電機控制裝置及電機的控制方法
【專利摘要】本發明涉及包括了多個包含由對應于多個相的繞組構成的繞組組和對繞組組的各相輸出電流的逆變器的通電系統的電機控制裝置及電機的控制方法。控制裝置在第1通電系統的相電流之和為異常值時停止第1通電系統的逆變器的動作。而且，控制裝置在停止第1通電系統的逆變器的動作之后規定期間內，即使在其它的通電系統中相電流之和為異常值，也使逆變器的動作持續。由此，能夠使發生了短路和接地故障等異常的通電系統的逆變器的動作停止，并且能夠使正常的通電系統的逆變器的動作盡量持續。
【專利說明】
電機控制裝置及電機的控制方法
技術領域
[0001]本發明涉及包括了多個包含由對應于多個相的繞組構成的繞組組和對所述繞組組的各相輸出電流的逆變器的通電系統的電機控制裝置及電機的控制方法。
【背景技術】
[0002]在專利文獻I中，公開了在包括了切換向電機的多個繞組組的通電的多個系統的逆變器的控制裝置中，分別計算各系統的相電流之和，在2個系統間的相電流和之差脫離了規定范圍時檢測系統間的短路的發生，并在檢測出短路的發生時，將求得的相電流和之差的2個系統的其中一方的動作停止。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開號公報

【發明內容】

[0006]發明要解決的問題
[0007]可是，在多個繞組組各自中計算相電流之和，在成為算出的相電流和的通電系統間的差脫離了規定范圍時使一方的通電系統的逆變器的動作停止的結構的情況下，不是通電系統間的短路，一方的通電系統為異常，另一方的通電系統為正常的情況下，相電流和之差也脫離規定范圍，有可能使正常的通電系統的逆變器的動作被錯誤地停止。
[0008]本發明鑒于上述問題而完成，目的在于提供能夠使發生了異常的通電系統的逆變器的動作停止，并且使正常的通電系統的逆變器的動作盡量持續的電機控制裝置及電機的控制方法。
[0009]解決問題的方案
[0010]為此，本發明的電機控制裝置，是包括了多個包含由對應于多個相的繞組構成的繞組組和對所述繞組組的各相輸出電流的逆變器的通電系統的電機控制裝置，它包括:第I控制單元，對所述多個通電系統的各個通電系統檢測有無異常，并將檢測到異常的發生的通電系統的逆變器的動作停止；以及第2控制單元，檢測從由所述第I控制單元停止所述多個通電系統之中的一個通電系統的逆變器的動作之后是否在規定期間內，并在所述規定期間內使被檢測出異常的發生的其它的通電系統的逆變器的動作持續。
[0011]此外，本發明的電機的控制方法，是包括了多個包含由對應于多個相的繞組構成的繞組組和對所述繞組組的各相輸出電流的逆變器的通電系統的電機的控制方法，它包括:對所述多個通電系統的各個通電系統檢測有無異常的步驟;停止被檢測出異常的發生的通電系統的逆變器的動作的步驟；以及在所述逆變器的動作被停止之后為規定期間內時使被檢測出異常的發生的其它的通電系統的逆變器的動作持續的步驟。
[0012]發明的效果
[0013]根據上述發明，能夠使電機控制盡可能地持續，并且使異常的通電系統的逆變器動作適當地停止。
【附圖說明】
[0014]圖1是在本發明的實施方式中適用電機控制裝置的電動動力轉向裝置的概略結構圖。
[0015]圖2是本發明的實施方式中的控制裝置的電路圖。
[0016]圖3是本發明的實施方式中的控制裝置的功能框圖。
[0017]圖4是表示本發明的實施方式中的異常診斷的步驟的流程圖。
[0018]圖5是例示本發明的實施方式中的第I通電系統和第2通電系統出現了短路的狀態的電路圖。
[0019]圖6是例示本發明的實施方式中的第I通電系統和第2通電系統出現了短路的狀態中的電流檢測值的時序圖。
[0020]圖7是例示本發明的實施方式中的第I通電系統出現了接地故障的狀態的電路圖。
[0021]圖8是例示本發明的實施方式中的第I通電系統出現了接地故障的狀態中的電流檢測值的時序圖。
[0022]圖9是例示本發明的實施方式中的第I通電系統及第2通電系統都出現了接地故障的狀態的電路圖。
[0023]圖10是例示本發明的實施方式中的第I通電系統及第2通電系統都出現了接地故障的狀態中的電流檢測值的時序圖。
[0024]圖11是本發明的實施方式中的采用了三角形連接的電機的電路圖。
【具體實施方式】
[0025]以下說明本發明的實施方式。
[0026]圖1表示適用本發明的電機控制裝置及電機的控制方法的車輛用的電動動力轉向裝置的一例。
[0027]圖1所示的電動動力轉向裝置100被配備在車輛200中，是通過電動機130發生轉向助力的裝置。
[0028]電動動力轉向裝置100包括方向盤110、轉向轉矩傳感器120、電動機130、電子控制單元(ECU) 150、將電動機130的旋轉減速并傳遞到轉向軸(小齒輪軸)170的減速機160等而構成。
[0029]轉向轉矩傳感器120及減速機160被設置在內包轉向軸170的轉向柱180內。
[0030]在轉向軸170的前端設置小齒輪171，若該小齒輪171旋轉，則齒條172在車輛200的行進方向左右地水平移動。
[0031]在齒條172的兩端分別設置車輪201的轉向機構202，通過齒條172水平移動，車輪201的方向被改變。
[0032]轉向轉矩傳感器120檢測因車輛的駕駛員進行轉向操作而在轉向軸170上發生的轉向轉矩，將檢測出的轉向轉矩的信號ST輸出到電子控制單元150。
[0033]在包括微計算機302、用于電動機130的驅動的逆變器IA、IB、逆變器的驅動電路303A、303B等的電子控制單元150中，作為用于確定轉向助力的狀態量的信息，除了輸入轉向轉矩信號ST之外，還輸入車速傳感器190輸出的車速的信號VSP等。
