過電流檢測裝置以及過電流檢測方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及檢測電動馬達的驅動控制裝置中的變換器電路的上游的過電流的過電流檢測裝置以及過電流檢測方法。
【背景技術】
[0002]以往，作為檢測電動馬達的驅動控制裝置的故障的檢測裝置，例如在專利文獻I中，記載了使用電流檢測電阻的檢測裝置。在專利文獻I中，在變換器電路的上游和下游分別設置電流檢測電阻，根據這些電流檢測電阻的兩端的電壓的變化，檢測變換器電路中的各路徑的短路或接地故障所引起的過電流。
[0003]現(xiàn)有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:(日本)特開平6 - 233450號公報

【發(fā)明內容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]但是，若在電流檢測電阻中使用分流電阻，則由于在檢測母線電流的上游側的分流電阻中流過較大的電流，所以分流電阻的尺寸變大而安裝面積增大。此外，由于將分流電阻串聯(lián)地插入電流線，所以需要確保電流容量，且較粗的電源線的繞線所引起的布線布局的困難導致布線面積增大。因此，存在電路基板大型化的問題。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述那樣的情況而完成的，其目的在于，提供不在變換器電路的上游設置分流電阻而能夠檢測過電流，實現(xiàn)電路基板的小型化的過電流檢測裝置以及過電流檢測方法。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]因此，在本發(fā)明的過電流檢測裝置以及過電流檢測方法中，根據對電動馬達供應的相電流和變換器電路的電源電壓而算出流過電源線的電流值，基于根據連接到所述電源線的驅動控制裝置用的電子部件所引起的下降電壓值而求得的電流值和流過該電源線的電流值來檢測過電流。
[0011]發(fā)明效果
[0012]根據本發(fā)明，由于使用被設置在變換器電路的電源線上的驅動控制裝置用的電子部件來檢測過電流，所以能夠不需要變換器電路的上游的分流電阻。根據對電動馬達供應的相電流和所述變換器電路的電源電壓而算出流過電源線的電流值，基于該電流值和根據下降電壓值而求得的電流值來檢測過電流，從而能夠抑制電子部件的電阻值的偏差以及特性的變化。由此，能夠進行安裝面積和布線面積的縮小化，能夠實現(xiàn)電路基板的小型化。
【附圖說明】
[0013]圖1表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的過電流檢測裝置，是電動馬達的驅動控制裝置的電路圖。
[0014]圖2是表示圖1所示的電路中的過電流的檢測動作的流程圖。
[0015]圖3表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的過電流檢測裝置，是電動馬達的驅動控制裝置的電路圖。
【具體實施方式】
[0016]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0017][第一實施方式]
[0018]圖1所示的電動馬達的驅動控制裝置包含驅動電動馬達I的變換器電路2、對變換器電路2的各MOSFET21?26進行接通/斷開控制的變換器驅動IC3、CPU4、FS (故障安全，F(xiàn)ail-safe)用繼電器5、噪聲去除用線圈(感應器(inductor)) 6、平滑電容器7、以及直流電源8等而構成。
[0019]此外，過電流檢測裝置具備下降電壓檢測用的運算放大器9、用于將直流電源8的電源電壓輸入至CPU4的I/F(接口 )電路10、相電流檢測電阻11、以及運算放大器12等。并且，通過CPU4，基于由運算放大器9檢測到的FS用繼電器5所引起的下降電壓值、經由I/F電路10輸入的直流電源8的電壓、以及由運算放大器12檢測到的相電流檢測電阻11的兩端的電位差，進行用于檢測過電流的運算和判定。
[0020]變換器電路2成為具備經由驅動線2U、2V、2W而將電動馬達I的U相、V相以及W相分別按每個相進行驅動的三組半導體元件的三相橋電路結構。在本例中，各半導體元件由N溝道型M0SFET21?26構成。
[0021]關于M0SFET21、24，漏極.源極間的電流通路被串聯(lián)連接到電源線20和相電流檢測電阻11的一端之間，上述驅動線2U的一端被連接到公共連接點。關于M0SFET22、25，漏極.源極間的電流通路被串聯(lián)連接到電源線20和相電流檢測電阻11的一端之間，上述驅動線2V的一端被連接到公共連接點。此外，關于M0SFET23、26，漏極?源極間的電流通路被串聯(lián)連接到電源線20和相電流檢測電阻11的一端之間，上述驅動線2W的一端被連接到公共連接點。相電流檢測電阻11的另一端被連接到接地點(接地線)。
[0022]另外，在各M0SFET21?26的源極?漏極間正向連接的二極管是這些M0SFET21?26的寄生二極管。
[0023]平滑電容器7被連接到上述變換器電路2的上游的電源線20和相電流檢測電阻11的一端之間。電源從直流電源8的正極經由作為驅動控制裝置用的電子部件的FS用繼電器5以及線圈6被供應給該電源線20。運算放大器9的第一、第二輸入端被連接到FS用繼電器5的兩端，其電位差、即下降電壓值從輸出端被供應給CPU4。進而，直流電源8的正極的電壓經由I/F電路10被輸入至CPU4而電源電壓被測定。運算放大器12的第一、第二輸入端被連接到相電流檢測電阻11的兩端，其電位差從輸出端被供應給CPU4。
[0024]CPU4按照程序而對變換器驅動用IC3供應控制信號。變換器驅動用IC3對變換器電路2中的各M0SFET21?26的柵極分別供應驅動信號而進行接通/斷開。由此，CPU4對電動馬達I的驅動進行控制、例如進行矢量控制。
[0025]此外，CPU4基于由運算放大器12檢測到的電位差和經由I/F電路10供應的電源電壓，算出從變換器電路2供應給電動馬達I的相電流。進而，CPU4根據該相電流和電源電壓而算出流過電源線20的電流值。并且，基于流過上述電源線20的電流值(估計電流值)，算出根據連接到變換器電路2的上游的電源線20的FS用繼電器5所引起的下降電壓值而求得的電流值的校正量，將以算出的校正量校正后的電流值作為基準的電流值而檢測過電流。以規(guī)定的定時重復過電流的檢測動作，以上次的檢測定時的電流值來更新校正后的電流值。
[0026]接著，通過圖2的流程圖詳細說明圖1所示的裝置的過電流檢測動作、即本發(fā)明的過電流檢測方法。
[0027]首先，在啟動作為電動馬達的驅動控制裝置的系統(tǒng)時，通過CPU4控制變換器驅動IC3，對MOSFET21?26進行接通/斷開控制，對電動馬達I進行d軸通電(步驟SI)。接著，通過運算放大器12檢測在電動馬達I中流過d軸電流時的相電流檢測電阻11的兩端的電位差。此外，將直流電源8的電壓通過I/F電路10供應給CPU4而測定電源電壓(步驟 S2)。
[0028]接下來，基于電位差和電源電壓，通過CPU4算出相電流，根據該相電流和電源電壓而算出流過變換器電路2的電源線20的電流的電流值(步驟S3)。
[0029]并且，在電動馬達I中流過規(guī)定的電流時，將流過變換器電路2的電源線20的電流值映射到CPU4內(也可以是CPU4的外部)的存儲裝置(步驟S4)。
[0030]檢測相電流是因為，由于不知道在FS用繼電器5中檢測到的電壓下降值是在該FS用繼電器5中正在流過怎樣程度的電流時的電壓下降值，所以根據在其他的地點測定出的電流值來估計該電流值。此外，由于d軸通電是形成轉矩而不形成旋轉力的通電方法，所以大致流過固定的電流。因此，CPU4能夠將FS用繼電器5的電阻值的偏差以及特性的變化、例如計時變化、溫度變化、惡化等所引起的誤差量作為校正用數(shù)據而預先存儲。
[0031]若開始電動馬達I的驅動控制(步驟S5)，則通過運算放大器9檢測變換器電路2的上游的FS用繼電器5 (電子部件)的兩端的電位差(下降電壓值)，并供應給CPU4(步驟S6)。
[0032]在之后的步驟S7中，通過CPU4，基于步驟S6中檢測到的下降電壓值而算出電源線20的電流值，使用步驟S4中映射的電源線20的電流值而算出校正量。并且，通過算出的校正量來更新步驟S4中映射的電流值。
[0033]在步驟S8中，以步驟S7中通過CPU4而算出的校正量來校正根據下降電壓值而求得的電流值。通過該校正，能夠使根據下降電壓值而求得的電流值與電源線20的電流值(估計電流值)相等，或靠近估計電流值。
[0034]接下來，基于校正后的電流值，通過CPU4檢測正在流過電源線20的電流的過電流(步驟S9)。在過電流的檢測中，判定例如電源線20的電流值是否比校正后的電流值、或預先設定的電流值大規(guī)定值以上(步驟S10)，在大的情況下判定為過電流。在通過CPU4檢測到過電流的情況下，停止電動馬達I的驅動(步驟Sll)并結束，在沒有檢測到的情況下，返回步驟S5而重復同樣的動作。
[0035]根據上述那樣的結構，使用被設置在變換器電路2的上游的驅動控制裝置用的已經設立