马达控制装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410126496.7

申请日:

2014.03.31

公开号:

CN104104287A

公开日:

2014.10.15

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):H02P 6/12申请日:20140331|||公开

IPC分类号:

H02P6/12

主分类号:

H02P6/12

申请人:

株式会社捷太格特

发明人:

板本英则

地址:

日本大阪府

优先权:

2013.04.04 JP 2013-078760

专利代理机构:

北京集佳知识产权代理有限公司 11227

代理人:

舒艳君;苏琳琳

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内容摘要

本发明提供一种马达控制装置,该马达控制装置具备:基于FET42u~42w、FET43u~43w的开关操作来向马达供给三相驱动电力的驱动电路;以及生成使FET42u~42w、FET43u~43w开关操作的控制信号Sc1~Sc6的微型计算机。微型计算机通过使马达的各相电流值追随电流指令值的反馈控制来运算马达的各相电压指令值,基于运算出的各相电压指令值来生成控制信号Sc1~Sc6。在满足U相电流值的绝对值小于电流判定值、与U相电压指令值对应的占空比值在第一占空比判定值以上或者第二占空比判定值以下、U相电压指令值与V相以及W相电压指令值背离的所有条件时,微型计算机检测U相的通电不良。

权利要求书

1.  一种马达控制装置,其特征在于,具备:
驱动电路,其基于配置于马达的各相供电路径的开关元件的开关操作来向所述马达供给三相的驱动电力;
控制部,其通过使所述马达的各相电流值追随与所述马达的目标输出对应的电流指令值的电流反馈控制,对所述马达的各相电压指令值进行运算,并基于所述各相电压指令值来生成用于使所述开关元件进行开关操作的控制信号;以及
异常检测部,
在将所述三相中的任意一个设为特定相时,所述异常检测部以满足所述特定相的电流值的绝对值小于规定的第一电流判定值、所述特定相的电压指令值的绝对值在规定的电压指令判定值以上以及所述特定相的电压指令值与所述特定相以外的二相的电压指令值背离的所有条件作为条件,判定为所述特定相通电不良。

2.
  根据权利要求1所述的马达控制装置,其特征在于,
所述异常检测部基于所述特定相的电压指令值的正负符号与所述特定相以外的二相的电压指令值的每一个的正负符号是否不同,来对所述特定相的电压指令值是否与所述特定相以外的二相的电压指令值背离进行判定。

3.
  根据权利要求1所述的马达控制装置,其特征在于,
所述异常检测部基于所述特定相以外的二相的电流值的绝对值是否小于规定的第二电流判定值,来对所述特定相的电压指令值是否与所述特定相以外的二相的电压指令值背离进行判定。

4.
  根据权利要求1所述的马达控制装置,其特征在于,
所述异常检测部基于所述马达的旋转角是否处于规定的范围,来对所述特定相的电压指令值是否与所述特定相以外的二相的电压指令值背离进行判定。

5.
  根据权利要求1所述的马达控制装置,其特征在于,
所述异常检测部还将所述马达的角速度小于规定的角速度判定值作为条件,来对所述特定相的通电不良进行检测。

6.
  根据权利要求1所述的马达控制装置,其特征在于,
所述异常检测部还将所述驱动电路的电源电压在规定的电压判定值以上作为条件,对所述特定相的通电不良进行检测。

说明书

马达控制装置
本申请此引用2013年4月4日提出的日本专利申请第2013-078760号的包括说明书、附图、摘要在内的全部内容。
技术领域
本发明涉及对马达的驱动进行控制的马达控制装置。
背景技术
公知有通过对车辆的转向轴、齿条轴施加马达生成的转矩作为辅助转矩来对驾驶员的转向操作进行辅助的电动动力转向装置。在该电动动力转向装置设置有基于施加于转向机构的转向转矩而对马达的驱动进行控制的马达控制装置。马达控制装置由基于配置于马达的各相(U相、V相、W相)的供电路径的开关元件的开闭而向马达供给三相驱动电力的驱动电路与生成使驱动电路的开关元件开闭的控制信号的微型计算机构成。微型计算机基于转向转矩,对与马达的目标输出对应的电流指令值进行运算。然后,微型计算机通过执行使马达的各相电流值追随该电流指令值的电流反馈控制,对马达的各相电压指令值进行运算,从而基于该各相电压指令值来生成控制信号。
在如上所述的马达控制装置中,存在当在马达的各相供电路径发生断线等异常时,执行二相驱动控制等各种故障安全控制的装置。为了执行这样的故障安全控制,需要在发生了断线异常时,指定各相供电路径的哪一个为故障相。而且,以往,作为能够对故障相进行检测的马达控制装置,有日本专利第4348897号公报所记载的装置。其检测原理如下。
当在各相供电路径中的任意一个发生了断线等异常的情况下,将发生了异常的故障相的电流值被保持为零,因此故障相的电流值容易背离电流指令值。因此,相对于马达旋转角的变化,故障相的电压指令值容易以保持黏附在上限值或者下限值的状态推移。日本专利第4348897号公报所记载的马达控制装置着眼于该方面,在将三相中的任意一个设为特定相时,以特定相的电流值小于规定的电流判定值且特定相的电压指 令值超过规定的电压指令判定值为条件,判定为在特定相发生了通电不良。
然而,当在各相供电路径中的任意一个发生了断线等异常的情况下,在发生了异常的故障相以外的正常的二相的电流值也发生变化,因此正常的二相的电流值也容易背离电流指令值。因此,存在正常的二相的电压指令值也相对于马达旋转角的变化而在上限值附近或者下限值附近推移的情况。因此,在日本专利第4348897号公报所记载的马达控制装置中,在正常相的电压指令值为上限值附近或者下限值附近的值时,若正常相的电流值小于规定值,则存在将正常相作为故障相来进行误检测的可能性,从而是不优选的。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能够更加准确地检测故障相的马达控制装置。
作为本发明的一方式的马达控制装置具有:驱动电路,其基于配置于马达的各相供电路径的开关元件的开关操作来向上述马达供给三相的驱动电力;控制部,其通过使上述马达的各相电流值追随与上述马达的目标输出对应的电流指令值的电流反馈控制而对上述马达的各相电压指令值进行运算,并基于上述各相电压指令值来生成用于使上述开关元件进行开关操作(switching)的控制信号;以及异常检测部。在将上述三相中的任意一个设为特定相时,上述异常检测部以满足上述特定相的电流值的绝对值小于规定的第一电流判定值、上述特定相的电压指令值的绝对值在规定的电压指令判定值以上以及上述特定相的电压指令值背离上述特定相以外的二相的电压指令值的所有条件作为条件,判定为上述特定相通电不良。
通过发明者的实验,在故障相的电压指令值相对于马达旋转角的变化以保持黏附上限值或者下限值的状态推移的情况下,能够确认出故障相以外的正常的二相的电压指令值如下变化。首先,在故障相的电压指令值以保持黏附上限值的状态推移的情况下,正常的二相的电压指令值在下限值附近推移。另外,在故障相的电压指令值以保持黏附下限值的状态推移的情况下,正常的二相的电压指令值在上限值附近推移。即, 在故障相的电压指令值以保持黏附上限值或者下限值的状态推移的情况下,故障相的电压指令值与正常的二相的电压指令值以背离的方式变化。因此,在将三相中的任意一个设为特定相时,在特定相的电压指令值与除此以外的二相的电压指令值背离的状况下,若仅对特定相判定通电不良的有无,则能够准确地检测特定相的通电不良,并且也不会误检测特定相以外的二相的通电不良。因此,根据上述结构,能够更加准确地检测故障相。
对于上述方式的马达控制装置而言,上述异常检测部也可以基于上述特定相的电压指令值的正负符号与上述特定相以外的二相的电压指令值的每一个的正负符号是否不同,来判定上述特定相的电压指令值是否与上述特定相以外的二相的电压指令值背离。
根据该结构,能够容易地判定特定相的电压指令值与除此以外的二相的电压指令值是否背离。
通过发明者的实验,在特定相的电压指令值与除此以外的二相的电压指令值背离的情况下,能够确认到特定相以外的二相的电流值成为零附近的值。另外,在特定相的电压指令值与除此以外的二相的电压指令值背离的情况下,也能够确认到处于马达旋转角在规定的范围内变化的状况。
因此,对于上述方式的马达控制装置,上述异常检测部也可以基于上述特定相以外的二相的电流值的绝对值是否小于第二电流判定值,来判定上述特定相的电压指令值是否与上述特定相以外的二相的电压指令值背离。
另外,对于上述方式的马达控制装置,上述异常检测部也可以基于上述马达的旋转角是否处于规定的范围,来判定上述特定相的电压指令值是否与上述特定相以外的二相的电压指令值背离。
根据上述的结构,能够容易地判定特定相的电压指令值与除此以外的二相的电压指令值是否背离。
另外,对于上述方式的马达控制装置,上述异常检测部也可以进一步将上述马达的角速度小于规定的角速度判定值作为条件,检测上述特 定相的通电不良。
根据上述结构,马达的角速度越快,马达的反电动势越大,因此各相电流值的绝对值变小。因此,在马达角速度快的状况下,若基于特定相的电流值检测通电不良,则存在该检测成为误检测的可能性。就在该方面而言,根据上述结构,马达角速度在规定的角速度判定值以上的情况下,不进行通电不良的检测。因此能够避免通电不良的误检测。
另外,对于上述态样的马达控制装置,上述异常检测部也可以进一步将上述驱动电路的电源电压在规定的电压判定值以上作为条件,来检测上述特定相的通电不良。
根据上述结构,若驱动电路的电源电压因某些理由而降低,则各相电流值变小。因此,在驱动电路的电源电压降低的状况下,若基于特定相的电流值检测通电不良,则存在该检测成为误检测的可能性。就在该方面而言,根据上述结构,在驱动电路的电源电压小于规定的电压判定值的情况下,不进行通电不良的检测。因此能够避免通电不良的误检测。
附图说明
根据以下参照附图对实施例进行的详细说明可了解本发明的上述以及更多的特点和优点,在附图中,对类似的元素标注类似的附图标记。
图1是表示电动动力转向装置的简要结构的框图。
图2是表示关于马达控制装置的一实施方式的结构的框图。
图3中的A部是表示占空比值以及三角波的推移的时序图。图3中的B部~G部是表示各相的上侧FET以及下侧FET的开关操作状态的推移的时序图。
图4是表示在各相的供电路径不发生通电不良的情况下的马达旋转角(电气角)与各相电流值之间的关系的图表。
图5是表示在U相的供电路径发生了通电不良的情况下的马达旋转角(电气角)与各相电流值之间的关系的图表。
图6是表示在U相的供电路径发生了通电不良的情况下的马达旋转 角(电气角)与各相占空比值之间的关系的图表。
图7是表示由实施方式的马达控制装置执行的U相的通电不良检测处理的顺序的流程图。
图8是马达控制装置的变形例,且表示由变形例的马达控制装置执行的U相的通电不良检测处理的顺序的流程图。
图9是表示关于马达控制装置的其他的变形例的U相的通电不良检测处理的顺序的流程图。
具体实施方式
以下,对马达控制装置的一实施方式进行说明。首先,对应用了本实施方式的马达控制装置的电动动力转向装置的概要进行说明。
如图1所示,该电动动力转向装置具备基于驾驶员的转向盘10的操作使转向轮3转向的转向机构1以及辅助驾驶员的转向操作的辅助机构2。
转向机构1具备成为转向盘10的旋转轴的转向轴11以及经由齿条小齿轮机构12与转向轴11的下端部连结的齿条轴13。在转向机构1中,若转向轴11伴随着驾驶员对转向盘10的操作而旋转,则该旋转运动经由齿条小齿轮机构12转换成齿条轴13的沿轴向的往返直线运动。该齿条轴13的往返直线运动经由与其两端连结的横拉杆14传递至转向轮3,从而转向轮3的转向角变化,进而能够改变车辆的行进方向。
辅助机构2具备马达20。马达20生成辅助转矩。该辅助转矩被施加于转向轴11。马达20由三相无刷马达构成。马达20的旋转经由减速器21传递至转向轴11,从而对转向轴11施加马达转矩,进而辅助转向操作。
在该电动动力转向装置设置有对转向盘10的操作量、车辆的状态量进行检测的各种传感器。例如,在转向轴11设置有在驾驶员的转向操作时对施加于转向轴11的转矩(转向转矩)Th进行检测的转矩传感器5。在车辆设置有对其车速S进行检测的车速传感器6以及对车载电池的电压VB进行检测的电压传感器7。在马达20设置有对其旋转角(电 气角)θm进行检测的旋转角传感器8。上述传感器5~8的输出信号被马达控制装置4获取。马达控制装置4基于各传感器5~8的输出信号对马达20的驱动进行控制。
如图2所示,马达控制装置4具备:将从车载电池(电源电压+VB)供给的直流电转换成三相(U相、V相、W相)的交流电的驱动电路40;以及作为对驱动电路40进行PWM(脉冲宽度调制)驱动的控制部的微型计算机41。
驱动电路40由将分别成对的FET42u与FET43u的串联电路、FET42v与FET43v的串联电路以及FET42w与FET43w的串联电路以并联的方式连接的构造构成。在FET42u与FET43u的连接点P1、FET42v与FET43v的连接点P2以及FET42w与FET43w的连接点P3,经由供电线Wu~Ww分别连接有马达20的各相马达线圈20u~20w。在驱动电路40中,基于来自微型计算机41的控制信号Sc1~Sc6分别对FET42u~42w、FET43u~43w进行开关操作,从而将从电源供给的直流电转换成三相的交流电。
详细而言,如图3的A部~G部所示,微型计算机41基于各占空比值Du~Dw与作为PWM载波(输送波)的三角波δ的比较而生成控制信号Sc1~Sc6,其中,各占空比值Du~Dw与应该外加于各相马达线圈20u~20w的相电压对应。即,微型计算机41生成在各相占空比值Du~Dw比三角波δ的值大的情况下接通(ON)对应的相的电源侧的FET42u~42w,在各相占空比值Du~Dw比三角波δ的值小的情况下断开(OFF)对应的相的电源侧的FET42u~42w的控制信号Sc1、Sc3、Sc5。另外,微型计算机41生成在各相占空比值Du~Dw比三角波δ的值小的情况下接通对应的相的接地侧的FET43u~43w,在各相占空比值Du~Dw比三角波δ的值大的情况下断开对应的相的接地侧的FET43u~43w的控制信号Sc2、Sc4、Sc6。基于这样生成的控制信号Sc1~Sc6对FET42u~42w、FET43u~43w进行开关操作,从而从电源供给的直流电能够转换成三相交流电。
如图2所示,在FET43u~43w的接地布线分别设置有与各相对应的电流传感器44u~44w。电流传感器44u~44w由对以串联的方式与各FET43u~43w连接的分流电阻的端子间电压进行放大并将该电压输出 的公知的结构构成。各电流传感器44u~44w的输出信号Si_u~Si_w被微型计算机41获取。微型计算机41在规定的采样定时取得电流传感器44u~44w的输出信号Si_u~Si_w,从而对各相的马达电流值Iu~Iw进行运算。详细而言,如图3的A部所示,微型计算机41在三角波δ成为波谷(最小值)的定时T1以及成为波峰(最大值)的定时T2分别取得电流传感器44u~44w的输出信号Si_u~Si_w。此外,成为波谷的定时T1是指三角波δ的值成为最小的峰值定时,换言之,是指电源侧的所有FET42u~42w成为接通状态并且接地侧的所有FET43u~43w成为断开状态的定时。与此相对,成为波峰的定时T2是指三角波δ的值成为最大的峰值定时,换言之,是指电源侧的所有FET42u~42w成为断开状态并且接地侧的所有FET43u~43w成为接通状态的定时。
微型计算机41基于在三角波δ成为波谷的定时T1取得到的输出信号Si_u~Si_w,对波谷电流值Iv_u~Iv_w进行检测。另外,基于在三角波δ成为波峰的定时T2取得到的输出信号Si_u~Si_w,对波峰电流值Im_u~Im_w进行检测。然后,微型计算机41根据检测出的波谷电流值Iv_u~Iv_w以及波峰电流值Im_u~Im_w,并基于下述式(1)~(3),对各相电流值Iu~Iw进行运算。
Iu=Im_u-Iv_u    (1)
Iv=Im_v-Iv_v    (2)
Iw=Im_w-Iv_w    (3)
微型计算机41基于运算出的各相电流值Iu~Iw以及由各传感器5、6、8检测的转向转矩Th、车速S以及马达旋转角θm,生成控制信号Sc1~Sc6。即,微型计算机41基于马达旋转角θm,将各相电流值Iu~Iw转换成d/q坐标系的d轴电流值以及q轴电流值。微型计算机41基于转向转矩Th以及车速S,对与马达20的目标输出对应的、换言之与应该施加于转向机构1的辅助转矩的目标值对应的q轴电流指令值进行运算。
例如,转向转矩Th的绝对值越大,并且车速S越慢,微型计算机41越将q轴电流指令值的绝对值设定为越大的值。另外,微型计算机 41将d轴电流指令值设定为零。然后,微型计算机41为了使d轴电流值追随d轴电流指令值,并且为了使q轴电流值追随q轴电流指令值而进行电流反馈控制,从而对d/q坐标系的电压指令值进行运算。接下来,微型计算机41对运算出的d/q坐标系的电压指令值进行逆变换,从而对三相坐标系的各相电压指令值Vu*~Vw*进行运算,进而基于运算出的各相电压指令值Vu*~Vw*求出各相占空比值Du~Dw。此外,各相占空比值Du~Dw相对于马达旋转角θm分别以大致正弦波形发生变化。另外,V相占空比值Dv相对于U相占空比值Du以马达旋转角θm的相位错开相位120°。另外,W相占空比值Dw相对于U相占空比值Du以马达旋转角θm的相位错开相位240°。另外,如图3所例示的那样,微型计算机41对各相占空比值Du~Dw与三角波δ进行比较,从而生成控制信号Sc1~Sc6,并将已生成的控制信号Sc1~Sc6输出至驱动电路40。由此,能够将用于产生目标辅助转矩的驱动电力供给至马达20,来执行辅助控制。
微型计算机41基于各相电流值Iu~Iw以及各相占空比值Du~Dw,对马达20的各相供电路径的通电不良进行检测。如上所述,微型计算机41也作为对通电不良进行检测的异常检测部发挥功能。所谓各相供电路径是指由各相的成对的FET的串联电路与供电线构成的部分。例如,U相的供电路径是指由FET42u与FET43u的串联电路以及U相供电线Wu构成的部分。所谓各相供电路径的通电不良例如是指各FET42u~42w、FET43u~43w的断开故障、供电线Wu~Ww的断线等。
对本实施方式的通电不良的检测原理进行说明。
当在各相供电路径不发生通电不良的情况下,如图4所示,各相电流值Iu~Iw以相对于马达旋转角θm分别错开相位120°的正弦波形发生变化。与此相对,当在例如图2所示的U相的FET43u发生了断开故障的情况下,U相成为通电不良,U相电流值Iu保持为零。此时,如图5所示,正常的V相以及W相的电流值Iv、Iw以相对于马达旋转角θm错开相位180°的正弦波形发生变化。然后,若各相电流值Iu~Iw如图5所示那样变化,则由此引起的d轴电流值与d轴电流指令值的偏差以及q轴电流值与q轴电流指令值的偏差分别容易放大,因此各相占空比值Du~Dw容易被设定为上限值或者下限值。详细而言,如图6所 示,U相占空比值Du相对于马达旋转角θm以保持黏附上限值或者下限值的状态推移。另外,在U相占空比值Du以保持黏附上限值的状态推移的情况下,V相占空比值Dv以及W相占空比值Dw在下限值附近推移,在U相占空比值Du以保持黏附下限值的状态推移的情况下,V相占空比值Dv以及W相占空比值Dw在上限值附近推移。因此,如现有的马达控制装置那样,在将三相中任一个设为特定相时,若仅以特定相的电流值小于规定的电流判定值,以及特定相的占空比值为上限值或者下限值的情况为条件判定为在特定相发生通电不良,则存在将正常的相误检测为故障相的可能性。即,在使用了该判定方法的情况下,如图5以及图6所示,在正常的V相以及W相的电流值Iv、Iw均成为零附近的值时,上述的相的占空比值Dv、Dw成为上限值附近的值或者下限值附近的值,因此存在将上述正常的相误检测为故障相的可能性。
若着眼于图6的各相占空比值Du~Dw的变化方式,则可知在与故障相对应的U相占空比值Du以保持黏附上限值或者下限值的状态推移的情况下,U相占空比值Du与除此以外的占空比值Dv、Dw背离。因此,在U相占空比值Du与除此以外的占空比值Dv、Dw背离时,若仅对U相判定通电不良的有无,则能够对U相的通电不良准确地进行检测,并且不会对V相以及W相的通电不良进行误检测。同样地,在V相占空比值Dv与除此以外的占空比值Dw、Du背离时,若仅对V相判定通电不良的有无,则能够对V相的通电不良准确地进行检测,并且不会对W相以及U相的通电不良进行误检测。对于W相的通电不良的检测而言也是相同的。在本实施方式中,利用该原理对各相的通电不良进行检测。
参照图7,对微型计算机41进行的各相的通电不良检测处理及其作用进行说明。由于各相的通电不良检测处理是只有检测相不同的基本上为类似的处理,因此,以下为了方便起见,仅以U相的通电不良检测处理为代表对其进行说明。
如图7所示,微型计算机41首先对U相电流值Iu以及马达旋转角θm进行检测(步骤S1),并对U相电流值的绝对值|Iu|是否小于规定的电流判定值I1进行判断(步骤S2)。
规定的电流判定值I1是预先通过实验等设定为考虑马达20的N-T 特性并且能够判定为在U相发生通电不良的值。在本实施方式中,相对于该U相电流值的绝对值|Iu|被设定的电流判定值I1成为第一电流判定值。在U相电流值的绝对值|Iu|小于规定的电流判定值I1的情况下(步骤S2:是),微型计算机41基于该时刻的各相占空比值Du~Dw,对是否满足以下的(a1)~(a3)的条件的AND条件(逻辑积条件)进行判断(步骤S3)。
(a1)U相占空比值Du在第一占空比判定值D1以上。其中,第一占空比判定值D1设定为能够判定为U相占空比值Du黏附上限值的值(例如85[%])。
(a2)V相占空比值Dv小于“50[%]”。
(a3)W相占空比值Dw小于“50[%]”。
如上所述,步骤S3的判断处理是对U相占空比值Du是否为上限值,并且U相占空比值Du与除此以外的占空比值Dv、Dw是否背离进行判定的处理。
在不满足(a1)~(a3)的条件的AND条件的情况下(步骤S3:否),对是否满足以下的(b1)~(b3)的条件的AND条件进行判断(步骤S4)。
(b1)U相占空比值Du在第二占空比判定值D2以下。其中,第二占空比判定值D2设定为能够判定为U相占空比值Du黏附下限值的值(例如15[%])。
(b2)V相占空比值Dv超过“50[%]”。
(b3)W相占空比值Dw超过“50[%]”。
如上所述,步骤S4的判断处理是对U相占空比值Du是否为下限值,并且U相占空比值Du与除此以外的占空比值Dv、Dw是否背离进行判定的处理。
此外,由于各相占空比值Du~Dw与各相电压指令值Vu*~Vw*存在相关关系,因此(a1)~(a3)的条件分别与以下的(a1’)~(a3’) 的条件对应。
(a1’)U相电压指令值Vu*为正值,并且其绝对值|Vu*|在规定的电压指令判定值(>0)以上。
(a2’)V相电压指令值Vv*为负值。
(a3’)W相电压指令值Vw*为负值。
另外,(b1)~(b3)的条件分别与以下的(b1’)~(b3’)的条件对应。
(b1’)U相电压指令值Vu*为负值,并且其绝对值|Vu|在规定的电压指令判定值(>0)以上。
(b2’)V相电压指令值Vv*为正值。
(b3’)W相电压指令值Vw*为正值。
如上所述,步骤S3以及S4的判断处理对应于对U相电压指令值的绝对值|Vu*|是否在规定的电压指令判定值以上,并且U相电压指令值Vu*的正负符号与除此以外的电压指令值Vv*、Vw*的正负符号是否不同进行判定的处理。而且,各相电压指令值Vu*~Vw*的每一个的正负符号的比较对应于对U相电压指令值Vu*与除此以外的电压指令值Vv*、Vw*是否背离进行判定的处理。
在(a1)~(a3)的条件的AND条件成立的情况下(步骤S3:是),或者(b1)~(b3)的条件的AND条件成立的情况下(步骤S4:是),微型计算机41对马达角速度的绝对值|ω|是否在规定的角速度判定值ω1以下进行判断(步骤S5)。这基于以下的理由。
若马达角速度变快,则马达20的反电动势增大。这成为使各相电流值的绝对值|Iu|~|Iw|变小的因素。因此,在马达角速度快的状况下,存在即便U相的供电路径未断线,U相电流值的绝对值|Iu|还是小于规定的电流判定值I1的可能性,从而存在误检测U相的通电不良的可能性。
为了避免上述的误检测,在本实施方式中进行步骤S5的判断处理。 此外,微型计算机41求出这次检测出的马达旋转角θm与上次检测出的马达旋转角θm的差值,将该差值除以运算周期,从而运算马达角速度ω。规定的角速度判定值ω1预先通过实验等设定为如下所述的值,即,该值为能够判定为马达角速度ω是不会对U相的通电不良进行误检测的值。
当马达角速度的绝对值|ω|在规定的角速度判定值ω1以下的情况下(步骤S5:是),微型计算机41对由电压传感器7检测的电池电压VB是否在规定的电压判定值V1以上进行判断(步骤S6)。这基于以下的理由。
若电池电压VB因例如车载电池的老化等而降低,则供给至驱动电路40的电源电压降低。这也成为使各相电流值的绝对值|Iu|~|Iw|变小的因素。因此,即使在电池电压VB降低的状况下,存在即便U相的供电路径未断线,但是U相电流值的绝对值|Iu|还是小于规定的电流判定值I1的可能性,从而存在误检测U相的通电不良的可能性。为了避免这样的误检测,在本实施方式中,进行步骤S6的判断处理。此外,规定的电压判定值V1预先通过实验等设定为能够判定为电池电压VB是不会误检测U相的通电不良的电压的值。
当电池电压VB在规定的电压判定值V1以上的情况下(步骤S6:是),在使计数器C的值递增后(步骤S7),微型计算机41对计数器C的值是否大于等于规定值C1进行判断(步骤S8)。此外,计数器C的初始值被设定为零。当计数器C的值不在规定值C1以上的情况下(步骤S8:否),微型计算机41结束一系列的处理。
然后,若微型计算机41在规定的运算周期内反复执行图7所示的步骤S1~S7的处理,则计数器C的值到达规定值C1。此时,微型计算机41若判断为计数器C的值在规定值C1以上(步骤S8:是),则判定为在U相发生了通电不良(步骤S9),执行故障安全控制(步骤S10)。此外,作为故障安全控制,例如经由发生了通电不良的U相以外的V相以及W相的供电路径向马达20进行供电,从而执行继续进行马达20的驱动的二相驱动控制、使马达20停止的马达停止控制等。
在步骤S2、S4、S5、S6中的任意一个中判断为否定的情况下,微 型计算机41清除计数器C的值(步骤S11),结束一系列的处理。
根据上述的结构,当在U相发生了通电不良时,能够对此准确地进行检测,因此能够准确地进行向故障安全控制的转移。
在本实施方式的马达控制装置4中,如图5所示,在包括故障相亦即U相的电流值Iu在内,正常相亦即V相以及W相的电流值Iv、Iw全部成为零附近的值时,能够检测U相的故障这一点的效果特别大。即,在由U相的通电不良引起的各相电流值Iu~Iw如图5所示那样发生变化的情况下,在正常的V相以及W相的电流值Iv、Iw均成为零附近的值时,马达20的动作发生牵连。
在如上所述的马达20的动作中发生牵连的状况成为正常相与故障相相似的状态,因此在现有的检测方法中,容易将正常相误检测为故障相。关于在该方面而言,在本实施方式的马达控制装置4中,即便在如上所述的状况下,也能够仅将U相检测为故障相,这一点的效果特别大。
此外,V相的通电不良检测处理是将图7的处理中的U相、V相、W相分别置换成V相、W相、U相的处理。另外,W相的通电不良检测处理是将图7的U相、V相、W相分别置换成W相、U相、V相的处理。在各相的通电不良检测处理中使用的计数器C的值是由微型计算机41在各处理中单独地计数的。即便在上述的V相以及W相的通电不良检测处理中,也显然能够获得以在U相的通电不良检测处理中叙述的效果为基准的效果。
如以上的说明,根据本实施方式的马达控制装置4,能够获得以下的有效的效果。
在马达控制装置4中,在U相电流值的绝对值|Iu|小于规定的电流判定值I1时,以满足(a1)~(a3)的条件的AND条件或者(b1)~(b3)的条件的AND条件为条件,判定为在U相发生通电不良。换言之,马达控制装置4在U相电流值的绝对值|Iu|小于规定的电流判定值I1时,以满足(a1’)~(a3’)的条件的AND条件或者(b1’)~(b3’)的条件的AND条件为条件,判定为在U相发生通电不良。由此,在将三相中的任意一个设为特定相时,能够对特定相的通电不良准确地进行 检测,并且不会对特定相以外的二相的通电不良进行误检测。因此,能够更加准确地对故障相进行检测。
在马达控制装置4中,进一步将马达角速度ω在规定的角速度判定值ω1以下作为条件,判定为在特定相发生通电不良。由此能够避免通电不良的误检测。
在马达控制装置4中,进一步将电池电压VB在规定的电压判定值V1以上作为条件,判定为在特定相发生通电不良。由此能够避免通电不良的误检测。
此外,上述实施方式也能够通过以下方式来实施。以下为了方便起见,关于通电不良的检测,各相共用的事项仅以U相为代表来说明。
在上述实施方式中,在用于判定为在U相发生通电不良的条件中包括电池电压VB在规定的电压判定值V1以上,但也可以省略该条件。即,在图7所例示的处理中也可以省略步骤S6的处理。
在上述实施方式中,在用于判定为在U相发生通电不良的条件中包括马达角速度ω在角速度判定值ω1以下。然而,当马达20仅在马达角速度ω在角速度判定值ω1以下的状况下被使用的情况下,也能够省略该条件。即,在图7所例示的处理中也能够省略步骤S5的处理。
如图5以及图6所示,在U相占空比值Du与除此以外的占空比值Dv、Dw背离时,V相以及W相的电流值Iv、Iw成为零附近的值。因此,也能够基于V相以及W相的电流值Iv、Iw是否小于电流判定值I1,来对U相占空比值Du与除此以外的占空比值Dv、Dw是否背离进行判断。利用该点,在微型计算机41中,也可以代替图7所例示的步骤S1~S4的处理,而分别执行图8所示的步骤S12~S15的处理。即,在检测出各相电流值Iu~Iw以及马达旋转角θm后(步骤S12),微型计算机41对各相电流值的绝对值|Iu|~|Iw|是否全都小于电流判定值I1进行判断(步骤S13)。此处,相对于V相以及W相的电流值的绝对值|Iv|、|Iw|设定的电流判定值I1成为第二电流判定值。
然后,在各相电流值的绝对值|Iu|~|Iw|全都小于电流判定值I1的情况下(步骤S13:是),微型计算机41以U相占空比值Du在第一占 空比判定值D1以上为条件(步骤S14:是),来执行步骤S5以后的处理。另外,在U相占空比值Du不在第一占空比判定值D1以上的情况下(步骤S14:否),微型计算机41以U相占空比值Du在第二占空比判定值D2以下为条件(步骤S15:是),执行步骤S5以后的处理。即便在如上所述的结构中,也能够获得以上述实施方式为基准的效果。
如图5以及图6所示,在U相占空比值Du与除此以外的占空比值Dv、Dw背离时,马达旋转角θm的范围为“60°≤θm≤120°”或者“240°≤θm≤300°”。因此,也能够基于马达旋转角θm来对U相占空比值Du与除此以外的占空比值Dv、Dw是否背离进行判断。利用该点,在微型计算机41中,也可以代替图7所例示的步骤S3、S4的处理,而分别执行图9所示的步骤S16、S17的处理。即,在步骤S2中判断为肯定的情况下,微型计算机41以U相占空比值Du在第一占空比判定值D1以上且马达旋转角θm在“60°≤θm≤120°”内为条件(步骤S16:是),执行步骤S5以后的处理。另外,在步骤S16中判断为否定的情况下,微型计算机41以U相占空比值Du在第二占空比判定值D2以下且马达旋转角θm为“240°≤θm≤300°”为条件(步骤S17:是),执行步骤S5以后的处理。即使在如上所述的结构中,也能够获得以上述实施方式为基准的效果。
在上述实施方式中,虽然基于波谷电流值Iv_u~Iv_w以及波峰电流值Im_u~Im_w来对各相电流值Iu~Iw进行了检测,但是各相电流值Iu~Iw的检测方法能够适当地变更。例如,也可以将波峰电流值Im_u~Im_w直接用作各相电流值Iu~Iw。然而,在将波峰电流值Im_u~Im_w直接用作各相电流值Iu~Iw的情况下,在各相占空比值Du~Dw被设定为上限值附近时,存在无法对各相电流值Iu~Iw适当地进行检测的可能性。
例如,在U相占空比值Du被设定为上限值附近的情况下,在对U相的波峰电流值Im_u进行检测之前,进行U相的FET42u、43u的开关操作,因此导致在被检测的U相的波峰电流值Im_u中包含噪声。因此,若将U相的波峰电流值Im_u直接用作U相电流值Iu,则无法对U相电流值Iu适当地进行检测。因此,在U相占空比值Du被设定为上限值附近的情况下,也可以根据V相以及W相的波峰电流值Im_v、 Im_w,并基于下述式(4)来对U相电流值Iu进行推断。
Iu=-Im_v-Im_w    (4)
另外,在V相占空比值Dv或者W相占空比值Dw被设定为上限值附近的情况下,也可以根据各相的波峰电流值Im_u~Im_w,并基于下述式(5)、(6)来对V相电流值Iv以及W相电流值Iw进行推断。
Iv=-Im_w-Im_u    (5)
Iw=-Im_u-Im_w    (6)
若基于上述的式(4)~(6)对各相电流值Iu~Iw进行推断,则即便在各相占空比值Du~Dw被设定为上限值附近的情况下,也能够对各相电流值Iu~Iw以更高的精度进行检测。
在上述实施方式中,用于与各相占空比值Du~Dw进行比较的三角波δ仅为一个。作为其替代方案,为了避免由所谓的臂短路导致的贯穿电流的产生,也可以使用向上下移动的相位相等的两个三角波来在电源侧的FET42u~42w的接通/断开的定时与接地侧的FET43u~43w的接通/断开的定时之间设置死区时间(dead time)。
在上述实施方式中,虽然采用了FET42u~42w、FET43u~43w作为驱动电路40的开关元件,但也可以使用除此以外的适当的开关元件。
上述实施方式的电动动力转向装置不限定于对转向轴11施加辅助转矩的电动动力转向装置,例如也能够应用于对齿条轴13施加辅助转矩的电动动力转向装置。
上述实施方式的马达控制装置4不限定于电动动力转向装置,也能够应用于适当的马达控制装置。

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1、10申请公布号CN104104287A43申请公布日20141015CN104104287A21申请号201410126496722申请日20140331201307876020130404JPH02P6/1220060171申请人株式会社捷太格特地址日本大阪府72发明人板本英则74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人舒艳君苏琳琳54发明名称马达控制装置57摘要本发明提供一种马达控制装置,该马达控制装置具备基于FET42U42W、FET43U43W的开关操作来向马达供给三相驱动电力的驱动电路;以及生成使FET42U42W、FET43U43W开关操作的控制信号SC1SC6的微。

2、型计算机。微型计算机通过使马达的各相电流值追随电流指令值的反馈控制来运算马达的各相电压指令值,基于运算出的各相电压指令值来生成控制信号SC1SC6。在满足U相电流值的绝对值小于电流判定值、与U相电压指令值对应的占空比值在第一占空比判定值以上或者第二占空比判定值以下、U相电压指令值与V相以及W相电压指令值背离的所有条件时,微型计算机检测U相的通电不良。30优先权数据51INTCL权利要求书1页说明书10页附图7页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书10页附图7页10申请公布号CN104104287ACN104104287A1/1页21一种马达控制装置,其特征在于,。

3、具备驱动电路,其基于配置于马达的各相供电路径的开关元件的开关操作来向所述马达供给三相的驱动电力;控制部,其通过使所述马达的各相电流值追随与所述马达的目标输出对应的电流指令值的电流反馈控制,对所述马达的各相电压指令值进行运算,并基于所述各相电压指令值来生成用于使所述开关元件进行开关操作的控制信号;以及异常检测部,在将所述三相中的任意一个设为特定相时,所述异常检测部以满足所述特定相的电流值的绝对值小于规定的第一电流判定值、所述特定相的电压指令值的绝对值在规定的电压指令判定值以上以及所述特定相的电压指令值与所述特定相以外的二相的电压指令值背离的所有条件作为条件,判定为所述特定相通电不良。2根据权利要。

4、求1所述的马达控制装置,其特征在于,所述异常检测部基于所述特定相的电压指令值的正负符号与所述特定相以外的二相的电压指令值的每一个的正负符号是否不同,来对所述特定相的电压指令值是否与所述特定相以外的二相的电压指令值背离进行判定。3根据权利要求1所述的马达控制装置,其特征在于,所述异常检测部基于所述特定相以外的二相的电流值的绝对值是否小于规定的第二电流判定值,来对所述特定相的电压指令值是否与所述特定相以外的二相的电压指令值背离进行判定。4根据权利要求1所述的马达控制装置,其特征在于,所述异常检测部基于所述马达的旋转角是否处于规定的范围,来对所述特定相的电压指令值是否与所述特定相以外的二相的电压指令。

5、值背离进行判定。5根据权利要求1所述的马达控制装置,其特征在于,所述异常检测部还将所述马达的角速度小于规定的角速度判定值作为条件,来对所述特定相的通电不良进行检测。6根据权利要求1所述的马达控制装置,其特征在于,所述异常检测部还将所述驱动电路的电源电压在规定的电压判定值以上作为条件,对所述特定相的通电不良进行检测。权利要求书CN104104287A1/10页3马达控制装置0001本申请此引用2013年4月4日提出的日本专利申请第2013078760号的包括说明书、附图、摘要在内的全部内容。技术领域0002本发明涉及对马达的驱动进行控制的马达控制装置。背景技术0003公知有通过对车辆的转向轴、齿。

6、条轴施加马达生成的转矩作为辅助转矩来对驾驶员的转向操作进行辅助的电动动力转向装置。在该电动动力转向装置设置有基于施加于转向机构的转向转矩而对马达的驱动进行控制的马达控制装置。马达控制装置由基于配置于马达的各相(U相、V相、W相)的供电路径的开关元件的开闭而向马达供给三相驱动电力的驱动电路与生成使驱动电路的开关元件开闭的控制信号的微型计算机构成。微型计算机基于转向转矩,对与马达的目标输出对应的电流指令值进行运算。然后,微型计算机通过执行使马达的各相电流值追随该电流指令值的电流反馈控制,对马达的各相电压指令值进行运算,从而基于该各相电压指令值来生成控制信号。0004在如上所述的马达控制装置中,存在。

7、当在马达的各相供电路径发生断线等异常时,执行二相驱动控制等各种故障安全控制的装置。为了执行这样的故障安全控制,需要在发生了断线异常时,指定各相供电路径的哪一个为故障相。而且,以往,作为能够对故障相进行检测的马达控制装置,有日本专利第4348897号公报所记载的装置。其检测原理如下。0005当在各相供电路径中的任意一个发生了断线等异常的情况下,将发生了异常的故障相的电流值被保持为零,因此故障相的电流值容易背离电流指令值。因此,相对于马达旋转角的变化,故障相的电压指令值容易以保持黏附在上限值或者下限值的状态推移。日本专利第4348897号公报所记载的马达控制装置着眼于该方面,在将三相中的任意一个设。

8、为特定相时,以特定相的电流值小于规定的电流判定值且特定相的电压指令值超过规定的电压指令判定值为条件,判定为在特定相发生了通电不良。0006然而,当在各相供电路径中的任意一个发生了断线等异常的情况下,在发生了异常的故障相以外的正常的二相的电流值也发生变化,因此正常的二相的电流值也容易背离电流指令值。因此,存在正常的二相的电压指令值也相对于马达旋转角的变化而在上限值附近或者下限值附近推移的情况。因此,在日本专利第4348897号公报所记载的马达控制装置中,在正常相的电压指令值为上限值附近或者下限值附近的值时,若正常相的电流值小于规定值,则存在将正常相作为故障相来进行误检测的可能性,从而是不优选的。。

9、发明内容0007本发明的目的之一在于提供一种能够更加准确地检测故障相的马达控制装置。0008作为本发明的一方式的马达控制装置具有驱动电路,其基于配置于马达的各相供电路径的开关元件的开关操作来向上述马达供给三相的驱动电力;控制部,其通过使上说明书CN104104287A2/10页4述马达的各相电流值追随与上述马达的目标输出对应的电流指令值的电流反馈控制而对上述马达的各相电压指令值进行运算,并基于上述各相电压指令值来生成用于使上述开关元件进行开关操作(SWITCHING)的控制信号;以及异常检测部。在将上述三相中的任意一个设为特定相时,上述异常检测部以满足上述特定相的电流值的绝对值小于规定的第一电。

10、流判定值、上述特定相的电压指令值的绝对值在规定的电压指令判定值以上以及上述特定相的电压指令值背离上述特定相以外的二相的电压指令值的所有条件作为条件,判定为上述特定相通电不良。0009通过发明者的实验,在故障相的电压指令值相对于马达旋转角的变化以保持黏附上限值或者下限值的状态推移的情况下,能够确认出故障相以外的正常的二相的电压指令值如下变化。首先,在故障相的电压指令值以保持黏附上限值的状态推移的情况下,正常的二相的电压指令值在下限值附近推移。另外,在故障相的电压指令值以保持黏附下限值的状态推移的情况下,正常的二相的电压指令值在上限值附近推移。即,在故障相的电压指令值以保持黏附上限值或者下限值的状。

11、态推移的情况下,故障相的电压指令值与正常的二相的电压指令值以背离的方式变化。因此,在将三相中的任意一个设为特定相时,在特定相的电压指令值与除此以外的二相的电压指令值背离的状况下,若仅对特定相判定通电不良的有无,则能够准确地检测特定相的通电不良,并且也不会误检测特定相以外的二相的通电不良。因此,根据上述结构,能够更加准确地检测故障相。0010对于上述方式的马达控制装置而言,上述异常检测部也可以基于上述特定相的电压指令值的正负符号与上述特定相以外的二相的电压指令值的每一个的正负符号是否不同,来判定上述特定相的电压指令值是否与上述特定相以外的二相的电压指令值背离。0011根据该结构,能够容易地判定特。

12、定相的电压指令值与除此以外的二相的电压指令值是否背离。0012通过发明者的实验,在特定相的电压指令值与除此以外的二相的电压指令值背离的情况下,能够确认到特定相以外的二相的电流值成为零附近的值。另外,在特定相的电压指令值与除此以外的二相的电压指令值背离的情况下,也能够确认到处于马达旋转角在规定的范围内变化的状况。0013因此,对于上述方式的马达控制装置,上述异常检测部也可以基于上述特定相以外的二相的电流值的绝对值是否小于第二电流判定值,来判定上述特定相的电压指令值是否与上述特定相以外的二相的电压指令值背离。0014另外,对于上述方式的马达控制装置,上述异常检测部也可以基于上述马达的旋转角是否处于。

13、规定的范围,来判定上述特定相的电压指令值是否与上述特定相以外的二相的电压指令值背离。0015根据上述的结构,能够容易地判定特定相的电压指令值与除此以外的二相的电压指令值是否背离。0016另外,对于上述方式的马达控制装置,上述异常检测部也可以进一步将上述马达的角速度小于规定的角速度判定值作为条件,检测上述特定相的通电不良。0017根据上述结构,马达的角速度越快,马达的反电动势越大,因此各相电流值的绝对值变小。因此,在马达角速度快的状况下,若基于特定相的电流值检测通电不良,则存在该检测成为误检测的可能性。就在该方面而言,根据上述结构,马达角速度在规定的角速度判说明书CN104104287A3/10。

14、页5定值以上的情况下,不进行通电不良的检测。因此能够避免通电不良的误检测。0018另外,对于上述态样的马达控制装置,上述异常检测部也可以进一步将上述驱动电路的电源电压在规定的电压判定值以上作为条件,来检测上述特定相的通电不良。0019根据上述结构,若驱动电路的电源电压因某些理由而降低,则各相电流值变小。因此,在驱动电路的电源电压降低的状况下,若基于特定相的电流值检测通电不良,则存在该检测成为误检测的可能性。就在该方面而言,根据上述结构,在驱动电路的电源电压小于规定的电压判定值的情况下,不进行通电不良的检测。因此能够避免通电不良的误检测。附图说明0020根据以下参照附图对实施例进行的详细说明可了。

15、解本发明的上述以及更多的特点和优点,在附图中,对类似的元素标注类似的附图标记。0021图1是表示电动动力转向装置的简要结构的框图。0022图2是表示关于马达控制装置的一实施方式的结构的框图。0023图3中的A部是表示占空比值以及三角波的推移的时序图。图3中的B部G部是表示各相的上侧FET以及下侧FET的开关操作状态的推移的时序图。0024图4是表示在各相的供电路径不发生通电不良的情况下的马达旋转角(电气角)与各相电流值之间的关系的图表。0025图5是表示在U相的供电路径发生了通电不良的情况下的马达旋转角(电气角)与各相电流值之间的关系的图表。0026图6是表示在U相的供电路径发生了通电不良的情。

16、况下的马达旋转角(电气角)与各相占空比值之间的关系的图表。0027图7是表示由实施方式的马达控制装置执行的U相的通电不良检测处理的顺序的流程图。0028图8是马达控制装置的变形例,且表示由变形例的马达控制装置执行的U相的通电不良检测处理的顺序的流程图。0029图9是表示关于马达控制装置的其他的变形例的U相的通电不良检测处理的顺序的流程图。具体实施方式0030以下,对马达控制装置的一实施方式进行说明。首先,对应用了本实施方式的马达控制装置的电动动力转向装置的概要进行说明。0031如图1所示,该电动动力转向装置具备基于驾驶员的转向盘10的操作使转向轮3转向的转向机构1以及辅助驾驶员的转向操作的辅助。

17、机构2。0032转向机构1具备成为转向盘10的旋转轴的转向轴11以及经由齿条小齿轮机构12与转向轴11的下端部连结的齿条轴13。在转向机构1中,若转向轴11伴随着驾驶员对转向盘10的操作而旋转,则该旋转运动经由齿条小齿轮机构12转换成齿条轴13的沿轴向的往返直线运动。该齿条轴13的往返直线运动经由与其两端连结的横拉杆14传递至转向轮3,从而转向轮3的转向角变化,进而能够改变车辆的行进方向。0033辅助机构2具备马达20。马达20生成辅助转矩。该辅助转矩被施加于转向轴11。说明书CN104104287A4/10页6马达20由三相无刷马达构成。马达20的旋转经由减速器21传递至转向轴11,从而对转。

18、向轴11施加马达转矩,进而辅助转向操作。0034在该电动动力转向装置设置有对转向盘10的操作量、车辆的状态量进行检测的各种传感器。例如,在转向轴11设置有在驾驶员的转向操作时对施加于转向轴11的转矩(转向转矩)TH进行检测的转矩传感器5。在车辆设置有对其车速S进行检测的车速传感器6以及对车载电池的电压VB进行检测的电压传感器7。在马达20设置有对其旋转角(电气角)M进行检测的旋转角传感器8。上述传感器58的输出信号被马达控制装置4获取。马达控制装置4基于各传感器58的输出信号对马达20的驱动进行控制。0035如图2所示,马达控制装置4具备将从车载电池(电源电压VB)供给的直流电转换成三相(U相。

19、、V相、W相)的交流电的驱动电路40;以及作为对驱动电路40进行PWM(脉冲宽度调制)驱动的控制部的微型计算机41。0036驱动电路40由将分别成对的FET42U与FET43U的串联电路、FET42V与FET43V的串联电路以及FET42W与FET43W的串联电路以并联的方式连接的构造构成。在FET42U与FET43U的连接点P1、FET42V与FET43V的连接点P2以及FET42W与FET43W的连接点P3,经由供电线WUWW分别连接有马达20的各相马达线圈20U20W。在驱动电路40中,基于来自微型计算机41的控制信号SC1SC6分别对FET42U42W、FET43U43W进行开关操作,。

20、从而将从电源供给的直流电转换成三相的交流电。0037详细而言,如图3的A部G部所示,微型计算机41基于各占空比值DUDW与作为PWM载波(输送波)的三角波的比较而生成控制信号SC1SC6,其中,各占空比值DUDW与应该外加于各相马达线圈20U20W的相电压对应。即,微型计算机41生成在各相占空比值DUDW比三角波的值大的情况下接通(ON)对应的相的电源侧的FET42U42W,在各相占空比值DUDW比三角波的值小的情况下断开(OFF)对应的相的电源侧的FET42U42W的控制信号SC1、SC3、SC5。另外,微型计算机41生成在各相占空比值DUDW比三角波的值小的情况下接通对应的相的接地侧的FE。

21、T43U43W,在各相占空比值DUDW比三角波的值大的情况下断开对应的相的接地侧的FET43U43W的控制信号SC2、SC4、SC6。基于这样生成的控制信号SC1SC6对FET42U42W、FET43U43W进行开关操作,从而从电源供给的直流电能够转换成三相交流电。0038如图2所示,在FET43U43W的接地布线分别设置有与各相对应的电流传感器44U44W。电流传感器44U44W由对以串联的方式与各FET43U43W连接的分流电阻的端子间电压进行放大并将该电压输出的公知的结构构成。各电流传感器44U44W的输出信号SI_USI_W被微型计算机41获取。微型计算机41在规定的采样定时取得电流传。

22、感器44U44W的输出信号SI_USI_W,从而对各相的马达电流值IUIW进行运算。详细而言,如图3的A部所示,微型计算机41在三角波成为波谷(最小值)的定时T1以及成为波峰(最大值)的定时T2分别取得电流传感器44U44W的输出信号SI_USI_W。此外,成为波谷的定时T1是指三角波的值成为最小的峰值定时,换言之,是指电源侧的所有FET42U42W成为接通状态并且接地侧的所有FET43U43W成为断开状态的定时。与此相对,成为波峰的定时T2是指三角波的值成为最大的峰值定时,换言之,是指电源侧的所有FET42U42W成为断开状态并且接地侧的所有FET43U43W成为接通状态的定时。说明书CN1。

23、04104287A5/10页70039微型计算机41基于在三角波成为波谷的定时T1取得到的输出信号SI_USI_W,对波谷电流值IV_UIV_W进行检测。另外,基于在三角波成为波峰的定时T2取得到的输出信号SI_USI_W,对波峰电流值IM_UIM_W进行检测。然后,微型计算机41根据检测出的波谷电流值IV_UIV_W以及波峰电流值IM_UIM_W,并基于下述式(1)(3),对各相电流值IUIW进行运算。0040IUIM_UIV_U(1)0041IVIM_VIV_V(2)0042IWIM_WIV_W(3)0043微型计算机41基于运算出的各相电流值IUIW以及由各传感器5、6、8检测的转向转矩。

24、TH、车速S以及马达旋转角M,生成控制信号SC1SC6。即,微型计算机41基于马达旋转角M,将各相电流值IUIW转换成D/Q坐标系的D轴电流值以及Q轴电流值。微型计算机41基于转向转矩TH以及车速S,对与马达20的目标输出对应的、换言之与应该施加于转向机构1的辅助转矩的目标值对应的Q轴电流指令值进行运算。0044例如,转向转矩TH的绝对值越大,并且车速S越慢,微型计算机41越将Q轴电流指令值的绝对值设定为越大的值。另外,微型计算机41将D轴电流指令值设定为零。然后,微型计算机41为了使D轴电流值追随D轴电流指令值,并且为了使Q轴电流值追随Q轴电流指令值而进行电流反馈控制,从而对D/Q坐标系的电。

25、压指令值进行运算。接下来,微型计算机41对运算出的D/Q坐标系的电压指令值进行逆变换,从而对三相坐标系的各相电压指令值VUVW进行运算,进而基于运算出的各相电压指令值VUVW求出各相占空比值DUDW。此外,各相占空比值DUDW相对于马达旋转角M分别以大致正弦波形发生变化。另外,V相占空比值DV相对于U相占空比值DU以马达旋转角M的相位错开相位120。另外,W相占空比值DW相对于U相占空比值DU以马达旋转角M的相位错开相位240。另外,如图3所例示的那样,微型计算机41对各相占空比值DUDW与三角波进行比较,从而生成控制信号SC1SC6,并将已生成的控制信号SC1SC6输出至驱动电路40。由此,。

26、能够将用于产生目标辅助转矩的驱动电力供给至马达20,来执行辅助控制。0045微型计算机41基于各相电流值IUIW以及各相占空比值DUDW,对马达20的各相供电路径的通电不良进行检测。如上所述,微型计算机41也作为对通电不良进行检测的异常检测部发挥功能。所谓各相供电路径是指由各相的成对的FET的串联电路与供电线构成的部分。例如,U相的供电路径是指由FET42U与FET43U的串联电路以及U相供电线WU构成的部分。所谓各相供电路径的通电不良例如是指各FET42U42W、FET43U43W的断开故障、供电线WUWW的断线等。0046对本实施方式的通电不良的检测原理进行说明。0047当在各相供电路径不。

27、发生通电不良的情况下,如图4所示,各相电流值IUIW以相对于马达旋转角M分别错开相位120的正弦波形发生变化。与此相对,当在例如图2所示的U相的FET43U发生了断开故障的情况下,U相成为通电不良,U相电流值IU保持为零。此时,如图5所示,正常的V相以及W相的电流值IV、IW以相对于马达旋转角M错开相位180的正弦波形发生变化。然后,若各相电流值IUIW如图5所示那样变化,则由此引起的D轴电流值与D轴电流指令值的偏差以及Q轴电流值与Q轴电流指令值的偏差分别容易放大,因此各相占空比值DUDW容易被设定为上限值或者下限值。详细而言,如图说明书CN104104287A6/10页86所示,U相占空比值。

28、DU相对于马达旋转角M以保持黏附上限值或者下限值的状态推移。另外,在U相占空比值DU以保持黏附上限值的状态推移的情况下,V相占空比值DV以及W相占空比值DW在下限值附近推移,在U相占空比值DU以保持黏附下限值的状态推移的情况下,V相占空比值DV以及W相占空比值DW在上限值附近推移。因此,如现有的马达控制装置那样,在将三相中任一个设为特定相时,若仅以特定相的电流值小于规定的电流判定值,以及特定相的占空比值为上限值或者下限值的情况为条件判定为在特定相发生通电不良,则存在将正常的相误检测为故障相的可能性。即,在使用了该判定方法的情况下,如图5以及图6所示,在正常的V相以及W相的电流值IV、IW均成为。

29、零附近的值时,上述的相的占空比值DV、DW成为上限值附近的值或者下限值附近的值,因此存在将上述正常的相误检测为故障相的可能性。0048若着眼于图6的各相占空比值DUDW的变化方式,则可知在与故障相对应的U相占空比值DU以保持黏附上限值或者下限值的状态推移的情况下,U相占空比值DU与除此以外的占空比值DV、DW背离。因此,在U相占空比值DU与除此以外的占空比值DV、DW背离时,若仅对U相判定通电不良的有无,则能够对U相的通电不良准确地进行检测,并且不会对V相以及W相的通电不良进行误检测。同样地,在V相占空比值DV与除此以外的占空比值DW、DU背离时,若仅对V相判定通电不良的有无,则能够对V相的通。

30、电不良准确地进行检测,并且不会对W相以及U相的通电不良进行误检测。对于W相的通电不良的检测而言也是相同的。在本实施方式中,利用该原理对各相的通电不良进行检测。0049参照图7,对微型计算机41进行的各相的通电不良检测处理及其作用进行说明。由于各相的通电不良检测处理是只有检测相不同的基本上为类似的处理,因此,以下为了方便起见,仅以U相的通电不良检测处理为代表对其进行说明。0050如图7所示,微型计算机41首先对U相电流值IU以及马达旋转角M进行检测(步骤S1),并对U相电流值的绝对值|IU|是否小于规定的电流判定值I1进行判断(步骤S2)。0051规定的电流判定值I1是预先通过实验等设定为考虑马。

31、达20的NT特性并且能够判定为在U相发生通电不良的值。在本实施方式中,相对于该U相电流值的绝对值|IU|被设定的电流判定值I1成为第一电流判定值。在U相电流值的绝对值|IU|小于规定的电流判定值I1的情况下(步骤S2是),微型计算机41基于该时刻的各相占空比值DUDW,对是否满足以下的(A1)(A3)的条件的AND条件(逻辑积条件)进行判断(步骤S3)。0052(A1)U相占空比值DU在第一占空比判定值D1以上。其中,第一占空比判定值D1设定为能够判定为U相占空比值DU黏附上限值的值(例如85)。0053(A2)V相占空比值DV小于“50”。0054(A3)W相占空比值DW小于“50”。005。

32、5如上所述,步骤S3的判断处理是对U相占空比值DU是否为上限值,并且U相占空比值DU与除此以外的占空比值DV、DW是否背离进行判定的处理。0056在不满足(A1)(A3)的条件的AND条件的情况下(步骤S3否),对是否满足以下的(B1)(B3)的条件的AND条件进行判断(步骤S4)。0057(B1)U相占空比值DU在第二占空比判定值D2以下。其中,第二占空比判定值D2设定为能够判定为U相占空比值DU黏附下限值的值(例如15)。说明书CN104104287A7/10页90058(B2)V相占空比值DV超过“50”。0059(B3)W相占空比值DW超过“50”。0060如上所述,步骤S4的判断处理。

33、是对U相占空比值DU是否为下限值,并且U相占空比值DU与除此以外的占空比值DV、DW是否背离进行判定的处理。0061此外,由于各相占空比值DUDW与各相电压指令值VUVW存在相关关系,因此(A1)(A3)的条件分别与以下的(A1)(A3)的条件对应。0062(A1)U相电压指令值VU为正值,并且其绝对值|VU|在规定的电压指令判定值(0)以上。0063(A2)V相电压指令值VV为负值。0064(A3)W相电压指令值VW为负值。0065另外,(B1)(B3)的条件分别与以下的(B1)(B3)的条件对应。0066(B1)U相电压指令值VU为负值,并且其绝对值|VU|在规定的电压指令判定值(0)以上。

34、。0067(B2)V相电压指令值VV为正值。0068(B3)W相电压指令值VW为正值。0069如上所述,步骤S3以及S4的判断处理对应于对U相电压指令值的绝对值|VU|是否在规定的电压指令判定值以上,并且U相电压指令值VU的正负符号与除此以外的电压指令值VV、VW的正负符号是否不同进行判定的处理。而且,各相电压指令值VUVW的每一个的正负符号的比较对应于对U相电压指令值VU与除此以外的电压指令值VV、VW是否背离进行判定的处理。0070在(A1)(A3)的条件的AND条件成立的情况下(步骤S3是),或者(B1)(B3)的条件的AND条件成立的情况下(步骤S4是),微型计算机41对马达角速度的绝。

35、对值|是否在规定的角速度判定值1以下进行判断(步骤S5)。这基于以下的理由。0071若马达角速度变快,则马达20的反电动势增大。这成为使各相电流值的绝对值|IU|IW|变小的因素。因此,在马达角速度快的状况下,存在即便U相的供电路径未断线,U相电流值的绝对值|IU|还是小于规定的电流判定值I1的可能性,从而存在误检测U相的通电不良的可能性。0072为了避免上述的误检测,在本实施方式中进行步骤S5的判断处理。此外,微型计算机41求出这次检测出的马达旋转角M与上次检测出的马达旋转角M的差值,将该差值除以运算周期,从而运算马达角速度。规定的角速度判定值1预先通过实验等设定为如下所述的值,即,该值为能。

36、够判定为马达角速度是不会对U相的通电不良进行误检测的值。0073当马达角速度的绝对值|在规定的角速度判定值1以下的情况下(步骤S5是),微型计算机41对由电压传感器7检测的电池电压VB是否在规定的电压判定值V1以上进行判断(步骤S6)。这基于以下的理由。0074若电池电压VB因例如车载电池的老化等而降低,则供给至驱动电路40的电源电压降低。这也成为使各相电流值的绝对值|IU|IW|变小的因素。因此,即使在电池电压VB降低的状况下,存在即便U相的供电路径未断线,但是U相电流值的绝对值|IU|还是小于规定的电流判定值I1的可能性,从而存在误检测U相的通电不良的可能性。为了避免说明书CN104104。

37、287A8/10页10这样的误检测,在本实施方式中,进行步骤S6的判断处理。此外,规定的电压判定值V1预先通过实验等设定为能够判定为电池电压VB是不会误检测U相的通电不良的电压的值。0075当电池电压VB在规定的电压判定值V1以上的情况下(步骤S6是),在使计数器C的值递增后(步骤S7),微型计算机41对计数器C的值是否大于等于规定值C1进行判断(步骤S8)。此外,计数器C的初始值被设定为零。当计数器C的值不在规定值C1以上的情况下(步骤S8否),微型计算机41结束一系列的处理。0076然后,若微型计算机41在规定的运算周期内反复执行图7所示的步骤S1S7的处理,则计数器C的值到达规定值C1。。

