马达控制装置、使用该马达控制装置的电动助力转向装置以及车辆制造方法及图纸

提供一种马达控制装置、使用该马达控制装置的电动助力转向装置以及车辆，即使在马达驱动电路或多相电动马达发生异常的情况下，也能够继续进行电动马达的驱动控制。所述马达控制装置具有：多个硬件，其在正常状态下工作，输出马达电流；公共的控制装置，其控制各硬件；1个电动马达，其通过从各硬件输出的马达电流进行动作；以及异常诊断部，其进行所述各硬件的异常诊断，当存在被所述异常诊断部诊断为异常的硬件时，所述控制装置使被诊断为异常的硬件的工作停止，并且，继续由正常硬件驱动所述电动马达。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对多相电动马达进行驱动控制的马达控制装置、使用该马达控制装置的电动助力转向装置以及车辆。
技术介绍
关于对搭载于车辆的电动助力转向装置的电动马达、电动制动装置的电动马达、电动汽车或混合动力车的行驶用电动马达等进行驱动控制的马达控制装置，期望即使在马达控制系统发生异常的情况下，也能够继续进行电动马达的驱动。为了应对上述期望，提出了如下的多相旋转机的控制装置以及使用该控制装置的电动助力转向装置，该多相旋转机例如使多相电动马达的多相马达绕组双重化，从单独的逆变器部对双重化的多相马达绕组提供电流，该控制装置具有故障时控制单元，该故障时控制单元在一个逆变器部的开关单元发生不能导通的断路（OFF）故障即开路故障的情况下，确定发生故障的故障开关单元，控制故障开关单元以外的开关单元，并且，控制包含故障开关单元的故障逆变器部以外的正常逆变器部（例如，参照专利文献1）。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第4998836号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在上述专利文献1所述的现有示例中，在双重化的逆变器部中的一方发生开关单元的断路故障的情况下，控制发生断路故障的故障开关单元以外的开关单元，并且，按照由于控制包含故障开关单元的故障逆变器部而引起的转矩的下降量，对正常逆变器部中的q轴电流指令值进行校正，由此，在抑制转矩下降的同时继续进行多相旋转机的驱动控制。r>因此，在上述现有示例中，在逆变器部的开关单元发生断路故障的情况下，能够产生足够的转矩，但是，在逆变器部的开关单元发生短路故障的情况下，存在不能应对这样的未解决的问题。因此，本专利技术正是着眼于上述现有示例的未解决的问题而完成的，其目的在于提供一种马达控制装置、使用该马达控制装置的电动助力转向装置以及车辆，即使在马达驱动电路发生开路故障或短路故障的情况下，也能够继续进行电动马达的驱动控制。用于解决问题的手段为了达到上述目的，本专利技术的马达控制装置的一个方式具有：多个硬件，其在正常状态下工作，输出马达电流；公共的控制装置，其控制各硬件；1个电动马达，其通过从各硬件输出的马达电流进行动作；以及异常诊断部，其进行所述各硬件的异常诊断，当存在被所述异常诊断部诊断为异常的硬件时，所述控制装置使被诊断为异常的硬件的工作停止，并且，继续由正常硬件驱动所述电动马达。此外，本专利技术的电动助力转向装置的一个方式是将上述马达控制装置应用于包含使转向机构产生转向辅助力的电动马达的马达控制装置。此外，本专利技术的车辆的一个方式是具有上述马达控制装置。专利技术效果根据本专利技术，使向电动马达提供马达电流的马达电流提供系统多重化，在多重化的马达电流提供系统中的任意一个发生异常的情况下或者电动马达的一部分线圈部发生断线异常的情况下，变更成与异常方式对应的驱动方式。因此，即使在例如由马达驱动电路等构成的硬件发生开路故障或短路故障的情况下或者电动马达的一部分驱动线圈部发生断线异常的情况下，也能够继续进行多相电动马达的驱动。此外，包含具有上述效果的马达控制装置来构成电动助力转向装置，因此，即使在多重系统的多相马达驱动电流中的一方发生异常的情况下或者多相电动马达的一部分线圈部发生异常的情况下，也能够向电动马达提供多相马达驱动电流，能够继续进行电动助力转向装置的转向辅助功能。此外，包含具有上述效果的马达控制装置来构成车辆，因此，即使在多相电动马达的多重系统的马达驱动电路中的至少一个发生异常的情况下或者多相电动马达的一部分线圈部发生异常的情况下，也能够向电动马达提供多相马达驱动电流而继续由电动马达产生转矩，从而能够提供电动马达的可靠性得到提高的车辆。附图说明图1是示出本专利技术的电动助力转向装置的第1实施方式的系统结构图。图2是示出转矩传感器的概略结构图。图3是示出第1实施方式的三相电动马达的结构的剖视图。图4是示出图3的三相电动马达的绕组结构的示意图。图5是示出第1实施方式的马达控制装置的具体结构的电路图。图6是示出图5的控制运算装置的具体结构的框图。图7是示出正常时和异常时的转向转矩与转向辅助电流指令值的关系的特性线图。