并在S124中将电动机1－2间短路异常计数器清零，短路诊断结束。之后，在S125中将继电器系统2接通，在S126中通过电动机2侧的逆变器2开始电动机2的PWM驱动，在S127中许可EPS系统的辅助，使限幅器处理的限制值逐渐增加，开始逐渐增加辅助。
这样，可以在一方系统的PWM驱动时，通过其它系统侧的3相电压监视器检测电动机的系统间短路。
图7是本实施例中的图3(A)的诊断时序下的基于图5的电动机电流监视器的异常检测机制的处理流程图的后半部分。图7是表示在图6A的S118中，判断转向速度是否小于规定值，转向速度小于规定值的情况下的标号A以后的流程，在此之前与图6A相同，所以省略其说明。
在图7中，在S141中开始PWM驱动逆变器2侧的下臂侧的驱动元件。然后，在S142中判断电动机2侧的电动机电流值是否大于规定值。在大于规定值的情况下，判断为电动机间短路，进行S143、S144、S151－S154的处理。这与图6B的S121、S122、S128―S131相同，所以省略其说明。而且，在S142中，在监视器2侧的电动机电流值未超过规定值的情况下，判断为正常，进行S145－S150的处理。这与图6B的S120、S123－S127相同，所以省略其说明。
而且，在用电流传感器检测时，为了防止发生电机系统间短路造成的过电流，检测侧的系统的逆变器的下臂侧的驱动元件的驱动PWM希望以微小的占空比(Duty)进行驱动。换言之，在另一方的逆变器的PWM占空比值小于一方的逆变器的PWM占空比值时，若判断有无短路，则可以抑制在另一侧的逆变器中流过过电流而逆变器损伤。
这样，在一个系统的PWM驱动时，通过电动机电流传感器的监视器值检测其它系统侧的导通状态，可以检测电动机的系统间短路。由此，通过用以电动机电流传感器检测微小电流，可以使短路判断精度提高。
如以上那样，本实施例是电动机促动器，构成为包括：外壳，旋转自由地支承旋转轴；设置在外壳的内部，具有金属制的绕线的第1电动机定子；设置在外壳的内部，具有金属制的绕线的第2电动机定子；设置在外壳的内部，与所述旋转轴一起旋转的电动机转子；进行对第1电动机定子供给的电力的控制的第1逆变器；进行对第2电动机定子供给的电力的控制的第2逆变器；具有运算电路的控制组件单元；设置在控制组件单元中，输出对第1逆变器进行驱动控制的控制信号的第1逆变器控制单元；设置在控制组件单元中，输出对第2逆变器进行驱动控制的控制信号的第2逆变器控制单元；设置在控制组件单元中，在通过第1逆变器控制单元或者第2逆变器控制单元，仅对第1逆变器或者第2逆变器的一方供给电力时，根据通过第1逆变器或者第2逆变器中的另一方的逆变器控制的第1电动机定子和第2电动机定子中的另一方的电动机定子的导通状态，判断第1电动机定子和第2电动机定子之间有无短路的短路判断单元。
由此，在冗余系统电动机间发生了短路故障的情况下可以迅速检测该异常，并且通过向驾驶员适当地发出警告，可以使动力转向装置的安全性提高。由此，可以提供能够转移到最佳的系统状态的电动机促动器、以及使用它的动力转向装置。
实施例2
本实施例说明在EPS系统中，2CPU、2逆变器&电动机的情况。
图8是本实施例中的EPS系统的2CPU、2逆变器&电动机的情况的电动机以及ECU的块结构图。在图8中，附加与图2相同的标号的结构要件具有相同的功能，省略其说明。与图2的不同点是，追加CPU2(30)，通过CPU1(29)监视电动机1(21)、逆变器1(23)的电压、电流，通过CPU2(30)单独地监视电动机2(22)、逆变器2(24)的电压、电流，在CPU1(29)和CPU2(30)之间进行CPU间通信42。
图9是表示本实施例中的从系统起动时起至满辅助控制开始为止的诊断时序的定时结构图。在图9中，若系统起动，则首先CPU1、2并行地进行各自的自我诊断，接着，CPU1、2分别连续地进行电源系统诊断、传感器系统诊断、继电器系统诊断、逆变器的诊断，之后，进行电动机1、2间的短路诊断。关于短路诊断的细节与实施例1相同，在短路诊断时，首先通过电动机1侧的逆变器1开始电动机1的PWM驱动，使得电动机2侧的逆变器2不驱动。由此，如果存在线圈间的短路的情况下，电动机2侧的3相电压监视器的电压上升，所以可以检测短路。在以上的处理中，若电动机1、2间的短路诊断完成，则通过电动机2侧的逆变器2开始电动机2的PWM驱动，使EPS系统的辅助逐渐增加，开始满辅助控制。
这样，从逆变器1开始电动机1的PWM驱动起经过规定时间后开始逆变器2电动机2的PWM驱动时，在该规定时间的期间进行电动机1、2间的短路诊断。这里，在通过逆变器1和2进行电动机1和2的PWM驱动的时间差控制时，能够通过CPU1(29)和CPU2(30)间进行CPU间通信42来实现。
实施例3
本实施例说明在逆变器1、2的诊断时并行地进行电动机1、2间的短路诊断的情况。
图10是表示本实施例中的从系统起动时起至满辅助控制开始为止的诊断时序的定时结构图。图10中(A)表示1CPU的情况，(B)表示2CPU的情况。图10(A)(B)都是至继电器系统诊断为止，与图3、图9中说明的内容相同，所以省略其说明。本实施例的特征是，在逆变器1、2的诊断时并行地进行电动机1、2间的短路诊断这一点。由此，与图3(B)或图9的情况相比，可以进一步在短时间内进行有无短路的判断。而且，通过在电动机控制开始前的初始诊断的执行期间中实施有无短路的判断，可以使安全性提高。
图11是表示本实施例中的基于3相电压监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。图11表示实施例2的2CPU的情况。在图11中，为了进行逆变器1、2的诊断，将FS继电器1(25)、FS继电器2(26)分别接通，将至逆变器1(23)、逆变器2(24)的来自电池20的电流供给设为导通状态，首先对逆变器1(23)的上臂侧进行PWM驱动。然后将电动机继电器1(27)接通，在对电动机1(21)施加了电压的状态下，逆变器2(24)不进行PWM驱动，对电动机2(22)的通电相成为未施加电压的状态。这里，在没有电动机间的短路而正常时的情况下，虽然在电动机2侧的3相电压监视器2(37)中不产生电压，但是在电动机间短路的情况下，电动机2侧也被供给电力，3相电压监视器2(37)的电压上升。由此，通过观察该3相电压监视器2(37)，可以进行电动机间的短路诊断。
如以上那样，在逆变器诊断时，在对逆变器的仅一侧的上臂侧进行PWM驱动时，通过检测来自另一方的电动机的3相电压监视器的电压值时，即检测为也对另一方的电动机供给电力的状态，可以判断电动机间有无短路。
而且，通过PWM驱动逆变器1(23)的上臂侧，将下臂侧的PWM驱动设为关断，绕入另一侧的逆变器的通电量变多，可以提高短路判断精度。
图12是表示本实施例中的基于电动机电流监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。图12表示实施例2的2CPU的情况。在图12中，为了进行逆变器1、2的诊断，将FS继电器1(25)、FS继电器2(26)分别接通，将至逆变器1(23)、逆变器2(24)的来自电池20的电流供给设为导通状态，首先对逆变器1(23)的上臂侧进行PWM驱动。这里，在没有电动机间的短路而正常时的情况下，电动机2不被逆变器2(24)驱动，所以在电动机2电流监视器41中电流未被检测到。另一方面，在电动机间短路的情况下，在电动机2侧也流过电流，通过对逆变器2(24)侧的下臂驱动元件进行PWM驱动，通过电动机电流传感器2(39)检测电流，电动机2电流监视器41的电流上升。由此，通过观察该电动机2电流监视器41，可以进行电动机间的短路诊断。
如以上那样，在逆变器的诊断时，对逆变器的仅一侧的上臂侧进行PWM驱动，并对逆变器的另一侧的下臂侧进行PWM驱动，通过检测电动机2电流监视器41，可以进行电动机间的短路诊断。
实施例4
本实施例说明已发生故障，一个系统的逆变器&电动机处于切断状态时，在残存系统中即使在支持的控制中也能够进行电动机间的短路的检测的例子。
图13是本实施例中的异常检测机制的处理流程图。在图13中，首先，在S201中通过CPU间通信取入其它系统侧的状态。而且，该处理仅为2CPU的情况，在1CPU的情况下不需要。然后，在S202中判断是否一个系统故障且一侧逆变器为关断状态，如果不是关断则结束处理。如果是关断，则在S203中，判断转向速度是否小于规定值。然后，在转向速度大于规定值的情况下，判断为由于电动机的旋转产生了反电动势，作为不适于电动机间的短路诊断而结束处理。
而且，在转向速度小于规定值的情况下，在S204中判断关断系统侧的3相电压监视器值是否超过规定值。在大于规定值的情况下，判断为电动机间短路，在S206中判断电动机1－2间短路计数器是否超过规定值，若超过，则在S207中进行电动机1－2间短路异常的故障码记录，结束处理。在S206中，若电动机1－2间短路计数器未超过规定值，则作为异常检测中，在S208中将电动机1－2间短路计数器+1，结束处理。
在S204中关断系统侧的3相电压监视器值未超过规定值的情况下，判断为正常，在S205中将电动机1－2间短路计数器清零，结束处理。
这样，即使在残存系统中为支持的运转控制中，也能够检测电动机间的短路。
以上对实施例进行了说明，但是本发明不限于上述的实施例，包含各种变形例。例如，上述的实施例为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明，但不限于具有说明的全部结构。而且，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其它实施例的结构，而且，能够在某个实施例的结构中增加其它实施例的结构。而且，在可解决上述的课题的至少一部分的范围，或者，产生效果的至少一部分的范围中，能够进行权利要求以及说明书中记载的各结构要素的任意的组合或者省略。
本申请要求基于2016年3月14日申请的日本专利申请号2016－49219号的优先权。包含2016年3月14日申请的日本专利申请号2016－49219号的说明书、权利要求、附图以及摘要的全部公开内容通过参照而作为全体加入本申请。
标号说明
10：转向扭矩传感器，11：转向角传感器，12：齿条&齿轮(R&P齿轮)，13：电动机，14：ECU(Electronic Control Unit)，15：减速器，16：齿条外壳，17：拉杆，20：电池，21：电动机1(绕线线圈1)，22：电动机2(绕线线圈2)，23：逆变器1、24：逆变器2，25：故障保险(FS)继电器1、26：故障保险(FS)继电器2，27：电动机继电器1、28：电动机继电器2，29：CPU1(CPU)，30：CPU2，31：FS继电器1中间电压监视器，32：FS继电器2中间电压监视器，33：电池电压监视器，34：逆变器1上游电压监视器，35：逆变器2上游电压监视器，36：3相电压监视器1，37：3相电压监视器2，38：电动机电流传感器1，39：电动机电流传感器2，40：电动机1电流监视器，41：电动机2电流监视器，42：CPU间通信。

Claims (20)

1.一种电动机促动器，包括：
外壳，旋转自由地支承旋转轴；
第1电动机定子，设置在所述外壳内，具有金属制的绕线；
第2电动机定子，设置在所述外壳内，具有金属制的绕线；
电动机转子，设置在所述外壳内，与所述旋转轴一起旋转；
第1逆变器电路，进行对所述第1电动机定子供给的电力的控制；
第2逆变器电路，进行对所述第2电动机定子供给的电力的控制；以及
控制组件单元，具有运算电路，
所述控制组件单元包括：
第1逆变器控制单元，输出用于驱动控制所述第1逆变器电路的控制信号；
第2逆变器控制单元，输出用于驱动控制所述第2逆变器电路的控制信号；以及
短路判断单元，通过所述第1逆变器控制单元或者所述第2逆变器控制单元，在仅对所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路中的一方的逆变器电路供给电力时，根据另一方的逆变器电路的导通状态判断所述第1电动机定子和所述第2电动机定子之间有无短路。
2.如权利要求1所述的电动机促动器，
在所述第1逆变器控制单元开始所述第1逆变器电路的驱动控制起经过规定时间后所述第2逆变器控制单元开始所述第2逆变器电路的驱动控制时，所述短路判断单元在所述规定时间的期间判断有无所述短路。
3.如权利要求2所述的电动机促动器，
所述控制组件单元包括：初始诊断单元，执行诊断所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路有无异常的初始诊断，
所述短路判断单元在所述初始诊断结束后判断有无所述短路。
4.如权利要求3所述的电动机促动器，
所述控制组件单元包括：供给电力限制单元，进行限制对所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子的电力的供给量的上限值的限幅器处理，
所述短路判断单元在所述电力限制单元执行所述限幅器处理中，判断有无所述短路。
5.如权利要求1所述的电动机促动器，
所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子的每一个具有多个通电相，
所述第1逆变器控制单元和所述第2逆变器控制单元的每一个，驱动控制所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个，使得所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个对所述多个通电相选择性地供给电力，
