CN105850030A - 电动机驱动装置以及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及从第一逆变器和第二逆变器双方对1个电动机提供电力的电动机驱动装置以及电动机驱动装置的控制方法。控制各逆变器的输出的控制部使驱动控制系统的初始诊断先结束一侧的逆变器的输出比另一方先行增大。此外,在逆变器的一方过热时,控制部使过热的一方的逆变器的输出降低,并且使温度正常的另一方的逆变器的输出维持或增大。
Description
技术领域
本发明涉及从第一逆变器和第二逆变器双方对1个电动机提供电力的电动机驱动装置、以及所述电动机驱动装置的控制方法。
背景技术
专利文献1中公开了一种交流电动机控制装置,其将与多相交流电动机并联连接的多台逆变器的、对设置在交流电动机的旋转坐标系上的代表的电流控制系统的反馈信号设为各逆变器输出电流的平均值,且将对设置在交流电动机的旋转坐标系上的抑制不平衡的电流控制系统的反馈信号设为各逆变器输出电流的差分值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第2614788号公报
发明内容
发明要解决的课题
以往,在从第一逆变器和第二逆变器双方对1个电动机提供电力的电动机驱动装置中,由于各逆变器的输出比率固定,因此,例如,在启动电动机时分别进行各逆变器的驱动控制系统的初始诊断的情况下,即使一个驱动控制系统的诊断先行结束,也必须等待两个系统的诊断结束而启动电动机,存在电动机的动作开始延迟的问题。
此外,在一个逆变器中发生了发热异常时,产生使两个逆变器的输出都要降低的必要,存在电动机的输出扭矩的降低量增大的问题。
而且,例如,在电动动力转向装置中发生操舵辅助力的电动机中,若电动机的启动延迟则不能迅速开始操舵辅助(动力辅助),此外,若由于一个逆变器中产生发热异常而使电动机的输出扭矩降低,则发生驾驶员需要用更大的力量来操舵的问题。
本发明鉴于上述问题点而完成,其目的在于,在从第一逆变器和第二逆变器双方对1个电动机提供电力的电动机驱动装置中,提高电动机的驱动控制的性能。
用于解决课题的手段
因此,本申请发明的电动机驱动装置包括第一逆变器以及第二逆变器,从所述第一逆变器和所述第二逆变器双方对1个电动机提供电力,所述电动机驱动装置包括控制部,该控制部以规定条件变更所述第一逆变器和所述第二逆变器的输出比率。
此外,本申请发明的电动机驱动装置的控制方法中,该电动机驱动装置包括第一逆变器以及第二逆变器,从所述第一逆变器和所述第二逆变器双方对1个电动机提供电力,所述控制方法包含:检测对所述第一逆变器和所述第二逆变器的输出比率进行变更的规定条件的步骤;以及在所述规定条件下变更所述第一逆变器和所述第二逆变器的输出比率的步骤。
发明效果
根据上述发明,可以使第一逆变器和第二逆变器的一方的输出相对于另一方增大或减少,并且可以提高电动机的驱动控制的性能。
附图说明
图1是在本发明的实施方式中应用电动机驱动装置的电动动力转向装置的概略结构图。
图2是本发明的实施方式的电动机驱动装置的功能框图。
图3是表示本发明的实施方式的第一逆变器和第二逆变器的输出比率的设定处理的流程图。
图4是表示本发明的实施方式的第一逆变器和第二逆变器的输出比率的变化的一例的时序图。
图5是表示本发明的实施方式的第一逆变器和第二逆变器的输出比率的变化的一例的时序图。
图6是表示本发明的实施方式的第一逆变器和第二逆变器的输出比率的变化的一例的时序图。
具体实施方式
以下,说明本发明的实施方式。
图1表示本发明的电动机驱动装置的一实施方式,表示应用于在车辆用的电动动力转向装置中产生操舵辅助力的电动机的例。
图1所示的电动动力转向装置100配备在车辆200中,是通过电动机130而发生操舵辅助力的装置。
电动动力转向装置100包含舵轮(Steering wheel)110、操舵扭矩传感器120、电动机130、含有逆变器(Inverter)的驱动电路140、电子控制单元150、将电动机130的旋转减速后传递给操舵轴(Steering shaft)170的小齿轮轴(Pinion shaft)的减速机构160等而构成。
操舵扭矩传感器120以及减速机构160被设置在包含操舵轴170的驾驶杆(Steering column)180内。
在操舵轴170的前端设有小齿轮(Pinion gear)171,若该小齿轮171旋转,则齿条传动(Rack gear)172在车辆200的行进方向左右水平移动。在齿条传动172的两端分别设有车轮201的操舵机构202,通过齿条传动172水平移动,从而车轮201的朝向被改变。
操舵扭矩传感器120对通过车辆的驾驶员进行转向操作而在操舵轴170上发生的操舵扭矩进行检测,并将检测到的操舵扭矩的信号ST输出到电子控制单元150。
对于包括微型计算机的电子控制单元150,输入操舵扭矩信号ST和车速传感器190输出的车速的信号VSP等用于决定操舵辅助力的状态量的信息。
然后,电子控制单元150通过根据操舵扭矩信号ST、车速信号VSP等车辆的运转状态来控制驱动电路140,从而控制电动机130的发生扭矩,即操舵辅助力。
另外,在图1所示的例中,通过电子控制单元150和驱动电路140构成驱动电动机130的电动机驱动装置,但电子控制单元150也可以采用一体包括驱动电路140的结构,在该情况下,一体包括驱动电路140的电子控制单元150构成电动机驱动装置。
图2是表示电子控制单元150的控制功能的一例的功能框图。
在图2中,驱动电路140包含第一逆变器1A以及第二逆变器1B,从第一逆变器1A以及第二逆变器1B双方对1个电动机130提供电力。
电动机130是具有由被星形接线的3相线圈UA、VA、WA构成的第一绕组2A和由同样被星形接线的3相线圈UB、VB、WB构成的第二绕组2B的3相同步电动机,第一绕组2A和第二绕组2B共享磁电路。
而且,第一绕组2A与第一逆变器1A直接连接,第二绕组2B与第二逆变器1B直接连接,第一绕组2A上,从第一逆变器1A被提供电力,第二绕组2B上,从第二逆变器1B被提供电力。
另外,第一逆变器1A内置对第一绕组2A的各线圈UA、VA、WA中流过的电流分别进行检测的第一电流检测器,第二逆变器1B内置对第二绕组2B的各线圈UB、VB、WB中流过的电流分别进行检测的第二电流检测器。
目标辅助扭矩运算部20根据由驾驶员对舵轮施加的操舵力即由操舵扭矩传感器120检测的扭矩值和车速等,运算目标辅助扭矩,即电动机130的输出扭矩的目标值。
角度运算部21输入对电动机130的磁极角度进行检测的磁极位置传感器的输出信号而运算磁极角度。电动机旋转运算部5基于磁极角度的信息来运算电动机130的旋转速度,并将旋转速度的信号输出到目标电流值运算部3以及输出电压运算部4。
目标电流值运算部3输入目标辅助扭矩的数据、电动机130的旋转速度的数据,并基于此运算d轴电流指令值Id *以及q轴电流指令值Iq *后输出。
输出电压运算部4输入从目标电流值运算部3输出的d轴电流指令值Id *、q轴电流指令值Iq *以及根据逆变器1A、1B内置的电流检测器的输出求出的d轴实际电流值Id、q轴实际电流值Iq,进而输入电动机130的旋转速度的数据。
输出电压运算部4为了使d轴实际电流值Id接近d轴电流指令值Id *,并使q轴实际电流值Iq接近q轴电流指令值Iq *,进行运算d轴电压指令值Vd以及q轴电压指令值Vq后输出的反馈控制。
具体来说,输出电压运算部4为了使d轴实际电流值Id和d轴电流指令值Id *的差分、q轴实际电流值Iq和q轴电流指令值Iq *的差分接近零,使用矢量控制用的电动机模型式来运算d轴电压指令值Vd以及q轴电压指令值Vq后输出。
输出电压运算部4输出的d轴电压指令值Vd以及q轴电压指令值Vq被分别输入到第一电压分配部6A和第二电压分配部6B。
第一电压分配部6A将与第一逆变器1A的输出比率相当的第一电压分配常数VDC1(%)与d轴电压指令值Vd以及q轴电压指令值Vq一同输入,并输出用于第一绕组2A的d轴电压指令值Vd1以及q轴电压指令值Vq1。
此外,第二电压分配部6B将与第二逆变器1B的输出比率相当的第二电压分配常数VDC2(%)与d轴电压指令值Vd以及q轴电压指令值Vq一同输入,并输出用于第二绕组2B的d轴电压指令值Vd2以及q轴电压指令值Vq2。
另外,在第一电压分配常数VDC1和第二电压分配常数VDC2的总和为100%,并且“第一电压分配常数VDC1=第二电压分配常数VDC2=50%”时,成为“d轴电压指令值Vd1=d轴电压指令值Vd2”且“q轴电压指令值Vq1=q轴电压指令值Vq2”,第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率成为“50%:50%”。
从第一电压分配部6A输出的d轴电压指令值Vd1以及q轴电压指令值Vq1被输入到第一输出占空比运算部7A。
第一输出占空比运算部7A基于d轴电压指令值Vd1、q轴电压指令值Vq1以及第一逆变器1A的电源电压,运算第一逆变器1A的PWM(脉宽调制)控制中的d轴占空比Dutyd1以及q轴占空比Dutyq1后输出。
此外,从第二电压分配部6B输出的d轴电压指令值Vd2以及q轴电压指令值Vq2被输入到第二输出占空比运算部7B。
第二输出占空比运算部7B基于d轴电压指令值Vd2、q轴电压指令值Vq2以及第二逆变器1B的电源电压,运算第二逆变器1B的PWM控制中的d轴占空比Dutyd2以及q轴占空比Dutyq2后输出。
从第一输出占空比运算部7A输出的d轴占空比Dutyd1、q轴占空比Dutyq1以及电动机130的磁极位置的信息被输入到第一2相3相变换部8A。第一2相3相变换部8A基于这些而运算第一绕组2A的3相各自的占空比指令值DutyU1、DutyV1、DutyW1后输出。
此外,从第二输出占空比运算部7B输出的d轴占空比Dutyd2、q轴占空比Dutyq2以及电动机130的磁极位置的信息被输入到第二2相3相变换部8B。第二2相3相变换部8B基于这些而运算第二绕组2B的3相各自的占空比指令值DutyU2、DutyV2、DutyW2后输出。
另外,第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率的变更可以通过从2相3相变换部8A、8B输出的占空比指令值的校正处理来实施。
其中,如图2所示的结构这样,通过采用对被输入到2相3相变换部8A、8B之前的信号进行校正从而变更所述输出比率的结构,即使电动机130的线圈的相位不同也能够以高精度控制输出比率。
从第一2相3相变换部8A输出的占空比指令值DutyU1、DutyV1、DutyW1被输入到第一死区时间补偿部9A。而且,第一死区时间补偿部9A运算施加了死区时间补偿后的占空比指令值DutyU1、DutyV1、DutyW1后输出。
此外,从第二2相3相变换部8B输出的占空比指令值DutyU2、DutyV2、DutyW2被输入到第二死区时间补偿部9B。而且,第二死区时间补偿部9B运算施加了死区时间补偿后的占空比指令值DutyU2、DutyV2、DutyW2后输出。
所谓死区时间补偿,就是为了使逆变器1A、1B的上下臂不短路,在将三角波和指令值进行比较的结果即PWM信号的上升延迟死区时间的量而生成门信号的PWM控制中,用于抑制死区时间电压引起的压降等的处理。
从第一死区时间补偿部9A输出的占空比指令值DutyU1、DutyV1、DutyW1被输入到第一逆变器1A。
在第一逆变器1A中,构成各相的上臂、下臂的开关半导体根据占空比指令值DutyU1、DutyV1、DutyW1而被驱动,在第一绕组2A的各线圈UA、VA、WA中流过的电流被进行PWM控制。
此外,从第二死区时间补偿部9B输出的占空比指令值DutyU2、DutyV2、DutyW2被输入到第二逆变器1B。
在第二逆变器1B中,构成各相的上臂、下臂的开关半导体根据占空比指令值DutyU2、DutyV2、DutyW2而被驱动,在第二绕组2B的各线圈UB、VB、WB中流过的电流被进行PWM控制。
在第一绕组2A的各线圈UA、VA、WA中流过的电流iu1、iv1、iw1由第一逆变器1A中内置的第一电流检测器检测,检测结果被输入到第一3相2相变换部10A。第一3相2相变换部10A将电流iu1、iv1、iw1变换为d轴实际电流值Id1、q轴实际电流值Iq1后输出。
此外,在第二绕组2B的各线圈UB、VB、WB中流过的电流iu2、iv2、iw2由第二逆变器1B中内置的第二电流检测器检测,检测结果被输入到第二3相2相变换部10B。第二3相2相变换部10B将电流iu2、iv2、iw2变换为d轴实际电流值Id2、q轴实际电流值Iq2后输出。
由第一加法运算器11A将从第一3相2相变换部10A输出的d轴实际电流值Id1和从第二3相2相变换部10B输出的d轴实际电流值Id2进行加法运算,第一加法运算器11A将加法运算结果作为电动机130中的d轴实际电流值Id而输出到输出电压运算部4。
此外,由第二加法运算器11B将从第一3相2相变换部10A输出的q轴实际电流值Iq1和从第二3相2相变换部10B输出的q轴实际电流值Iq2进行加法运算,第二加法运算器11B将加法运算结果作为电动机130中的q轴实际电流值Iq而输出到输出电压运算部4。
对于电压分配常数运算部12,输入从第一3相2相变换部10A输出的d轴实际电流值Id1、q轴实际电流值Iq1、从第二3相2相变换部10B输出的d轴实际电流值Id2、q轴实际电流值Iq2、从第一电流限制值运算部13A输出的第一电流限制值CUL1、从第二电流限制值运算部13B输出的第二电流限制值CUL2、以及从综合电流限制值运算部14输出的综合电流限制值CULS。
而且,电压分配常数运算部12基于上述输入信号,运算指定第一逆变器1A的输出比率的第一电压分配常数VDC1和指定第二逆变器1B的输出比率的第二电压分配常数VDC2,将第一电压分配常数VDC1输出到第一电压分配部6A,将第二电压分配常数VDC2输出到第二电压分配部6B。
对于第一电流限制值运算部13A,输入由第一防止过热逻辑部15A输出的防止过热用的第一电流限制值OHUL1(%)、第一初始诊断标记、第一平时诊断标记,对于第二电流限制值运算部13B,输入由第二防止过热逻辑部15B输出的防止过热用的第二电流限制值OHUL2(%)、第二初始诊断标记、第二平时诊断标记。
对于第一防止过热逻辑部15A,输入检测第一逆变器1A的温度的第一温度传感器16A的输出信号,此外,对于第二防止过热逻辑部15B,输入检测第二逆变器1B的温度的第二温度传感器16B的输出信号。
而且,第一防止过热逻辑部15A以及第二防止过热逻辑部15B根据第一逆变器1A、第二逆变器1B的温度,分别设定用于抑制第一逆变器1A、第二逆变器1B成为过热状态的电流限制值OHUL1、OHUL2。上述电流限制值相当于输出比率的上限值。
换言之,第一防止过热逻辑部15A以及第二防止过热逻辑部15B为了使电流相对于第一逆变器1A、第二逆变器1B的温度上升限制得更低,而使规定第一逆变器1A的电流的上限的限制值OHUL1和规定第二逆变器1B的电流的上限的限制值OHUL2相对于逆变器1A、1B的温度上升向减少方向变化。
第一初始诊断标记以及第二初始诊断标记是在电动机130启动时实施的各逆变器的驱动控制系统的初始诊断完成时上升的标记。
另外,虽然驱动控制系统中包含逆变器1A、1B以及每个逆变器1A、1B的控制部,但初始诊断中的诊断对象可以设为逆变器1A、1B和每个逆变器1A、1B的控制部的至少一个。
初始诊断在遮断逆变器1A、1B的输出而使电动机130停止的状态下进行,诊断各种运算处理功能和器件是否正常地动作。
此外,作为初始诊断,实施用于判定第一逆变器1A和控制第一逆变器1A的输出的第一控制部的至少一个有无故障的第一驱动控制系统的故障诊断、和用于判定第二逆变器1B和控制第二逆变器1B的输出的第二控制部的至少一个有无故障的第二驱动控制系统的故障诊断。
另外,第一控制部中包含从第一电压分配部6A到第一死区时间补偿部9A的各部,第二控制部中包含从第二电压分配部6B到第二死区时间补偿部9B的各部。
第一初始诊断标记在第一驱动控制系统的初始诊断结束为止,保持初始值的零(关(OFF)),在第一逆变器1A的驱动控制系统的初始诊断结束且没检测到故障时上升为1(开(ON))。
同样,第二初始诊断标记在第二驱动控制系统的初始诊断结束为止,保持初始值的零(关),在第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断结束且没检测到故障时上升为1(开)。
此外,第一平时诊断标记、第二平时诊断标记是表示在电动机130启动后实施的驱动控制系统的诊断结果的标记。第一平时诊断标记在第一逆变器1A的驱动控制系统为正常时保持1(开),若发生异常则降低为零(关)。同样,第二平时诊断标记在第二逆变器1B的驱动控制系统为正常时保持1(开),若发生异常则降低为零(关)。
第一初始诊断标记、第一平时诊断标记的信号被输入到第一电流限制值运算部13A,并且作为第一逆变器1A的输出的开/关的指令信号而被输入到第一逆变器1A。
然后,在第一逆变器1A的驱动控制系统的初始诊断结束且第一逆变器1A为正常时,第一逆变器1A成为发生输出的开状态,换言之,成为电动机130的驱动状态。
另一方面,在第一逆变器1A的驱动控制系统的初始诊断中的情况下,第一逆变器1A保持关状态,换言之,保持电动机130的驱动停止状态,即使在第一逆变器1A的驱动控制系统的故障状态下,第一逆变器1A也保持关状态。
同样,第二初始诊断标记、第二平时诊断标记的信号被输入到第二电流限制值运算部13B,并且作为第二逆变器1B的输出的开/关的指令信号而被输入到第二逆变器1B。
然后,在第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断结束且第二逆变器1B为正常时,第二逆变器1B成为发生输出的开状态,在第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断中的情况下,第二逆变器1B保持关状态,即使在第二逆变器1B的驱动控制系统的故障状态下,第二逆变器1B也保持关状态。
此外,在第一死区时间补偿部9A、第二死区时间补偿部9B和第一逆变器1A、第二逆变器1B之间,设置在初始诊断中控制对第一逆变器1A、第二逆变器1B的PWM信号的输出/遮断的初始诊断用输出控制部17。
第一电流限制值运算部13A将第一电流限制值CUL1输出到第二电流限制值运算部13B、综合电流限制值运算部14以及电压分配常数运算部12。另一方面,第二电流限制值运算部13B将第二电流限制值CUL2输出到第一电流限制值运算部13A、综合电流限制值运算部14以及电压分配常数运算部12。
此外,综合电流限制值运算部14将第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2的总和设定为综合电流限制值CULS(CULS=CUL1+CUL2),并将综合电流限制值CULS(%)输出到电压分配常数运算部12以及目标电流值运算部3。
而且,目标电流值运算部3将基于目标辅助扭矩等而运算的目标电流值以综合电流限制值CULS进行校正后输出到输出电压运算部4。
换言之,目标电流值运算部3在综合电流限制值CULS为100%时,将基于目标辅助扭矩等而运算的目标电流值直接输出到输出电压运算部4,并且在综合电流限制值CULS为小于100%的值时,将基于目标辅助扭矩等而运算的目标电流值进行减少校正后输出到输出电压运算部4。
在上述结构的电动机驱动装置中,第一电流限制值运算部13A设定第一逆变器1A中的第一电流限制值CUL1,第二电流限制值运算部13B设定第二逆变器1B中的第二电流限制值CUL2。
然后,第一电压分配部6A基于电流限制值CUL1,输出用于第一绕组2A的d轴电压指令值Vd1以及q轴电压指令值Vq1。此外,第二电压分配部6B基于电流限制值CULq2,输出用于第二绕组2B的d轴电压指令值Vd2以及q轴电压指令值Vq2。由此,成为以规定条件变更第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率的结构。
作为一例,在图2所示的结构中,将初始诊断的结束定时、逆变器1A、1B的异常设为变更第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率的规定条件。
具体来说,是如下结构:第一电流限制值运算部13A根据第一初始诊断标记而运算第一电流限制值CUL1,第二电流限制值运算部13B根据第二初始诊断标记而运算第二电流限制值CUL2,从而能够根据第一逆变器1A的驱动控制系统的初始诊断和第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断的结束定时的差异而变更输出比率。
此外,是如下结构:第一电流限制值运算部13A根据防止过热用的第一电流限制值OHUL1来运算第一电流限制值CUL1,并且第二电流限制值运算部13B根据防止过热用的第二电流限制值OHUL2来运算第二电流限制值CUL2,从而能够根据逆变器1A、1B中有无过热异常,换言之,有无发生规定以上的温度上升而变更输出比率。
另外,在本实施方式中,作为一例,构成为将第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率的标准值设为使第一逆变器1A的输出和第二逆变器1B的输出等同的“50%:50%”,对于初始诊断的结束定时和过热异常的发生,将输出比率从“50%:50%”进行变更。
图3的流程图表示由电子控制单元150实施的第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率的设定处理的一例。
换言之,图3的流程图表示第一电流限制值运算部13A、第二电流限制值运算部13B、综合电流限制值运算部14、电压分配常数运算部12中的处理内容的一例。
图3的流程图所示的程序通过电子控制单元150的每个设定时间的中断处理来实施。
从步骤S501到步骤S506的各步骤表示启动电动机130时的初始诊断被实施时的电子控制单元150进行的输出比率的设定处理。
在步骤S501中,电子控制单元150判定是否为如下状态:第一初始诊断标记开启而表示第一逆变器1A的驱动控制系统的初始诊断结束,并且第一电流限制值CUL1非50%,换言之,在启动状态下第一电流限制值CUL1没有达到50%。
第一电流限制值CUL1的初始值为0%,换言之,为通电遮断要求状态,在启动电动机130时,第一电流限制值CUL1从初始值0%增大到50%。
电子控制单元150在“第一初始诊断标记=开”且“第一电流限制值CUL1≠50%”时,进到步骤S502,在“第一初始诊断标记=关”的情况下,绕过步骤S502、步骤S503而进到步骤S504,在“第一电流限制值CUL1=50%”的情况下,也绕过步骤S502、步骤S503而进到步骤S504。
如后所述,若第一逆变器1A的驱动控制系统的初始诊断结束,则第一电流限制值CUL1从初始值的0%被缓慢增大,若达到50%则停止增大处理而保持50%。
因此,在“第一初始诊断标记=开”且“第一电流限制值CUL1≠50%”时,是使第一电流限制值CUL1向50%增大的中途的过渡状态。
电子控制单元150若判定为“第一初始诊断标记=开”且“第一电流限制值CUL1≠50%”而进到步骤S502,则判定第二电流限制值CUL2是否为0%或50%。
这里,在第二电流限制值CUL2不是0%并且也不是50%的情况下,换言之,如果是使第二电流限制值CUL2从初始值的0%向50%缓慢地增大的过渡状态,则电子控制单元150绕过步骤S503的第一电流限制值CUL1的增大处理而进到步骤S504。换言之,构成为第一电流限制值CUL1的增大处理和第二电流限制值CUL2的增大处理不会被并行实施。
另一方面,在第二电流限制值CUL2为0%或50%时,换言之,在电动机130的启动状态下的第二电流限制值CUL2的增大处理未开始,或者第二电流限制值CUL2的增大处理已完成的情况下,电子控制单元150进到步骤S503,进行使第一电流限制值CUL1从前次值增大规定值(例如,规定值=0.05%)的处理。
在步骤S504中,电子控制单元150判定是否为如下状态:第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断结束而第二初始诊断标记开启,并且第二电流限制值CUL2非50%,换言之,第二电流限制值CUL2没有达到50%。
然后,如果“第二初始诊断标记=开”且“第二电流限制值CUL2≠50%”,则电子控制单元150进到步骤S505,判定第一电流限制值CUL1是否为0%或50%。
如果第一电流限制值CUL1为0%或50%,则电子控制单元150进到步骤S506,进行使第二电流限制值CUL2从前次值增大规定值(例如,规定值=0.05%)的处理。
换言之,在“第二初始诊断标记=开”,并且“第二电流限制值CUL2≠50%”且第一电流限制值CUL1为0%或50%时,电子控制单元150实施使第二电流限制值CUL2比前次值增大的处理。
第一逆变器1A的驱动控制系统的初始诊断和第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断被同时开始并并行实施,但例如,在怀疑发生故障的情况下,有时再执行诊断处理或进行诊断结果的验证,从而一方的初始诊断比另一方的初始诊断先行结束。
例如,若假定第逆变器1A的驱动控制系统的初始诊断比第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断先行结束,则第一初始诊断标记从关被切换为开,另一方面,第二初始诊断标记保持关状态,此外,由于第一电流限制值CUL1以及第二电流限制值CUL2的初始值都为0%,因此电子控制单元150从步骤S501进到步骤S502。
然后,电子控制单元150在步骤S502中判定第二电流限制值CUL2为0%,从而进到步骤S503,使第一电流限制值CUL2增大。
进而,电子控制单元150进到步骤S504,但由于在对第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断结束前,第二初始诊断标记为关,因此绕过步骤S505、步骤S506而进到步骤S507。由此,第二电流限制值CUL2的增大处理不被开始,第二电流限制值CUL2被保持为初始值0%。
若第二电流限制值CUL2被保持为初始值0%,则在步骤S502中,进行“第二电流限制值CUL2=0%”的判定,继续第一电流限制值CUL1的增大处理。
在该第一电流限制值CUL1的增大处理途中,对第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断结束,第二初始诊断标记从关切换为开的情况下,由于第二电流限制值CUL2为0%,因此电子控制单元150进到步骤S505。
但是,若在第一电流限制值CUL1的增大过程中第一电流限制值CUL1未达到50%,则由于电子控制单元150绕过步骤S506,因此第二电流限制值CUL2的增大处理不被开始。
然后,若第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断结束,之后,第一电流限制值CUL1达到50%,则电子控制单元150进到步骤S506,开始第二电流限制值CUL2的增大处理。
同样,在第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断比第一逆变器1A的驱动控制系统的初始诊断先行结束的情况下,电子控制单元150先行开始第二电流限制值CUL2的增大处理,在第一逆变器1A的驱动控制系统的初始诊断结束且第二电流限制值CUL2达到50%后,开始第一电流限制值CUL1的增大处理。
在第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率固定为“50%:50%”的情况下,只有第一逆变器1A的驱动控制系统的初始诊断和第二逆变器1B的驱动控制系统的初始诊断都结束之后,才能够启动电动机130。
相对于此,在构成为能够变更第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率的本实施方式的电动机驱动装置中,可以在将初始诊断没有完成的逆变器的输出比率保持为0%的状态下,独立地使初始诊断先结束的逆变器的输出比率增大。
因此,可以使来自初始诊断先结束的逆变器的输出先行开始而启动电动机130,与输出比率固定的情况相比,能够提早启动电动机130。
然后,在电动动力转向装置100中,由于电动机130的启动早,因此能够迅速地产生操舵辅助力。
此外,电子控制单元150在初始诊断先行结束的逆变器输出达到最终的分担率即50%之后,使初始诊断延迟结束的逆变器输出增大,并最终使两个逆变器输出的总和增大到100%,因此能够使电动机130的输出扭矩向着目标扭矩以一定速度平缓地增大。
因此,在电动动力转向装置100中,可以平缓地增大操舵辅助力,在使操舵辅助力上升时,能够抑制给驾驶员带来转向操作的不适感。
在启动状态下的第一电流限制值CUL1以及第二电流限制值CUL2的增大处理结束,并且第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2都达到50%之后,电子控制单元150绕过步骤S503、步骤S506而进到步骤S507。
另外,在所述实施例中,采用在初始诊断先行结束的逆变器的分担率达到50%之后,使初始诊断延迟结束的逆变器的输出增大的结构,但是使初始诊断延迟结束的逆变器的输出的增大开始的定时可以在初始诊断结束之后到输出被先行增大的逆变器的分担率达到目标值(例如,目标值=50%)为止的期间任意地设定。
这里,在使第一逆变器1A的输出和第二逆变器1B的输出并行增大的情况下,电子控制单元150例如可以设定各逆变器输出的增加速度,以便总输出的增加速度与使一方的逆变器输出保持在50%且使另一方的逆变器输出增大时等同。
由此,可以使电动机130的输出扭矩朝向目标扭矩以一定速度平缓地增大。关于该速度设定处理,在后面详细说明。
电子控制单元150若如上述那样,根据初始诊断的结束定时来设定第一电流限制值CUL1以及第二电流限制值CUL2,则进到步骤S507、步骤S508,为了进行过热对策而校正第一逆变器1A以及第二逆变器1B的电流限制值CUL1、CUL2。
在步骤S507中,电子控制单元150将根据第一逆变器1A的温度检测值而设定的防止过热用的电流限制值、换言之用于抑制过热的电流上限值OHUL1和在步骤S501~步骤S506的处理中设定的第一电流限制值CUL1中较低一方的限制值设定为最终的第一电流限制值CUL1。
即,在防止过热用的电流限制值OHUL1低于第一电流限制值CUL1的情况下,由于是为了抑制第一逆变器1A的过热而需要降低第一逆变器1A的输出的状态,因此电子控制单元150将第一电流限制值CUL1变更得更低。
同样,在步骤S508中,电子控制单元150将根据第二逆变器1B的温度检测值而设定的防止过热用的电流限制值OHUL2、换言之用于抑制第二逆变器1B的过热的电流上限值OHUL2和通过步骤S501~步骤S506的处理而设定的第二电流限制值CUL2中较低一方的限制值,设定为最终的第二电流限制值CUL2。
即,在防止过热用的电流限制值OHUL2低于第二电流限制值CUL2的情况下,由于是为了抑制第二逆变器1B的过热而需要降低第二逆变器1B的输出的状态,因此能够将第二电流限制值CUL2变更得更低。
另外,在逆变器1A、1B的温度为正常范围内且不是过热状态的情况下,防止过热用的电流限制值OHUL1、OHUL2被设定为50%以上的值,在步骤S507、步骤S508中,第一电流限制值CUL1、第二电流限制值CUL2不会被变更得更低。
因此,例如,在第一逆变器1A的温度超过设定范围而上升,另一方面第二逆变器1B的温度维持在设定范围内的情况下,使第一电流限制值CUL1降低,而第二电流限制值CUL2被维持。
电子控制单元150若在步骤S507、步骤S508中根据防止过热用的电流限制值OHUL1、OHUL2来校正第一电流限制值CUL1、第二电流限制值CUL2,则进到步骤S509,进行将第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2的总和作为最终的综合电流限制值CULS的处理。
电子控制单元150在接下来的步骤S510、步骤S511中,设定用于决定第一逆变器1A中的输出电压的第一电压分配常数VDC1、用于决定第二逆变器1B中的输出电压的第二电压分配常数VDC2。
在步骤S510中,电子控制单元150实施将第一电流限制值CUL1相对于综合电流限制值CULS的比率设为第一电压分配常数VDC1(VDC1=CUL1/CULS)的处理。
此外,在步骤S511中,电子控制单元150实施将第二电流限制值CUL2相对于综合电流限制值CULS的比率设为第二电压分配常数VDC2(VDC2=CUL2/CULS)的处理。
这里,若综合电流限制值CULS为100%,第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2都为50%,则第一电压分配常数VDC1以及第二电压分配常数VDC2都被设定为50%。
此外,例如,若由于第一逆变器1A为过热状态,因此第一电流限制值CUL1被设定为低于50%的值,由于第二逆变器1B的温度为允许范围内,因此第二电流限制值CUL2被设定为50%,则第一电压分配常数VDC1被设定为小于50%的值,而第二电压分配常数VDC2被设定为高于50%的值。
因此,使有过热倾向的逆变器的温度降低而能够抑制逆变器过热,并且可以降低过热引起的对电路基板或基板上的电子部件的影响,此外,关于温度正常的逆变器,电压分配常数VDC被向增大侧修正,以补偿有过热倾向的逆变器的输出降低,能够抑制电动机130的输出扭矩的降低。
在第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率为固定时,若一方的逆变器中发生温度的异常上升,则为了抑制过热,需要降低发生了温度的异常上升的逆变器的输出,并且也需要并行地降低没有发生温度的异常上升的逆变器的输出,即使能够抑制过热,电动机130的输出扭矩的降低也增大。
相对于此,图2所示的电动机驱动装置中,第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率可变,可以降低发生了温度异常上升的逆变器的输出,并提高没有发生温度的异常上升的逆变器的输出,能够抑制过热的同时抑制电动机130的输出扭矩降低。
另外,在第一逆变器1A和第二逆变器1B双方发生温度上升,而且第一逆变器1A和第二逆变器1B中温度上升程度(温度和/或温度上升速度)不同的情况下,电子控制单元150可以使双方的防止过热用的电流限制值OHUL1、OHUL2以相互不同的比率降低。
换言之,在第一逆变器1A和第二逆变器1B双方发生了异常时,电子控制单元150可以使异常程度大的一方的逆变器的电流限制值CUL比异常程度小的一方的逆变器的电流限制值CUL大幅度降低。
例如,在第一逆变器1A和第二逆变器1B都有过热倾向,但第一逆变器1A比第二逆变器1B过热倾向更显著的情况下,可以将第一逆变器1A的防止过热用的电流限制值OHUL1设为A%(0%<A<50%),并将第二逆变器1B的防止过热用的电流限制值OHUL2设为B%(A<B<50%)。
此外,作为变更第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率的条件,除了初始诊断的结束定时和温度以外,例如,可以根据逆变器1A、1B中内置的电流检测器的故障来变更输出比率。
在采用了在电流检测器中发生了异常时根据电流的估计值来继续逆变器的驱动的结构的情况下,由于电流的估计误差,扭矩控制精度降低。
因此,电子控制单元150通过使电流检测器故障而基于电流的估计值而被控制的逆变器的输出比率降低,另一方面使电流检测器正常而基于电流检测器的检测值而被控制的逆变器的输出比率维持或增加,从而抑制扭矩控制精度的恶化。
通过以上的处理来决定第一电压分配常数VDC1以及第二电压分配常数VDC2,但电子控制单元150在步骤S512以后,实施第一电压分配常数VDC1以及第二电压分配常数VDC2,换言之,第一逆变器1A和第二逆变器2B的输出比率的校正处理。
电子控制单元150在步骤S512中,判定是否为第一逆变器1A的q轴电流值的绝对值为规定值以上且第二逆变器1B的实际q轴电流值的绝对值为规定值以上。
另外,第一逆变器1A的实际q轴电流值是指从第一3相2相变换部10A输出的q轴电流值,第二逆变器1B的q轴电流值是指从第二3相2相变换部10B输出的q轴电流值,q轴电流值的绝对值的规定值例如可以设为20A。
换言之,在步骤S512中,电子控制单元150判定是否为第一逆变器1A的实际q轴电流值不是零附近且第二逆变器1B的实际q轴电流值不是零附近的状态。
在q轴电流值为零近旁时,电流检测的误差大,而且第一逆变器1A和第二逆变器2B的电流平衡的偏差在电流值越大时影响越大,因此,电子控制单元150判定q轴电流值的绝对值是否大于规定值。因此,被与q轴电流值的绝对值进行比较的规定值是考虑电流检测的误差和电流平衡的偏差的影响程度而设定的值。
然后,电子控制单元150在“|第一逆变器1A的q轴电流值|≥规定值”且“|第二逆变器1B的q轴电流值|≥规定值”,并且第一逆变器1A的q轴电流值以及第二逆变器1B的q轴电流值都不是零附近的情况下,进到步骤S513。
另一方面,在第一逆变器1A的q轴电流值的绝对值和第二逆变器1B的q轴电流值的绝对值的至少一个小于规定值的情况下,换言之,在第一逆变器1A的q轴电流值和第二逆变器1B的q轴电流值的至少一个为零附近的情况下,电子控制单元150绕过步骤S513~步骤S515而进到步骤S516。
在步骤S513中,电子控制单元150将第一逆变器1A的q轴电流值的绝对值与前次为止的第一电流累计值CIN1进行加法运算,并将加法运算处理后的值设定为本次的第一电流累计值CIN1。
同样,在步骤S514中,电子控制单元150将第二逆变器1B的q轴电流值的绝对值与前次为止的第二电流累计值CIN2进行加法运算,并将加法运算处理后的值设定为本次的第二电流累计值CIN2。
换言之,电子控制单元150在步骤S513中在每次执行本程序时累计第一逆变器1A的q轴电流值的绝对值,在步骤S514中在每次执行本程序时累计第二逆变器1B的q轴电流值的绝对值。
另外,电子控制单元150可以代替q轴电流值而累计b轴电流值,此外,电子控制单元150可以对每个逆变器运算“电流值=√(Iq 2+Id 2)”,并将该“电流值=√(Iq 2+Id 2)”进行累计。
然后,电子控制单元150在步骤S515中,实施将步骤S513、步骤S514中的电流累计处理的累计次数从前次值增加1的处理。
接着,电子控制单元150在步骤S516中判定累计次数是否达到规定次数。
另外,规定次数被设定为即使对电流检测值有噪声的影响等,也能够以足够的精度判定电流平衡的次数,例如可以设为100次左右。
然后,电子控制单元150在电流累计的累计次数达到规定次数的情况下进到步骤S517,在电流累计的累计次数少于规定次数的情况下,绕过步骤S517、步骤S518而进到步骤S519。
若电流累计的累计次数达到规定次数而进到步骤S517,则电子控制单元150基于第一电流累计值CIN1、第二电流累计值CIN2、第一电流限制值CUL1、第二电流限制值CUL2,将表示第一逆变器1A的实际的输出电流和第二逆变器1B的实际的输出电流的平衡状态的平衡指标值计算为“平衡指标值=[CIN1/CIN2]/[CUL1/CUL2]”。
在下一步骤S518中,电子控制单元150将第一电流累计值CIN1、第二电流累计值CIN2以及电流累计的累计次数全部重置为零,再次进行实际电流值的累计处理。
另外,平衡指标值的初始值为100%。
上述平衡指标值表示第一逆变器1A的实际的输出电流和第二逆变器1B的实际的输出电流的比率是否成为与第一电流限制值CIN1和第二电流累计值CIN2的比率相称的值,平衡指标值越接近100%,则越能够控制为与第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2的比率相称的输出电流。
另一方面,例如,若第一逆变器1A的电源电压和第二逆变器1B的电源电压不同,或者第一逆变器1A的驱动控制系统中的布线的阻抗和第二逆变器1B的驱动控制系统中的布线的阻抗不同,则第一逆变器1A的实际的输出电流和第二逆变器1B的实际的输出电流的比率从与第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2的比率相称的值偏差。换言之,第一逆变器1A的实际的输出电流和/或第二逆变器1B的实际的输出电流从目标偏差,平衡指标值成为偏离100%的值。
详细来说,平衡指标值大于100%的情况表示第一逆变器1A的实际的输出高于指令,或者第二逆变器1B的实际的输出低于指令。
反之,平衡指标值小于100%的情况表示第一逆变器1A的实际的输出低于指令,或者第二逆变器1B的实际的输出高于指令。
电子控制单元150在步骤S519中,根据平衡指标值来校正第一出电压分配常数VDC1。具体来说,电子控制单元150进行将“VDC1×[150%-平衡指标值/2]”的运算结果作为校正后的第一电压分配常数VDC1的处理。
此外,电子控制单元150在步骤S520中,根据平衡指标值来校正第二电压分配常数VDC2。具体来说,电子控制单元150进行将“VDC2×[50%+平衡指标值/2]”的运算结果作为校正后的第二电压分配常数VDC2的处理。
例如,若第一逆变器1A的实际的输出电流和第二逆变器1B的实际的输出电流的比率成为与第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2的比率相称的值,则成为“平衡指标值=100%”。
此时,成为“VDC1×[150%-平衡指标值/2]=VDC1×[150%-100%/2]=VDC1×100%”,此外,成为“VDC2×[50%+平衡指标值/2]=VDC2×[50%+100%/2]=VDC2×100%”。
因此,第一电压分配常数VDC1以及第二电压分配常数VDC1不会被校正,而保持步骤S510、步骤S511中的运算结果。
另一方面,在与相称于第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2的比率的值相比,第一逆变器1A的实际的输出电流高和/或第二逆变器1B的实际的输出电流低,且平衡指标值成为大于100%的值时,“150%-平衡指标值/2”成为小于100%的值,此外,“50%+平衡指标值/2”成为大于100%的值。
由此,第一电压分配常数VDC1被向减少侧校正,反之,第二电压分配常数VDC2被向增大侧校正,从而平衡指标值接近100%,第一逆变器1A的实际的输出电流和第二逆变器1B的实际的输出电流被修正为与第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2的比率接近的电流。
反之,在与相称于第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2的比率的值相比,第一逆变器1A的实际的输出电流低和/或第二逆变器1B的实际的输出电流高,且平衡指标值成为小于100%的值时,“150%-平衡指标值/2”成为大于100%的值,此外,“50%+平衡指标值/2”成为小于100%的值。
由此,第一电压分配常数VDC1被向增大侧校正,反之,第二电压分配常数VDC2被向减少侧校正,从而平衡指标值接近100%,第一逆变器1A的实际的输出电流和第二逆变器1B的实际的输出电流被修正为与第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2的比率接近的电流。
通过上述步骤S512~步骤S520的各处理来校正第一电压分配常数VDC1、第二电压分配常数VDC2,从而即使存在电源电压的差异或阻抗的差异,也可以将各逆变器1A、1B的实际的输出电流设为与第一电流限制值CUL1和第二电流限制值CUL2的比率接近的比率的电流,并且能够以高精度控制实际电流的比率。
如上述这样决定的第一电压分配常数VDC1被输出到图2的第一电压分配部6A。在第一电压分配部6A中,通过对从输出电压运算部4输出的d轴电压指令值Vd以及q轴电压指令值Vq乘以第一电压分配常数VDC1,从而变换为第一逆变器1A中的d轴电压指令值Vd1以及q轴电压指令值Vq1。
同样,第二电压分配常数VDC2被输出到图2的第二电压分配部6B。在第二电压分配部6B中,通过对从输出电压运算部4输出的d轴电压指令值Vd以及q轴电压指令值Vq乘以第二电压分配常数VDC2,从而变换为第二逆变器1B中的d轴电压指令值Vd2以及q轴电压指令值Vq2。
图4的时序图表示启动电动机130时的电流限制值CUL1、CUL2以及电压分配常数VDC1、VDC2的变化的一例。
另外,图4的时序图例示不进行图3的流程图的步骤S519、步骤S520中的第一电压分配常数VDC1以及第二电压分配常数VDC2的修正的情况。
若在时刻t1,第一逆变器1A的初始诊断结束,则开始使第一电流限制值CUL1从0%增大的处理。另一方面,在时刻t1,第二逆变器1B的初始诊断没有结束,第二电流限制值CUL2被保持为0%。
这里,第一电压分配常数VDC1被计算为“VDC1=CUL1/CULS”,另一方面,第二电流限制值CUL2为0%,因此成为“CULS=CUL1”,在第二电流限制值CUL2为0%的第一电流限制值CUL1的增大过程中,第一电压分配常数VDC1保持100%。
另外,在“VDC1=CUL1/CULS”以及“VDC2=CUL2/CULS”的运算中,假设在“CULS=0%”时,换言之,在第一电流限制值CUL1以及第二电流限制值CUL2都为0%时,第一电压分配常数VDC1以及第二电压分配常数VDC2被设定为0%。
在时刻t2,第二逆变器1B的初始诊断结束,但在该时刻t2,由于第一电流限制值CUL1没有增大到50%,所以不开始第二电流限制值CUL2的增大处理。
然后,若在时刻t3,第一电流限制值CUL1达到50%,则开始使到此为止被保持为0%的第二电流限制值CUL2缓慢地增大的处理。
若第二电流限制值CUL2的增大处理被开始,则在“VDC1=CUL1/CULS”的运算中,通过从“CULS=CUL1”的状态切换为“CULS=CUL1+CUL2”,从而第一电压分配常数VDC1开始从100%降低,相对地,第二电压分配常数VDC2从0%缓慢地增大。
在时刻t4,第二电流限制值CUL2达到50%时,第一电压分配常数VDC1以及第二电压分配常数VDC2都成为50%,然后保持“VDC1=50%”且“VDC2=50%”。
另外,若第一逆变器1A的电源电压和第二逆变器1B的电源电压不同,或者第一逆变器1A的驱动控制系统中的布线的阻抗和第二逆变器1B的驱动控制系统中的布线的阻抗不同,则第一电压分配常数VDC1以及第二电压分配常数VDC2从50%被修正,以便实际电流的比率保持“50:50”。
时刻t5是判定为第一逆变器1A的温度变得高于设定温度,换言之,发生温度的异常上升的定时,在该情况下,要求使第一逆变器1A的输出降低而降低第一逆变器1A的温度。
因此,在图2所示的电动机驱动装置中,若发生第一逆变器1A的温度的异常上升,则设定用于抑制该温度上升的防止过热用的电流限制值OHUL1,在第一电流限制值CUL1高于该电流限制值OHUL1的情况下,通过将电流限制值OHUL1的值设为最终的第一电流限制值CUL1,从而第一电流限制值CUL1被变更为低于50%的值。
另一方面,由于第二逆变器1B的温度为正常范围内,因此第二电流限制值CUL2维持50%。
若第一电流限制值CUL1被变更为低于50%的值,被用于运算第一电压分配常数VDC1以及第二电压分配常数VDC2的综合电流限制值VDCS减少,则第一电压分配常数VDC1变化为减少,第二电压分配常数VDC2变化为增大。
另外,在图3的流程图所示的电子控制单元150的处理中,例如,在第一逆变器1A的温度异常上升的情况下,第一电流限制值CUL1被变更为低于50%的值,温度为正常范围内的第二逆变器1B的第二电流限制值CUL2被维持为50%。对此,图5的时序图所示的处理被构成为:将第二电流限制值CUL2提高与第一电流限制值CUL1被变更为低于50%的值的量相应的量,综合电流限制值CULS保持100%。
在图5的时序图中,在时刻t1中判定了第一逆变器1A的温度的异常上升,从而第一电流限制值CUL1被变更为低于50%的值,另一方面,第二逆变器1B中没有被认定异常的温度上升,所以第二电流限制值CUL2被变更为高于50%的值,以便综合电流限制值CULS保持100%。
在该情况下同样,综合电流限制值CULS不变化,但第一电流限制值CUL1降低,从而第一电压分配常数VDC1变化为减少,且第二电流限制值CUL2上升,从而第二电压分配常数VDC2变化为增大。
这里,在图4的时序图所示的例中,由于判定第一逆变器1A的温度的异常上升,因此综合电流限制值CULS比100%降低,但在图5的时序图所示的例中,如所述这样,即使判定第一逆变器1A的温度的异常上升,综合电流限制值CULS也维持100%。
然后,第一电压分配常数VDC1被计算为“VDC1=CUL1/CULS”,第二电压分配常数VDC2被计算为“VDC2=CUL2/CULS”,因此在图5的时序图所示的例中,伴随第一逆变器1A的温度的异常上升的第一电压分配常数VDC1的减少以及第二电压分配常数VDC2的增大比图5的时序图所示的例变大。
此外,图6的时序图表示启动电动机130时的电流限制值CUL1、CUL2的设定处理的另一例。
在时刻t1,若第一逆变器1A的初始诊断结束,则开始使第一电流限制值CUL1从0%增大的处理。另一方面,在时刻t1中,第二逆变器1B的初始诊断没有结束,第二电流限制值CUL2被保持为0%。
在时刻t2,第二逆变器1B的初始诊断结束,但在该时刻t2,由于第一电流限制值CUL1没有增大到设定值SL(0%<设定值SL<50%),所以不开始第二电流限制值CUL2的增大处理。
另外,在从时刻t1到时刻t3期间,“CUL2=0%”且“CUL1=CULS”,所以成为维持“VDC1=100%”且“VDC2=0%”的状态。
然后,若在时刻t3,第一电流限制值CUL1达到设定值SL,则开始使到此为止被保持在0%的第二电流限制值CUL2缓慢地增大的处理,且并行地实施第一电流限制值CUL1的增大处理和第二电流限制值CUL2的增大处理。
这里,在从时刻t3到第一电流限制值CUL1达到50%为止的期间,使第一电流限制值CUL1的增加速度与时刻t3之前相比减慢,并且使第二电流限制值CUL2增加,以便时刻t3以后的综合电流限制值CULS的增大速度成为与从时刻t1到时刻t3之间的增大速度等同。
在从时刻t3到时刻t4为止的期间,第一电流限制值CUL1以及第二电流限制值CUL2都变化为上升,从而综合电流限制值CULS增大,所以第一电压分配常数VDC1从100%减少,另一方面,第二电压分配常数VDC2从0%增加。
若在时刻t4,第一电流限制值CUL1达到50%,则在时刻t4以后,第一电流限制值CUL1维持50%,若以与时刻t4之前相同的速度使第二电流限制值CUL2增加,则综合电流限制值CULS的增大速度会降低。
因此,在时刻t4以后,以从时刻t1到时刻t3为止的第一电流限制值CUL1的增大速度使第二电流限制值CUL2增加,若在时刻t5,第二电流限制值CUL2达到50%,则第一电流限制值CUL1以及第二电流限制值CUL2的增大处理结束。
在从时刻t4到时刻t5为止的期间,第一电流限制值CUL1维持50%,第二电流限制值CUL2朝向50%增大,所以若第二电流限制值CUL2的增加速度一定,则第一电压分配常数VDC1会以一定速度降低到50%,第二电压分配常数VDC2会以一定速度增加到50%。
另外,综合电流限制值CULS的增大速度不限定于从0%到100%为止设为一定的结构,例如,也可以按照综合电流限制值CULS的增大速度缓慢地降低的方式,设定第一电流限制值CUL1以及第二电流限制值CUL2的增大速度。
此外,图6的时序图所示的启动时的电流限制值的设定处理,可以与图4的时序图所示的温度上升时的电流限制值的设定处理和图5的时序图所示的温度上升时的电流限制值的设定处理中的任何一个组合。
以上,参照优选的实施方式具体地说明了本发明的内容,但基于本发明的基本的技术思想以及教示,如果是本领域技术人员则可以自然明白可以采用各种变形方式。
在上述实施方式中,将电动机130启动后的第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率的基本值设为“50:50”,但不限定于该输出比率,可以采用第一逆变器1A的输出比第二逆变器1B大或者第二逆变器1B的输出比第一逆变器1A大的设定。
此外,电动机130不限定于具有第一绕组2A和第二绕组2B的结构,也可以采用具有一组绕组且对相同线圈从多个逆变器提供电力的结构。
此外,电动机驱动装置除了可以应用于在电动动力转向装置中发生操舵辅助力的电动机之外,例如,也可以应用于在车辆中将制动器踏板的按压机构电动化的制动系统即电动制动用的电动机、和驱动车辆的油泵和水泵的电动机等。
此外,可以基于各逆变器中的实际电流检测值的移动平均值和瞬时值来进行第一电压分配常数VDC1以及第二电压分配常数VDC2的校正。
此外,可以省略图3的流程图中的步骤S512~步骤S520中的第一电压分配常数VDC1以及第二电压分配常数VDC2的校正处理。
此外,第一逆变器1A和第二逆变器1B的输出比率的变更可以设为逆变器的温度上升和电流检测器的异常导致的变更、和初始诊断的结束定时导致的变更的任何一个。
此外,电动机驱动装置不限定于具有2个逆变器的结构,也可以采用具有对相同电动机提供电力的3个以上的逆变器的结构,采用使3个以上的逆变器中至少2个逆变器的输出比率可变的结构。
此外,逆变器的温度除了可以通过温度传感器直接检测之外,可以根据与逆变器的温度相关地变化的温度的检测值来估计,或由逆变器的输出电流估计。
标号说明
1A…第一逆变器,1B…第二逆变器,2A…第一绕组,2B…第二绕组,3…目标电流值运算部,4…输出电压运算部,5…电动机旋转运算部,6A…第一电压分配部,6B…第二电压分配部,7A…第一输出占空比运算部,7B…第二输出占空比运算部,8A…第一2相3相变换部,8B…第二2相3相变换部,9A…第一死区时间补偿部,9B…第二死区时间补偿部,10A…第一3相2相变换部,10B…第二3相2相变换部,11A…第一加法运算器,11B…第二加法运算器,12…电压分配常数运算部,13A…第一电流限制值运算部,13B…第二电流限制值运算部,14…综合电流限制值运算部,15A…第一防止过热逻辑部,15B…第二防止过热逻辑部,16A…第一温度传感器,16B…第二温度传感器,130…电动机。
Claims (18)
1.一种电动机驱动装置,包括第一逆变器以及第二逆变器,从所述第一逆变器和所述第二逆变器双方对1个电动机提供电力,
所述电动机驱动装置包括控制部,该控制部以规定条件变更所述第一逆变器和所述第二逆变器的输出比率。
2.如权利要求1所述的电动机驱动装置,
所述控制部在启动所述电动机时,实施所述第一逆变器和控制所述第一逆变器的输出的第一控制部的至少一个的诊断、以及所述第二逆变器和控制所述第二逆变器的输出的第二控制部的至少一个的诊断,使诊断先结束一侧的逆变器的输出比另一方先行增加。
3.如权利要求2所述的电动机驱动装置,
所述控制部在使诊断先结束一侧的逆变器的输出增加到规定值后,使诊断结束的另一侧的逆变器的输出增加。
4.如权利要求1所述的电动机驱动装置,
所述控制部以所述规定条件使所述第一逆变器和所述第二逆变器的一方的输出降低,并使另一方的逆变器的输出维持或增加。
5.如权利要求1所述的电动机驱动装置,
所述控制部以所述规定条件,使所述第一逆变器和所述第二逆变器双方的输出以相互不同的比率降低。
6.如权利要求1所述的电动机驱动装置,
所述规定条件是所述第一逆变器和所述第二逆变器的至少一方的温度上升。
7.如权利要求1所述的电动机驱动装置,
包括用于检测所述第一逆变器的输出电流的第一电流检测器、和用于检测所述第二逆变器的输出电流的第二电流检测器,
所述规定条件是所述第一电流检测器和所述第二电流检测值的至少一个为异常。
8.如权利要求1所述的电动机驱动装置,
所述电动机是具有从所述第一逆变器被提供电力的由3相线圈构成的第一绕组、和从所述第二逆变器被提供电力的由3相线圈构成的第二绕组的3相同步电动机,
控制所述第一逆变器的输出的第一控制部、以及控制所述第二逆变器的输出的第二控制部分别具有:
3相2相变换部,将逆变器的相电流变换为d轴电流和q轴电流;
指示信号生成部,基于由所述3相2相变换部进行了变换的d轴电流、q轴电流以及目标电流,生成对逆变器的d轴指示信号以及q轴指示信号;
2相3相变换部,将所述d轴指示信号以及q轴指示信号变换为3相指令值;以及
输出比率校正部,通过对被输入到所述2相3相变换部的d轴指示信号以及q轴指示信号进行校正,从而变更所述输出比率。
9.如权利要求8所述的电动机驱动装置,
所述输出比率校正部包括根据规定条件来运算各逆变器的输出电流的限制值的电流限制值运算部,根据各逆变器的输出电流的限制值和各逆变器的输出电流的限制值的总和即综合电流限制值来设定各逆变器的输出电压比率,并根据该输出电压比率来校正d轴指示信号以及q轴指示信号。
10.如权利要求9所述的电动机驱动装置,
所述输出比率校正部根据由所述3相2相变换部进行了变换的d轴电流和q轴电流的至少一个来变更所述输出电压比率。
11.如权利要求10所述的电动机驱动装置,
所述输出比率校正部将由所述3相2相变换部进行了变换的d轴电流和q轴电流的至少一个对每个逆变器进行积分,并根据该积分值来变更所述输出电压比率。
12.如权利要求1所述的电动机驱动装置,
所述控制部在所述第一逆变器的驱动控制系统和所述第二逆变器的驱动控制系统中的一方发生了异常时,使在驱动控制系统中发生了异常的一方的逆变器的输出降低,并使驱动控制系统正常的另一方的逆变器的输出维持或增加。
13.如权利要求1所述的电动机驱动装置,
所述控制部在所述第一逆变器的温度以及所述第二逆变器的温度异常上升时,使所述第一逆变器和所述第二逆变器双方的输出以与温度上升程度的差异对应的相互不同的比率降低。
14.如权利要求1所述的电动机驱动装置,
所述控制部在用于检测所述第一逆变器的输出电流的第一电流检测器和用于检测所述第二逆变器的输出电流的第二电流检测器中的一方发生了异常时,使在电流检测器中发生了异常的一方的逆变器的输出降低,并使电流检测器正常的另一方的逆变器的输出维持或增加。
15.一种电动机驱动装置的控制方法,所述电动机驱动装置包括第一逆变器以及第二逆变器,从所述第一逆变器和所述第二逆变器双方对1个电动机提供电力,所述控制方法包含:
检测对所述第一逆变器和所述第二逆变器的输出比率进行变更的规定条件的步骤;以及
在所述规定条件下变更所述第一逆变器和所述第二逆变器的输出比率的步骤。
16.如权利要求15所述的电动机驱动装置的控制方法,
所述检测规定条件的步骤包含:
检测所述第一逆变器的驱动控制系统的初始诊断以及所述第二逆变器的驱动控制系统的初始诊断的结束定时的步骤,
所述变更输出比率的步骤包含:
使初始诊断先结束的一方的逆变器的输出比另一方的逆变器先行增加的步骤。
17.如权利要求15所述的电动机驱动装置的控制方法,
所述检测规定条件的步骤包含:
检测所述第一逆变器的驱动控制系统和所述第二逆变器的驱动控制系统的任一方为异常的步骤,
所述变更输出比率的步骤包含:
使在驱动控制系统中发生了异常的一方的逆变器的输出降低,并使驱动控制系统为正常的另一方的逆变器的输出维持或增加的步骤。
18.如权利要求15所述的电动机驱动装置的控制方法,
所述检测规定条件的步骤包含:
检测所述第一逆变器的温度以及所述第二逆变器的温度异常上升的步骤,
所述变更输出比率的步骤包含:
在所述第一逆变器的温度以及所述第二逆变器的温度异常上升时,使所述第一逆变器和所述第二逆变器双方的输出以与温度上升程度的差异对应的相互不同的比率降低的步骤。
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