故障诊断方法、电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置与流程

本公开涉及故障诊断方法、电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置。
背景技术：
：近年来，开发了电动马达(以下，简称为“马达”)、逆变器以及ecu一体化的机电一体型马达。特别是在车载领域中，从安全性的观点出发，要求高质量保证。因此，采用了即使在部件的一部分发生故障的情况下也能够继续安全动作的冗余设计。作为冗余设计的一例，研究了对一个马达设置两个电力转换装置的方法。作为另一个例子，研究了对主微控制器设置备用微控制器的方法。专利文献1公开了具有第1系统和第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，并具有第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，并具有第2逆变器部、电源继电器以及反向连接保护继电器等。当在马达驱动装置中没有发生故障时，能够使用第1系统和第2系统双方对马达进行驱动。与此相对，当第1系统和第2系统中的一个系统、或者第1线圈组和第2线圈组中的一个线圈组发生了故障时，电源继电器切断从电源向发生故障的系统或与发生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个系统继续进行马达驱动。专利文献2和3也公开了具有第1系统和第2系统的马达驱动装置。即使一个系统或一个线圈组发生了故障，也能够通过未发生故障的系统继续进行马达驱动。现有技术文献专利文献专利文献1：日本公开公报：日本特开2016-34204号公报专利文献2：日本公开公报：日本特开2016-32977号公报专利文献3：日本公开公报：日本特开2008-132919号公报技术实现要素：发明要解决的课题在上述的现有技术中，要求适当地检测逆变器的故障。本公开的实施方式提供能够适当地诊断逆变器的故障的故障诊断方法。用于解决课题的手段本公开的例示的故障诊断方法诊断电力转换装置的故障，该电力转换装置将来自电源的电力转换为向具有至少一相绕组的马达提供的电力，其中，所述电力转换装置具有：第1逆变器，其与所述至少一相绕组的一端连接，并具有第1高边开关元件和第1低边开关元件；第2逆变器，其与所述至少一相绕组的另一端连接，并具有第2高边开关元件和第2低边开关元件；以及h桥，其包含所述第1高边开关元件、所述第1低边开关元件、所述第2高边开关元件以及所述第2低边开关元件，所述故障诊断方法包含以下步骤：获取步骤，获取表示所述第1低边开关元件的两端电压的第1实际电压、所述第1低边开关元件的饱和电压、以及根据dq坐标系中的d轴电压和q轴电压而决定的电压峰值；以及诊断步骤，根据所述第1实际电压、所述饱和电压以及所述电压峰值来诊断所述第2逆变器有无故障。本公开的例示的电力转换装置将来自电源的电力转换为向具有至少一相绕组的马达提供的电力，其中，所述电力转换装置具有：第1逆变器，其与所述至少一相绕组的一端连接，并具有第1高边开关元件和第1低边开关元件；以及第2逆变器，其与所述至少一相绕组的另一端连接，并具有第2高边开关元件和第2低边开关元件；h桥，其包含所述第1高边开关元件、所述第1低边开关元件、所述第2高边开关元件以及所述第2低边开关元件；以及控制电路，其对所述第1逆变器和所述第2逆变器的动作进行控制，所述控制电路获取表示所述第1低边开关元件的两端电压的第1实际电压、所述第1低边开关元件的饱和电压以及根据dq坐标系中的d轴电压和q轴电压而决定的电压峰值，根据所述第1实际电压、所述饱和电压以及所述电压峰值来诊断所述第2逆变器有无故障。发明效果根据本公开的例示的实施方式，提供了能够适当地诊断逆变器的故障的故障诊断方法、电力转换装置、具有该电力转换装置的马达模块以及具有该马达模块的电动助力转向装置。附图说明图1是示意性地示出实施方式的马达模块的框图。图2是示意性地示出实施方式的逆变器单元的电路图。图3a是示出a相的h桥的示意图。图3b是示出b相的h桥的示意图。图3c是示出c相的h桥的示意图。图4是示出进行整个马达控制的控制器的功能框图。图5是示出用于进行第2逆变器的故障诊断的功能块的功能框图。图6是示出用于进行第1逆变器的故障诊断的功能块的功能框图。图7是示出根据转速ω和电流振幅值来决定饱和电压vsat的查找表的示意图。图8是示出低边开关元件sw_a1l发生了开路故障的情况下的实际电压va1(上侧)和实际电压va2(下侧)的模拟结果的波形的曲线图。图9是示出低边开关元件sw_a1l发生了开路故障的情况下的实际电压vb1(上侧)和实际电压vb2(下侧)的模拟结果的波形的曲线图。图10是示出低边开关元件sw_a1l发生了开路故障的情况下的实际电压vc1(上侧)和实际电压vc2(下侧)的模拟结果的波形的曲线图。图11是示出例示的实施方式的电动助力转向装置的示意图。具体实施方式以下，参照附图对本公开的逆变器的故障诊断方法、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，为了避免以下说明不必要地冗长，使本领域技术人员容易理解，有时省略不必要的详细说明。例如，有时省略对已周知的事项的详细说明和对实质上相同的结构的重复说明。在本说明书中，以将来自电源的电力转换为向具有三相(a相、b相、c相)绕组的三相马达提供的电力的电力转换装置为例而对本公开的实施方式进行说明。其中，将来自电源的电力转换为向具有四相或五相等n相(n为4以上的整数)绕组的n相马达提供的电力的电力转换装置以及在该装置中使用的逆变器的故障诊断方法也属于本公开的范畴。(实施方式1)〔1.马达模块2000和电力转换装置1000的构造〕图1示意性地示出了本实施方式的马达模块2000的典型的块结构。典型地，马达模块2000具有电力转换装置1000和马达200，该电力转换装置1000具有逆变器单元100和控制电路300。马达模块2000模块化，例如能够作为具有马达、传感器、驱动器以及控制器的机电一体型马达而制造和销售。电力转换装置1000能够将来自电源101(参照图2)的电力转换为向马达200提供的电力。电力转换装置1000与马达200连接。例如，电力转换装置1000能够将直流电力转换为作为a相、b相以及c相的伪正弦波的三相交流电力。在本说明书中，部件(构成要素)彼此之间的“连接”主要是指电连接。马达200例如是三相交流马达。马达200具有a相的绕组m1、b相的绕组m2以及c相的绕组m3，并与逆变器单元100的第1逆变器120和第2逆变器130连接。具体而言，第1逆变器120与马达200的各相绕组的一端连接，第2逆变器130与各相绕组的另一端连接。控制电路300例如具有电源电路310、角度传感器320、输入电路330、控制器340、驱动电路350以及rom360。控制电路300的各部件例如安装于一块电路板(典型地是印刷板)。控制电路300与逆变器单元100连接，根据来自电流传感器150和角度传感器320的输入信号而对逆变器单元100进行控制。作为其控制方法，例如具有矢量控制、脉冲宽度调制(pwm)或直接扭矩控制(dtc)。但是，根据马达控制方法(例如无传感器控制)，有时不需要角度传感器320。控制电路300能够对作为目标的马达200的转子的位置、转速以及电流等进行控制而实现闭环控制。另外，控制电路300也可以具有扭矩传感器来代替角度传感器320。在该情况下，控制电路300能够对作为目标的马达扭矩进行控制。电源电路310基于电源101的例如12v的电压而生成电路内的各块所需的电源电压(例如3v、5v)。角度传感器320例如是旋转变压器或霍尔ic。