CN115606062A - 电动机控制装置及电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

现有的电动机控制装置(13)的互锁电路(4)复杂、大型、重量增加及成本高。本申请所涉及的电动机控制装置(10)包括向电动机(6)提供电流的电动机驱动部(3)；向电动机驱动部发送控制信号的电动机控制部(15)；以及设置在电动机控制部(15)和电动机驱动部(3)之间、并在控制信号偏离预定范围时，切断从电动机控制部(15)到电动机驱动部(3)的控制信号的切断装置(7)。从而不需要庞大的电路，可以根据电动机控制部(15)的输出判定异常，并且在异常判定时切断电动机驱动部(3)。由此，能够获得在抑制电动机控制装置(10)大型化、重量增加、成本增大的同时具有有效的切断电路的装置。

Description

电动机控制装置及电动助力转向装置

技术领域

本申请涉及电动机控制装置和电动助力转向装置。

背景技术

在以往的电动助力转向用的电动机控制装置中，电动机控制部的电动机控制电路向电动机驱动部发出控制信号，电动机驱动部根据控制信号向电动机提供电流。此时，为了监视电动机驱动部和电动机控制电路的异常状态，并在检测到异常时切断电动机控制电路和电动机驱动部之间，而设置了互锁电路。这里，将电动机控制电路和互锁电路包含在内构成电动机控制部。电动机控制装置由电动机控制部和电动机驱动部构成。互锁电路独立于电动机控制电路设置。电动机控制电路接收来自互锁电路的信号并切断电动机控制电路和电动机驱动部之间。(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平1－257675号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在以往的电动机控制装置中，在监视电动机驱动部和电动机控制电路的异常状态并判定为异常时，为了切断电动机控制电路和电动机驱动部之间而设置了互锁电路。为了与电动机控制电路独立地设置这种互锁电路，由于具备监视电路和切断电路，电动机控制部、电动机驱动部的电路规模变得复杂且庞大，存在导致电动机控制装置大型化、重量增加、成本增大的问题。

本申请所涉及的电动机控制装置技术的目的在于获得一种电动机控制装置，在该电动机控制装置中，不需要复杂且庞大的电路，能够根据电动机控制部的输出来判定电动机驱动部和电动机控制电路的异常状态，并在异常判定时切断电动机控制部和电动机驱动部之间。

此外，其目的还在于获得一种具备下述电动机控制装置的电动助力转向装置，该电动机控制装置中，不需要复杂且庞大的电路，能够判定电动机驱动部和电动机控制电路的异常状态，并在异常判定时切断电动机驱动部。

用于解决技术问题的技术手段

本申请所涉及的电动机控制装置包括：

电动机；

电动机驱动部，该电动机驱动部向电动机提供电流；

电动机控制部，该电动机控制部发送控制电动机驱动部提供的电流的控制信号；以及

切断装置，该切断装置配置在电动机控制部和电动机驱动部之间，在控制信号偏离预定范围时，切断从电动机控制部到电动机驱动部的控制信号。

本申请所涉及的电动助力转向装置具备上述电动机控制装置。

发明效果

本申请所涉及的电动机控制装置和电动助力转向装置不需要互锁电路那样的庞大的电路，能够根据电动机控制部的输出判定异常，并在异常判定时切断电动机控制部和电动机驱动部之间。由此，能够获得在抑制电动机控制装置大型化、重量增加、成本增大的同时具有有效的切断电路的装置。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的电动机控制装置的结构图。

图2是实施方式1所涉及的电动机控制装置的硬件结构图。

图3是实施方式1所涉及的电动机控制装置的切断装置的主处理的流程图。

图4是实施方式1所涉及的电动机控制装置的切断装置的初始化处理的流程图。

图5是实施方式1所涉及的电动机控制装置的切断装置的短路、输出不当判定处理的流程图。

图6是实施方式1所涉及的电动机控制装置的切断装置的过电流判定处理的流程图。

图7是实施方式1所涉及的电动机控制装置的切断装置的切断处理的流程图。

图8是实施方式2所涉及的电动机控制装置的结构图。

图9是实施方式2所涉及的电动机控制装置的切断装置的主处理的流程图。

图10是实施方式2所涉及的电动机控制装置的切断装置的短路、输出不当判定处理的流程图。

图11是实施方式3所涉及的电动机控制装置的硬件结构图。

图12是实施方式4所涉及的电动助力转向装置的结构图。

图13是现有例所涉及的电动机控制装置的硬件结构图。

具体实施方式

下面，参照附图对本申请的实施方式所涉及的电动机控制装置和电动助力转向装置进行说明。

1.实施方式1

参照附图说明本申请的实施方式1所涉及的电动机控制装置10。图1是实施方式1所涉及的电动机控制装置10的结构图。图2是实施方式1所涉及的电动机控制装置10的硬件结构图。图3是实施方式1所涉及的电动机控制装置10的切断装置7的主处理的流程图。图4是实施方式1所涉及的电动机控制装置10的切断装置7的初始化处理的流程图。图5是实施方式1所涉及的电动机控制装置10的切断装置7的短路、输出不当判定处理的流程图。图6是实施方式1所涉及的电动机控制装置10的切断装置7的过电流判定处理的流程图。图7是实施方式1所涉及的电动机控制装置10的切断装置7的切断处理的流程图。图13是现有例所涉及的电动机控制装置12的结构图。

