CN107251411A - 电动驱动装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的电动驱动装置在正常运行时对供给至绕组的电流进行控制，使其小于由包含绕组及逆变器电路的热耦合体的发热性以及散热性所决定的正常时电流限制值，在检测出绕组及逆变器电路的各组或各相的异常时，停止或降低对绕组中发生异常的组的全部相或无法继续运行的相的电流供给，并在通过停止或降低电流供给从而改善了热耦合体的发热性的范围内，将供给至能继续运行的绕组的电流的限制值重新设定为比正常时电流限制值大的异常时电流限制值。

Description

电动驱动装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及具有能彼此独立驱动的多组电动机绕组及逆变器电路的电动驱动装置及其控制方法。

背景技术

电动助力转向装置中所使用的电动驱动装置中，存在具有能彼此独立驱动的2组电动机绕组及逆变器电路的驱动装置。由此，即使在一个电动机绕组及逆变器电路的组中发生了异常的情况下，也能利用另一个正常的组来继续进行电动机驱动。

作为这种现有的电动驱动装置，存在以下装置，即：在控制单元的逆变器电路内的开关元件发生了短路故障的情况下，通过增大正常的组的电动机驱动输出，从而抑制因故障带来的急剧的制动转矩的影响(例如，参照专利文献1)。

此外，作为其他电动驱动装置，存在以下装置，即：在开关元件发生了断路故障的情况下，即使是发生了异常的组，对于能继续运行的相也使其继续动作，并使正常相的输出增加发生了异常的相的转矩减少量(例如，参照专利文献2)。

此外，作为其他电动驱动装置，存在以下装置，即：在多个电动机中1个电动机发生了故障的情况下，通过提高正常的电动机的电流限制值，从而补偿发生了异常的电动机的转矩减少(例如，参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4831503号公报

专利文献2：日本专利第4998836号公报

专利文献3：日本专利第3953932号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1中，在正常运行时，电动机驱动设为与规格相符的100％驱动，在发生异常时，通过在正常的逆变器电路中进行50％以上的驱动，从而整体维持50％的电动机驱动。

然而，专利文献1中，由于仅控制正常的组的高电位侧开关元件及低电位侧开关元件，以抵消发生了异常的组的输出变动，因此只能在正常运行时可要求的最大转矩输出的50％的范围内将电动机的转矩输出维持为一定。现实车辆中，若以电动机性能的50％进行驱动，则不能称为转向充分，特别是在路面反作用力较大的大型车中或在低速时，力量不足的驾驶员难以转动方向盘。

此外，专利文献2中，即使是发生了异常的组，对于能继续运行的相也使其继续动作，从而能在与正常侧的合计下进行50％以上的控制，然而若仅停止3相电流中的1相，则在故障侧仅在停止了的1相的1/3周期的期间内不提供电流，因此电气角度1周期内的电动机的转矩变动变大。由于转向时的转矩变动导致驾驶员的感受变差，因此若不能维持驾驶员所希望那样的固定的转矩，则无法实现舒适的转向。

此外，专利文献3中，在供给至各电动机的电流的正常运行时的限制值有富余的情况下，即使发生异常，也能提高电流的限制值从而提高辅助转矩，然而使用电流的限制值有富余的电动机意味着要搭载比理想尺寸要大的电动机，因此在布局上变得较为不利。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于得到一种电动驱动装置及其控制方法，即使在供给至正常运行时的电动机绕组的电流的限制值没有富余的情况下，在检测出电动机的异常时，使供给至未发生异常的电动机绕组的电流也比正常运行时有所增大，从而能抑制伴随着异常的电动机的转矩下降以及变动的影响。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的电动驱动装置包括：多相旋转机，该多相旋转机具有卷绕有m为1以上、n为2以上的自然数的m组n相的绕组的定子以及单一的转子；逆变器电路，该逆变器电路独立地向绕组的各组各相供给电流；以及控制电路，该控制电路具有驱动逆变器电路的驱动电路，控制电路在正常运行时对供给至绕组的电流进行控制，使其小于由包含绕组及逆变器电路的热耦合体的发热性以及散热性所决定的正常时电流限制值，控制电路还具备对绕组及逆变器电路的各组或各相的异常进行检测的异常检测电路，在异常检测电路检测出异常时，停止或降低对绕组中发生异常的组的全部相或无法继续运行的相的电流供给，并在通过停止或降低电流供给从而改善了热耦合体的发热性的范围内，将供给至能继续运行的绕组的电流的限制值重新设定为比正常时电流限制值大的异常时电流限制值，并对供给至能继续运行的绕组中的至少1个组或相的电流进行控制，使其小于异常时电流限制值。

此外，本发明所涉及的电动驱动装置的控制方法中，所述电动驱动装置包括：多相旋转机，该多相旋转机具有卷绕有m为1以上、n为2以上的自然数的m组n相的绕组的定子以及单一的转子；以及逆变器电路，该逆变器电路独立地向绕组的各组各相供给电流，所述电动驱动装置的控制方法包括：对绕组及逆变器电路的各组或各相的异常进行检测的异常检测步骤；在异常检测步骤中未检测出异常的情况下，对供给至绕组的电流进行控制，使其小于由包含绕组及逆变器电路的热耦合体的发热性以及散热性所决定的正常时电流限制值的步骤；在异常检测步骤中检测出异常的情况下，停止或降低对绕组中发生异常的组的全部相或无法继续运行的相的电流供给的步骤；在通过停止或降低电流供给从而改善了热耦合体的发热性的范围内，将供给至能继续运行的绕组的电流的限制值重新设定为比正常时电流限制值大的异常时电流限制值的步骤；以及对供给至能继续运行的绕组中的至少1个组或相的电流进行控制，使其小于异常时电流限制值的步骤。

发明效果

本发明中，在检测出电动机的异常时，停止向无法继续运行的电动机绕组提供电流，并在考虑到因该电流停止而导致电动机的发热性得到改善后，提高向能继续运行的相的电动机绕组提供的电流的限制值。其结果是，能得到以下电动驱动装置及其控制方法，该电动驱动装置及其控制方法中，即使在供给至正常运行时的电动机绕组的电流的限制值中没有富余的情况下，在检测出电动机的异常时，也使供给至未发生异常的电动机绕组的电流比正常运行时有所增大，从而能抑制伴随着异常的电动机的转矩下降以及变动的影响。

附图说明

图1是本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置的电路图。

图2是示出本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置的整体结构的剖视图。

图3是示出本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置中的电动机的结构的剖视图。

图4是示出本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置的控制方法的流程图。

图5是本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置的第2电路图。

图6是示出本发明实施方式2所涉及的电动驱动装置中的供给至电动机绕组的电流的限制值及其时间变化的特性图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明中的电动驱动装置及其控制方法的优选实施方式进行说明。此外，在各图中对相同或相当的部分标注相同标号来进行说明。

实施方式1.

图1是本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置的电路图。本实施方式1的电动驱动装置例如用于对电动助力转向的转向转矩进行辅助。

本实施方式1的电动驱动装置构成为包括控制单元1以及电动机2。此外，控制单元1构成为包括：逆变器电路3a、3b；搭载有CPU10的控制电路4；逆变器切断开关5a、5b；点火开关7；以及噪声抑制用的滤波器17。

通过导通点火开关7，从而经由控制电路4内的电源电路13将来自搭载于车辆的电池6的电源电压+B以及接地电压GND提供至控制电路4。

此外，从传感器组8经由控制电路4内的输入电路12向控制电路4输入包含转向转矩以及车辆速度等信息的车辆信息，其中，上述传感器组8构成为包括：搭载在方向盘的附近并对转向转矩进行检测的转矩传感器；以及对车辆的行驶速度进行检测的速度传感器。

CPU10基于来自传感器组8的车辆信息，运算用于驱动电动机2的电压指令值，并输出至驱动电路11。驱动电路11按照电压指令值输出驱动逆变器电路3a、3b的各开关元件的驱动信号。

逆变器电路3a、3b构成为包括：用于分别向电动机绕组24(U1、V1、W1)提供电流的上下臂用开关元件31、32；用于切断对电动机绕组24的电流供给的绕组切断开关34；用于对流过电动机绕组24的电流值进行检测的分流电阻33；以及噪声抑制用电容器30。

逆变器电路3a、3b对于各组各相的电动机绕组24具有相同的电路结构，以使得能独立地对各电动机绕组24提供电流。另外，图1中，示出了将电流检测用的分流电阻33设置于下臂元件时的示例，然而也可以将分流电阻33设置于上臂元件或母线电流。

电动机2是将2组3相的电动机绕组24进行星形连接而成的无刷电动机。为了确保冗余系统，电动机2搭载有2组电动机绕组24。另外，电动机2并不限于2组3相，只要是具有m为1以上、n为2以上的自然数的m组n相的绕组的多相旋转机，就能得到同样的效果。此外，电动机2也可以不是3相星形连接的无刷电动机，可以是三角形连接，也可以是有刷电动机。

经由输入电路12向控制电路4输入分流电阻33的两端的电位差以及电动机绕组24的两端的电压差等信息。CPU10对从上述信息得到的流过电动机绕组24的电流的测定值与电流的指令值之间的差异进行运算，并通过进行所谓的反馈控制，从而对于电动机2提供所希望的电流，并对电动助力转向的转向转矩进行辅助。

从控制电路4输出对逆变器切断开关5a、5b的开关元件的驱动信号。控制电路4通过断开逆变器切断开关5a、5b，从而能分别独立地切断对逆变器电路3a、3b的各组的电流供给。另外，也可以使逆变器切断开关5a、5b分别包含于逆变器电路3a、3b。

此外，同样地，从控制电路4输出对绕组切断开关34的开关元件的驱动信号。控制电路4通过断开绕组切断开关34，从而能分别独立地切断对电动机绕组24的各组各相的电流供给。

此外，控制电路4具有异常检测电路(未图示)，该异常检测电路基于经由输入电路12输入的电动机绕组24以及逆变器电路3a、3b的信息，对电动机绕组24以及逆变器电路3a、3b的异常进行检测。由此，CPU10在检测出异常的情况下，能根据该异常进行以下动作，即：例如为了切断对无法继续运行的相的电流供给而断开绕组切断开关34，或者为了从源头切断对无法继续运行的组的电流供给而断开逆变器切断开关5a、5b。

CPU10在检测出电动机2的异常的情况下，经由输出电路16对通知单元15输出控制信息。然后，例如，通过使灯等点亮从而向驾驶员等通知电动机2的异常。

电动机2搭载有用于检测转子的旋转位置的旋转传感器9a、9b。为了确保冗余系统，旋转传感器9a、9b也分别搭载有2组传感器。旋转传感器9a、9b所检测出的旋转信息被传输到控制电路4的输入电路12。

如上所述，本实施方式1的控制单元1具有以下结构，即：在各组各相中分别独立地对输入信息、运算值以及检测值进行处理，从而能独立地驱动电动机2。另外，图1中示出了仅具有1个CPU10的结构，然而也可以构成为在各组中分别具有CPU10以及驱动电路11。该情况下，驱动电路11也可以包含于逆变器电路3a、3b。

图2是示出本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置的整体结构的剖视图。本实施方式1的电动驱动装置如图2所示，具有在电动机2的上侧(与输出侧相反的一侧)安装有控制单元1的一体结构。

电动机2具有在电动机输出轴23的周围安装有永磁体(未图示)的转子21。此外，在转子21的周围，卷绕安装有电动机绕组24的定子22内置于电动机磁轭26。电动机2所产生的旋转转矩经由电动机输出轴23被传输到减速机28。

在电动机2的上侧，从左右的电动机绕组24分别引出的3根合计6根(图2中仅示出了2根)的延长绕组25a、25b贯穿上框架50向上方延伸。

与上框架50相比更上部的是控制单元1，控制单元1的控制基板4a配置在电动机2的上侧的电动机输出轴23的延长线上。上框架50例如通过压入而固定于电动机2的电动机磁轭26。

控制单元1例如内置在绝缘树脂制的外壳51内。此外，在外壳51内，除了控制基板4a以外，还配置有内置了逆变器电路3a、3b的PM(功率模块)，该PM(功率模块)与上框架50紧密接触。此外，PM的脚部的一部分沿图中上方延伸，并与延长绕组25a、25b相连接。此外，控制基板4a的脚部组的一部分也沿上方延伸。

在逆变器电路3a、3b的上侧层叠配置有中间构件52以及控制基板4a。控制基板4a搭载有包含图1的控制电路4、CPU10以及驱动电路11的多个电子元器件，然而图2中，仅示出了CPU10以及驱动电路11。CPU10搭载在控制基板4a的上表面。驱动电路11安装在控制基板4a的下表面。此外，逆变器电路3a、3b与控制基板4a相对并彼此并排配置。

内置有逆变器电路3a、3b的PM与上框架50紧密接触。上框架50由导热性优异的例如铝制造而成，起到支承轴承27的作用，并起到散热器的作用。另外，虽然也可以采用PM自身内置有散热器的结构，然而多数情况下若仅靠内置的散热器则散热性不够充分，因此使用具有较大的面积、容积的上框架50来提高散热性。

此外，电动机磁轭26与电动机绕组24以及上框架50紧密接触。由此，电动机绕组24及逆变器电路3a、3b经由上框架50及电动机磁轭26彼此进行热耦合，该热耦合体通过如图2所示将外周部露出到电动机2外的上框架50及电动机磁轭26作为散热器进行散热，从而提高散热性。

另外，图2中，配置有上框架50以作为单一的散热器，然而未必需要进行结构性耦合，只要进行热耦合即可。例如，也可以配置与内置逆变器电路3a的第1PM紧密接触的第1上框架、以及与内置逆变器电路3b的第2PM紧密接触的第2上框架以作为其他结构，并通过使上述框架与电动机磁轭26紧密接触从而进行热耦合。

为了使内置有逆变器电路3a、3b的PM与上框架50紧密接触，中间构件52将PM从上侧按压至上框架50。此外，中间构件52具有对PM的多个脚部以及电动机2的延长绕组25a、25b进行定位用的孔。此外，中间构件52具有用于隔开规定的间隔来固定控制基板4a的柱部52a。

此外，中间构件52配置有电源(+B、GND)线，并与逆变器电路3a、3b相连接。来自逆变器电路3a、3b的连接线以及延长绕组25a、25b延伸至控制基板4a的上表面，并与控制基板4a焊接来进行电连接。

此外，在电动机输出轴23的上侧(与输出侧相反的一侧)安装有用于形成旋转传感器9a、9b进行检测的磁场的磁体转子9c，以与磁体转子9c相对的方式，在控制基板4a的下表面排列安装有旋转传感器9a、9b。因此，在中央构件52以及上框架50的中央开设有供电动机输出轴23贯通的孔。

此外，在上框架50的下表面与电动机绕组24之间的空间中安装有用于抑制噪声的电容器30。电容器30的布线经由中间构件52与逆变器电路3a、3b的电源端子相连接。由此，虽然控制单元1的大部分配置在与上框架50相比更靠上侧的位置，然而也有一部分配置于与上框架50相比更靠下侧位置的电动机2一侧，从而谋求空间的有效利用。

外壳51的上表面配置有多个连接器类部件53、55以及内置有图1所示的滤波器17的盖板54。连接器类部件53、55包含用于连接图1所示的电源6(+B、GND)的电源用连接器53、以及图1所示的传感器组8及点火开关7的信号用连接器55。

延长销(Extension pin)、汇流条(bus bar)从连接器类部件53、55向外壳51内延长，并延伸到控制单元1内，与控制基板4a、逆变器电路3a、3b相连接。延长销、汇流条沿着外壳51的周围延伸，并延伸到控制基板4a的周边。

控制基板4a上搭载有多个电子元器件，因此尽可能将连接用的延长销、汇流条配置于基板的周边部并进行设计，以便利用布线图案引入到基板中央，从而有效地利用控制基板4a的面积。

图3是示出本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置中的电动机2的结构的剖视图。图3是从电动机输出轴23的输出侧观察电动机2而得的图。另外，以下说明中，假设电动机绕组是2组3相，然而如上所述，电动机绕组是m为1以上、n为2以上的自然数的m组n相即可。

图3(a)示出了将电动机绕组设为分布式绕组时的电动机2的结构。定子22由层叠薄钢板而构成，并呈圆周状地配置有48个槽22a。定子22的内侧配置有转子21，在转子21的周围以N极、S极的顺序在规定的位置配置有8极的永磁体21a。电动机输出轴23在转子21的转轴上延伸，在电动机输出轴23的前端配置有齿轮，以对方向盘转向进行辅助。

将电动机绕组卷绕于槽22a，例如配置4个线圈。在图3(a)的左半部分示出该卷绕状态的一部分。

图3(a)中，具有相同的U、V、W相的第1组与第2组成对地相邻配置，且它们的具有相同的相的对按照U、V、W的顺序有规则地插入、卷绕。由此，图3(a)中，电动机绕组被卷绕成分布式绕组。其终端分别以星形连接的方式相连接。此外，从电动机绕组延长而得的延长绕组与图1所示的逆变器电路3a、3b的绕组切断开关34相连接。此外，各组中分别存在3个电动机绕组的终端，且各终端分别独立地与逆变器电路3a、3b相连接。

另外，图3(a)中，对于单一转子将电动机绕组设为了2组，然而将定子自身构成为2组串联的所谓的串联式(tandem type)电动机也可以实现。然而，若为串联式，则与1组电动机相比电动机长度成为大致2倍的规模，因此在搭载于车辆的情况下变得非常不利。

另一方面，图3(b)示出了将电动机绕组设为集中式绕组时的电动机2的结构。定子22中呈圆周状地配置有12个槽22a。定子22的内侧配置有转子21，在转子21的周围以N极、S极的顺序在规定的位置配置有10极的永磁体21a。电动机输出轴23在转子21的转轴上延伸，在电动机输出轴23的前端配置有齿轮，以对方向盘转向进行辅助。

图3(b)中，以U、V、W的顺序配置于槽22a的第1组与以U、V、W的顺序配置的第2组分别按每组集中并且每组配置于分离的位置，从而被卷绕成集中式绕组。

作为电动机绕组的结构，代表性的是图3(a)、(b)所示的2种绕组结构。控制单元需要考虑各绕组规格后来进行设计。

图4是示出本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置的控制方法的流程图。图4所示的流程图作为软件存储于控制电路4的未图示的存储部，并利用控制电路4的CPU10作为程序来执行。下面，使用图4，对控制电路4的CPU10所进行的处理进行说明。

当图1所示的点火开关7导通，则电源被提供至控制电路4，CPU10开始处理。在步骤S1中，CPU10对RAM、ROM、端口等进行初始化。然后，在步骤S2中，从传感器组8经由输入电路12获取包含转向转矩以及车辆速度等信息的车辆信息。

在步骤S3中，CPU10对电动机绕组24以及逆变器电路3a、3b的各组或各相有无异常进行检查，并保持该检测结果。另外，可以将控制电路4的驱动电路11以及旋转传感器9a、9b也包含在异常的检测对象中。

作为具体的异常检测方法，例如，可以通过用分流电阻33对流过逆变器电路3a、3b的各开关元件的电流进行监视从而对异常进行检测。或者，也可以通过对特定的电压值或波形是否根据开关元件的驱动而出现在电动机绕组24的两端子间的电压中进行监视，从而对异常进行检测。此外，在检测出的电流值或电压值在经过一定时间后也没有接近目标值的情况下，可以判定为有可能存在漏电等异常。

在步骤S4中，CPU10例如对图1所示的2组3相结构的全部2组是否发生异常进行检查。在全部的组中发生异常的情况(是)下，前进至步骤S9。另一方面，在2组中至少有1组正常的情况(否)下，前进至步骤S5。

在步骤S4中，若在全部的组中发生异常，则在步骤S9中，最坏的情况下，停止对图1所示的驱动电路11的输出，停止电动助力转向的转向转矩的辅助，并返回至手动转向。例如，在电动机绕组24或逆变器电路3a、3b的开关元件发生接地故障、电源故障的情况下，CPU10使包含逆变器切断开关5a、5b在内的所有开关元件断开。

另一方面，根据异常的发生状况，也能继续运行。例如，若仅仅是逆变器电路3a、3b的上下臂用开关元件31、32中的1个、或绕组切断开关34的开关元件中的1个发生了断路故障，则利用未发生故障的可继续运行的相，从而能继续对电动助力转向的转向转矩进行辅助。

特别地，在如图5所示那样仅具有1组的结构的情况下，即使在这一个组中发生异常，也能通过仅停止无法继续运行的相，并继续进行其他可继续运行的相的驱动，从而无需停止电动助力转向的转向转矩的辅助功能，而能维持该功能。

由此，步骤9除了具备全组异常时的全面停止功能以外，还具备在能进行部分驱动的情况下的继续运行功能，然而这种部分驱动处理也需要对流向电动机绕组24的各组各相的电流的控制量进行运算处理，因此有时利用后述的步骤S6进行处理更为高效。

另外，若仅停止3相电流中的1相，则仅在停止了的1相的1/3周期的期间内不提供电流，因此电动机2的转矩在电气角1个周期内的变动变大，因此，在具有2组以上的结构中，在如后述那样至少存在1个正常的组的情况下，可以不进行部分驱动处理，并停止发生了故障的组的全部相的驱动。

另一方面，在步骤S4中，在至少1个组正常的情况下，CPU10在步骤S5中对全部2组是否正常进行检查。在全部的组正常的情况(是)下，前进至步骤S7。另一方面，在至少1个组中发生异常的情况(否)下，前进至步骤S6。

在步骤S5中，在全部的组正常的情况下，CPU10在步骤S7中根据车辆速度以及电动机2的转矩，对用于使电动机2驱动电动助力转向所必需的总电流值进行计算，并均等地向各组(2组时各50％)进行分配，以将其设为供给至电动机绕组24的各组的电流的控制量。另外，例如，也可以根据构成各组的元器件的温度，向温度较低的组分配较多的电流，以代替均等地向各组进行分配。

接着，CPU10从分流电阻33的电位差对当前的电动机绕组24的电流值进行检测，并根据电流的控制量(目标值)与检测值的差异计算控制指令值。之后，CPU10前进至步骤S8。

另一方面，在步骤S5中，在至少1个组中发生异常的情况下，CPU10在步骤S6中停止对无法继续运行的电动机绕组24的电流供给，并使供给至能继续运行的电动机绕组24的电流增加。

首先，对发生异常的组的全部相无法继续运行的情况进行说明。在通常的电动驱动装置的设计中，根据电动机绕组24的规格、逆变器电路3a、3b中所使用的开关元件的额定值、上框架50或电动机磁轭26的作为散热器的散热性以及其他元器件所产生的电阻热等，来决定能供给至电动机绕组24的各组各相的电流的限制值。

实际上，能供给至这种电动机绕组24的电流的限制值由上述条件中最严格的条件来决定。其中，特别重要的是包含彼此进行热耦合的电动机绕组24及逆变器电路3a、3b来构成的热耦合体的发热性以及散热性。

例如，即使能供给至电动机绕组24的电流在规格上有富余，作为与电动机绕组24进行热耦合的电动机磁轭26的散热器的散热性也不够充分的情况下，会逐渐在热耦合体中积聚热量，因此电动机绕组24有可能熔断。因此，能供给至电动机绕组24的电流的限制值由包含彼此进行热耦合的电动机绕组24及逆变器电路3a、3b来构成的热耦合体的发热性以及散热性来决定。

此处，在发生异常时停止对发生异常的组的电流供给改善了热耦合体的发热性，因此在供给至电动机绕组24的电流的限制值中产生富余。因此，若在电动机绕组24的规格或逆变器电路3a、3b中所使用的开关元件的额定值等中有富余，且处于热耦合体的发热性以及散热性成为瓶颈的状况下，则能将供给至电动机绕组24的电流的限制值提高因停止电流供给而产生的富余的量。

因此，本实施方式1中，在检测出电动机2的异常时，停止对发生异常的组的电流供给，并在考虑到因该电流停止而导致热耦合体的发热性得到改善之后，将能供给至未发生异常的组的电流的限制值重新设定为异常时电流限制值。

例如，正常运行时，在2组以各组50％分担了用于驱动电动机2的总电流的情况下，CPU10在检测出异常时，将供给至发生异常的组的电流设为总电流的0％，并将供给至未发生异常的组的电流的限制值设为例如比正常运行时提高相当于在热耦合体的发热性中产生的富余的10％的量而成为总电流的60％。

或者，在发生异常的组的一部分相能继续运行的情况下，CPU10停止对发生异常的组的无法继续运行的相的电流供给，并在考虑到热耦合体的发热性得到改善之后，将供给至发生异常的组的能继续运行的相的电流的限制值重新设定为异常时电流限制值。

例如，在如图5所示那样仅具有1组的结构的情况下，在正常运行时，相位各偏移了120deg的电流流过3相绕组。在以一定速度输出相同转矩的状况下，认为3相绕组各自发热的比率大致等同。

若CPU10在检测出异常时停止对发生异常的相的电流供给，则在一次旋转中的1/3的区域中发热变小。将供给电流的限制提高相当于在该热耦合体的发热性中产生的富余的量，并分别设为总电流的50％的3/2倍的75％。此处，单纯地仅以电流量来决定提高幅度，但在实际上当然也要考虑决定能供给至电动机绕组24的电流的限制值的其他因素的影响来进行决定。

此外，在固定为某个角度的状态下输出一定转矩的状况下，由于电流集中流过3相绕组中的某相，3相绕组各自发热的比率不平衡，因此当然需要根据电动机2的转速、车速以及转矩，并将所要求的电流值考虑在内，来提高异常时电流限制值。

此外，在如图1所示那样具有2组的结构的情况下，在正常运行时电流流过6相绕组。在以一定速度输出相同转矩的状况下，考虑3相绕组各自发热的比率大致等同。若CPU10在检测出异常时停止对发生异常的相的电流供给，则在一次旋转中的1/3的区域中发热变小。

将供给电流的限制提高相当于在该热耦合体的发热性中产生的富余的量，并分别设为总电流的50％的6/5倍的60％。此处，单纯地仅以电流量来决定提高幅度，但在实际上当然也要考虑决定能供给至电动机绕组24的电流的限制值的其他因素的影响来进行决定。

此外，在固定为某个角度的状态下输出一定转矩的状况下，由于电流集中流过3相绕组中的某相，3相绕组各自发热的比率不平衡，因此当然需要根据电动机2的转速、车速以及转矩，并将所要求的电流值考虑在内，来提高异常时电流限制值。

另外，图1中采用了2组3相的结构，图5中采用了1组3相的结构，然而如上所述，只要是m为1以上、n为2以上的自然数的m组n相的结构，就能得到同样的效果。

此外，可以组合使用上述对能继续运行的组进行的电流提高处理、以及对能继续运行的相进行的电流提高处理。可以同时应用两个处理，若是仅利用一个处理就能驱动电动机2的状况，则也可以仅应用一个处理。由此，通过将供给至能继续运行的电动机绕组24中的至少1个组或相的电流控制为小于异常时电流限制值，从而能抑制伴随着异常的电动机2的转矩下降以及变动的影响。

在步骤S8中，CPU10从步骤S6、S7中所运算出的控制量计算用于驱动逆变器电路3a、3b的各开关元件的控制信号。具体而言，CPU10将控制信号作为对上下臂用开关元件31、32进行PWM驱动时的PWM占空比值来进行输出。

由于PWM的周期与图4所示的流程图相比非常短，因此实际的输出处理例如中断处理等由其他的时间管理程序来执行。之后，CPU10前进至步骤S10。

在步骤S10中，例如，在每5ms重复1次本流程图的情况下，CPU10待机直至从开始本周期之后经过5ms为止。经过一定时间后(是)，CPU10返回至步骤S2，并重复上述处理。

由此，在检测出电动机或逆变器电路的异常的情况下，使供给至能继续运行的各组各相的电流比正常运行时有所增加，因此能维持转向辅助。

另外，检测出电动机的故障时重新设定的异常时电流限制值也可以将根据组以及相的故障模式而预先计算出的值以表格的形式预先保存在存储部中。

由此，根据实施方式1，在检测出电动机的异常时，停止向无法继续运行的电动机绕组提供电流，并在考虑到因该电流停止而导致电动机的发热性得到改善后，提高向能继续运行的相的电动机绕组提供的电流的限制值。其结果是，能得到以下电动驱动装置及其控制方法，该电动驱动装置及其控制方法中，即使在供给至正常运行时的电动机绕组的电流的限制值中没有富余的情况下，在检测出电动机的异常时，也使供给至未发生异常的电动机绕组的电流比正常运行时有所增大，从而能抑制伴随着异常的电动机的转矩下降以及变动的影响。

另外，CPU10也可以构成下述那样的冗余系统，该冗余系统中例如具有与组数数量相同的CPU10、且各CPU10独立地对各个组进行控制。该情况下，用通信线在多个CPU间进行连接，并彼此共享各组中的异常发生的状况以及分担率等信息，从而也能对驱动电路11确保冗余性。多个CPU也可以内置在同一封装内。

此外，即使CPU是1个，通过使软件的结构独立，并分别存储其控制指令以外的其他结果值，从而也能实现冗余系统。该情况下，还可以通过将用于驱动电路11的输出端口分配到不同的端口，从而即使在一个端口发生异常的情况下，也能用另一个端口继续输出。由此，控制电路4的CPU为1个即可，因此与具有与组数数量相同的CPU10的情况相比能缩小其规模。此外，通过省略通信线，从而对于因噪声等导致的通信错误也具有能进行强化的效果。

此外，以上说明中，在检测出电动机绕组24以及逆变器电路3a、3b的异常时，停止对电动机绕组24的无法继续运行的组或相的电流供给，然而也可以降低供给电流，以代替完全停止电流供给。与完全停止电流供给的情况相比，降低供给电流的情况下所改善的热耦合体的发热性的余量减少，但能得到同样的效果。

实施方式2.

本实施方式2中，对如下方法进行更详细的说明：在检测出电动机绕组以及逆变器电路的异常时，对供给至能继续运行的电动机绕组的电流的限制值进行重新设定的方法。本实施方式2的电动驱动装置的结构与之前的实施方式1相同。

图6是示出本发明实施方式2所涉及的电动驱动装置中的供给至电动机绕组的电流的限制值及其时间变化的特性图。

图6中，单点划线所示的电流限制值60示出了未发生异常的正常运行时的电流的限制值。正常运行时，能使供给至电动机绕组的各组各相的电流流过，直到达到由包含电动机绕组及逆变器电路的热耦合体的发热性以及散热性所决定的正常时电流限制值A1为止。

此外，图6所示的电流限制值60中，将伴随电动机连续运行的热耦合体的发热性以及散热性随时间经过的恶化也考虑在内，并设定电流限制值60，使其随着电动机运行时间的经过以预先确定的减少率减少。

另一方面，电流限制值61示出了发生异常时的电流的限制值的第1示例。电流限制值61中，将通过停止对无法继续运行的电动机绕组的电流供给而实现的热耦合体的发热性的改善考虑在内，并能将供给至发生了异常时的电动机绕组的电流提高至比正常时电流限制值A1大的异常时电流限制值A3。

然而，电流限制值61中，由于提高了电流的限制值，因此伴随电动机连续运行，热耦合体的发热性随着时间的经过而进一步恶化。因此，电流限制值61以减少率相对于电动机运行时间的经过进一步变大(变急剧)的方式来进行设定。

此外，电流限制值62示出了考虑了电流的限制值与减少率的平衡的发生异常时的电流的限制值的第2示例。电流限制值62中，通过将电流的限制值的提高保持为正常时电流限制值A1与异常时电流限制值A3中间的异常时电流限制值A2，从而能将电流限制值62相对于电动机运行时间经过的减少率设为电流限制值60与电流限制值61中间的值。

此外，作为发生异常时的电流的限制值的第3示例，也可以将电流限制值保持为A1，而仅增大减少率。

由此，根据异常发生时的电动机的转矩值选择电流的限制值与减少率的值的组合，从而能更灵活地抑制伴随着异常的电动机的转矩下降以及变动的影响。例如，在高转矩区域中发生了异常的情况下，选择能输出较高转矩的电流限制值61，从而能维持高转矩。另一方面，在中间转矩区域中发生了异常的情况下，选择电流限制值62，从而能长期维持较高转矩。

如上所述，根据实施方式2，能得到以下电动驱动装置及其控制方法，该电动驱动装置及其控制方法中，对供给至电动机绕组的供给电流的限制值进行设定，使其随着电动机运行时间的经过以预先确定的减少率减少，并在检测出异常时，根据电动机的转矩值在热耦合体的发热性得到改善的范围内重新设定电流的限制值及其减少率，从而能抑制伴随着异常的电动机的转矩下降以及变动的影响。

Claims (10)

1.一种电动驱动装置，包括：

多相旋转机，该多相旋转机具有卷绕有m为1以上、n为2以上的自然数的m组n相的绕组的定子以及单一的转子；

逆变器电路，该逆变器电路独立地向所述绕组的各组各相供给电流；以及

控制电路，该控制电路具有驱动所述逆变器电路的驱动电路，

所述控制电路在正常运行时对供给至所述绕组的电流进行控制，使其小于由包含所述绕组及所述逆变器电路的热耦合体的发热性以及散热性所决定的正常时电流限制值，该电动驱动装置的特征在于，

所述控制电路还具备对所述绕组及所述逆变器电路的各组或各相的异常进行检测的异常检测电路，在所述异常检测电路检测出异常时，

停止或降低对所述绕组中发生异常的组的全部相或无法继续运行的相的电流供给，

并在通过停止或降低所述电流供给从而改善了所述热耦合体的发热性的范围内，将供给至能继续运行的绕组的电流的限制值重新设定为比所述正常时电流限制值大的异常时电流限制值，

并对供给至能继续运行的绕组中的至少1个组或相的电流进行控制，使其小于所述异常时电流限制值。

2.如权利要求1所述的电动驱动装置，其特征在于，

所述控制电路在所述异常检测电路检测出异常时，

停止或降低对所述绕组的无法继续运行的相的电流供给，

在通过停止或降低所述电流供给从而改善了所述热耦合体的发热性的范围内，将供给至能继续运行相的绕组的电流的限制值重新设定为比所述正常时电流限制值大的异常时电流限制值，

对供给至能继续运行的相的绕组的电流进行控制，使其小于所述异常时电流限制值。

3.如权利要求1或2所述的电动驱动装置，其特征在于，

对所述正常时电流限制值或所述异常时电流限制值进行设定，使其随着所述多相旋转机的运行时间的经过以预先确定的减少率减少，

所述控制电路在所述异常检测电路检测出异常时，在所述热耦合体的发热性得到了改善的范围内，重新设定所述异常时电流限制值及其减少率。

4.如权利要求1至3的任一项所述的电动驱动装置，其特征在于，

还具备散热器，

所述热耦合体的所述绕组以及所述逆变器电路经由所述散热器进行热耦合。

5.如权利要求1至4的任一项所述的电动驱动装置，其特征在于，

还具备切断对所述绕组的各组各相的电流供给的绕组切断开关，

所述控制电路在所述异常检测电路检测出异常时，通过断开所述绕组切断开关，从而停止对所述绕组的无法继续运行的相的电流供给。

6.如权利要求1至5的任一项所述的电动驱动装置，其特征在于，

还具备切断对所述逆变器电路的各组的电流供给的逆变器切断开关，

所述控制电路在所述异常检测电路检测出异常时，通过断开所述逆变器切断开关，从而停止对所述绕组的发生异常的组的电流供给。

7.如权利要求1至6的任一项所述的电动驱动装置，其特征在于，

所述绕组卷绕成分布式绕组。

8.如权利要求1至6的任一项所述的电动驱动装置，其特征在于，

所述绕组按每组集中配置，卷绕成集中式绕组。

9.如权利要求1至8的任一项所述的电动驱动装置，其特征在于，

用于对电动助力转向的转向转矩进行辅助。

10.一种电动驱动装置的控制方法，所述电动驱动装置包括：

多相旋转机，该多相旋转机具有卷绕有m为1以上、n为2以上的自然数的m组n相的绕组的定子以及单一的转子；以及

逆变器电路，该逆变器电路独立地向所述绕组的各组各相供给电流,

所述电动驱动装置的控制方法的特征在于，包括：

对所述绕组及所述逆变器电路的各组或各相的异常进行检测的异常检测步骤；

在所述异常检测步骤中未检测出异常的情况下，

对供给至所述绕组的电流进行控制，使其小于由包含所述绕组及所述逆变器电路的热耦合体的发热性以及散热性所决定的正常时电流限制值的步骤；

在所述异常检测步骤中检测出异常的情况下，

停止或降低对所述绕组中发生异常的组的全部相或无法继续运行的相的电流供给的步骤；

在通过停止或降低所述电流供给从而改善了所述热耦合体的发热性的范围内，将供给至能继续运行的绕组的电流的限制值重新设定为比所述正常时电流限制值大的异常时电流限制值的步骤；以及

对供给至能继续运行的绕组中的至少1个组或相的电流进行控制，使其小于所述异常时电流限制值的步骤。