图8是示出图5的电流检测电路的具体结构的框图。图9是示出图2的逆变器电路的异常检测电路的概略结构图。图10是示出开路故障时的各部的电流波形的波形图。图11是示出短路故障时的各部的电流波形的波形图。图12是示出反电动势补偿电路的框线图。图13是示出过电流时切断电路的框图。图14是示出图13的过电流时切断电路的具体结构的框图。图15是示出过电流时的电流旁通电路的框图。图16是示出电流旁通电路的具体结构的框图。图17是示出具有过电流抑制部的马达驱动电路的一例的框图。图18是示出过电流抑制部的另一配置例的框图。图19是示出向逆变器电路的各场效应晶体管的栅极提供的脉宽调制信号的一例的波形图。图20是示出固定转向时的马达微动电路的框图。图21是示出具有输入电压检测电路的马达驱动电路的一例的框图。图22是示出控制运算装置的异常诊断部的另一例的概略结构图。图23是示出由控制运算装置的异常诊断部执行的电流切断诊断处理步骤的一例的流程图。图24是示出图23的马达电流切断部电流诊断处理的具体处理的流程图。图25是示出图23的电源切断部电流诊断处理的具体处理的流程图。图26是示出图23的电流切断部电压诊断处理的具体处理的流程图。图27是示出马达旋转角检测电路的另一例的框图。图28是示出绝对转向角的计算步骤的说明图。图29是示出绝对转向角计算电路的框图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是示出将本专利技术的马达控制装置应用于搭载于车辆的电动助力转向装置时的第1实施方式的整体结构图。图中，标号1是方向盘，从驾驶者作用于该方向盘1的转向力传递到转向轴2。该转向轴2具有输入轴2a和输出轴2b。输入轴2a的一端与方向盘1连结，另一端经由转向转矩传感器3与输出轴2b的一端连结。并且，传递到输出轴2b的转向力经由万向节4传递到下轴5，进而经由万向节6传递到小齿轮轴7。传递到该小齿轮轴7的转向力经由转向齿轮8传递到拉杆9，使未图示的转向轮转向。在此，转向齿轮8构成具有与小齿轮轴7连结的小齿轮8a和与该小齿轮8a啮合的齿条8b的齿条小齿轮（rack and pinion）形式，用齿条8b将传递到小齿轮8a的旋转运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达控制装置，其特征在于，该马达控制装置具有：多个硬件，其在正常状态下工作，输出马达电流；公共的控制运算装置，其控制各硬件；1个电动马达，其通过从各硬件输出的马达电流进行动作；以及异常诊断部，其进行所述各硬件的异常诊断，当存在被所述异常诊断部诊断为异常的硬件时，所述控制运算装置使被诊断为异常的硬件的工作停止，并且，继续由正常硬件驱动所述电动马达。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.12 JP 2013-167859;2013.10.08 JP 2013-211071.一种马达控制装置，其特征在于，该马达控制装置具有：
多个硬件，其在正常状态下工作，输出马达电流；
公共的控制运算装置，其控制各硬件；
1个电动马达，其通过从各硬件输出的马达电流进行动作；以及
异常诊断部，其进行所述各硬件的异常诊断，
当存在被所述异常诊断部诊断为异常的硬件时，所述控制运算装置使被诊断为异
常的硬件的工作停止，并且，继续由正常硬件驱动所述电动马达。
2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，
所述异常诊断部具有能够确定所述多个硬件的异常产生部位的异常检测部。
3.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，
所述异常诊断部具有能够识别所述多个硬件之间的输出值之差是偏差还是异常
的异常检测部。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的马达控制装置，其特征在于，
所述异常诊断部具有硬件状态变化量运算部，该硬件状态变化量运算部根据在所
述多个硬件中检测出的检测值之差或者在所述多个硬件中检测出的检测值与阈值之
差来计算硬件的状态变化量，
所述控制运算装置构成为在所述硬件的状态变化量小于规定值时判定为处于偏
差范围内，在所述硬件的状态变化量为规定值以上时，根据该硬件的状态变化量变更
针对所述多个硬件的控制参数。
5.一种马达控制装置，该马达控制装置对多相电动马达进行驱动控制，其特征
在于，该马达控制装置具有：
多个马达驱动电路，它们向所述多相电动马达的多相马达绕组提供多相马达驱动
电流；
控制运算装置，其对该多个马达驱动电路进行驱动控制；
多相的多个马达电流切断部，它们分别地安插于所述多个马达驱动电路与所述多
相马达绕组之间；以及
异常检测部，其检测所述多个马达驱动电路的异常，