[0034]然后，電子控制單元150基于轉向轉矩信號ST、車速信號VSP等的車輛的運行狀態，對電動機130的通電進行PWM(Pulse Width Modulat1n)控制，并且控制電動機130的發生轉矩，即，控制轉向助力。這樣，電子控制單元150構成驅動電動機130的控制裝置。
[0035]再有，在電子控制單元150所包含的逆變器和逆變器的驅動電路之中，能夠將逆變器或逆變器及驅動電路作為單體設置在電子控制單元150的外部。在該情況下，由電子控制單元150及逆變器、或電子控制單元150、逆變器及驅動電路構成驅動電機130的控制裝置。
[0036]圖2表示電子控制單元150及電動機130的電路結構的一例。
[0037]圖2所示的電動機130是具有由星形連接的三相繞組UA、VA、WA組成的第I繞組組2A、由同樣星形連接的三相繞組UB、VB、WB組成的第2繞組組2B的3相同步電動機，在第I繞組組2A及第2繞組組2B中三相繞組U、V、W彼此連接的點形成中性點。
[0038]第I繞組組2A及第2繞組組2B被設置在未圖示的圓筒狀的定子中，在該定子的中央部形成的空間中可旋轉地配有永磁轉子201，第I繞組組2A和第2繞組組2B共用磁路。
[0039]而且，第I繞組組2A與第I逆變器IA直接連接，第2繞組組2B與第2逆變器IB直接連接，對第I繞組組2A從第I逆變器IA供給電力，對第2繞組組2B從第2逆變器IB供給電力。
[0040]第I逆變器IA由包括了分別驅動第I繞組組2A的U相線圈UA、V相線圈VA及W相線圈WA的3組半導體開關UHA、ULA、半導體開關VHA、VLA、半導體開關WHA、WLA的3相電橋電路組成。
[0041 ] 此外，第2逆變器IB由包括了分別驅動第2繞組組2B的U相線圈UB、V相線圈VB及W相線圈WB的3組半導體開關UHB、ULB、半導體開關VHB、VLB、半導體開關WHB、WLB的3相電橋電路組成。
[0042]在本實施方式中，作為構成第I逆變器IA及第2逆變器IB的半導體開關，使用N溝道型MOSFET。
[0043]在第I逆變器IA及第2逆變器IB中，半導體開關UH、UL漏極-源極間被串聯連接在電源VB和接地點之間，在半導體開關UH和半導體開關UL的連接點上連接U相線圈U。
[0044]此外，在第I逆變器IA及第2逆變器IB中，半導體開關VH、VL漏極-源極間被串聯連接在電源VB和接地點之間，在半導體開關VH和半導體開關VL的連接點上連接V相線圈V。
[0045]此外，在第I逆變器IA及第2逆變器IB中，半導體開關WH、WL漏極-源極間被串聯連接在電源VB和接地點之間，在半導體開關WH和半導體開關WL的連接點上連接W相線圈W。
[0046]第I驅動電路303A是驅動構成第I逆變器IA的半導體開關的電路，包括分別驅動第I逆變器IA中的高電位側開關元件即半導體開關VHA、UHA、WHA的3個高電位側驅動器、以及分別驅動第I逆變器IA中的低電位側開關元件即半導體開關VLA、ULA、WLA的3個低電位側驅動器。
[0047]此外，第2驅動電路303B是驅動構成第2逆變器IB的半導體開關的電路，包括分別驅動第2逆變器IB中的高電位側開關元件即半導體開關VHB、UHB、WHB的3個高電位側驅動器、以及分別驅動第2逆變器IB中的低電位側開關元件即半導體開關VLB、ULB、WLB的3個低電位側驅動器。
[0048]再有，高電位側開關元件可以稱為上游側驅動元件或上臂，低電位側開關元件可以稱為下游側驅動元件或下臂。
[0049]此外，高電位側開關元件和低電位側開關元件的連接點構成逆變器輸出點。
[0050]然后，第I驅動電路303A及第2驅動電路303B根據來自微計算機302的指令信號，驅動構成逆變器1A、1B的各半導體開關。
[0051 ]如上述，本實施方式的電機控制裝置包括了包含第I繞組組2A、第I逆變器IA的第I通電系統和包含第I繞組組2B、第2逆變器IB的第2通電系統的兩個通電系統。
[0052]再有，可以將第I通電系統稱為第I通道chi，將第2通電系統稱為第2通道ch2。
[0053]此外，在電源VB和第I逆變器IA之間，設置用于切斷對第I逆變器IA的電源供給的電源繼電器304A，在電源VB和第2逆變器IB之間，設置用于切斷對第2逆變器IB的電源供給的電源繼電器304B。
[0054]在本實施方式中，電源繼電器304A及電源繼電器304B由半導體開關構成，構成電源繼電器304A、304B的半導體開關由驅動電路305A、305B驅動。
[0055]再有，作為電源繼電器304A、304B，可以使用將接點物理移動地進行開閉的電磁繼電器。
[0056]電源繼電器304A、304B的驅動電路305A、305B根據來自微計算機302的指令信號，驅動構成電源繼電器304A、304B的半導體開關。即，微計算機302能夠分別獨立地切斷對第I逆變器IA的電源供給和對第2逆變器IB的電源供給。
[0057]此外，為了抑制對逆變器1A、1B供給的電源電壓的變動，設置將電源繼電器304A、304B與逆變器1A、1B之間的電源線路和接地點連接的電容器306A、306B。
[0058]此外，設置分別檢測各繞組2A、2B的各繞組端電壓的電壓監視電路307A、307B，電壓監視電路307A、307B將各繞組2A、2B的各繞組端電壓的檢測信號輸出到微計算機302。而且，為了固定逆變器1A、1B的開關元件被全部截止時的各繞組端的電位，設置用于將各繞組2A、2B的U相UA、UB上拉的上拉電阻RA、RB。
[0059]角度傳感器308檢測轉子201的角度，將角度數據的信號輸出到微計算機302。
[0060]進而，連接低電位側的半導體開關UL、VL、WL和高電位側的半導體開關UH、VH、WH之間和三相繞組U、V、W的驅動線路，換句話說，在逆變器1A、1B的輸出點和三相繞組U、V、W之間，分別設置檢測在三相繞組1]、￥、胃中流動的相電流的電流傳感器3011^、301￥4、301職、301UB、301VB、301WB。
