多相交流电机驱动装置的制作方法

专利名称：多相交流电机驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过逆变器电路驱动多相交流电机的多相交流电机驱动装 置，特别涉及基于各相的电流值的检测结果来判定故障的有无的多相交流电 机驱动装置。
背景技术：
在车辆的电动动力转向(power steering)装置中，为了将与方向盘的才喿 纵转矩对应的操纵辅助力提供给转向机构，设置3相无刷电机等交流电机。 电机驱动单元包括用于生成具有与指令值对应的占空比的PWM( Pulse Width Modulation)信号的PWM电路，以及根据从该PWM电路输出的PWM信号 的占空比而导通/截止(ON/OFF)的上下一对的开关元件被设置在各个相中 的逆变器电路。逆变器电路基于开关元件的导通/截止动作，输出与上述占空 比对应的各相电压，并通过该电压来驱动电机。电^L的各相电流通过与开关 元件串联连接的电流4全测电阻来检测，该检测值成为实际流过电机的电流值。
后面揭示的专利文献1~3中记载了使用了逆变器电路的多相交流电机驱 动装置。在专利文献l的装置中，基于电源和电机之间的施加电压以及电阻 值来运算流过逆变器电路的估计电流值，通过比较由实电流检测部件检测出 的实际电流值和估计电流值，从而检测各相中流过的电流值的异常。在专利 文献2的装置中，利用3相交流电机的各相的电流值的和为零，在检测出的 各相电流值的和不是零的情况下判定为异常。在专利文献3的装置中，在逆 变器电路的上下的开关元件都成为截止状态的死区(dead time)期间，检测 通过与开关元件并联连接的回流二极管而流过的相电流，从而延长采样时间， 进行高精度的电机控制。日本特开2005-143153号公报日本特开平6_253585号公报日本特开2007_189825号公报
在使用了上述那样的逆变器电路的电机驱动装置中，由于已知电机的各
相电流的和为零，因此可以通过像专利文献2那样检测各相电流来判定它们 的和是否为零，从而判定电机驱动装置或者电机的故障的有无。
但是，另一方面，逆变器电路的全部开关元件为截止状态，即电机驱动 装置没有驱动电机时，若通过外力来旋转电机，则电机会产生感应电压，这 将导致逆变器电路中流过电流。结果，电流检测电阻检测出的各相电流值的 和不为零，有时会误判定为发生了故障。利用图9具体说明这一情况。
图9是在上述专利文献3的图1中所示的电机驱动装置。电机驱动装置 包括控制单元l、 PWM电路2、逆变器电路3、采样保持电路5u 5w、直流 放大电路6u 6w。逆变器电路3具有在各相对应设置的上下一对的臂，各个 臂由开关元件Q1 Q6 、与这些开关元件并联连接的回流二极管D1 D6构成。 在各个开关元件Q1 Q6的各个栅极上，从PWM电路2分别被提供PWM信 号，在PWM信号的导通区间，开关元件Q1 Q6成为导通状态，在PWM信 号的截止区间，开关元件Q1 Q6成为截止状态。通过这样的开关元件Q1 Q6 的导通/截止动作，从各相的上下臂的连接点a、 c、 e获得用于电机驱动的U 相电压、V相电压、W相电压，并提供给3相交流电机4。
Ru、 Rv、 Rw是用于检测电机4的相电流的电流4佥测电阻，在各电阻 Ru Rw的两端产生的电压(b、 d、 f点的电位)被输入到各个采样保持电路 5u 5w。采样保持电路5u 5w包括开关Su Sw、电容器Cu Cw、差动放大器 Au Aw 。 ^皮采才羊4呆持的电压由直流;改大电路6u 6w》文大，作为相电流Iu Iw 而被输出。控制单元1中被输入转矩值、车速值、相电流检测值，输出指令 电压和采样信号。指令电压Vu Vw被提供给PWM电路2,采样信号SPu SPw 被提供给采样保持电路5u 5w。
在图9的电路中，在没有通过逆变器电路3驱动电机4的情况下，开关 元件Q1 Q6处于截止状态。该状态下，若对电机4施加外力，则电机4通过 该外力而运转，电片几4的线圈4u 4w中产生感应电压。并且，由于该感应电 压，导致图中虚线所示的电流沿着箭头的方向流过逆变器电路3。结果，电 流检测电阻Rv、 Rw中流过本不应流过的电流，经由采样保持电路5v、 5w 和直流放大电路6v、 6w，检测出电机4的V相电流Iv和W相电流Iw。因 此，各相电流值的和Iu+Iv+Iw不成为零，控制单元1判定发生了故障。然而， 电流的和不为零是因为对电机4施加了外力而产生了感应电压的缘故，而不 是在电机4或驱动电路中存在异常，因此上述判定是误判定。
另外，作为开关元件Q1 Q6都成为截止状态的情况，可列举逆变器电路 3开始启动的情况、逆变器电路3的驱动中将PWM信号都设为低电平的情况 等。前者是例如接通了车辆的点火(ignition)开关而进行初始诊断动作的期 间，所有开关元件Q1 Q6都截止状态的情况。后者是在逆变器电路3的动作 中开关元件Q1 Q6的施加电压超过了规定值时，为了防止元件损坏而将 PWM信号都设为低电平的结果，所有开关元件Q1 Q6都成为截止状态的情 况。
此外，例如在逆变器电路3的动作中，对电机4实施再生制动时，为了 以最大的力来施加制动，使上侧开关元件Q1、 Q3、 Q5全部导通，使下侧开 关元件Q2、 Q4、 Q6全部截止，但即使是这样只有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6全部截止的情况下，在对电才几4施加外力时，仍然会因产生的感应电压而 导致电流检测电阻中流过电流，所以会产生上述的误判定的问题。
这样，在以往的装置中，有时在逆变器电路的至少下侧开关元件全部截 止的状态，即无法正常^r测出电机的相电流的状态下，电机中产生感应电压 时，不是故障却会判定为故障。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种不会误判定故障的有无的多相交流电 机驱动装置。
作为本发明的前提的多相交流电机驱动装置包括驱动电机的逆变器电 路；检测电机的相电流的电流检测部件；控制逆变器电路的开关元件的控制 部件；以及进行故障有无的判定的第1判定部件。逆变器电路构成为具有用 于多相交流电机驱动的开关元件和与该元件并联连接的回流二极管的臂在电 机的各个相中被设置上下一对，并从各相的上下臂的连接点获得用于电机驱 动的电压。电流检测部件分别被设置在逆变器电路的各相的下臂上，检测电 机的相电流。控制部件控制逆变器电路的各个开关元件的导通/截止动作。第 1判定部件基于电流检测部件检测出的电流值，进行故障有无的判定。
在本发明，上述那样的多相交流电机驱动装置中设置了第2判定部件， 其判定是否存在多相交流电机中产生的感应电压导致电流检测部件中流过电 流的可能性。而且，在第2判定部件判定为存在流过电流的可能性时，并且 在各相的下臂开关元件全部截止时，第1判定部件不进行故障有无的判定。
另一方面，在第2判定部件判定为不存在流过电流的可能性时，并且在各相
的下臂开关元件全部截止时，第1判定部件进行故障有无的判定。
这样，即使在各相的下臂开关元件全部截止的状态下，通过外力在电机 中产生了感应电压乂人而逆变器电3各中流过电流，并且该电流被电流;险测部件 所检测，也不会进行基于检测出的电流值的故障诊断，因此不用担心误判定 为发生了故障，能够提高装置的可靠性。
通过第2判定部件判定流过电流的可能性时，可考虑几个方法。例如， 可以在逆变器电路和多相交流电机之间所连接的开闭开关导通时，判定为存 在电流4企测部件中流过电流的可能性。
此外，也可以在用于检测多相交流电机的转速的转速检测部件检测出规 定值以上的转速时，判定为存在电流^r测部件中流过电流的可能性。或者，也可以在用于检测多相交流电机的端子电压的端子电压检测部件 ;险测出规定值以上的端子电压时，判定为存在电流;险测部件中流过电流的可 能性。
作为基于第1判定部件的故障诊断方法，典型的，可列举基于电流检测 部件^r测出的各相电流值的和是否为零，判定故障的有无的方法。这时，若 各相电流值的和为零，则判定为没有发生故障，若各相电流值的和不为零， 则判定为发生了故障。
本发明在用预先设定的补偿(offset)电流值校正电流检测部件检测出的 各相电流值的多相交流电机驱动装置中也有用。这时，设置用于存储电流检 测部件中流过的各相的补偿电流的电流值的存储部件。而且，在判定为存在 流过电流的可能性时，并且在各相的下臂开关元件全部截止时，存储部件中 不存储补偿电流值，在判定为不存在流过电流的可能性时，并且在各相的下 臂开关元件全部截止时，存储部件中存储补偿电流值。