或者，角度传感器320也可以通过传感器磁铁与具有磁阻(mr)元件的mr传感器的组合而实现。角度传感器320检测转子的旋转角(以下，记作“旋转信号”)，并将旋转信号输出给控制器340。输入电路330接受由电流传感器150检测到的相电流(以下，有时记作“实际电流值”)，根据需要将实际电流值的电平转换为控制器340的输入电平而将实际电流值输出给控制器340。输入电路330例如是模拟数字(ad)转换电路。控制器340是对电力转换装置1000的整体进行控制的集成电路，例如是微控制器或fpga(fieldprogrammablegatearray：现场可编程门阵列)。控制器340对逆变器单元100的第1逆变器120和第2逆变器130中的各开关元件(典型地是半导体开关元件)的开关动作(接通或者断开)进行控制。控制器340根据实际电流值和转子的旋转信号等来设定目标电流值，生成pwm信号，并将其输出给驱动电路350。驱动电路350典型地是预驱动器(有时也称作“栅极驱动器”)。驱动电路350根据pwm信号而生成对逆变器单元100的第1逆变器120和第2逆变器130中的各开关元件的开关动作进行控制的控制信号(栅极控制信号)，并将控制信号提供给各开关元件的栅极。在驱动对象是能够以低电压进行驱动的马达时，预驱动器不是必需的。在该情况下，预驱动器的功能能够安装于控制器340中。rom360例如是可写入存储器(例如，prom)、可重写存储器(例如，闪存)或只读存储器。rom360保存有控制程序，该控制程序包含用于使控制器340控制电力转换装置1000的指令组。例如，控制程序在启动时在ram(未图示)中被一次加载。参照图2对逆变器单元100的具体的电路结构进行说明。图2示意性地示出了本实施方式的逆变器单元100的电路结构。电源101生成规定的电源电压(例如12v)。作为电源101，例如使用直流电源。然而，电源101也可以是ac-dc转换器或dc-dc转换器，也可以是电池(蓄电池)。关于电源101，可以像图示那样是第1逆变器120和第2逆变器130共用的一个电源，也可以具有第1逆变器120用的第1电源(未图示)和第2逆变器130用的第2电源(未图示)。虽然未图示，但在电源101与第1逆变器120之间、以及电源101与第2逆变器130之间设置有线圈。线圈作为噪声滤波器发挥功能，对提供给各逆变器的电压波形中包含的高频噪声、或者在各逆变器中产生的高频噪声进行平滑化，以使其不向电源101侧流出。另外，在各逆变器的电源端子处连接有电容器。电容器是所谓的旁路电容器，抑制电压波动。电容器例如是电解电容器，电容及使用的个数是根据设计规格等而适当决定的。第1逆变器120具有由3个支路构成的桥电路。各支路具有高边开关元件、低边开关元件以及分流电阻。a相支路具有高边开关元件sw_a1h、低边开关元件sw_a1l以及第1分流电阻s_a1。b相支路具有高边开关元件sw_b1h、低边开关元件sw_b1l以及第1分流电阻s_b1。c相支路具有高边开关元件sw_c1h、低边开关元件sw_c1l以及第1分流电阻s_c1。作为开关元件，例如可以使用在内部形成有寄生二极管的场效应晶体管(典型地是mosfet)、或者绝缘栅双极型晶体管(igbt)及与其并联连接的续流二极管的组合。第1分流电阻s_a1用于检测在a相的绕组m1中流动的a相电流ia1，例如连接在低边开关元件sw_a1l与gnd线gl之间。第1分流电阻s_b1用于检测在b相的绕组m2中流动的b相电流ib1，例如连接在低边开关元件sw_b1l与gnd线gl之间。第1分流电阻s_c1用于检测在c相的绕组m3中流动的c相电流ic1，例如连接在低边开关元件sw_c1l与gnd线gl之间。3个分流电阻s_a1、s_b1以及s_c1与第1逆变器120的gnd线gl共同连接。第2逆变器130具有由3个支路构成的桥电路。各支路具有高边开关元件、低边开关元件以及分流电阻。