[0061 ] 再有，電流傳感器301UA、301VA、301WA、301UB、301VB、301WB可以稱為電流檢測電阻、電流檢測器或電流檢測部件。
[0062]圖3是表示微計算機302中的逆變器IA、IB的控制功能的一例的功能框圖。
[0063 ]目標輔助轉矩運算單元6基于轉向轉矩或車速等的轉向條件，運算目標輔助轉矩，即，電動機130的輸出轉矩的目標值。
[0064]這里，目標輔助轉矩運算單元6單獨地設定第I通電系統的目標輔助轉矩和第2通電系統的目標輔助轉矩，以在第I通電系統中的通電控制下發生的電機轉矩和在第2通電系統中的通電控制下發生的電機轉矩的總和發生轉向助力。
[0065]角度運算單元10輸入角度傳感器308的信號，運算電動機130的轉子201的角度。
[0066]電機旋轉運算單元5基于角度運算單元10運算的轉子201的角度的信息，運算電動機130的轉速(rpm)，將電機轉速的信號輸出到輸出電壓運算單元4。
[0067]輸出電壓運算單元4輸入各通電系統的目標輔助轉矩的數據、電動機130的轉速的數據，進而，輸入由三相二相轉換單元11運算出的每個通電系統的d軸實際電流值Id、q軸實際電流值Iq。
[0068]然后，輸出電壓運算單元4運算并輸出第I逆變器IA的d軸電壓指令值Vdl、q軸電壓指令值Vql、以及第2逆變器IB的d軸電壓指令值Vd2、q軸電壓指令值Vq2。
[0069]三相二相轉換單元11基于電流傳感器301UA、301VA、301WA的輸出信號、S卩，在第I繞組組2A的各相中流動的實際電流的檢測值，運算第I通電系統的d軸實際電流值Idl及q軸實際電流值Iql。
[0070]此外，三相二相轉換單元11基于電流傳感器301UB、301VB、301WB的輸出信號，SP，在第2繞組組2B的各相中流動的實際電流的檢測值，運算第2通電系統的d軸實際電流值1(12、9軸實際電流值192。
[0071]然后，三相二相轉換單元11將第I通電系統的d軸實際電流值Idl、q軸實際電流值Iq1、以及第2通電系統的d軸實際電流值Id2、9軸實際電流值Iq2的數據分別輸出到輸出電壓運算單元4和目標輔助轉矩運算單元6。
[0072]輸出電壓運算單元4輸出的d軸電壓指令值Vdl、q軸電壓指令值Vql被輸入到第I輸出占空比運算單元7A。
[0073]第I輸出占空比運算單元7A基于d軸電壓指令值Vdl、q軸電壓指令值Vql、以及第I逆變器IA的電源電壓，運算并輸出第I逆變器IA的PffM控制中的d軸占空比Dutydl及q軸占空比Dutyql。
[0074]此外，輸出電壓運算單元4輸出的d軸電壓指令值Vd2及q軸電壓指令值Vq2被輸入到第2第I輸出占空比運算單元7B。
[0075]第2第I輸出占空比運算單元7B基于d軸電壓指令值Vd2、q軸電壓指令值Vq2、以及第2逆變器IB的電源電壓，運算并輸出第2逆變器IB的冊M控制中的d軸占空比Dutyd2及q軸占空比Dutyq2。
[0076]從第I輸出占空比運算單元7A輸出的d軸占空比Dutydl、q軸占空比Dutyql、進而電動機130的轉子角度的信息被輸入到第I 二相三相變換單元8A。然后，第I 二相三相變換單元8A運算并輸出第I繞組組2A的3相各自的占空比指令值DutyUl、DutyVl、DutyWl。
[0077]此外，從第2輸出占空比運算單元7B輸出的d軸占空比Dutyd2、q軸占空比Dutyq2、進而電動機130的轉子角度的信息被輸入到第2 二相三相變換單元SB。然后，第2 二相三相變換單元8B運算并輸出第2繞組組2B的3相各自的占空比指令值DutyU2、DutyV2、DutyW2。
[0078]第I靜寂時間補償單元9A輸入從第I二相三相變換單元8A輸出的占空比指令值DutyUl、DutyVl、DutyWl，運算實施了靜寂時間補償的占空比指令值DutyUl、DutyVl、DutyWl并輸出到逆變器1A。
[0079]此外，第2靜寂時間補償單元9B輸入從第2二相三相變換單元SB輸出的占空比指令值0的71]2、01^7￥2、01^7?2，運算實施了靜寂時間補償的占空比指令值DutyU2、DutyV2、DutyW2并輸出到逆變器IB。
[0080]靜寂時間補償是，為了逆變器1A、1B的上下臂不短路，在使比較三角波和指令值所得的結果即PWM信號的上升沿延遲相當于靜寂時間而生成開關元件的柵極信號的PWM控制中，用于抑制靜寂時間電壓造成的電壓降等的處理。
[0081]此外，逆變器輸出導通/截止判定單元12輸入第I通電系統的電流傳感器301UA、301VA、301WA的輸出信號、以及第2通電系統的電流傳感器301UB、301VB、301WB的輸出信號，基于電流檢測值控制第I通電系統的截止指令信號、第2通電系統的截止指令信號的輸出。
[0082]逆變器輸出導通/截止判定單元12輸出的第I通電系統的截止指令信號被輸入到第I通電系統導通/截止單元13A，第I通電系統導通/截止單元13A若輸入截止指令信號，則將第I逆變器IA的全部開關元件操作為截止，使第I逆變器IA的動作停止。
[0083 ]再有，使逆變器的動作停止的處理是使從逆變器向繞組的電流輸出停止的處理。
[0084]同樣地，逆變器輸出導通/截止判定單元12輸出的第2通電系統的截止指令信號被輸入到第2通電系統導通/截止單元13B，第2通電系統導通/截止單元13B若輸入截止指令信號，則將第2逆變器IB的全部開關元件操作為截止，使第2逆變器IB的動作停止。
[0085]此外，逆變器輸出導通/截止判定單元12輸出的第I通電系統的截止指令信號、第2通電系統的截止指令信號被輸出到目標輔助轉矩運算單元6，目標輔助轉矩運算單元6根據逆變器輸出導通/截止判定單元12的逆變器1A、1B的動作停止指令狀態，運算每個通電系統的目標輔助轉矩。
[0086]接著，根據圖4的流程圖說明逆變器輸出導通/截止判定單元12進行的逆變器1A、IB的動作停止控制。
[0087]圖4的流程圖所示的例程，由微計算機302通過每規定時間的中斷處理來執行。
[0088]再有，在微計算機302中，中斷處理的周期即規定時間，例如被設定為lms。
[0089]首先，微計算機302在步驟S501中，判別第I通電系統的異常檢測計數器CA是否在規定值Cl以上。
[0090]再有，假設上述的第I通電系統的異常檢測計數器CA、以及后述的第2通電系統的異常檢測計數器CB是初始值例如為零的計數器。
[0091]此外，在微計算機302中，規定值Cl例如被設定為5。
[0092]微計算機302若檢測到第I通電系統的異常檢測計數器CA不足規定值Cl，則進至步驟S502，判斷第I通電系統的異常確定標志FA是否為開啟、或在第I通電系統的第I繞組組2A的各繞組中流動的相電流之和的絕對值高于規定電流SLC的狀態是否為持續規定時間TI以上的狀態。
[0093]相電流之和的絕對值高于規定電流SLC的狀態是，偏離包含相電流之和為零的規定范圍的狀態。
[0094]再有，微計算機302中，規定電流SLC及規定時間Tl以能夠區別通電系統是正常還是異常而被設定，規定電流SLC是SLC>0A，例如被設定為10A，規定時間Tl例如被設定為5ms ο
[0095]通電系統為正常時相電流之和為近似零，如果相電流之和的絕對值在零附近，則微計算機302判斷為該通電系統的相電流為正常。另一方面，若相電流值之和從零偏移到規定以上的狀態持續規定時間Tl以上，則微計算機302判斷為該通電系統的相電流為異常狀
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[0096]再有，相電流之和的絕對值為零附近的狀態是，在包含相電流之和的絕對值為零的規定范圍內的狀態，規定范圍是，能夠考慮檢測誤差等而被視為近似零的范圍。
[0097]這里，在第I通電系統的異常確定標志FA為關閉，處于第I通電系統的異常沒有確定的狀態，并且第I繞組組2Α的相電流之和的絕對值高于規定電流SLC的狀態也不是持續規定時間Tl以上的狀態的情況下，S卩，第I通電系統的相電流為正常的情況下，微計算機302進至步驟S503。
[0098]在步驟S503中，微計算機302判別第2通電系統的異常檢測計數器CB是否為規定值Cl以上。
[0099]再有，微計算機302中，規定值Cl例如被設定為5。
[0100]若第2通電系統的異常檢測計數器CB不足規定值Cl，則微計算機302進至步驟S504，判斷第2通電系統的異常確定標志FB是否為開啟、或第2通電系統的第2繞組組2B的各繞組中流動的相電流檢測值之和的絕對值高于規定電流SLC的狀態是否為持續規定時間Tl以上的狀態。
[0101]這里，在第2通電系統的異常確定標志FB為關閉，處于第2通電系統的異常沒有確定的狀態，并且第2繞組組2B的相電流之和的絕對值高于規定電流SLC的狀態也不是持續規定時間Tl以上的狀態的情況下，S卩，在第2通電系統的相電流為正常，并且第I通電系統的相電流也為正常的情況下，微計算機302使本例程直接結束，通常使第I通電系統及第2通電系統的逆變器動作。
[0102]另一方面，若第I繞組組2A的相電流之和的絕對值高于規定電流SLC，并且這樣的相電流的異常狀態持續規定時間Tl以上，則微計算機302從步驟S502進至步驟S505。
[0103]在步驟S505中，微計算機302判別第2通電系統的異常確定標志FB是否為關閉、或第2通電系統的異常檢測計數器CB是否為規定值Cl以上。
[0104]然后，在第2通電系統的異常確定標志FB為關閉的情況、以及第2通電系統的異常檢測計數器CB為規定值Cl以上的情況下，微計算機302進至步驟S506，將第I通電系統的異常確定標志FA設定為表示第I通電系統的異常被確定了的開啟狀態。
[0105]這里，在先在第I通電系統中檢測出相電流之和的異常的情況下，在步驟S505中第2通電系統的異常確定標志FB為關閉的條件成立，微計算機302進至步驟S506。
[0106]再有，假設異常確定標志FA、FB在初始狀態中為關閉，在被切換為開啟后，直至進行在維修車間等中的復位操作為止都保持開啟狀態。
[0107]在步驟S506中將第I通電系統的異常確定標志FA切換為導通后，微計算機302進至步驟S507，因輸出第I通電系統的逆變器IA的截止指令，將構成第I通電系統的第I逆變器IA的開關元件操作為全部截止，使第I逆變器IA的動作停止。
[0108]此時，微計算機302將電源繼電器304A保持為導通狀態。在將電源繼電器304A進行了截止操作后，若電容器306A的電荷被放電，并且電源電壓VB上升，則即使第I逆變器IA為截止，起因于存在MOSFET的寄生二極管，從持續開關動作的第2逆變器IB向第I逆變器IA流動電流，有第2通電系統中的相電流之和不為O的顧慮。
[0109]因此，微計算機302使電源繼電器304A仍然保持為導通狀態。但是，在電源繼電器304A的截止操作后被判斷為沒有電容器306A的放電和電源電壓VB的上升的情況中，微計算機302也可將電源繼電器304A截止。
[0110]微計算機302在步驟S507中輸出了第I通電系統的截止指令后，進至步驟S508，使第I通電系統的異常檢測計數器CA從上次值增大規定值Δ Co
[0111]再有，微計算機302中，規定值△C例如被設定為I。
[0112]微計算機302如上述那樣實施了第I通電系統的異常檢測計數器CA的增加計數處理后，在下一個中斷定時進至了步驟S501時，若判別為第I通電系統的異常檢測計數器CA不足規定值Cl，則進至步驟S502，判定為第I通電系統的異常確定標志FA為開啟，進至步驟S505o
[0113]然后，若在步驟S505中判斷為第2通電系統的異常確定標志FB為關閉，則進至步驟S506-步驟S508，再次執行第I通電系統的異常檢測計數器CA的增加計數。
[0114]S卩，在將第I通電系統的異常確定標志FA切換為開啟而使逆變器IA的動作停止后，在第I通電系統的異常檢測計數器CA增加計數到規定值Cl為止的延遲期間中，微計算機302不進至步驟S503以后，而如后述那樣，沒有確定第2通電系統的異常。
[0115]異常檢測計數器CA對本例程每次被中斷執行就被增加計數，本例程每一定時間被中斷執行，所以第I通電系統的異常檢測計數器CA增加到規定值Cl的期間是由規定值Cl和中斷執行周期確定的規定時間。
[0116]在第I通電系統的異常確定標志FA切換到開啟后，若第I通電系統的異常檢測計數器CA增加計數到規定值Cl，則微計算機302在步驟S501中判斷為第I通電系統的異常檢測計數器CA為規定值Cl以上，繞過步驟S502而進至步驟S503。
[0117]S卩，在第I通電系統的異常檢測計數器CA增加計數到規定值Cl為止的期間中，即使第2通電系統的相電流之和的絕對值高于規定電流SLC的狀態為持續了規定時間TI以上的狀態，基于這樣的異常狀態的檢測，第2通電系統的異常仍不確定，第2通電系統的逆變器IB的動作不停止地持續。
[0118]換句話說，在確定第I通電系統的異常之后直至異常檢測計數器CA增加計數到規定值Cl為止的期間，第2通電系統中的相電流的異常檢測被無效，與無異常的情況同樣，第2通電系統的逆變器IB被驅動控制。
[0119]在確定第I通電系統的異常之后經過規定期間后進至了步驟S503的情況下，不進行第2通電系統的異常檢測計數器CB的增加計數，所以微計算機302判斷為第2通電系統的異常檢測計數器CB不足規定值Cl，進至步驟S504。
[0120]這里，如果在第2通電系統的相電流中也發生異常，第2繞組組2B的相電流之和的絕對值高于規定電流SLC的狀態持續規定時間Tl以上，則微計算機302從步驟S504進至步驟S509o
[0121]微計算機302在步驟S509中，將第2通電系統的異常確定標志FB設定為開啟，在接著的步驟S510中，通過輸出第2通電系統的截止指令，將構成第2通電系統的第2逆變器IB的全部開關元件進行截止操作，使第2逆變器IB的動作停止。
[0122]進而，微計算機302進至步驟S511，使第2通電系統的異常檢測計數器CB從上次值增大規定值A Cl。
[0123]另一方面，在確定了第I通電系統的異常后的異常檢測計數器CA達到了規定值Cl的時刻，如果在第2通電系統的相電流中沒有異常，則微計算機302繞過步驟S509-步驟S511，使本例程結束。
[0124]在該情況下，第I通電系統的逆變器IA的動作因第I繞組組2A的相電流的異常而被停止，但第2繞組組2B的相電流為正常，所以通過第2通電系統的第2逆變器IB的動作使電機驅動持續。
[0125]于是，即使在第2通電系統的相電流中有異常，直至確定了第I通電系統的異常后的異常檢測計數器CA達到規定值Cl為止的規定期間，微計算機302都不進至步驟S509以后。由此，第2通電系統的第2逆變器IB的動作被持續，但如果即使在異常檢測計數器CA達到了規定值Cl的時刻，第2通電系統的相電流的異常狀態持續，則使第2通電系統的第2逆變器IB的動作停止。
[0126]在上述的說明中，將在第I通電系統的相電流中發生了異常的情況作為例子，說明了處理的流程，但在第2通電系統的相電流中發生了異常的情況下，微計算機302也實施同樣的處理。
[0127]S卩，在第I通電系統的相電流為正常的狀態中，若在第2通電系統的相電流中產生異常，第2繞組組2B的相電流之和從零偏移到規定以上的狀態持續規定時間以上，則微計算機302從步驟S504進至步驟S509-步驟S511，將第2通電系統的異常確定標志FB設定為開啟，開始異常檢測計數器CB的增加計數。
[0128]然后，微計算機302在將第2通電系統的異常確定標志FB設定為開啟后即使檢測第I通電系統的相電流的異常，直至在步驟S505中檢測到異常檢測計數器CB為規定值Cl以上為止，換句話說，從使第2通電系統的逆變器IB的動作停止起經過規定期間為止，不使第I通電系統的異常被確定，而使第I通電系統的逆變器IA的動作持續。
[0129]在從使第2通電系統的逆變器IB的動作停止起經過了規定期間時，如果第I通電系統的相電流為異常，則微計算機302從步驟S505進至步驟S506，接續第2通電系統的異常確定來確定第I通電系統的異常。
[0130]這里，在大致同時地發生了第I通電系統的相電流的異常和第2通電系統的相電流的異常的情況下，在進行圖4的流程圖的處理的情況下，微計算機302為了在第2通電系統的相電流的異常判定之前實施第I通電系統的相電流的異常判定，首先，確定第I通電系統的異常，之后在經過規定期間之后確定第2通電系統的異常。
[0131]S卩，在圖4的流程圖所例示的處理中，是作為使第I通電系統的異常判定設為優先的結構，但相反地，也可以設為使第2通電系統的異常判定為優先的結構。
[0132]再有，在各通電系統中無異常的情況下，目標輔助轉矩運算單元6將基于轉向轉矩和車速等的轉向條件所要求的總目標輔助轉矩，例如等分地分配給第I通電系統和第2通電系統。
[0133]另一方面，在對逆變器IA和逆變器IB的其中一方確定異常，使一方的動作停止，將另一方的動作持續的情況下，目標輔助轉矩運算單元6可以將確定了異常的通電系統的目標輔助轉矩設定為零，另一方面，將另一方的通電系統的目標輔助轉矩設為總目標輔助轉矩，以使由另一方的逆變器的動作發生基于轉向轉矩和車速等的轉向條件所要求的總目標輔助轉矩。
[0134]此外，也可以將處于正常的另一方的通電系統的目標輔助轉矩設定為小于總目標輔助轉矩、高于總目標輔助轉矩的一半的任意的值。
[0135]接著，例示故障模式而具體地說明圖4的流程圖所示的微計算機302的處理的作用、效果。
[0136]作為故障模式的一例，圖5例示發生了通電系統間的短路的情況，具體地說，表示第I繞組組2A的W相的驅動線路和第2繞組組2B的U相的驅動線路出現了短路的例子。
[0137]這樣，在發生了通電系統間的短路故障的情況下，例如，若兩通電系統的逆變器被控制為電流從U相流動到V相的狀態，則在第I通電系統中，U相中流入的電流通過W相流出到短路路徑中，在該短路路徑中流出的電流成為在電流傳感器30IUA、30IVA、30IWA中未被檢測的電流。
[0138]因此，若將向電機流入電流的方向，換句話說，將朝向中性點的方向用正表示，將從電機流出電流的方向，換句話說，將從中性點離開的方向用負表示，則因在負方向的電流即在短路路徑中流出的電流不被檢測，所以如圖6所示，在電流傳感器301UA、301VA、301WA中所檢測的電流之和從無故障時的零偏移到正側。
[0139]另一方面，在第2通電系統中，因來自第I通電系統的泄漏電流流入到U相，所以發生在電流傳感器30IUA、301VA、301WA中未被檢測的正方向的電流，作為負的電流，因來自第I通電系統的泄漏電流也包含在內地檢測，所以如圖6所示，第2通電系統中的相電流之和從無故障時的零偏移到負側。
[0140]在這樣的故障模式中，若微計算機302實施圖4的流程圖所示的處理，首先，因第I通電系統的相電流之和的異常被檢測，所以第I通電系統的第I逆變器IA的開關元件被全部截止。
[0141 ]在第I通電系統和第2通電系統之間發生了短路的情況下，在第I通電系統的相電流之和為異常時，第2通電系統的相電流之和也變得異常，但如前述，在確定第I通電系統的異常而使第I逆變器IA的動作停止之后規定期間，不進行基于第2通電系統的異常診斷的第2逆變器IB的動作停止處理。
[0142]然后，若確定第I通電系統的相電流之和的異常，將第I通電系統的第I逆變器IA的開關元件全部地截止，則沒有從通過了短路路徑的第I通電系統向第2通電系統的電流的流入，所以第2通電系統的相電流之和返回到正常的零附近。
[0143]這里，在確定第I通電系統的異常并使第I逆變器IA的動作停止后經過規定期間之后，進行基于第2通電系統的異常診斷的第2逆變器IB的動作停止處理，所以在系統間的短路故障的情況下，沒有短路的影響之后而最終地判斷第2通電系統的相電流之和是否為正常。
[0144]因此，即使因短路故障而在雙方的通電系統中相電流之和表示異常，但使兩通電系統的逆變器動作會停止的情況被抑制，能夠通過一方的通電系統的逆變器的動作持續而使電機驅動持續。
[0145]由此，在電動動力轉向裝置100中，即使發生通電系統間的短路故障，也能夠持續地發生轉向助力。
[0146]再有，從確定第I通電系統的異常起至實施第2通電系統的異常診斷為止的期間，適合成為在第I通電系統的逆變器IA的開關元件穩定為截止狀態，在發生系統間的短路故障時，為了第2通電系統的相電流之和返回到正常值即零附近所需要的足夠時間。
[0147]換句話說，在發生兩通電系統間的短路故障時，即使將第I通電系統的第I逆變器IA的開關元件設為截止狀態，若直至實施第2通電系統的診斷為止的延遲時間短，則因在第2通電系統的相電流之和返回到正常值前會進行診斷，盡管可持續一方的通電系統的電機驅動，有被診斷為雙方的通電系統為異常而兩通電系統的逆變器動作被停止的情況。
[0148]因此，在發生通電系統間的短路故障時，設定有規定值Cl，以便因使一方的通電系統的逆變器的動作停止而有足夠的時間用于另一方的通電系統的相電流之和返回到正常值。
[0149]此外，圖7例示在第I通電系統和第2通電系統的其中一方中發生了異常，而另一方為正常的故障模式。具體地說，例示了第I通電系統的W相的驅動線路和接地點出現短路，在第2通電系統中未發生短路等的故障的情況。
[0150]在這樣的故障模式中，如圖7所示，因通過了第I通電系統的W相的電流在電流傳感器301WA中流動前流出到接地點，所以如圖8所示，相電流之和從零偏移到正側，但第2通電系統的相電流之和為正常值即維持在零附近。
[0151]然后，在上述故障模式的情況下，因第I通電系統的相電流之和從零偏移到正側，所以第I通電系統的異常被確定。但是，即使在第I通電系統的相電流之和中產生異常，這樣的異常對第2通電系統的相電流也不產生影響。因此，在從第I通電系統的異常被確定至經過了規定期間的時刻，第2通電系統的相電流為正常，第2通電系統的逆變器IB的動作持續。
[0152]S卩，在圖4的流程圖所示的處理中，在2個通電系統的一方中發生異常，另一方的通電系統為正常的情況下，使發生了異常的通電系統的逆變器動作停止，但能夠使正常的通電系統的逆變器的動作持續而使電機驅動持續，能夠持續地發生轉向助力。
[0153]此外，圖9例示在第I通電系統和第2通電系統的雙方中發生了異常的故障模式。具體地說，例示了第I通電系統的W相的驅動線路和接地點出現短路，相同地，第2通電系統的W相的驅動線路和接地點出現短路的情況。
[0154]在這樣的故障模式中，如圖9所示，因通過了第I通電系統的W相的電流在電流傳感器301WA中流動前流出到接地點，所以如圖10所示，第I通電系統的相電流之和從零偏移到正側，相同地，因通過了第2通電系統的W相的電流在電流傳感器301WB中流動前流出到接地點，所以圖10所示，第2通電系統的相電流之和從零偏移到正側。
[0155]然后，因上述故障模式的情況，第I通電系統的相電流之和從零偏移到正側，首先，第I通電系統的異常被確定。通過這樣的第I通電系統的異常確定，第I通電系統的逆變器動作被停止，但由此第2通電系統的相電流之和沒有返回到正常，從第I通電系統的異常確定后至經過規定期間后對第2通電系統也被確定異常，兩通電系統的逆變器動作被停止。
[0156]由此，使發生了異常的兩通電系統的逆變器的動作停止，能夠抑制在兩通電系統的異常狀態中持續電機驅動。
[0157]在兩通電系統各自中發生了個別的故障的情況，與兩通電系統間出現了短路的情況同樣，相電流之和在兩通電系統中偏離正常值。但是，在先確定一方的通電系統的異常，并在使一方的通電系統的逆變器動作停止后，對另一方的通電系統基于該相電流之和確定有無異常，所以如果另一方的通電系統的相電流之和在一方的通電系統的逆變器動作停止后也為異常，則在兩通電系統中發生個別的異常，能夠區別通電系統間的短路故障和各通電系統的個別故障。
[0158]S卩，即使是兩通電系統各自中的相電流之和都表示異常值的情況，通電系統間的短路故障的情況也使其中一方的通電系統的逆變器動作持續而持續電機驅動，另一方面，在各通電系統各自發生個別的故障的情況下，通過使兩通電系統的逆變器動作都停止，能夠抑制電機被錯誤控制。
[0159]在前述的圖6、圖8、圖10中，表示第I通電系統中的3相各自的電流檢測值之和與第2通電系統中的3相各自的電流檢測值之和的合計值。
[0160]如圖6所示，在兩通電系統間發生短路，一方的通電系統中的相電流之和偏移到正偵U，另一方的通電系統中的相電流之和偏移到負側的情況下，使兩通電系統的逆變器動作的狀態中的合計值，因一方的通電系統的和向正側的偏移與另一方的通電系統的和向負側的偏移被抵消而為零附近。
[0161]此外，若使一方的通電系統的逆變器動作停止，則一方的相電流之和為零，進而，因沒有通向另一方的通電系統的短路路徑的電流的流入，另一方的相電流之和返回零，合計值通過異常確定的前后而維持零附近。
[0162]即，在兩通電系統間發生短路的情況下，盡管兩通電系統各自中的相電流之和表示偏離了零的異常值，但在一方的通電系統的逆變器動作的停止前后合計值維持近似零。換句話說，在兩通電系統中相電流之和表示異常值時，在相電流之和的合計值為近似零，使一方的通電系統的逆變器動作停止后也維持近似零的情況下，能夠診斷兩通電系統發生短路故障。
[0163]另一方面，如圖8所示，在一方的通電系統中發生異常，另一方的通電系統為正常的情況下，在將發生了異常的通電系統的逆變器動作停止前的狀態中，合計值偏離零，通過將發生了異常的通電系統的逆變器動作停止，合計值返回零。
[0164]因此，在使一方的通電系統的逆變器動作基于相電流之和的異常而被停止后，在經過了異常檢測計數器增加計數至規定值Cl的規定期間時，在另一方的通電系統的相電流之和表示正常值的情況中，能夠判定為使所述一方的通電系統的逆變器動作停止前的合計值為零附近的情況是兩通電系統間的短路，能夠判定為使所述一方的通電系統的逆變器動作停止前的合計值不為零的情況是所述一方的通電系統的個別故障。
[0165]此外，若將圖6的兩通電系統間的短路故障的情況和圖10的兩通電系統各自的個別故障的情況進行比較，則在使一方的通電系統的逆變器動作基于相電流之和的異常而被停止前，在雙方的故障模式中兩通電系統的相電流之和分別表示異常值。
[0166]但是，在兩通電系統間的短路故障模式中，對表示異常值的相電流之和的合計值在零附近來說，在兩通電系統的個別故障模式中，有表示異常值的相電流之和的合計值不在零附近的情況，在表示異常值的相電流之和的合計值為零附近時能夠判定兩通電系統間的短路故障。
[0167]進而，在使一方的通電系統的逆變器動作基于相電流之和的異常而被停止前，在兩通電系統的相電流之和都表示異常值的情況下，若即使經過一方的動作停止后異常檢測計數器增加計數至規定值Cl的規定期間，另一方的通電系統的相電流之和仍持續地表示異常值，則能夠判定為兩通電系統都為個別故障狀態。
[0168]以上，參照優選實施方式具體地說明了本發明的內容，但基于本發明的基本的技術思想及指教，只要是本領域技術人員，則顯然可采用各種各樣的變形方式。
[0169]本發明的電機控制裝置，除了三相繞組U、V、W被星形連接的電動機130之外，也可以適用于通過三角形連接或被稱為三角連接的連接結構來連接三相繞組U、V、W的電動機。
[0170]圖11例示三相繞組U、V、W被三角形連接的電動機中的電流傳感器301的配置。在圖11所示的例子中，在逆變器IA、IB的輸出點和被三角形連接的三相繞組U、V、W的連接點之間配置電流傳感器301U、301V、301W。
[0171]此外，在包括3個以上由三相繞組U、V、W組成的繞組組、包括3個以上驅動各個繞組組的逆變器的裝置中，也能夠適用本發明的電機控制裝置。
[0172]此外，適用本發明的驅動控制裝置的電機不限定于在車輛用的電動動力轉向裝置中發生轉向助力的電動機，能夠適用于作為發動機的可變氣門機構的促動器的電機、用于栗驅動的電機等的各種各樣的電機。
[0173]此外，在多個通電系統的任意一個中發生了故障時，能夠使車燈、蜂鳴器等的報警裝置動作而將使用電機的電動動力轉向裝置等的異常通知車輛的駕駛員。
[0174]標號說明
[0175]1A...第I逆變器、1B...第2逆變器、2A...第I繞組組、2B...第2繞組組、4...輸出電壓運算單元、5...電機旋轉運算單元、6...目標輔助轉矩運算單元、7A...第I輸出占空比運算單元、7B...第2輸出占空比運算單元、8A...第I二相三相變換單元、SB...第2二相三相變換單元、9A...第I靜寂時間補償單元、9B...第2靜寂時間補償單元、11...三相二相變換單元、12...逆變器輸出導通/截止判定單元、13A...第I通電系統導通/截止單元、13B...第2通電系統導通/截止單元、130電機、150...電子控制單元、301UA、301VA、301WA、301UB、301VB,30IffB...電流傳感器、302...微計算機、304A，304B...電源繼電器、307...電壓監視器電路、UHA，VHA，WHA，UHB，VHB，WHB...高電位側開關元件、ULA，VLA，WLA，ULB，VLB，WLB...低電位側開關元件。