所述控制运算装置在所述异常检测部没有检测出异常的状态下，控制所述多个马
达驱动电路，向所述多相马达绕组提供多个多相马达驱动电流，在所述异常检测部检
测出异常时，使与发生异常的马达驱动电路连接的所述马达电流切断部进行切断动
作。
6.一种马达控制装置，该马达控制装置对多相电动马达进行驱动控制，其特征
在于，
所述多相电动马达具有卷绕在定子上的多相马达绕组分别并联地连接有多个线
圈部的结构，
所述马达控制装置具有：
多个马达驱动电路，它们向所述多相电动马达的多相马达绕组提供多相马达驱动
电流，
控制运算装置，其对该多个马达驱动电路进行驱动控制；
多相的多个马达电流切断部，它们分别地安插于所述多个马达驱动电路与所述多
相马达绕组之间；以及
异常检测部，其检测所述多个马达驱动电路和所述多相电动马达的线圈部中的至
少一方的异常，
所述控制运算装置在所述异常检测部没有检测出异常的状态下，控制所述多个马
达驱动电路，向所述多相马达绕组提供多个多相马达驱动电流，在所述异常检测部检
测出异常时，根据异常方式变更驱动所述多个多相马达驱动电路的驱动方式。
7.根据权利要求5或6所述的马达控制装置，其特征在于，
所述马达驱动电路由向所述多相电动马达提供多相驱动电流的具有上侧臂和下
侧臂的多相逆变器电路构成，该上侧臂和下侧臂具有与该多相电动马达的相数相当的
臂，
所述异常检测部构成为检测构成所述多相逆变器电路的上侧臂和下侧臂的开路
故障和短路故障中的至少一方。
8.根据权利要求7所述的马达控制装置，其特征在于，
所述控制运算装置构成为在所述异常检测部在多个马达驱动电路的任意一个中
检测出上侧臂和下侧臂的开路故障和短路故障中的至少一方时，使检测出异常的马达
驱动电路侧的马达电流切断部切断多相马达电流，改变正常的马达驱动电路的多相马

\t达电流的控制方式。
9.根据权利要求5或6所述的马达控制装置，其特征在于，
所述异常检测部具有：安插于与上侧臂连接的正极侧电源线中的上侧电流检测用
电阻；安插于与下侧臂连接的负极侧电源线中的下侧电流检测用电阻；以及分别地检
测所述上侧电流检测用电阻和下侧电流检测用电阻的端子间电压的多个电流检测部。
10.根据权利要求9所述的马达控制装置，其特征在于，
所述下侧电流检测用电阻安插于将构成所述马达驱动电路的多相臂的接地侧相
互连接而成的连接部与接地之间，
检测所述下侧电流检测用电阻的端子间电压的电流检测部具有：运算放大器，其
被输入该下侧电流检测用电阻的端子间电压；以及采样保持电路，其进行该运算放大
器的输出电压的采样保持，
所述电流检测部和所述控制运算装置中的任意一方具有将所述采样保持电路的
采样保持信号转换成数字信号的A/D转换部。
11.根据权利要求10所述的马达控制装置，其特征在于，
所述A/D转换部设定有：主采样区间，在该主采样区间检测脉宽调制信号的一
个周期内的控制所需的上侧臂的一相接通状态和二相接通状态；以及辅助采样区间，
在该辅助采样区间检测在所述主采样区间没有接通的臂的开关元件的接通区间，其
中，所述脉宽调制信号用于控制构成所述多相马达驱动电路的开关元件。
12.根据权利要求6～11中的任意一项所述的马达控制装置，其特征在于，
所述异常检测部检测构成所述多相电动马达的多相马达绕组的线圈部的断线异
常，
所述控制运算装置构成为在所述异常检测部检测出线圈部的断线异常时，对与发
生断线异常的多相马达绕组对应的电流控制增益进行增大校正，从而抑制转矩变动。
13.根据权利要求6～11中的任意一项所述的马达控制装置，其特征在于，
所述异常检测部检测构成所述多相电动马达的多相马达绕组的线圈部的断线异
常，
所述控制运算装置构成为在所述异常检测部检测出线圈部的断线异常时，减小反
电动势补偿增益，以便对反电动势的减小进行补偿。
14.根据权利要求12或13所述的马达控制装置，其特征在于，
关于构成所述多相电动马达的多相马达绕组的线圈部的断线异常，所述异常检测
部根据马达相电压检测值、马达相电阻、马达相电流检测值、马达反电动势常数以及
马达旋转速度，检测马达相电阻值的变化量，在检测出的马达相电阻值的变化量为阈
值以上时，判断为线圈部异常。
15.根据权利要求5～14中的任意一项所述的马达控制装置，其特征在于，
所述马达控制装置具有检测所述多相电动马达的马达旋转角的马达角检测部，
所述控制运算装置具有：指令值运算部，其输出驱动所述多相电动马达的指令值；
以及多相电流指令值运算部，其根据从该指令值运算部输出的指令值和由所述马达角
检测部检测出的马达旋转角计算多相电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：森坚吏，田上耕太郎，菅原广树，篠原茂雄，关根孝明，仙波刚，远藤修司，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP