电机控制装置及电机的控制方法
【专利摘要】本发明涉及包括了多个包含由对应于多个相的绕组构成的绕组组和对绕组组的各相输出电流的逆变器的通电系统的电机控制装置及电机的控制方法。控制装置在第1通电系统的相电流之和为异常值时停止第1通电系统的逆变器的动作。而且，控制装置在停止第1通电系统的逆变器的动作之后规定期间内，即使在其它的通电系统中相电流之和为异常值，也使逆变器的动作持续。由此，能够使发生了短路和接地故障等异常的通电系统的逆变器的动作停止，并且能够使正常的通电系统的逆变器的动作尽量持续。
【专利说明】
电机控制装置及电机的控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及包括了多个包含由对应于多个相的绕组构成的绕组组和对所述绕组组的各相输出电流的逆变器的通电系统的电机控制装置及电机的控制方法。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中，公开了在包括了切换向电机的多个绕组组的通电的多个系统的逆变器的控制装置中，分别计算各系统的相电流之和，在2个系统间的相电流和之差脱离了规定范围时检测系统间的短路的发生，并在检测出短路的发生时，将求得的相电流和之差的2个系统的其中一方的动作停止。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2013-165541号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的问题
[0007]可是，在多个绕组组各自中计算相电流之和，在成为算出的相电流和的通电系统间的差脱离了规定范围时使一方的通电系统的逆变器的动作停止的结构的情况下，不是通电系统间的短路，一方的通电系统为异常，另一方的通电系统为正常的情况下，相电流和之差也脱离规定范围，有可能使正常的通电系统的逆变器的动作被错误地停止。
[0008]本发明鉴于上述问题而完成，目的在于提供能够使发生了异常的通电系统的逆变器的动作停止，并且使正常的通电系统的逆变器的动作尽量持续的电机控制装置及电机的控制方法。
[0009]解决问题的方案
[0010]为此，本发明的电机控制装置，是包括了多个包含由对应于多个相的绕组构成的绕组组和对所述绕组组的各相输出电流的逆变器的通电系统的电机控制装置，它包括:第I控制单元，对所述多个通电系统的各个通电系统检测有无异常，并将检测到异常的发生的通电系统的逆变器的动作停止；以及第2控制单元，检测从由所述第I控制单元停止所述多个通电系统之中的一个通电系统的逆变器的动作之后是否在规定期间内，并在所述规定期间内使被检测出异常的发生的其它的通电系统的逆变器的动作持续。
[0011]此外，本发明的电机的控制方法，是包括了多个包含由对应于多个相的绕组构成的绕组组和对所述绕组组的各相输出电流的逆变器的通电系统的电机的控制方法，它包括:对所述多个通电系统的各个通电系统检测有无异常的步骤;停止被检测出异常的发生的通电系统的逆变器的动作的步骤；以及在所述逆变器的动作被停止之后为规定期间内时使被检测出异常的发生的其它的通电系统的逆变器的动作持续的步骤。
[0012]发明的效果
[0013]根据上述发明，能够使电机控制尽可能地持续，并且使异常的通电系统的逆变器动作适当地停止。
【附图说明】
[0014]图1是在本发明的实施方式中适用电机控制装置的电动动力转向装置的概略结构图。
[0015]图2是本发明的实施方式中的控制装置的电路图。
[0016]图3是本发明的实施方式中的控制装置的功能框图。
[0017]图4是表示本发明的实施方式中的异常诊断的步骤的流程图。
[0018]图5是例示本发明的实施方式中的第I通电系统和第2通电系统出现了短路的状态的电路图。
[0019]图6是例示本发明的实施方式中的第I通电系统和第2通电系统出现了短路的状态中的电流检测值的时序图。
[0020]图7是例示本发明的实施方式中的第I通电系统出现了接地故障的状态的电路图。
[0021]图8是例示本发明的实施方式中的第I通电系统出现了接地故障的状态中的电流检测值的时序图。
[0022]图9是例示本发明的实施方式中的第I通电系统及第2通电系统都出现了接地故障的状态的电路图。
[0023]图10是例示本发明的实施方式中的第I通电系统及第2通电系统都出现了接地故障的状态中的电流检测值的时序图。
[0024]图11是本发明的实施方式中的采用了三角形连接的电机的电路图。
【具体实施方式】
[0025]以下说明本发明的实施方式。
[0026]图1表示适用本发明的电机控制装置及电机的控制方法的车辆用的电动动力转向装置的一例。
[0027]图1所示的电动动力转向装置100被配备在车辆200中，是通过电动机130发生转向助力的装置。
[0028]电动动力转向装置100包括方向盘110、转向转矩传感器120、电动机130、电子控制单元(ECU) 150、将电动机130的旋转减速并传递到转向轴(小齿轮轴)170的减速机160等而构成。
[0029]转向转矩传感器120及减速机160被设置在内包转向轴170的转向柱180内。
[0030]在转向轴170的前端设置小齿轮171，若该小齿轮171旋转，则齿条172在车辆200的行进方向左右地水平移动。
[0031]在齿条172的两端分别设置车轮201的转向机构202，通过齿条172水平移动，车轮201的方向被改变。
[0032]转向转矩传感器120检测因车辆的驾驶员进行转向操作而在转向轴170上发生的转向转矩，将检测出的转向转矩的信号ST输出到电子控制单元150。
[0033]在包括微计算机302、用于电动机130的驱动的逆变器IA、IB、逆变器的驱动电路303A、303B等的电子控制单元150中，作为用于确定转向助力的状态量的信息，除了输入转向转矩信号ST之外，还输入车速传感器190输出的车速的信号VSP等。
[0034]然后，电子控制单元150基于转向转矩信号ST、车速信号VSP等的车辆的运行状态，对电动机130的通电进行PWM(Pulse Width Modulat1n)控制，并且控制电动机130的发生转矩，即，控制转向助力。这样，电子控制单元150构成驱动电动机130的控制装置。
[0035]再有，在电子控制单元150所包含的逆变器和逆变器的驱动电路之中，能够将逆变器或逆变器及驱动电路作为单体设置在电子控制单元150的外部。在该情况下，由电子控制单元150及逆变器、或电子控制单元150、逆变器及驱动电路构成驱动电机130的控制装置。
[0036]图2表示电子控制单元150及电动机130的电路结构的一例。
[0037]图2所示的电动机130是具有由星形连接的三相绕组UA、VA、WA组成的第I绕组组2A、由同样星形连接的三相绕组UB、VB、WB组成的第2绕组组2B的3相同步电动机，在第I绕组组2A及第2绕组组2B中三相绕组U、V、W彼此连接的点形成中性点。
[0038]第I绕组组2A及第2绕组组2B被设置在未图示的圆筒状的定子中，在该定子的中央部形成的空间中可旋转地配有永磁转子201，第I绕组组2A和第2绕组组2B共用磁路。
[0039]而且，第I绕组组2A与第I逆变器IA直接连接，第2绕组组2B与第2逆变器IB直接连接，对第I绕组组2A从第I逆变器IA供给电力，对第2绕组组2B从第2逆变器IB供给电力。
[0040]第I逆变器IA由包括了分别驱动第I绕组组2A的U相线圈UA、V相线圈VA及W相线圈WA的3组半导体开关UHA、ULA、半导体开关VHA、VLA、半导体开关WHA、WLA的3相电桥电路组成。
[0041 ] 此外，第2逆变器IB由包括了分别驱动第2绕组组2B的U相线圈UB、V相线圈VB及W相线圈WB的3组半导体开关UHB、ULB、半导体开关VHB、VLB、半导体开关WHB、WLB的3相电桥电路组成。
[0042]在本实施方式中，作为构成第I逆变器IA及第2逆变器IB的半导体开关，使用N沟道型MOSFET。
[0043]在第I逆变器IA及第2逆变器IB中，半导体开关UH、UL漏极-源极间被串联连接在电源VB和接地点之间，在半导体开关UH和半导体开关UL的连接点上连接U相线圈U。
[0044]此外，在第I逆变器IA及第2逆变器IB中，半导体开关VH、VL漏极-源极间被串联连接在电源VB和接地点之间，在半导体开关VH和半导体开关VL的连接点上连接V相线圈V。
[0045]此外，在第I逆变器IA及第2逆变器IB中，半导体开关WH、WL漏极-源极间被串联连接在电源VB和接地点之间，在半导体开关WH和半导体开关WL的连接点上连接W相线圈W。
[0046]第I驱动电路303A是驱动构成第I逆变器IA的半导体开关的电路，包括分别驱动第I逆变器IA中的高电位侧开关元件即半导体开关VHA、UHA、WHA的3个高电位侧驱动器、以及分别驱动第I逆变器IA中的低电位侧开关元件即半导体开关VLA、ULA、WLA的3个低电位侧驱动器。
[0047]此外，第2驱动电路303B是驱动构成第2逆变器IB的半导体开关的电路，包括分别驱动第2逆变器IB中的高电位侧开关元件即半导体开关VHB、UHB、WHB的3个高电位侧驱动器、以及分别驱动第2逆变器IB中的低电位侧开关元件即半导体开关VLB、ULB、WLB的3个低电位侧驱动器。
[0048]再有，高电位侧开关元件可以称为上游侧驱动元件或上臂，低电位侧开关元件可以称为下游侧驱动元件或下臂。
[0049]此外，高电位侧开关元件和低电位侧开关元件的连接点构成逆变器输出点。
[0050]然后，第I驱动电路303A及第2驱动电路303B根据来自微计算机302的指令信号，驱动构成逆变器1A、1B的各半导体开关。
[0051 ]如上述，本实施方式的电机控制装置包括了包含第I绕组组2A、第I逆变器IA的第I通电系统和包含第I绕组组2B、第2逆变器IB的第2通电系统的两个通电系统。
[0052]再有，可以将第I通电系统称为第I通道chi，将第2通电系统称为第2通道ch2。
[0053]此外，在电源VB和第I逆变器IA之间，设置用于切断对第I逆变器IA的电源供给的电源继电器304A，在电源VB和第2逆变器IB之间，设置用于切断对第2逆变器IB的电源供给的电源继电器304B。
[0054]在本实施方式中，电源继电器304A及电源继电器304B由半导体开关构成，构成电源继电器304A、304B的半导体开关由驱动电路305A、305B驱动。
[0055]再有，作为电源继电器304A、304B，可以使用将接点物理移动地进行开闭的电磁继电器。
[0056]电源继电器304A、304B的驱动电路305A、305B根据来自微计算机302的指令信号，驱动构成电源继电器304A、304B的半导体开关。即，微计算机302能够分别独立地切断对第I逆变器IA的电源供给和对第2逆变器IB的电源供给。
[0057]此外，为了抑制对逆变器1A、1B供给的电源电压的变动，设置将电源继电器304A、304B与逆变器1A、1B之间的电源线路和接地点连接的电容器306A、306B。
[0058]此外，设置分别检测各绕组2A、2B的各绕组端电压的电压监视电路307A、307B，电压监视电路307A、307B将各绕组2A、2B的各绕组端电压的检测信号输出到微计算机302。而且，为了固定逆变器1A、1B的开关元件被全部截止时的各绕组端的电位，设置用于将各绕组2A、2B的U相UA、UB上拉的上拉电阻RA、RB。
[0059]角度传感器308检测转子201的角度，将角度数据的信号输出到微计算机302。