a相支路具有高边开关元件sw_a2h、低边开关元件sw_a2l以及分流电阻s_a2。b相支路具有高边开关元件sw_b2h、低边开关元件sw_b2l以及分流电阻s_b2。c相支路具有高边开关元件sw_c2h、低边开关元件sw_c2l以及分流电阻s_c2。分流电阻s_a2用于检测a相电流ia2，例如连接在低边开关元件sw_a2l与gnd线gl之间。分流电阻s_b2用于检测b相电流ib2，例如连接在低边开关元件sw_b2l与gnd线gl之间。分流电阻s_c2用于检测c相电流ic2，例如连接在低边开关元件sw_c2l与gnd线gl之间。3个分流电阻s_a2、s_b2以及s_c2与第2逆变器130的gnd线gl共同连接。上述的电流传感器150例如具有分流电阻s_a1、s_b1、s_c1、s_a2、s_b2、s_c2以及检测在各分流电阻中流动的电流的电流检测电路(未图示)。第1逆变器120的a相支路(具体而言，高边开关元件sw_a1h与低边开关元件sw_a1l之间的节点)与马达200的a相的绕组m1的一端a1连接，第2逆变器130的a相支路与a相的绕组m1的另一端a2连接。第1逆变器120的b相支路与马达200的b相的绕组m2的一端b1连接，第2逆变器130的b相支路与绕组m2的另一端b2连接。第1逆变器120的c相支路与马达200的c相的绕组m3的一端c1连接，第2逆变器130的c相支路与绕组m3的另一端c2连接。图3a示意性地示出了a相的h桥ba的结构。图3b示意性地示出了b相的h桥bb的结构。图3c示意地示出了c相的h桥bc的结构。逆变器单元100具有a相、b相以及c相的h桥ba、bb以及bc。a相的h桥ba具有第1逆变器120侧的支路中的高边开关元件sw_a1h和低边开关元件sw_a1l、第2逆变器130侧的支路中的高边开关元件sw_a2h和低边开关元件sw_a2l、以及绕组m1。b相的h桥bb具有第1逆变器120侧的支路中的高边开关元件sw_b1h和低边开关元件sw_b1l、第2逆变器130侧的支路中的高边开关元件sw_b2h和低边开关元件sw_b2l、以及绕组m2。c相的h桥bc具有第1逆变器120侧的支路中的高边开关元件sw_c1h和低边开关元件sw_c1l、第2逆变器130侧的支路中的高边开关元件sw_c2h和低边开关元件sw_c2l、以及绕组m3。控制电路300(具体而言是控制器340)通过执行以下说明的逆变器的故障诊断，能够确定第1逆变器120和第2逆变器130中的发生了故障的逆变器。以下，对逆变器的故障诊断的详细内容进行说明。〔2.逆变器的故障诊断方法〕参照图4至图7，对在例如图1所示的电力转换装置1000中使用的诊断逆变器的故障的故障诊断方法的具体例进行说明。本公开的故障诊断方法适合用于具有至少一个h桥的电力转换装置、例如全桥类型的电力转换装置。在本说明书中，逆变器的故障是指开关元件的开路故障。开路故障是指开关元件始终为高阻抗的故障。在本说明书中，有时将例如第1逆变器120的高边开关元件sw_a1h或sw_a1l产生开路故障的情况称为第1逆变器120的故障。在故障诊断中，例如，获取在dq坐标系中表示的电流和电压、表示低边开关元件的两端电压的实际电压、以及马达的转速ω。在dq坐标系中表示的电流和电压包含d轴电压vd、q轴电压vq、d轴电流id以及q轴电流iq。另外，在dq坐标系中，将与零相对应的轴表示为z轴。转速ω用单位时间(例如1分钟)内马达的转子旋转的转数(rpm)或单位时间(例如1秒钟)内转子旋转的转数(rps)来表示。使用图3a至图3c对开关元件的实际电压进行说明。对a相、b相以及c相的h桥ba、bb以及bc分别定义第1实际电压和第2实际电压。在各相的h桥中，第1实际电压表示第1逆变器120侧的支路中的第1低边开关元件的两端电压。换言之，第1实际电压相当于第1逆变器120侧的支路中的第1高边开关元件与第1低边开关元件之间的节点电位。