这样，能够正确地进行检测电流的补偿校正，而不会有电机的感应电压 引起的错误的补偿电流值被存储在存储单元中，因此能够避免故障有无的误 判定。
根据本发明，即使在电机的感应电压导致逆变器电路中流过了电流的情 况下，也不用担心误判定为发生了故障，能够提高装置的可靠性。


图l是表示本发明第1实施方式的多相交流电机驱动装置的电结构的图。
图2是表示了第1实施方式中的故障诊断的步骤的流程图。
图3是表示本发明第2实施方式的多相交流电机驱动装置的电结构的图。
图4是表示了第2实施方式中的故障诊断的步骤的流程图。
图5是表示本发明第3实施方式的多相交流电机驱动装置的电结构的图。
图6是表示了第3实施方式中的故障诊断的步骤的流程图。
图7是表示本发明第4实施方式的多相交流电机驱动装置的电结构的图。
图8是表示了第4实施方式中的补偿处理的步骤的流程图。
图9是表示以往的多相交流电机驱动装置的电结构的图。
标号说明
1控制单元
2PWM电路
3逆变器电路
4电机
5u、 5v、 5w采样保持电路
6u、 6v、 6w直流放大电路
7旋转位置传感器
8电压纟全测电^各
9存储器
Q1 Q6开关元件
D1 D6回流二极管
Ru、 Rv、 Rw电流4企测电阻
K1 K3继电器
具体实施例方式
图l是表示本发明第1实施方式的多相交流电机驱动装置的电结构的图。 在图1中与图9相同的部分附加相同的标号。l是由CPU或存储器构成的控 制单元，2是基于来自控制单元1的指令电压Vu Vw来输出具有规定的占空 比的PWM信号的公知的PWM电路，3是基于来自PWM电路2的PWM信 号来输出用于电机驱动的3相电压(U相电压、V相电压、W相电压)的逆 变器电路。4是通过从逆变器电路3输出的3相电压驱动的3相交流电机(下
面简称为"电机，，)，4u、 4v、 4w是电机4的各相线圈，5u、 5v、 5w是在*见 定区间对用于相电流检测的电压进行采样，并进行采样保持的采样保持电路， 6u、 6v、 6w是对采样保持电路5u、 5v、 5w的输出进行放大的直流放大电路。 Kl、 K2、 K3是连接在逆变器电路3和电机4之间的继电器(relay)。也可以 使用大电流开闭用的开关来代替继电器。由控制单元l、 PWM电路2、逆变 器电路3、采样保持电路5u、 5v、 5w、直流放大电路6u、 6v、 6w、以及继电 器K1、 K2、 K3构成电机驱动装置。
逆变器电路3被连接在电池E的正极和负极(地)之间，将电池E的直 流电压变换为交流电压。该逆变器电路3是公知的电路，具有在U相、V相、 W相上分别对应设置的上下一对的臂，各个臂包括开关元件Q1 Q6、与这些 开关元件分别并联连接的回流二极管D1 D6。开关元件Q1 Q6由MOS型FET (场效应晶体管)构成，但也可以使用IGBT (绝缘栅型双极型晶体管)等元 件来代替。在各个开关元件Q1 Q6的各自的栅极上，从PWM电路2分别提 供6种(U相上、U相下、V相上、V相下、W相上、W相下)PWM信号。 在PWM信号的导通(High:高电平)区间，开关元件Q1 Q6成为导通状态， 在PWM信号的截止(Low: ^f氐电平)区间，开关元件Q1 Q6成为截止状态。
通过这样的开关元件Q1 Q6的导通/截止动作，从逆变器电路3中的各 相的上下臂的连接点a、 c、 e获得用于电机驱动的U相电压、V相电压、W 相电压，并提供给电机4。即，从开关元件Q1、 Q2的连接点a获得U相电 压，经由继电器K1提供给电机4的U相线圈4u。从开关元件Q3、 Q4的连 接点c获得V相电压，经由继电器K2提供给电机4的V相线圈4v。从开关 元件Q5、 Q6的连接点e获得W相电压，经由继电器K3提供给电机4的W 相线圈4w。电机4例如由3相无刷电机构成。
逆变器电路3的各相下臂中设置了用于检测电机4的相电流的电流检测 电阻Ru、 Rv、 Rw。电流检测电阻Ru与开关元件Ql、 Q2串联连接，该电阻 Ru的两端产生的电压(b点电位)被输入到采样保持电路5u。电流检测电阻 Rv与开关元件Q3、 Q4串联连接，该电阻Rv的两端产生的电压(d点电位) 被输入到采样保持电路5v。电流检测电阻Rw与开关元件Q5、 Q6串联连接， 该电阻Rw的两端产生的电压(f点电位)；波输入到采样保持电路5w。
