旋转电机控制设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开内容涉及对旋转电机的驱动进行控制的控制设备。
【背景技术】
[0002] 专利文献 1:JP2013-048524A
[0003] 通常，已知旋转电机的控制设备。该控制设备包括多个系统中的电力转换器并且 对给对应的多个线圈组的通电进行控制。公知的是，当系统中的任一系统发生故障时，控制 设备仅使用正常系统中的电力转换器和线圈组来驱动旋转电机。
[0004] 例如，专利文献1中描述的用于多相旋转电机的控制设备在两个系统中的任一系 统中的电力转换器或线圈组发生短路故障时控制电力转换器的输出。在这种情况下，专利 文献1中的控制设备停止至故障系统的电力转换器的输出，并且随旋转电机的转数变大而 将至正常系统的电力转换器的输出的输出限制值设定为更小。进行处理以防止由于伴随旋 转电机的转动在故障系统中生成的反电动势电压而导致故障系统中的电力转换器和线圈 线过度生成热。
[0005] 本公开内容的发明人发现了以下内容。
[0006] 当系统中的一个系统中发生短路故障时，由于伴随旋转电机的转动在故障系统中 生成的反电动势电压而导致旋转电机中会生成对抗驱动的制动扭矩。从而，在仅使用正常 系统驱动时，使得旋转电机输出类似于正常驱动状态下的所需扭矩，可能有必要向正常系 统中的电力转换器发送比正常驱动状态下大的电流以补偿由制动扭矩引起的扭矩减小。顺 便提及，正常驱动状态是两个系统都正常工作的状态。
[0007] 专利文献1聚焦于防止故障系统中的热生成。
【发明内容】
[0008] 本公开内容的目的在于提供一种旋转电机控制设备，其对具有多个线圈组的旋转 电机的驱动进行控制并且包括多个系统中的电力转换器。在系统中的任一系统中的电力转 换器或线圈组中发生短路故障时，该控制设备仅使用正常系统的驱动来使旋转电机输出扭 矩以补偿制动扭矩。
[0009] 根据本公开内容的一方面，提供了一种对具有多个线圈组的旋转电机的驱动进行 控制的旋转电机控制设备。该旋转电机控制设备包括多个系统中的电力转换器、故障检测 部以及控制部。电力转换器中的每个电力转换器具有上臂中的开关元件和下臂中的开关元 件，并且电力转换器中的每个电力转换器将DC电力进行转换以供应至与电力转换器对应 的对应线圈组。上臂中的开关元件被桥式连接至下臂中的开关元件。故障检测部检测电力 转换器或线圈组的故障。控制部计算电流命令值和该电流命令值的最大电流限制值，并且 对至系统中的每个系统的电力转换器中的每个电力转换器的输出进行控制，其中，电流命 令值指示被发送至旋转电机中的线圈组中的每个线圈组的电流。部分系统短路故障对应于 下述情况：系统的任一系统中的电力转换器中的布线或线圈组中的布线之间的任何部分处 于与指示非导通状态的控制相对的导通状态。当故障检测部检测到系统的任一系统中的电 力转换器或线圈组中的部分系统短路故障时，控制部停止至故障系统中的电力转换器的输 出，并且针对至正常系统中的电力转换器的输出，控制部随旋转电机的转动角速度变大而 增大最大电流限制值。
[0010] 根据本公开内容的另一方面，提供了一种应用于车用电动转向设备并且对辅助转 向扭矩的电动机的驱动进行控制的旋转电机控制设备。电动机具有多个线圈组。旋转电机 控制设备包括多个系统中的电力转换器、故障检测部以及控制部。电力转换器中的每个电 力转换器具有上臂中的开关元件以及下臂中的开关元件，并且电力转换器中的每个电力转 换器将DC电力进行转换以供应至与电力转换器对应的对应线圈组。上臂中的开关元件被 桥式连接至下臂中的开关元件。故障检测部检测电力转换器或线圈组的故障。控制部计算 电流命令值和该电流命令值的最大电流限制值，并且对至系统中的每个系统的电力转换器 中的每个电力转换器的输出进行控制，其中，电流命令值指示被发送至电动机中的线圈组 中的每个线圈组的电流。部分系统短路故障对应于下述情况：任一系统中的电力转换器中 的布线或线圈组中的布线之间的任何部分处于与指示非导通状态的控制相对的导通状态。 当故障检测部检测到系统的任一系统中的电力转换器或线圈组中的部分系统短路故障时， 控制部停止至故障系统中的电力转换器的输出，并且针对至正常系统中的电力转换器的输 出，控制部随转向扭矩的变化量变大而增大最大电流限制值。
[0011] 根据旋转电机控制设备，该旋转电机控制设备对具有多个线圈组的旋转电机的驱 动进行控制，并且旋转电机控制设备具有多个系统中的电力转换器。在系统中的任一系统 中的电力转换器或线圈组中发生短路故障时，该控制设备仅使用正常系统中的驱动来使旋 转电机输出扭矩以补偿制动扭矩。
【附图说明】
[0012] 根据以下参照附图进行的详细描述，本公开内容的以上及其他目的、特征和优势 将变得更明显。在附图中：
[0013] 图1是示意性地示出了每个实施方式中的由EPS电动机控制设备控制的两个系统 的逆变器的电路的图；
