电动机控制装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供在电动机控制装置中能可靠地实施控制系统的故障判定的具体的实现单元。电动机控制装置包括：电动机驱动单元，该电动机驱动单元对电动机提供电动机电流；电动机电流检测单元，该电动机电流检测单元对所述电动机电流进行检测；以及控制器，从所述电动机电流检测单元向该控制器输入电动机电流检测值，并且该控制器对所述电动机驱动单元输出驱动信号，所述控制器包括：电压控制单元，该电压控制单元对施加于电动机的电压进行控制；电源电压检测单元；在电源电压降低判定时将PWM电路的驱动占空比的最大值（％）限制成较小值的单元；以及故障判定单元，该故障判定单元用于在所述电动机电流值异常时判定为发生故障。
【专利说明】电动机控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于车辆用电动动力转向装置等的电动机控制装置，尤其涉及用于有效地根据电动机电流检测值的异常进行故障判定的电动机控制装置。
【背景技术】
[0002]在现有的这种电动机控制装置中，提出如下方案:在所测定的电动机电流检测值与所存储的电动机电流指令值之间的电流偏差超过规定的判定阈值的情况下，判定为故障状态，将电动机电流指令值设定为“O”来切断电动机输出(例如，参照专利文献I和专利文献2)。
[0003]在上述专利文献所记载的现有电动机控制装置中，即使处于电枢绕组发生短路故障、控制装置与电动机之间的布线发生接地短路故障等故障状态下，因故障发生时的异常电流造成的电压下降所引起的电源电压降低也会较小，且在处于车辆用电动动力转向装置的动作所需的充分的电压值的情况下，依旧能识别出所述正常运行状态和故障状态。
现有技术文献 专利文献
[0004]专利文献1:日本专利特公平6-29031号公报 专利文献2:日本专利特开2006-76332号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005]但是，在现有的电动机控制装置中，若成为故障状态且过电流流过，则由于该电压效应，导致电源电压降低，变成车辆用电动动力转向装置的动作所需的电源电压值以下，在这种情况下，不易识别正常运行状态和异常运行状态，可能会因为故障造成电动机控制装置的电路零部件的损坏、或者判断为处于能检测出故障状态的电压范围以外，从而停止故障判定，不能立即正确地进行故障判定。随着近年来的车载电动机的大电流化，故障状态的过电流值存在越发增大的趋势，因此，上述现象成为越发深刻、重要的技术问题。
[0006]本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于得到一种电动机控制装置，该电动机控制装置在处于电动机的电枢绕组发生短路故障、控制装置与电动机之间的布线发生接地短路故障等故障状态下，防止过电流流过、防止因该过电流导致的电源电压降低等而引起停止故障判定，并且，能实现对电路元件的适当保护。
解决技术问题所采用的技术方案
[0007]本发明的车辆用电动机控制装置包括:电动机驱动单元，该电动机驱动单元对电动机提供电动机电流；电动机电流检测单元，该电动机电流检测单元对所述电动机电流进行检测；控制器，从所述电动机电流检测单元向该控制器输入电动机电流检测值，并且该控制器对所述电动机驱动单元输出驱动信号；电源电压检测单元；电压控制单元，该电压控制单元对施加于所述电动机的电压进行控制；在电源电压降低判定时将PWM电路的驱动占空比的最大值(％)限制成比一般值要小的较小值的单元；以及故障判定单元，该故障判定单元用于在所述电动机电流值异常时判定为发生故障。
发明效果
[0008]根据本发明，在电动机处于故障状态、过电流流过的情况下，防止因该过电流导致的电源电压降低等而引起停止故障判定动作，从而能可靠地执行故障判定，适当地保护电路元件。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是表示对通常的电动动力转向控制装置进行控制的电动机与对该电动机进行控制的控制器之间的关系的图。
图2是表示图1的详细电路结构的框图。
图3是用于对图2中的电动机驱动器、控制器及电动机的功能结构进行说明的详细电路图。
图4是表示在图3的电路中发生短路故障时的状态的电路图。
图5是表示本发明的实施方式I的控制器的处理内容的流程图。
图6是不实施本发明的情况下的电源电压的动作波形图。
图7是实施了本发明的情况下的电源电压的动作波形图。
图8示出了根据本发明的实施方式I进行电源电压降低判定时的PWM电路的驱动占空比的最大值(％)的控制特性图。
【具体实施方式】
[0010]实施方式I
图1表示成为本发明的对象的、车辆用电动动力转向控制装置的一般的简要结构，图2是表示其详细情况的功能结构图。另外，在图中，对相同或相应的部分标注相同标号。
图1中示出了控制器C与电动机M之间的关系，其中，向控制器C输入各种传感器的检测值，控制器C对电动动力转向控制装置进行控制，且电动机M由该控制器C来进行控制。电动机M向电动动力转向控制装置辅助性地提供转矩，由控制器C所控制的电动机驱动器52来驱动电动机M。
[0011]另外，向控制器C输入由车速传感器42所获取的汽车的车速V、由转矩传感器43所检测到且通过相位补偿电路44进行了相位补偿后的转向转矩T、由与电动机M相连的旋转变压器(resolver) R和转子角度检测电路45所检测出的电动机M的转子角度Θ re，而且，为了对施加于电动机M的电压进行控制，还向控制器C输入由电动机电流检测部41所检测出的电动机电流检测值。
[0012]接着，对图2进行说明。在该电动机控制装置中，向控制器C输入由车速传感器42所检测到的车速V、由转矩传感器43所检测到且通过相位补偿电路44进行了相位补偿后的转向转矩T。此外，电动机控制装置包括目标电流运算部61，其用于确定成为使电动机M通电的三相电流的指令值的、目标电流指令值I ’ a* (在U相、V相、W相中流过的三相电流的有效值)。
