CN113165687B - 马达控制装置、马达控制方法及电动助力转向系统 - Google Patents

马达控制装置、马达控制方法及电动助力转向系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种马达控制装置、马达控制方法及电动助力转向系统，设置：电源电路，构成为可与各相对应地供给及阻断电源；马达控制电路，与各相对应地设置；以及全桥逆变器(INV1～INV3)，从各电源电路接受马达的驱动用电源的供给，与各相对应地设置。在三相的任一相有故障的情况下，利用与除被判定为故障的相外的两相对应的电源电路、马达控制电路及全桥逆变器来继续进行马达驱动。

Description

马达控制装置、马达控制方法及电动助力转向系统
技术领域
本发明例如涉及一种搭载于电动助力转向装置等的马达控制装置、马达控制方法及电动助力转向系统。
背景技术
包括电动马达及此电动马达的控制装置等的电动助力转向装置一直运行，所述电动马达对汽车等车辆的驾驶员进行的转向手柄操作产生协助扭矩。因此，在构成马达驱动部的零件在运转过程中发生了故障的情况下，需要进行中止对转向手柄的辅助动作等控制。
为了设为电动助力转向装置的逆变器部的、在产生故障时可继续辅助的硬件结构，例如在专利文献1的电动助力转向装置中，分别安装两系统的逆变器驱动电路(逆变器驱动用集成电路(Integrated Circuit，IC))、中央处理装置(中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU))、电源电路等，设为具有将三相绕组分别驱动的两组三相逆变器电路的双逆变器系统。
即，双逆变器系统具有下述结构：两个三相逆变器电路分别包括独立的U相、V相、W相驱动用的共计六个上下臂用切换元件，逆变器电路分别向独立的两个U相、V相、W相的马达线圈绕组(共计六个)通电。
这种结构中，即便两系统中的一个系统的逆变器驱动电路、三相逆变器电路、中央处理装置(CPU)、电源电路等产生故障，也通过正常的另一系统的逆变器驱动电路、三相逆变器电路、中央处理装置(CPU)、电源电路等驱动从而继续进行辅助。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本登记专利：日本专利第6223593号公报
发明内容
发明所要解决的问题
所述专利文献1的电动助力转向装置具有双重冗长系统，即，将两系统的相同结构的控制单元分离独立地并置，由此成为下述结构：在其中一个控制单元发生了异常的情况下，另一个控制单元补充进行控制。
这样并设两系统的装置结构存在下述问题：不仅装置自身变得复杂，而且无法避免零件数的增加，这导致成本上涨。进而，也存在下述问题：在异常时由一个控制单元进行补充控制，因而在异常时仅可获得正常时的50％的输出扭矩。
本发明是鉴于所述问题而成，其目的在于提供一种马达控制装置，即便与相对应地设置的电源电路、控制电路、逆变器电路等的一相发生异常，也可利用其他两相继续进行马达驱动。
解决问题的技术手段
作为达成所述目的而解决所述问题的一个手段，包括以下结构。即，本申请的例示性的第一发明为一种马达控制装置，驱动多相的马达，包括：电源电路，构成为可与所述多相的各相对应地供给及阻断电源；马达控制电路，与所述多相的各相对应地设置；全桥逆变器，与所述多相的各相对应地设置，从各所述电源电路接受所述马达的驱动用电源的供给；以及判定部件，判定所述电源电路、所述马达控制电路及所述全桥逆变器有无故障，在由所述判定部件判定为所述多相的任一相有所述故障的情况下，利用与除所述一相外的相对应的所述电源电路、所述马达控制电路及所述全桥逆变器来继续进行所述马达的驱动。
本申请的例示性的第二发明为一种电动助力转向用马达控制装置，其中，将所述例示性的第一发明的马达控制装置，设为辅助车辆等的驾驶员的把手操作的、电动助力转向用的马达控制装置。
本申请的例示性的第三发明为一种马达控制方法，为驱动多相的马达的马达控制装置的、马达控制方法，包括：第一判定工序，判定与所述多相的各相对应地设置的电源电路有无故障；第二判定工序，判定与所述多相的各相对应地设置的马达控制电路有无故障；以及第三判定工序，判定与所述多相的各相对应地设置的、从各所述电源电路接受电源供给的全桥逆变器有无故障，在所述第一判定工序、所述第二判定工序或所述第三判定工序中判定为所述多相的任一相有故障的情况下，以利用与除所述一相外的相对应的所述电源电路、所述马达控制电路及所述全桥逆变器来继续进行所述马达的驱动的方式，控制所述马达控制装置。