第2实际电压表示第2逆变器130侧的支路中的第2低边开关元件的两端电压。换言之，第2实际电压相当于第2逆变器130侧的支路中的第2高边开关元件与第2低边开关元件之间的节点电位。开关元件的两端电压等于作为开关元件的fet的源极-漏极之间的电压vds。对于a相的h桥ba，第1实际电压是指图3a所示的低边开关元件sw_a1l的两端电压va1，第2实际电压是指图3a所示的低边开关元件sw_a2l的两端电压va2。对于b相的h桥bb，第1实际电压是指图3b所示的低边开关元件sw_b1l的两端电压vb1，第2实际电压是指图3b所示的低边开关元件sw_b2l的两端电压vb2。对于c相的h桥bc，第1实际电压是指图3c所示的低边开关元件sw_c1l的两端电压vc1，第2实际电压是指图3c所示的低边开关元件sw_c2l的两端电压vc2。接着，根据获得的dq坐标系的电流和电压、第1实际电压、第2实际电压以及转速来诊断逆变器的故障。在判定为逆变器发生了故障的情况下，生成表示逆变器发生故障的故障信号，并输出给后述的马达控制单元。例如，故障信号是在发生故障时断言的信号。上述的故障诊断例如与由电流传感器150测定各相电流的周期即ad转换的周期同步地反复执行。用于实现本实施方式的故障诊断方法的算法例如可以仅通过特殊应用集成电路(asic)或fpga等硬件来实现，也可以通过微控制器和软件的组合来实现。在本实施方式中，将故障诊断的动作主体设为控制电路300的控制器340。图4例示了用于进行整个马达控制的控制器340的功能块。图5例示了用于进行第2逆变器130的故障诊断的功能块。图6例示了用于进行第1逆变器120的故障诊断的功能块。在本说明书中，功能框图中的各块不是以硬件为单位、而是以功能块为单位来表示的。在马达控制和故障诊断中使用的软件例如可以是构成用于执行与各功能块对应的特定的处理的计算机程序的模块。这样的计算机程序例如保存于rom360中。控制器340能够从rom360读出指令并逐次执行各处理。控制器340例如具有故障诊断单元800和马达控制单元900。这样，本公开的故障诊断能够与马达控制(例如矢量控制)适当地组合，能够组入马达控制的一系列处理之中。故障诊断单元800获取马达200的转速ω以及dq坐标系中的d轴电流id、q轴电流iq、d轴电压vd、q轴电压vq。故障诊断单元800还获取第1实际电压va1、vb1以及vc1、第2实际电压va2、vb2以及vc2。例如，故障诊断单元800可以具有获取vpeak的预运算单元(未图示)。预运算单元使用克拉克变换，将根据电流传感器150的测定值而取得的三相电流ia、ib以及ic变换为αβ固定坐标系中的α轴上的电流iα和β轴上的电流iβ。预运算单元使用派克变换(dq坐标变换)，将电流iα、iβ变换为dq坐标系中的d轴电流id和q轴电流iq。预运算单元根据电流id和iq来取得d轴电压vd和q轴电压vq，根据所取得的vd、vq并基于下述式子(1)来计算电压峰值vpeak。或者，预运算单元也可以从进行矢量控制的马达控制单元900接收计算vpeak所需的vd、vq。例如，预运算单元与由电流传感器150测定各相电流的周期同步地获取vpeak。vpeak＝(2/3)1/2(vd2+vq2)1/2式子(1)故障诊断单元800参照查找表840(图7)，根据电流id、iq以及转速ω来决定饱和电压vsat。图7示意性地示出了根据转速ω和电流振幅值来决定饱和电压vsat的查找表(lut)840。lut840将马达200的转速ω以及基于d轴电流和q轴电流决定的电流振幅值(id2+iq2)1/2的输入与饱和电压vsat之间的关系关联起来。转速ω例如是根据来自角度传感器320的旋转信号而计算的。或者，例如能够使用公知的无传感器控制方法来推断转速ω。各开关元件的实际电压例如是由驱动电路(预驱动器)350测定的。表1例示了能够在故障诊断中使用的lut840的结构。