<现有例>

图13的现有例所涉及的电动机控制装置13由电动机控制部17和电动机驱动部3构成，电动机控制部17由运算处理装置1、电动机控制电路22和互锁电路4形成。输入信号从外部输入到运算处理装置1(未图示)。运算处理装置1基于输入信号计算要提供给电动机6的电流，向电动机控制电路21输出指令，并经由电动机控制电路21将控制信号输出到电动机驱动部3。电动机驱动部3根据从电动机控制电路21接收到的控制信号，经由电动机连接端子41、42向电动机6提供电流。

图13中的电动机驱动部3内置有正极侧的场效应晶体管(下文中称为FET)31、FET33，以及负极侧的FET 32、FET 34。正极侧的FET 31和负极侧的FET 32串联连接在正极侧电源和负极侧电源之间，并且连接点连接到电动机连接端子41。正极侧FET 33和负极侧FET34串联连接在正极侧电源和负极侧电源之间，并且连接点连接到电动机连接端子42。电动机连接端子41、42连接到电动机6。电动机驱动部3连接到正极侧电源和负极侧电源，负极侧电源经由电流检测电路的电阻接地。

电动机驱动部3在提供电流以驱动电动机6时，使正极侧FET 31导通，使负极侧FET32截止，使正极侧FET 33截止并使负极侧FET 34导通，由此从电动机连接端子41注入电流并从电动机连接端子42吸出电流。或者，使正极侧FET 31截止，使负极侧FET 32导通，使正极侧FET 33导通并使负极侧FET 34截止，由此从电动机连接端子42注入电流并从电动机连接端子41吸出电流。因此，不存在正极侧FET 31和正极侧FET 33稳定地同时导通的情况，或者负极侧FET 32和负极侧FET 34稳定地同时导通的情况。这样的输出是不当的，可以判定为异常。

互锁电路4从运算处理装置1并行地接收运算处理装置1向电动机控制电路21发出的指令内容。在运算处理装置1的指令内容不当时，进行异常判定并将切断信号输出到电动机控制电路21。例如，在运算处理装置1输出用于同时使电动机驱动部3的正极侧FET 31和正极侧FET 33导通的指令时，或者输出用于同时使电动机驱动部3的负极侧FET 32和负极侧FET 34导通的指令时，互锁电路4判断为运算处理装置1的指令不当。在这种情况下，互锁电路4将切断信号输出到电动机控制电路21，断开电动机控制部17和电动机驱动部3。

此外，即使在运算处理装置1输出用于驱动电动机6的适当指令时，互锁电路4也根据电流检测电路5的输出电压判定流过电动机驱动部3的电流是否相当于过电流。当电流检测电路5的输出电压超过过电流确定电压时，互锁电路4判断为过电流流过电动机驱动部3，并将切断信号输出到电动机控制电路21。

以这种方式，互锁电路4能够独立于电动机控制电路判定电动机控制装置12的异常，并向电动机控制电路21输出切断信号，从而切断电动机控制部16和电动机驱动部3。因此，可以防止电动机驱动部3和电动机6的故障和劣化。

然而，为了监视运算处理装置1向电动机控制电路21进行的指令输出是否不当，互锁电路4需要从运算处理装置1单独接收指令值的电路结构。另外，为了监视电动机驱动部3的过电流，需要进行电流检测电路5的设置、需要来自电流检测电路5的布线、以及需要检测值的比较电路。此外，需要设置将切断信号从互锁电路4传递到电动机控制电路21并切断电动机控制电路21和电动机驱动部3之间的切断电路。

由此，互锁电路4的设置存在下述问题，即：为了与电动机控制电路22独立地设置互锁电路4，由于具备监视电路和切断电路，电动机控制部17、电动机驱动部3的电路规模变得复杂且庞大，导致电动机控制装置13大型化、重量增加、成本增大。

＜实施方式1＞

图1是实施方式1所涉及的电动机控制装置10的结构图。图1所示的电动机控制装置10由电动机控制部15、切断装置7和电动机驱动部3构成，电动机控制部15由运算处理装置1、电动机控制电路20形成。与图12所示的现有例的不同点在于，不存在互锁电路4，取而代之地，切断装置7介于电动机控制电路20和电动机驱动部3之间。