发明的效果
根据本发明，即便与马达控制装置的多相对应的结构部分的一相产生故障，也可利用其余相继续进行马达的旋转驱动，由此可确保与正常时同等、或正常时的67％以上的马达驱动输出(扭矩输出)。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式的马达控制装置的概略结构的框图。
图2为对与马达控制装置的个别故障对应的控制动作进行说明的图。
图3为表示马达控制装置的故障对应处理的一例的流程图。
图4为表示与PrDr1/INV1故障时对应的马达控制的图。
图5为表示与电源1/CPU1的故障时对应的马达控制的图。
图6为表示与CPU间通信故障对应的马达控制的图。
图7为表示与INV1阻断继电器断开(OFF)故障对应的马达控制的图。
图8为表示与INV2的电解电容器C2短路故障时对应的马达控制的图。
图9为表示与INV1的电解电容器短路故障对应的马达控制的图。
图10为搭载有实施方式的马达驱动装置的电动助力转向装置的概略结构。
[符号的说明]
15：电动马达
15a～15c：马达线圈
20：马达控制装置
21、21a～21c：控制部
25：电源部
27：马达驱动部
31：INV1电源继电器
32：INV2电源继电器
33：INV3电源继电器
35：INV1阻断继电器
36：INV3阻断继电器
37：INV1反接保护继电器
38：INV3反接保护继电器
41～43：电压降探测部
51、53：电源线圈
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行详细说明。图1为表示本实施方式的马达控制装置的概略结构的框图。图1中，马达控制装置20将具有并未相互连线的三相(U、V、W)的各马达线圈15a、马达线圈15b、马达线圈15c的电动马达15作为驱动对象。
负责马达控制装置20总体的控制的控制部21包括：三个中央控制部(CPU)1～3，针对各相独立地设置；三个预驱动器部(预驱动器(predriver，PrDr))1～3，由来自各CPU1～CPU3的控制信号生成马达驱动信号(脉宽调制(Pulse-Width Modulation，PWM)信号)；以及马达驱动部27，具有三个逆变器电路(逆变器(inverter，INV))1～3，此三个逆变器电路(INV)1～3是为了对电动马达15的各马达线圈15a、马达线圈15b、马达线圈15c供给规定的驱动电流而针对各相独立地设置。
马达控制装置20的电源部25具有将连接于正极端子+B1、正极端子+B2的两个直流电源(未图示)切分为三个而成的电源电路1～电源电路3等。即，从电源电路1、电源电路3经由INV反接保护继电器1、INV反接保护继电器2向各INV1、INV3供给马达驱动用的电源。另外，从配置于各INV反接保护继电器1、INV反接保护继电器2的输出端侧的电源电路2向INV2供给马达驱动用的电源。
马达驱动部27的INV1～INV13为与U相、V相、W相分别对应的全桥逆变器(也称为H桥)。更详细而言，INV1中，半导体切换元件FET1、半导体切换元件FET3的源极端子分别连接于FET2、FET24的漏极端子，由这些FET1～4构成H桥。另外，在FET1与FET2的连接节点、及FET3与FET4的连接节点各自与电动马达15的马达线圈15a之间，设有作为可阻断U相电流的半导体继电器(马达继电器)的FET13、FET14。
同样地，INV2也由FET5～FET8构成H桥，在FET5、FET6的连接节点及FET7、FET8的连接节点各自与马达线圈15b之间，设有可阻断V相电流的FET15、FET16。
INV3成为下述结构：由FET9～FET12构成H桥，在FET9、FET10的连接节点及FET11、FET12的连接节点各自与马达线圈15c之间，设有可阻断W相电流的FET17、FET18。
构成马达驱动部27的FET1～FET12中，FET1、FET3、FET5、FET7、FET9、FET11各自的漏极端子连接于电源侧(正极端子+B1、正极端子+B2)，FET2、FET4、FET6、FET8、FET10、FET12的源极端子连接于作为接地(GND)侧的负极端子-B1、负极端子-B2。
