旋转电机控制设备以及使用其的电力转向设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种旋转电机控制设备以及使用其的电力转向设备。控制单元（70）通过控制第一逆变器单元（20）和第二逆变器单元（30），具体地通过控制FET（21至26、31至36）的接通/关断操作来控制电动机（10）的驱动。控制单元（70）用作异常检测装置。控制单元（70）在开始控制电动机（10）的驱动之前、基于当第一逆变器单元（20）的高电位侧FET（21）和第二逆变器单元（30）的低电位侧FET（34）接通时由电流检测器（41至46）所检测到的相电流值，检测在第一绕组（18）与第二绕组（19）之间或在第一逆变器单元（20）与第二逆变器单元（30）之间的短路异常。
【专利说明】旋转电机控制设备以及使用其的电力转向设备
【技术领域】
[0001 ] 本公开涉及一种用于控制旋转电机的驱动的旋转电机控制设备以及使用该旋转电机控制设备的电力转向设备。
【背景技术】
[0002]通常已知的是，旋转电机控制设备在开始控制旋转电机的驱动之前检测旋转电机(诸如电动机)或控制设备自身的异常。
[0003]例如，US8，248，010B2 (JP-A-2011-135692)公开了一种旋转电机控制设备，该旋转电机控制设备能够在开始旋转电机的驱动之前所执行的初始检查操作时，检测逆变器单元中的开关元件的短路故障(即，短路异常)以及前级驱动器的短路故障。旋转电机控制设备的控制对象是具有两个绕组的旋转电机。由于这个原因，与两个绕组相对应地设置两个逆变器电路。
[0004]短路异常有时是由附着在两个绕组或两个逆变器单元之间的导电外来粒子所引起的。然而，不可能通过上述的旋转电机控制设备来准确地检测短路异常。作为结果，即使当两个逆变器单元中的一个不是异常的时，有时也可能必须禁用两个逆变器单元两者。由于旋转电机控制设备控制作为控制目标的旋转电机，所以如果不可以驱动旋转电机，则不可以辅助驾驶员的转向操作。
【发明内容】
[0005]因此目的是提供能够准确地检测两个绕组或两个逆变器单元组之间的短路异常的旋转电机控制设备以及使用这样的旋转电机控制设备的电力转向装置。
[0006]根据一个方面，提供了一种用于控制旋转电机的旋转电机控制设备，该旋转电机具有由对应于多个相的线圈形成的两个绕组。旋转电机控制设备包括两个逆变器单元、电流检测装置以及控制单元。与两个绕组相对应地设置两个逆变器单元，以用于通过接通或关断多个开关元件来将电力从电源转换到旋转电机，该多个开关元件包括在电源的高电位侧处所设置的高电位侧开关元件和在低电位侧处所设置的低电位侧开关元件。高电位侧开关元件和低电位侧开关元件形成了对应于绕组中的每个中的绕线的相的开关元件对。电流检测装置检测在两个逆变器单元的每个中流动的相电流。控制单元通过控制两个逆变器单元的开关元件的接通/关断操作来控制旋转电机的驱动。
[0007]控制单元包括异常检测装置，该异常检测装置用于在开始用于旋转电机的驱动控制之前、通过仅接通两个逆变器单元中的一个的高电位侧开关元件中的至少一个和两个逆变器单元中的另一个的低电位侧开关元件中的至少一个、基于电流检测装置的电流检测值来检测在两个绕组或两个逆变器单元之间的短路异常。优选地，当异常检测装置检测到短路异常时，控制单元仅通过两个逆变器单元中的一个来控制旋转电机的驱动。
【专利附图】
【附图说明】[0008]图1是以框图形式部分地示出了根据第一实施例的旋转电机控制设备的电路图；
[0009]图2是使用根据第一实施例的旋转电机控制设备的电力转向设备的示意图；
[0010]图3是示出了由根据第一实施例的旋转电机控制设备所执行的异常检测处理的流程图；
[0011]图4A和4B是分别地示出了在正常操作情况下和在异常操作情况下、根据第一实施例的旋转电机控制设备的操作的时序图；
[0012]图5是以框图形式部分地示出了根据第二实施例的旋转电机控制设备的电路图；
[0013]图6是示出了由根据第二实施例的旋转电机控制设备所执行的异常检测处理的流程图；以及
[0014]图7A和7B是分别地示出了在正常操作情况下和在异常操作情况下、根据第二实施例的旋转电机控制设备的操作的时序图。
【具体实施方式】
[0015]下面将参照附图来描述旋转电机控制设备，在附图中，在多个实施例之间通过相同的附图标记来表示相同的配置，从而简化了描述。
[0016][第一实施例]
[0017]参照图1，根据第一实施例的旋转电机控制设备(简称为控制设备)1用于控制作为旋转电机所提供的电动机10的驱动。例如，在用于辅助车辆的转向操作的电力转向设备99中，控制设备I连同电动机10 —起使用。
[0018]如图2所示，针对电力转向系统90设置了电力转向设备99。在旋转电机控制设备99中，在连接到转向盘91的转向轴92上设置了转矩传感器94。转矩传感器94检测由驾驶员通过转向盘91施加到转向轴92的转向转矩。
[0019]在转向轴92的下端处，设置了小齿轮96。小齿轮96与齿条轴97啮合。一对胎轮98通过连杆等可旋转地连接到齿条轴97的两端。从而，当驾驶员旋转转向盘91时，连接到转向盘91的转向轴92被旋转。小齿轮96将转向轴92的旋转运动转换成齿条轴97的直线运动，使得一对胎轮98以与齿条轴97的直线运动相对应的角度进行转向。
[0020]电力转向设备99由电动机10、控制设备1、减速齿轮93形成，电动机10用于生成转向辅助转矩，控制设备I用于控制电动机10的驱动，减速齿轮93用于将减速后的电动机10的旋转传送到转向轴92。电动机10沿正常方向和反向方向两个方向旋转减速齿轮93。除了转矩传感器94之外，电力转向设备99还包括用于检测车辆速度的车辆速度传感器95。采用上述的配置，电力转向设备99从电动机10生成用于辅助转向盘91的转向操作的转向辅助转矩并且将所生成的转矩传输到转向轴92。
[0021]电动机10是三相无刷电动机，由作为电力源的电池80对该电动机10供电。电动机10由未示出的转子和定子形成。转子是盘型体。永磁体被固定到转子的外部表面或内部表面以提供磁极。定子在其中容置转子并且可旋转地支撑转子。定子具有凸极，该凸极沿径向向内方向突出并且沿圆周方向以预定角度间隔设置该凸极。在凸极上，线圈11至16被缠绕为图1所示的绕线。线圈11至13在中性点处连接并且形成第一绕组18。线圈14至16也在中性点处连接并且形成第二绕组19。第一绕组18和第二绕组19对应于两个绕组。电动机10设置有检测电动机10的转子的旋转位置的位置传感器79。[0022]控制设备I设置有第一逆变器单元20、第二逆变器单元30、电流检测装置40、控制单元70等。第一逆变器单元20是三相逆变器，在第一逆变器单元20中，六个开关元件21至26以桥接形式连接以将电流供给切换到第一绕组18的线圈11至13。每个关元件21至26是MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)。下面将开关元件21至26分别地称为FET21 至 26。
[0023]三个FET21至23具有连接到高电位侧总线2的漏极，该高电位侧总线2连接到电池80的正极性侧。FET21至23的源极分别地连接到FET24至26的漏极。FET24至26的源极连接到低电位侧总线3，该低电位侧总线3连接到电池80的负极性侧(即，地)。在形成开关元件对的FET21与FET24之间的结连接到线圈11的一端。在形成开关元件对的FET22与FET25之间的结连接到线圈12的一端。在形成开关元件对的FET23与FET26之间的结连接到线圈13的一端。
[0024]类似于第一逆变器单元20，第二逆变器单元30也是三相逆变器。在第二逆变器单元30中，六个开关元件31至36以桥接形式连接以将电流供给切换到第二绕组19的线圈14至16。类似于开关元件21至26，开关元件31至36也是M0SFET。下面将开关元件31至36分别地称为FET31至36。三个FET31至33具有连接到高电位侧总线4的漏极，该高电位侧总线4连接到电池80的正极性侧。FET31至33的源极分别地连接到FET34至36的漏极。FET34至36的源极连接到低电位侧总线5，该低电位侧总线5连接到电池80的负极性侧(即，地)。