在马达控制中，一般将id作为零来处理。因此，电流振幅值等于iq。在表1中记载了iq(a)。饱和电压vsat是根据获得的电流振幅值iq和转速ω而决定的。或者，作为饱和电压vsat，例如也可以使用在驱动前预先设定的值。例如，作为饱和电压vsat，可以使用取决于系统的一定的值(例如0.1v左右)。[表1]转速(rpm)100015001800iq(a)0.140.531.43vsat(v)0.28～0.360.35～0.510.20～0.36故障诊断单元800根据上述的实际电压、电压峰值vpeak、饱和电压vsat来诊断逆变器有无故障。故障诊断单元800根据诊断结果而生成表示第1逆变器120的故障的故障信号1_fd、表示第2逆变器130的故障的故障信号2_fd，并输出给马达控制单元900。马达控制单元900例如使用矢量控制，生成用于对第1逆变器120和第2逆变器130的开关元件的开关动作整个进行控制的pwm信号。马达控制单元900将pwm信号输出给驱动电路350。在断言了故障信号、很难继续进行马达200的扭矩辅助的情况下，马达控制单元900例如使马达200的扭矩辅助停止。在该情况下，电力转换装置1000可以向通知装置(未示出)输出用于引起人们注意的通知信号。通知装置例如使用光、声音、显示中的至少一个来唤起人们注意。由此，人们能够认识到马达200的扭矩辅助已停止。在马达200搭载于电动助力转向装置的情况下，汽车的驾驶员能够认识到辅助转向操作的马达的扭矩辅助已停止。驾驶员能够遵照通知装置的注意唤起，将汽车停止在例如路肩处。在本说明书中，为了便于说明，有时将各功能块记作单元。当然，不是为了将各功能块限定解释为硬件或软件而使用这些标记的。在各功能块作为软件而安装于控制器340的情况下，该软件的执行主体例如可以是控制器340的核心。如上所述，控制器340能够通过fpga来实现。在该情况下，全部或一部分的功能块能够通过硬件来实现。通过使用多个fpga来分散处理，能够使特定的计算机的运算负载分散。在该情况下，能够将图4至图6所示的全部或一部分的功能块分散安装于多个fpga。多个fpga例如通过车载的控制器局域网络(can)而可相互通信地连接起来，能够进行数据的收发。故障诊断单元800具有图5和图6所示的诊断第2逆变器130有无故障的故障诊断单元801、诊断第1逆变器120有无故障的故障诊断单元802。故障诊断单元801和802具有实质上相同的功能块，但输入的实际电压互不相同。故障诊断单元801和802分别具有绝对值运算器811、814、817、乘法器812、813、815、816、818、819、加法器831、832、833、比较器851、852、853以及逻辑电路or871。首先，对第2逆变器130有无故障的诊断处理进行说明。故障诊断单元801的绝对值运算器811运算实际电压va1的绝对值。乘法器812将电压峰值vpeak乘以常数“-1/2”。乘法器813将饱和电压vsat乘以常数“-1”。加法器831将绝对值运算器811、乘法器812以及813的输出值相加而计算下述式子(2)所示的故障诊断电压va1_fd。va1_fd＝|va1|-〔(vpeak/2)+vsat〕式子(2)比较器851比较“va1_fd”与“零”。在va1_fd为零以下(va1_fd≤0)的情况下，比较器851将表示实际电压va1正常的“0”输出给逻辑电路or871。在va1_fd大于零(va1_fd＞0)的情况下，比较器851将表示实际电压va1异常的“1”输出给逻辑电路or871。同样地，故障诊断单元801的绝对值运算器814运算实际电压vb1的绝对值。乘法器815将电压峰值vpeak乘以常数“-1/2”。乘法器816将饱和电压vsat乘以常数“-1”。加法器832将绝对值计算器814、乘法器815和816的输出值相加而计算下述式子(3)所示的故障诊断电压vb1_fd。vb1_fd＝|vb1|-〔(vpeak/2)+vsat〕式子(3)比较器852比较“vb1_fd”与“零”。在vb1_fd为零以下的情况下，比较器852将表示实际电压vb1正常的“0”输出给逻辑电路or871。在vb1_fd大于零的情况下，比较器852将表示实际电压vb1异常的“1”输出给逻辑电路or871。故障诊断单元801的绝对值运算器817运算实际电压vc1的绝对值。乘法器818将电压峰值vpeak乘以常数“-1/2”。乘法器819将饱和电压vsat乘以常数“-1”。加法器833将绝对值运算器817、乘法器818和819的输出值相加而计算下述式子(4)所示的故障诊断电压vc1_fd。vc1_fd＝|vc1|-〔(vpeak/2)+vsat〕式子(4)比较器853比较“vc1_fd”与“零”。在vc1_fd为零以下的情况下，比较器853将表示实际电压vc1正常的“0”输出给逻辑电路or871。在vc1_fd大于零的情况下，比较器853将表示实际电压vc1异常的“1”输出给逻辑电路or871。逻辑电路or871对比较器851、852以及853的输出信号取逻辑和。逻辑电路or871将逻辑和作为表示第2逆变器130有无故障的故障信号2_fd输出给马达控制单元900。在比较器851、852、853的输出信号全部为“0”的情况下，逻辑电路or871将表示第2逆变器130正常的“0”作为故障信号2_fd而输出。在比较器851、852、853的输出信号中的至少一个为“1”的情况下，逻辑电路or871将表示第2逆变器130发生故障的“1”作为故障信号2_fd而输出。例如，当低边开关元件sw_a2l发生开路故障时，在该开关元件中没有电流流动。其结果为，受到马达200的反电动势的影响，实际电压va2的下侧峰值(负值)上升，其绝对值变小。当低边开关元件sw_a2l没有发生开路故障时，va1≒〔(vpeak/2)+vsat〕，实际电压va1的大小等于|(vpeak/2)+vsat|。与此相对，当低边开关元件sw_a2l发生开路故障时，该平衡被破坏。例如，由于在开关元件sw_a2l中没有电流流动，因此会对开关元件sw_a1l施加多余的电压。实际电压va1变大，va1_fd＞0。图6所示的故障诊断单元802执行与故障诊断单元801相同的处理，诊断第1逆变器120有无故障。向故障诊断单元802输入实际电压va2、vb2、vc2来代替实际电压va1、vb1、vc1。故障诊断单元802的除此以外的处理与故障诊断单元801相同，因此这里省略详细说明。另外，也可以通过上述运算以外的方法来求取故障诊断电压。例如，故障诊断电压va1_fd也可以通过以下的式子(5)的运算来求取。va1_fd＝va12-〔(vpeak/2)+vsat〕2式子(5)另外，例如，故障诊断电压va1_fd也可以通过以下的式子(6)的运算来求取。va1_fd＝〔va1+(vpeak/2)+vsat〕〔va1-(vpeak/2)-vsat〕式子(6)使用这些运算也能够与上述同样地诊断逆变器有无故障。以下，示出了使用dspace公司的“快速控制原型(rcp)系统”和mathworks公司的matlab/simulink来验证在本公开的故障诊断中使用的算法的妥当性的结果。在该验证中，使用了通过矢量控制而受到控制的用于电动助力转向(eps)装置中的表面磁铁型(spm)马达的模型。在验证中，将q轴的电流指令值iq_ref设定为3a，将d轴的电流指令值id_ref和零相的电流指令值iz_ref设定为0a。将马达的转速ω设定为1200rpm。在模拟中，使第1逆变器120的低边开关元件sw_a1l在时刻1.64s发生开路故障。在图8至图10中示出了各信号的波形的模拟结果。各曲线图的纵轴表示电压(v)，横轴表示时间(s)。图8示出了低边开关元件sw_a1l发生了开路故障的情况下的实际电压va1(上侧)和实际电压va2(下侧)的波形。图9示出了低边开关元件sw_a1l发生了开路故障的情况下的实际电压vb1(上侧)和实际电压vb2(下侧)的波形。图10示出了低边开关元件sw_a1l发生了开路故障的情况下的实际电压vc1(上侧)和实际电压vc2(下侧)的波形。可知：当低边开关元件sw_a1l在时刻1.64s发生了开路故障之后，如图8所示，实际电压va1的下峰值上升。另外，可知：实际电压va2的上侧峰值上升。即，实际电压va2的上峰值的绝对值变大。如图9、图10所示，实际电压vb1、vb2、vc1、vc2的变化程度小。即使在正常时的动作中，也可能发生实际电压变得比vpeak/2稍大的情况。但是，在本实施方式中，对vpeak/2加上饱和电压vsat得到的值与实际电压进行比较。因此，仅在产生了像图8所示的实际电压va2那样大幅变化的实际电压的情况下，能够判定为故障。在正常时的动作中，在实际电压变得大于vpeak/2的情况下不会判定为故障，由此能够提高故障判定的精度。如上所述，本公开的故障诊断能够通过简单的算法而实现。因此，能够得到例如在向控制器340安装时电路规模或存储器尺寸缩小这一优点。本公开的故障诊断方法也能够适用于全桥类型的电力转换装置。全桥具有单相的h桥构造、例如图3a所示的电路构造。通过将上述的故障诊断方法用于全桥的故障诊断，能够检测全桥的故障。在本实施方式中，也可以不对三相全部进行上述的故障诊断，可以仅对一相或二相进行故障诊断。例如，在仅对a相进行故障诊断的情况下，可以仅进行使用图5和图6所说明的处理中的与a相有关的处理，而不进行与b相和c相有关的处理。(实施方式2)图11示意性地示出了本实施方式的电动助力转向装置3000的典型结构。汽车等车辆通常具有电动助力转向装置。本实施方式的电动助力转向装置3000具有转向系统520和生成辅助扭矩的辅助扭矩机构540。电动助力转向装置3000生成辅助扭矩，该辅助扭矩对通过驾驶员操作方向盘而产生的转向系统的操舵扭矩进行辅助。通过辅助扭矩来减轻驾驶员的操作负担。转向系统520例如可以具有方向盘521、转向轴522、万向联轴器523a、523b、旋转轴524、齿条齿轮机构525、齿条轴526、左右球节552a、552b、横拉杆527a、527b、转向节528a、528b以及左右操舵车轮529a、529b。辅助扭矩机构540例如由操舵扭矩传感器541、汽车用电子控制单元(ecu)542、马达543以及减速机构544等构成。操舵扭矩传感器541检测转向系统520中的操舵扭矩。ecu542根据操舵扭矩传感器541的检测信号而生成驱动信号。马达543根据驱动信号而生成与操舵扭矩相应的辅助扭矩。马达543经由减速机构544而向转向系统520传递所生成的辅助扭矩。ecu542例如具有第1实施方式的控制器340和驱动电路350等。在汽车中构建了以ecu作为核心的电子控制系统。在电动助力转向装置3000中，例如由ecu542、马达543以及逆变器545构建了马达驱动单元。能够将第1实施方式的马达模块2000适当地用于该系统。本公开的实施方式也适用于线控换档系统、线控转向系统、线控制动系统等x线控系统以及牵引马达等的马达控制系统。例如，安装了本公开的实施方式的故障诊断方法的eps能够搭载于与日本政府和美国运输部道路交通安全局(nhtsa)规定的等级0至5(自动化的基准)对应的自动驾驶车。产业上的可利用性本公开的实施方式能够广泛地用于吸尘器、干燥机、吊扇、洗衣机、冰箱以及电动助力转向装置等具有各种马达的多种设备。标号说明100：逆变器单元；101：电源；120：第1逆变器；130：第2逆变器；140：逆变器；150：电流传感器；200：马达；300：控制电路；310：电源电路；320：角度传感器；330：输入电路；340：微控制器；350：驱动电路；360：rom；1000：电力转换装置；2000：马达模块；3000：电动助力转向装置。当前第1页12