供给于INV1～INV3的直流电力通过构成所述INV1～INV3的各FET的切换动作而转换为三相交流电力，转换后的电力分别输出至电动马达15的马达线圈15a～15c。
此外，FET1～FET18也称为功率元件，为金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)等切换元件。
接下来，对本实施方式的马达控制装置的控制动作进行说明。图2为对与马达控制装置20的个别故障对应的控制动作进行说明的图，对与图1相同的结构标注相同符号。另外，图3为表示马达控制装置的故障对应处理的一例的流程图。
马达控制装置20在无故障的通常驱动时，如图2所示，INV1电源继电器31、INV2电源继电器32、INV3电源继电器33、INV1阻断继电器35、INV3阻断继电器36、INV1反接保护继电器37、INV3反接保护继电器38成为导通(ON)状态。另外，从连接于正极端子+B1、正极端子+B2的电池等供给电源，利用从控制部21a～控制部21c分别接收控制信号的INV1～INV3在马达线圈15a～马达线圈15c中流动驱动电流，由此驱动电动马达15。
另外，构成控制部21a～控制部21c的CPU1～CPU3分别从电源1～电源3受到电源供给而运行。电源1以从正极端子+B1供给的电源作为供给源，电源3以从正极端子+B2供给的电源作为供给源。另外，电源2以从正极端子+B1、正极端子+B2两者供给的电源作为供给源。
由此，向马达控制装置20的通常驱动时的马达线圈15a，以图2的粗线A所示的路径、也就是正极端子+B1→电源线圈51→INV1电源继电器31→INV1反接保护继电器37→INV1→负极端子-B1的路径供给驱动电流。
另外，向马达线圈15c以图2的粗线C所示的路径、也就是正极端子+B2→电源线圈53→INV3电源继电器33→INV3反接保护继电器38→INV3→负极端子-B2的路径供给驱动电流。
另一方面，通向马达线圈15b的驱动电流如上文所述，以从两个电源切分的电源作为供给源。即，如图2的粗线B所示，经由正极端子+B1→电源线圈51→INV1电源继电器31→INV1反接保护继电器37→INV1阻断继电器35的路径、与正极端子+B2→电源线圈53→INV3电源继电器33→INV3反接保护继电器38→INV3阻断继电器36的路径合流的电流以INV2电源继电器32→INV2的路径而被供给。然后，供给于INV2的电流分流至负极端子-B1与负极端子-B2。
虽省略图示，但CPU1～CPU3分别具有对应的电流传感器及角度传感器，分别独立地探测电动马达15的各相的电流值及旋转角。CPU1～CPU3按照保存于只读存储器(ReadOnly Memory，ROM)等存储器(未图示)的程序，如图3所示，进行与个别故障相应的控制等。各CPU通过CPU间的实时相互通信来监测不仅包含自身的控制而且还包含其他CPU的控制动作等的、控制系统总体。
在CPU1、CPU3，连接有交接车辆的各种信息的控制器域网(Controller AreaNetwork，CAN)1、控制器域网2、扭矩传感器(Torque Sensor，TS)1、扭矩传感器2。CPU1～CPU3如上文所述那样构成为可相互通信，因而CPU1、CPU3从CAN等经由图2的粗的虚线D、虚线E所得的信息通过图2的粗的虚线F所示的通信路径而发送至CPU2。
CPU1～CPU3进行基于来自TS1、TS2的转舵扭矩检测值及来自CAN1、CAN2的车速值等的处理，向作为FET驱动电路发挥功能的预驱动器部(PrDr)1～预驱动器部3输出PWM(脉宽调制)信号。PrDr1～PrDr3按照来自CPU1～CPU3的指令使PWM控制信号的占空比(duty)增减，生成INV1～INV3各自的半导体切换元件的接通(ON)/断开(OFF)控制信号。
另外，PrDr1～PrDr3具有全桥逆变器的高电位侧的驱动元件(FET)及低电位侧的驱动元件(FET)各自的异常监测功能。由此，可迅速且容易地判断全桥逆变器有无相对应的故障。其结果为，可通过切换为无故障的其他INV从而继续顺利地进行马达驱动控制。
接下来，对与马达控制装置20的个别故障对应的控制动作进行说明。
＜电源2/CPU2/PrDr2/INV2的故障时＞
在通过CPU间的相互通信而由CPU1或CPU3判定电源2、CPU2、PrDr2或INV2有故障的情况下(图3的步骤S19)，将通向INV2的电源供给路径、及通向作为CPU2的运行电源的电源2的电源供给路径阻断。具体而言，将图2的INV1阻断继电器35及INV3阻断继电器36、以及INV2电源继电器32阻断(OFF)。其结果为，将图2的粗线B所示的路径阻断，通过粗线A、粗线C所示的路径向INV1、INV3供给电源(图3的步骤S21)。
CPU1、CPU3如图2中粗的虚线D、虚线E所示，分别从TS1/CAN1、TS2/CAN2接收车辆的各种信息，由此在CPU2的故障时也通过CPU1、CPU3(即，控制部21a、控制部21c)来驱动马达15(图3的步骤S29)。
这样，通过设为下述结构，即，即便三相中的一相发生故障，也利用两个电源通过其他正常的两相来继续进行马达驱动控制，从而可获得正常时的67％以上的扭矩输出(马达驱动输出)。
因此，在如后述那样马达控制装置20搭载于电动助力转向装置的情况下，即便发生所述故障也不至于停止辅助，可继续辅助。
关于PrDr2/INV2的故障，CPU2例如基于与其相对应地设置的电流传感器(分流电阻)的电流检测值，检测到无法向马达线圈15b通电，通过CPU2与CPU1间、或CPU2与CPU3间的通信而将PrDr2/INV2的故障通知给CPU1或CPU3。
另一方面，电源2/CPU2的故障是基于与CPU2进行通信的CPU1或CPU3例如未从CPU2发送正常的信息或与CPU2的通信中断等状况而探测。
＜PrDr1/INV1的故障时＞
图4与PrDr1或INV1的故障时(图3的步骤S23)对应，表示通向INV1的电源供给路径被阻断时的马达控制装置20。具体而言，将INV1电源继电器31、INV1阻断继电器35、及INV1反接保护继电器37阻断(OFF)。关于PrDr1/INV1的故障，CPU1例如基于与其相对应地设置的电流传感器(分流电阻)的电流检测值，检测到无法向马达线圈15a通电，通过CPU1与CPU2间、或CPU1与CPU3间的通信而通知给CPU2或CPU3。
其结果为，通过图4的粗线B'、粗线C所示的路径向INV2、INV3供给电源，通过控制部21b、控制部21c继续进行马达驱动(图3的步骤S25)。此时，CPU2如图4中粗的虚线D、虚线F所示，通过与CPU1的通信而接收来自TS1/CAN1的车辆的各种信息，CPU3如粗的虚线E所示，从TS2/CAN2直接接收车辆的各种信息。
这样，即便PrDr1或INV1发生故障，CPU2也可通过与和发生了故障的相对应的正常的CPU1进行通信从而获得目标扭矩等。另外，通过构成将与电源供给路径的阻断无关的一个电源分支为两个的电源供给路径B'、电源供给路径C，从而利用正常的两相的控制部21b、控制部21c来继续进行马达驱动(图3的步骤S29)。其结果为，可获得正常时的67％以上的扭矩输出。
＜电源1/CPU1的故障时＞
在电源1或CPU1的故障时(图3的步骤S23)，如图5所示，控制部21a不工作，对INV1的控制信号中断，因而构成INV1的FET1～FET4断开(OFF)。另外，将INV1电源继电器31、INV1阻断继电器35及INV1反接保护继电器37阻断(OFF)，将通向INV1的电源供给路径阻断。电源1或CPU1的故障是根据CPU2或CPU3无法与CPU1进行通信等而探测。
在电源1/CPU1的故障时，通过图5中粗线B'、粗线C所示的路径向INV2、INV3供给电源，通过控制部21b、控制部21c继续进行马达驱动(图3的步骤S25)。此时，CPU3如图5中粗的虚线E所示，从TS2/CAN2直接接收车辆的各种信息，CPU2如粗的虚线G所示，通过与CPU3的通信而接收来自TS2/CAN2的车辆的各种信息。
因此，即便电源1或CPU1发生故障，也利用正常的两个CPU2、3(即，控制部21b、控制部21c)进行INV控制，结果继续进行马达驱动，可确保目标扭矩等(图3的步骤S29)。另外，通过将与电源供给路径的阻断无关的一个电源分支为两个的电源供给路径B'、电源供给路径C，正常的两相的控制部21b、控制部21c继续进行马达驱动，因而可获得正常时的67％以上的扭矩输出。