38、此时,微型计算机41若判断为计数器C的值在规定值C1以上(步骤S8是),则判定为在U相发生了通电不良(步骤S9),执行故障安全控制(步骤S10)。此外,作为故障安全控制,例如经由发生了通电不良的U相以外的V相以及W相的供电路径向马达20进行供电,从而执行继续进行马达20的驱动的二相驱动控制、使马达20停止的马达停止控制等。0077在步骤S2、S4、S5、S6中的任意一个中判断为否定的情况下,微型计算机41清除计数器C的值(步骤S11),结束一系列的处理。0078根据上述的结构,当在U相发生了通电不良时,能够对此准确地进行检测,因此能够准确地进行向故障安全控制的转移。0079在本实施方式的马达控。

39、制装置4中,如图5所示,在包括故障相亦即U相的电流值IU在内,正常相亦即V相以及W相的电流值IV、IW全部成为零附近的值时,能够检测U相的故障这一点的效果特别大。即,在由U相的通电不良引起的各相电流值IUIW如图5所示那样发生变化的情况下,在正常的V相以及W相的电流值IV、IW均成为零附近的值时,马达20的动作发生牵连。0080在如上所述的马达20的动作中发生牵连的状况成为正常相与故障相相似的状态,因此在现有的检测方法中,容易将正常相误检测为故障相。关于在该方面而言,在本实施方式的马达控制装置4中,即便在如上所述的状况下,也能够仅将U相检测为故障相,这一点的效果特别大。0081此外,V相的通电。

40、不良检测处理是将图7的处理中的U相、V相、W相分别置换成V相、W相、U相的处理。另外,W相的通电不良检测处理是将图7的U相、V相、W相分别置换成W相、U相、V相的处理。在各相的通电不良检测处理中使用的计数器C的值是由微型计算机41在各处理中单独地计数的。即便在上述的V相以及W相的通电不良检测处理中,也显然能够获得以在U相的通电不良检测处理中叙述的效果为基准的效果。0082如以上的说明,根据本实施方式的马达控制装置4,能够获得以下的有效的效果。0083在马达控制装置4中,在U相电流值的绝对值|IU|小于规定的电流判定值I1时,以满足(A1)(A3)的条件的AND条件或者(B1)(B3)的条件的A。

41、ND条件为条件,判定为在U相发生通电不良。换言之,马达控制装置4在U相电流值的绝对值|IU|小于规定的电流判定值I1时,以满足(A1)(A3)的条件的AND条件或者(B1)(B3)的条件的AND条件为条件,判定为在U相发生通电不良。由此,在将三相中的任意一个设为特定相时,能够对特定相的通电不良准确地进行检测,并且不会对特定相以外的二相的通电不良进行误检测。因此,能够更加准确地对故障相进行检测。0084在马达控制装置4中,进一步将马达角速度在规定的角速度判定值1以下作说明书CN104104287A109/10页11为条件,判定为在特定相发生通电不良。由此能够避免通电不良的误检测。0085在马达控。

42、制装置4中,进一步将电池电压VB在规定的电压判定值V1以上作为条件,判定为在特定相发生通电不良。由此能够避免通电不良的误检测。0086此外,上述实施方式也能够通过以下方式来实施。以下为了方便起见,关于通电不良的检测,各相共用的事项仅以U相为代表来说明。0087在上述实施方式中,在用于判定为在U相发生通电不良的条件中包括电池电压VB在规定的电压判定值V1以上,但也可以省略该条件。即,在图7所例示的处理中也可以省略步骤S6的处理。0088在上述实施方式中,在用于判定为在U相发生通电不良的条件中包括马达角速度在角速度判定值1以下。然而,当马达20仅在马达角速度在角速度判定值1以下的状况下被使用的情况。

43、下,也能够省略该条件。即,在图7所例示的处理中也能够省略步骤S5的处理。0089如图5以及图6所示,在U相占空比值DU与除此以外的占空比值DV、DW背离时,V相以及W相的电流值IV、IW成为零附近的值。因此,也能够基于V相以及W相的电流值IV、IW是否小于电流判定值I1,来对U相占空比值DU与除此以外的占空比值DV、DW是否背离进行判断。利用该点,在微型计算机41中,也可以代替图7所例示的步骤S1S4的处理,而分别执行图8所示的步骤S12S15的处理。即,在检测出各相电流值IUIW以及马达旋转角M后(步骤S12),微型计算机41对各相电流值的绝对值|IU|IW|是否全都小于电流判定值I1进行判。

44、断(步骤S13)。此处,相对于V相以及W相的电流值的绝对值|IV|、|IW|设定的电流判定值I1成为第二电流判定值。0090然后,在各相电流值的绝对值|IU|IW|全都小于电流判定值I1的情况下(步骤S13是),微型计算机41以U相占空比值DU在第一占空比判定值D1以上为条件(步骤S14是),来执行步骤S5以后的处理。另外,在U相占空比值DU不在第一占空比判定值D1以上的情况下(步骤S14否),微型计算机41以U相占空比值DU在第二占空比判定值D2以下为条件(步骤S15是),执行步骤S5以后的处理。即便在如上所述的结构中,也能够获得以上述实施方式为基准的效果。0091如图5以及图6所示,在U相。

45、占空比值DU与除此以外的占空比值DV、DW背离时,马达旋转角M的范围为“60M120”或者“240M300”。因此,也能够基于马达旋转角M来对U相占空比值DU与除此以外的占空比值DV、DW是否背离进行判断。利用该点,在微型计算机41中,也可以代替图7所例示的步骤S3、S4的处理,而分别执行图9所示的步骤S16、S17的处理。即,在步骤S2中判断为肯定的情况下,微型计算机41以U相占空比值DU在第一占空比判定值D1以上且马达旋转角M在“60M120”内为条件(步骤S16是),执行步骤S5以后的处理。另外,在步骤S16中判断为否定的情况下,微型计算机41以U相占空比值DU在第二占空比判定值D2以下。

46、且马达旋转角M为“240M300”为条件(步骤S17是),执行步骤S5以后的处理。即使在如上所述的结构中,也能够获得以上述实施方式为基准的效果。0092在上述实施方式中,虽然基于波谷电流值IV_UIV_W以及波峰电流值IM_UIM_W来对各相电流值IUIW进行了检测,但是各相电流值IUIW的检测方法能够适当地变更。例如,也可以将波峰电流值IM_UIM_W直接用作各相电流值IUIW。然而,在说明书CN104104287A1110/10页12将波峰电流值IM_UIM_W直接用作各相电流值IUIW的情况下,在各相占空比值DUDW被设定为上限值附近时,存在无法对各相电流值IUIW适当地进行检测的可能性。

47、。0093例如,在U相占空比值DU被设定为上限值附近的情况下,在对U相的波峰电流值IM_U进行检测之前,进行U相的FET42U、43U的开关操作,因此导致在被检测的U相的波峰电流值IM_U中包含噪声。因此,若将U相的波峰电流值IM_U直接用作U相电流值IU,则无法对U相电流值IU适当地进行检测。因此,在U相占空比值DU被设定为上限值附近的情况下,也可以根据V相以及W相的波峰电流值IM_V、IM_W,并基于下述式(4)来对U相电流值IU进行推断。0094IUIM_VIM_W(4)0095另外,在V相占空比值DV或者W相占空比值DW被设定为上限值附近的情况下,也可以根据各相的波峰电流值IM_UIM。

48、_W,并基于下述式(5)、(6)来对V相电流值IV以及W相电流值IW进行推断。0096IVIM_WIM_U(5)0097IWIM_UIM_W(6)0098若基于上述的式(4)(6)对各相电流值IUIW进行推断,则即便在各相占空比值DUDW被设定为上限值附近的情况下,也能够对各相电流值IUIW以更高的精度进行检测。0099在上述实施方式中,用于与各相占空比值DUDW进行比较的三角波仅为一个。作为其替代方案,为了避免由所谓的臂短路导致的贯穿电流的产生,也可以使用向上下移动的相位相等的两个三角波来在电源侧的FET42U42W的接通/断开的定时与接地侧的FET43U43W的接通/断开的定时之间设置死区。

49、时间(DEADTIME。0100在上述实施方式中,虽然采用了FET42U42W、FET43U43W作为驱动电路40的开关元件,但也可以使用除此以外的适当的开关元件。0101上述实施方式的电动动力转向装置不限定于对转向轴11施加辅助转矩的电动动力转向装置,例如也能够应用于对齿条轴13施加辅助转矩的电动动力转向装置。0102上述实施方式的马达控制装置4不限定于电动动力转向装置,也能够应用于适当的马达控制装置。说明书CN104104287A121/7页13图1说明书附图CN104104287A132/7页14图2说明书附图CN104104287A143/7页15图3说明书附图CN104104287A154/7页16图4图5图6说明书附图CN104104287A165/7页17图7说明书附图CN104104287A176/7页18图8说明书附图CN1。

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