马达控制装置、使用该马达控制装置的电动动力转向装置以及车辆制造方法及图纸

即使在驱动多相电动马达的多相逆变器电路发生开路故障、短路故障的情况下，也能够继续进行电动马达的驱动控制。马达控制装置具有：马达电流切断部，其安插在多相逆变器电路与所述多相电动马达之间，能够对每相进行电流切断，多相逆变器电路具有驱动多相电动马达的每个相的臂；冗余臂部，其具有比所述多相逆变器电路的相数少的相数的臂；连接选择部，其选择该冗余臂部的各臂在所述多相马达的绕组中的连接目的地；异常臂检测部，其检测所述多相逆变器电路的各相的异常；以及异常控制部，其在检测出异常臂时，对连接该异常臂与所述多相电动马达的马达电流切断部进行切断控制，并且控制所述连接选择部，使所述冗余臂部的至少1个臂与所述多相电动马达的被所述马达电流切断部切断的绕组连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】马达控制装置、使用该马达控制装置的电动动力转向装置以及车辆
本专利技术涉及对车辆中安装的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动力转向装置以及车辆。
技术介绍
关于对安装在车辆中的电动动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。为了满足上述期望，提出了如下这样的具有故障时控制单元的多相旋转机的控制装置以及使用了该控制装置的电动动力转向装置：例如对多相电动马达的多相马达绕组进行二重化，从各自的逆变器部对二重化的多相马达绕组提供电流，在一方的逆变器部的开关单元发生了不能导通的断开（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：日本专利第4998836号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题并且，在上述专利文献1记载的现有例中，在二重化的逆变器部中的一方发生了开关单元的断开故障的情况下，控制除了发生了断开故障的故障开关单元以外的开关单元，并且对于因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，抑制转矩的下降而继续进行多相旋转机的驱动控制。但是，在上述现有例中，在逆变器部的开关单元发生断开故障的情况下，能够产生足够的扭矩，但是在逆变器部的开关单元中发生导通故障（ON故障）的情况下，马达产生电磁制动。即使排除异常的开关单元而对正常的开关单元的指令值进行校正来进行马达驱动，输出扭矩也会因制动扭矩而降低。于是，由于对驾驶者的转向的转向助力下降，有可能带来较大的转向不舒服感。此外，为了抵消制动扭矩，需要使较大的电流流过逆变器和马达，因此，存在导致马达和逆变器过热而使发生短路故障时的辅助持续时间变短的未解决的问题。因此，本专利技术是着眼于上述现有例的未解决的问题而完成的，目的在于提供如下马达控制装置、使用该马达控制装置的电动动力转向装置以及车辆：即使在马达驱动电路发生了开路故障或短路故障的情况下，也能够没有不舒服感地继续进行电动马达的驱动控制。用于解决问题的手段为了解决上述目的，本专利技术的马达控制装置的一个方式是对多相电动马达进行驱动控制的马达控制装置，该马达控制装置具有：多相逆变器电路，其具有驱动多相电动马达的每个相的臂；马达电流切断部，其安插在该多相逆变器电路与多相电动马达之间，能够对每相进行电流切断；冗余臂部，其具有比多相逆变器电路的相数少的相数的臂；连接选择部，其选择该冗余臂部的各臂在所述多相马达的绕组中的连接目的地。此外，马达控制装置具有：异常臂检测部，其检测多相逆变器电路的各相的异常；以及异常控制部，其在该异常臂检测部检测出异常臂时，对连接该异常臂与多相电动马达的马达电流切断部进行切断控制，并且控制连接选择部，使冗余臂部的至少1个臂与多相电动马达的被马达电流切断部切断的绕组连接。此外，本专利技术的电动动力转向装置的一个方式将上述马达控制装置应用于对使转向机构产生转向辅助力的电动马达进行驱动控制的马达控制装置。此外，本专利技术的车辆的一个方式通过上述马达控制装置驱动车载多相电动马达。专利技术效果根据本专利技术，设置与多相逆变器电路的各相臂对应的冗余臂部，在多相逆变器电路的臂发生开路故障或短路故障时，利用冗余臂部进行代替，由此无需相对于正常时变更多相逆变器电路的指令值，能够没有不舒服感地继续进行电动马达的驱动控制。此外，由于包含具有上述效果的马达控制装置来构成电动动力转向装置，因此，即使对产生转向辅助力的多相电动马达进行驱动的多相逆变器电路发生了开路故障或短路故障，利用冗余臂部进行代替，由此能够继续进行电动动力转向装置的转向辅助功能，能够提高电动动力转向装置的可靠性。此外，由于包含具有上述效果的马达控制装置来构成车辆，因此提供如下这样的车辆：即使在驱动车载多相电动马达的多相逆变器电路发生了开路故障或短路故障的情况下，也能够利用冗余臂部进行代替而继续进行车载多相电动马达的扭矩产生，能够提高电动马达的可靠性。附图说明图1是示出本专利技术的电动动力转向装置的第1实施方式的系统结构图。图2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3是示出第1实施方式的三相电动马达的绕组结构的示意图。图4是示出转向扭矩与转向辅助电流指令值的关系的特性线图。图5是示出现有例的转向扭矩与转向辅助电流指令值的关系的特性线图。图6是示出另一现有例的转向扭矩与转向辅助电流指令值的关系的特性线图。图7是示出本专利技术第2实施方式的电路图。图8是示出第2实施方式的变形例的电路图。图9是示出本专利技术第3实施方式的电路图。图10是示出本专利技术第1实施方式的变形例的电路图。具体实施方式以下，根据附图，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安装在车辆中的电动动力转向装置的情况下的第1实施方式的整体结构图。本专利技术的车辆1具有作为左右转向轮的前轮2FR、2FL以及后轮2RR、2RL。前轮2FR、2FL通过电动动力转向装置3进行转向。电动动力转向装置3具有方向盘11，从驾驶者作用于该方向盘11的转向力传递到转向轴12。该转向轴12具有输入轴12a和输出轴12b。输入轴12a的一端与方向盘11连结，另一端经由转向转矩传感器13与输出轴12b的一端连结。并且，传递到输出轴12b的转向力经由万向接头14传递到下轴15，进一步经由万向接头16传递到小齿轮轴17。传递到该小齿轮轴17的转向力经由转向齿轮18传递到拉杆19，使作为转向轮的前轮2FR和2FL转向。此处，转向齿轮18构成为具有与小齿轮轴17连结的小齿轮18a以及与该小齿轮18a啮合的齿条18b的齿条小齿轮（rackandpinion）形式。因此，转向齿轮18通过齿条18b将传递到小齿轮18a的旋转运动转换成车宽方向的直线运动。转向轴12的输出轴12b与向输出轴12b传递转向辅助力的转向辅助机构20连结。该转向辅助机构20具有：减速齿轮21，其与输出轴12b连结，例如由蜗轮（wormgear）机构构成；作为多相电动马达的三相电动马达22，其与该减速齿轮21连结，产生转向辅助力，例如由三相无刷马达构成。转向转矩传感器13检测施加于方向盘11而传递到输入轴12a的转向转矩。该转向转矩传感器13例如构成为：将转向转矩转换成安插在输入轴12a和输出轴12b之间的未图示的扭杆的转角位移，并将该转角位移转换成电阻变化或磁变化来进行检测。此外，如图3所示，三相电动马达22具有U相绕组Lu、V相绕组Lv和W相绕组Lw为星形连线的结构。在各相绕组Lu、Lv和Lw中，多个例如3个绕组L1～L3并联连接而卷绕。因此，即使在一个或两个绕组Li（i＝1～3）发生断线的情况下，也能够对励磁电流进行通电，在三相电动马达22中产生驱动扭矩。由此，能够提高三相电动马达22的可靠性。此外，如图2所示，三相电动马达22具有检测转子的旋转位置的霍尔元件等旋转位置传感器23a。从该旋转位置传感器23a输出的检测值被提供到转子位置检测电路23，通过该转子位置检测电路23本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达控制装置，其对多相电动马达进行驱动控制，其特征在于，所述马达控制装置具有：多相逆变器电路，其具有驱动所述多相电动马达的每个相的臂；马达电流切断部，其安插在该多相逆变器电路与所述多相电动马达之间，能够对每相进行电流切断；冗余臂部，其具有比该多相逆变器电路的相数少的相数的臂；连接选择部，其选择该冗余臂部的各臂在所述多相马达的绕组中的连接目的地；异常臂检测部，其检测所述多相逆变器电路的各相的异常；以及异常控制部，其在该异常臂检测部检测出异常臂时，对连接该异常臂与所述多相电动马达的马达电流切断部进行切断控制，并且控制所述连接选择部，使所述冗余臂部的至少1个臂与所述多相电动马达的被所述马达电流切断部切断的绕组连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.17 JP 2013-1267971.一种马达控制装置，其对多相电动马达进行驱动控制，其特征在于，所述马达控制装置具有：多相逆变器电路，其具有驱动所述多相电动马达的每个相的臂；马达电流切断部，其安插在该多相逆变器电路与所述多相电动马达之间，能够对每相进行电流切断；冗余臂部，其具有比该多相逆变器电路的相数少的相数的臂；连接选择部，其选择该冗余臂部的各臂在所述多相电动马达的绕组中的连接目的地；异常臂检测部，其检测所述多相逆变器电路的各相的异常；以及异常控制部，其在该异常臂检测部检测出异常臂时，对连接该异常臂与所述多相电动马达的马达电流切断部进行切断控制，并且控制所述连接选择部，使所述冗余臂部的至少1个臂与所述多相电动马达的被所述马达电流切断部切断的绕组连接，所述马达电流切断部具有分别安插在所述多相逆变器电路的输出与所述多相电动马达的绕组之间的开关部，所述开关部由两个场效应晶体管构成，这两个场效应晶体管以寄生二极管为彼此相反方向的方式串联连接。2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，所述异常臂检测部具有电流检测部，该电流检测部分别检测流过所述多相逆变器电路的各臂和冗余臂部的电流。3.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，所述异常臂检测部具有第1电压检测部，该第1电压检测部分别检测所述多相逆变器电路对所述多相电动马达的输出电压。4.根据权利要求2所述的马达控制装置，其特征在于，所述异常臂检测部具有第2电压检测部，该第2电压检测部分别检测所述冗余臂部的各臂的输出电压。5.一种马达控制装置，其对多相电动马达进行驱动控制，其特征在于，所述马达控制装置具有：多相逆变器电路，其具有驱动所述多相电动马达的每个相的臂；马达电流切断部，其安插在该多相逆变器电路与所述多相电动马达之间，能够对每相进行电流切断；冗余臂部，其具有比该多相逆变器电路的相数少的相数的臂；连接选择部，其选择该冗余臂部的各臂在所述多相电动马达的绕组中的连接目的地；异常臂检测部，其检测所述多相逆变器电路的各相的异常；以及异常控制部，其在该异常臂检测部检测出异常臂时，对连接该异常臂与所述多相电动马达的马达电流切断部进行切断控制，并且控制所述连接选择部，使所述冗余臂部的至少1个臂与所述多相电动马达的被所述马达电流切断部切断的绕组连接，所述多相逆变器电路经由构成二重系统的电源切断电路与直流电源连接。6.根据权利要求5所述的马达控制装置，其特征在于，构成所述二重系统的电源切断电路由并联连接的2个系统的开关部构成，各开关部由两个场效应晶体管构成，这两个场效应晶体管以寄生二极管为彼此相反方向的方式串联连接。7.根据权利要求6所述的马达控制装置，其特征在于，所述2个系统的开关部中的备用电路侧的开关部是省略了用于进行电池逆接保护的场效应晶体管的结构。8.根据权利要求5所述的马达控制装置，其特征在于，构成所述二重系统的电源切断电路公共地连接了与所述电源电路连接的噪声滤波器和与所述多相逆变器电路连接的电容器。9.一种马达控制装置，其对多相电动马达进行驱动控制，其特征在于，所述马达控制装置具有：多相逆变器...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊地祐介，堀越敦，尾崎学士，青崎义宏，仙波刚，小岩井久贺，篠原茂雄，森坚吏，奥谷昌弘，关根孝明，
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