CN110268625B - 旋转电机控制装置以及使用其的电动动力转向装置 - Google Patents

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Abstract

旋转电机控制装置(10)控制具备多个绕组组(180、280)的旋转电机(80)的驱动，并具备多个驱动电路(120、220)以及多个控制部(130、230)。按每个绕组组(180、280)设置驱动电路(120、220)。将绕组组以及与每个绕组组对应设置的结构的组合设为系统。按每个系统设置控制部(130、230)。驱动控制部(140、240)控制对应设置的绕组组(180、280)的通电。异常监视部(135、235)对监视对象的异常进行监视。驱动控制部(140、240)在从检测出监视对象的异常到异常被确定的期间，进行异常检测时备用控制，在异常被确定的情况下，进行异常确定时备用控制。

Description

旋转电机控制装置以及使用其的电动动力转向装置
相关申请的交叉引用
本申请基于在2017年2月10日申请的专利申请号2017－23438号，并在此引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及旋转电机控制装置以及使用该旋转电机控制装置的电动动力转向装置。
背景技术
以往，已知有能够判定异常的交流旋转机的控制装置。例如在专利文献1中，将对交流旋转机施加的电压或者对交流旋转机供给的电流设为状态量，并通过状态量的比较，来进行异常判定。另外，在异常持续时间经过了规定时间以上的情况下，判定为发生了异常，并设置异常判定标志。而且，在设置有异常判定标志的情况下，停止交流旋转机。
专利文献1：日本特开2014－7880号公报
然而，如专利文献1那样，在异常持续时间经过了规定时间以上后进行异常判定的情况下，由于到判定为是异常需要时间，所以有可能在从检测出异常到确定异常的期间，发生基于异常的检测值等的误输出。
发明内容
本公开的目的在于提供能够减少发生异常时的误输出的旋转电机控制装置以及使用该旋转电机控制装置的电动动力转向装置。
本公开的旋转电机控制装置控制具备多个绕组组的旋转电机，并具备多个驱动电路以及多个控制部。按每个绕组组设置驱动电路。若将绕组组以及与每个绕组组对应设置的结构的组合设为系统，则按每个系统设置控制部。控制部具有驱动控制部、以及异常监视部。驱动控制部控制对应设置的绕组组的通电。异常监视部对监视对象的异常进行监视。
驱动控制部在从检测出监视对象的异常到异常被确定的期间，进行异常检测时备用控制。另外，驱动控制部在异常被确定的情况下，进行异常确定时备用控制。在本公开中，若检测出异常，则移至异常检测时备用控制。由此，由于与在异常确定后移至备用控制的情况相比，到移至备用控制的期间被缩短，所以能够减少旋转电机的误输出。
附图说明
通过以下参照附图的详细描述，本公开的上述目的以及其它目的、特征、优点变得更明确。其中，
图1是一个实施方式的转向系统的示意结构图。
图2是表示一个实施方式的马达控制装置的框图。
图3是对一个实施方式的驱动控制部进行说明的框图。
图4是对一个实施方式的电流反馈运算部进行说明的框图。
图5是对一个实施方式的备用移动处理进行说明的流程图。
图6是对一个实施方式的异常检测时备用控制以及异常确定时备用控制进行说明的说明图。
图7是对一个实施方式的单系统驱动进行说明的框图。
图8A是对一个实施方式的单系统驱动时的输出进行说明的说明图。
图8B是对一个实施方式的单系统驱动时的输出进行说明的说明图。
图8C是对一个实施方式的单系统驱动时的输出进行说明的说明图。
图9是对一个实施方式的EPS输出进行说明的时序图。
图10是对参考例的EPS输出进行说明的时序图。
具体实施方式
以下，基于附图对本公开的旋转电机控制装置、以及使用该旋转电机控制装置的电动动力转向装置进行说明。
(一个实施方式)
在图1～图9示出一个实施方式。如图1和图2所示，作为本实施方式的旋转电机控制装置的马达控制装置10与作为旋转电机的马达80一起，应用于例如用于辅助车辆的转向操作的电动动力转向装置8。在图1-2中，将马达控制装置10记载为“ECU”。另外，将电动动力转向装置适当地记为“EPS”。
图1表示具备电动动力转向装置8的转向系统90的结构。转向系统 90具备作为转向操纵部件的方向盘91、转向轴92、小齿轮96、齿条轴 97、车轮98、以及电动动力转向装置8等。方向盘91与转向轴92连接。在转向轴92设置有检测转向操纵转矩Ts的转矩传感器94。在转向轴92 的前端设置有小齿轮96。小齿轮96与齿条轴97啮合。在齿条轴97的两端经由转向横拉杆等连结有一对车轮98。
若驾驶员使方向盘91旋转，则与方向盘91连接的转向轴92旋转。转向轴92的旋转运动通过小齿轮96转换为齿条轴97的直线运动。一对车轮98被转向操纵为与齿条轴97的位移量相应的角度。
电动动力转向装置8具备马达80、作为使马达80的旋转减速并传递至转向轴92的动力传递部的减速齿轮89、以及马达控制装置10等。即，本实施方式的电动动力转向装置8是所谓的“柱辅助型”，但也可以为将马达80的旋转传递至齿条轴97的所谓的“齿条辅助型”等。在本实施方式中，转向轴92对应于“驱动对象”。
马达80输出辅助由驾驶员进行的方向盘91的转向操纵的辅助转矩，通过从作为电源的未图示的电池供给电力而被驱动，来使减速齿轮89正反转。马达80是三相无刷马达，具有均未图示的转子以及定子。如图2 所示，马达80具有作为绕组组的第一马达绕组180以及第二马达绕组280。在图2中，将第一马达绕组180设为“马达绕组1”，将第二马达绕组280 设为“马达绕组2”。对于后述的其它结构，也在图中适当地将“第一”记载为添标“1”，将“第二”记载为添标“2”。
以下，将第一马达绕组180、第一逆变器电路120以及第一控制部130 等的组合设为第一系统L1，将第二马达绕组280、第二逆变器电路220以及第二控制部230等的组合设为第二系统L2。在本实施方式中，逆变器电路120、220对应于“驱动电路”。以下，将第一系统L1所涉及的结构编号为100系列，将第二系统L2所涉及的结构编号为200系列。另外，在第一系统L1以及第二系统L2中，对于相同的结构编号为后2位相同。
马达控制装置10具备电源电路116、216、车辆通信电路117、217、转矩传感器输入电路118、218、逆变器电路120、220、电流传感器125、 225、旋转角传感器126、226、温度传感器127、227、以及控制部130、 230等。在马达控制装置10中设置有电源连接器111、211、车辆通信连接器112、212、以及转矩连接器113、213。第一电源连接器111与未图示的第一电池连接，第二连接器211与未图示的第二电池连接。连接器 111、211也可以与相同的电池连接。第一电源连接器111经由第一电源电路116与第一逆变器电路120连接。第二电源连接器211经由第二电源电路216与第二逆变器电路220连接。电源电路116、216例如是电源继电器。
车辆通信连接器112、212与CAN(Controller Area Network：控制器区域网络)等车辆通信网连接。车辆通信网并不局限于CAN，也可以是 CAN－FD(CAN with FlexibleData rate：具有灵活数据速率CAN)、FlexRay 等任意的标准。第一车辆通信连接器112经由第一车辆通信电路117与第一控制部130连接。第二车辆通信连接器212经由第二车辆通信电路217 与第二控制部230连接。由此，控制部130、230与车辆通信网能够相互交换信息。
转矩连接器113、213与转矩传感器94连接。详细而言，第一转矩连接器113与转矩传感器94的第一传感器部194(参照图1)连接。第二转矩连接器213与转矩传感器94的第二传感器部294(参照图1)连接。第一转矩传感器输入电路118使用布线31与第一控制部130以及第二控制部230连接。另外，第二转矩传感器输入电路218使用布线32与第一控制部130以及第二控制部230连接。由此，转矩传感器94的第一传感器部194的检测值以及第二传感器部294的检测值通过硬件相互被输入至控制部130、230。
第一逆变器电路120例如是具有未图示的开关元件的3相逆变器，对向第一马达绕组180供给的电力进行转换。第一逆变器电路120的开关元件基于从第一控制部130输出的控制信号控制开/关工作。第二逆变器电路220例如是具有未图示的开关元件的3相逆变器，对向第二马达绕组 280供给的电力进行转换。第二逆变器电路220的开关元件基于从第二控制部230输出的控制信号来控制开/关工作。
第一电流传感器125检测向第一马达绕组180的各相通电的第一U 相电流Iu1、第一V相电流Iv1、以及第一W相电流Iw1，并将检测值输出至第一控制部130。第二电流传感器225检测向第二马达绕组280的各相通电的第二U相电流Iu2、第二V相电流Iv2、以及第二W相电流Iw2，并将检测值输出至第二控制部230。以下，将U相电流、V相电流以及W 相电流适当地统称为“相电流”或者“3相电流”。另外，将d轴电流以及q轴电流适当地统称为“dq轴电流”。对于电压也相同。
第一旋转角传感器126检测马达80的旋转角，并输出至第一控制部 130。第二旋转角传感器226检测马达80的旋转角，并输出至第二控制部 230。在本实施方式中，将基于第一旋转角传感器126的检测值的电角度设为第一电角度EleAng1，并将基于第二旋转角传感器226的检测值的电角度设为第二电角度EleAng2。
第一温度传感器127检测第一系统L1的温度。在本实施方式中，设置于第一逆变器电路120的附近，检测第一逆变器电路120的温度。第一温度传感器127可以对每个开关元件设置，也可以对第一逆变器电路120 的整体设置一个或者多个。第二温度传感器227检测第二系统L2的温度。在本实施方式中，设置于第二逆变器电路220的附近，检测第二逆变器电路220的温度。第二温度传感器227可以对每个开关元件设置，也可以对第二逆变器电路220的整体设置一个或者多个。另外，温度传感器127、 227例如也可以检测马达绕组180、280等逆变器电路120、220以外的温度。
第一控制部130具有信息获取部131、异常监视部135、驱动控制部 140、以及通信部170等。第二控制部230具有信息获取部231、异常监视部235、驱动控制部240、以及通信部270。控制部130、230以微计算机为主体而构成。控制部130、230中的各处理可以是通过CPU执行ROM 等实体的存储器装置中预先存储的程序进行的软件处理，也可以是由专用的电子电路构成的硬件处理。
信息获取部131经由车辆通信电路117从车辆通信网获取信息。信息获取部131从转矩传感器输入电路118、218获取转矩传感器94的检测值。另外，信息获取部131从电流传感器125、旋转角传感器126、以及温度传感器127获取检测值。信息获取部231经由车辆通信电路217从车辆通信网获取信息。信息获取部231从转矩传感器输入电路118、218获取转矩传感器94的检测值。另外，信息获取部231从电流传感器225、旋转角传感器226、以及温度传感器227获取检测值。从各传感器获取的检测值可以是模拟数据，也可以是数字数据。
异常监视部135对从电池经由电源连接器111、电源电路116、以及逆变器电路120到达马达绕组180的通电路径、以及马达80的驱动控制所使用的各种信息亦即控制信息的异常进行监视。异常监视部235对从电池经由电源连接器211、电源电路216、以及逆变器电路220到达马达绕组280的通电路径、以及马达80的驱动控制所使用的各种信息亦即控制信息的异常进行监视。
驱动控制部140使用控制信息生成控制逆变器电路120的开关元件的开/关工作的控制信号并输出。通过基于控制信号控制逆变器电路120的开关元件的开/关工作，来控制向马达绕组180的通电。驱动控制部240 使用控制信息生成控制逆变器电路220的开关元件的开/关工作的控制信号并输出。通过基于控制信号控制逆变器电路220的开关元件的开/关工作，来控制向马达绕组280的通电。
通信部170具有发送部171以及接收部172(参照图3等)。通信部 270具有发送部271以及接收部272(参照图3)。控制部130、230分别具有通信部170、270，设置为能够在控制部130、230间相互通信。以下，适当地将控制部130、230间的通信称为“微计算机间通信”。微计算机间通信的通信方法可以使用SPI、SENT等串行通信、CAN通信等任意的方法。
在图3以及图4示出驱动控制部140、240。在本实施方式中，通过控制2个系统的电流和与电流差的所谓的“和与差的控制”生成驱动信号。另外，在本实施方式中，将第一控制部130设为主机，并将第二控制部 230设为从属机，驱动控制部140、240均使用由驱动控制部140运算出的指令值(在本实施方式中为电流指令值)生成驱动信号。
如图3所示，驱动控制部140具有dq轴电流运算部141、辅助转矩指令运算部142、q轴电流指令运算部143、d轴电流指令运算部144、电流反馈运算部150、3相电压指令运算部161、以及PWM运算部163等。以下，适当地将反馈记载为“FB”。
dq轴电流运算部141使用电角度EleAng1对从第一电流传感器125 获取的相电流Iu1、Iv1、Iw1进行dq轴转换，并运算dq轴电流检测值Id1、 Iq1。辅助转矩指令运算部142基于经由转矩传感器输入电路118从转矩传感器94获取的转矩信号、以及经由车辆通信电路117从车辆通信网获取的车速等，来运算作为转矩指令值的辅助转矩指令值Trq*。辅助转矩指令值Trq*被输出至q轴电流指令运算部143。
q轴电流指令运算部143基于辅助转矩指令值Trq*运算q轴电流指令值Iq*。本实施方式的q轴电流指令值Iq*为辅助转矩指令值Trq*的转矩的输出所需的2个系统合计的q轴电流值。该q轴电流值通过对辅助转矩指令值Trq*乘以马达转矩常量来求出。d轴电流指令运算部144运算d 轴电流指令值Id*。
电流反馈运算部150进行基于dq轴电流指令值Id*、Iq*、以及dq 轴电流检测值Id1、Iq1、Id2、Iq2的电流反馈运算，运算dq轴电压指令值Vd1*、Vq1*。有关电流反馈运算的详细内容后述。
3相电压指令运算部161使用dq轴电压指令值Vd1*、Vq1*、以及电角度EleAng1来进行反向dq转换，运算3相电压指令值Vu1*、Vv1*、 Vw1*。PWM运算部163基于3相电压指令值Vu1*、Vv1*、Vw1*运算 PWM信号PWM＿u1*、PWM＿v1*、PWM＿w1*。PWM信号PWM＿ u1*、PWM＿v1*、PWM＿w1*被输出至第一逆变器电路120。
发送部171将dq轴电流指令值Id*、Iq*、以及dq轴电流检测值Id1、 Iq1作为电流控制所涉及的值发送至第二控制部230。接收部172从第二控制部230接收dq轴电流检测值Id2、Iq2作为电流控制所涉及的值。
驱动控制部240具有dq轴电流运算部241、电流反馈运算部250、3 相电压指令值运算部261、以及PWM运算部263。dq轴电流运算部241 使用电角度EleAng2对从电流传感器225获取的相电流Iu2、Iv2、Iw2进行dq轴转换，来运算dq轴电流检测值Id2、Iq2。
电流反馈运算部250进行基于dq轴电流指令值Id*、Iq*、以及dq 轴电流检测值Id1、Iq1、Id2、Iq2的电流反馈运算，运算dq轴电压指令值Vd2*、Vq2*。在本实施方式中，在系统L1、L2均正常的情况下，使用从第一控制部130发送的dq轴电流指令值来进行电流反馈运算。换言之，第一控制部130以及第二控制部230使用相同的电流指令值Id*、Iq* 来进行电流反馈运算。此外，虽然省略图示，但驱动控制部240与第一控制部130的驱动控制部140相同，具有辅助转矩指令运算部以及dq轴电流指令运算部，运算出的值例如用于后述的备用控制等。驱动控制部240 的辅助转矩指令运算部以及dq轴电流指令运算部中的运算例如可以在基于第二系统L2的单系统驱动时等需要时进行，也可以为了避免运算延迟而一直进行。
3相电压指令运算部261使用dq轴电压指令值Vd2*、Vq2*、以及电角度EleAng2进行反向dq转换，来运算3相电压指令值Vu2*、Vv2*、 Vw2*。第二PWM运算部263基于3相电压指令值Vu2*、Vv2*、Vw2* 运算PWM信号PWM＿u2*、PWM＿v2*、PWM＿w2*。PWM信号PWM ＿u2*、PWM＿v2*、PWM＿w2*被输出至第二逆变器电路220。
发送部271将dq轴电流检测值Id2、Iq2作为电流控制所涉及的值发送至第一控制部130。接收部272从第一控制部130接收dq轴电流指令值Id*、Iq*、以及dq轴电流检测值Id1、Iq1作为电流控制所涉及的值。
基于图4对电流反馈运算部150、250的详细内容进行说明。在图4 中，为了方便，将发送部171、271的块分开来记载。另外，将3相电压指令运算部261以及PWM运算部263集中为一个块来记载，并且省略了逆变器电路120、220等。在图4中，以q轴所涉及的电流反馈运算为中心进行说明。由于d轴所涉及的电流反馈运算与q轴相同，所以省略说明。
电流反馈运算部150具有加法器151、减法器152～154、控制器155、 156、以及加法器157。加法器151将q轴电流检测值Iq1、Iq2相加，来运算q轴电流和Iq＿a1。减法器152从q轴电流检测值Iq1中减去q轴电流检测值Iq2，来运算q轴电流差Iq＿d1。
减法器153从q轴电流指令值Iq*中减去q轴电流和Iq＿a1，来运算电流和偏差ΔIq＿a1。减法器154从电流差指令值中减去q轴电流差Iq＿ d1，来运算电流差偏差ΔIq＿d1。在本实施方式中，将电流差指令值设为 0，并进行控制以消除系统间的电流差。也可以将电流差指令值设为0以外的值，并进行控制以在系统间产生所希望的电流差。对于输入至减法器 254的电流差指令值也相同。
控制器155例如通过PI运算等来运算基本q轴电压指令值Vq＿b1*，以使电流和偏差ΔIq＿a1成为0。控制器156例如通过PI运算等来运算q 轴电压差分指令值Vq＿d1*，以使电流差偏差ΔIq＿d1成为0。加法器 157将基本q轴电压指令值Vq＿b1*与q轴电压差分指令值Vq＿d1*相加，来运算q轴电压指令值Vq1*。
电流反馈运算部250具有加法器251、减法器252～254、控制器255、 256、以及减法器257。加法器251将q轴电流检测值Iq1、Iq2相加，来运算q轴电流和Iq＿a2。减法器252从q轴电流检测值Iq1中减去q轴电流检测值Iq2，来运算q轴电流差Iq＿d2。在本实施方式中，在加法器151、 251中，由于使用相同的值，所以q轴电流和Iq＿a1、Iq＿a2成为相同的值。q轴电流差Iq＿d1、Iq＿d2也相同。
减法器253从q轴电流指令值Iq*中减去q轴电流和Iq＿a2，来运算电流和偏差ΔIq＿a2。减法器254从电流差指令值中减去q轴电流差Iq＿ d2，来运算电流差偏差ΔIq＿d2。输入至减法器254的电流差指令值可以是从第一控制部130发送的值，也可以是在第二控制部230中内部设定的值。
控制器255例如通过PI运算等来运算基本q轴电压指令值Vq＿b2*，以使电流和偏差ΔIq＿a2成为0。控制器256例如通过PI运算等来运算q 轴电压差分指令值Vq＿d2*，以使电流差偏差ΔIq＿d2成为0。减法器 257从基本q轴电压指令值Vq＿b2*中减去q轴电压差分指令值Vq＿d2 *，来运算第二q轴电压指令值Vq2*。
在图3和图4中，示出dq轴电流指令值Id*、Iq*作为指令值从第一控制部130发送至第二控制部230的例子，但所发送的指令值也可以为辅助转矩指令值trq*。另外，也可以在第一控制部130侧进行电流反馈运算部250中的运算，并将电压指令值或者PWM指令值从第一控制部130发送至第二控制部230。在本实施方式中，不光是从电池到马达绕组180、 280的通电路径，对于控制部130、230以及各种传感器类也被二重化。因此，即使在一个系统中发生异常，也能够继续马达80的驱动控制。
然而，例如如专利文献1所示，在检测出异常后异常持续时间经过了规定时间以上之后进行异常确定，在确定出异常之后切换控制的情况下，有可能在从异常检测到异常确定的期间，从马达80的输出成为异常。因此，在本实施方式中，在检测出异常的情况下，立即移至作为第一备用控制的异常检测时备用控制，在确定了异常的情况下，移至作为第二备用控制的异常确定时备用控制。此外，异常检测时备用控制与异常确定时备用控制可以不同，也可以相同。对于备用控制的详细内容后述。
基于图5的流程图对本实施方式的备用转移处理进行说明。在控制部 130、230的每一个中，以规定的周期来实施该处理。以下，省略步骤S101 的“步骤”，仅记作符号“S”。由于控制部130、230中的处理大致相同，所以在这里，对第一控制部130中的处理进行说明。此外，在第二控制部 230中，代替第一系统L1，监视第二系统L2的异常。
在最开始的S101中，第一控制部130判断在第一系统L1中是否检测出异常。在这里，检测(1)转矩传感器94以及旋转角传感器126的异常、(2)电流传感器125的异常、(3)马达绕组180、逆变器电路120以及电源电路116的异常，(4)车辆通信网以及温度传感器127的异常。异常检测方法例如也可以是下限值或者上限值卡住的检测、基于多个值的比较的异常检测等公知的任意的方法。在判断为在第一系统L1中未检测出异常的情况下(S101：否)，移至S110。在判断为在第一系统L1中检测出异常的情况下(S101：是)，移至S102。
在S102中，第一控制部130设置异常检测标志。在图5中，将各标志被设置的状态设为“1”，将未被设置的状态设为“0”。在S103中，第一控制部130判断异常检测时控制转移标志是否被设置。在判断为异常检测时控制转移标志被设置的情况下(S103：是)，继续异常检测时备用控制，并移至S106。在判断为异常检测时控制转移标志未被设置的情况下 (S103：否)，移至S104。
在S104中，第一控制部130移至异常检测时备用控制。第一控制部 130以及第二控制部230进行与要移至的备用控制处理相应的所需的信息的收发。在S105中，第一控制部130设置异常检测时控制转移标志。在 S106中，第一控制部130使异常检测计数器以及计时计数器自加1。异常检测计数器是用于计数异常检测次数的计数器，计时计数器是用于计时检测出异常后的时间的计数器。
在S107中，第一控制部130判断异常检测计数器的计数值是否比确定判定阈值THf大。在判断为异常检测计数器的计数值为确定判定阈值 THf以下的情况下(S107：否)，不进行S108以及S109的处理。在判断为异常检测计数器的计数值比确定判定阈值THf大的情况下(S107：是)，移至S108。在S108中，第一控制部130设置异常确定标志。在S109中，第一控制部130对第二控制部230发送移至异常确定时备用控制的意思的信息，并移至异常确定时备用控制。第一控制部130以及第二控制部230 进行与要移至的备用控制处理相应的所需的信息的收发。
在第一系统L1中未检测出异常的情况下(S101：否)移至的S110 中，第一控制部130判断异常检测标志是否被设置。在判断为异常检测标志未被设置的情况下(S110：否)，移至S115，并继续通常控制。此外，在接收到来自第二控制部230的移至异常检测时备用控制或者异常确定时备用控制的意思的信息的情况下，适当地进行与要实施的备用控制相应的处置。在判断为异常检测标志被设置的情况下(S110：是)，移至S111。
在S111中，第一控制部130使计时计数器自加1。在S112中，第一控制部130判断计时计数器的计数值是否比经过判定阈值THt大。在判断为计时计数器的计数值为经过判定阈值THt以下的情况下(S112：否)，不进行S113以及S114的处理，而继续异常检测时备用控制。在判断为计时计数器的计数值比经过判定阈值THt大的情况下(S112：是)，移至S113。在S113中，第一控制部130将异常检测标志、异常检测计数器以及计时计数器复位。
在S114中，由于第一控制部130虽然在第一系统L1中检测出异常，但在规定时间内未达到异常确定，所以认为该异常是暂时的，并恢复至通常控制。在恢复至通常控制的情况下，可以立即恢复，也可以基于渐增处置或加权函数来恢复。
在图6示出本实施方式的异常检测时备用控制以及异常确定时备用控制。在本实施方式中，根据异常发生位置，来选择异常检测时备用控制、以及异常确定时备用控制。
(1)在转矩传感器94或者旋转角传感器126、226中发生了异常的情况下，异常检测时备用控制为(A)单系统驱动控制、(B)微计算机间通信代替控制、或者(C)交叉输入代替控制。在异常检测时备用控制为 (A)单系统驱动控制的情况下，异常确定时备用控制也为(A)单系统驱动控制。在异常检测时备用控制为(B)微计算机间通信代替控制的情况下，异常确定时备用控制为(A)单系统驱动控制、或者(B)微计算机间通信代替控制。在异常检测时备用控制为(C)交叉输入代替控制的情况下，异常确定时备用控制为(A)单系统驱动控制、或者(C)交叉输入代替控制。
(2)在电流传感器125、225发生了异常的情况下，异常检测时备用控制为(A)单系统驱动控制、或者(C)交叉输入代替控制。在异常检测时备用控制为(A)单系统驱动控制的情况下，异常确定时备用控制也为(A)单系统驱动控制。在异常检测时备用控制为(C)交叉输入代替控制的情况下，异常确定时备用控制为(A)单系统驱动控制、或者(C) 交叉输入代替控制。
(3)在马达绕组180、280、逆变器电路120、220、以及电源电路 116、216发生了异常的情况下，异常检测时备用控制以及异常确定时备用控制为(A)单系统驱动控制。此外，在图6中，将马达绕组180、280、逆变器电路120、220、以及电源电路116、216作为“马达系统、电源系统”。
(4)在车辆通信网或者温度传感器127、227发生了异常的情况下，异常检测时备用控制为(A)单系统驱动控制、(B)微计算机间通信代替控制、(C)交叉输入代替控制、或者(D)电流限制控制。在异常检测时备用控制为(A)单系统驱动控制的情况下，异常确定时备用控制也为(A) 单系统驱动控制。在异常检测时备用控制为(B)微计算机间通信代替控制的情况下，异常确定时备用控制为(A)单系统驱动控制、(B)微计算机间通信代替控制、或者(D)电流限制控制。在异常检测时备用控制为 (C)交叉输入代替控制的情况下，异常确定时备用控制为(A)单系统驱动控制、(C)交叉输入代替控制、或者(D)电流限制控制。在异常检测时备用控制为(D)电流限制控制的情况下，异常确定时备用控制为(A) 单系统驱动控制、或者(D)电流限制控制。本实施方式的单系统驱动控制对应于“正常系统驱动控制”，微计算机间通信代替控制、以及交叉输入代替控制对应于“信号代替控制”。
(A)单系统驱动控制在任意的位置异常时，都能够被选择为异常检测时备用控制以及异常确定时备用控制。基于图7以及图8A-C对单系统驱动控制的详细内容进行说明。在图7中，示出第二系统L2发生异常，而以第一系统L1进行单系统驱动的情况。在以第一系统L1进行单系统驱动的情况下，第一控制部130停止电流指令值Id*、Iq*的向第二控制部230的发送。另外，停止来自第二控制部230的电流检测值Id2、Iq2的接收，并且将电流检测值Id2、Iq2设为0。在电流反馈运算部150中，利用输出转换部158将和的PI运算的输出设为2倍。另外，停止控制器156中的差的PI运算。
在第一系统L1异常，而以第二系统L2进行单系统驱动的情况下，在第二控制部230中，进行辅助转矩指令值Trq*以及电流指令值Iq*、Id *的运算。另外，停止来自第一控制部130的电流检测值Id1、Iq1的接收，并且将电流检测值Id1、Iq1设为0。在电流反馈运算部250中，将和的PI 运算的输出设为2倍，并且停止控制器256中的差的PI运算。
如图8A所示，在与马达80的输出请求相应的指令为额定的50[％] 以下的α[％]，在系统L1、L2均正常的情况下，从系统L1、L2的每一个各输出(1/2)×α[％]。在本实施方式中，利用第一控制部130控制第一系统L1，利用第二控制部230控制第二系统L2。因此，在第二系统 L2发生异常的情况下，若仅停止第二系统L2，则如图8C所示，整体的输出为(1/2)×α[％]。
因此，在本实施方式的单系统驱动控制中，如图8B所示，在以第一系统L1单系统驱动的情况下，通过输出转换部158将输出设为2倍，从而将第一系统L1的输出设为α[％]。由此，即使在按系统设置控制部130、 230的情况下，也能够防止由于单系统驱动引起的输出的降低。此外，在指令大于额定的50[％]的情况下，优选将第一系统L1的输出设为与额定等相应的最大输出。如图6所示，在本实施方式中，在作为异常检测时备用控制选择了单系统驱动的情况下，异常确定时备用控制也为单系统驱动，不切换至其它的控制。
(B)微计算机间通信代替控制能够在(1)转矩传感器94或者旋转角传感器126、226异常时、或者(4)车辆通信网或者温度传感器127、 227异常时选择。例如，在转矩传感器94的第一传感器部194异常的情况下，第一控制部130通过微计算机间通信从第二控制部230获取第二传感器部294的检测值，并使用第二传感器部294的值继续马达80的驱动控制。另外，例如，在转矩传感器94的第二传感器部294异常的情况下，第二控制部230通过微计算机间通信从第一控制部130获取第一传感器部 194的检测值，并使用第一传感器部194的值继续马达80的驱动控制。
在旋转角传感器126、226、车辆通信网、或者温度传感器127、227 异常时也相同，在第一系统L1发生了异常的情况下，通过微计算机间通信从第二控制部230获取对应的值，并用于第一控制部130中的运算。同样地，在第二系统L2发生了异常的情况下，通过微计算机间通信从第一控制部130获取对应的值，并用于第二控制部230中的运算。
在异常检测时备用控制以及异常确定时备用控制中，在进行(B)微计算机间通信代替的情况下，来自转矩传感器94、旋转角传感器126、226、车辆通信网的信息、以及温度传感器127的信息可以通过微计算机间通信在控制部130、230间常时共享，也可以在发生异常时根据需要获取。
(C)交叉输入代替控制能够在(1)转矩传感器94或者旋转角传感器126、226异常时、(3)电流传感器125、225异常时、或者(4)车辆通信网或者温度传感器127、227异常时选择。从转矩传感器94、旋转角传感器126、226、电流传感器125、225、温度传感器127、227、以及车辆通信网获取的信息的至少一个对应于“旋转电机的驱动控制所涉及的信息”。如在图2中说明的那样，转矩传感器输入电路118、218使用布线31、 32与控制部130、230连接。即，可以说转矩传感器94的检测值被交叉输入至控制部130、230。在正常时，第一控制部130使用从转矩传感器输入电路118获取的值来进行控制，第二控制部230使用从转矩传感器输入电路218获取的值来进行控制。
在这里，在从转矩传感器输入电路118获取的值异常的情况下，第一控制部130代替从转矩传感器输入电路118获取的值，而使用经由布线32 从转矩传感器输入电路218获取的值继续控制。另外，在从转矩传感器输入电路218获取的值异常的情况下，第二控制部230代替从转矩传感器输入电路218获取的值，而使用经由布线31从转矩传感器输入电路118获取的值继续控制。
此外，虽然在图2中省略了图示，但在转矩传感器94以外的传感器等异常时，作为异常检测时备用控制或者异常确定时备用控制，选择(C) 交叉输入代替的情况下，通过布线连接以使检测值等交叉输入至各控制部 130、230。另外，在作为备用控制不进行(C)交叉输入代替的情况下，能够省略布线31、32等用于交叉输入各传感器值的布线。
(D)电流限制控制能够在(4)车辆通信网或者温度传感器127、227 异常时选择。在电流限制控制中，使用与正常时相同的值继续2个系统中的控制，并且进行电流限制。即，在本实施方式中，能够根据异常发生位置，选择不同的异常检测时备用控制。同样地，能够根据异常发生位置，选择不同的异常确定时备用控制。
基于图9以及图10的时序图对EPS的输出进行说明。在图9和图10 中，从上段向下示出异常检测逻辑的处理时机、异常检测计数器、异常确定标志、EPS输出。图10是表示在异常检测计数器的计数值为规定值n 时确定异常，并在确定出异常之后移至备用控制的情况的例子的参考例。例如由于从传感器等发生了异常的时刻x0到异常被确定的时刻xn，基于异常的检测值进行控制，所以有可能在相对较长的期间EPS输出异常。
因此，在本实施方式中，如图9所示，若在异常发生之后的时刻x1 中的异常检测逻辑中检测出异常，则立即移至异常检测时备用控制。因此，在本实施方式中，能够尽可能地缩短存在EPS输出异常的可能的期间。另外，若在时刻xn确定异常，则移至异常确定时备用控制。此外，虽然记载为正常时、异常检测时备用控制时以及异常确定时备用控制时的EPS输出相等，但输出也可以根据所选择的备用控制而不同。
如以上说明的那样，本实施方式的马达控制装置10控制具备多个马达绕组180、280的马达80的驱动，并具备多个逆变器电路120、220、以及多个控制部130、230。按每个马达绕组180、280设置逆变器电路120、 220。在这里，若将马达绕组180、280、以及对马达绕组180、280的每一个设置的结构的组合设为系统，则按每个系统设置控制部130、230。