[0025]在形成开关元件对的FET31与FET34之间的结连接到线圈14的一端。在形成开关元件对的FET32与FET35之间的结连接到线圈15的一端。在形成开关元件对的FET33与FET36之间的结连接到线圈16的一端。
[0026]在第一逆变器单元20中，作为高电位侧开关元件设置了 FET21至23。在第二逆变器单元30中，作为高电位侧开关元件设置了 FET31至33。在第一逆变器单元20中，作为低电位侧开关元件设置了 FET24至26。在第二逆变器单元30中，作为低电位侧开关元件设置了 FET34至36。高电位侧开关元件和低电位侧开关元件被分别设置为高电位侧FET (称为H-FET)和低电位侧FET (称为L-FET)。当必要时，对应的相被标识为如U相低电位侧FET(U-L-FET) 24。控制设备I包括两个逆变器系统，这两个逆变器系统是第一逆变器单元20和第二逆变器单元30。下面将第一逆变器单元20的系统和第二逆变器单元的系统30分别地称为第一系统和第二系统。
[0027]电流检测单元40由针对每个开关元件对所设置的电流检测器41至46形成。电流检测器41设置在U-L-FET24与地之间以检测在线圈11中流动的电流。电流检测器42设置在V-L-FET25与地之间以检测在线圈12中流动的电流。电流检测器43设置在W-L-FET26与地之间以检测在线圈13中流动的电流。电流检测器44设置在U-L-FET34与地之间以检测在线圈14中流动的电流。电流检测器45设置在V-L-FET35与地之间以检测在线圈15中流动的电流。电流检测器46设置在W-L-FET36与地之间以检测在线圈16中流动的电流。
[0028]电流检测器41至46可以分别地为分流电阻器。电流检测器41至46的检测值(电流检测值)存储在控制单元70的寄存器中。为了简便起见，在图1中未示出从检测装置40和位置传感器79到控制单元70的控制信号线。
[0029]如图1所示，控制设备I还设置有电容器61、62。设置电容器61以连接高电位侧总线2和低电位侧总线3。设置电容器62以连接高电位侧总线4和低电位侧总线5。电容器61、62存储电池80的电荷以将电力供给补充到FET21至26、31至36并且抑制诸如冲击电流的噪声分量。
[0030]控制设备I还设置有继电器51至58。继电器51设置在电池80与第一逆变器单元20之间的高电位侧总线2中。当继电器51接通时，继电器51允许在电池80与第一逆变器单元20之间的电流流动。当继电器51关断时，继电器51切断在电池80与第一逆变器单元20之间的电流流动。继电器52设置在电池80与第二逆变器单元30之间的高电位侧总线4中。当继电器52接通时，继电器52允许在电池80与第二逆变器单元30之间的电流流动。当继电器52关断时，继电器52切断在电池80与第二逆变器单元30之间的电流流动。
[0031]继电器53至55分别地设置在第一逆变器单元20与线圈11至13之间。当继电器53至55接通时，继电器53至55分别地允许在第一逆变器单元20与线圈11至13之间的电流流动。当继电器53至55关断时，继电器53至55分别地切断在第一逆变器单元20与线圈11至13之间的电流流动。继电器56至58分别地设置在第二逆变器单元30与线圈14至16之间。当继电器56至58接通时，继电器56至58分别地允许在第二逆变器单元30与线圈14至16之间的电流流动。当继电器56至58关断时，继电器56至58分别地切断在第二逆变器单元30与线圈14至16之间的电流流动。如下所述，通过控制单元70来控制继电器51至58以使其接通和关断(接通/关断状态)。
[0032]控制单元70配置成控制控制设备I的整体操作，并且控制单元70由微型计算机77、未示出的寄存器、驱动电路78等形成。位置传感器79、转矩传感器94以及车辆速度传感器95连接到控制单元70。从而控制单元70获取作为电动机10的旋转位置的由位置传感器79所检测到的电动机旋转位置Θ、由转矩传感器94所检测到的转向转矩Tq*以及由车辆速度传感器95所检测到的车辆速度Vdc。下面将简要地描述在正常操作(即，控制设备I正常地进行操作)期间由控制单元70所执行的用于驱动电动机10的控制处理。
[0033]控制单元70基于针对第一系统和第二系统分别地设置的第一驱动标志和第二驱动标志的状态来控制继电器51至58和逆变器单元(第一逆变器单元20或第二逆变器单元30)的操作。例如，当第一系统的第一驱动标志为ON时,控制单兀70控制继电器51和53至55以使其接通，使得第一逆变器单元20驱动电动机10。当第一系统的第一驱动标志为OFF时，控制单元70控制继电器51和53至55以使其关断，使得第一逆变器单元20停止驱动电动机10。类似地，当第二系统的第二驱动标志为ON时，控制单元70控制继电器52和56至58以使其接通，使得第二逆变器单元30驱动电动机10。当第二系统的第二驱动标志为OFF时，控制单元70控制继电器52和56至58以使其关断，使得第二逆变器单元30停止驱动电动机10。正常地(在正常操作中),第一系统和第二系统的驱动标志被设置为0N。
[0034]将在下面描述由控制单元70 (具体地，由微型计算机77)所执行的用于控制第一逆变器单元20的处理。对于第二逆变器单元30执行类似的处理。控制单元70取回由电流检测器41至43所检测到的并且在寄存器中所存储的电流检测值。控制单元70根据电流检测值来计算线圈11的电流值IUl、线圈12的电流值IVl以及线圈13的电流值IWl，并且基于所计算出的三相电流IUl、IVl、Iffl以及从位置传感器79所获取的电动机旋转位置Θ来计算d轴电流检测值Id和q轴电流检测值Iq。[0035]控制单元70还基于从位置传感器79所获取的电动机旋转位置Θ、从转矩传感器94所获取的转向转矩Tq*以及从车辆速度传感器95所获取的车辆速度Vdc来计算d轴指令电流Id*和q轴指令电流Iq*。控制单元70通过电流反馈控制处理、根据所计算出的d轴指令电流Id*和所计算出的q轴指令电流Iq*来计算d轴指令电压Vd和q轴指令电压Vq0控制单元70基于所计算出的指令电压VcUVq和电动机旋转位置Θ来计算作为三相指令电压值的U相指令电压Vu*、V相指令电压Vv*以及W相指令电压Vw*。
[0036]控制单元70基于三相电压VU*、Vv*、Vw*和电容器电压Vc来计算作为占空比指令信号的U相占空比Du、V相占空比Dv以及W相占空比Dw，并且将U相占空比Du、V相占空比Dv以及W相占空比Dw存储在寄存器中。驱动电路78将占空比指令信号与PWM参考信号进行比较以控制接通和关断FET21至26的开关定时。
[0037]通过用驱动电路78来控制FET21至26的接通/关断，电压分别地被施加到三相(U相、V相以及W相)的相线圈(线圈11至13)。由于电压矢量连续地改变，所以正弦波电压被施加到每个相线圈。当电压被施加到相线圈时，电流分别地在与所施加的电压相对应的相线圈(线圈11-13)中流动。从而电动机10通过第一逆变器单元20 (第一系统)的操作生成了转矩(Tql)。由于类似于第一逆变器单元20地控制第二逆变器单元30 (第二系统)，所以电动机10生成了转矩(Tq)，转矩(Tq)是与第一逆变器单元20的操作相对应的转矩(Tql)和与第二逆变器单元30的操作相对应的转矩(Tq2)之和。转矩(Tq)经由减速齿轮93被供给到转向轴92作为用于辅助驾驶员的转向操作的辅助转矩。
[0038]接下来将描述由根据第一实施例的控制设备I进行的异常检测。控制单元70可以通过图3中所示的系列处理SlOO来检测在第一系统与第二系统之间，即，在第一绕组18与第二绕组19之间或在第一逆变器单元20与第二逆变器单元30之间的短路异常。
[0039]当车辆的点火键接通(即，由电池80对控制设备I供电)时，控制单元70执行处理SlOOo控制单元70在处理用于驱动电动机10所执行的电动机10的正常驱动控制之前执行S100。即，SlOO是在开始电动机10的驱动控制之前所执行的初始检查处理之一。在执行处理SlOO时，控制单元70控制继电器51至58以使其接通。
[0040]在SlOl中，控制单元70执行异常检测标志和驱动标志的初始设置。作为指示控制单元70已经检测到短路异常的标志提供了异常检测标识。具体地，控制单元70将异常检测标志设置为指示没有异常的0FF，并且将第一系统的第一驱动标志和第二系统的第二驱动标志两者均设置为0N。在SlOl之后，控制单元70执行S102。在S102中，控制单元70控制第一系统(即，第一逆变器单元20)的三个H-FET (21至23)中的一个FET以使其接通。这里假定H-FET21接通。
[0041]在S103中，控制单元70控制第二系统(即，第二逆变器单元30)的三个L-FET (34至36)中的一个FET以使其接通。假定L-FET34接通。在S104中，控制单元70取回第一系统的相电流。即，控制单元70取回分别地由电流检测器41、42、43所检测到的U相电流IU1、V相电流IV1、W相电流IWl。注意，当仅第一系统的H-FET21和第二系统的L-FET34接通时，只要在第一系统与第二系统之间不出现短路，则没有电流从电池80流动到绕组18和19。
[0042]在S105中，控制单元70取回第二系统的相电流。即，控制单元70取回分别地由电流检测器44、45、46所检测到的U相电流IU2、V相电流IV2、W相电流IW2。在S106中，控制单元70检查电流IU1、IV1、IW1、IU2、IV2、IW2中的任何一个是否大于预定参考值Irl。控制单元70检查电流IU2是否大于预定参考值。当电流IU2大于预定参考值(S106:是)时，控制单元70执行S107。当电流IU2等于或小于预定参考值(S106:否)时，控制单元结束系列处理S100。在S107中，控制单元70确定在第一绕组18与第二绕组19之间或在第一逆变器单元20与第二逆变器单元30之间存在短路异常，并且将异常检测标志设置为ON。在S108中，控制单元70设置第一系统和第二系统中的任何一个的驱动标志。控制电路70将第二系统的驱动标志设置为OFF。在S108之后，控制单元70结束系列处理S100。从而在系列处理SlOO中，控制单元70作为异常检测装置进行操作。
[0043]在系列处理SlOO之后，控制单元70开始电动机10的正常驱动控制。例如，当控制单元70未检测到短路异常(S106:否)时，因为异常检测标志为OFF并且第一系统和第二系统的驱动标志两者均为0N，所以控制单元70通过第一逆变器单元20和第二逆变器单元30开始控制电动机10的驱动。当控制单元70检测到短路异常(S106:是)时，因为异常检测标志为ON并且第一系统和第二系统的驱动标志分别地为ON和0FF，所以控制单元70仅通过第一逆变器单元20开始控制电动机10的驱动。
[0044]将参照图4A和4B来描述根据第一实施例的控制设备I的一个示例性操作。
[0045](正常操作情况)
[0046]当控制设备I正常地进行操作时，即，当在第一绕组18与第二绕组19之间或在第一逆变器单元20与第二逆变器单元30之间不存在短路异常时，控制设备I如图4A所示地进行操作。
[0047]当点火键在时间t0处接通时，H-FET21和L-FET34为OFF并且电流检测值IUl和IU2为0，异常检测标志为OFF并且第一系统和第二系统的驱动标志两者均为OFF。当控制单元70在时间tl处执行SlOl时，异常检测标志保持为0FF，但是第一系统和第二系统的驱动标志被设置为0N。当控制单元70在时间t2处执行S102和S103时，H-FET21和L-FET34接通。
[0048]因为在时间t2之后电流IUl和IU2为0，所以控制单元70未检测到任何短路异常。异常标志保持为OFF并且第一系统和第二系统的驱动标志保持为0N。因此，控制单元70在系列处理S100 (初始检查处理)之后，通过第一逆变器单元20和第二逆变器单元30开始控制电动机10的驱动。
[0049](异常操作情况)