另外，上文所述的CPU1～CPU3也可分别设为相同结构，具有一边相互获取同步一边执行相同处理的双核锁步(dualcore lock-step)方式等的安全机制。例如，在CPU1失去控制的情况下，也可利用CPU1的安全机制使CPU1的运行重置或停止。
＜CPU间通信故障＞
在即便CPU1～CPU3分别正常运行，但例如CPU2、CPU3无法与CPU1通信的情况下，CPU2、CPU3检测CPU1与CPU2间、或CPU1与CPU3间的通信的故障(图3的步骤S11)。此时，各CPU1～CPU3正常运行，因而CPU1如图6中粗的虚线D所示，从TS1/CAN1直接接收车辆的各种信息。另外，CPU3从TS2/CAN2直接接收车辆的各种信息(图6的粗的虚线E)，CPU2通过与CPU3之间的正常通信而接收来自TS2/CAN2的车辆的各种信息(图6的粗的虚线G)。
因此，控制部21a～控制部21c正常工作，由此经由图6中粗线所示的电源供给路径A、电源供给路径B、电源供给路径C向INV1～INV3供给马达驱动电流，继续进行马达驱动(图3的步骤S13、步骤S29)。由此，即便CPU1与CPU2、CPU3之间产生通信故障，也可获得与正常时相同的100％的扭矩输出。
＜TS1/CAN1故障＞
若TS1或CAN1发生故障(图3的步骤S11)，则CPU1无法从TS1/CAN1接收车辆的各种信息。此时，CPU1通过规定的故障诊断来探测TS1/CAN1故障，并通过CPU间通信将这一情况通知给CPU2、CPU3。
根据来自CPU1的通知而得知TS1/CAN1故障的CPU3从TS2/CAN2直接接收车辆的各种信息，并且通过CPU间通信向CPU1、CPU2发送来自TS2/CAN2的车辆的各种信息。
因此，即便产生TS1/CAN1故障，也利用与图2的粗线A、粗线B、粗线C相同的路径向INV1～INV3供给马达驱动电流，通过控制部21a～控制部21c继续进行马达驱动。其结果为，可与正常时同样地，获得适应目标扭矩的100％的扭矩输出。
＜INV1阻断继电器断开(OFF)故障＞
在INV1阻断继电器35成为断开(OFF)故障(非导通状态)的情况下(图3的步骤S15)，如图7所示，经由正极端子+B1→INV1电源继电器31→INV1反接保护继电器37→INV1阻断继电器35→INV2电源继电器32通向INV2的路径被阻断。
此时，通过经由正极端子+B2→INV3电源继电器33→INV3反接保护继电器38→INV3阻断继电器36→INV2电源继电器32通向INV2的路径(图7的粗线B')，将电源电流供给于INV2。另外，图7中通过粗线A所示的路径向INV1供给马达的驱动电流，通过粗线C所示的路径向INV3供给马达的驱动电流(图3的步骤S17)。因此，可通过控制部21a～控制部21c继续进行马达驱动(图3的步骤S29)，可与正常时同样地获得适应目标扭矩的100％的扭矩输出。
关于INV1阻断继电器断开(OFF)故障，例如CPU2在初始诊断中，基于与CPU2对应地设置的电流传感器中的电流检测结果来探测此故障。其探测结果通过CPU间通信而从CPU2通知给CPU1、CPU3。
＜INV1阻断继电器接通(ON)故障＞
在INV1阻断继电器35成为接通(ON)故障(导通状态)的情况下，与所述图7的路径B'同样地，通过经由正极端子+B2→INV3电源继电器33→INV3反接保护继电器38→INV3阻断继电器36→INV2电源继电器32通向INV2的路径，将电源电流供给于INV2。
另外，以与图7的粗线A所示的路径相同的路径向INV1供给马达的驱动电流，以与图7的粗线C所示的路径相同的路径向INV3供给马达的驱动电流。另外，通过控制部21a～控制部21c进行马达驱动控制，结果可与正常时同样地获得适应目标扭矩的100％的扭矩输出。
关于INV1阻断继电器接通(ON)故障，例如CPU2也在初始诊断中，基于与CPU2对应地设置的电流传感器中的电流检测结果来探测此故障。其探测结果通过CPU间通信而从CPU2通知给CPU1、CPU3。
另外，在马达控制装置20搭载于电动助力转向装置的情况下，在再IG-ON时，例如通过初始诊断来探测INV1阻断继电器35的接通(ON)故障，将构成INV2的继电器(FET5～FET8)断开(OFF)，将INV2设为非驱动状态。其结果为，利用可驱动的两相的INV1、3来驱动马达，因而可获得相对于正常时而为67％以上的扭矩输出。