第一控制部130具有控制对应设置的第一马达绕组180的通电的驱动控制部140、以及对监视对象的异常进行监视的异常监视部135。在本实施方式中，第一控制部130的监视对象包含电源电路116、车辆通信电路 117、转矩传感器输入电路118、逆变器电路120、电流传感器125、旋转角传感器126、温度传感器127、马达绕组180、以及转矩传感器94的第一传感器部194。
第二控制部230具有控制对应设置的第二马达绕组280的通电的驱动控制部240、以及对监视对象的异常进行监视的异常监视部235。在本实施方式中，第二控制部230的监视对象包含电源电路216、车辆通信电路 217、转矩传感器输入电路218、逆变器电路220、电流传感器225、旋转角传感器226、温度传感器227、马达绕组280、以及转矩传感器94的第二传感器部294。此外，控制部130、230的监视对象并不局限于上述的结构本身，也包含与各结构连接的布线的异常、信号异常等。
驱动控制部140、240在从检测出监视对象的异常到异常被确定的期间，进行异常检测时备用控制，在异常被确定的情况下，进行异常确定时备用控制。在本实施方式中，若检测出异常，则立即移至异常检测时备用控制。由此，与在异常确定后移至备用控制的情况相比，到移至备用控制的期间被缩短，所以能够减少马达80的误输出。
异常检测时备用控制能够为不使用被检测出异常的系统亦即异常系统，而使用未被检测出异常的系统亦即正常系统来继续马达80的驱动的正常系统驱动。另外，异常确定时备用控制能够为不使用被检测出异常的系统亦即异常系统，而使用未被检测出异常的系统亦即正常系统来继续马达80的驱动的正常系统驱动。由此，能够防止由使用异常系统引起的误输出。
控制部130、230能够通过通信相互收发信息。异常检测时备用控制能够为在被检测出异常的系统中，代替与异常位置对应的本系统的信息，而使用通过通信从未被检测出异常的系统的控制部获取的信息来控制向马达绕组180、280的通电的信号代替控制。另外，异常确定时备用控制能够为在被检测出异常的系统中，代替与异常位置对应的本系统的信息，而使用通过通信从未被检测出异常的系统的控制部获取的信息来控制向马达绕组180、280的通电的信号代替控制。由此，能够防止使用错误的信息进行控制。
第一控制部130能够经由布线32从作为其它系统的第二系统L2获取马达80的驱动控制所使用的信息。第二控制部230能够经由布线31从作为其它系统的第一系统L1获取马达80的驱动控制所使用的信息。异常检测时备用控制能够为在被检测出异常的系统中，代替与异常位置对应的本系统的信息，而使用经由布线31、32从未被检测出异常的系统中获取的信息来控制向马达绕组180、280的通电的信号代替控制。另外，异常确定时备用控制为在被检测出异常的系统中，代替与异常位置对应的本系统的信息，而使用经由布线31、32从未被检测出异常的系统获取的信息来控制向马达绕组180、280的通电的信号代替控制。由此，能够防止使用错误的信息进行控制。
异常检测时备用控制能够为限制向马达绕组180、280通电的电流的电流限制控制。另外，异常确定时备用控制能够为限制向马达绕组180、 280通电的电流的电流限制控制。由此，能够抑制由发生异常引起的过电流、过热。
异常监视部135、235在满足规定的异常持续条件的情况下，确定异常。在本实施方式中，在规定时间内异常检测计数器的计数值超过确定判定阈值THf的情况下，确定异常。由此，能够防止例如由噪声等的暂时的异常引起的异常的误确定。
在异常检测后，在规定期间内未确定出异常的情况下，驱动控制部 140、240从异常检测时备用控制恢复至正常控制。由此，即使因暂时的异常而移至异常检测时备用控制，在未确定异常的情况下，也能够适当地恢复正常。
本实施方式的监视对象中包含转矩传感器94。由此，在转矩传感器 94发生了异常的情况下，能够移至适当的备用控制。另外，本实施方式的监视对象中包含旋转角传感器126、226。由此，在旋转角传感器126、 226发生了异常的情况下，能够移至适当的备用控制。
电动动力转向装置8具备马达控制装置10、马达80以及减速齿轮89。马达80输出辅助由驾驶员进行的方向盘91的转向操纵的辅助转矩。减速齿轮89将马达80的驱动力传递至转向轴92。在本实施方式中，不光是马达绕组180、280以及逆变器电路120、220，对于包含控制部130、230 以及传感器类的控制部件也可2个系统化。由此，即使在一个控制部件发生了异常的情况下，也能够继续马达80的驱动，并继续转向操纵的辅助。另外，通过在异常检测后，立即移至异常检测时备用控制，能够尽可能地缩短输出成为异常的期间，所以能够提高异常检测时的转向操纵感。
(其它实施方式)
在上述实施方式中，绕组组、驱动电路以及控制部各设置有2个，为 2个系统。在其它实施方式中，也可以设置3个以上绕组组、驱动电路以及控制部，为3个系统以上。另外，在一个系统设置多个控制部、或者对一个控制部设置多个驱动电路以及绕组组的情况下，也可以设置多个各系统的部件。在上述实施方式中，在异常检测时备用控制为(A)单系统驱动的情况下，异常确定时备用控制也为(A)单系统驱动。在其它实施方式中，在异常检测值备用控制为(A)单系统驱动时，作为异常确定时备用控制选择上述(B)～(D)的任意一个的情况下，也可以在异常检测时备用控制以及异常确定时备用控制中，分别选择(A)～(D)的任意一个。另外，作为异常检测时备用控制以及异常确定时备用控制，也可以为上述 (A)～(D)以外的控制。另外，如在上述实施方式中说明的那样，异常检测时备用控制与异常确定时备用控制可以相同，也可以不同。
在上述实施方式中，驱动控制部在2个系统正常的情况下，基于由第一控制部运算出的指令值，控制由第一控制部以及第二控制部向对应的绕组组通电的电流。在其它实施方式中，驱动控制部也可以基于在各个控制部中运算出的指令值，来控制向绕组组通电的电流。另外，在上述实施方式中，驱动控制部通过和与差的控制来控制向绕组组通电的电流。在其它实施方式中，也可以以和与差的控制以外的控制方法来进行通电控制。
在上述实施方式中，旋转电机为3相的无刷马达。在其它的实施方式中，旋转电机并不局限于无刷马达，也可以为任意的马达。另外，旋转电机并不局限于马达，也可以为发电机，也可以为兼具电动机与发电机的功能的所谓的电动发电机。在上述实施方式中，旋转电机控制装置适用于电动动力转向装置。在其它实施方式中，也可以将旋转电机控制装置应用于电动动力转向装置以外的装置。以上，本公开并不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内以各种方式来实施。
本公开以实施方式为基准进行了描述。然而，本公开并不限于该实施方式以及结构。本公开也包含各种变形例以及等同的范围内的变形。另外，各种组合以及方式、进一步仅包含它们中一个要素、更多、或更少要素的其它组合以及方式也纳入到本公开的范畴以及思想范围。

Claims (13)

1.一种旋转电机控制装置，控制具备多个绕组组的旋转电机的驱动，具备：
多个驱动电路，按每个上述绕组组设置；以及
多个控制部，若将上述绕组组以及与每个上述绕组组对应设置的结构的组合设为系统，则按每个上述系统设置，并具有控制对应设置的上述绕组组的通电的驱动控制部、以及对监视对象的异常进行监视的异常监视部，
上述多个控制部分别具有CPU，
上述驱动控制部在从检测出上述监视对象的异常到异常被确定的期间，进行异常检测时备用控制，并在异常被确定的情况下，进行异常确定时备用控制，
在上述异常检测时备用控制为不使用被检测出异常的上述系统亦即异常系统，而使用未被检测出异常的上述系统亦即正常系统来控制上述旋转电机的驱动的正常系统驱动控制的情况下，作为上述异常确定时备用控制，上述驱动控制部继续上述正常系统驱动控制，
在上述异常检测时备用控制为上述正常系统驱动控制以外的控制的情况下，作为上述异常确定时备用控制，上述驱动控制部移至上述正常系统驱动控制。
2.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，其中，
上述控制部能够通过通信相互收发信息，
上述异常检测时备用控制是在被检测出异常的上述系统中，代替与异常位置对应的本系统的信息，而使用通过通信从未被检测出异常的上述系统的上述控制部获取的信息来控制向上述绕组组的通电的信号代替控制。
3.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，其中，
上述控制部能够使用布线从其他系统获取上述旋转电机的驱动控制所使用的信息，
上述异常检测时备用控制是在被检测出异常的上述系统中，代替与异常位置对应的本系统的信息，而使用经由上述布线从未被检测出异常的上述系统获取的信息来控制向上述绕组组的通电的信号代替控制。
4.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，其中，
上述异常检测时备用控制是限制向上述绕组组通电的电流的电流限制控制。
5.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，其中，
上述异常确定时备用控制是不使用被检测出异常的上述系统亦即异常系统，而使用未被检测出异常的上述系统亦即正常系统来控制上述旋转电机的驱动的正常系统驱动控制。
6.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，其中，
上述控制部能够通过通信相互收发信息，
上述异常确定时备用控制是在被检测出异常的上述系统中，代替与异常位置对应的本系统的信息，而使用通过通信从未被检测出异常的上述系统的上述控制部获取的信息来控制向上述绕组组的通电的信号代替控制。
7.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，其中，
上述控制部能够使用布线从其他系统获取上述旋转电机的驱动控制所使用的信息，
上述异常确定时备用控制是在被检测出异常的上述系统中，代替与异常位置对应的本系统的信息，而使用经由上述布线从未被检测出异常的上述系统获取的信息来控制向上述绕组组的通电的信号代替控制。
8.根据权利要求1所述的旋转电机控制装置，其中，
上述异常确定时备用控制是限制向上述绕组组通电的电流的电流限制控制。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的旋转电机控制装置，其中，
上述异常监视部在满足规定的异常持续条件的情况下，确定异常。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的旋转电机控制装置，其中，
在异常检测后，在规定期间内未确定出异常的情况下，上述驱动控制部从上述异常检测时备用控制恢复至正常控制。
11.根据权利要求1～8中任一项所述的旋转电机控制装置，其中，
上述监视对象包含转矩传感器。
12.根据权利要求1～8中任一项所述的旋转电机控制装置，其中，
上述监视对象包含旋转角传感器。
13.一种电动动力转向装置，具备：
权利要求1～12中任一项所述的旋转电机控制装置；
上述旋转电机，输出辅助由驾驶员进行的转向操纵部件的转向操纵的辅助转矩；以及
动力传递部，将上述旋转电机的驱动力传递至驱动对象。
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