所述短路判断单元根据所述另一方的逆变器电路的所述通电相的电压，判断有无所述短路。
6.如权利要求5所述的电动机促动器，
所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个具有控制对所述多个通电相的电力的供给的开关元件，
所述短路判断单元，在所述另一方的逆变器电路的全部所述开关元件为关断状态时，判断有无所述短路。
7.如权利要求1所述的电动机促动器，包括：
第1电流检测单元，检测所述第1逆变器电路的直流母线电流；以及
第2电流检测单元，检测所述第2逆变器电路的直流母线电流，
所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子的每一个具有多个通电相，
所述第1逆变器控制单元和所述第2逆变器控制单元的每一个驱动控制所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个，使得所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个对所述多个通电相选择性地供给电力，
所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个具有控制对所述多个通电相的电力的供给的开关元件，
所述开关元件对于所述多个通电相的每一个，具有上游侧开关元件和下游侧开关元件，
所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路构成桥式电路，
所述开关元件通过切换所述上游侧开关元件以及所述下游侧开关元件的接通、关断状态，切换控制所述多个通电相的通电状态，
所述短路判断单元在所述另一方的逆变器电路的所述下游侧开关元件为接通状态时，根据所述第1电流检测单元和所述第2电流检测单元中的、检测所述另一方的逆变器电路的直流母线电流的电流检测单元的检测结果，判断有无所述短路。
8.如权利要求7所述的电动机促动器，
所述短路判断单元在所述一方的逆变器电路的所述上游侧开关元件接通，并且所述一方的逆变器电路的所述下游侧开关元件关断时，判定有无所述短路。
9.如权利要求8所述的电动机促动器，
所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路通过PWM控制进行驱动控制，
所述短路判断单元在所述另一方的逆变器电路的PWM占空比值小于所述一方的逆变器电路的PWM占空比值时，判断有无所述短路。
10.如权利要求1所述的电动机促动器，
所述控制组件单元具有执行诊断所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路有无异常的初始诊断的初始诊断单元，
所述短路判断单元在所述初始诊断中，在对所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子施加了电压的状态下判断有无所述短路。
11.一种动力转向装置，包括：
转向机构，根据方向盘的转向操作，使转向轮转向；
电动机，包括：外壳；设置在所述外壳内，具有金属制的绕线的第1电动机定子；设置在所述外壳内，具有金属制的绕线的第2电动机定子；设置在所述外壳内的电动机转子；以及与所述电动机转子一起旋转的电动机轴，所述电动机经由所述电动机轴对所述转向机构赋予转向力；以及
电动机控制装置，驱动控制所述电动机，
所述电动机控制装置包括：
第1逆变器电路，进行对所述第1电动机定子供给的电力的控制；
第2逆变器电路，进行对所述第2电动机定子供给的电力的控制；以及
控制组件单元，具有运算电路，
所述控制组件单元包括：
第1逆变器控制单元，输出用于驱动控制所述第1逆变器电路的控制信号；
第2逆变器控制单元，输出用于驱动控制所述第2逆变器电路的控制信号；以及
短路判断单元，在通过所述第1逆变器控制单元或者所述第2逆变器控制单元，仅对所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路中的一方的逆变器电路供给电力时，根据另一方的逆变器电路的导通状态，判断所述第1电动机定子和所述第2电动机定子之间有无短路。
12.如权利要求11所述的动力转向装置，
在从所述第1逆变器控制单元开始所述第1逆变器电路的驱动控制起经过规定时间后所述第2逆变器控制单元开始所述第2逆变器电路的驱动控制时，所述短路判断单元在所述规定时间的期间判断有无所述短路。
13.如权利要求12所述的动力转向装置，
所述控制组件单元包括：执行诊断所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路有无异常的初始诊断的初始诊断单元，
所述短路判断单元在所述初始诊断结束后判定有无所述短路。
14.如权利要求13所述的动力转向装置，
所述控制组件单元包括：供给电力限制单元，进行限制对所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子的电力的供给量的上限值的限幅器处理，
所述短路判断单元在所述电力限制单元执行所述限幅器处理中，判断有无所述短路。
15.如权利要求11所述的动力转向装置，
所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子的每一个具有多个通电相，
所述第1逆变器控制单元和所述第2逆变器控制单元的每一个驱动控制所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个，使得所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个对所述多个通电相选择性地供给电力，
所述短路判断单元根据所述另一方的逆变器电路的所述通电相的电压判断有无所述短路。
16.如权利要求15所述的动力转向装置，
所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个具有控制对所述多个通电相的电力的供给的开关元件，
所述短路判断单元在所述另一方的逆变器电路的全部所述开关元件为关断状态时，判断有无所述短路。
17.如权利要求11所述的动力转向装置，包括：
第1电流检测单元，检测所述第1逆变器电路的直流母线电流；以及
第2电流检测单元，检测所述第2逆变器电路的直流母线电流，
所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子的每一个具有多个通电相，
所述第1逆变器控制单元和所述第2逆变器控制单元的每一个驱动控制所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个，使得所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个对所述多个通电相选择性地供给电力，
所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个具有控制对所述多个通电相的电力的供给的开关元件，
所述开关元件对于所述多个通电相的每一个，具有上游侧开关元件和下游侧开关元件，
所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路构成桥式电路，
所述开关元件通过切换所述上游侧开关元件以及所述下游侧开关元件的接通、关断状态，切换控制所述多个通电相的通电状态，
在所述另一方的逆变器电路的所述下游侧开关元件为接通状态时，所述短路判断单元根据所述第1电流检测单元和所述第2电流检测单元中的、检测所述另一方的逆变器电路的直流母线电流的电流检测单元的检测结果判断有无所述短路。
18.如权利要求17所述的动力转向装置，
所述短路判断单元在所述一方的逆变器电路的所述上游侧开关元件接通，并且所述一方的逆变器电路的下游侧开关元件关断时，判断有无所述短路。
19.如权利要求18所述的动力转向装置，
所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路通过PWM控制进行驱动控制，
在所述另一方的逆变器电路的PWM占空比值小于所述一方的逆变器电路的PWM占空比值时，所述短路判断单元判断有无所述短路。
20.如权利要求11所述的动力转向装置，
所述控制组件单元包括初始诊断单元，所述初始诊断单元执行用于诊断所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路有无异常的初始诊断，
所述短路判断单元在所述初始诊断中对所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子施加了电压的状态下判断有无所述短路。
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