[0060]进而，连接低电位侧的半导体开关UL、VL、WL和高电位侧的半导体开关UH、VH、WH之间和三相绕组U、V、W的驱动线路，换句话说，在逆变器1A、1B的输出点和三相绕组U、V、W之间，分别设置检测在三相绕组1]、￥、胃中流动的相电流的电流传感器3011^、301￥4、301職、301UB、301VB、301WB。
[0061 ] 再有，电流传感器301UA、301VA、301WA、301UB、301VB、301WB可以称为电流检测电阻、电流检测器或电流检测部件。
[0062]图3是表示微计算机302中的逆变器IA、IB的控制功能的一例的功能框图。
[0063 ]目标辅助转矩运算单元6基于转向转矩或车速等的转向条件，运算目标辅助转矩，即，电动机130的输出转矩的目标值。
[0064]这里，目标辅助转矩运算单元6单独地设定第I通电系统的目标辅助转矩和第2通电系统的目标辅助转矩，以在第I通电系统中的通电控制下发生的电机转矩和在第2通电系统中的通电控制下发生的电机转矩的总和发生转向助力。
[0065]角度运算单元10输入角度传感器308的信号，运算电动机130的转子201的角度。
[0066]电机旋转运算单元5基于角度运算单元10运算的转子201的角度的信息，运算电动机130的转速(rpm)，将电机转速的信号输出到输出电压运算单元4。
[0067]输出电压运算单元4输入各通电系统的目标辅助转矩的数据、电动机130的转速的数据，进而，输入由三相二相转换单元11运算出的每个通电系统的d轴实际电流值Id、q轴实际电流值Iq。
[0068]然后，输出电压运算单元4运算并输出第I逆变器IA的d轴电压指令值Vdl、q轴电压指令值Vql、以及第2逆变器IB的d轴电压指令值Vd2、q轴电压指令值Vq2。
[0069]三相二相转换单元11基于电流传感器301UA、301VA、301WA的输出信号、S卩，在第I绕组组2A的各相中流动的实际电流的检测值，运算第I通电系统的d轴实际电流值Idl及q轴实际电流值Iql。
[0070]此外，三相二相转换单元11基于电流传感器301UB、301VB、301WB的输出信号，SP，在第2绕组组2B的各相中流动的实际电流的检测值，运算第2通电系统的d轴实际电流值1(12、9轴实际电流值192。
[0071]然后，三相二相转换单元11将第I通电系统的d轴实际电流值Idl、q轴实际电流值Iq1、以及第2通电系统的d轴实际电流值Id2、9轴实际电流值Iq2的数据分别输出到输出电压运算单元4和目标辅助转矩运算单元6。
[0072]输出电压运算单元4输出的d轴电压指令值Vdl、q轴电压指令值Vql被输入到第I输出占空比运算单元7A。
[0073]第I输出占空比运算单元7A基于d轴电压指令值Vdl、q轴电压指令值Vql、以及第I逆变器IA的电源电压，运算并输出第I逆变器IA的PffM控制中的d轴占空比Dutydl及q轴占空比Dutyql。
[0074]此外，输出电压运算单元4输出的d轴电压指令值Vd2及q轴电压指令值Vq2被输入到第2第I输出占空比运算单元7B。
[0075]第2第I输出占空比运算单元7B基于d轴电压指令值Vd2、q轴电压指令值Vq2、以及第2逆变器IB的电源电压，运算并输出第2逆变器IB的冊M控制中的d轴占空比Dutyd2及q轴占空比Dutyq2。
[0076]从第I输出占空比运算单元7A输出的d轴占空比Dutydl、q轴占空比Dutyql、进而电动机130的转子角度的信息被输入到第I 二相三相变换单元8A。然后，第I 二相三相变换单元8A运算并输出第I绕组组2A的3相各自的占空比指令值DutyUl、DutyVl、DutyWl。
[0077]此外，从第2输出占空比运算单元7B输出的d轴占空比Dutyd2、q轴占空比Dutyq2、进而电动机130的转子角度的信息被输入到第2 二相三相变换单元SB。然后，第2 二相三相变换单元8B运算并输出第2绕组组2B的3相各自的占空比指令值DutyU2、DutyV2、DutyW2。
[0078]第I静寂时间补偿单元9A输入从第I二相三相变换单元8A输出的占空比指令值DutyUl、DutyVl、DutyWl，运算实施了静寂时间补偿的占空比指令值DutyUl、DutyVl、DutyWl并输出到逆变器1A。
[0079]此外，第2静寂时间补偿单元9B输入从第2二相三相变换单元SB输出的占空比指令值0的71]2、01^7￥2、01^7?2，运算实施了静寂时间补偿的占空比指令值DutyU2、DutyV2、DutyW2并输出到逆变器IB。
[0080]静寂时间补偿是，为了逆变器1A、1B的上下臂不短路，在使比较三角波和指令值所得的结果即PWM信号的上升沿延迟相当于静寂时间而生成开关元件的栅极信号的PWM控制中，用于抑制静寂时间电压造成的电压降等的处理。
[0081]此外，逆变器输出导通/截止判定单元12输入第I通电系统的电流传感器301UA、301VA、301WA的输出信号、以及第2通电系统的电流传感器301UB、301VB、301WB的输出信号，基于电流检测值控制第I通电系统的截止指令信号、第2通电系统的截止指令信号的输出。
[0082]逆变器输出导通/截止判定单元12输出的第I通电系统的截止指令信号被输入到第I通电系统导通/截止单元13A，第I通电系统导通/截止单元13A若输入截止指令信号，则将第I逆变器IA的全部开关元件操作为截止，使第I逆变器IA的动作停止。
[0083 ]再有，使逆变器的动作停止的处理是使从逆变器向绕组的电流输出停止的处理。
[0084]同样地，逆变器输出导通/截止判定单元12输出的第2通电系统的截止指令信号被输入到第2通电系统导通/截止单元13B，第2通电系统导通/截止单元13B若输入截止指令信号，则将第2逆变器IB的全部开关元件操作为截止，使第2逆变器IB的动作停止。