【主權項】
1.一種電機控制裝置，是包括了多個包含由對應于多個相的繞組構成的繞組組和對所述繞組組的各相輸出電流的逆變器的通電系統的電機控制裝置，它包括: 第I控制單元，對所述多個通電系統的各個通電系統檢測有無異常，并將檢測到異常的發生的通電系統的逆變器的動作停止;以及 第2控制單元，檢測從由所述第I控制單元停止所述多個通電系統之中的一個通電系統的逆變器的動作之后是否在規定期間內，并在所述規定期間內使被檢測出異常的發生的其它的通電系統的逆變器的動作持續。2.如權利要求1所述的電機控制裝置， 所述第I控制單元讀入在所述繞組組的各個繞組中流動的電流的檢測值，對包含電流的檢測值之和脫離規定范圍的繞組組的通電系統，檢測異常的發生。3.如權利要求1所述的電機控制裝置， 所述第2控制單元將在所述規定期間內所述第I控制單元中的有關其它的通電系統的異常發生的檢測設為無效。4.如權利要求3所述的電機控制裝置， 所述第I控制單元在經過所述規定期間之后對被檢測出異常的通電系統停止逆變器的動作。5.如權利要求3所述的電機控制裝置，還包括: 第3控制單元，在讀入在所述繞組組的各個繞組中流動的電流的檢測值的同時，輸入所述第I控制單元的逆變器的動作停止指令， 在多個通電系統中發生各相的電流之和脫離規定范圍的異常，通過對發生了異常的多個通電系統之中的一個停止逆變器的動作而其它的通電系統中的各相的電流之和返回到正常時，檢測發生了異常的多個通電系統間的短路的發生。6.如權利要求3所述的電機控制裝置，還包括: 第4控制單元，讀入在所述繞組組的各個繞組中流動的電流的檢測值， 在多個通電系統中發生各相的電流之和脫離規定范圍的異常，相加了發生了異常的多個通電系統的各自中的各相的電流之和所得的值在規定范圍內時，檢測發生了異常的多個通電系統間的短路的發生。7.如權利要求3所述的電機控制裝置，還包括: 第5控制單元，在讀入所述繞組組的各個繞組中流動的電流的檢測值的同時，輸入所述第I控制單元的逆變器的動作停止指令， 在多個通電系統中發生各相的電流之和脫離規定范圍的異常，即使對發生了異常的多個通電系統之中的一個停止逆變器的動作，其它的通電系統中的各相的電流之和也不返回到正常時，檢測在多個通電系統中發生了個別的異常。8.如權利要求1所述的電機控制裝置， 所述第2控制單元中的所述規定期間是基于從進行使所述逆變器的動作停止的處理起至各相的電流穩定為止的時間的期間。9.如權利要求1所述的電機控制裝置， 所述第I控制單元讀入在所述繞組組的各個繞組中流動的電流的檢測值，基于讀入的電流的檢測值，檢測有無異常。10.如權利要求9所述的電機控制裝置，還包括: 電流檢測器，在所述逆變器的輸出單元的各自中檢測各相的電流。11.如權利要求1所述的電機控制裝置， 所述第I控制單元使檢測出異常的發生的通電系統的逆變器的動作停止，將在被停止了動作的逆變器和電源之間配置的電源繼電器保持為導通。12.如權利要求1所述的電機控制裝置， 作為所述多個通電系統，包括第I通電系統和第2通電系統的2個通電系統， 所述第I控制單元在所述第I通電系統為正常時對所述第2通電系統進行有無異常的檢測，同時在使所述第I通電系統的逆變器的動作停止之后經過所述規定期間時對所述第2通電系統進行有無異常的檢測。13.如權利要求1所述的電機控制裝置， 所述第I控制單元對每個通電系統讀入在所述繞組組的各個繞組中流動的電流的檢測值，對各相的電流之和的絕對值大于規定值的狀態持續了規定時間的通電系統檢測異常的發生，其中，規定值>0。14.如權利要求1所述的電機控制裝置， 作為所述多個通電系統，包括第I通電系統和第2通電系統的2個通電系統， 還包括:第6控制單元，在輸入所述第I控制單元的逆變器的動作停止指令及所述第2控制單元的逆變器的動作持續指令，所述第I通電系統和所述第2通電系統的任意一方的逆變器的動作被停止，另一方的逆變器的動作被持續時，使包含所述另一方的逆變器的通電系統中的目標電機轉矩比停止所述一方的逆變器的動作之前增大。15.—種電機的控制方法，是包括了多個包含由對應于多個相的繞組構成的繞組組和對所述繞組組的各相輸出電流的逆變器的通電系統的電機的控制方法，它包括: 對所述多個通電系統的各個通電系統檢測有無異常的步驟； 停止被檢測出異常的發生的通電系統的逆變器的動作的步驟；以及 在所述逆變器的動作被停止之后為規定期間內時使被檢測出異常的發生的其它的通電系統的逆變器的動作持續的步驟。
【文檔編號】H02P27/06GK106063121SQ201580011301
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年1月21日 公開號201580011301.7, CN 106063121 A, CN 106063121A, CN 201580011301, CN-A-106063121, CN106063121 A, CN106063121A, CN201580011301, CN201580011301.7, PCT/2015/51553, PCT/JP/15/051553, PCT/JP/15/51553, PCT/JP/2015/051553, PCT/JP/2015/51553, PCT/JP15/051553, PCT/JP15/51553, PCT/JP15051553, PCT/JP1551553, PCT/JP2015/051553, PCT/JP2015/51553, PCT/JP2015051553, PCT/JP201551553
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【申請人】日立汽車系統株式會社