采样保持电路5u、 5v、 5w分别具有开关Su、 Sv、 Sw、电容器Cu、 Cv、 Cw、差动放大器Au、 Av、 Aw。在逆变器电路3的电流检测电阻Ru、 Rv、
Rw中流过电流，电阻的两端产生要检测的电压时，开关Su、 Sv、 Sw通过来 自控制单元1的釆样信号SPu、 SPv、 SPw而导通，要检测的电压通过开关 Su、 Sv、 Sw的导通，以充电到电容器Cu、 Cv、 Cw的方式而被采样。然后， 在电流检测电阻Ru、 Rv、 Rw中不流过电流，需要保持所采样的电压时，开 关Su、 Sv、 Sw截止，电容器Cu、 Cv、 Cw中所充电的电压被保持。这样被 采样保持的电压由直流》丈大电路6u、 6v、 6w》文大，作为相电流Iu、 Iv、 Iw 而输出。这些相电流Iu、 Iv、 Iw表示电机4的各相中流过的实际的电流值， 作为相电流检测值而被提供给控制单元1。
在控制单元1，基于由转矩传感器(省略图示)检测出的转矩值和由车 速传感器(省略图示)检测出的车速值，计算应流过电机4的各相的电流， 即用于获得必要的操纵辅助力的电机电流的目标值，比较该目标值和相电流 Iu、 Iv、 Iw(检测值)，从而求出它们的偏差。并且，基于所得到的偏差，运 算提供给PWM电路2的各相的指令电压Vu、 Vv、 Vw。该指令电压是用于 进行反馈控制以在电机4的各相线圈4u、 4v、 4w中流过目标值的电流的参 数。PWM电路2基于指令电压来生成具有规定的占空比的前述6种PWM信 号，并将这些信号分别提供给逆变器电路3的开关元件Q1 Q6，以使与指令 电压Vu、 Vv、 Vw对应的U相电压、V相电压、W相电压被提供给电机4。 此外，从控制单元1输出用于控制各个继电器K1、 K2、 K3的导通/截止的继 电器控制信号。
在以上的结构中，电流检测电阻Ru、 Rv、 Rw构成本发明的电流;险测部 件的一实施方式，控制单元1构成本发明的第1判定部件，第2判定部件的 一实施方式，控制单元1以及PWM电路2构成本发明的控制部件的一实施 方式。此外，继电器K1、 K2、 K3构成本发明的开闭开关的一实施方式。
下面，基于图2所示的流程图说明图1的电路中的故障诊断的步骤。
在步骤S1中，基于b点电位通过采样保持电路5u以及直流放大电路6u 检测电流检测电阻Ru中流过的U相电流Iu。在步骤S2，基于d点电位通过 采样保持电^各5v以及直流放大电路6v 4企测电流纟企测电阻Rv中流过的V相 电流Iv。在步骤S3,基于f点电位通过采样保持电路5w以及直流放大电路 6w检测电流检测电阻Rw中流过的W相电流Iw。
接着，在步骤S4，判定逆变器电路3中的所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6是否都处于截止状态。开关元件Q2、 Q4、 Q6的导通/截止状态可以通过
控制单元1自己检查从控制单元1向PWM电路2提供怎样的指令电压来进
行判别。在步骤S4的判定结果，不是所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6都处 于截止状态时(步骤S4为"否")，转移到步骤S6 S8的故障诊断处理而不执 行步骤S5a。
在步骤S6，基于由步骤Sl S3;险测的U相电流Iu、 V相电流Iv、 W相 电流Iw,运算各相电流值的和I=Iu+Iv+Iw。在下一个步骤S7,对由步骤S6 求出的I的绝对值lll和规定值a进行比较。理论上，由于电机的各相电流的 和为零，所以a的值理想的是oC但实际上成为稍微包含了误差分量的值。 在步骤S7的判定结果，若不是ll卜a (步骤S7为"否")，则判断为装置正 常运行，从而结束处理而不执行步骤S8。另一方面，在步骤S7的判定结果， 若是ll卜a,则进至步骤S8，并判定装置中发生了故障。然后，控制单元1 进行使电机驱动装置的动作停止的处理。
此外，在步骤S4的判定结果，当所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6都处 于截止状态时(步骤S4为"是，，)，进至步骤S5a，判定是否所有的继电器 Kl、 K2、 K3都处于截止状态。继电器K1、 K2、 K3导通/截止状态可以通过 控制单元1自己检查从控制单元1输出怎样的继电器信号来进行判别。在步 骤S5a的判定结果，若所有的继电器K1、 K2、 K3都处于截止状态(步骤S5a 为"是，，)，则进行上述的步骤S6 S8的故障诊断处理。
另一方面，在步骤S5a的判定结果，若不是继电器K1、 K2、 K3都处于 截止状态(步骤S5a为"否，，)，则结束处理而不执行步骤S6 S8的故障诊断 处理。这一点是第1实施方式的特征，这样能够避免故障有无的误判定。
即，在下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6都截止的状态下，若继电器K1、 K2、 K3截止，则即使因外力而在电机4中产生了感应电压，也不会存在基于该电 压而在电流检测电阻Ru、 Rv、 Rw中流过电流的可能性，但若继电器Kl、 K2、 K3导通，则在因外力而产生了感应电压时，经由继电器K1、 K2、 K3, 存在基于感应电压的电流流过电流4全测电阻Ru、 Rv、 Rw的可能性。因此， 在后者的情况下进行故障诊断处理时，如图9中说明的那样，各相电流值的 和Mu+Iv+Iw不会成为零，有可能误判定为故障。然而，如上所述，在继电 器Kl、 K2、 K3导通时，若禁止故障诊断处理，则即使电流检测电阻Ru、 Rv、 Rw中流过电流也不会进行基于电流值的故障诊断，因此不用担心误判 定为发生了故障，能够提高装置的可靠性。 图3是表示本发明第2实施方式的多相交流电机驱动装置的电结构的图。 图3中与图1相同的部分附加相同的标号。在该第2实施方式中，设置了用 于检测电机4的旋转位置(旋转角度)的旋转位置传感器7。旋转位置传感 器7由旋转变压器(resolver)或霍尔元件等构成。由旋转位置传感器7检测 出的电机旋转位置的信息被输入到控制单元1,控制单元1基于旋转位置来 计算电机4的转速。控制单元1和旋转位置传感器7构成本发明转速检测部 件的一实施方式。另外，图3中没有设置图1的继电器K1、 K2、 K3，但也 可以添加继电器K1、 K2、 K3。图3的电路除了上述这一点之外，与图l基 本相同，所以省略对于各个部分的详细说明。
下面，基于图4所示的流程图说明图3的电路中的故障诊断的步骤。在 图4中对与图2进行相同处理的步骤附加相同的标号。
对于步骤S1 S4，与图2完全相同。即，在步骤Sl'检测电流检测电阻 Ru中流过的U相电流Iu，在步骤S2检测电流检测电阻Rv中流过的V相电 流Iv,在步骤S3检测电流检测电阻Rw中流过的W相电流Iw。
接着，进至步骤S4，判定逆变器电路3中的所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6是否都处于截止状态。判定结果，不是所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6 都处于截止状态时(步骤S4为"否")，转移到前面叙述的步骤S6 S8的故障 诊断处理。另一方面，当所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6都处于截止状态时 (步骤S4为"是")，进至步骤S5b。
在步骤 S5b,将控制单元1基于旋转位置传感器7检测出的旋转位置计 算的电机4的转速与规定值P进行比较。并且，在电机4的转速小于规定值(3 时(步骤S5b为"是，，)，进行步骤S6 S8的故障诊断处理。
另一方面，步骤S5b的判定结果，在电机4的转速为规定值p以上时(步 骤S5b为"否")，结束处理而不执行步骤S6 S8的故障诊断处理。这一点是 第2实施方式的特征，这样能够避免故障有无的误判定。