输入信号从外部输入到运算处理装置1(未图示)。运算处理装置1基于输入信号计算要提供给电动机6的电流，向电动机控制电路20输出指令，并经由电动机控制电路20输出控制信号。电动机控制电路20经由切断装置7将控制信号传输到电动机驱动部3。电动机驱动部3根据经由切断装置7从电动机控制电路20接收到的控制信号，经由电动机连接端子41、42向电动机6提供电流。

图1的电动机驱动部3与图13的现有例所涉及的电动机驱动部3相同。切断装置7接收电动机控制电路20的输出，并在没有异常的情况下直接将其传输给电动机驱动部3。当电动机控制电路20的输出存在异常时，电动机控制电路20的输出被切断并且不传递到电动机驱动部3。另外，切断装置7的输入和输出可以通过构成FET、双极晶体管、晶闸管和IC(Integrated Circuit：集成电路)那样的半导体开关的电子部件连接，并且在需要切断的情况下，使上述电子部件截止，从而切断电动机控制部15和电动机驱动部3。切断装置7的输入和输出可以通过继电器那样的机构部件连接，并且在需要切断的情况下，使继电器断开，从而切断电动机控制部15和电动机驱动部3。

图1中的电动机驱动部3内置有正极侧的FET 31、FET 33，以及负极侧的FET32、FET34。正极侧的FET 31和负极侧的FET 32串联连接在正极侧电源和负极侧电源之间，并且连接点连接到电动机连接端子41。正极侧FET 33和负极侧FET 34串联连接在正极侧电源和负极侧电源之间，并且连接点连接到电动机连接端子42。电动机连接端子41、42连接到电动机6。

<不当输出异常>

不存在电动机驱动部3的正极侧FET 31和正极侧FET 33同时导通的情况，或者负极侧FET 32和负极侧FET 34同时导通的情况。这样的输出是不当的，可以判断为异常。切断装置7监视从电动机控制电路20接收到的控制信号，在不当的控制信号的情况下，进行异常判定，切断电动机控制电路20的输出，并且不将其传输到电动机驱动部3。

<直连过电流异常>

此外，电动机驱动部3中串联连接的正极侧FET 31和负极侧FET 32双方均截止，或者只有一个导通而另一个截止。在双方同时导通时，电动机6不被驱动，FET 31和FET 32直接连接在正极侧电源和负极侧电源之间，大电流流过，从而导致电动机驱动部3的故障。同样地，串联连接的正极侧FET 33和负极侧FET 34双方均截止，或者只有一个导通而另一个截止。在双方同时导通时，电动机6不被驱动，FET 33和FET 34直接连接在正极侧电源和负极侧电源之间，大电流流过，从而导致电动机驱动部3的故障。

在电动机控制部15正常时，不存在电动机驱动部3的正极侧FET 31和负极侧FET32稳定地同时导通的情况，或者正极侧FET 33和负极侧FET 34同时导通的情况。在这种情况下，由于因直接连接而产生的过电流流过电动机驱动部，因此当电动机控制部15输出这种控制信号时，切断装置7判定为因直连过电流引起的异常，从而可以切断电动机控制电路20的输出以防止电动机驱动部3的故障。

如上所述，切断装置7通过监视电动机控制部15输出的控制信号，判定不当输出异常和大电流流过的直连过电流异常，并且切断电动机控制电路20的输出以防止电动机驱动部3的故障。此时，不需要现有技术的互锁电路4那样的大规模电路、来自运算处理装置1的信号线的引入、来自电动机驱动部3的电流检测电路5的信号线的引入、电动机控制电路22的切断电路、以及向电动机控制电路22的切断电路进行的信号线的引入。通过采用切断装置7，能够获得在抑制大型化、重量增加、成本增大的同时具有有效的切断电路的电动机控制装置。

在图1中，示出了使用FET作为电动机驱动部的开关元件的示例，但也可以使用双极晶体管、晶闸管和继电器来构成。

<过电流异常>

另外，关于电动机6的驱动，在大多数情况下，对电动机驱动部3的FET 31到FET 34进行占空比驱动来控制驱动电流。此时，对FET 31到FET 34重复进行导通截止控制，切断装置7可以根据占空比控制周期的导通时间计算电动机通电电流Im。切断装置7在计算出的电动机通电电流Im超过预定的过电流判定值Iov时，异常判定为流过过电流。在切断装置7判定为因过电流引起的异常时，可以切断电动机控制电路20的输出以防止电动机驱动部3和电动机6的故障。

<平均电流超过异常>

并且，切断装置7在平均值计算时间Tav的期间对电动机驱动部3的FET 31到FET34的导通时间进行累计，将累计得到的值除以平均值计算时间Tav，由此计算平均值计算时间Tav的平均电动机通电电流Ima。切断装置7在平均电动机通电电流Ima超过预定的平均电流超过判定值Iova时，判定异常为在平均值计算时间Tav内持续流过超过电流，从而可以切断电动机控制电路20的输出以防止电动机驱动部3的故障。确定成为Iova＜Iov的判定值，可以将比瞬时不应超过的过电流判定值Iov要小的值确定为不应持续超过的平均电流超过判定值Iova。由此，可以防止电动机驱动部3和电动机6的故障、以及因过热状态引起的劣化。Iova、Iov可以根据使用的FET元件的性能和电动机6的阻抗、电抗通过计算求出，也可以通过实验求出。

如上所述，切断装置7可以监视电动机控制部15输出的控制信号，从而计算电动机驱动部3提供的电动机通电电流Im。在电动机通电电流Im超过过电流判定值Iov时，可以异常判定为流过过电流，并且切断电动机控制电路20的输出。此外，计算平均值计算时间Tav的平均电动机通电电流Ima，当超过平均电流超过判定值Iova时，判定异常为在平均值计算时间Tav内持续流过超过平均电流超过判定值Iova的电流，并切断电动机控制电路20的输出。通过采用切断装置7，可以获得不需要互锁电路4那样的大规模电路，也不需要进行电流检测电路5的设置和连接线的引入，且在抑制大型化、重量增加和成本增大的同时具有有效的切断电路的电动机控制装置。

<控制装置的硬件结构>

图2是实施方式1所涉及的电动机控制装置100的硬件结构图。在本实施方式中，控制装置100的硬件结构应用于电动机控制装置10的电动机控制部15和切断装置7。控制装置100的各功能由控制装置100所具备的处理电路来实现。具体而言，控制装置100如图2所示，作为处理电路，具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等运算处理装置90(计算机)、与运算处理装置90进行数据交换的存储装置91、向运算处理装置90输入外部的信号的输入电路92、以及从运算处理装置90向外部输出信号的输出电路93等。

作为运算处理装置90，可以设置ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：专用集成电路)、IC、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、各种逻辑电路和各种信号处理电路等。另外，作为运算处理装置90，也可以设置多个同种或不同种的运算处理装置，它们分担执行各处理。作为存储装置91，可以设置构成为能从运算处理装置90读取并写入数据的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、构成为能从运算处理装置90读取数据的ROM(Read Only Memory：只读存储器)、闪存等。输入电路92与各种传感器和开关连接，包括将这些传感器和开关的输出信号输入至运算处理装置90的A/D转换器等。输出电路93具备与电负载相连接，并对来自运算处理装置90的控制信号进行转化并输出给这些电负载的驱动电路等。

控制装置100所具备的各功能通过运算处理装置90执行ROM等存储装置91所存储的软件(程序)，并与存储装置91、输入电路92、以及输出电路93等控制装置100的其他硬件进行协作来实现。另外，控制装置100所使用的阈值、判定值等设定数据作为软件(程序)的一部分存储于ROM等存储装置91。

图2的控制装置100具有的各功能可以分别由软件模块构成，也可以通过软件和硬件的组合来构成。

电动机控制部15和切断装置7可以分别由不同的控制装置100构成。另外，电动机控制部15和切断装置7可以作为同一控制装置中的不同模块来构成。切断装置7中不设置运算处理装置90、存储装置91，切断装置7可以构成为仅包括逻辑电路和放大器、积分器、采样保持器、比较器等硬件。

以下，说明应用控制装置100的结构作为实施方式1所涉及的电动机控制装置10的切断装置7的硬件结构时执行的软件处理。

<主处理>

图3是由实施方式1所涉及的电动机控制装置10的切断装置7的运算处理装置90执行的主处理的流程图。控制的主处理每隔规定时间(例如、每隔1ms)执行。此处，示出了每隔规定时间执行主处理的示例，但例如也可以以电动机的旋转角信号等特定信号作为触发来执行主处理。

运算处理装置90在步骤S301中开始处理，并且在步骤S400中执行初始化处理。步骤S400的处理内容在图4的步骤S401至步骤S419中示出。

接着，运算处理装置90在步骤S500中执行直连异常、输出不当异常判定处理。步骤S500的处理内容在图5的步骤S501至步骤S519中示出。

接着，运算处理装置90在步骤S600中执行过电流判定处理。步骤S600的处理内容在图6的步骤S601至步骤S619中示出。

接着，运算处理装置90在步骤S700中执行切断处理，并且在步骤S309中结束处理。步骤S700的处理内容在图7的步骤S701至步骤S719中示出。

<初始化处理>

图4是表示初始化处理的内容的流程图。图4的步骤S401至步骤S419是图3的流程图的步骤S400的详细内容。

运算处理装置90从步骤S401开始处理，并且在步骤S402中判定是否刚刚接通切断装置7的电源。如果是刚刚接通电源，则执行步骤S403至步骤S410，对计数器和标记进行初始化。在步骤S403中，清除直连异常计数器C_shrt(设定0)。然后，在步骤S404中，清除输出不当异常计数器C_ng。然后，在步骤S405中，清除过电流计数器C_Iov。然后，在步骤S406中清除平均电流超过计数器。然后，在步骤S407中清除直连异常标记f_shrt。然后，在步骤S408中清除输出不当异常标记f_ng。然后，在步骤S409中清除过电流标记f_Iov。然后，在步骤S410中清除平均电流超过标记f_Iova，并且在步骤S419中结束处理。

在步骤S402中，若不是刚刚接通切断装置7的电源，则不进行计数器和标记的初始化，并在步骤S419中结束处理。

<直连异常、输出不当异常判定处理>

图5是表示直连异常、输出不当异常判定处理的内容的流程图。图5的步骤S501至步骤S519是表示图3的流程图的步骤S500的详细内容的流程图。

运算处理装置90从步骤S501开始处理，并且在步骤S502判断电动机控制部15输出的控制信号是否是同时使FET 31和FET 32导通的信号。若是同时导通的信号，则是通过FET31和FET 32将电动机驱动部3的正极侧电源和负极侧电源直接连接的异常信号，从而成为直连过电流，因此前进到步骤S510，并对直连异常计数器C_shrt进行加法运算，在步骤S519结束处理。

在步骤S502中，在控制信号不是使FET 31和FET 32同时导通的信号，则前进到步骤S503。在步骤S503中，判断电动机控制部15输出的控制信号是否是使FET 33和FET 34同时导通的信号。若是同时导通的信号，则设为直连异常，前进至步骤S510。若不是同时导通的信号，则前进至步骤S505。

在步骤S505中，判断电动机控制部15输出的控制信号是否是使正极侧的FET31和FET 33中的任一个导通的信号。若是使任一个导通的信号，则前进至步骤S506。若FET 31和FET 33双方均截止，则前进至步骤S507。

在步骤S506中，判断控制信号是否是使负极侧的FET 32和FET 34中的任一个导通的信号。若是使任一个导通的信号，则判断为正常，并前进至步骤S508。在控制信号是使负极侧的FET 32和FET 34全部截止的信号时，由于在向电动机6注入电流的同时没有吸出电流，因此判断为输出不当异常，在步骤S511中对输出不当异常计数器C_ng进行加法运算，并在步骤S519中结束处理。

在步骤S507中，判断控制信号是否是使负极侧的FET 32和FET 34中的任一个导通的信号。若是使任一个导通的信号，则成为虽然没有向电动机6注入电流但吸出电流的信号，因此判断为输出不当异常，并前进至步骤S511。在控制信号是使负极侧的FET 32和FET34全部截止的信号时，判断为正常，并前进至步骤S508。

在步骤S508中，清除直连异常计数器C_shrt。然后，在步骤S509中，清除输出不当异常计数器C_ng。然后，在步骤S519中结束处理。

<过电流判定处理>

图6是表示过电流判定处理的内容的流程图。图6的步骤S601至步骤S619是表示图3的流程图的步骤S600的详细内容的流程图。

处理从步骤S601开始，并且在步骤S602中，根据电动机控制部15输出的控制信号计算由电动机驱动部3提供的电动机通电电流Im。关于电动机6的驱动，在大多数情况下，对电动机驱动部3的FET 31到FET 34进行占空比驱动来控制驱动电流。此时，对FET 31到FET34重复进行导通截止控制，切断装置7可以根据占空比控制周期的导通时间计算电动机通电电流Im。在步骤S603中，将计算出的最新的电动机通电电流Im(n)存储在存储装置91中。主处理每隔1ms执行，因此通过依次存储每1ms的电动机通电电流Im(1)、Im(2)、Im(3)、...、Im(n)，可以求出每个平均值计算时间Tav的电动机通电电流Im的平均值即平均电动机通电电流Ima。通过使用环形缓冲器作为存储装置91，能够循环地使用存储区域，能够在有限的存储区域中实施平均化处理。平均化是在每次执行处理(每1ms)时求出最近的平均值计算时间Tav之间的移动平均。或者，可以针对每个平均值计算时间Tav求出区间平均值。

接着，在步骤S604中，判定电动机通电电流Im是否大于过电流判定值Iov。在大于过电流判定值Iov的情况下，前进至步骤S608，对过电流计数器C_Iov进行加法运算，并在步骤S619中结束处理。

如果在步骤S604中电动机通电电流Im不大于过电流判定值Iov，则前进至步骤S605。在步骤S605中，通过对最近的平均值计算时间Tav的电动机通电电流Im进行累计，并将累计得到的值除以平均值计算时间Tav，从而计算平均电动机通电电流Ima。此处，设为通过平均值计算时间Tav期间的移动平均或区间平均来计算平均电动机通电电流Ima。但是，也可以通过暂时延迟运算，在每经过平均值计算时间Tav时，使用Ima(n)←K×Im+(1-K)×Ima(n-1)的公式进行计算。这里，K是0＜K＜1的常数，在每个平均值计算时间Tav，使用上次的平均电动机通电电流Ima(n-1)和最新的电动机通电电流Im，求出此次的平均电动机通电电流Ima(n)。通过使用一次延迟运算，可以节省存储装置91所需的存储器使用量。

接着，在步骤S606中，判定平均电动机通电电流Ima是否大于平均电流超过判定值Iova。在大于平均电流超过判定值Iova的情况下，对平均电流超过计数器C_Iova进行加法运算，并在步骤S619中结束处理。

在步骤S606中，在平均电动机通电电流Ima不大于平均电流超过判定值Iova时，电动机通电电流Im不是过电流，平均电动机通电电流Ima不超过平均电流，因此在步骤S607中清除过电流计数器C_Iov，在步骤S608中清除平均电流超过计数器C_Iova，并在步骤S619中结束处理。

<切断处理>

图7是表示切断处理的内容的流程图。图7的步骤S701至步骤S719是表示图3的流程图的步骤S700的详细内容的流程图。

处理从步骤S701开始，并且在步骤S702中判定直连异常计数器C_shrt的值是否大于直连异常判定时间T_shrt。在大于直连异常判定时间T_shrt的情况下，确定为直连异常，前进至步骤S706，并对直连异常标记f_shrt进行置位(输入1)。然后，对在初始化处理中未清除的非易失性存储装置中所设置的直连异常存储标记f_shrtM进行置位。然后，在步骤S710中，将电动机驱动部3从电动机控制部15切断，并在步骤S719中结束处理。

在步骤S702中，在直连异常计数器C_shrt的值不大于直连异常判定时间T_shrt的情况下，前进至步骤S703。在步骤S703中，判定输出不当异常计数器C_ng的值是否大于输出不当异常判定时间T_ng。在大于输出不当异常判定时间T_ng的情况下，确定为输出不当异常，前进至步骤S707。在步骤S707中，对输出不当异常标记f_ng进行置位。然后，对在初始化处理中未清除的非易失性存储装置中设置的输出不当异常存储标记f_ngM进行置位，并前进至步骤S710。

在步骤S703中，在输出不当异常计数器C_ng的值不大于输出不当异常判定时间T_ng的情况下，前进至步骤S704。在步骤S704中，判定过电流计数器C_Iov的值是否大于过电流判定时间T_Iov。在大于过电流判定时间T_Iov的情况下，确定为过电流判定，前进至步骤S708。在步骤S708中，对过电流标记f_Iov进行置位。然后，对在初始化处理中未清除的非易失性存储装置中设置的过电流存储标记f_IovM进行置位，并前进至步骤S710。

在步骤S704中，在过电流计数器C_Iov的值不大于过电流判定时间T_Iov的情况下，前进至步骤S705。在步骤S705中，判定平均电流超过计数器C_Iova的值是否大于平均电流超过时间T_Iova。在大于平均电流超过时间T_Iova的情况下，确定为平均电流超过判定，前进至步骤S709。在步骤S709中，对平均电流超过标记f_Iova进行置位。然后，对在初始化处理中未清除的非易失性存储装置中设置的平均电流超过存储标记f_IovaM进行置位，并前进至步骤S710。

在步骤S705中，在平均电流超过计数器C_Iova的值不大于平均电流超过时间T_Iova的情况下，前进至步骤S719并且结束处理。直连异常判定时间T_shrt、输出不当异常判定时间T_ng、过电流判定时间T_Iov、平均电流超过时间T_Iova的值可分别通过实验或机上计算来设定适合于异常确定的时间。

通过如上所述的结构，可以通过软件来实现切断装置7的功能。由此，可以获得在抑制电动机控制装置10的大型化、重量增加和成本增大的同时有效的切断装置7。另外，在实施了切断处理的情况下，通过将表示切断原因的各个标记存储在非易失性存储装置中，从而容易进行事后调查。

2.实施方式2

参照附图说明本申请的实施方式2所涉及的电动机控制装置11。图8是实施方式2所涉及的电动机控制装置11的结构图。图9是实施方式2所涉及的电动机控制装置11的切断装置71的主处理的流程图。图10是实施方式2所涉及的电动机控制装置11的切断装置71的短路、输出不当判定处理的流程图。

＜结构＞

在实施方式1中，例示了与两个连接端子41、42连接的电动机6，但电动机连接的端子不限于两个。在实施方式2中，如图8所示，示出应用于与三个连接端子41、42、43连接的三相交流电动机61的事例。相对于图1的结构图，在图8中，电动机驱动部39从3个连接端子41、42、43向三相交流电动机61提供电流，该三相交流电动机61具备6个FET 31至36。电动机控制电路21根据运算处理装置101的指令向6个FET 31至36输出控制信号。

切断装置71设置在电动机控制部16和电动机驱动部39之间，从电动机控制部16接受控制信号，并向电动机驱动部39输出。根据控制信号检测各种异常，并在异常时，从电动机控制部16切断电动机驱动部39。

对将控制装置100的结构应用于切断装置71的结构时所执行的软件处理进行说明。

<主处理>

图9是由实施方式2所涉及的电动机控制装置11的切断装置71的运算处理装置90执行的主处理的流程图。控制的主处理每隔规定时间(例如、每隔1ms)执行。此处，示出了每隔规定时间执行主处理的示例，但例如也可以以电动机的旋转角信号等特定信号作为触发来执行主处理。

运算处理装置90在步骤S901中开始处理，并且在步骤S400中执行初始化处理。步骤S400的处理内容与实施方式1相同，在图4的步骤S401至步骤S419中示出。

接着，运算处理装置90在步骤S1000中执行直连异常、输出不当异常判定处理。步骤S1000的处理内容在图10的步骤S1001至步骤S1019中示出。

接着，运算处理装置90在步骤S600中执行过电流判定处理。步骤S600的处理内容与实施方式1相同，在图6的步骤S601至步骤S619中示出。

接着，运算处理装置90在步骤S700中执行切断处理，并且在步骤S909中结束处理。步骤S700的处理内容与实施方式1相同，在图7的步骤S701至步骤S719中示出。

<直连异常、输出不当异常判定处理>

图10是表示直连异常、输出不当异常判定处理的内容的流程图。图10的步骤S1001至步骤S1019是表示图9的流程图的步骤S1000的详细内容的流程图。

相对于实施方式1的图5的流程图的步骤S501至步骤S519，图10的流程图的不同点在于，随着FET从4个增加到6个，追加了步骤S1004，并且步骤S1005、步骤S1006、步骤S1007的判定对象的FET相对于步骤S505、步骤S506、步骤S507各增加了1个。

运算处理装置90从步骤S1001开始处理，并且在步骤S1002判断电动机控制部16输出的控制信号是否是使FET 31和FET 32同时导通的信号。若是同时导通的信号，则是通过FET 31和FET 32将电动机驱动部3的正极侧电源和负极侧电源直接连接的异常信号，从而成为直连过电流，因此前进到步骤S1010，并对直连异常计数器C_shrt进行加法运算，在步骤S1019中结束处理。

在步骤S1002中，在控制信号不是使FET 31和FET 32同时导通的信号时，前进到步骤S1003。在步骤S1003中，判断电动机控制部16输出的控制信号是否是使FET 33和FET 34同时导通的信号。若是同时导通的信号，则设为直连异常，前进至步骤S1010。若不是同时导通的信号，则前进至步骤S1004。

在步骤S1003中，在控制信号不是使FET 33和FET 34同时导通的信号时，前进到步骤S1004。在步骤S1004中，判断电动机控制部16输出的控制信号是否是使FET 35和FET 36同时导通的信号。若是同时导通的信号，则设为直连异常，前进至步骤S1010。若不是同时导通的信号，则前进至步骤S1005。

在步骤S1005中，判断电动机控制部16输出的控制信号是否是使正极侧的FET31、FET 33和FET 35中的任一个导通的信号。若是使任一个导通的信号，则前进至步骤S1006。若FET 31、FET 33和FET 35全部截止，则前进至步骤S1007。

在步骤S1006中，判断控制信号是否是使负极侧的FET 32、FET 34和FET 36中的任一个导通的信号。若是使任一个导通的信号，则判断为正常，并前进至步骤S1008。在控制信号是使负极侧的FET 32、FET 34和FET 36全部截止的信号时，判断为输出不当异常，在步骤S1011中对输出不当异常计数器C_ng进行加法运算，并且在步骤S1019中结束处理。

在步骤S1007中，判断控制信号是否是使负极侧的FET 32、FET 34和FET 36中的任一个导通的信号。若是使任一个导通的信号，则判断为输出不当异常，并前进至步骤S1011。在控制信号是使负极侧的FET 32、FET 34和FET 36全部截止的信号时，判断为正常，并前进至步骤S1008。

在步骤S1008中，清除直连异常计数器C_shrt。然后，在步骤S1009中，清除输出不当异常计数器C_ng。然后，在步骤S1019中结束处理。

如上所述，说明了电动机61是三相交流电动机的情况。即使电动机连接到电动机驱动部的两个或三个以外的数量的端子的情况、具有二相、三相以外的相的情况、或者不是交流电动机而是直流电动机的情况下，也可以应用本申请的切断装置的控制信号的异常判定和切断处理。

3.实施方式3

参照附图说明本申请的实施方式3所涉及的电动机控制装置12。图11是实施方式3所涉及的电动机控制装置12的硬件结构图。

图11示出了将切断装置7进一步追加到现有例所涉及的图13的电动机控制装置13后的结构。图11中，与现有例的不同点在于，在包括互锁电路4的电动机控制部17和电动机驱动部3之间设置切断装置7。

在不改变现有例的结构的情况下，仅通过增加切断装置7来扩展针对电动机控制装置的异常的切断功能的冗余性。通过这种结构，可以对针对电动机控制装置12的异常的检测和切断实施双重监控。由此，由于切断装置7可以在不改变现有的电动机控制装置的情况下追加设置，因此能够以小规模、轻量、低成本简单地实现冗余性的扩展，因此意义重大。

4.实施方式4

图12是实施方式4所涉及的电动助力转向装置150的结构图。在图12中，对将电动机控制装置10和电动机6应用于车辆所搭载的电动助力转向装置150的示例进行说明。图12的电动助力转向装置150是齿条式电动助力转向装置的示例。实施方式4所涉及的电动助力转向装置150除了电动机控制装置10以外还使用电动机控制装置11、12，并且除了电动机6以外还使用电动机61，即使如此也具有同样的效果。

若驾驶员通过方向盘151使车辆的转向机构中产生转向转矩，则转矩传感器152检测该转向转矩并输出到电动机控制装置10。另外，速度传感器153检测车辆的行驶速度并输出到电动机控制装置10。电动机控制装置10基于来自转矩传感器152和速度传感器153的输入驱动电动机6以产生辅助转向转矩的辅助转矩，并提供给车辆的前轮154的转向机构。关于转矩传感器152和速度传感器153，在图1中省略了记载。电动机控制装置10可以基于除了转矩传感器152和速度传感器153之外的输入来驱动电动机6并产生辅助转矩。

由于应用于电动助力转向装置的电动机控制装置10可以在异常时实施有效的切断处理，同时能够抑制电动机控制装置10的大型化、重量增加、成本增大，因此可以有助于电动助力转向装置整体的小型化、轻量化和成本降低。

虽然本申请记载了各种示例性实施方式和实施例，但是在一个或多个实施方式中记载的各种特征、方式和功能不限于特定实施方式的应用，可以单独地或以各种组合来应用于实施方式。因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设为包括对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。

标号说明

3、39电动机驱动部，4互锁电路，5电流检测电路，6、61电动机，7、71切断装置，10、11、12、13电动机控制装置，15、16、17电动机控制部，31、32、33、34、35、36FET，150电动助力转向装置。

Claims (9)

1.一种电动机控制装置，其特征在于，包括：

电动机；

电动机驱动部，该电动机驱动部向电动机提供电流；

电动机控制部，该电动机控制部发送控制所述电动机驱动部提供的电流的控制信号；以及

切断装置，该切断装置配置在所述电动机控制部和所述电动机驱动部之间，并在所述控制信号偏离预定范围时，切断从所述电动机控制部到所述电动机驱动部的所述控制信号。

2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述切断装置基于来自所述电动机控制部的所述控制信号，推定流过所述电动机驱动部的电流值，并在推定得到的电流值超过过电流判定值时，切断所述控制信号。

3.如权利要求1或2所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述切断装置基于所述电动机控制部的所述控制信号，推定流过所述电动机驱动部的电流值，并在推定得到的电流值的平均值超过平均过电流判定值时，切断所述控制信号。

4.如权利要求1至3的任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述电动机驱动部包括连接到直流电源的正极侧的多个正极侧开关元件、连接到所述直流电源的负极侧的多个负极侧开关元件、以及设置在串联连接所述正极侧开关元件中的一个和所述负极侧开关元件中的一个的连接点的每一个连接点的输出端子，从所述输出端子向所述电动机提供电流，

在所述控制信号使与所述串联连接的所述正极侧开关元件中的一个和所述负极侧开关元件中的一个同时导通的状态持续超过判定时间时，所述切断装置切断所述控制信号。

5.如权利要求1至4的任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述电动机控制部还包括互锁电路，该互锁电路在所述控制信号偏离预定范围时，切断从所述电动机控制部到所述电动机驱动部的所述控制信号。

6.如权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述电动机驱动部具有电流检测电路，该电流检测电路检测流过所述电动机驱动部的电流值，

在由所述电流检测电路检测的所述电流值超过过电流互锁判定值时，所述互锁电路切断所述控制信号。

7.如权利要求1至6的任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述切断装置通过半导体开关来切断所述控制信号。

8.如权利要求1至6的任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述切断装置通过机械式继电器来切断所述控制信号。

9.一种电动助力转向装置，其特征在于，

包括权利要求1至8的任一项所述的电动机控制装置。

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