电动机驱动控制装置、动力转向装置、电动制动装置、电动泵装置的制造方法_4

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数,所以实现了高效率化。此外,(b)中所示的零(0)相电压与图3不同,成为以60度区间为Vmax的波形,(d)中所示的中性点电压波形中叠加了该零(0)相电压。
[0126]即使是图10所示的两相调制的调制波,电动机电流运算器230也能够通过与图3?图9所说明的同样的方法,进行输出线路的异常检测动作。
[0127]从图10可知,在两相调制信号中,与来自逆变器电路110的输出频率同步的电压变动被叠加到电动机300的中性点电压VN上。即使在这种情况下,如图(d)所示,通过按照从矢量V0至矢量V7的顺序,将电动机300的中性点电压VN与额定中性点电压VNR进行比较,能够检测各相的输出线路的异常。
[0128]此外,如上所述,也能够将3个阈值Vtl、Vt2和Vt3分别预先设定为第一异常判断电平、第二异常判断电平、第三异常判断电平,并根据PWM信号的脉冲模式,选择这些异常判断电平中的某一个,与检测出的中性点电压VN进行比较,由此进行各相的输出线路的异常判断。如图10(d)所示,在这种情况下利用S1、S3所示的时刻下的VBX 1/3以下的输出和S2、S4所示的时刻下的VBX2/3以上的输出每隔规定数量反复出现的现象,能够选择异常判断电平。
[0129]此外,利用图11所示的波形图,对第一实施方式中的输出线路的异常检测动作进一步地进行说明。在图11的波形图中,与图3不同之处在于,(a)中所示的三相电压指令值中逆变器电路110的各相的调制波(电压指令值)Vu*、Vv*、Vw*为180度的方波,调制因数变成1.27。由此,由于在逆变器电路110中能够减少各开关元件的开关次数,所以实现了高效率化。(b)中所示的中性点电压波形为60度周期的方波。此外,在图11中,对于如图3(b)这样的零(0)相电压的波形和如图3(c)这样的输入到U相上臂的PWM信号的波形,省略了图示。
[0130]即使是图11所示的180度的方波的调制波,电动机电流运算器230也能够通过与图3?图9所说明的同样的方法,进行输出线路的异常检测动作。
[0131]从图11可知,在180度的方波的调制信号中,与来自逆变器电路110的输出频率同步的电压变动被叠加到电动机300的中性点电压VN上。在这种情况下,如图(b)所示,也能够通过按照从矢量V0到矢量V7的顺序,将电动机300的中性点电压VN与额定中性点电压VNR进行比较,来检测各相的输出线路的异常。
[0132]此外,这种情况下也能够如上所述地通过将异常判断电平与中性点电压VN相比较来进行各相的输出线路的异常判断。这种情况下,如图11(b)所示,S1、S3所示的时刻下的VBX1/3以下的输出和S2、S4所示的时刻下的VBX2/3以上的输出不会出现。因此,优选不使用上述的阈值Vtl、Vt3,仅使用阈值Vt2作为第二异常判断电平来进行异常判断。
[0133]如上所述,在本实施方式中,通过将由与调制波相应的PWM脉冲模式(输出电压矢量)决定的额定中性点电压VNR的值和由PWM脉冲模式决定的实际中性点电压VN的值进行比较,能够判断有无缺相。因此,能够实现可靠性高的异常检测。此外,能够不取决于逆变器输出频率,稳定地进行检测。
[0134]通过以上说明的本发明的第一实施方式,达到以下的作用效果。
[0135](1)作为对电动机300的驱动进行控制的电动机驱动控制装置的逆变器装置100具有:将经由直流母线输入的直流电力转换成三相交流电力输出到电动机300的逆变器电路110 ;检测流过直流母线的直流电流的电流检测器Rsh ;生成用于控制逆变器电路110的PWM信号输出到逆变器电路110的PWM生成器220 ;基于由电流检测器Rsh检测出的直流电流Idc的值和PWM信号来计算流过电动机300的各相电流值Iu、Iv, Iw的电动机电流运算器230 ;和基于由电动机电流运算器230计算出的各相电流值Iu、Iv、Iw来生成用于控制PWM生成器220的指令信号输出到PWM生成器220的电流控制器210。电动机电流运算器230在从逆变器电路110输出的交流电力中任意一相缺相的情况下,在图5的步骤S49中判断缺相的相,并计算其它相的电流值。这样,即使在电动机300的驱动期间任意一相变成缺相的情况下,也能够安全地继续进行电动机300的驱动。
[0136](2)电动机电流运算器230基于根据PWM信号而变化的逆变器电路110的各相输出电压和与PWM信号对应的直流电流Idc中的至少一个来判断缺相的相。这样,能够可靠地判断哪一相缺相。
[0137](3)逆变器装置100具有基于逆变器电路110的各相输出电压来检测电动机300的中性点电压VN的中性点电压检测电路120。电动机电流运算器230基于由该中性点电压检测电路120检测出的中性点电压VN来判断缺相的相。具体而言,基于PWM信号的脉冲模式来求取作为电动机300的中性点电压VN的理论值的额定中性点电压VNR,并对中性点电压VN与额定中性点电压VNR进行比较,并基于该比较结果来判断缺相的相。此外,对中性点电压VN与预先设定的多个阈值进行比较,并基于该比较结果来判断缺相的相。即,基于PWM信号的脉冲模式,选择第一阈值、第二阈值和第三阈值中的某一个,并将所选择的阈值与中性点电压VN进行比较。这样,能够基于根据PWM信号而变化的逆变器电路110的各相输出电压来正确地判断哪一相缺相。
[0138](4)逆变器装置100在从逆变器电路110输出的交流电力中任意一相缺相的情况下,在图5的步骤S48中进行警告。这样,能够向乘坐车辆的人员等通知发生了缺相的信息。
[0139](第二实施方式)
[0140]接着,对本发明的第二实施方式的电动机驱动控制装置进行说明。图12是表示本发明的第二实施方式的电动机驱动控制装置的结构的图。在图12中,与图1所示的第一实施方式的结构不同的部分是:设置相电压检测电路121来替代图1的中性点电压检测电路120、以及在逆变器电路110的输出侧的各相设置断路开关SW1、SW2、SW3。
[0141]在图12中,断路开关SW1、SW2、SW3是在设置于逆变器电路110各相的串联电路50发生故障时将对应的相的输出线路切断的部件。S卩,在逆变器电路110的各串联电路50中作为开关元件的IGBT 52或62发生短路故障的情况下,使断路开关SW1、SW2、SW3中对应的开关打开。由此,防止在电动机300旋转期间产生制动电流。
[0142]相电压检测电路121检测从逆变器电路110输出的各相的输出电压Vu、Vv、Vw,将与这些检测结果对应的信号VN1、VN2、VN3输出到电动机电流运算器230。如图12所示,相电压检测电路121由分别设置在各相的输出线路与地之间的电阻Rul、Rvl、Rwl和与它们串联连接的电阻Ru2、Rv2、Rw2构成。通过读取这些电阻的中点电压,电动机电流运算器230获取与U相的输出电压Vu的值对应的输出信号VN1、与V相的输出电压Vv的值对应的输出信号VN2、以及与W相的输出电压Vw的值对应的输出信号VN3。
[0143]图13表不从相电压检测电路121输出的U相的输出信号VN1的例子。此外,在此仅列举了 U相的输出信号VN1的例子,对V相的输出信号VN2和W相的输出信号VN3也同样如此。
[0144]在本实施方式中,电动机电流运算器230基于来自相电压检测电路121的输出信号VN1、VN2、VN3,通过以下的式(3)计算求取电动机300的中性点电压VN的值。
[0145]VN = (VNl+VN2+VN3)/3…(3)
[0146]在本实施方式中,通过在图5的步骤S43中进行上述运算,能够求取中性点电压VN的值。然后,在接下来的步骤S44中,如第一实施方式中说明的那样,通过将在步骤S43中求出的中性点电压VN的值与额定中性点电压VNR进行比较,来判断输出线路是否任意一相缺相。
[0147]此外,如图13中31、32、33、3七"所示,如果在矢量¥0、矢量¥7的时刻检测中性点电压VN,则在逆变器电路110的输出电力较大时也能够在PWM脉冲宽度较大的状态下进行取样。因此,能够进行更精确的异常状态的检测。
[0148]此外,在发生了如断路开关SW1、SW2、SW3中的某一个成为常开状态的故障的情况下,能够作为对应的相缺相检测出来。
[0149]这样,在本实施方式中,通过对由与调制波对应的PWM脉冲模式(输出电压矢量)决定的额定中性点电压VNR的值与由PWM脉冲模式决定的实际中性点电压VN的值进行比较,能够判断有无缺相。因此,与第一实施方式同样地能够实现可靠性高的异常检测。此外,能够不取决于逆变器输出频率,稳定地进行检测。
[0150]根据以上说明的本发明的第二实施方式,起到与第一实施方式相同的作用效果。
[0151](第三实施方式)
[0152]接着,对本发明的第三实施方式进行说明。在本实施方式中,对应用了第一、第二各实施方式中说明的电动机驱动控制装置的动力转向装置进行说明。图14是表示包含本发明的第三实施方式的动力转向装置500的转向系统的结构的图。
[0153]在图14的转向系统中,动力转向装置500具有电动执行机构610、方向盘(steering) 900、转向检测器901和操作量指令器903。驾驶员进行转向的方向盘900的操作力使用电动执行机构610进行扭矩辅助。
[0154]电动执行机构610具有扭矩传递机构902、以及如第一、第二实施方式中图1和图12所示那样搭载有电动机300和逆变器装置100的动力转向装置500。
[0155]电动执行机构610的扭矩指令τ *作为方向盘900的转向辅助扭矩指令,在操作量指令器903中生成,用于利用电动执行机构610的输出来减轻驾驶员的转向(操舵)力。
[0156]逆变器装置100接收扭矩指令τ *作为输入指令,基于电动机300的扭矩常数和扭矩指令τ *,控制流过电动机300的电动机电流,使其跟随扭矩指令值。
[0157]从直接连接电动机300的转子的输出轴输出的电动机输出τ m,通过蜗杆(worm)、蜗轮(wheel)和行星齿轮等减速机构或利用液压机构的扭矩传递机构902,将扭矩传递到转向装置的齿条910,通过电动力减轻(辅助)驾驶员操作方向盘900的转向力(操作力),操作作为转向轮的车轮920、921的转向角。
[0158]对于该辅助量,由组装在转向轴中的检测转向状态的转向检测器901检测操作量作为转向角或转向扭矩,参考车辆速度和路面状态等状态量,通过操作量指令器903来决定扭矩指令τ *。
[0159]应用了本发明的动力转向装置500具有如下优点:即使在使电动机300急剧加减速中也能够通过检测缺相等电动机300的异常、继续驱动电动机300来提高安全性。
[0160]根据以上说明的本发明的第三实施方式,动力转向装置500具有:作为电动机驱动控制装置的逆变器装置100 ;将车辆驾驶员进行的转向操作传递到车轮920、921的扭矩传递机构902 ;和通过逆变器装置100的控制来驱动的、产生用于辅助转向操作的旋转扭矩的电动机300。这样,即使在电动机300的驱动期间任意一相变成缺相的情况下,也能够安全地继续进行电动机300对驾驶员的转向操作的辅助。
[0161](第四实施方式)
[0162]接着,对本发明的第四实施方式进行说明。在本实施方式中,对应用了第一、第二各实施方式中说明的电动机驱动控制装置的车辆用电动制动装置进行说明。图15是表示本发明的第四实施方式的电动制动装置的结构的图。
[0163]图15中的辅助控制单元706具有与图1、图12所示的逆变器装置100相同的功能,进行了微机编程以使得可进行车辆用制动动作。此外,电动机731具有与图1、图12所示的电动机300相同的功能,但一体地安装在制动辅助装置700中这一点与电动机300不同。进一步地,电动机731通过壳体712与辅助控制单元706形成一体构造这一点也与电动机300不同。
[0164]图15的电动制动装置具有制动踏板701、制动辅助装置700、助力(booster)装置800和车轮机构8
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