＜INV2的电解电容器短路故障＞
图8为与INV2的电解电容器C2的短路故障时对应的马达控制装置20。若电解电容器C2短路，则构成INV2的H桥的继电器(FET)中，连接于电源侧的FET5、FET7的漏极端子的连接点的电位成为GND水平。此电位水平的降低由设于INV2电源继电器32的、作为马达电流电位的探测部的电压降探测部42所探测，电压降探测部42立即将INV2电源继电器32设为断开(OFF)(非导通状态)。
其结果为，通向INV2的电源供给路径被切断。另外，例如通过CPU2，如图8所示，构成INV2的H桥的FET5～FET8成为断开(OFF)(非导通状态)。
此处，针对电解电容器C2的短路故障等所引起的电源短路，如上文所述那样，利用电压降探测部42来直接探测对马达的供给电压有无异常。通过这样设定，从而与由通过软件而运行的CPU来检测电压降的情况相比，可利用电压降探测部42等硬件迅速进行对发生短路故障的部位的、电源供给路径的阻断，可瞬间避免电源短路的影响波及其他部位。
因此，通过在电解电容器C2的短路故障时将INV2电源继电器32设为断开(OFF)状态，从而经由图8中粗线A、粗线C所示的路径向INV1、INV3供给电源。此时，CPU1、CPU3分别从TS1/CAN1、TS2/CAN2接收车辆的各种信息(图8的粗的虚线D、虚线E)，因而通过控制部21a、控制部21c来继续进行马达驱动。
其结果为，即便三相中的一相产生电解电容器的短路故障(电源短路)，也可通过并无短路故障的两相的控制部来继续进行马达驱动，可获得相对于正常时而为67％以上的扭矩输出。
此外，关于电解电容器C2的短路故障，如上文所述那样通过电压降探测部42来探测电源供给路的电位降低，INV2电源继电器32断开(OFF)后，CPU2例如基于与其相对应地设置的电流传感器(分流电阻)的电流检测值，检测到无法向马达线圈15b通电。另外，通过CPU间通信从CPU2将产生故障通知给CPU1或CPU3。
＜INV1的电解电容器短路故障＞
在INV1的电解电容器C1发生了短路故障的情况下，如图9所示，构成INV1的H桥的继电器(FET)中，连接于电源侧的FET1、FET3的漏极端子的连接点的电位成为GND水平。电位水平的降低由设于INV1阻断继电器35的电压降探测部41所探测，电压降探测部41立即将INV1阻断继电器35设为断开(OFF)(非导通状态)。
进而，正极端子+B1的电位暂时降低，因而电源1无法生成CPU1用运行电源。其结果为，CPU1成为不工作状态(重置)，INV1电源继电器31及INV1反接保护继电器37成为断开(OFF)(非导通状态)，通向INV1的电源供给路径被阻断。同时，构成INV1的H桥的FET1～FET4也成为断开(OFF)(非导通状态)。
这样，针对电解电容器C1的短路故障等所引起的电源短路，利用电压降探测部41来直接探测对马达的供给电压有无异常。通过这样设定，从而与由通过软件而运行的CPU来检测电压降相比，可利用电压降探测部41等硬件迅速进行对发生短路故障的部位的、电源供给路径的阻断，可瞬间避免电源短路的影响波及其他部位。
因此，通过在电解电容器C1的短路故障时将INV1阻断继电器35、INV1电源继电器31及INV1反接保护继电器37设为断开(OFF)状态，从而通过图9中粗线B'、粗线C所示的路径向INV2、INV3供给电源。此时，CPU3从TS2/CAN2直接接收车辆的各种信息(图9的粗的虚线E)，CPU2通过与CPU3的通信而接收来自TS2/CAN2的车辆的各种信息(图9的粗的虚线G)。其结果为，通过控制部21b、控制部21c来继续进行马达驱动。
因此，即便产生电解电容器C1的短路故障(电源短路)，也通过并无短路故障的两相的控制部来继续进行马达驱动，因而可获得相对于正常时而为67％以上的扭矩输出。
此外，通过CPU1进行的控制而INV1的FET1～FET4成为断开(OFF)状态，通过CPU间通信从CPU1将CPU1经重置通知给CPU2、CPU3。
＜电源正极端子+B1的接地故障＞
作为图3的步骤S27的其他故障处理，例如在电源正极端子+B1(电源连接器)发生了接地故障的情况下，构成INV1的H桥的FET中，连接于电源侧的FET1、FET3的漏极端子的连接点的电位成为GND水平，此方面与上文所述的“INV1的电解电容器短路故障”相同。
因此，在电源正极端子+B1的接地故障时，FET1、FET3的漏极端子的连接点的电位水平的降低由设于INV1阻断继电器35的电压降探测部41所探测，电压降探测部41立即将INV1阻断继电器35设为断开(OFF)(非导通状态)。
进而，由于正极端子+B1的电位降低，导致电源1无法生成CPU1用运行电源。其结果为，CPU1成为不工作状态(重置)，INV1电源继电器31及INV1反接保护继电器37成为断开(OFF)(非导通状态)，通向INV1的电源供给路径被切断。同时，构成INV1的H桥的FET1～FET4也成为断开(OFF)(非导通状态)。
这样，针对电源正极端子+B1的接地故障，通过电压降探测部41来直接探测对马达的供给电压有无异常。其结果为，可与由CPU来检测电压降相比更迅速地进行电源供给的阻断，可瞬间避免连接器的接地故障对其他部位等造成的影响。
因此，通过INV1阻断继电器35及INV1电源继电器31成为断开(OFF)状态，从而与图9所示的INV1的电解电容器短路故障的情况同样地，经由粗线B'、粗线C所示的路径向INV2、INV3供给电源。
此时，CPU3从TS2/CAN2直接接收车辆的各种信息，CPU2通过与CPU3的通信而接收来自TS2/CAN2的车辆的各种信息。其结果为，通过控制部21b、控制部21c来继续进行马达驱动。
因此，即便产生电源正极端子+B1的接地故障，也通过与接地故障无关的两相的控制部来继续进行马达驱动，由此可获得相对于正常时而为67％以上的扭矩输出。
另外，通过CPU1，INV1的FET1～FET4成为断开(OFF)状态，通过CPU间通信从CPU1将CPU1经重置通知给CPU2、CPU3。
图10为搭载有本发明的实施方式的马达控制装置的电动助力转向装置的概略结构。图10的电动助力转向装置1包括作为电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)的马达控制装置20、作为转舵构件的转向手柄2、连接于转向手柄2的旋转轴3、小齿轮6、齿条轴7等。
旋转轴3与设于其前端的小齿轮6啮合。通过小齿轮6将旋转轴3的旋转运动转换为齿条轴7的直线运动，将设于所述齿条轴7的两端的一对车轮5a、5b转舵至与齿条轴7的位移量相应的角度。
在旋转轴3，设有对操作转向手柄2时的转舵扭矩进行检测的扭矩传感器9，所检测的转舵扭矩发送至马达控制装置20。马达控制装置20生成基于从扭矩传感器9获取的转舵扭矩、来自车速传感器(未图示)的车速等信号的马达驱动信号，将此信号输出至电动马达15。
从输入有马达驱动信号的电动马达15输出用于对转向手柄2的转舵进行协助的协助扭矩，此协助扭矩经由减速齿轮4传递至旋转轴3。其结果为，通过由电动马达15所产生的扭矩来辅助旋转轴3的旋转，由此协助驾驶员的把手操作。
通过搭载有马达控制装置20，从而在电动助力转向用马达控制装置中，即便多相的一相产生故障，也可通过利用其余的相进行马达驱动从而继续辅助，而不因单一故障而停止辅助。即，可通过利用两相的缩退的马达驱动来继续辅助，可继续对车辆的驾驶员协助把手操作。
另外，电动助力转向系统中，可利用简单的结构迅速判定电源电路、马达控制电路及全桥逆变器有无故障。其结果为，在转舵辅助过程中检测到异常的情况下，可短时间判定故障，通过与无故障的相对应的电源电路、马达控制电路及全桥逆变器的继续运行而缩短转舵辅助停止时间。另外，可缩短电动助力转向用马达控制装置的启动时间，可加快直到转舵辅助开始为止的时间。
在如以上所说明那样驱动三相马达的马达控制装置中，从构成为可与各相对应地供给及阻断电源的电源电路、与各相对应地设置的马达控制电路、及电源电路分别接受马达的驱动用电源的供给，与各相对应地设置全桥逆变器，在三相的任一相有故障的情况下，利用与除被判定为故障的相外的两相对应的电源电路、马达控制电路及全桥逆变器来继续进行马达驱动。
这样，通过利用无故障的两相进行马达驱动控制，从而可继续进行三相马达的旋转驱动。其结果，可通过在失陷时利用两相继续进行马达驱动，从而确保正常时的67％以上的马达驱动输出(扭矩输出)。另外，在即便故障时也可利用三相进行控制的情况下，可获得与正常时相同的100％的马达驱动输出。
即，通过在马达控制装置产生故障时，与其故障部位对应地控制电源继电器、阻断继电器等，从而可确保规定的扭矩输出。另外，能以下述方式进行控制：无论产生何种故障，均可通过两电源供给或单电源供给来进行两相或三相的马达驱动。
进而，马达控制装置中，针对各马达控制电路设置对应的控制部(CPU)，通过此控制部间的通信而监测通信对象的控制部的异常等，在与多相(三相)的任一相对应的控制部发生了运行异常的情况下，基于与除此相外的相对应的控制部间的通信所得的通知结果，经由与三相对应的马达控制电路对全桥逆变器进行驱动控制。
因此，通过控制部间的实时通信，正常的控制部可代替有异常的控制部而获得目标扭矩等，继续进行三相全部的全桥逆变器的运行，因而可将控制部故障等失陷时的马达驱动输出设为与正常时相同的100％。同时，可通过控制部间通信来判定其他相有无故障，因而可迅速判断故障及应对此故障。
另外，将两个直流电源切分为三个而构成与三相对应的电源电路，从这些电源电路向各逆变器电路1～逆变器电路3供给马达驱动用的电源，由此与以两电源驱动两系统的逆变器的、现有的双逆变器系统相比，可增大故障时所得的扭矩输出。另一方面，与设置和三相对应的三个电源供给源的情况相比，可实现装置结构的简化、装置的低廉化。

Claims (8)

1.一种马达控制装置，驱动多相的马达，其特征在于，包括：
电源电路，构成为能够与所述多相的各相对应地供给及阻断电源；
马达控制电路，与所述多相的各相对应地设置；
全桥逆变器，与所述多相的各相对应地设置，从各所述电源电路接受所述马达的驱动用电源的供给；以及
判定部件，判定所述电源电路、所述马达控制电路及所述全桥逆变器有无故障，
在由所述判定部件判定为所述多相的任一相有所述故障的情况下，利用与除所述一相外的相对应的所述电源电路、所述马达控制电路及所述全桥逆变器来继续进行所述马达的驱动，
所述马达为三相马达，所述电源电路具有将两个以上的电源供给源切分为三相的结构，与所述三相中的两相对应的电源电路分别以所述两个以上的电源供给源作为电源，与除所述两相外的一相对应的电源电路以所述两个以上的电源供给源作为电源。
2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，所述判定部件具有与各所述马达控制电路对应地设置的控制部，基于所述控制部间的通信所得的通知结果来判定有无所述各相对应的故障。
3.根据权利要求2所述的马达控制装置，其特征在于，通过所述控制部间的通信来监测通信对象的控制部的异常，在与所述多相的任一相对应的控制部发生了运行异常的情况下，基于与除所述一相外的相对应的控制部间的通信所得的通知结果，经由与所述多相对应的所述马达控制电路对所述全桥逆变器进行驱动控制。
4.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，还包括下述部件：
探测向所述马达供给的电源电压的异常，停止来自与所述异常关联的所述电源电路的电源供给。
5.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，所述马达控制电路具有下述部件：监测构成所述全桥逆变器的多个驱动元件各自的接通故障及断开故障。
6.一种电动助力转向用马达控制装置，其特征在于，将权利要求1所述的马达控制装置，设为辅助车辆等的驾驶员的把手操作的、电动助力转向用的马达控制装置。
7.一种电动助力转向系统，其特征在于，包括：
权利要求6所述的电动助力转向用马达控制装置。
8.一种马达控制方法，为驱动多相的马达的如权利要求1所述的马达控制装置的、马达控制方法，其特征在于，包括：
第一判定工序，判定与所述多相的各相对应地设置的电源电路有无故障；
第二判定工序，判定与所述多相的各相对应地设置的马达控制电路有无故障；以及
第三判定工序，判定与所述多相的各相对应地设置且从各所述电源电路接受电源供给的全桥逆变器有无故障，
在所述第一判定工序、所述第二判定工序或所述第三判定工序中判定为所述多相的任一相有故障的情况下，以利用与除所述一相外的相对应的所述电源电路、所述马达控制电路及所述全桥逆变器来继续进行所述马达的驱动的方式，控制所述马达控制装置。
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