[0050]当控制设备I具有异常时，即，例如，当在第一系统与第二系统之间或在第一绕组18与第二绕组19之间出现短路异常时，控制设备I如图4B所示地进行操作。当点火键在时间t0处接通时，H-FET21和L-FET34为OFF并且电流检测值IUl和IU2为O，异常检测标志为OFF并且第一系统和第二系统的驱动标志两者均为OFF。当控制单元70在时间tl处执行SlOl时，异常检测标志保持为0FF，但是第一系统和第二系统的驱动标志被设置为0N。当控制单元70在时间t2处执行S102和S103时，H-FET21和L-FET34接通。
[0051]因为在第一绕组18与第二绕组19之间存在短路异常，所以在时间t2之后电流流动通过H-FET21和L-FET34并且电流检测值IU2增加。当IU2在时间t3处到达预定参考值(S106:是)时，控制单元70检测到短路异常并且将异常检测标志设置为ON (S107)。第二系统的驱动标志从ON改变为OFF (S108)。因此，控制单元70在系列处理S100 (初始检查处理)之后，即，在时间t3之后仅通过第一逆变器单元20开始控制电动机10的驱动。当点火键关断时，异常检测标志以及第一系统和第二系统的驱动标志被设置为OFF。
[0052]如上所述，作为异常检测装置进行操作的控制单元70在开始控制电动机10的驱动之前、基于当两个逆变器单元20、30中的一个的高电位侧开关元件21至23和另一个逆变器单元30的低电位侧开关元件34、35、36接通时由电流检测器41至46所检测到的相电流值，检测在两个绕组18、19之间或在两个逆变器单元20、30之间的短路异常。控制单元70具有异常检测装置(控制单元70用作异常检测装置)。作为结果，在开始电动机10的驱动控制之前，即，在初始检查操作时，可以准确地检测到在两个绕组18、19之间和在两个逆变器单元20、30之间的短路异常。
[0053]在很多情况下，即使当在两个绕组18、19之间或在两个逆变器单元20、30之间出现短路异常时，每个逆变器单元20、30自身也不处于故障之中而是正常的。因此，即使当控制单元70检测到短路异常时，电动机10仅由两个逆变器单元20、30中的一个所驱动。即，由于禁止另一个逆变器进行操作以驱动电动机10，所以虽然电动机10仅生成减少的输出，但是可以开始电动机10的驱动。作为结果，即使当出现了上述的短路异常时，也可以通过电力转向设备99来辅助驾驶员的转向操作。
[0054][第二实施例]
[0055]接下来将描述根据第二实施例的旋转电机控制设备。如图5所示，在第二实施例中，在低电位总线3中设置了电流检测器47来替代在第一实施例中所设置的电流检测器41至43。此外，在低电位总线5中设置了电流检测器48来替代在第一实施例中所设置的电流检测器44至46。
[0056]低电位总线3中的电流检测器47检测在第一系统中流动的电流。低电位总线5中的电流检测器48检测在第二系统中流动的电流。控制单元70通过图6中所示的系列处理S200来检测在第一绕组18与第二绕组19之间或在第一逆变器单元20与第二逆变器单元30之间的短路异常。
[0057]当车辆的点火键接通时，即，对控制设备供电时，控制单元70执行处理S200。类似于S100，控制单元70在处理电动机10的正常驱动控制之前执行S200。S卩，S200是在开始电动机10的驱动控制之前所执行的初始检查处理之一。在执行处理S200时，控制单元70控制继电器51至58以使其接通。
[0058]S20US202以及S203分别地类似于S101、S102以及S103，并且因此将不进行类似的描述。在S204中，控制单元70取回第一系统的电流IX。即，控制单元70取回由电流检测器47所检测到的第一系统的电流IX。在S205中，控制单元70取回第二系统的电流IY。即，控制单元70取回由电流检测器48所检测到的第二系统的电流IY。
[0059]在S206中，控制单元70检查电流IX、IY中的任何一个是否大于预定参考值Ir2。控制单元70检查电流IY是否大于预定参考值Ir2。当电流IY大于预定电流(S206:是)时，控制单元70执行S207。当电流IY等于或小于预定参考值Ir2 (S206:否)时，控制单元70结束系列处理S200。
[0060]在S207中，控制单元70确定在第一绕组18与第二绕组19之间或在第一逆变器单元20与第二逆变器单元30之间存在短路异常，并且将异常检测标志设置为0N。在S208中，控制单元70将第一系统和第二系统中的任何一个的驱动标志设置为OFF。例如，控制单元70将第二系统的驱动标志设置为OFF。在S208之后，控制单元70结束系列处理S200。如上所述，在系列处理S200中，控制单元70作为异常检测装置进行操作。在系列处理S200之后的控制单元70的操作类似于在第一实施例的系列处理SlOO之后所执行的操作，并且因此将不进行类似的描述。
[0061 ] 将参照图7来描述根据第二实施例的控制设备I的一个示例性操作。
[0062](正常操作情况)
[0063]当控制设备I正常地进行操作时，即，当在第一绕组18与第二绕组19之间或在第一逆变器单元20与第二逆变器单元30之间不存在短路异常时，控制设备I如图7A所示地进行操作。
[0064]当点火键在时间t0处接通时，H-FET21和L-FET34为OFF并且电流检测值IX和IY为0，异常检测标志为OFF并且第一系统和第二系统的驱动标志两者均为OFF。当控制单元70在时间tl处执行S201时，异常检测标志保持0FF，但是第一系统和第二系统的驱动标志被设置为0N。当控制单元70在时间t2处执行S202和S203时，H-FET21和L-FET34接通。
[0065]因为在时间t2之后电流IX和IY为0，所以控制单元70未检测到任何短路异常。异常标志保持为0FF，并且第一系统和第二系统的驱动标志保持为0N。因此，控制单元70在系列处理S200 (初始检查处理)之后通过第一逆变器单元20和第二逆变器单元30开始正常地控制电动机10的驱动。
[0066](异常操作情况)
[0067]当控制设备I具有异常时，即，例如，当在第一绕组18与第二绕组19之间出现短路异常时，控制设备I如图7B中所示地进行操作。当点火键在时间t0处接通时，H-FET21和L-FET34为OFF并且电流检测值IX和IY为0，异常检测标志为OFF并且第一系统和第二系统的驱动标志两者均为OFF。当控制单元70在时间tl处执行S201时，异常检测标志保持为0FF，但是第一系统和第二系统的驱动标志被设置为0N。当控制单元70在时间t2处执行S202和S203时，H-FET21和L-FET34接通。因为在第一绕组18与第二绕组19之间存在短路异常，所以在时间t2之后电流检测值IY增加。
[0068]当电流IY在时间t3处到达预定参考值Ir2 (S206:是)时，控制单元70检测到短路异常并且将异常检测标志设置为ON (S207)。第二系统的驱动标志保持为OFF (S208)。因此，控制单元70在系列处理S200 (初始检查处理)之后仅通过第一逆变器单元20开始控制电动机10的驱动。类似于第一实施例，当点火键关断时，异常检测标志以及第一系统和第二系统的驱动标志被设置为OFF。
[0069]如上所述，控制单元70作为异常检测装置进行操作。控制单元70可以在开始控制电动机10的驱动之前、基于当两个逆变器单元20、30中的一个的高电位侧开关元件21至23和另一个逆变器单元30的低电位侧开关元件34至36接通时由电流检测器47、48所检测到的电流值，检测两个绕组18、19之间或两个逆变器单元20、30之间的短路异常。
[0070][其他的实施例]
[0071]根据上述的实施例，假定作为一个示例，在用于短路异常的初始检查时，仅第一系统的H-FET21和第二系统的L-FET34接通。作为其他的实施例，第一系统的其他的H-FET22或23以及第二系统的其他的L-FET35或36可以接通。此外，还可以通过接通第一系统中的一个L-FET24、25、26和第二系统中的一个H-FET31、32、33来检测短路异常。在这种情况下，当在存在短路异常的情况下控制第一系统的L-FET24、25、26和第二系统的H-FET31、32,33以使其接通时，电流从第二系统的高电位总线4流动到第一系统的L-FET24、25、26的低电位总线3侦U。
[0072]根据上述的实施例，在初始检查时仅一个H-FET和仅一个L-FET接通。然而，在初始检查时两个或更多个H-FET和两个或更多个L-FET可以接通。
