CN104682816A - 旋转电机驱动器和电动转向装置 - Google Patents

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    • H02P29/0241Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage

Abstract

提供了旋转电机驱动装置和电机转向装置。该旋转电机驱动装置包括:控制器部分(40),其获得电流检测值(Ic)并且基于该电流检测值(Ic)来生成用于使开关元件(21-26)导通和关断的指令信号(UH、UL、VH、VL、WH、WL);以及IC(50),其设置有用于输出放大信号(UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG)的信号放大器(51),该放大信号为从控制器部分(40)输出的经放大的指令信号。当指令信号(UH)和放大指令信号(UH)的放大信号(UHG)之一为导通指令而这两个信号中的另一个为关断指令的异常状态持续达至少异常确定时间时,异常检测器(55)确定放大信号(UHG)异常,这实现了对放大信号(UHG)的异常的适当检测。

Description

旋转电机驱动器和电动转向装置
技术领域
本公开内容一般涉及旋转电机驱动器和使用这种驱动器的电动转向装置。
背景技术
常规地,在旋转电机驱动器中,基于布置在逆变器的母线上的分流电阻器的检测电流值来检测三相中的每个相内的电流。例如,在专利文献(即,日本专利公布:JP-A-2013-110864)中,提供了分别放大分流电阻器的两端之间的电压的两个电路系统。
在专利文献1中,公开了通过具有用于放大分流电阻器的两端电压的两个电路系统来检测和/或诊断电流检测器电路的故障和异常。
然而,专利文献1中的技术不能检测使得逆变器中的开关元件不能连接,即,使得该开关元件不能导通的异常(此后也可以称为“开路失效”)和其他的故障。使开关元件不能导通的开路失效不仅可能由开关元件本身的异常引起,而且可能由使开关元件导通的指令信号的异常或者由通过放大指令信号而得出的放大信号的异常引起。
发明内容
本公开内容的目的是提供一种能够检测放大信号异常,即通过放大指令信号而得出的放大信号异常的旋转电机驱动器,并且提供一种使用这种驱动器的电动转向装置。
在本公开内容的一方面,本公开内容的旋转电机驱动器设置有逆变器部分、电流检测器、控制器部分、驱动器电路和异常检测器。
逆变器部分具有多个开关元件(21-26),多个开关元件(21-26)分别对应于旋转电机的绕组线(15)的多个相中的每个相。
电流检测器检测供应至绕组线的电流。
控制器部分获得由电流检测器检测到的电流检测值,并且基于该电流检测值来生成使开关元件通断的指令信号。
驱动器电路具有向逆变器部分输出放大信号的信号放大器。该放大信号是根据从控制器部分输出的指令信号的放大得到的。
异常检测器在一通一断状态持续达至少异常确定时间时确定该放大信号异常,一通一断状态是其中指令信号和放大信号之一为导通指令而指令信号和放大信号中的另一个为关断指令的状态。
以这种方式,能够适当地检测作为经放大的指令信号的放大信号的异常。
另外,例如,当电流检测器被布置在逆变器部分与电源的负极侧之间的位置以用于检测母线电流时,在由放大信号的异常发生开路失效时可能错误地检测或误检测到由电流检测器检测的母线电流的相位和电源方向。
因此,在本公开内容中,异常检测器检测放大信号的异常。从而,通过防止对多个相中的每个相内的电流的误检测来防止旋转电机的非预期行为。
此外,在本公开内容中,将响应延迟时间定义为来自控制器部分的指令信号的输出与来自信号放大器的放大信号的输出之间的时间段。将最小保持时间定义为由电流检测器检测电流的电压矢量时段的开始时刻与检测电流的检测时刻之间的时间段。因而,异常确定时间比响应延迟时间长并且等于或短于最小保持时间。
另外,本公开内容的旋转电机驱动器包括驱动器电路中的保护部分,该保护部分停止放大信号的生成。该指令信号是高侧指令信号或者低侧指令信号,高侧指令信号使布置在高电位侧的上臂元件导通和关断,低侧指令信号使关于高电位侧的上臂元件布置在低电压侧的下臂元件导通和关断。保护部分在高侧指令信号和低侧指令信号二者指示导通上臂元件和下臂元件的对时停止放大信号的生成。
而且,在本公开内容中,异常检测器被布置在驱动器电路中。
此外,在本公开内容中,电流检测器被布置在逆变器部分与电源的正极侧或者负极侧之间的位置。
另外,在本公开内容中,控制器部分包括监视器部分,监视器部分确定异常检测器的异常检测是否在正常运行。
此外,在本公开内容中,电动转向装置设置有旋转电机驱动器,旋转电机驱动器具有逆变器部分、电流检测器、控制器部分、驱动器电路和异常检测器。
逆变器部分具有多个开关元件(21-26),该多个开关元件(21-26)分别对应于旋转电机的绕组线(15)的多个相中的每个相。
电流检测器检测供应至绕组线的电流。
控制器部分获得由电流检测器检测到的电流检测值,并且基于该电流检测值生成使开关元件通断的指令信号。
驱动器电路具有向逆变器部分输出放大信号的信号放大器。该放大信号是根据从控制器部分输出的指令信号的放大而得出的。
异常检测器在一通一断状态持续达至少异常确定时间时确定放大信号异常,一通一断状态是指令信号和放大信号之一为导通指令而该指令信号和该放大信号中的另一个为关断指令的状态。
附图说明
根据参照附图进行的以下详细描述,本公开内容的的目的、特征和优点将变得更明显,在附图中:
图1为本公开内容的一个实施方式中的电动转向系统的配置图;
图2为本公开内容的一个实施方式中的旋转电机驱动器的配置图;
图3为本公开内容的一个实施方式中的开关元件通断状态与母线电流之间的关系的图;
图4为本公开内容的一个实施方式中的指令信号与母线电流之间的关系的时间图;
图5为本公开内容的一个实施方式中的旋转电机驱动器和在开关元件正常操作时在该旋转电机驱动器中流动的电流的流动的示意图;
图6为本公开内容的一个实施方式中的旋转电机驱动器和在开关元件开路失效时在该旋转电机驱动器中流动的电流的流动的示意图;
图7为本公开内容的一个实施方式中的当分流电阻器被布置在多个相中的每个相内时的旋转电机驱动器和在开关元件正常工作时在该旋转电机驱动器中流动的电流的流动的示意图;
图8为本公开内容的一个实施方式中的当分流电阻器被布置在多个相中的每个相内时的旋转电机驱动器和在开关元件开路失效时在该旋转电机驱动器中流动的电流的流动的示意图;
图9为本公开内容的一个实施方式中的在放大信号正常时的异常信号的时间图;
图10为本公开内容的一个实施方式中的在放大信号异常时的异常信号的时间图;
图11为本公开内容的一个实施方式中的初始检查过程的流程图;
图12为本公开内容的一个实施方式中的初始检查过程的流程图的继续;
图13为本公开内容的一个实施方式中的初始检查过程的流程图的另一继续;以及
图14为本公开内容的一个实施方式中的异常确定过程的流程图。
具体实施方式
在后文中,基于附图来描述本公开内容的旋转电机驱动器和使用这种驱动器的电动转向装置。
(一个实施方式)
图1至图14示出了本公开内容的一个实施方式中的旋转电机驱动器和使用这种驱动器的电动转向装置。
图1示出了设置有电动转向装置100的转向系统90的整体配置。转向系统90包括方向盘91、转向轴92、小齿轮96、齿条轴97、车轮98和电动转向装置100等。
方向盘91与转向轴92连接。转向轴92具有扭矩传感器94,扭矩传感器94检测在驾驶员操作方向盘91时输入至转向轴92的转向扭矩。在转向轴92的末端布置有小齿轮96,并且小齿轮96啮合齿条轴97。一对车轮98经由拉杆等连接至齿条轴97的两端。
因此,当驾驶员旋转方向盘91时,与方向盘91连接的转向轴92旋转。转向轴92的旋转运动被小齿轮96转换成齿条轴97的平移运动,并且这对车轮98被以根据齿条轴97的位移量的角度转向。
电动转向装置100具有用于降低电机10的旋转速度并且将旋转输出至转向轴92或齿条轴97的减速齿轮89、以及输出用于辅助驾驶员对方向盘91的转向操作的辅助扭矩的电机10和用于电机10的驱动控制的旋转电机驱动器1等。
通过来自电池80的电力供给来驱动电机10(参照图2),并且电机10在前向方向和后向方向上旋转减速齿轮89。
电机10为三相无刷电机,并且具有未示出的转子和定子。转子为圆柱部件,并且永磁体附接在转子的表面以用于建立磁极。定子将转子以可旋转的方式容置在定子的径向内部。定子具有以每个特定角度向径向内部突出的突出部分,U相线圈11、V相线圈12和W相线圈13中的每个的绕组线如图2所示缠绕在突出部分上。U相线圈11、V相线圈12和W相线圈13构成绕组线15。在本实施方式中,U相线圈11内的电流为U相电流Iu,V相线圈12内的电流为V相电流Iv,并且W相线圈13内的电流为W相电流Iw。U相电流Iu、V相电流Iv和W相电流Iw也可以称为“相电流Iu、Iv、Iw”。另外,电机10具有位置传感器16,位置传感器16检测表示转子的旋转位置的电角度θ。
如图2所示,旋转电机驱动器1通过脉宽调制(即,“PWM”)来执行对电机10的驱动控制,并且旋转电机驱动器1设置有逆变器20、电流检测器30、控制器40、作为驱动器电路的定制IC 50和作为电源的电池80等。
逆变器20为三相逆变器,并且提供六个开关元件21-26的桥接以切换分别流过U相线圈11、V相线圈12和W相线圈13的电流。虽然本实施方式的开关元件21-26是作为一种场效应晶体管的MOSFET(即,金属氧化物半导体场效应晶体管),然而也可以使用其他晶体管。在后文中,开关元件21-26也可以称为“SW 21-26”。
关于三个SW 21-23,它们中的每个的漏极连接至电池80的正极端子。另外,SW 21-23中的每个的源极分别连接至SW 24-26中的每个的漏极。SW 24-26中的每个的源极经由电流检测器30连接至电池80的负极端子。
配对的SW 21和SW 24的接合点连接至U相线圈11的一端。配对的SW 22和SW 25的接合点连接至V相线圈12的一端。配对的SW 23和SW 26的接合点连接至W相线圈13的一端。
根据本实施方式,按照权利要求中的措词,连接至高电位侧的SW21-23分别对应于“上臂元件”,连接至低电位侧的SW 24-26分别对应于“下臂元件”。
下面,高电位侧的SW 21-23可以分别称为“上臂元件”,低电位侧的SW 24-26可以分别称为“下臂元件”。
电流检测器30被布置在逆变器20的低电位侧与电池80的负极端子之间的位置,并且电流检测器30检测逆变器20的母线电流。本实施方式的电流检测器30为分流电阻器。在后文中,电流检测器30可以称为“分流电阻器30”。根据本实施方式,在放大处理和降噪处理之后将分流电阻器30的两端电压作为检测电流值Ic输出至控制器40。
控制器40整体上控制整个旋转电机驱动器1,并且通过执行各种操作的微型计算机等来构成。控制器40基于由扭矩传感器94检测到的转向扭矩、来自未示出的速度传感器的车辆速度信息等来确定辅助扭矩,并且控制对电机10的驱动以使得从电机10输出所确定的辅助扭矩。
控制器40具有电流计算器41、指令信号生成器42和监视器部分43等。
电流计算器41获得经过放大处理和降噪处理的检测电流值Ic,并且基于检测电流值Ic计算相电流Iu、Iv、Iw中的每个。在后面说明对相电流Iu、Iv、Iw中的每个的计算。
指令信号生成器42基于电流计算器41计算的相电流Iu、Iv、Iw中的每个和从位置传感器16获得的电角度θ连同其他的因素一起来生成分别控制对SW 21-26的通断的指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL。
更具体地,指令信号生成器42通过PI计算来计算d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*,使得(i)基于扭矩指令值确定的d轴电流指令值Id*和q轴电流指令值Iq*与(ii)基于根据检测电流值Ic得出的相电流Iu、Iv、Iw中的每个的dq转换的d轴检测电流值Id*和q轴检测电流值Iq*之间的偏差变为零。另外,通过d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*的逆dq转换来计算相电压指令值Vu*、Vv*、Vw*中的每个,并且将相电压指令值Vu*、Vv*、Vw*中的每个转换成占空比指令值Du、Dv、Dw中的每个。
然后,指令信号生成器42通过将占空比指令值Du、Dv、Dw与载波信号C进行比较来生成指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL。所生成的指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL被输出至定制IC 50。
由于指令信号UH是关于SW 21的通断的信号,当信号UH为导通指令时导通SW 21,并且当信号UH为关断指令时关断SW 21。类似地,由于指令信号VH是关于SW 22的通断的信号,并且指令信号WH是关于SW 23的通断的信号。另外,指令信号UL是关于SW 24的通断的信号,指令信号VL是关于SW 25的通断的信号,并且指令信号WL是关于SW 26的通断的信号。
根据本实施方式,按照权利要求中的措词,指令信号UH、VH、WH分别对应于权利要求中的“高侧指令信号”,并且指令信号UL、VL、WL分别对应于权利要求中的“低侧指令信号”。
监视器部分43监视异常检测器55的异常。
定制IC 50包括信号放大器51和异常检测器55。
信号放大器51放大从控制器40输出的指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL,并且生成分别具有能够驱动SW 21-26中的每个的升高驱动电压的放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG。所生成的放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG分别输出至SW 21-26中的每个。
在信号放大器51中,当从控制器40传送的放大允许信号EN为开时,生成放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG,并且放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG被输出至SW 21-26。当放大允许信号EN为关时,停止放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的生成。
放大信号UHG为关于SW 21的通断的信号,并且当信号UHG为导通指令时导通SW 21,而当信号UHG为关断指令时关断SW 21。类似地,放大信号VHG为关于SW 22的通断的信号,放大信号WHG为关于SW23的通断的信号,放大信号ULG为关于SW 24的通断的信号,放大信号VLG为关于SW 25的通断的信号,并且放大信号WLG为关于SW 26的通断的信号。
另外,当指令信号UH和UL二者均为导通指令时,在通过放大指令信号UH和UL而得到的放大信号UHG、ULG被输出至逆变器20的情况下,SW 21和SW 24的对被同时导通,从而可以对其供应过电流。这同样可以适用于V相和W相。
因此,信号放大器51具有自保护电路52。自保护电路52包括U相保护电路、V相保护电路和W相保护电路。当指令信号UH和UL二者均为导通指令时,U相保护电路停止放大信号UHG、ULG的生成。当指令信号VH和VL二者均为导通指令时,V相保护电路停止放大信号VHG和VLG的生成。当指令信号WH和WL二者均为导通指令时,W相保护电路停止放大信号WHG、WLG的生成。根据本实施方式,自保护电路52对应于权利要求中的“保护部分”。
异常检测器55经由端子P11-P16获得从控制器40输出的指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL。另外,异常检测器55经由端子P21-P26获得从信号放大器51输出的放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG。然后,基于所获得的信号,即指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL和放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG,异常检测器55监视放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的异常。
更具体地,异常检测器55检测从端子P11-P16至端子P21-P26的路径中的异常。更具体地,异常检测器55监视对于从端子P11-P16至信号放大器51的路径的高/低侧和从信号放大器51至端子P21-P26的路径的高/低侧的断路/断连接和短路,以及监视信号放大器51的内部异常。
异常检测器55包括检测U相的异常的U相检测器、检测V相的异常的V相检测器和检测W相的异常的W相检测器。
U相检测器检测关于U相的放大信号UHG、ULG的异常。当放大信号UH异常时,设定U相上异常标志FlgUH。当放大信号UL异常时,设定U相下异常标志FlgUL。
V相检测器检测关于V相的放大信号VHG、VLG的异常。当放大信号VH异常时,设定V相上异常标志FlgVH。当放大信号VL异常时,设定V相下异常标志FlgVL。
W相检测器检测关于W相的放大信号WHG、WLG的异常。当放大信号WH异常时,设定W相上异常标志FlgWH。当放大信号WL异常时,设定W相下异常标志FlgWL。
响应于来自控制器40的传送请求将关于异常标志FlgUH、FlgUL、FlgVH、FlgVL、FlgWH、FlgWL的信息通过串行通信传送至控制器40。
U相检测器包括将指令信号UH与放大信号UHG进行比较的比较电路、将指令信号UL与放大信号ULG进行比较的比较电路、计数器电路和标志电路等。可以将这些电路实现为硬件,或者可以将这些电路实现为软件,或者也可以将这些电路实现为硬件和软件的组合。这同样适用于V相检测器和W相检测器。
这里,基于图3至图5来描述本实施方式中对电流的检测操作。
图3示出了对SW 21-26的通断的组合与供应至分流电阻器30的母线电流之间的关系。在图3中,“H”表示U、V、W相中的上臂元件21-23的导通状态和下臂元件24-26的关断状态(的组合),“L”表示这些相中的上臂元件21-23的关断状态和下臂元件24-26的关断状态(的组合)。另外,从逆变器20流动至绕组线15的电流用“+”符号表示,从绕组线15流动至逆变器20的电流用“-”(即,负)符号表示。另外,在图4中,具有最大占空比指令值的最大相为U相,具有中间占空比指令值的中间相为V相,具有最小占空比指令值的最小相为W相。另外,省略关于下臂元件24-26的指令信号UL、VL、WL。
如图3所示,根据对SW 21-26的通断的组合存在八种电压矢量模式。在这些模式中,下臂元件24-26全部为导通的V0电压矢量和上臂元件21-23全部为导通的V7电压矢量分别为零电压矢量。当电压矢量为零电压矢量时,在分流电阻器30中流动的母线电流为零,从而未检测到电流。
分别使上臂元件21-23中的至少之一导通并且使下臂元件24-26中的至少之一导通的V1电压矢量至V6电压矢量为有源电压矢量。当电压矢量为有源电压矢量时,在分流电阻器30中流动的母线电流等于导通臂不同于其他的两个相中的导通臂的相中的电流。
更具体地,关于图4中从时间T2至时间T3的时段,U相使上臂元件21导通并且V相和W相使下臂元件25、26导通,这产生V4电压矢量。在这样的时段期间,电流沿着图5中示出为箭头Yc的路径流动,在分流电阻器30中流动的电流等于从逆变器20至U相线圈11流动的电流(+Iu)。
返回图4,关于从时间T5至时间T6的时段,U相和V相中的上臂元件21和22被导通并且W相中的下臂元件26被导通,这产生V6电压矢量。在这样的时段期间,在分流电阻器30中流动的电流等于从W相线圈13至逆变器20流动的电流(-Iw)。
在本实施方式中,由于仅使用一个分流电阻器30来检测电流,所以在可以检测(两个)不同的相中的电流的两个有源电压矢量时段内检测电流。根据本实施方式,在载波信号C的一个循环中,执行两次电流检测。在图4所示的示例中,在从时间T2至时间T3的V4电压矢量时段内检测到的检测电流值Ic被视为电流+Iu,在从时间T5至时间T6的V6电压矢量时段内检测到的检测电流值Ic被视为电流-Iw。然后,在电流计算器41中,基于三相电流的和=0和两个其他的相电流来计算三个相电流Iu、Iv、Iw中的每个(即,作为图4的示例中的V相电流Iv的剩余的一个相电流)。
在上述中,由于在SW 21-26的通断状态切换时产生意味着在分流电阻器30中流动的电流的湍流的“振铃”,所以需要在会聚了这样的振铃之后执行电流检测。因此,在有源电压矢量时段内执行电流检测,并且在振铃会聚时刻执行电流检测,振铃会聚时刻为从有源电压矢量时段的开始至少在过去了振铃的会聚所需要的“振铃会聚时间”之后测量的时刻。例如,当在有源电压矢量时段的中点时刻执行电流检测时,该有源电压矢量时段需要至少具有“振铃会聚时间”的两倍长度。根据本实施方式,振铃会聚时间与“作为(i)电流检测器检测电流的电压矢量时段的开始和(ii)电流检测时刻(即,电流检测的实际时刻)之间的时间段的最小保持时间”相对应。
这里,描述产生使W相中的下臂元件26不能导通的开路失效的情况。
当下臂元件26正常时,从时间T2至时间T3的时段为V4电压矢量,如图5中箭头Yc所示,电流从逆变器20流动至U相线圈11,并且电流也从V相线圈12和W相线圈13流动至逆变器20。在这样的时段期间,在分流电阻器30中流动的电流等于如上所述从逆变器20流动至U相线圈11的电流(+Iu)。
当下臂元件26中发生开路失效时,虽然供应至电机10的电流不会变化,但是在从时间T2至时间T3的时段期间从W相线圈13流动至逆变器20的电流的流(Yc)改变成如图6中用箭头Ye所示的另一流,该另一流穿过W相中的上臂元件23的二极管流动至被导通的U相中的上臂元件21。在这样的时段期间,在分流电阻器30中流动的电流等于从V相线圈12流动至逆变器20的电流(-Iv)。
由于控制器40内在考虑从时间T2至时间T3的时段为V4电压矢量时段,所以当下臂元件26中发生开路失效时,即使检测电流值Ic实际上等于从V相线圈12流动至逆变器20的电流(-Iv),也会将该检测电流值Ic误检测为等于从逆变器20流动至U相线圈11的电流(+Iu)。
就是说,控制器40可能误检测与检测电流值Ic相对应的母线电流的流动方向和相位。因此,当SW 21-26中发生开路失效时,如果电机10的驱动基于根据检测电流值Ic的误检测的流动方向和相位而得出的相电流Iu、Iv、Iw中的每个,则这样的电机10的驱动可能导致电机10的非预期行为,如反向旋转等。
另外,如图7所示,当作为分流电阻器的电流检测器301、302、303被布置在这些相中的每个相内时,在下臂元件24-26全部被导通的V0电压矢量时段期间检测相电流Iu、Iv、Iw中的每个。当SW 21-26全部正常时,通过分流电阻器301-303检测根据最新近开关状态的电流。另外,如图8所示,当下臂元件26具有开路失效时,即使分流电阻器303检测的检测电流值维持/保持为零,也能够正常地/正确地检测由分流电阻器301检测的U相电流Iu和由分流电阻器302检测的V相电流Iv,U相电流Iu和V相电流Iv在检测电流的流动方向和相位方面不易被误检测。
在图5至图8中,为了便于阅读,从附图中省去了部件如位置传感器16、定制IC 50等以及控制线路的部分。
本实施方式的上下文中的“开路失效”意味着SW 21-26中的每个没有“导通”,这不仅包括SW 21-26中的每个本身的断开,而且包括从控制器40输出的指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL的异常和从信号放大器51输出的放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的异常。
在本实施方式中,为了避免对相电流Iu、Iv、Iw中的每个的误检测,异常检测器55监视放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的异常。
图9示出了基于占空比指令值Du、Dv、Dw和载波信号C的指令信号UH、UL正常的正常情况的示例。在图9中,实线表示占空比指令值Du,虚线表示占空比指令值Dv,点划线表示占空比指令值Dw。另外,仅针对载波信号C的一个循环示出死区时间DT,而从其他的循环中省去了死区时间DT。
在本实施方式中,在载波信号C的一个循环(参照图4)中,前时段为从谷至峰的部分,后时段为从峰至谷的部分。在前时段内,中性点电压被改变使得占空比指令值Du、Dv、Dw中的最大相的占空比用作预定上限。在后时段内,中性点电压被改变使得占空比指令值Du、Dv、Dw中的最小相的占空比用作预定下限。在这种情况下,即使在中性点电压被改变时,线电压也不改变。
载波信号C包括关于对上臂元件21-23的控制的上载波信号CH和关于对下臂元件24-26的控制的下载波信号CL。在本实施方式中,通过设计上载波信号CH与下载波信号CL之间的偏移(这产生了死区时间,在死区时间期间实现对同相中的上臂元件和下臂元件对二者,即针对三对元件21和24、22和25、23和26的关断),防止由于对同相中的上臂元件21-23和下臂元件24-26(二者)的同时导通而造成的短路。
而且,在载波信号C的峰处,为了防止对最大相中(即,图9的U相中)的上臂元件21和下臂元件24的同时导通,将下臂元件24的导通时刻延迟死区时间DT的量。类似地,在载波信号C的谷的底部,为了防止对最小相中(即,图9中的W相中)的上臂元件23和下臂元件26的同时导通,将上臂元件23的导通时刻延迟死区时间DT的量。
参照图9,以U相作为如何检测放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的异常的示例。
当占空比指令值Du大于上载波信号CH时,指令信号UH用作导通指令,当占空比指令值Du小于上载波信号CH时,指令信号UH用作关断指令。
另外,当占空比指令值Du小于下载波信号CL时,指令信号UL用作关断指令,当占空比指令值Du大于下载波信号CL时,指令信号UL用作导通指令。
因此,除了死区时间DT之外,指令信号UH和UL之一用作导通指令,而这两个指令信号中的另一个指令信号用作关断指令。另外,在死区时间DT期间,指令信号UH和UL二者均用作关断指令。
当信号放大器51正常时,放大信号UHG随着响应延迟时间R表现为如同指令信号UH,放大信号ULG随着响应延迟时间R表现为如同指令信号UL。
因而,异常检测器55检测其中指令信号UH和放大信号UHG之一为导通指令而这两个信号中的另一个信号为关断指令的状态。
当指令信号UH和放大信号UHG二者均为导通指令时,或者当这两个信号二者均为关断指令时,放大信号UHG正常,从而使异常信号UHerr置于低电平(即,附图中的“0”电平)。
当指令信号UH和放大信号UHG之一为导通指令而这两个信号中的另一个信号为关断指令时,使异常信号UHerr置于高电平(即,附图中的“1”电平)。当异常信号UHerr在高电平时,启动异常计数器的计数。
这同样适用于指令信号UL和放大信号ULG的组合。就是说,当指令信号UL和放大信号ULG二者均为导通指令时,或者当这二者均为关断指令时,使异常信号ULerr置于低电平。
当指令信号UL和放大信号ULG之一为导通指令而另一个为关断指令时,使异常信号ULerr置于高电平并且启动异常计数器的计数。
下面,以相同的方式来执行对放大信号UHG和ULG的异常确定,将作为示例来描述放大信号UHG的异常确定。
如上所述,即使在放大信号正常时,在响应延迟时间R期间也暂时使异常信号UHerr置于高电平并且启动异常计数器的计数。在响应延迟时间R过去之后,异常信号UHerr返回至低电平,并且异常计数器将被重置。
在图9中,虽然响应延迟时间R被示出为占据比死区时间DT更大的空间,但是可以根据电路设计需要等任意设定响应延迟时间R和死区时间DT。
基于图10来描述放大信号UHG异常情况。图10的占空比指令值Du、Dv、Dw以及载波信号CH和CL与图9相同。
在图10中,在时间Te0放大信号UHG中出现异常,并且放大信号UHG在时间Te2返回正常。在图10中,双点画线表示正常时间的放大信号UHG。
在时间Te0,放大信号UHG从导通指令切换至关断指令。另外,关于指令信号UH,其持续为导通指令。在这种情况下,由于指令信号UH用作导通指令并且放大信号UHG用作关断指令,所以使异常信号UHerr置于高电平。当异常信号UHerr置于高电平时,启动异常计数器的计数。
当异常计数器的计数值在时间Te1超过异常确定阈值Cth时,设定U相上异常标志FlgUH。下面,将U相上异常标志FlgUH的设定状态描述为“1”,并且将标志FlgUH的无状态描述为“0”。
这里,描述异常确定阈值Cth。
在本实施方式中,当检测到指令信号UH和放大信号UHG之一为导通指令而这两个信号中的另一个为关断指令时,使异常信号UHerr置于高电平并且启动异常计数器的计数。另外,根据指令信号UH的通断切换将放大信号UHG的通断切换延迟响应延迟时间R。因此,即使在放大信号UHG正常时,也在响应延迟时间R期间使异常信号UHerr置于高电平,并且启动异常计数器的计数。
因而,根据本实施方式,将异常确定阈值Cth设定为比对应于响应时间R的值更大的值,以防止在响应延迟时间R期间将两个信号UH和UHG的一通一断状态误确定为异常的错误确定。
另外,在本实施方式中,从有源电压矢量时段开始起在振铃会聚时间结束之后执行对电流的检测。换句话说,从SW 21-26的通断状态的切换起在振铃会聚时间内不执行对电流的检测。因而,将异常确定阈值Cth设定为等于或者小于与振铃会聚时间相对应的值。以此方式,防止由于放大信号UHG的异常而造成的对检测电流值Ic的相位和流动方向的误检测。在本实施方式中,与异常确定阈值Cth相对应的时间对应于权利要求中的“异常确定时间”。
在本实施方式中,在传送来自控制器部分40的通信请求的时间Ts,关于异常标志的信息被传送至控制器部分40。因此,当设定U相上异常标志FlgUH时,在(i)从设定U相上异常标志FlgUH的时间Te1(ii)至传送关于U相上异常标志FlgUH的信息的时间Ts的时段期间,保持将U相上异常标志FlgUH保持在设定状态的标志设定状态。
就是说,即使在放大信号UHG异常时,指令信号UH和放大信号UHG二者也可以变为导通指令或者关断指令,并且可以暂时使异常信号UHerr置于低电平。在这种情况下,虽然异常计数器一度被重置,但是将U相上异常标志FlgUH保持在设定状态的标志FlgUH的设定状态被保持(i)异常计数器的重置与(ii)异常计数器的计数值再次超过异常确定阈值Cth的超过之间的时段J。
另外,即使在放大信号UHG返回正常的情况下,在被定义为(从放大信号UHG的暂时异常起)直到U相上异常标志FlgUH被(实际)传送至控制器部分40的时刻的时间段期间保持标志FlgUH的设定状态,使得控制器部分40不会错过放大信号UHG的暂时异常。
在基于来自控制器部分40的请求传送关于异常标志的信息之后,重置U相上异常标志FlgUH。
如果接下来传送至控制器部分40的关于U相上异常标志FlgUH的信息为示出放大信号UHG正常的信息,则放大信号UHG的异常被控制器部分40确定为暂时异常。
通过不同的处理来执行对指令信号UH和UL的异常检测。例如在高侧指令信号UH和低侧指令信号UL持续为导通指令或关断指令达比指令信号异常确定时间(指令信号异常确定时间被配置成(i)大于死区时间DT并且(ii)等于或者短于最小保持时间的时间段)长的时段的情况下,除了死区时间DT之外,由于高侧指令信号UH和低侧指令信号UL交替地变为导通指令和关断指令(即,一通一断),所以将指令信号UH和UL确定为异常。这同样适用于指令信号VH和VL的组合以及指令信号WH和WL的组合。在本实施方式中,放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的异常确定处理基于下述假定:指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL正常。
基于图11至图14描述本实施方式的异常确定过程。
图11至图13为关于监视器部分43执行的初始检查过程的流程图,在图14所示的异常确定过程之前执行该初始检查过程。
如图11所示,在步骤S101(在后文中,“步骤”被缩写成符号“S”)中,关断从控制器部分40传送至信号放大器51的放大允许信号EN。
在S102中,指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL全部变为关断指令。在这样的时刻,如果工作正常,则放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG全部用作关断指令,并且将异常标志FlgUH、FlgUL、FlgVH、FlgVL、FlgWH、FlgWL中的每个设定为0。
在S103中,确定是否U相上异常标志FlgUH=0并且U相下异常标志FlgUL=0。当确定U相上异常标志FlgUH=0并且U相下异常标志FlgUL=0时(S103:是),确定不存在异常(即,确定异常检测器55中的U相检测器没有异常,或者换句话说,确定U相检测器正常工作),并且过程转移至S105。当确定U相上异常标志FlgUH=1或者U相下异常标志FlgUL=1时(S103:否),过程转移至S104。
在S104中,确定异常检测器55中的U相检测器有异常。
在S105中,确定是否V相上异常标志FlgVH=0并且V相下异常标志FlgVL=0。当确定V相上异常标志FlgVH=0并且V相下异常标志FlgVL=0时(S105:是),确定没有异常(即,确定V相检测器正常工作),从而过程转移至S107。当确定V相上异常标志FlgVH=1或者V相下异常标志FlgVL=1时(S105:否),过程转移至S106。
在S106中,确定异常检测器55中的V相检测器有异常。
在S107中,确定是否W相上异常标志FlgWH=0并且W相下异常标志FlgWL=0。当确定W相上异常标志FlgWH=0并且W相下异常标志FlgWL=0时(S107:是),确定没有异常(即,确定W相检测器正常工作),从而过程转移至图12中的S109。当确定W相上异常标志FlgWH=1或者W相下异常标志FlgWL=1时(S107:否),过程转移至S108。
在S108中,确定异常检测器55中的W相检测器有异常。
在图12的S109中导通放大允许信号EN。
在S110中,将关于上臂元件21-23的驱动的高侧指令信号UH、VH、WH设定为导通指令,并且将关于下臂元件24-26的驱动的低侧指令信号UL、VL、WL设定为关断指令。在这种情况下,如果工作正常,则与高侧指令信号UH、VH、WH相对应的放大信号UHG、VHG、WHG用作导通指令,并且与低侧指令信号UL、VL、WL相对应的放大信号ULG、VLG、WLG用作关断指令。另外,如果工作正常,则将异常标志FlgUH、FlgUL、FlgVH、FlgVL、FlgWH、FlgWL设定为0。S111-S116中的每个步骤中的处理与图11的S103-S116中的每个步骤中的处理相同。
在S117中关断放大允许信号EN。
在S118中,如同S110中一样,将关于上臂元件21-23的驱动的高侧指令信号UH、VH、WH设定为导通指令,并且将低侧指令信号UL、VL、WL设定为关断指令。在这种情况下,由于关断放大允许信号EN,所以如果工作正常,则放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG用作关断指令。另外,如果工作正常,则将异常标志FlgUH、FlgVH、FlgWH设定为“1”,并且将异常标志FlgUL、FlgVL、FlgWL设定为“0”。
在S119中,确定是否U相上异常标志FlgUH=1并且U相下异常标志FlgUL=0。当确定U相上异常标志FlgUH=1并且U相下异常标志FlgUL=0时(S119:是),确定没有异常(即确定U相检测器正常工作),从而过程转移至S121。当确定U相上异常标志FlgUH=0或者U相下异常标志FlgUL=1时(S119:否),过程转移至S120。
在S120中,确定异常检测器55中的U相检测器有异常。
在S121中,确定是否V相上异常标志FlgVH=1并且V相下异常标志FlgVL=0。当确定V相上异常标志FlgVH=1并且V相下异常标志FlgVL=0时(S121:是),确定没有异常(即确定V相检测器正常工作),从而过程转移至S123。当确定V相上异常标志FlgVH=0或者V相下异常标志FlgVL=1时(S121:否),过程转移至S122。
在S122中,确定异常检测器55中的V相检测器有异常。
在S123中,确定是否W相上异常标志FlgWH=1并且W相下异常标志FlgWL=0。当确定W相上异常标志FlgWH=1并且W相下异常标志FlgWL=0时(S123:是),确定没有异常(即确定W相检测器正常工作),从而过程转移至图13中的S125。当确定W相上异常标志FlgWH=0或者W相下异常标志FlgWL=1时(S123:否),过程转移至S124。
在S124中,确定异常检测器55中的W相检测器有异常。
在图13的S125中导通放大允许信号EN。
在S126中,将高侧指令信号UH、VH、WH设定为关断指令,并且将低侧指令信号UL、VL、WL设定为导通指令。在这种情况下,如果工作正常,则与高侧指令信号UH、VH、WH相对应的放大信号UHG、VHG、WHG用作关断指令,并且与低侧指令信号UL、VL、WL相对应的放大信号ULG、VLG、WLG用作导通指令。在这种情况下,如果工作正常,则将异常标志FlgUH、FlgUL、FlgVH、FlgVL、FlgWH、FlgWL中的每个设定为“0”。
关于S127-S132中的每个步骤的处理与图11的S103-S106中的每个步骤相同。
在S133中关断放大允许信号EN。
在S134中,如同S126中一样,将高侧指令信号UH、VH、WH设定为关断指令,并且将低侧指令信号UL、VL、WL设定为导通指令。这里,由于关断放大允许信号EN,所以如果工作正常,则放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG用作关断指令。另外,如果工作正常,则也将异常标志FlgUH、FlgVH、FlgWH设定为“0”,并且也将异常标志FlgUL、FlgVL、FlgWL设定为“1”。
在S135中,确定是否U相上异常标志FlgUH=0并且U相下异常标志FlgUL=1。当确定U相上异常标志FlgUH=0并且U相下异常标志FlgUL=1时(S135:是),确定没有异常(即确定U相检测器正常工作),从而过程转移至S137。当确定U相上异常标志FlgUH=1或者U相下异常标志FlgUL=0时(S135:否),过程转移至S136。
在S136中,确定异常检测器55中的U相检测器有异常。
在S137中,确定是否V相上异常标志FlgVH=0并且V相下异常标志FlgVL=1。当确定V相上异常标志FlgVH=0并且V相下异常标志FlgVL=1时(S137:是),确定没有异常(即确定V相检测器正常工作),从而过程转移至S139。当确定V相上异常标志FlgVH=1或者V相下异常标志FlgVL=0时(S137:否),过程转移至S138。
在S138中,确定异常检测器55中的V相检测器有异常。
在S139中,确定是否W相上异常标志FlgWH=0并且W相下异常标志FlgWL=1。当确定W相上异常标志FlgWH=0并且W相下异常标志FlgWL=1时(S139:是),确定没有异常(即确定W相检测器正常工作),从而初始检查过程结束。当确定W相上异常标志FlgWH=1或者W相下异常标志FlgWL=0时(S139:否),过程转移至S140。
在S140中,确定异常检测器55中的W相检测器有异常,从而初始检查过程结束。
因此,确定异常检测器55中的异常检测功能正常。这里,“异常检测器55中的异常检测功能正常”意味着对于从端子P11-P16至异常检测器55的路径中的高/低侧以及从端子P21-P26至异常检测器55的路径中的高/低侧不存在断路/断连接和/或短路。
基于图14描述在初始检查过程之后执行的异常确定过程。在初始检查过程之后并且在导通旋转电机驱动器1时在异常检测器55中以预定间隔执行图14所示的异常确定过程。这里,在本实施方式中,描述执行与放大信号UHG的异常确定有关的过程的U相检测器,这对于放大信号ULG和对于V/W相检测器应当基本相同。
在S201中,该处理读取指令信号UH和放大信号UHG。
在S202中,该处理确定指令信号UH和放大信号UHG二者是否均为导通指令或者均为关断指令。即,当UH=UHG=0或者UH=UHG=1时,该处理产生肯定确定,而当(i)UH=1且UHG=0或者(ii)UH=0且UHG=1时,该处理产生否定确定。
当该处理确定指令信号UH和放大信号UHG二者均为导通指令时或者当确定这二者均为关断指令时(S202:是),该处理移至S203。当该处理确定出指令信号UH和放大信号UHG之一为导通指令而这两个信号中的另一个信号为关断指令时(S202:否),则该处理移至S204。
在S203中,该处理将异常计数器清“0”。
在S204中,该处理使异常计数器递增。
在S205中,该处理确定异常计数器的计数值是否大于异常确定阈值Cth。
当异常计数器的计数值被确定为等于或者小于异常确定阈值Cth时(S205:否),该处理移至S207。当该处理确定异常计数器的计数值大于异常确定阈值Cth时(S205:是),该处理移至S206。
在S206中,该处理设定U相上异常标志FlgUH。
在S207中,该处理确定控制器部分40是否已发出了标志通信请求。当该处理确定不存在标志通信请求时(S207:否),不执行S208的处理。当处理确定已发出了标志通信请求时(S207:是),该处理移至S208。
在S208中,将关于U相上异常标志FlgUH的信息传送至控制器部分40,并且在这样的传送之后重置/清除U相上异常标志FlgUH。
图11至图14的处理可以通过/按照软件来执行/实现,或者可以通过/按照硬件来执行/实现。例如,当通过硬件来执行图14中的处理时,与S202相对应的HI/LO确定电路、与S203和S204相对应的计数器电路以及与S205相对应的比较电路可以仅用于以简单的电路结构实现需要的用于检测放大信号UHG的异常的异常检测功能。
如上述所详尽描述的,本实施方式中的旋转电机驱动器1设置有逆变器20、分流电阻器30、控制器部分40、定制IC 50和异常检测器55。
逆变器20具有与电机10的绕组线15的多个相中的每个相对应地设置的开关元件21-26。
分流电阻器30检测供应至绕组线15的电流。
控制器部分40获得分流电阻器30检测的检测电流值Ic,并且基于检测电流值Ic生成使开关元件21-26导通和关断的指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL。
定制IC 50具有输出放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的信号放大器51,放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG为从控制器部分40输出至逆变器20的经放大的指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL。
当异常状态(在该异常状态下,指令信号UH和作为经放大的指令信号UH的放大信号UHG之一为导通指令而这两个信号中的另一个为关断指令)持续至少达异常确定时间时(图14中S205:是),异常检测器55确定放大信号UHG异常(S206)。
类似地,当上述一通一断状态持续至少达关于指令信号UL和放大信号ULG的异常确定时间时,异常检测器55确定放大信号ULG异常。相同的异常确定方案适用于关于指令信号VH/VL/WH/WL的放大信号VHG/VLG/WHG/WLG的异常。
因此,能够适当地检测放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG异常。
在本实施方式中,分流电阻器30被布置在逆变器20与电池80的负极侧之间的位置,并且分流电阻器30检测母线电流。控制器部分40根据SW 21-26的通断状态,基于分流电阻器30检测到的母线电流来计算相电流Iu、Iv、Iw中的每个。
因此,当产生不能在预期导通时刻导通SW 21-26的开路失效时,可能会误检测被分流电阻器30检测为检测电流值Ic的电流的电源方向和相位。
因此,在本实施方式中,由异常检测器55检测放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的异常。通过这样检测放大信号的异常,由放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的异常导致的开路失效变得能够被检测,从而防止对相电流Iu、Iv、Iw中的每个的误检测并且防止电机10的非预期行为。
异常确定时间被配置成比响应延迟时间R更长,响应延迟时间R为(i)从来自控制器部分40的指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL的输出(ii)至来自信号放大器51的放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的输出的时间段,并且异常确定时间被配置成等于或者短于最小保持时间,最小保持时间为(i)从电压矢量时段即分流电阻器30的电流检测时间的开始(ii)至电流的实际检测的时间段。
因此,防止了将响应延迟误检测为异常的误检测。另外,在供应至分流电阻器30的电流振铃会聚之后对检测电流值Ic进行检测。因此,例如可以将最小保持时间设定为根据振铃会聚所需要的时间而设定的振铃会聚时间。在将异常确定时间设定为等于或者短于最小保持时间的情况下,不会在放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的异常产生时间与异常确定时间之间的时段内执行对检测电流值Ic的检测。因此,安全地防止了对相电流Iu、Iv、Iw中的每个的误检测。
指令信号包括使作为设置在高电位侧的开关元件的上臂元件21、22、23导通和关断的高侧指令信号UH、VH、WH,以及使设置在上臂元件21、22、23的低电位侧的下臂元件24、25、26导通和关断的低侧指令信号UL、VL、WL。
定制IC 50具有自保护电路52,自保护电路52包括U相保护电路、V相保护电路和W相保护电路。当针对成对的上臂元件21和下臂元件24的对的高侧指令信号UH和低侧指令信号UL二者均为导通指令时,U相保护电路停止放大信号UHG、ULG的生成。当针对成对的上臂元件22和下臂元件25的对的高侧指令信号VH和低侧指令信号VL二者均为导通指令时,V相保护电路停止放大信号VHG、VLG的生成。当针对成对的上臂元件23和下臂元件26的对的高侧指令信号WH和低侧指令信号WL二者均为导通指令时,W相保护电路停止放大信号WHG、WLG的生成。
以上述方式,即使在指令信号UH、UL、VH、VL、WH、WL异常时,由于不同时导通配对的上臂元件21-23和下臂元件24-26,所以防止了过电流。
在本实施方式中,异常检测器55被布置在定制IC 50中。就是说,信号放大器51和异常检测器55被设置在一个定制IC 50中。因此,减小了部件的数目。
控制器40具有监视器部分43,监视器部分43确定异常检测器55的异常检测是否在正常运行。因此,防止了放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG异常(其实际上为异常检测器55异常)的误检测。
本实施方式的电动转向装置100设置有上述旋转电机驱动器1和输出辅助驾驶员的转向操作的辅助扭矩的电机10。在旋转电机驱动器1中,防止了由于放大信号UHG、ULG、VHG、VLG、WHG、WLG的异常而对相电流Iu、Iv、Iw中的每个的误检测,这防止了电机10的非预期行为并且削弱了驾驶员由于来自电机10的辅助扭矩的“非预期”输出而产生的误操作感。
(其他实施方式)
(a)初始检查过程
在图11的上述实施方式的初始检查过程的S101-S108中,确认的是,基于放大允许信号EN=关断、高侧指令信号UH、VH、WH=导通、以及低侧指令信号UL、VL、WL=关断,确定U/V/W相检测器中的每个的正常工作。
另外,在图12的上述实施方式的初始检查过程的S109-S116中,确认的是,基于放大允许信号EN=导通、高侧指令信号UH、VH、WH=导通、以及低侧指令信号UL、VL、WL=关断,确定U/V/W相检测器中的每个的正常工作。而且,在图12的上述实施方式的初始检查过程的S117-S124中,确认的是,基于放大允许信号EN=关断、高侧指令信号UH、VH、WH=导通、以及低侧指令信号UL、VL、WL=关断,执行对放大信号UHG/VHG/WHG中的每个的异常确定。
另外,在图13的上述实施方式的初始检查过程的S125-S132中,确认的是,基于放大允许信号EN=导通、高侧指令信号UH、VH、WH=关断、以及低侧指令信号UL、VL、WL=导通,确定U/V/W相检测器中的每个的正常工作。
而且,在图13的上述实施方式的初始检查过程的S133-S140中,确认的是,基于放大允许信号EN=关断、高侧指令信号UH、VH、WH=关断、以及低侧指令信号UL、VL、WL=导通,执行对放大信号UHG/VHG/WHG中的每个的异常确定。
例如,当初始检查能够使用的时间段较短时,可以省去S101-S108、S109-S116、S117-S124、S125-S132或者S133-S140中的一部分。另外,当确定出U/V/W相检测器中的一个或者更多个相检测器异常时,此后可以省去关于W相异常确定的过程。
另外,在S110和S118中,将高侧指令信号UH、VH、WH同时切换为导通指令。在其他的实施方式中,可以将高侧指令信号UH切换为导通指令以执行S111和S112的处理,可以将高侧指令信号VH切换为导通指令以执行S113和S114的处理,并且可以将高侧指令信号WH切换为导通指令以执行S115和S116的处理,就是说,可以将高侧指令信号UH、VH、WH分别切换为导通指令信号。这同样适用于低侧指令信号UL、VL、WL。
另外,在S116与S117之间的时刻,可以执行将高侧指令信号UH、VH、WH和低侧指令信号UL、VL、WL全部切换为关断指令的处理。以此方式,能够检测到在将高侧指令信号UH、VH、WH切换为关断指令之后没有将其切换为导通指令的异常。
类似地,在S132与S133之间的时刻可以执行将高侧指令信号UH、VH、WH和低侧指令信号UL、VL、WL全部切换为关断指令的处理。以此方式,能够检测到在将低侧指令信号UL、VL、WL切换为导通指令之后没有将其切换为关断指令的异常。
(b)异常确定时间
在上述实施方式中,异常确定时间被设定为等于或者短于振铃会聚时间。
在其他实施方式中,异常确定时间可以被配置成等于或者短于最小保持时间,而不是短于振铃会聚时间,最小保持时间被定义为(i)用于电流检测器检测电流的电压矢量时段的开始与(ii)电流检测时刻(即,电流检测的实际时刻)之间的时间段。
(c)电流检测器
在上述实施方式中,在载波信号的一个循环内在能够检测不同的相中的电流的有源电压矢量时段期间对检测电流值进行检测。就是说,在载波信号的一个循环内对检测电流值进行两次检测。
在其他实施方式中,可以根据能够检测不同的相中的电流的有源电压矢量,通过电流检测器在电流计算的一个循环内对检测电流值进行检测。例如,当在载波信号的两个循环周期期间执行对每个相中的电流的计算时,电流检测可以被配置成在载波信号的一个循环周期内被执行一次。另外,例如,当在载波信号的四个循环周期期间执行对每个相中的电流的计算时,电流检测可以被配置成在载波信号的两个循环周期内被执行一次。
在上述实施方式中,电流检测器被布置在逆变器部分与电源的负极侧之间的位置。在其他实施方式中,电流检测器可以被布置在逆变器部分与电源的正极侧之间的位置。
另外,例如,如图7所示,电流检测器可以被设置成用于所有相中的每个相。即使在电流检测器被设置成用于所有相中的每个相时,也能够适当地检测到放大信号的异常。
(d)指令信号生成器
在上述实施方式中,中性点电压针对载波信号的一个循环内的前时段和后时段是不同的。在其他的实施方式中,不必在载波信号的一个循环内改变中性点电压。另外,根据电流检测循环,可以针对每个循环来改变中性点电压。
另外,为了安全地保留执行电流检测所需要的最小保持时间,可以执行适当的校正处理等。
此外,在上述实施方式中,载波信号为斩波信号。在其他的实施方式中,载波信号可以具有任意形状,例如锯齿波信号等。
(e)异常检测器
在上述实施方式中,异常检测器被布置在与信号放大器相同的驱动器电路中。在其他的实施方式中,异常检测器可以被布置在与信号放大器不同的不同电路中。另外,在建立功能安全方面,异常检测器优选地设置为与控制器部分不同的不同电路。
(f)旋转电机驱动器
在上述实施方式中,旋转电机驱动器被应用于电动转向装置。在其他实施方式中,旋转电机驱动器可以被应用于不同于电动转向装置的装置。
虽然已结合本公开内容的优选实施方式参照附图全面描述了本公开内容,但是应当注意的是,对于本领域技术人员而言,各种变化和修改将变得明显,并且概述的方案应当被理解为在如通过所附权利要求所限定的本公开内容的范围内。

Claims (7)

1.一种旋转电机驱动装置,包括:
逆变器部分(20),其具有多个开关元件(21-26),所述多个开关元件(21-26)分别对应于旋转电机(10)的绕组线(15)的多个相中的每个相;
电流检测器(30),其检测供应至所述绕组线的电流;
控制器部分(40),其获得所述电流检测器检测到的电流检测值,并且基于所述电流检测值生成切换所述开关元件的通断的指令信号;
驱动器电路(50),其具有向所述逆变器部分(20)输出放大信号的信号放大器(51),所述放大信号是根据从所述控制器部分(40)输出的所述指令信号的放大得出的;以及
异常检测器(55),其在一通一断状态至少持续了异常确定时间时确定所述放大信号的异常,所述一通一断状态是所述指令信号和所述放大信号之一为导通指令而所述指令信号和所述放大信号中的另一个为关断指令的状态。
2.根据权利要求1所述的旋转电机驱动装置,其中,
将响应延迟时间定义为来自所述控制器部分的所述指令信号的输出与来自所述信号放大器的所述放大信号的输出之间的时间段,
将最小保持时间定义为其间由所述电流检测器检测电流的电压矢量时段的开始时刻与检测所述电流的检测时刻之间的时间段,并且
所述异常确定时间比所述响应延迟时间长,并且等于或短于所述最小保持时间。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机驱动装置,还包括:
所述驱动器电路中的保护部分(52),所述保护部分(52)停止所述放大信号的生成,其中,
所述指令信号是高侧指令信号或低侧指令信号,所述高侧指令信号切换布置在高电位侧的上臂元件(21、22、23)的导通和关断,并且所述低侧指令信号切换关于在所述高电位侧的所述上臂元件布置在低电压侧的下臂元件(24、25、26)的导通和关断,并且
所述保护部分在所述高侧指令信号和所述低侧指令信号二者指示导通所述上臂元件和所述下臂元件的对时停止所述放大信号的生成。
4.根据权利要求1或2所述的旋转电机驱动装置,其中,
所述异常检测器被布置在所述驱动器电路中。
5.根据权利要求1或2所述的旋转电机驱动装置,其中,
所述电流检测器被布置在(i)所述逆变器部分(20)与(ii)电源(80)的正极侧或者负极侧之间的位置。
6.根据权利要求1或2所述的旋转电机驱动装置,其中,
所述控制器部分包括监视器部分(43),所述监视器部分(43)确定所述异常检测器的异常检测是否在正常运行。
7.一种电动转向装置,包括:
旋转电机驱动装置(1),其输出用于辅助由驾驶员执行的转向操作的辅助扭矩,所述旋转电机驱动装置(1)包括:
逆变器部分(20),其具有多个开关元件(21-26),所述多个开关元件(21-26)分别对应于旋转电机(10)的绕组线(15)的多个相中的每个相;
电流检测器(30),其检测供应至所述绕组线的电流;
控制器部分(40),其(i)获得所述电流检测器检测到的电流检测值,并且(ii)基于所述电流检测值生成切换所述开关元件的通断的指令信号;
驱动器电路(50),其具有向所述逆变器部分(20)输出放大信号的信号放大器(51),所述放大信号是根据从所述控制器部分(40)输出的所述指令信号的放大得出的;以及
异常检测器(55),其在一通一断状态至少持续了异常确定时间时确定所述放大信号的异常,所述一通一断状态是所述指令信号和所述放大信号之一为导通指令而所述指令信号和所述放大信号中的另一个为关断指令的状态。
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