[0013]为了提高转向感，经由转子角速度运算部65将旋转变压器R和转子角度检测电路45所检测出的电动机M的转子角度Θ re变换为转子角速度ω re，根据经变换的转子角速度core和车速V，利用收敛性校正部64来运算出收敛性校正值IC0*，将该收敛性校正值Ico*提供给加法部62。在加法部62中，将从目标电流运算部61输入的目标电流指令值I’a*和从收敛性校正部64输入的收敛性校正值Ico*相加，设定收敛性校正后目标电流指令值Ia*，该收敛性校正后目标电流指令值Ia*表示要提供给电动机M的U相、V相及W相的三相电流的振幅。此外，为了能作为与电动机M的转子角度0re无关的直流量来处理电流值，在q轴电流指令值运算部66中对上述收敛性校正后目标电流指令值Ia*实施d_q坐标变换，设定q轴电流指令值iqa*。另一方面，d轴电流指令值ida*被设定为零。
[0014]d轴电流指令值Ida*及q轴电流指令值Iqa*分别输入到减法部67d、67q。向这些减法部67d、67q分别提供d轴电流检测值Ida及q轴电流检测值Iqa，该d轴电流检测值Ida及q轴电流检测值Iqa通过三相交流/d_q坐标变换部68、根据用于检测出电动机M的U相中实际流通的U相电流iua的U相电流检测部4Iu、用于检测出V相中实际流过的V相电流iva的V相电流检测部41 V、及用于检测出W相中实际流过的W相电流iwa的W相电流检测部4 Iw的输出来求得。
[0015]因而，从减法部67d、67q分别输出d轴电流指令值Ida*与d轴电流检测值Ida之间的偏差、以及q轴电流指令值Iqa*与q轴电流检测值Iqa之间的偏差。从该减法部67d和67q输出的偏差被分别提供到d轴电流PI (比例积分)控制部69d和q轴电流PI控制部69q，分别求出d轴电压指令值Vda*和q轴电压指令值Vqa*。
[0016]将上述那样求得的d轴电压指令值Vda*和q轴电压指令值Vqa*输入到d_q/三相交流坐标变换部72。此外，向该d-q/三相交流坐标变换部72输入由转子角度检测电路45检测出的转子角度Θ re, d-q/三相交流坐标变换部72根据下式(I)将d轴电压指令值Vda*和q轴电压指令值Vqa*变换为三相交流坐标系的指令值Vua*、Vva*。而且,将该获得的U相电压指令值Vua*和V相电压指令值Vva*输入到三相PWM调制部51。
[0017](数学式I)
【权利要求】
1.一种电动机控制装置，包括:电动机驱动单元，该电动机驱动单元对电动机进行驱动；PWM调制部，该PWM调制部对所述电动机电流进行检测；以及控制器，将所述电动机电流检测单元检测出的电动机电流检测值输入到该控制器，并且该控制器对所述电动机驱动单兀输出驱动信号， 所述控制器包括:电源电压检测单元，该电源电压检测单元对电源电压进行检测；电源电压降低判定单元，该电源电压降低判定单元对所述电源电压的降低进行判定；以及PWM调制部,该PWM调制部通过PWM调制对所述电动机驱动单元提供电动机电流， 所述电源电压降低判定单元中，对电源电压是否在规定电压降低判定值以下进行判定，在所述电源电压降低判定值以上的情况下，将PWM占空比的最大值设定成第一规定值，在所述电源电压降低判定值以下的情况下，将所述PWM占空比的最大值设定成小于所述第一规定值的第二规定值，从而对所述电动机驱动单元进行控制。
2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于， 所述PWM调制部在电源电压上升时将PWM电路的驱动占空比的最大值限制成第一规定值，在电源电压下降时将PWM电路的驱动占空比的最大值限制成小于所述第一规定值的第二规定值。
3.如权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于， 所述电源电压上升时的电源电压降低判定值比电源电压下降时的电源电压降低判定值要大。
4.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于， 还包括故障判定禁止单元，该故障判定禁止单元在规定电源电压下禁止进行故障监视。
5.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，包括: 控制器，该控制器利用三相交流电流进行驱动； 电流检测单元，该电流检测单元对实际流过三相电动机的相电流进行检测；以及故障判定单元，该故障判定单元用于在所述相电流检测值处于规定允许范围外的情况下判定为发生故障。
6.如权利要求1至5所述的电动机控制装置，其特征在于，包括: d-q指令值设定单元，该d_q指令值设定单元设定d_q坐标系的d轴电流指令值及q轴电流指令值以作为要提供给所述电动机的电流； 电流检测单元，该电流检测单元对实际流过所述电动机的相电流进行检测； 三相/d-q轴变换单元,该三相/d-q轴变换单元将由该电流检测单元检测出的相电流检测值变换成d-q坐标系的d轴电流检测值及q轴电流检测值；以及 电压控制单元，该电压控制单元基于由所述d-q指令值设定单元所设定的d轴电流指令值及q轴电流指令值、以及从所述三相/d-q轴变换单元所输出的d轴电流检测值及q轴电流检测值，对施加于所述电动机的电压进行控制。
7.如权利要求6所述的电动机控制装置，其特征在于， 包括故障判定单元，该故障判定单元用于基于所述d轴电流检测值与所述d轴电流指令值之间的差异、或者所述q轴电流检测值与q轴电流指令值之间的差异，来判定发生故障。
【文档编号】H02P29/00GK103460597SQ201180069974
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2011年5月26日 优先权日:2011年5月26日
【发明者】池本克哉, 藤本千明, 和田俊一 申请人:三菱电机株式会社