故障诊断方法、马达控制方法、电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置制造方法及图纸

实施方式所涉及的故障诊断方法对电气设备所具有的反复导通和截止的切换的开关元件有无故障进行诊断。故障诊断方法包含如下步骤：判定当开关元件被控制成导通状态时在开关元件中流动的电流是否小于规定电流；在开关元件中流动的电流小于规定电流的情况下，检测在开关元件中流动的电流小于规定电流的时间；判定检测到的时间是否为规定时间以上；在检测到的时间为规定时间以上的情况下，对检测到的时间为规定时间以上的次数进行计数；判定所计数的合计次数是否为规定次数以上；以及在所计数的合计次数为规定次数以上的情况下，判定为开关元件发生了故障。

Fault diagnosis method, motor control method, power conversion device, motor module and electric power steering device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】故障诊断方法、马达控制方法、电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置
本公开涉及故障诊断方法、马达控制方法、电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置。
技术介绍
近年来，开发出电动马达(以下，简记为“马达”。)、逆变器以及ECU成为一体化的机电一体式马达。尤其在车载领域中，从安全性的观点考虑，要求保证高质量。因此，引入了即使在部件的一部分发生了故障的情况下也能够继续安全工作的冗余设计。作为冗余设计的一例，研究了针对1个马达设置2个电力转换装置的设计。作为另外一例，研究了对主微控制器设置备用微控制器的设计。专利文献1公开了具有第1系统以及第2系统的马达驱动装置。第1系统与马达的第1线圈组连接，具有第1逆变器部、电源继电器以及反向连接保护继电器等。第2系统与马达的第2线圈组连接，具有第2逆变器部、电源继电器以及反向连接保护继电器等。当马达驱动装置未发生故障时，能够使用第1系统以及第2系统这两者来驱动马达。与此相对，当第1系统以及第2系统中的一方或第1线圈组以及第2线圈组中的一方发生了故障时，电源继电器切断从电源对发生了故障的系统或与发生了故障的线圈组连接的系统的电力供给。能够使用未发生故障的另一方的系统继续驱动马达。专利文献2以及3也公开了具有第1系统以及第2系统的马达驱动装置。即使一方的系统或一方的线圈组发生了故障，也能够通过未发生故障的系统继续驱动马达。专利文献4公开了具有4个电分离构件以及2个逆变器并对供给到三相马达的电力进行转换的马达驱动装置。针对1个逆变器，在电源与逆变器之间设置有1个电分离构件，在逆变器与接地(以下，记作GND。)之间设置有1个电分离构件。能够使用发生了故障的逆变器中的线圈的中性点，并通过未发生故障的逆变器来驱动马达。此时，通过将与发生了故障的逆变器连接的2个电分离构件设成切断状态，发生了故障的逆变器与电源以及GND分离。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-34204号公报专利文献2：日本特开2016-32977号公报专利文献3：日本特开2008-132919号公报专利文献4：日本专利第5797751号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在使用如上所述的电力转换装置来驱动马达的装置中，在电力转换装置发生了故障的情况下，要求确定其故障部位。例如，在电力转换装置所具有的开关元件发生了故障的情况下，要求确定多个开关元件中的哪个开关元件发生了故障。并且，例如在向具有n相(n为3以上的整数)线圈的马达供给电力的电力转换装置发生了故障的情况下，要求确定多个相中的哪个相发生了故障。本公开的实施方式提供在发生了故障的情况下能够确定多个开关元件中的哪个开关元件发生了故障的故障诊断方法。并且，本公开的实施方式提供在发生了故障的情况下能够确定多个相中的哪个相发生了故障的故障诊断方法。用于解决课题的手段本公开的示例性的故障诊断方法对电气设备所具有的反复导通和截止的切换的开关元件有无故障进行诊断，所述故障诊断方法包含如下步骤：判定当所述开关元件被控制成导通状态时在所述开关元件中流动的电流是否小于规定电流；在所述开关元件中流动的电流小于所述规定电流的情况下，检测在所述开关元件中流动的电流小于所述规定电流的时间；判定检测到的所述时间是否为规定时间以上；在检测到的所述时间为所述规定时间以上的情况下，对检测到的所述时间为所述规定时间以上的次数进行计数；判定所述计数的合计次数是否为规定次数以上；以及在所述计数的合计次数为所述规定次数以上的情况下，判定为所述开关元件发生了故障。专利技术效果根据本公开的实施方式，在发生了故障的情况下，能够确定多个开关元件中的哪个开关元件发生了故障。并且，根据本公开的实施方式，在发生了故障的情况下，能够确定多个相中的哪个相发生了故障。附图说明图1是示意性地示出例示性的实施方式1的马达模块2000的代表性的块结构的框图。图2是示意性地示出例示性的实施方式1的逆变器单元100的电路结构的电路图。图3是例示出对电流值进行标绘而得到的电流波形(正弦波)的图表，该电流值是在按照三相通电控制来控制逆变器单元100时在马达200的A相、B相以及C相的各线圈中流动的电流的值。图4是例示出用于进行马达控制整体的控制器340的功能块的功能框图。图5是示出利用在开关元件中流动的电流的值诊断开关元件有无故障的动作的流程图。图6是对利用开关元件中流动的电流的值诊断开关元件有无故障的动作的一例进行说明的图。图7是示出AND块822的输出值、积分器831的输出值、比较器841的输出值之间的关系的图。图8是示出AND块822的输出值、积分器831的输出值、比较器851的输出值之间的关系的图。图9是示出利用施加于开关元件的电压的值诊断开关元件有无故障的动作的流程图。图10是对利用施加于开关元件的电压的值诊断开关元件有无故障的动作的一例进行说明的图。图11是示出利用电流值以及电压值这两者诊断开关元件有无故障的控制器340的图。图12是示出故障诊断单元800_IV的功能块的一例的图。图13是示出故障诊断单元800_IV的功能块的其他例的图。图14是示出利用电流值诊断相有无故障的控制器340的图。图15是示出故障诊断单元800P_I的功能块的一例的图。图16是示出故障诊断单元800P_IA的功能块的一例的图。图17是示出利用电压值诊断相有无故障的控制器340的图。图18是示出故障诊断单元800P_V的功能块的一例的图。图19是示出故障诊断单元800P_VA的功能块的一例的图。图20是示出利用电流值以及电压值这两者诊断相有无故障的控制器340的图。图21是示出故障诊断单元800P_IV的功能块的一例的图。图22是示出故障诊断单元800P_IV的功能块的其他例的图。图23是示意性地示出实施方式1的变形例的具有单体的逆变器140的逆变器单元100A的电路结构的电路图。图24是示出实施方式2的电动助力转向装置3000的代表性的结构的示意图。具体实施方式以下，参照附图对本公开的故障诊断方法、马达控制方法、电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置的实施方式进行详细说明。但是，为了避免以下的说明不必要地冗长并且便于本领域技术人员理解，有时省略不必要的详细说明。例如，有时省略众所周知的事项的详细说明或对实质上相同的结构的反复说明。在本说明书中，以将来自电源的电力转换为供给到具有三相(A相、B相、C相)线圈的三相马达的电力的电力转换装置为例，对本公开的实施方式进行说明。但是，将来自电源的电力转换为供给到具有四相或五相等n相(n是4以上的整数)线圈的n相马达的电力的电力转换装置以及用于该装置的马达控制方法也是本公开的范畴。(实施方式1)〔1.马达模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种故障诊断方法，对电气设备所具有的反复导通和截止的切换的开关元件有无故障进行诊断，其中，所述故障诊断方法包含如下步骤：/n判定当所述开关元件被控制成导通状态时在所述开关元件中流动的电流是否小于规定电流；/n在所述开关元件中流动的电流小于所述规定电流的情况下，检测在所述开关元件中流动的电流小于所述规定电流的时间；/n判定检测到的所述时间是否为规定时间以上；/n在检测到的所述时间为所述规定时间以上的情况下，对检测到的所述时间为所述规定时间以上的次数进行计数；/n判定所述计数的合计次数是否为规定次数以上；以及/n在所述计数的合计次数为所述规定次数以上的情况下，判定为所述开关元件发生了故障。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170925 JP 2017-1841251.一种故障诊断方法，对电气设备所具有的反复导通和截止的切换的开关元件有无故障进行诊断，其中，所述故障诊断方法包含如下步骤：
判定当所述开关元件被控制成导通状态时在所述开关元件中流动的电流是否小于规定电流；
在所述开关元件中流动的电流小于所述规定电流的情况下，检测在所述开关元件中流动的电流小于所述规定电流的时间；
判定检测到的所述时间是否为规定时间以上；
在检测到的所述时间为所述规定时间以上的情况下，对检测到的所述时间为所述规定时间以上的次数进行计数；
判定所述计数的合计次数是否为规定次数以上；以及
在所述计数的合计次数为所述规定次数以上的情况下，判定为所述开关元件发生了故障。


2.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其中，
所述故障诊断方法还包含如下步骤：在所述开关元件中流动的电流不小于所述规定电流的情况下，判定为所述开关元件为正常。


3.根据权利要求1或2所述的故障诊断方法，其中，
所述故障诊断方法还包含如下步骤：在检测到的所述时间不是规定时间以上的情况下，判定为所述开关元件为正常。


4.根据权利要求1至3中任意一项所述的故障诊断方法，其中，
所述故障诊断方法还包含如下步骤：在所述计数的合计次数不是所述规定次数以上的情况下，判定为所述开关元件为正常。


5.根据权利要求1至4中任意一项所述的故障诊断方法，其中，
所述开关元件是晶体管，
在所述开关元件中流动的电流是在所述晶体管的源极与漏极之间流动的电流。

【专利技术属性】
技术研发人员：A·哈德利，
申请(专利权)人：日本电产株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP