專利名稱：多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備和使用其的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備以及一種使用該控制設(shè)備的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為一種用于具有多個繞組集合的多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備，JP2005-304119A公開了該控制設(shè)備的一個示例。該控制設(shè)備包括用于多個繞組集合中的每個的逆變器電路，使得切換對繞組集合的供電。就是說，對多個繞組集合分別設(shè)置多個逆變器電路。當(dāng)多個逆變器電路中的一個故障時，通過故障的逆變器電路對繞組集合的供電停止，使得可以通過正常操作的其他逆變器電路繼續(xù)驅(qū)動多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器。然而，當(dāng)在包括各自的逆變器電路的兩個驅(qū)動系統(tǒng)之間出現(xiàn)諸如短路的異常時，可能不能準(zhǔn)確地檢測異常。兩個逆變器電路需要同時停止操作，盡管每個逆變器電路自身不是異常的。在由兩個逆變器電路驅(qū)動多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的情況下，當(dāng)兩個逆變器電路停止操作時不能驅(qū)動多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器。例如，在多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器被用作車輛的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動能驅(qū)動動力源的情況下，當(dāng) 多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的操作停止時不能協(xié)助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。

發(fā)明內(nèi)容
目的在于提供一種用于多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備，其能夠準(zhǔn)確地檢測包括各自的逆變器電路的多個驅(qū)動系統(tǒng)的異常，并且提供一種使用該控制設(shè)備的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。根據(jù)一個方面，提供了一種用于控制包括多個繞組集合的多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的驅(qū)動的控制設(shè)備，其中每個繞組集合由與多個相對應(yīng)的線圈形成。控制設(shè)備包括多個逆變器電路和控制單元。多個逆變器電路被分別設(shè)置用于多個繞組集合以共同形成多個驅(qū)動系統(tǒng)。多個逆變器電路切換對繞組集合的供電?？刂茊卧刂颇孀兤麟娐返牟僮?，并且包括能夠檢測逆變器電路的異常的異常檢測部。異常檢測部被配置成(I)基于每個逆變器電路的相電流計算關(guān)于每個逆變器電路的第一值，(2)基于從分別與多個逆變器電路對應(yīng)地計算的多個第一值中選擇的兩個第一值來計算第二值，以及(3)當(dāng)?shù)诙灯x預(yù)定范圍時，檢測到與所選擇的第一值對應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)之間的異常。


通過下文參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其他目的、特征和優(yōu)點將變得更加明顯。在附圖中圖I是示出根據(jù)第一實施例的用于多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備的電路圖；圖2是使用根據(jù)第一實施例的控制設(shè)備的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意圖；圖3是示出由根據(jù)第一實施例的控制設(shè)備執(zhí)行的異常檢測處理的流程圖；圖4是示出根據(jù)第一實施例的控制設(shè)備的操作的時序圖5是示出根據(jù)第二實施例的用于多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備的電路圖；圖6是示出由根據(jù)第二實施例的控制設(shè)備執(zhí)行的異常檢測處理的流程圖；以及圖7是示出根據(jù)第二實施例的控制設(shè)備的操作的時序圖。
具體實施例方式下文將參照附圖描述用于多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備。為了簡化描述，在多個實施例中基本上相同的配置由相同的附圖標(biāo)記表示。(第一實施例)參照圖1，設(shè)置控制設(shè)備I以控制作為多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的電機(jī)10的驅(qū)動?？刂圃O(shè)備I與電機(jī)10 —起使用，作為例如協(xié)助車輛的轉(zhuǎn)向操作的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。如圖2中所示，車輛具有包括電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)99的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90。電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)99包括附接到轉(zhuǎn)向軸92的轉(zhuǎn)矩傳感器94，轉(zhuǎn)向軸92耦合到方向盤91。轉(zhuǎn)矩傳感器94檢測由駕駛員通過方向盤91施加到轉(zhuǎn)向軸92的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。小齒輪96設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸92的一端并且與齒條軸97嚙合。一對車輪98通過轉(zhuǎn)向橫拉桿等可旋轉(zhuǎn)地耦合到齒條軸97的兩端。當(dāng)駕駛員旋轉(zhuǎn)方向盤91時，耦合到方向盤91的轉(zhuǎn)向軸92旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向軸92的旋轉(zhuǎn)運動通過小齒輪96轉(zhuǎn)換成齒條軸97的直線運動。因此使車輪98對轉(zhuǎn)向與齒條軸97的直線移動距離對應(yīng)的角度。電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)99包括用于生成轉(zhuǎn)向輔助轉(zhuǎn)矩的電機(jī)10、用于控制并驅(qū)動電機(jī)10的控制設(shè)備1、用于在減速之后將電機(jī)10的旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)睫D(zhuǎn)向軸92的減速齒輪93等。電機(jī)10使減速齒輪93在正常方向和反向方向兩者上旋轉(zhuǎn)。除了轉(zhuǎn)矩傳感器94之外，電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)99包括用于檢測車輛速度的車輛速度傳感器95。如上文所述配置的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)99從電機(jī)10生成轉(zhuǎn)向輔助轉(zhuǎn)矩并且將其`傳輸?shù)睫D(zhuǎn)向軸92，從而進(jìn)行方向盤91的助力轉(zhuǎn)向操作。電機(jī)10是具有轉(zhuǎn)子和定子(未示出)的三相無刷電機(jī)。轉(zhuǎn)子是圓柱體，永磁體固定在其表面上以提供磁極。定子在其中容納轉(zhuǎn)子并且可旋轉(zhuǎn)地支承轉(zhuǎn)子。定子具有按照圓周方向上的每個預(yù)定角度間隔在徑向向內(nèi)的方向上突出的凸起。圖1中所示的線圈11至16圍繞這些凸起纏繞作為繞組。線圈11至13形成第一繞組集合18。線圈14至16相似地形成第二繞組集合19。第一繞組集合18和第二繞組集合19是多個繞組集合的一個示例。位置傳感器79設(shè)置在電機(jī)10中以檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。控制設(shè)備I包括第一逆變器電路20、第二逆變器電路30、電流檢測電路40、電容器60、控制單元70、直流(DC)電池80等。第一逆變器電路20是三相逆變器，其中六個開關(guān)元件21至26連接成橋形式，使得切換對第一繞組集合18中的每個線圈11至13的供電。每個開關(guān)元件21至26可以是MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，MOSFET是一種類型的場效應(yīng)晶體管。開關(guān)元件21至26被稱為FET 21至26。三個FET 21至23具有連接到高側(cè)供電總線2的漏極，高側(cè)供電總線2連接到電池80的正極性側(cè)。FET 21至23具有分別連接到FET 24至26的漏極的源極。FET 24至26具有連接到低側(cè)供電總線3的源極，低側(cè)供電總線3連接到電池80的負(fù)極性側(cè)，即地。串聯(lián)連接在作為對的(也就是，成對的)總線2和3之間的FET 21和FET 24之間的連接部連接到線圈11的一端。串聯(lián)連接的FET 22和FET 25之間的連接部連接到線圈12的一端。串聯(lián)連接的FET 23和FET26之間的連接部連接到線圈13的一端。第二逆變器電路30與第一逆變器電路20相似，也是三相逆變器。在第二逆變器電路30中，六個開關(guān)元件31至36連接成橋形式，使得切換對第二繞組集合19中的每個線圈14至16的供電。與第一逆變器電路20相似，每個開關(guān)元件31至36是M0SFET。開關(guān)元件31至36被稱為FET31至36。三個FET 31至33具有連接到高側(cè)供電總線4的漏極，高側(cè)供電總線4連接到電池80的正極性側(cè)。FET 31至33具有分別連接到FET 34至36的漏極的源極。FET 34至36具有連接到低側(cè)供電總線5的源極，低側(cè)供電總線5連接到電池80的負(fù)極性側(cè)，即地。串聯(lián)連接的FET 31和FET 34之間的連接部連接到線圈14的一端。串聯(lián)連接的FET 32和FET 35之間的連接部連接到線圈15的一端。串聯(lián)連接的FET 33和FET 36之間的連接部連接到線圈16的一端。FET 21至23被稱為第一逆變器電路20中的高電位側(cè)開關(guān)元件。FET31至33被稱為第二逆變器電路30中的高電位側(cè)開關(guān)元件。FET 24至26被稱為第一逆變器電路20中的低電位側(cè)開關(guān)元件。FET 34至36被稱為第二逆變器電路30中的低電位側(cè)開關(guān)元件。在以下描述中，每個高電位側(cè)開關(guān)元件被稱為高FET，而低電位側(cè)開關(guān)元件被稱為低FET。根據(jù)具體情況，相應(yīng)的相也被附接，如例示的U低FET 24那樣。如上文所述，控制設(shè)備I具有包括第一逆變器電路20和第二逆變器電路30的兩個供電系統(tǒng)。包括第一逆變器電路20和第二逆變器電路30的供電系統(tǒng)連同電池80和電容器60—起被分別稱為第一供電系統(tǒng)和第二供電系統(tǒng)。此外，第一供電系統(tǒng)和第一繞組集合18形成了第一驅(qū)動系統(tǒng)，并且第二供電系統(tǒng)和第二繞組集合19形成了第二驅(qū)動系統(tǒng)。電流檢測電路 40包括電流檢測元件41至46。電流檢測元件41設(shè)置在U低FET24和地之間以檢測在線圈11中流動的電流。電流檢測元件42設(shè)置在V低FET 25和地之間以檢測在線圈12中流動 的電流。電流檢測元件43設(shè)置在W低FET 26和地之間以檢測在線圈13中流動的電流。電流檢測元件44設(shè)置在U低FET 34和地之間以檢測在線圈14中流動的電流。電流檢測元件45設(shè)置在V低FET 35和地之間以檢測在線圈15中流動的電流。電流檢測元件46設(shè)置在W低FET 36和地之間以檢測在線圈16中流動的電流。電流檢測元件41至46是分流電阻器。由電流檢測元件41至46輸出的檢測值(以下稱為電流檢測值)可以存儲在控制單元70中設(shè)置的寄存器(未示出)中。從電流檢測電路40和位置傳感器79到控制單元70的信號線未被示出以簡化圖I的圖示。電容器60與電池80、第一逆變器電路20和第二逆變器電路30并聯(lián)連接以存儲電荷，從而協(xié)助對FET21至26以及FET 31至36的供電并且抑制諸如浪涌電流的噪聲分量?？刂茊卧?0由微計算機(jī)77、驅(qū)動電路78等形成以對控制設(shè)備I的整體操作進(jìn)行控制。位置傳感器79、轉(zhuǎn)矩傳感器94和車輛速度傳感器95連接到控制單元70。因此控制單元70能夠獲取指示由位置傳感器79檢測的電機(jī)10的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置Θ、由轉(zhuǎn)矩傳感器94檢測的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Tq*以及由車輛速度傳感器95檢測的車輛速度Vdc。當(dāng)控制單元70正常時，即當(dāng)控制設(shè)備I正常(無異常)時，通過如下處理控制并驅(qū)動電機(jī)10。控制單元70與所提供的驅(qū)動標(biāo)志的狀態(tài)分別對應(yīng)地控制逆變器電路20和30的操作。例如，當(dāng)?shù)谝或?qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動標(biāo)志是ON (開)時，控制單元70通過第一逆變器電路20驅(qū)動電機(jī)10。另一方面，當(dāng)?shù)谝或?qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動標(biāo)志是OFF (關(guān))時，控制單元70停止通過第一逆變器電路20驅(qū)動電機(jī)10。相似地，當(dāng)?shù)诙?qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動標(biāo)志是ON時，控制單元70通過第二逆變器電路30驅(qū)動電機(jī)10。另一方面，當(dāng)?shù)诙?qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動標(biāo)志是OFF時，控制單元70停止通過第二逆變器電路30驅(qū)動電機(jī)10。第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動標(biāo)志在正常情況下被設(shè)定為0N。下文將描述第一驅(qū)動系統(tǒng)的操作，特別是第一逆變器電路20的操作。包括第二逆變器電路30的第二驅(qū)動系統(tǒng)將執(zhí)行相似的操作。控制單元70，特別是微計算機(jī)77取回由電流檢測元件41至43輸出并且存儲在寄存器中的電流檢測值?？刂茊卧?0根據(jù)電流檢測值計算線圈11的電流值U1、線圈12的電流值Vl和線圈13的電流值Wl。控制單元70隨后基于所計算的三個相電流U1、V1、W1以及由位置傳感器79檢測的電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置0來計算d軸電流檢測值Id和q軸電流檢測值Iq。控制單元70基于由位置傳感器79獲取的電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置0、轉(zhuǎn)矩傳感器94獲取的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Tq以及車輛速度傳感器95獲取的車輛速度Vdc來計算d軸命令電流Id*和q軸命令電流Iq*?？刂茊卧?0根據(jù)如上文所述計算的d軸命令電流Id*、q軸命令電流Iq*以及d軸電流檢測值Id和q軸電流檢測值Iq來執(zhí)行電流反饋控制計算以計算d軸命令電壓Vd*和q軸命令電壓Vq*?？刂茊卧?0基于所計算的命令值Vd*、Vq*和電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置0來計算作為三個相電壓命令值的U相命令電壓Vu*、V相命令電壓Vv*和W相命令電壓Vw*?？刂茊卧?0基于三個相電壓Vu*、Vv*、Vw*和電容器電壓Vc來計算作為占空命令信號的U相占空Du、V相占空Dv和W相占空Dw，并且將U相占空Du、V相占空Dv和W相占空Dw存儲在寄存器中。驅(qū)動電路78將占空命令信號和PWM參考信號進(jìn)行比較并且控制FET 21至26的0N/0FF (開/關(guān))切換時 間。通過驅(qū)動電路78對FET 21至26的0N/0FF控制，電壓被分別施加到三個相(U相、V相和W相)的線圈11至13。由于電壓向量連續(xù)改變，因此正弦波形電壓被施加到每相的線圈。當(dāng)電壓被施加到每相的線圈，即每個線圈11至13時，電流與所施加的電壓對應(yīng)地流動。因此，電機(jī)10通過經(jīng)由第一供電系統(tǒng)的第一逆變器電路20的供電來生成轉(zhuǎn)矩Tql。按照第一逆變器電路20相似的方式控制第二供電系統(tǒng)的第二逆變器電路30。因此電機(jī)10生成和轉(zhuǎn)矩，該和轉(zhuǎn)矩對應(yīng)于通過包括第一逆變器電路20的第一驅(qū)動系統(tǒng)的操作生成的第一轉(zhuǎn)矩Tql和通過包括第二逆變器電路30的第二驅(qū)動系統(tǒng)的操作生成的第二轉(zhuǎn)矩Tq2的和。轉(zhuǎn)矩Tq通過減速齒輪93施加到轉(zhuǎn)向軸92以用作用于協(xié)助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作的輔助轉(zhuǎn)矩。接下來將描述控制設(shè)備I的異常檢測操作?？刂茊卧?0，特別是微計算機(jī)77通過執(zhí)行圖3中所示的一系列異常檢測處理SlOO來檢測第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)的異常。當(dāng)車輛的點火鍵(未示出)被接通時，即當(dāng)控制設(shè)備I接電時，控制單元70執(zhí)行處理S100。處理SlOO與控制單元70執(zhí)行的用于控制電機(jī)10的驅(qū)動的其他處理并行地執(zhí)行。在S101，控制單元70取回第一驅(qū)動系統(tǒng)的相電流。就是說，控制單元70取回電流檢測元件41、42和43分別檢測的第一驅(qū)動系統(tǒng)的U相電流Ul、V相電流Vl和W相電流Wl0在S102，控制單元70計算作為在SlOl取回的第一驅(qū)動系統(tǒng)的相電流Ul、Vl和Wl的和的第一值Cl I。在S103，控制單元70取回第二驅(qū)動系統(tǒng)的相電流。就是說，控制單元70取回電流檢測元件44、45和46分別檢測的第二驅(qū)動系統(tǒng)的U相電流U2、V相電流V2和W相電流W2。在S104，控制單元70計算作為在S103取回的第二驅(qū)動系統(tǒng)的相電流U2、V2和W2的和的第一值C12。在S105，控制單元70計算作為在S102計算的第一值Cll和在步驟S104計算的第一值C12之間的差(C11-C12)的第二值C2。控制單元70進(jìn)一步檢查第二值C2的絕對值是否大于預(yù)定參考值Cr。如果第二值C2的絕對值大于參考值(S105:是)，就是說，如果在第一驅(qū)動系統(tǒng)中流動的電流和第二驅(qū)動系統(tǒng)中流動的電流之間的差大于可允許的范圍(Cr)并且未被抵消，則控制單元70執(zhí)行S106。如果第二值C2的絕對值等于或小于參考值(S105 否)，則控制單元70重復(fù)SlOl至S105。在S106，控制單元70確定在包括第一逆變器電路20的第一驅(qū)動系統(tǒng)和包括第二逆變器電路30的第二驅(qū)動系統(tǒng)之間存在短路異常。控制單元70中的微計算機(jī)77因此作為檢測異常的異常檢測部操作。在S107，控制單元70將例如第一系統(tǒng)驅(qū)動標(biāo)志設(shè)定為OFF。因此，控制單元70停止對第一逆變器電路20的切換控制。然而控制單元70繼續(xù)對第二逆變器電路30的切換控制。因此僅通過第二逆變器電路30驅(qū)動電機(jī)10。

將參照圖4描述控制設(shè)備I的一個示例性操作。在時間t0，第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)兩者的驅(qū)動標(biāo)志是ON并且由第一逆變器電路20和第二逆變器電路30驅(qū)動電機(jī)10以向電機(jī)10提供具有在正方向和負(fù)方向上變化的正弦波形的各個電流。因此，相電流的第一值Cll和C12兩者均為零。假設(shè)在時間tl在例如圖I中的點劃線所示的第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)之間出現(xiàn)短路異常，連接到第二逆變器電路30的U相線圈14被短路到連接到第一逆變器電路20的U相線圈11。只要轉(zhuǎn)向速度是低的，則向第一驅(qū)動系統(tǒng)中的U相線圈11提供占空比介于0%和50%之間的電流并且向第二驅(qū)動系統(tǒng)中的U相線圈14提供占空比介于50%和100%之間的電流。因此第二逆變器電路30中的高側(cè)FET 31的ON周期較長。由于當(dāng)?shù)诙孀兤麟娐?0的高側(cè)FET 31接通時，第一逆變器電路20中的低側(cè)FET 24接通，因此電流從第二逆變器電路30的高側(cè)FET 31通過第二繞組集合19的U相線圈14和第一繞組集合18的U相線圈11流到第一逆變器電路20的低側(cè)FET 24中。出于該原因，在時間t2之后，第一值Cll在正值范圍中增加。在時間t2之后，第一值C12在負(fù)值范圍中減小。結(jié)果，第二值(C2=C11-C12)的絕對值在正值區(qū)域中增加。當(dāng)?shù)诙礐2在時間t3達(dá)到參考值Cr時，將第一驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動標(biāo)志設(shè)定為OFF。就是說，停止控制單元70對第一逆變器電路20的切換控制。由于在時間t3之后停止對第一逆變器電路20的切換控制，因此第一值Cll和第一值C12返回O。此外，第二值C2也返回O。(I)如上文所述，根據(jù)第一實施例，分別為繞組集合(第一繞組集合18和第二繞組集合19)提供第一逆變器電路20和第二逆變器電路30以切換對繞組集合的供電。就是說，與多個驅(qū)動系統(tǒng)(第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng))對應(yīng)地設(shè)置多個逆變器電路?？刂茊卧?0控制第一逆變器電路20和第二逆變器電路30的操作?？刂茊卧?0，特別是微計算機(jī)77作為異常檢測部操作并且能夠檢測第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)之間的異常?？刂茊卧?0基于每個系統(tǒng)中的逆變器電路的相電流來計算關(guān)于每個驅(qū)動系統(tǒng)的第一值(Cll和C12)。控制單元70基于從針對每個系統(tǒng)計算的多個第一值(Cll和C12)中選擇的兩個第一值(Cll和C12)來計算第二值C2。當(dāng)?shù)诙礐2偏離預(yù)定范圍Cr時，控制單元70檢測到與第一值(Cll和C12)被選擇的逆變器電路對應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)(第一逆變器電路20和第二逆變器電路30)之間的異常。如上文所述，可以基于獨立設(shè)定的兩個值(第一值和第二值)來準(zhǔn)確地檢測驅(qū)動系統(tǒng)的異常。(2)更具體地，根據(jù)第一實施例，第一值(Cll和C12)是每個驅(qū)動系統(tǒng)的相電流的和并且第二值C2是從針對每個驅(qū)動系統(tǒng)計算的多個第一值(Cll和C12)中選擇的兩個值(Cll和C12)的差(C11-C12)。當(dāng)?shù)诙礐2偏離預(yù)定范圍Cr時，確定在包括與所選擇的第一值(Cll和C12)對應(yīng)的各個第一逆變器電路20和第二逆變器電路30的驅(qū)動系統(tǒng)之間存在短路異常?？梢曰诘谝恢?ClI和C12)和第二值C2來檢測第一逆變器電路20和第二逆變器電路30之間的短路異常。(3)根據(jù)第一實施例，第二值C2是絕對值。因此第二值C2限于正值并且可以高效地檢測驅(qū)動系統(tǒng)的異常。(4)根據(jù)第一實施例，控制單元70，特別是微計算機(jī)77作為異常檢測部操作。在檢測到包括各個第一逆變器電路20和第二逆變器電路30的驅(qū)動系統(tǒng)的異常時，控制單元70停止與所選擇的第一計算值(Cll和C12)對應(yīng)的兩個逆變器電路(第一逆變器電路20和第二逆變器電路30)中的一個(在本實施例中是第一逆變器20)的操作。因此，可以由兩個逆變器電路(第一逆變器電路20和第二逆變器電路30)中的另一個(例如，第二逆變器電路30)繼續(xù)驅(qū)動電機(jī)10。(5)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)99配備有根據(jù)第一實施例的控制設(shè)備I。即使當(dāng)在第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)之間出現(xiàn)異常時，僅使一個驅(qū)動系統(tǒng)(例如，第一逆變器電路20)停止操作，而不會使兩個驅(qū)動系統(tǒng)都停止操作。因此，可以由另一個驅(qū)動系統(tǒng)(例如，第二逆變器電路30)繼續(xù)控制并驅(qū)動電機(jī)10。因此，即使當(dāng)在控制設(shè)備I的驅(qū)動系統(tǒng)之間出現(xiàn)短路異常時，電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)99仍可以繼續(xù)協(xié)助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。(第二實施例)接下來將參照圖5至7描述根據(jù)第二實施例的用于多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備。如圖5中所示，設(shè)置電流檢測電路47替代第一實施例中設(shè)置的電流檢測元件41至43。此外，設(shè)置電流檢測電路48替代第一實施例中設(shè)置的電流檢測元件44至46。電流檢測電路47設(shè)置在低側(cè)供電總線3中以檢測在第一驅(qū)動系統(tǒng)中流動的兩相電流。電流檢測電路48設(shè)置在低側(cè)供電總線5中以檢測在第二驅(qū)動系統(tǒng)中流動的兩相電流。兩相電流是與第一電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的三個相電流(例如，UUVl和Wl)的峰值的疊加對應(yīng)的DC電流。下文將描述根據(jù)第二實施例的控制設(shè)備的異常檢測操作。控制單元70，特別是微計算機(jī)77通過執(zhí)行圖6中所示的一系列處理S200來檢測第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)之間的異常。當(dāng)車輛的點火鍵被接通時，即當(dāng)控制設(shè)備接電時，控制單元70執(zhí)行處理S200。處理S200與控制單元70執(zhí)行的用于控制電機(jī)10的驅(qū)動的其他處理并行地執(zhí)行。在步驟S201，控制單元70取回第一驅(qū)動系統(tǒng)的兩相電流。就是說，控制單元70通過電流檢測電路47取回第一逆變器電路20的兩相電流X。在S202，控制單元70計算第一驅(qū)動系統(tǒng)的取回的兩相電流X作為第一值DlI。在步驟 S203，控制單元70取回第二驅(qū)動系統(tǒng)的兩相電流。就是說，控制單元70通過電流檢測電路48取回第二逆變器電路30的兩相電流Y。在S204，控制單元70計算第二驅(qū)動系統(tǒng)的取回的兩相電流Y作為第一值D12。在S205，控制單元70計算作為在S202計算的第一值Dll和在步驟S204計算的第一值D12之間的差(X-Y)的第二值D2?？刂茊卧?0進(jìn)一步檢查第二值D2的絕對值是否大于預(yù)定參考值Dr。如果第二值D2的絕對值大于參考值(S205 :是)，就是說，在第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)中流動的電流未被抵消，則控制單元70執(zhí)行S206。如果第二值D2的絕對值等于或小于參考值(S205 :否)，則控制單元70重復(fù)S201至S205。在S206，控制單元70確定在包括第一逆變器電路20的第一驅(qū)動系統(tǒng)和包括第二逆變器電路30的第二驅(qū)動系統(tǒng)之間存在短路異常?？刂茊卧?0，特別是微計算機(jī)77因此作為異常檢測部操作。在S207，控制單元70將例如第一驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動標(biāo)志設(shè)定為OFF。因此，控制單元70停止對第一逆變器電路20的切換控制，就是說，停止從第一逆變器電路20對第一繞組集合18的供電。然而控制單元70繼續(xù)對第二逆變器電路30的切換控制。因此僅通過來自第二電路30的供電驅(qū)動電機(jī)10。將參照圖7描述根據(jù)第二實施例的控制設(shè)備的一個示例性操作。在時間t0，第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)兩者的驅(qū)動標(biāo)志是ON并且由第一逆變器電路20和第二逆變器電路30驅(qū)動電機(jī)10。假設(shè)在時間tl在第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)之間出現(xiàn)短路異常。在時間t2之后，第一值Dll在正值范圍中增加。在時間t2之后，第一值D12在負(fù)值范圍中減小。結(jié)果，第二值D2=D11-D12的絕對值在正值區(qū)域中增加。當(dāng)?shù)诙礑2在時間t3達(dá)到參考值Dr時，將第一驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動標(biāo)志設(shè)定為OFF。就是說，停止控制單元70對第一逆變器電路20的切換控制。由于在時間t3之后停止對第一逆變器電路20的切換控制，因此第一值Dll和第一值D12返回O。此外，第二值D2也返回O。 如上文所述，根據(jù)第二實施例，第一值(Dll或D12)是每個驅(qū)動系統(tǒng)的兩相電流(X或Y)并且第二值D2是從針對每個驅(qū)動系統(tǒng)計算的多個第一值(Dll和D12)中選擇的兩個第一值(Dll和D12)的差(D11-D12)。當(dāng)?shù)诙礑2偏離預(yù)定范圍Dr時，確定在對應(yīng)于所選擇的第一值(Dll和D12)的驅(qū)動系統(tǒng)(第一逆變器電路20和第二逆變器電路30)之間存在短路異常。可以基于第一值(Dll和D12)以及第二值D2檢測驅(qū)動系統(tǒng)之間的短路異常。(其他實施例)在上述實施例中，作為示例，當(dāng)?shù)诙档慕^對值偏離預(yù)定范圍時，確定驅(qū)動系統(tǒng)之間的異常。然而，作為其他實施例，當(dāng)可變?yōu)檎拓?fù)的第二值偏離預(yù)定范圍時，可以確定驅(qū)動系統(tǒng)之間的異常。在上述實施例中，作為示例，在檢測到第一驅(qū)動系統(tǒng)中的短路異常時，控制單元70停止作為第一驅(qū)動系統(tǒng)的逆變器電路的第一逆變器電路20的操作。然而，作為其他實施例，在檢測到第二驅(qū)動系統(tǒng)中的短路異常時，控制單元70可以停止作為第二驅(qū)動系統(tǒng)的逆變器電路的第二逆變器電路30的操作。控制設(shè)備不限于通過兩個驅(qū)動系統(tǒng)(兩個逆變器電路)驅(qū)動的兩相旋轉(zhuǎn)機(jī)器，而是可被實現(xiàn)為包括三個或更多個驅(qū)動系統(tǒng)的控制設(shè)備。在該修改中，作為異常檢測部的控制設(shè)備通過計算關(guān)于每個系統(tǒng)的相電流的和或兩相電流來計算第一值，基于從多個第一值中選擇的兩個值來計算第二值，并且確定與所選擇的第一值對應(yīng)的逆變器電路的異常。