即，在下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6都截止的状态下，若电机4的转速小 于规定值，则不会因外力而在电机4中产生感应电压，因而不存在电流检测 电阻Ru、 Rv、 Rw中流过电流的可能性，但电机4的转速成为规定值以上， 则存在电机4中产生感应电压从而在电流斗企测电阻Ru、 Rv、 Rw中流过电流 的可能性。因此，在后者的情况下进行故障诊断处理时，如图9中说明的那 样，各相电流值的和Iu+Iv+Iw不会成为零，有可能误判定为故障。然而，如
上所述，在电机4的转速为规定值以上时，若禁止故障诊断处理，则例如即
使电流检测电阻Ru、 Rv、 Rw中流过电流也不会进行基于电流值的故障诊断，
因此不用担心误判定为发生了故障，能够提高装置的可靠性。
图5是表示本发明第3实施方式的多相交流电机驱动装置的电结构的图。 图5中与图1相同的部分附加相同的标号。在该第3实施方式中，电极4的 各相的端子电压VI、 V2、 V3 ^皮输入到控制单元1。控制单元1通过内置的 电压检测电路8检测电机端子电压V1 V3。另外，电压检测电路8也可以设 置在控制单元1的外部。电压检测电路8构成本发明中的端子电压检测部件 的一实施方式。另外，在图5中，没有设置图1的继电器K1 K3、图3的旋 转位置传感器7，但也可以添加这些。图5的电路除了上述这一点之外与图1 及图3基本相同，所以省略有关各部分的详细说明。
下面，基于图6所示的流程图说明图5的电路中的故障诊断的步骤。在 图6中对与图2进行相同处理的步骤附加相同的标号。
对于步骤S1 S4，与图2完全相同。即，在步骤Sl ;险测电流;险测电阻 Ru中流过的U相电流Iu,在步骤S2 4企测电流;险测电阻Rv中流过的V相电 流Iv,在步骤S3检测电流检测电阻Rw中流过的W相电流Iw。
接着，进至步骤S4，判定逆变器电路3中的所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6是否都处于截止状态。判定结果，不是所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6 都处于截止状态时(步骤S4为"否")，转移到前面叙述的步骤S6 S8的故障 诊断处理。另一方面，当所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6都处于截止状态时 (步骤S4为"是，，),进至步骤S5c。
在步骤S5c,对电压检测电路8检测出的电机4的端子电压VI、 V2、 V3 和规定值y进行比较。并且，若不是所有的端子电压VI、 V2、 V3都超过规定 值y (步骤S5c为"是，，)，则进行步骤S6 S8的故障诊断处理。
另一方面，在步骤S5c的判定结果，若端子电压V1、 V2、 V3的其中一 个(或者全部)为规定值Y以上(步骤S5c为"否")，则结束处理而不执行步 骤S6 S8的故障诊断处理。这一点是第3实施方式的特征，这样能够避免故 障有无的误判定。
即，在下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6都截止的状态下，若电机4的端子电 压V1、 V2、 V3都小于规定值，则不会因外力而在电机4中产生感应电压， 因而不存在电流检测电阻Ru、 Rv、 Rw中流过电流的可能性，但如果在电机
4的端子电压VI、 V2、 V3的其中一个(或者全部)为M^定值以上，则存在 电机4中产生感应电压从而在电流检测电阻Ru、 Rv、 Rw中流过电流的可能 性。因此，在后者的情况下进行故障诊断处理时，如图9中说明的那样，各 相电流值的和Iu+Iv+Iw不会成为零，有可能误判定为故障。然而，如上所述， 在电机4的端子电压为规定值以上时，若禁止故障诊断处理，则例如即使电 流检测电阻Ru、 Rv、 Rw中流过电流也不会进行基于电流值的故障诊断，因 此不用担心误判定为发生了故障，能够提高装置的可靠性。
图7是表示本发明第4实施方式的多相交流电机驱动装置的电结构的图。 图7中与图1相同的部分附加相同的标号。在该第4实施方式中，控制单元 1具备的存储器9中存储了后述的电流补偿值。存储器9构成本发明中的存 储部件的一实施方式，控制单元1构成本发明中的判定部件的一实施方式。 另外，在图7中，没有设置图3的旋转位置传感器7,但也可以添加。图7 的电路除了上述这一点之外与图l基本相同，所以省略有关各部分的详细说 明。
下面，基于图8所示的流程图说明图7的电路中的补偿处理的步骤。在 图8中对与图2进行相同处理的步骤附加相同的标号。
对于步骤S1 S4，与图2完全相同。即，在步骤Sl ;险测电流;险测电阻 Ru中流过的U相电流Iu，在步骤S2检测电流检测电阻Rv中流过的V相电 流Iv,在步骤S3检测电流检测电阻Rw中流过的W相电流Iw。
接着，进至步骤S4，判定逆变器电路3中的所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6是否都处于截止状态。判定结果，不是所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6 都处于截止状态时(步骤S4为"否")，结束而不执行以后的处理。
此外，在步骤S4的判定结果，当所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6都处 于截止状态时(步骤S4为"是")，进至步骤S5a，判定是否所有的继电器 Kl、 K2、 K3都处于截止状态。如前所述，继电器K1、 K2、 K3导通/截止状 态可以通过控制单元1自己检查从控制单元1输出怎样的继电器控制信号来 进行判别。在步骤S5a的判定结果，若所有的继电器K1、 K2、 K3都处于截 止状态(步骤S5a为"是，，)，则在步骤S9 S11进行用于存储补偿(offset) 电流值的补偿处理。
这里，先说明补偿电流。当所有下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6都处于截止 状态时(步骤S4为"是")，若所有的继电器K1、 K2、 K3都处于截止状态
(步骤S5a为"是")，则本来电流检测电阻Ru、 Rv、 Rw中不应流过电流。 但是，实际在模拟电路的特性上，即使是这样的状况下，有时也会在电流检 测电阻Ru、 Rv、 Rw中流过微少的电流。该电流成为补偿电流。补偿电流在 电机4的通常运作时，成为使电流检测电阻Ru、 Rv、 Rw中的检测电流值产 生误差的主要原因。因此，在上述那样不应流过电流的状况下，测定补偿电 流并存储，在电机运作时由电流4企测电阻Ru、 Rv、 Rw4企测出的电流值通过 补偿电流值进行校正，从而能够求出正确的相电流。对于这样的补偿校正， 记载在例如日本特开2005-130578号/>报中。
在步骤S9，将在步骤S1检测出的U相电流Iu的值作为U相补偿电流值 存储到存储器9。在步骤SIO，将在步骤S2检测出的V相电流Iv的值作为V 相补偿电流值存储到存储器9。在步骤Sll,将在步骤S3检测出的W相电流 Iw的值作为W相补偿电流值存储到存储器9。通过步骤S9 S11的处理，之 前存储器9中所存储的各相的补偿电流值被更新。
另一方面，在步骤S5a的判定结果，若不是所有的继电器K1、 K2、 K3 都截止(步骤S5a为"否")，则结束处理而不执行步骤S9 S11的补偿处理。 这一点是第4实施方式的特征，这样能够正确地进行检测电流的补偿校正， 从而避免故障有无的误判定。
即，在下侧开关元件Q2、 Q4、 Q6都截止的状态下，若继电器K1、 K2、 K3截止，则即使因外力而在电机4中产生了感应电压，也不会存在基于该电 压而在电流检测电阻Ru、 Rv、 Rw中流过电流的可能性，但若继电器Kl、 K2、 K3导通，则在因外力而产生了感应电压时，经由继电器K1、 K2、 K3， 存在电流流过电流检测电阻Ru、 Rv、 Rw的可能性。但是，这时流过的电流 是基于电机4的感应电压的电流，不是本来的补偿电流，所以这时进行补偿 电流的存储处理时，将错误的电流值作为补偿电流值存储到存储器9，不能 正确地进行检测电流的补偿校正。结果，有时会在基于检测电流的故障有无 的判定中产生错误。然而，如上所述，在继电器K1、 K2、 K3导通时，若禁 止补偿电流的存储处理，则能够正确地进行补偿校正而不会有错误的补偿电 流值被存储到存储器9，因而能够避免故障有无的误判定。
另外，在图8中，列举了将图2的步骤S6 S8置换为步骤S9 S11的例 子，但也可以将图4或图6的步骤S6 S8置换为步骤S9 S11。此外，在图8 中，省略了故障诊断处理，但故障诊断只要在执行了步骤S9 S11之后，基于
被#卜偿校正的相电流而进行即可。
此外，在以上叙述的实施方式中，作为电机4列举了无刷电机的例子， 但本发明能够适用于所有用于驱动感应电机或同步电机那样的具有多个相的 交流电^L的电4几驱动装置。
进而，在以上叙述的实施方式中，列举了将本发明应用到车辆的电动动 力转向装置的例子，但本发明也可以应用到驱动门扇开闭用电机等的装置中。
权利要求
1、一种多相交流电机驱动装置，包括逆变器电路，构成为具有用于多相交流电机驱动的开关元件和与该元件并联连接的回流二极管的臂在电机的各个相中被设置上下一对，并从各相的上下臂的连接点获得用于电机驱动的电压；电流检测部件，分别被设置在所述逆变器电路的各相的下臂上，检测电机的相电流；控制部件，控制所述逆变器电路的各个开关元件的导通/截止动作；以及第1判定部件，基于所述电流检测部件检测出的电流值，进行故障有无的判定，所述多相交流电机驱动装置的特征在于，包括第2判定部件，判定是否存在所述多相交流电机中产生的感应电压导致所述电流检测部件中流过电流的可能性，在所述第2判定部件判定为存在流过电流的可能性时，并且在各相的下臂开关元件全部截止时，所述第1判定部件不进行故障有无的判定，在所述第2判定部件判定为不存在流过电流的可能性时，并且在各相的下臂开关元件全部截止时，所述第1判定部件进行故障有无的判定。
2、 如权利要求1所述的多相交流电机驱动装置，其特征在于，所述第2判定部件包括开闭开关，其连接在所述逆变器电路和多相交流 电才几之间，在所述开闭开关导通时，所述第2判定部件判定为存在所述电流;险测部 件中流过电流的可能性。
3、 如权利要求1所述的多相交流电机驱动装置，其特征在于，所述第2判定部件包括用于检测所述多相交流电机的转速的转速检测部件，在所述转速检测部件检测出规定值以上的转速时，所述第2判定部件判 定为存在所述电流检测部件中流过电流的可能性。
4、 如权利要求1所述的多相交流电机驱动装置，其特征在于，所述第2判定部件包括用于检测所述多相交流电机的端子电压的端子电 压4企测部件，定部件判定为存在所述电流检测部件中流过电流的可能性。
5、 如权利要求1所述的多相交流电机驱动装置，其特征在于，所述第1判定部件基于所述电流检测部件检测出的各相电流值的和是否 为零，进行故障有无的判定。
6、 一种多相交流电机驱动装置，包括逆变器电路，构成为具有用于多相交流电机驱动的开关元件和与该元件 并联连接的回流二极管的臂在电机的各个相中被设置上下一对，并从各相的 上下臂的连接点获得用于电机驱动的电压；电流检测部件，分别被设置在所述逆变器电路的各相的下臂上，检测电控制部件，控制所述逆变器电路的各个开关元件的导通/截止动作；以及 存储部件，存储所述电流检测部件中流过的各相的补偿电流的电流值， 所述多相交流电机驱动装置的特征在于，包括判定部件，判定是否存在所述多相交流电机中产生的感应电压导致 所述电流检测部件中流过电流的可能性，在所述判定部件判定为存在流过电流的可能性时，并且在各相的下臂开 关元件全部截止时，所述存储部件中不存储补偿电流值，在所述判定部件判定为不存在流过电流的可能性时，并且在各相的下臂 开关元件全部截止时，所述存储部件中存储补偿电流值。
全文摘要
本发明提供一种不会误判定故障的有无的多相交流电机驱动装置。该多相交流电机驱动装置包括逆变器电路(3)；分别被设置在逆变器电路(3)的各相的下臂上，用于检测电机(4)的相电流的电流检测电阻(Ru、Rv、Rw)；控制逆变器电路(3)的开关元件(Q1～Q6)的导通/截止动作的控制单元(1)；以及PWM电路(2)，其中，在逆变器电路(3)和电机(4)之间所连接的继电器(K1～K3)导通，并且各相的下臂开关元件(Q2、Q4、Q6)全部截止时，不进行基于电流检测电阻(Ru、Rv、Rw)检测出的电流值的故障有无的判定。
文档编号H02M7/5387GK101388633SQ20081012828
公开日2009年3月18日 申请日期2008年7月4日 优先权日2007年9月12日
发明者郡司敬太 申请人:欧姆龙株式会社