[0014] 图2是示意性地示出了每个实施方式中的EPS电动机控制设备应用于其的电动转 向设备的图；
[0015] 图3是示出了第一实施方式中的EPS电动机控制设备的框图；
[0016] 图4A是示出了电动机转动角速度与最大电流限制值之间的关系的特性图；
[0017] 图4B是示出了电动机转动角速度与最大电流限制值之间的关系的特性图；
[0018] 图4C是示出了电动机转动角速度与最大电流限制值之间的关系的特性图；
[0019] 图5是第一实施方式中的最大电流限制值的配置的流程图；
[0020] 图6是第二实施方式中的EPS电动机控制设备的框图；
[0021] 图7是图6中的最大电流限制部的详细框图；
[0022] 图8A是示出了电动机转动角速度与最大电流限制值系数之间的关系的特性图；
[0023] 图8B是示出了元件温度与最大电流限制值系数之间的关系的特性图；
[0024] 图9是第三实施方式中的EPS电动机控制设备的框图；
[0025] 图10是示出了在第四实施方式中的EPS电动机控制设备中拒绝从车用控制设备 接收协调控制信号的框图；以及
[0026] 图11是示出了现有技术中的转数与输出限制值之间的关系的特性图。
【具体实施方式】
[0027] 将参照【附图说明】本公开内容的实施方式。在本实施方式中，作为示例，本公开内容 中的旋转电机的控制设备被应用于车辆的电动转向（EPS)设备。
[0028] 将参照图1和图2来对每个实施方式共有的配置进行说明。
[0029] (共有配置）
[0030] 图2示出了包括电动转向设备1的转向系统90的整体配置。转向轴92连接至转 向轮91。转向轴92具有用于检测转向扭矩的扭矩传感器94。转向轴92包括位于转向轴 92前端的小齿轮96。小齿轮96与齿条轴97啮合。在齿条轴97的两端处，一对车轮98通 过拉杆（tierod)等与齿条轴97可转动地连接。转向轴92的转动运动通过小齿轮96被 改变成齿条轴97的线性运动，使得这对车轮98被转向取决于齿条轴97的线性运动的位移 的角度。
[0031] 电动转向设备1包括致动器2和减速齿轮89。致动器2使转动轴转动。减速齿轮 89减小转动轴的转动速度并且将其传送至转向轴92。
[0032] 致动器2包括EPS电动机80和EPS电动机控制设备10。EPS电动机80对应于生 成转向辅助扭矩的旋转电机。EPS电动机80也可以称为电动机。EPS电动机控制设备10 对应于驱动EPS电动机80的旋转电机控制设备。除第四实施方式以外，EPS电动机控制设 备10可以称为电动机控制设备。本实施方式中的电动机80对应于三相交流（AC)无刷电 动机。电动机80使减速齿轮89在前向方向和后向方向上转动。
[0033] 电动机控制设备10包括控制部65以及逆变器601和602。逆变器601和602对 应于根据来自控制部65的命令来控制至电动机80的电力供应的电力转换器。
[0034] 转动角传感器85例如包括磁体，该磁体对应于设置在电动机80 -侧的磁力生成 部和设置在电动机控制设备10-侧的磁力检测元件。转动角传感器85检测电动机80的 转子转动角Θ。
[0035] 控制部65基于扭矩命令trq*、来自转动角传感器85的转动角信号、反馈电流等来 控制逆变器601和602的开关，使得控制部65控制电动机80的通电。因此，电动转向设备 1中的致动器2生成用于支持转向轮转向的转向辅助扭矩并且将该转向辅助扭矩传送至转 向轴92。
[0036] 如图1描述的更详细的，电动机80包括两对线圈组801和802。第一线圈组801 包括U相、V相和W相的三相线圈线811至813。第二线圈组802包括U相、V相和W相的 三相线圈线821至823。对应于第一线圈组801设置了逆变器601。对应于第二线圈组802 设置了逆变器602。在下文中，将逆变器与对应于该逆变器的三相线圈组的组合单元称为系 统。顺便提及，在多个系统中，系统中的每个系统中的电学特性彼此相同。对于每个系统中 的配置元件和物理量的符号，第一系统中的符号包括" 1"，第二系统中的符号包括"2"。
[0037] 电动机控制设备10包括电源继电器521和522、电容53、逆变器601和602、电流 传感器701和702、控制部65等。
[0038] 电源继电器521和522使得能够切断从电池51至每个系统中的逆变器601和602 的电力供应。
[0039] 电容器53并联连接至电池51并且存储电荷。电容器53可以支持至逆变器601 和602的电力供应，并且抑制噪声分量诸如浪涌电流。
[0040] 在第一系统逆变器601中，为了改变对第一线圈组801中的线圈线811至813中 的每个线圈线的通电，将六个开关元件611至616桥式连接。本实施方式中的开关元件611 至616是M0SFET(金属氧化物半导体场效应晶体管）。在下文中，可以将开关元件611至 616 称为M0