控制設(shè)備不限于應(yīng)用于電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器，而是可以應(yīng)用于用于其他系統(tǒng)的多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的其他 控制 設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種用于控制包括多個繞組集合(18，19)的多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器(10)的驅(qū)動的控制設(shè)備，其中每個繞組集合由與多個相對應(yīng)的線圈(11至16)形成，所述控制設(shè)備包括: 多個逆變器電路(20，30)，被分別設(shè)置用于所述多個繞組集合以共同形成多個驅(qū)動系統(tǒng)，所述多個逆變器電路切換對所述繞組集合的供電；以及 控制單元(70)，用于控制所述逆變器電路(20，30)的操作，并且包括能夠檢測所述逆變器電路的異常的異常檢測部(77)， 其中所述異常檢測部(77)被配置成: (1)基于每個逆變器電路的相電流來計算關(guān)于每個逆變器電路的第一值， (2)基于從分別與所述多個逆變器電路對應(yīng)地計算的多個第一值中選擇的兩個第一值來計算第二值，以及 (3)當(dāng)?shù)诙灯x預(yù)定范圍時，檢測到與所選擇的第一值對應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)之間的異常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備， 其中所述異常檢測部(77)被配置成: 計算作為每個逆變器電路的相電流的和的第一值； 計算作為從針對所述多個逆變器電路計算的多個第一值中選擇的兩個值之間的差的第二值；以及 當(dāng)?shù)诙灯x所述預(yù) 定范圍時，確定在與被選擇用于計算第二值的第一值對應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)之間存在短路異常。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備， 其中所述異常檢測部(77)被配置成: 計算作為每個逆變器電路的兩相電流的第一值； 計算作為從針對所述多個逆變器電路計算的多個第一值中選擇的兩個值之間的差的第二值；以及 當(dāng)?shù)诙灯x所述預(yù)定范圍時，確定在與被選擇用于計算第二值的第一值對應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)之間存在短路異常。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備， 其中所述異常檢測部(77)被配置成計算第一值之間的差的絕對值作為第二值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備， 其中所述異常檢測部(77)被配置成:當(dāng)所述異常檢測部確定所述驅(qū)動系統(tǒng)之間的異常時，停止與被選擇用于計算第二值的第一值對應(yīng)的兩個逆變器電路中的一個的操作。
6.一種用于車輛的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(99),包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的控制設(shè)備(I);以及 多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器(10)，用于生成被施加用于協(xié)助車輛的轉(zhuǎn)向操作的輔助轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于多相旋轉(zhuǎn)機(jī)器的控制設(shè)備以及一種使用該控制設(shè)備的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。第一逆變器電路(20)和第二逆變器電路(30)分別被設(shè)置用于電機(jī)(10)的第一繞組集合(18)和第二繞組集合(19)，并且切換對繞組集合(18，19)的供電?？刂茊卧?70)控制逆變器電路(20，30)的操作?？刂茊卧?70)檢測逆變器電路(20，30)中的異常?？刂茊卧?70)基于每個系統(tǒng)中的逆變器電路(20，30)的相電流來計算關(guān)于每個驅(qū)動系統(tǒng)的第一值，基于從針對每個驅(qū)動系統(tǒng)計算的多個第一值中選擇的兩個值來計算第二值，并且當(dāng)?shù)诙灯x預(yù)定范圍時檢測到與所選擇的第一值對應(yīng)的逆變器電路的異常。
文檔編號H02P21/14GK103248317SQ20121055527
公開日2013年8月14日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者林二郎 申請人:株式會社電裝