專利名稱：多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過逆變器電路驅(qū)動(dòng)多相交流電機(jī)的多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝 置，特別涉及基于各相的電流值的檢測(cè)結(jié)果來判定故障的有無的多相交流電 機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在車輛的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向(power steering)裝置中，為了將與方向盤的操 縱轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的操縱輔助力提供給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，設(shè)置3相無刷電機(jī)等交流電機(jī)。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括用于生成具有與指令值對(duì)應(yīng)的占空比的PWM( Pulse Width Modulation)信號(hào)的PWM電路，以及根據(jù)從該P(yáng)WM電路輸出的PWM信號(hào) 的占空比而導(dǎo)通/截止(ON/OFF)的上下一對(duì)的開關(guān)元件被設(shè)置在各個(gè)相中 的逆變器電路。逆變器電路基于開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止動(dòng)作，輸出與上述占空 比對(duì)應(yīng)的各相電壓，并通過該電壓來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電機(jī)的各相電流通過與開關(guān) 元件串聯(lián)連接的電流檢測(cè)電阻來檢測(cè)，該檢測(cè)值成為實(shí)際流過電機(jī)的電流值。
后面揭示的專利文獻(xiàn)1~4中記載了使用了逆變器電路的多相交流電機(jī)驅(qū) 動(dòng)裝置。在專利文獻(xiàn)l的裝置中，基于電源和電機(jī)之間的施加電壓以及電阻 值來運(yùn)算流過逆變器電路的估計(jì)電流值，通過比較由實(shí)電流檢測(cè)部件檢測(cè)出 的實(shí)際電流值和估計(jì)電流值，從而檢測(cè)各相中流過的電流值的異常。在專利 文獻(xiàn)2的裝置中，利用3相交流電機(jī)的各相的電流值的和為零，在檢測(cè)出的 各相電流值的和不是零的情況下判定為異常。在專利文獻(xiàn)3的裝置中，采用 電流檢測(cè)電阻的電壓下降值構(gòu)成的第1電流值作為逆變器電路中的下側(cè)開關(guān) 元件的占空比為規(guī)定值以上的相的電流值，采用對(duì)其他兩相的電流檢測(cè)電阻 的電壓下降值的和的符號(hào)進(jìn)行了反向的第2電流值作為下側(cè)開關(guān)元件的占空 比小于規(guī)定值的相的電流值，從而即使元件的占空比較小且無法正確地檢測(cè) 電流的情況下，也能夠通過第2電流值來提高電流檢測(cè)精度。在專利文獻(xiàn)4 的裝置中，在逆變器電路的上下的開關(guān)元件都成為截止?fàn)顟B(tài)的死區(qū)(dead time )期間，檢測(cè)通過與開關(guān)元件并聯(lián)連接的回流二極管而流過的相電流，
從而延長采樣時(shí)間，進(jìn)行高精度的電機(jī)控制。日本特開2005-143153號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)2]日本特開平6_253585號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)3]日本特開2003-164159號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)4]日本特開2007-1898"號(hào)公報(bào)
在使用了上述那樣的逆變器電路的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，由于已知電機(jī)的各 相電流的和為零，因此可以通過像專利文獻(xiàn)2那樣檢測(cè)各相電流來判定它們 的和是否為零，從而判定電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置或者電機(jī)的故障的有無。
但是，在以PWM信號(hào)使各個(gè)相中設(shè)置了上下一對(duì)的開關(guān)元件導(dǎo)通/截止 的逆變器電路中，如圖4所示，在上側(cè)開關(guān)元件的接通(turn-on)時(shí)間Tl較 短時(shí)(即，導(dǎo)通占空比較小時(shí))，下側(cè)開關(guān)元件的接通時(shí)間T2變長，如圖5 所示，在上側(cè)開關(guān)元件的接通時(shí)間Tl較長時(shí)(即，導(dǎo)通占空比較大時(shí))，下 側(cè)開關(guān)元件的接通時(shí)間T2變短。
在圖4的情況下，下側(cè)開關(guān)元件的接通時(shí)間T2較長，所以可高精度地檢 測(cè)經(jīng)由該開關(guān)元件流過電流^r測(cè)電阻的相電流，但在圖5的情況下，由于下 側(cè)開關(guān)元件的接通時(shí)間T2較短，所以高精度地檢測(cè)經(jīng)由該開關(guān)元件流過電流 檢測(cè)電阻的相電流較為困難。即，專利文獻(xiàn)3中也有記載，在下側(cè)開關(guān)元件 的占空比例如小于30%時(shí)，通過被施加在該元件上的柵極電壓的波形鈍化等， 開關(guān)元件有時(shí)不會(huì)充分接通，從而無法正確地;險(xiǎn)測(cè)相電流。此外，在將各相 的電流檢測(cè)電阻中產(chǎn)生的電壓對(duì)電容器進(jìn)行充電并釆樣保持(sample hold) 從而檢測(cè)相電流的情況下，開關(guān)元件的接通時(shí)間變得比充電電路的時(shí)間常數(shù) 短，從而采樣保持不會(huì)正確地進(jìn)行，相電流的檢測(cè)中會(huì)產(chǎn)生誤差。
結(jié)果，有時(shí)電流檢測(cè)電阻檢測(cè)的各相電流值的和不為零，從而判定為發(fā) 生了故障。然而，電流和不為零是因下側(cè)開關(guān)元件的占空比小而未能正確地 檢測(cè)相電流的原故，而不是因?yàn)殡姍C(jī)4或驅(qū)動(dòng)電路中存在異常，因此上述的 判定是誤判定。
這樣，在以往的裝置中，在逆變器電路的下側(cè)開關(guān)元件的占空比較小時(shí)， 有時(shí)不是故障而錯(cuò)誤地判定為故障。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種不會(huì)誤判定故障的有無的多相交流電
機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
作為本發(fā)明的前提的多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)的逆變器電
路；檢測(cè)電機(jī)的相電流的電流檢測(cè)部件；控制逆變器電路的開關(guān)元件的控制 部件；以及進(jìn)行故障有無的判定的第1判定部件。逆變器電路構(gòu)成為具有用 于多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件和與該元件并聯(lián)連接的回流二極管的臂在電 機(jī)的各個(gè)相中被設(shè)置上下 一對(duì)，并從各相的上下臂的連接點(diǎn)獲得用于電機(jī)驅(qū) 動(dòng)的電壓。電流檢測(cè)部件分別被設(shè)置在逆變器電路的各相的下臂上，檢測(cè)電 機(jī)的相電流?？刂撇考砸?guī)定的占空比來控制逆變器電路的各個(gè)開關(guān)元件的 導(dǎo)通/截止動(dòng)作。第1判定部件基于電流檢測(cè)部件檢測(cè)的電流值，進(jìn)行故障有 無的判定。
在本發(fā)明，在上述那樣的多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，設(shè)置用于判定逆變 器電路的上臂的開關(guān)元件的所有導(dǎo)通占空比是否小于規(guī)定值的第2判定部 件。并且，在通過第2判定部件判定為所述導(dǎo)通占空比不小于規(guī)定值時(shí)，第 1判定部件不進(jìn)行故障有無的判定，而在通過第2判定部件判定為所述導(dǎo)通 占空比小于規(guī)定值時(shí)，第1判定部件進(jìn)行故障有無的判定。
這樣，在上側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比較大時(shí)，即下側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占 空比較小時(shí)，即使電流檢測(cè)部件檢測(cè)出下側(cè)開關(guān)元件的較短的接通時(shí)間內(nèi)流 過的電流，也不會(huì)進(jìn)行基于檢測(cè)的電流值的故障診斷，所以不用擔(dān)心誤判定 為發(fā)生了故障，可以提高裝置的可靠性。
在本發(fā)明中，在判定為上側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比不小于規(guī)定值時(shí)，若 只有一個(gè)相的上臂開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比為規(guī)定值以上，則第2判定部件也
可以對(duì)該一個(gè)相的電流值的絕對(duì)值與其他相的電流值的和的絕對(duì)值進(jìn)行比 較，并在一個(gè)相的電流值的絕對(duì)值大于其他相的電流值的和的絕對(duì)值時(shí)，判 定一個(gè)相的電流值的檢測(cè)結(jié)果存在錯(cuò)誤。這樣，即使是沒有進(jìn)行故障判定的 情況下，也能夠判別特定相的電流值的檢測(cè)結(jié)果中存在錯(cuò)誤。
此外，在本發(fā)明中，在判定為上側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比不小于規(guī)定值 時(shí)，若除了一個(gè)相的多個(gè)相的上臂開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比為規(guī)定值以上，則 第2判定部件也可以對(duì)該多個(gè)相的電流值的和的絕對(duì)值與其他一相的電流值 的絕對(duì)值進(jìn)行比較，并在多個(gè)相的電流值的和的絕對(duì)值大于其他一相的電流 值的絕對(duì)值時(shí)，判定多個(gè)相的電流值的檢測(cè)結(jié)果存在錯(cuò)誤。這樣，即使是沒 有進(jìn)行故障判定的情況下，也能夠判別特定的多個(gè)相的電流值的檢測(cè)結(jié)果中
存在錯(cuò)誤。
根據(jù)本發(fā)明，在下側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比小而無法正確地;險(xiǎn)測(cè)相電流 的情況下，不進(jìn)行故障診斷，因此不用擔(dān)心誤判定為發(fā)生了故障，能夠提高 裝置的可靠性。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示了故障診斷的步驟的流程圖。
圖3是表示了故障診斷的其他步驟的流程圖。
圖4是說明開關(guān)元件的接通時(shí)間的圖。
圖5是說明開關(guān)元件的接通時(shí)間的圖。
標(biāo)號(hào)說明
1控制單元
2P麗電路
3逆變器電路
4電機(jī)
5u、 5v、 5w采樣4呆持電路 6u、 6v、 6w直流;改大電路 Q1 Q6開關(guān)元件 D1 D6回流二極管 Ru、 Rv、 Rw電-庇;險(xiǎn)測(cè)電阻
具體實(shí)施例方式
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電結(jié)構(gòu)的圖。1 是由CPU或存儲(chǔ)器構(gòu)成的控制單元，2是基于來自控制單元1的指令電壓 Vu Vw來輸出具有規(guī)定的占空比的PWM信號(hào)的公知的PWM電路，3是基 于來自PWM電路2的PWM信號(hào)來輸出用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的3相電壓(U相電 壓、V相電壓、W相電壓)的逆變器電路。4是通過從逆變器電路3輸出的3 相電壓驅(qū)動(dòng)的3相交流電機(jī)(下面簡(jiǎn)稱為"電機(jī)")，4u、 4v、 4w是電機(jī)4的 各相線圈，5u、 5v、 5w是在規(guī)定區(qū)間對(duì)用于相電流檢測(cè)的電壓進(jìn)行采樣，并 進(jìn)行采樣保持的采樣保持電路，6u、 6v、 6w是對(duì)采樣保持電路5u、 5v、 5w
的輸出進(jìn)行放大的直流放大電路。Kl、 K2、 K3是連接在逆變器電路3和電 機(jī)4之間的繼電器(relay )。也可以使用大電流開閉用的開關(guān)來代替繼電器。 由控制單元l、 PWM電路2、逆變器電路3、采樣保持電路5u、 5v、 5w、直 流放大電路6u、 6v、 6w、以及繼電器K1、 K2、 K3構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
逆變器電路3被連接在電池E的正極和負(fù)極(地)之間，將電池E的直 流電壓變換為交流電壓。該逆變器電路3是公知的電路，具有在U相、V相、 W相上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置的上下一對(duì)的臂，各個(gè)臂包括開關(guān)元件Q1 Q6、與這些 開關(guān)元件分別并聯(lián)連接的回流二極管D 1 D6。開關(guān)元件Q 1~Q6由MOS型FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)構(gòu)成，但也可以使用IGBT (絕緣柵型雙極型晶體管)等元 件來代替。在各個(gè)開關(guān)元件Q1 Q6的各自的柵極上，從PWM電路2分別提 供6種(U相上、U相下、V相上、V相下、W相上、W相下)PWM信號(hào)。 在PWM信號(hào)的導(dǎo)通(High:高電平)區(qū)間，開關(guān)元件Q1 Q6成為導(dǎo)通狀態(tài)， 在PWM信號(hào)的截止(Low: j氐電平)區(qū)間，開關(guān)元件Q1 Q6成為截止?fàn)顟B(tài)。
通過這樣的開關(guān)元件Q1 Q6的導(dǎo)通/截止動(dòng)作，從逆變器電路3中的各 相的上下臂的連接點(diǎn)a、 c、 e獲得用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的U相電壓、V相電壓、W 相電壓，并提供給電機(jī)4。即，從開關(guān)元件Q1、 Q2的連接點(diǎn)a獲得U相電 壓，經(jīng)由繼電器K1提供給電機(jī)4的U相線圈4u。從開關(guān)元件Q3、 Q4的連 接點(diǎn)c獲得V相電壓，經(jīng)由繼電器K2提供給電機(jī)4的V相線圈4v。從開關(guān) 元件Q5、 Q6的連接點(diǎn)e獲得W相電壓，經(jīng)由繼電器K3提供給電機(jī)4的W 相線圈4w。電極4例如由3相無刷電才幾構(gòu)成。
逆變器電路3的各相下臂中設(shè)置了用于檢測(cè)電機(jī)4的相電流的電流檢測(cè) 電阻Ru 、 Rv 、 Rw。電流檢測(cè)電阻Ru與開關(guān)元件Q1 、 Q2串聯(lián)連接，該電阻 Ru的兩端產(chǎn)生的電壓(b點(diǎn)電位)被輸入到采樣保持電路5u。電流纟企測(cè)電阻 Rv與開關(guān)元件Q3、 Q4串聯(lián)連接，該電阻Rv的兩端產(chǎn)生的電壓(d點(diǎn)電位) 被輸入到采樣保持電路5v。電流檢測(cè)電阻Rw與開關(guān)元件Q5、 Q6串聯(lián)連接， 該電阻Rw的兩端產(chǎn)生的電壓(f點(diǎn)電位)被輸入到采樣保持電路5w。
采樣保持電路5u、 5v、 5w分別具有開關(guān)Su、 Sv、 Sw、電容器Cu、 Cv、 Cw、差動(dòng)放大器Au、 Av、 Aw。在逆變器電路3的電流檢測(cè)電阻Ru、 Rv、 Rw中流過電流，電阻的兩端產(chǎn)生要一全測(cè)的電壓時(shí)，開關(guān)Su、 Sv、 Sw通過來 自控制單元1的采樣信號(hào)SPu、 SPv、 SPw而導(dǎo)通，要檢測(cè)的電壓通過開關(guān) Su、 Sv、 Sw的導(dǎo)通，以充電到電容器Cu、 Cv、 Cw的方式而^皮采樣。然后，
在電流4全測(cè)電阻Ru、 Rv、 Rw中不流過電流，需要保持所采樣的電壓時(shí)，開 關(guān)Su、 Sv、 Sw截止，電容器Cu、 Cv、 Cw中所充電的電壓被保持。這樣被 采樣保持的電壓由直流放大電路6u、 6v、 6w放大，作為相電流Iu、 Iv、 Iw 而輸出。這些相電流Iu、 Iv、 Iw表示電才幾4的各相中流過的實(shí)際的電流值， 作為相電流檢測(cè)值而被提供給控制單元1。
在控制單元1,基于由轉(zhuǎn)矩傳感器(省略圖示)檢測(cè)出的轉(zhuǎn)矩值和由車 速傳感器(省略圖示)檢測(cè)出的車速值，計(jì)算應(yīng)流過電機(jī)4的各相的電流， 即用于獲得必要的操縱輔助力的電機(jī)電流的目標(biāo)值，比較該目標(biāo)值和相電流 Iu、 Iv、 Iw(檢測(cè)值)，從而求出它們的偏差。并且，基于所得到的偏差，運(yùn) 算提供給PWM電路2的各相的指令電壓Vu、 Vv、 Vw。該指令電壓是用于 進(jìn)行反饋控制以在電4幾4的各相線圈4u、 4v 、 4w中流過目標(biāo)值的電流的參 數(shù)。PWM電路2基于指令電壓來生成具有規(guī)定的占空比的前述6種PWM信 號(hào)，并將這些信號(hào)分別提供給逆變器電路3的開關(guān)元件Q1 Q6，以使與指令 電壓Vu、 Vv、 Vw對(duì)應(yīng)的U相電壓、V相電壓、W相電壓被提供給電機(jī)4。 此外，從控制單元1輸出用于控制各個(gè)繼電器K1、 K2、 K3的導(dǎo)通/截止的繼 電器控制信號(hào)。
在以上的結(jié)構(gòu)中，電流檢測(cè)電阻Ru、 Rv、 Rw構(gòu)成本發(fā)明的電流一全測(cè)部 件的一實(shí)施方式，控制單元1構(gòu)成本發(fā)明的第1判定部件，第2判定部件的 一實(shí)施方式，控制單元1以及PWM電路2構(gòu)成本發(fā)明的控制部件的一實(shí)施 方式。
下面，基于圖2所示的流程圖說明圖1的電路中的故障診斷的步驟。 在步驟Sl中，基于b點(diǎn)電位通過采樣保持電路5u以及直流放大電路6u 檢測(cè)電流檢測(cè)電阻Ru中流過的U相電流Iu。在步驟S2,基于d點(diǎn)電位通過 采樣保持電路5v以及直流放大電路6v 4全測(cè)電流;險(xiǎn)測(cè)電阻Rv中流過的V相 電流Iv。在步驟S3，基于f點(diǎn)電位通過采樣保持電路5w以及直流放大電路 6w檢測(cè)電流檢測(cè)電阻Rw中流過的W相電流Iw。
接著，在步驟S4，判定逆變器電路3的上側(cè)開關(guān)元件Q1、 Q3、 Q5的導(dǎo) 通占空比是否都小于70%。開關(guān)元件Q1、 Q3、 Q5的導(dǎo)通占空比可以通過控 制單元1自己檢查從控制單元1向PWM電路2提供怎樣的指令電壓來進(jìn)行 判別。在步驟S4的判定結(jié)果，若上側(cè)開關(guān)元件Ql、 Q3、 Q5的導(dǎo)通占空比 小于70%,換言之下側(cè)開關(guān)元件Q2、 Q4、 Q6的導(dǎo)通占空比為30%以上(步 驟S4為"是")，則轉(zhuǎn)移到步驟S5 S7的故障診斷處理。
在步驟S5，基于由步驟S1 S3檢測(cè)的U相電流Iu、 V相電流Iv、 W相 電流Iw，運(yùn)算各相電流值的和I=Iu+Iv+Iw。在下一個(gè)步驟S6，對(duì)由步驟S5 求出的I的絕對(duì)值lll和規(guī)定值a進(jìn)行比較。理論上，由于電機(jī)的各相電流的 和為零，所以a的值理想的是o^0,但實(shí)際上成為稍微包含了誤差分量的值。 在步驟S6的判定結(jié)果，若不是lllxx (步驟S6為"否")，則判斷為裝置正 常運(yùn)行，從而結(jié)束處理而不執(zhí)行步驟S7。另一方面，在步驟S6的判定結(jié)果， 若是ll卜a (步驟S6為"是")，則進(jìn)至步驟S7，并判定裝置中發(fā)生了故障。 然后，控制單元1進(jìn)行使電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作停止的處理。
此外，在步驟S4的判定結(jié)果，若上側(cè)開關(guān)元件Ql、 Q3、 Q5的導(dǎo)通占 空比不小于70。/。，換言之下側(cè)開關(guān)元件Q2、 Q4、 Q6的導(dǎo)通占空比小于30% (步驟S4為"否，，)，則結(jié)束處理而不執(zhí)行步驟S5 S7的故障診斷處理。這一 點(diǎn)為本實(shí)施方式的特征，通過這樣能夠回避故障有無的誤判定。
即，在下側(cè)開關(guān)元件Q2、 Q4、 Q6的導(dǎo)通占空比小于30%的狀態(tài)下，元 件的接通時(shí)間較短，所以電流檢測(cè)電阻Ru、 Rv、 Rw中流過電流的期間d 、于 采樣保持電路5u、 5v、 5w的電容器Cu、 Cv、 Cw的充電時(shí)間常數(shù)。因此， 電流檢測(cè)電阻Ru、 Rv、 Rw中產(chǎn)生的電壓不會(huì)被電容器Cu、 Cv、 Cw正確地 采樣保持，從直流放大電路6u、 6v、 6w輸出的相電流Iu、 Iv、 Iw的值會(huì)產(chǎn) 生誤差。從而，如果這時(shí)進(jìn)行故障診斷處理，則各相電流值的和Iu+Iv+Iw不 會(huì)成為零，有可能誤判定為故障。然而，如上所述，若在下側(cè)開關(guān)元件Q2、 Q4、 Q6的導(dǎo)通占空比小于30%的情況下禁止故障診斷處理，則不會(huì)有基于 電流值的故障診斷，不用擔(dān)心誤判定為發(fā)生了故障，能夠提高裝置的可靠性。
圖3是表示故障診斷的其他步驟的流程圖。在圖3中，對(duì)于進(jìn)行與圖2 相同的處理的步驟附加相同的標(biāo)號(hào)。對(duì)于步驟S1 S7，與圖2完全相同。即， 在步驟SH企測(cè)U相電流Iu，在步驟S2檢測(cè)V相電流Iv,在步驟S3檢測(cè)了 W相電流Iw之后，在步驟S4判定上側(cè)開關(guān)元件Q1、 Q3、 Q5的導(dǎo)通占空比 是否都小于70%,若小于70% (步驟S4為"是"),則執(zhí)行步驟S5 S7的故 障診斷處理。圖2的情況下，若在步驟S4導(dǎo)通占空比不小于70% (步驟S4 為"否")，則結(jié)束了處理而不進(jìn)行故障診斷，但在圖3中，在導(dǎo)通占空比不 小于70%的情況下(步驟S4為"否，，)，追加了步驟S8 S13的處理。
在步驟S8，判定導(dǎo)通占空比為70%以上的上側(cè)開關(guān)元件是否只有一個(gè)。
若只有一個(gè)(步驟S8為"是")，則將該開關(guān)元件的相(設(shè)為A相)的檢測(cè) 電流值設(shè)為iA,將導(dǎo)通占空比小于70%的其他兩相(設(shè)為B相、C相)的檢 測(cè)電流值設(shè)為iB、 iC時(shí)，在步驟S9判定是否成立以下關(guān)系，
I iA I >> I iB+iC I ... ( 1 ) 即，判定是否成立liAl-liB+iC卜(3的關(guān)系。這里，p是預(yù)先設(shè)定的閾值。在 上述式(1 )的關(guān)系的成立時(shí)(步驟S9為"是")，進(jìn)至步驟SIO，不成立時(shí)
(步驟S9為"否")，結(jié)束處理而不執(zhí)行步驟SIO。
在步驟S10,在式(1 )的關(guān)系成立的情況下判定為A相的電流檢測(cè)結(jié)果 存在錯(cuò)誤。在上面的例子中，由于A相的上側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比為70% 以上(下側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比小于30。/。)，因而A相的檢測(cè)電流值iA的 可靠性低。另一方面，由于B相和C相的上側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比小于70。/c)
(下側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比為30%以上)，因而B相、C相的檢測(cè)電流值iB、 iC是可靠的值。并且，各相電流的和iA+iB+iC在理論上應(yīng)成為零，因此在 對(duì)iA和iB+iC進(jìn)行了比較的情況下，在如式(l)所示，iA的絕對(duì)值相對(duì)于 iB+iC的絕對(duì)值極大時(shí)，可以說A相的檢測(cè)電流值iA明顯異常。因此，控制 單元1判定A相電路中發(fā)生了故障且A相的檢測(cè)電流值iA錯(cuò)誤，從而進(jìn)行 故障信號(hào)輸出等處理。這樣，即使是沒有進(jìn)行步驟S5 S7的故障判定的情況 下，對(duì)于上側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比為70%以上的特定相，能夠判別在電流 值的檢測(cè)結(jié)果中存在錯(cuò)誤。
另一方面，在步驟S8，導(dǎo)通占空比為70%以上的上側(cè)開關(guān)元件不只一個(gè) 時(shí)(步驟S8為"否，，)，轉(zhuǎn)移到步驟Sll,判定導(dǎo)通占空比為70%以上的上側(cè) 開關(guān)元件是否為兩個(gè)。若是兩個(gè)(步驟S11為"是")，則將這些開關(guān)元件的 相(設(shè)為D相、E相)的檢測(cè)電流設(shè)為iD、 iE,將導(dǎo)通占空比小于70%的其 它一相(設(shè)為F相)的檢測(cè)電流設(shè)為iF時(shí)，在步驟S12判定是否成立以下關(guān) 系，
I iD+iE I 〉> I iF I …(2) 即，判定是否成立l iD+正l-l iF |>丫的關(guān)系。這里，Y是預(yù)先設(shè)定的閾值。在 上述式(2)的關(guān)系的成立時(shí)(步驟S12為"是")，進(jìn)至步驟S13,不成立時(shí) (步驟S12為"否")，結(jié)束處理而不執(zhí)行步驟S13。
在步驟S13,在式(2)的關(guān)系成立時(shí)，判定D相或者E相的電流檢測(cè)結(jié) 果中存在錯(cuò)誤。在該例的情況下，由于D相和E相的上側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占
空比為70%以上(下側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比小于30%)，因而D相和E相 的檢測(cè)電流值iD、正的可靠性低。另一方面，由于F相的上側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo) 通占空比小于70% (下側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比為30%以上)，因而F相的 檢測(cè)電流值iF是可靠的值。并且，各相電流的和iD+iE+iF在理論上應(yīng)成為零， 因此在對(duì)iD+iE和iF進(jìn)行了比較的情況下，在如式(2 )所示，iD+正的絕對(duì) 值相對(duì)于iF的絕對(duì)值極大時(shí)，可以說D相、E相的檢測(cè)電流值iD、 iE明顯 異常。因此，控制單元1判定D相或者E相的電路中發(fā)生了故障且該相的檢 測(cè)電流值iD、正錯(cuò)誤，從而進(jìn)行故障信號(hào)輸出等處理。這樣，即使是沒有進(jìn) 行步驟S5 S7的故障判定的情況下，對(duì)于上側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比為70% 以上的特定的多個(gè)相，能夠判別在電流值的檢測(cè)結(jié)果中存在錯(cuò)誤。
在以上敘述的實(shí)施方式中，作為是否進(jìn)行故障診斷的判斷基準(zhǔn)，列舉了 將上側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比設(shè)為小于70% (下側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比為 30%以上)的情況的例子，但這只是一例，例如也可以將上側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo) 通占空比設(shè)為小于80% (下側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比為20%以上)而進(jìn)行判定。
此外，在以上敘述的實(shí)施方式中，作為電機(jī)4列舉了無刷電機(jī)的例子，
交流電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
進(jìn)而，在以上敘述的實(shí)施方式中，列舉了將本發(fā)明應(yīng)用到車輛的電動(dòng)動(dòng) 力轉(zhuǎn)向裝置的例子，但本發(fā)明也可以應(yīng)用到驅(qū)動(dòng)門扇開閉用電機(jī)等的裝置中。
權(quán)利要求
1、一種多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括逆變器電路，構(gòu)成為具有用于多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件和與該元件并聯(lián)連接的回流二極管的臂在電機(jī)的各個(gè)相中被設(shè)置上下一對(duì)，并從各相的上下臂的連接點(diǎn)獲得用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電壓；電流檢測(cè)部件，分別被設(shè)置在所述逆變器電路的各相的下臂上，檢測(cè)電機(jī)的相電流；控制部件，以規(guī)定的占空比來控制所述逆變器電路的各個(gè)開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止動(dòng)作；以及第1判定部件，基于所述電流檢測(cè)部件檢測(cè)出的電流值，進(jìn)行故障有無的判定，所述多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于，包括第2判定部件，判定所述逆變器電路的上臂的開關(guān)元件的所有導(dǎo)通占空比是否小于規(guī)定值，在通過所述第2判定部件判定為所述導(dǎo)通占空比不小于規(guī)定值時(shí)，所述第1判定部件不進(jìn)行故障有無的判定，在通過所述第2判定部件判定為所述導(dǎo)通占空比小于規(guī)定值時(shí)，所述第1判定部件進(jìn)行故障有無的判定。
2、 如權(quán)利要求1所述的多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在判定為所述導(dǎo)通占空比不小于規(guī)定值時(shí)，若只有一個(gè)相的上臂的開關(guān) 元件的導(dǎo)通占空比為規(guī)定值以上，則所述第2判定部件對(duì)該一個(gè)相的電流值 的絕對(duì)值與其他相的電流值的和的絕對(duì)值進(jìn)行比較，在所述一個(gè)相的電流值的絕對(duì)值大于其他相的電流值的和的絕對(duì)值時(shí)， 所述第2判定部件判定所述一個(gè)相的電流值的檢測(cè)結(jié)果存在錯(cuò)誤。
3、 如權(quán)利要求1所述的多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 在判定為所述導(dǎo)通占空比不小于規(guī)定值時(shí)，若除了一個(gè)相的多個(gè)相的上臂的開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比為規(guī)定值以上，則所述第2判定部件對(duì)該多個(gè)相 的電流值的和的絕對(duì)值與其他一相的電流值的絕對(duì)值進(jìn)行比較，在所述多個(gè)相的電流值的和的絕對(duì)值大于其他一相的電流值的絕對(duì)值 時(shí)，所述第2判定部件判定所述多個(gè)相的電流值的檢測(cè)結(jié)果存在錯(cuò)誤。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不會(huì)誤判定故障的有無的多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。該多相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括逆變器電路(3)；分別被設(shè)置在逆變器電路(3)的各相的下臂上，用于檢測(cè)電機(jī)(4)的相電流的電流檢測(cè)電阻(Ru、Rv、Rw)；以規(guī)定的占空比來控制逆變器電路(3)的開關(guān)元件(Q1～Q6)的導(dǎo)通/截止動(dòng)作的控制單元(1)；以及PWM電路(2)，其中，在逆變器電路(3)的上臂的開關(guān)元件(Q1、Q3、Q5)的導(dǎo)通占空比不小于規(guī)定值時(shí)，不進(jìn)行基于電流檢測(cè)電阻(Ru、Rv、Rw)檢測(cè)出的電流值的故障有無的判定。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK101388632SQ20081012828
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者郡司敬太 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社