[0085]此外，逆变器输出导通/截止判定单元12输出的第I通电系统的截止指令信号、第2通电系统的截止指令信号被输出到目标辅助转矩运算单元6，目标辅助转矩运算单元6根据逆变器输出导通/截止判定单元12的逆变器1A、1B的动作停止指令状态，运算每个通电系统的目标辅助转矩。
[0086]接着，根据图4的流程图说明逆变器输出导通/截止判定单元12进行的逆变器1A、IB的动作停止控制。
[0087]图4的流程图所示的例程，由微计算机302通过每规定时间的中断处理来执行。
[0088]再有，在微计算机302中，中断处理的周期即规定时间，例如被设定为lms。
[0089]首先，微计算机302在步骤S501中，判别第I通电系统的异常检测计数器CA是否在规定值Cl以上。
[0090]再有，假设上述的第I通电系统的异常检测计数器CA、以及后述的第2通电系统的异常检测计数器CB是初始值例如为零的计数器。
[0091]此外，在微计算机302中，规定值Cl例如被设定为5。
[0092]微计算机302若检测到第I通电系统的异常检测计数器CA不足规定值Cl，则进至步骤S502，判断第I通电系统的异常确定标志FA是否为开启、或在第I通电系统的第I绕组组2A的各绕组中流动的相电流之和的绝对值高于规定电流SLC的状态是否为持续规定时间TI以上的状态。
[0093]相电流之和的绝对值高于规定电流SLC的状态是，偏离包含相电流之和为零的规定范围的状态。
[0094]再有，微计算机302中，规定电流SLC及规定时间Tl以能够区别通电系统是正常还是异常而被设定，规定电流SLC是SLC>0A，例如被设定为10A，规定时间Tl例如被设定为5ms ο
[0095]通电系统为正常时相电流之和为近似零，如果相电流之和的绝对值在零附近，则微计算机302判断为该通电系统的相电流为正常。另一方面，若相电流值之和从零偏移到规定以上的状态持续规定时间Tl以上，则微计算机302判断为该通电系统的相电流为异常状
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[0096]再有，相电流之和的绝对值为零附近的状态是，在包含相电流之和的绝对值为零的规定范围内的状态，规定范围是，能够考虑检测误差等而被视为近似零的范围。
[0097]这里，在第I通电系统的异常确定标志FA为关闭，处于第I通电系统的异常没有确定的状态，并且第I绕组组2Α的相电流之和的绝对值高于规定电流SLC的状态也不是持续规定时间Tl以上的状态的情况下，S卩，第I通电系统的相电流为正常的情况下，微计算机302进至步骤S503。
[0098]在步骤S503中，微计算机302判别第2通电系统的异常检测计数器CB是否为规定值Cl以上。
[0099]再有，微计算机302中，规定值Cl例如被设定为5。
[0100]若第2通电系统的异常检测计数器CB不足规定值Cl，则微计算机302进至步骤S504，判断第2通电系统的异常确定标志FB是否为开启、或第2通电系统的第2绕组组2B的各绕组中流动的相电流检测值之和的绝对值高于规定电流SLC的状态是否为持续规定时间Tl以上的状态。
[0101]这里，在第2通电系统的异常确定标志FB为关闭，处于第2通电系统的异常没有确定的状态，并且第2绕组组2B的相电流之和的绝对值高于规定电流SLC的状态也不是持续规定时间Tl以上的状态的情况下，S卩，在第2通电系统的相电流为正常，并且第I通电系统的相电流也为正常的情况下，微计算机302使本例程直接结束，通常使第I通电系统及第2通电系统的逆变器动作。
[0102]另一方面，若第I绕组组2A的相电流之和的绝对值高于规定电流SLC，并且这样的相电流的异常状态持续规定时间Tl以上，则微计算机302从步骤S502进至步骤S505。
[0103]在步骤S505中，微计算机302判别第2通电系统的异常确定标志FB是否为关闭、或第2通电系统的异常检测计数器CB是否为规定值Cl以上。
[0104]然后，在第2通电系统的异常确定标志FB为关闭的情况、以及第2通电系统的异常检测计数器CB为规定值Cl以上的情况下，微计算机302进至步骤S506，将第I通电系统的异常确定标志FA设定为表示第I通电系统的异常被确定了的开启状态。
[0105]这里，在先在第I通电系统中检测出相电流之和的异常的情况下，在步骤S505中第2通电系统的异常确定标志FB为关闭的条件成立，微计算机302进至步骤S506。
[0106]再有，假设异常确定标志FA、FB在初始状态中为关闭，在被切换为开启后，直至进行在维修车间等中的复位操作为止都保持开启状态。
[0107]在步骤S506中将第I通电系统的异常确定标志FA切换为导通后，微计算机302进至步骤S507，因输出第I通电系统的逆变器IA的截止指令，将构成第I通电系统的第I逆变器IA的开关元件操作为全部截止，使第I逆变器IA的动作停止。
[0108]此时，微计算机302将电源继电器304A保持为导通状态。在将电源继电器304A进行了截止操作后，若电容器306A的电荷被放电，并且电源电压VB上升，则即使第I逆变器IA为截止，起因于存在MOSFET的寄生二极管，从持续开关动作的第2逆变器IB向第I逆变器IA流动电流，有第2通电系统中的相电流之和不为O的顾虑。
[0109]因此，微计算机302使电源继电器304A仍然保持为导通状态。但是，在电源继电器304A的截止操作后被判断为没有电容器306A的放电和电源电压VB的上升的情况中，微计算机302也可将电源继电器304A截止。
[0110]微计算机302在步骤S507中输出了第I通电系统的截止指令后，进至步骤S508，使第I通电系统的异常检测计数器CA从上次值增大规定值Δ Co
[0111]再有，微计算机302中，规定值△C例如被设定为I。
[0112]微计算机302如上述那样实施了第I通电系统的异常检测计数器CA的增加计数处理后，在下一个中断定时进至了步骤S501时，若判别为第I通电系统的异常检测计数器CA不足规定值Cl，则进至步骤S502，判定为第I通电系统的异常确定标志FA为开启，进至步骤S505o
[0113]然后，若在步骤S505中判断为第2通电系统的异常确定标志FB为关闭，则进至步骤S506-步骤S508，再次执行第I通电系统的异常检测计数器CA的增加计数。
[0114]S卩，在将第I通电系统的异常确定标志FA切换为开启而使逆变器IA的动作停止后，在第I通电系统的异常检测计数器CA增加计数到规定值Cl为止的延迟期间中，微计算机302不进至步骤S503以后，而如后述那样，没有确定第2通电系统的异常。
[0115]异常检测计数器CA对本例程每次被中断执行就被增加计数，本例程每一定时间被中断执行，所以第I通电系统的异常检测计数器CA增加到规定值Cl的期间是由规定值Cl和中断执行周期确定的规定时间。
[0116]在第I通电系统的异常确定标志FA切换到开启后，若第I通电系统的异常检测计数器CA增加计数到规定值Cl，则微计算机302在步骤S501中判断为第I通电系统的异常检测计数器CA为规定值Cl以上，绕过步骤S502而进至步骤S503。
[0117]S卩，在第I通电系统的异常检测计数器CA增加计数到规定值Cl为止的期间中，即使第2通电系统的相电流之和的绝对值高于规定电流SLC的状态为持续了规定时间TI以上的状态，基于这样的异常状态的检测，第2通电系统的异常仍不确定，第2通电系统的逆变器IB的动作不停止地持续。
[0118]换句话说，在确定第I通电系统的异常之后直至异常检测计数器CA增加计数到规定值Cl为止的期间，第2通电系统中的相电流的异常检测被无效，与无异常的情况同样，第2通电系统的逆变器IB被驱动控制。
[0119]在确定第I通电系统的异常之后经过规定期间后进至了步骤S503的情况下，不进行第2通电系统的异常检测计数器CB的增加计数，所以微计算机302判断为第2通电系统的异常检测计数器CB不足规定值Cl，进至步骤S504。
[0120]这里，如果在第2通电系统的相电流中也发生异常，第2绕组组2B的相电流之和的绝对值高于规定电流SLC的状态持续规定时间Tl以上，则微计算机302从步骤S504进至步骤S509o
[0121]微计算机302在步骤S509中，将第2通电系统的异常确定标志FB设定为开启，在接着的步骤S510中，通过输出第2通电系统的截止指令，将构成第2通电系统的第2逆变器IB的全部开关元件进行截止操作，使第2逆变器IB的动作停止。
[0122]进而，微计算机302进至步骤S511，使第2通电系统的异常检测计数器CB从上次值增大规定值A Cl。
[0123]另一方面，在确定了第I通电系统的异常后的异常检测计数器CA达到了规定值Cl的时刻，如果在第2通电系统的相电流中没有异常，则微计算机302绕过步骤S509-步骤S511，使本例程结束。
[0124]在该情况下，第I通电系统的逆变器IA的动作因第I绕组组2A的相电流的异常而被停止，但第2绕组组2B的相电流为正常，所以通过第2通电系统的第2逆变器IB的动作使电机驱动持续。
[0125]于是，即使在第2通电系统的相电流中有异常，直至确定了第I通电系统的异常后的异常检测计数器CA达到规定值Cl为止的规定期间，微计算机302都不进至步骤S509以后。由此，第2通电系统的第2逆变器IB的动作被持续，但如果即使在异常检测计数器CA达到了规定值Cl的时刻，第2通电系统的相电流的异常状态持续，则使第2通电系统的第2逆变器IB的动作停止。
[0126]在上述的说明中，将在第I通电系统的相电流中发生了异常的情况作为例子，说明了处理的流程，但在第2通电系统的相电流中发生了异常的情况下，微计算机302也实施同样的处理。
[0127]S卩，在第I通电系统的相电流为正常的状态中，若在第2通电系统的相电流中产生异常，第2绕组组2B的相电流之和从零偏移到规定以上的状态持续规定时间以上，则微计算机302从步骤S504进至步骤S509-步骤S511，将第2通电系统的异常确定标志FB设定为开启，开始异常检测计数器CB的增加计数。
[0128]然后，微计算机302在将第2通电系统的异常确定标志FB设定为开启后即使检测第I通电系统的相电流的异常，直至在步骤S505中检测到异常检测计数器CB为规定值Cl以上为止，换句话说，从使第2通电系统的逆变器IB的动作停止起经过规定期间为止，不使第I通电系统的异常被确定，而使第I通电系统的逆变器IA的动作持续。
[0129]在从使第2通电系统的逆变器IB的动作停止起经过了规定期间时，如果第I通电系统的相电流为异常，则微计算机302从步骤S505进至步骤S506，接续第2通电系统的异常确定来确定第I通电系统的异常。
[0130]这里，在大致同时地发生了第I通电系统的相电流的异常和第2通电系统的相电流的异常的情况下，在进行图4的流程图的处理的情况下，微计算机302为了在第2通电系统的相电流的异常判定之前实施第I通电系统的相电流的异常判定，首先，确定第I通电系统的异常，之后在经过规定期间之后确定第2通电系统的异常。
[0131]S卩，在图4的流程图所例示的处理中，是作为使第I通电系统的异常判定设为优先的结构，但相反地，也可以设为使第2通电系统的异常判定为优先的结构。
[0132]再有，在各通电系统中无异常的情况下，目标辅助转矩运算单元6将基于转向转矩和车速等的转向条件所要求的总目标辅助转矩，例如等分地分配给第I通电系统和第2通电系统。
[0133]另一方面，在对逆变器IA和逆变器IB的其中一方确定异常，使一方的动作停止，将另一方的动作持续的情况下，目标辅助转矩运算单元6可以将确定了异常的通电系统的目标辅助转矩设定为零，另一方面，将另一方的通电系统的目标辅助转矩设为总目标辅助转矩，以使由另一方的逆变器的动作发生基于转向转矩和车速等的转向条件所要求的总目标辅助转矩。
[0134]此外，也可以将处于正常的另一方的通电系统的目标辅助转矩设定为小于总目标辅助转矩、高于总目标辅助转矩的一半的任意的值。
[0135]接着，例示故障模式而具体地说明图4的流程图所示的微计算机302的处理的作用、效果。
[0136]作为故障模式的一例，图5例示发生了通电系统间的短路的情况，具体地说，表示第I绕组组2A的W相的驱动线路和第2绕组组2B的U相的驱动线路出现了短路的例子。
[0137]这样，在发生了通电系统间的短路故障的情况下，例如，若两通电系统的逆变器被控制为电流从U相流动到V相的状态，则在第I通电系统中，U相中流入的电流通过W相流出到短路路径中，在该短路路径中流出的电流成为在电流传感器30IUA、30IVA、30IWA中未被检测的电流。
[0138]因此，若将向电机流入电流的方向，换句话说，将朝向中性点的方向用正表示，将从电机流出电流的方向，换句话说，将从中性点离开的方向用负表示，则因在负方向的电流即在短路路径中流出的电流不被检测，所以如图6所示，在电流传感器301UA、301VA、301WA中所检测的电流之和从无故障时的零偏移到正侧。
[0139]另一方面，在第2通电系统中，因来自第I通电系统的泄漏电流流入到U相，所以发生在电流传感器30IUA、301VA、301WA中未被检测的正方向的电流，作为负的电流，因来自第I通电系统的泄漏电流也包含在内地检测，所以如图6所示，第2通电系统中的相电流之和从无故障时的零偏移到负侧。
[0140]在这样的故障模式中，若微计算机302实施图4的流程图所示的处理，首先，因第I通电系统的相电流之和的异常被检测，所以第I通电系统的第I逆变器IA的开关元件被全部截止。
[0141 ]在第I通电系统和第2通电系统之间发生了短路的情况下，在第I通电系统的相电流之和为异常时，第2通电系统的相电流之和也变得异常，但如前述，在确定第I通电系统的异常而使第I逆变器IA的动作停止之后规定期间，不进行基于第2通电系统的异常诊断的第2逆变器IB的动作停止处理。
[0142]然后，若确定第I通电系统的相电流之和的异常，将第I通电系统的第I逆变器IA的开关元件全部地截止，则没有从通过了短路路径的第I通电系统向第2通电系统的电流的流入，所以第2通电系统的相电流之和返回到正常的零附近。
[0143]这里，在确定第I通电系统的异常并使第I逆变器IA的动作停止后经过规定期间之后，进行基于第2通电系统的异常诊断的第2逆变器IB的动作停止处理，所以在系统间的短路故障的情况下，没有短路的影响之后而最终地判断第2通电系统的相电流之和是否为正常。
[0144]因此，即使因短路故障而在双方的通电系统中相电流之和表示异常，但使两通电系统的逆变器动作会停止的情况被抑制，能够通过一方的通电系统的逆变器的动作持续而使电机驱动持续。
[0145]由此，在电动动力转向装置100中，即使发生通电系统间的短路故障，也能够持续地发生转向助力。
[0146]再有，从确定第I通电系统的异常起至实施第2通电系统的异常诊断为止的期间，适合成为在第I通电系统的逆变器IA的开关元件稳定为截止状态，在发生系统间的短路故障时，为了第2通电系统的相电流之和返回到正常值即零附近所需要的足够时间。
[0147]换句话说，在发生两通电系统间的短路故障时，即使将第I通电系统的第I逆变器IA的开关元件设为截止状态，若直至实施第2通电系统的诊断为止的延迟时间短，则因在第2通电系统的相电流之和返回到正常值前会进行诊断，尽管可持续一方的通电系统的电机驱动，有被诊断为双方的通电系统为异常而两通电系统的逆变器动作被停止的情况。
[0148]因此，在发生通电系统间的短路故障时，设定有规定值Cl，以便因使一方的通电系统的逆变器的动作停止而有足够的时间用于另一方的通电系统的相电流之和返回到正常值。
[0149]此外，图7例示在第I通电系统和第2通电系统的其中一方中发生了异常，而另一方为正常的故障模式。具体地说，例示了第I通电系统的W相的驱动线路和接地点出现短路，在第2通电系统中未发生短路等的故障的情况。
[0150]在这样的故障模式中，如图7所示，因通过了第I通电系统的W相的电流在电流传感器301WA中流动前流出到接地点，所以如图8所示，相电流之和从零偏移到正侧，但第2通电系统的相电流之和为正常值即维持在零附近。
[0151]然后，在上述故障模式的情况下，因第I通电系统的相电流之和从零偏移到正侧，所以第I通电系统的异常被确定。但是，即使在第I通电系统的相电流之和中产生异常，这样的异常对第2通电系统的相电流也不产生影响。因此，在从第I通电系统的异常被确定至经过了规定期间的时刻，第2通电系统的相电流为正常，第2通电系统的逆变器IB的动作持续。
[0152]S卩，在图4的流程图所示的处理中，在2个通电系统的一方中发生异常，另一方的通电系统为正常的情况下，使发生了异常的通电系统的逆变器动作停止，但能够使正常的通电系统的逆变器的动作持续而使电机驱动持续，能够持续地发生转向助力。
[0153]此外，图9例示在第I通电系统和第2通电系统的双方中发生了异常的故障模式。具体地说，例示了第I通电系统的W相的驱动线路和接地点出现短路，相同地，第2通电系统的W相的驱动线路和接地点出现短路的情况。
[0154]在这样的故障模式中，如图9所示，因通过了第I通电系统的W相的电流在电流传感器301WA中流动前流出到接地点，所以如图10所示，第I通电系统的相电流之和从零偏移到正侧，相同地，因通过了第2通电系统的W相的电流在电流传感器301WB中流动前流出到接地点，所以图10所示，第2通电系统的相电流之和从零偏移到正侧。
[0155]然后，因上述故障模式的情况，第I通电系统的相电流之和从零偏移到正侧，首先，第I通电系统的异常被确定。通过这样的第I通电系统的异常确定，第I通电系统的逆变器动作被停止，但由此第2通电系统的相电流之和没有返回到正常，从第I通电系统的异常确定后至经过规定期间后对第2通电系统也被确定异常，两通电系统的逆变器动作被停止。
[0156]由此，使发生了异常的两通电系统的逆变器的动作停止，能够抑制在两通电系统的异常状态中持续电机驱动。
[0157]在两通电系统各自中发生了个别的故障的情况，与两通电系统间出现了短路的情况同样，相电流之和在两通电系统中偏离正常值。但是，在先确定一方的通电系统的异常，并在使一方的通电系统的逆变器动作停止后，对另一方的通电系统基于该相电流之和确定有无异常，所以如果另一方的通电系统的相电流之和在一方的通电系统的逆变器动作停止后也为异常，则在两通电系统中发生个别的异常，能够区别通电系统间的短路故障和各通电系统的个别故障。
[0158]S卩，即使是两通电系统各自中的相电流之和都表示异常值的情况，通电系统间的短路故障的情况也使其中一方的通电系统的逆变器动作持续而持续电机驱动，另一方面，在各通电系统各自发生个别的故障的情况下，通过使两通电系统的逆变器动作都停止，能够抑制电机被错误控制。
[0159]在前述的图6、图8、图10中，表示第I通电系统中的3相各自的电流检测值之和与第2通电系统中的3相各自的电流检测值之和的合计值。
[0160]如图6所示，在两通电系统间发生短路，一方的通电系统中的相电流之和偏移到正侦U，另一方的通电系统中的相电流之和偏移到负侧的情况下，使两通电系统的逆变器动作的状态中的合计值，因一方的通电系统的和向正侧的偏移与另一方的通电系统的和向负侧的偏移被抵消而为零附近。
[0161]此外，若使一方的通电系统的逆变器动作停止，则一方的相电流之和为零，进而，因没有通向另一方的通电系统的短路路径的电流的流入，另一方的相电流之和返回零，合计值通过异常确定的前后而维持零附近。
[0162]即，在两通电系统间发生短路的情况下，尽管两通电系统各自中的相电流之和表示偏离了零的异常值，但在一方的通电系统的逆变器动作的停止前后合计值维持近似零。换句话说，在两通电系统中相电流之和表示异常值时，在相电流之和的合计值为近似零，使一方的通电系统的逆变器动作停止后也维持近似零的情况下，能够诊断两通电系统发生短路故障。
[0163]另一方面，如图8所示，在一方的通电系统中发生异常，另一方的通电系统为正常的情况下，在将发生了异常的通电系统的逆变器动作停止前的状态中，合计值偏离零，通过将发生了异常的通电系统的逆变器动作停止，合计值返回零。
[0164]因此，在使一方的通电系统的逆变器动作基于相电流之和的异常而被停止后，在经过了异常检测计数器增加计数至规定值Cl的规定期间时，在另一方的通电系统的相电流之和表示正常值的情况中，能够判定为使所述一方的通电系统的逆变器动作停止前的合计值为零附近的情况是两通电系统间的短路，能够判定为使所述一方的通电系统的逆变器动作停止前的合计值不为零的情况是所述一方的通电系统的个别故障。
[0165]此外，若将图6的两通电系统间的短路故障的情况和图10的两通电系统各自的个别故障的情况进行比较，则在使一方的通电系统的逆变器动作基于相电流之和的异常而被停止前，在双方的故障模式中两通电系统的相电流之和分别表示异常值。
[0166]但是，在两通电系统间的短路故障模式中，对表示异常值的相电流之和的合计值在零附近来说，在两通电系统的个别故障模式中，有表示异常值的相电流之和的合计值不在零附近的情况，在表示异常值的相电流之和的合计值为零附近时能够判定两通电系统间的短路故障。
[0167]进而，在使一方的通电系统的逆变器动作基于相电流之和的异常而被停止前，在两通电系统的相电流之和都表示异常值的情况下，若即使经过一方的动作停止后异常检测计数器增加计数至规定值Cl的规定期间，另一方的通电系统的相电流之和仍持续地表示异常值，则能够判定为两通电系统都为个别故障状态。
[0168]以上，参照优选实施方式具体地说明了本发明的内容，但基于本发明的基本的技术思想及指教，只要是本领域技术人员，则显然可采用各种各样的变形方式。
[0169]本发明的电机控制装置，除了三相绕组U、V、W被星形连接的电动机130之外，也可以适用于通过三角形连接或被称为三角连接的连接结构来连接三相绕组U、V、W的电动机。
[0170]图11例示三相绕组U、V、W被三角形连接的电动机中的电流传感器301的配置。在图11所示的例子中，在逆变器IA、IB的输出点和被三角形连接的三相绕组U、V、W的连接点之间配置电流传感器301U、301V、301W。
[0171]此外，在包括3个以上由三相绕组U、V、W组成的绕组组、包括3个以上驱动各个绕组组的逆变器的装置中，也能够适用本发明的电机控制装置。
[0172]此外，适用本发明的驱动控制装置的电机不限定于在车辆用的电动动力转向装置中发生转向助力的电动机，能够适用于作为发动机的可变气门机构的促动器的电机、用于栗驱动的电机等的各种各样的电机。
[0173]此外，在多个通电系统的任意一个中发生了故障时，能够使车灯、蜂鸣器等的报警装置动作而将使用电机的电动动力转向装置等的异常通知车辆的驾驶员。
[0174]标号说明
[0175]1A...第I逆变器、1B...第2逆变器、2A...第I绕组组、2B...第2绕组组、4...输出电压运算单元、5...电机旋转运算单元、6...目标辅助转矩运算单元、7A...第I输出占空比运算单元、7B...第2输出占空比运算单元、8A...第I二相三相变换单元、SB...第2二相三相变换单元、9A...第I静寂时间补偿单元、9B...第2静寂时间补偿单元、11...三相二相变换单元、12...逆变器输出导通/截止判定单元、13A...第I通电系统导通/截止单元、13B...第2通电系统导通/截止单元、130电机、150...电子控制单元、301UA、301VA、301WA、301UB、301VB,30IffB...电流传感器、302...微计算机、304A，304B...电源继电器、307...电压监视器电路、UHA，VHA，WHA，UHB，VHB，WHB...高电位侧开关元件、ULA，VLA，WLA，ULB，VLB，WLB...低电位侧开关元件。
【主权项】
1.一种电机控制装置，是包括了多个包含由对应于多个相的绕组构成的绕组组和对所述绕组组的各相输出电流的逆变器的通电系统的电机控制装置，它包括: 第I控制单元，对所述多个通电系统的各个通电系统检测有无异常，并将检测到异常的发生的通电系统的逆变器的动作停止;以及 第2控制单元，检测从由所述第I控制单元停止所述多个通电系统之中的一个通电系统的逆变器的动作之后是否在规定期间内，并在所述规定期间内使被检测出异常的发生的其它的通电系统的逆变器的动作持续。2.如权利要求1所述的电机控制装置， 所述第I控制单元读入在所述绕组组的各个绕组中流动的电流的检测值，对包含电流的检测值之和脱离规定范围的绕组组的通电系统，检测异常的发生。3.如权利要求1所述的电机控制装置， 所述第2控制单元将在所述规定期间内所述第I控制单元中的有关其它的通电系统的异常发生的检测设为无效。4.如权利要求3所述的电机控制装置， 所述第I控制单元在经过所述规定期间之后对被检测出异常的通电系统停止逆变器的动作。5.如权利要求3所述的电机控制装置，还包括: 第3控制单元，在读入在所述绕组组的各个绕组中流动的电流的检测值的同时，输入所述第I控制单元的逆变器的动作停止指令， 在多个通电系统中发生各相的电流之和脱离规定范围的异常，通过对发生了异常的多个通电系统之中的一个停止逆变器的动作而其它的通电系统中的各相的电流之和返回到正常时，检测发生了异常的多个通电系统间的短路的发生。6.如权利要求3所述的电机控制装置，还包括: 第4控制单元，读入在所述绕组组的各个绕组中流动的电流的检测值， 在多个通电系统中发生各相的电流之和脱离规定范围的异常，相加了发生了异常的多个通电系统的各自中的各相的电流之和所得的值在规定范围内时，检测发生了异常的多个通电系统间的短路的发生。7.如权利要求3所述的电机控制装置，还包括: 第5控制单元，在读入所述绕组组的各个绕组中流动的电流的检测值的同时，输入所述第I控制单元的逆变器的动作停止指令， 在多个通电系统中发生各相的电流之和脱离规定范围的异常，即使对发生了异常的多个通电系统之中的一个停止逆变器的动作，其它的通电系统中的各相的电流之和也不返回到正常时，检测在多个通电系统中发生了个别的异常。8.如权利要求1所述的电机控制装置， 所述第2控制单元中的所述规定期间是基于从进行使所述逆变器的动作停止的处理起至各相的电流稳定为止的时间的期间。9.如权利要求1所述的电机控制装置， 所述第I控制单元读入在所述绕组组的各个绕组中流动的电流的检测值，基于读入的电流的检测值，检测有无异常。10.如权利要求9所述的电机控制装置，还包括: 电流检测器，在所述逆变器的输出单元的各自中检测各相的电流。11.如权利要求1所述的电机控制装置， 所述第I控制单元使检测出异常的发生的通电系统的逆变器的动作停止，将在被停止了动作的逆变器和电源之间配置的电源继电器保持为导通。12.如权利要求1所述的电机控制装置， 作为所述多个通电系统，包括第I通电系统和第2通电系统的2个通电系统， 所述第I控制单元在所述第I通电系统为正常时对所述第2通电系统进行有无异常的检测，同时在使所述第I通电系统的逆变器的动作停止之后经过所述规定期间时对所述第2通电系统进行有无异常的检测。13.如权利要求1所述的电机控制装置， 所述第I控制单元对每个通电系统读入在所述绕组组的各个绕组中流动的电流的检测值，对各相的电流之和的绝对值大于规定值的状态持续了规定时间的通电系统检测异常的发生，其中，规定值>0。14.如权利要求1所述的电机控制装置， 作为所述多个通电系统，包括第I通电系统和第2通电系统的2个通电系统， 还包括:第6控制单元，在输入所述第I控制单元的逆变器的动作停止指令及所述第2控制单元的逆变器的动作持续指令，所述第I通电系统和所述第2通电系统的任意一方的逆变器的动作被停止，另一方的逆变器的动作被持续时，使包含所述另一方的逆变器的通电系统中的目标电机转矩比停止所述一方的逆变器的动作之前增大。15.—种电机的控制方法，是包括了多个包含由对应于多个相的绕组构成的绕组组和对所述绕组组的各相输出电流的逆变器的通电系统的电机的控制方法，它包括: 对所述多个通电系统的各个通电系统检测有无异常的步骤； 停止被检测出异常的发生的通电系统的逆变器的动作的步骤；以及 在所述逆变器的动作被停止之后为规定期间内时使被检测出异常的发生的其它的通电系统的逆变器的动作持续的步骤。
【文档编号】H02P27/06GK106063121SQ201580011301
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年1月21日 公开号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
【发明人】小关知延, 矢次富美繁
【申请人】日立汽车系统株式会社