[0073]此外，根据上述的实施例，作为示例，关断继电器51、53、54、55以防止电动机10由第一逆变器单元20所驱动。此外，作为示例，关断继电器52、56、57、58以防止电动机10由第二逆变器单元30所驱动。然而，作为其他的实施例，可以关断继电器51或继电器53、54、55中的任何一个以防止电动机10由第一逆变器单元20所驱动。类似地，可以关断继电器52或继电器56、57、58中的任何一个以防止电动机10由第二逆变器单元30所驱动。
[0074]更进一步地，作为其他的实施例，可以在第一绕组18的中性点处设置继电器来替代继电器53、54、55，使得继电器允许或中断电流在相线圈11至13之间流动。还可以在第二绕组19的中性点处设置继电器来替代继电器56、57、58，使得继电器允许或中断电流在相线圈14、15、16之间流动。
[0075]作为其他的实施例，也可以不设置继电器。为了防止电动机10由第一逆变器单元20所驱动，可以关断第一逆变器单元20的所有FET21至26。类似地，为了防止电动机10由第二逆变器单元30所驱动，可以关断第二逆变器单元30的所有FET31至36。
[0076]根据上述的实施例，作为示例，控制单元70根据短路异常的检测使得第二逆变器单元30停止驱动电动机10。作为其他实施例，控制单元70可以根据短路异常的检测使得第一逆变器单元20停止驱动电动机10。作为本公开的其他实施例，旋转电机可以是除了三相之外的多相旋转电机。根据实施例的控制设备不限于用于电力转向设备的旋转电机，还可以用于其他设备的旋转电机。
【权利要求】
1.一种旋转电机控制设备(1)，用于控制具有由对应于多个相的线圈(11至16)形成的两个绕组(18、19)的旋转电机(10)，所述旋转电机控制设备包括: 两个逆变器单元(20、30)，与所述两个绕组相对应地设置以用于通过接通和关断多个开关元件(21至26、31至36)来将电力从电源(80)转换到所述旋转电机，所述多个开关元件包括在所述电源的高电位侧处所设置的高电位侧开关元件(21至23、31至33)和在低电位侧处所设置的低电位侧开关元件(24至26、34至36)，所述高电位侧开关元件和所述低电位侧开关元件形成了对应于在所述绕组中的每个中的绕线的相的开关元件对； 电流检测装置(40至48)，用于检测在所述两个逆变器单元中的每个中流动的相电流；以及 控制单元(70)，用于通过控制所述两个逆变器单元的所述开关元件的接通/关断操作来控制所述旋转电机的驱动， 其中，所述控制单元(70 )包括异常检测装置(70 )，所述异常检测装置(70 )用于在开始用于所述旋转电机的驱动控制之前、通过仅接通所述两个逆变器单元中的一个的所述高电位侧开关元件中的至少一个和所述两个逆变器单元中的另一个的所述低电位侧开关元件中的至少一个、基于所述电流检测装置的电流检测值来检测在所述两个绕组或所述两个逆变器单元之间的短路异常。
2.根据权利要求1所述的旋转电机控制设备，其中: 当所述异常检测装置检测到所述短路异常时，所述控制单元(70)仅通过所述两个逆变器单元中的一个来控制所述旋转电机的驱动。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机控制设备，其中: 所述电流检测装置(40至48)设置在所述两个逆变器单元的所述开关元件对的每个中。
4.根据权利要求1或2所述的旋转电机控制设备，其中: 所述电流检测装置(40至48)设置在低电位总线中，所述低电位总线连接所述电源的低电位侧和所述两个逆变器单元中的每个中的所述低电位侧开关元件。
5.一种电力转向设备(99)，包括: 根据权利要求1或2所述的旋转电机控制设备(I);以及 旋转电机(10)，用于生成用于辅助驾驶员的转向操作的辅助转矩。
【文档编号】H02P21/14GK103715974SQ201310464434
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2012年10月9日
【发明者】林二郎 申请人:株式会社电装