本發(fā)明尤其涉及電動(dòng)機(jī)及控制單元采用冗余系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。

背景技術(shù)：

作為以往的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，在電動(dòng)機(jī)中共設(shè)有兩組線圈繞組，且具備控制單元，該控制單元具有能獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)該兩組線圈繞組的兩組逆變器電路，協(xié)同控制兩組逆變器電路，在異常時(shí)，僅利用正常動(dòng)作的組來(lái)繼續(xù)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。并且，也已知有除了控制單元的逆變器電路以外也采用雙重系統(tǒng)來(lái)防備故障的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第3839358號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題

專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的現(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，+b電源、輸入電路、cpu、輸出電路等分別由兩組構(gòu)成，若一方發(fā)生異常，則能利用另一正常側(cè)繼續(xù)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)控制。然而，僅具有兩組控制單元來(lái)形成冗余系統(tǒng)從搭載到車輛的搭載性、成本層面來(lái)看具有較多弊端，需要考慮性價(jià)比和安全性雙方來(lái)構(gòu)成冗余系統(tǒng)。

本發(fā)明為了解決上述那樣的現(xiàn)有裝置的問(wèn)題點(diǎn)而完成，提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置具有進(jìn)一步考慮了搭載性的冗余系統(tǒng)，異常時(shí)能可靠地與正常時(shí)基本同樣地繼續(xù)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)控制。

解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案

本發(fā)明所涉及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置包括電動(dòng)機(jī)以及一體安裝于該電動(dòng)機(jī)的控制單元部，所述電動(dòng)機(jī)具有相對(duì)于單一的轉(zhuǎn)子具備獨(dú)立的兩組線圈繞組的定子，使車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，所述控制單元部具有：產(chǎn)生恒定電壓的電源電路；輸入各電路的動(dòng)作信息的輸入電路；用于驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)的線圈繞組的輸出電路；切斷對(duì)所述輸出電路的電流供給的電源繼電器電路；以及基于來(lái)自所述輸入電路的信息運(yùn)算控制量并向所述輸出電路輸出控制信號(hào)的中央處理裝置，所述控制單元部以分別獨(dú)立地向所述電動(dòng)機(jī)的線圈繞組供給電流或切斷該電流的方式形成雙系統(tǒng)，所述中央處理裝置具有檢測(cè)各所述電路或所述線圈繞組的異常的異常檢測(cè)功能，并且在兩個(gè)中央處理裝置間進(jìn)行通信，在一個(gè)系統(tǒng)中檢測(cè)到異常的情況下，利用另一個(gè)系統(tǒng)的所述控制單元來(lái)繼續(xù)進(jìn)行控制。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，即使在異常時(shí)也能與正常時(shí)同樣地進(jìn)行方向盤操作。此外，相對(duì)于電動(dòng)機(jī)的輸出軸同軸地搭載兩組控制單元，從而能使電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置小型化。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖2是以局部截面來(lái)表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖3是表示從圖2中的控制單元側(cè)觀察到的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖4是表示圖2中的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的控制基板的俯視圖。

圖5是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的動(dòng)作的流程圖。

圖6是以局部截面來(lái)表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖7是表示從圖6中的控制單元側(cè)觀察到的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖8是表示圖6中的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的控制基板的俯視圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式1.

下面，基于表示實(shí)施方式1的圖1～圖5來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。

圖1是表示電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的電氣系統(tǒng)的主要部分結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖中，控制單元1a、1b對(duì)具備兩組三相線圈繞組的電動(dòng)機(jī)2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，對(duì)方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向，且由所謂的逆變器電路3a、3b、搭載有中央處理裝置(以下稱為cpu)10a、10b的控制電路部4a、4b、形成電源繼電器電路的電源繼電器用開(kāi)關(guān)元件5a、5b等構(gòu)成。此外，從搭載于車輛的電池9經(jīng)由點(diǎn)火開(kāi)關(guān)7及電源電路13a、13b向控制電路部4a、4b進(jìn)行供電。

并且，搭載于例如方向盤附近來(lái)檢測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器、檢測(cè)車輛的行駛速度的速度傳感器等的信息從傳感器8輸入至控制電路部4a、4b。另外，控制單元1a、1b中設(shè)有多個(gè)用于與外部裝置相連接的端子(17a、17b、17c)，具體而言，通過(guò)將連接器固定于電路基板來(lái)進(jìn)行配置。

來(lái)自傳感器8的信息經(jīng)由控制電路部4a、4b的輸入電路12a、12b被傳輸?shù)絚pu10a、10b。cpu10a、10b基于該輸入的信息運(yùn)算用于使電動(dòng)機(jī)2旋轉(zhuǎn)的電流值，向驅(qū)動(dòng)電路11a、11b輸出控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路11a、11b分別接受輸入信號(hào)，輸出對(duì)構(gòu)成輸出電路的逆變器電路3a、3b的各開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制的控制信號(hào)。

另外，驅(qū)動(dòng)電路11a、11b僅有小電流流過(guò)，因此雖然配置于控制電路部4a、4b，但也可以配置于逆變器電路3a、3b。

此外，逆變器電路3a、3b對(duì)于各相的線圈繞組(u1、v1、w1)、(u2、v2、w2)具有相同的電路結(jié)構(gòu)，構(gòu)成為獨(dú)立地向各相線圈繞組進(jìn)行供電。該逆變器電路3a、3b設(shè)有分別向電動(dòng)機(jī)2的三相線圈繞組(u1、v1、w1)、(u2、v2、w2)供給輸出電流的上下臂用開(kāi)關(guān)元件(31u、31v、31w)、(32u、32v、32w)、連接或者切斷與電動(dòng)機(jī)2的線圈繞組u1、v1、w1之間的布線的電動(dòng)機(jī)繼電器用開(kāi)關(guān)元件34u、34v、34w、電流檢測(cè)用的分流電阻33u、33v、33w、及噪聲抑制用電容器30u、30v、30w。

此外，分流電阻33u、33v、33w兩端子間的電位差以及例如電動(dòng)機(jī)2的線圈繞組端子的電壓等也輸入至輸入電路12a、12b。這些信息也輸入至cpu10a、10b，運(yùn)算與運(yùn)算得到的電流值所對(duì)應(yīng)的檢測(cè)值之間的差異，構(gòu)成為進(jìn)行所謂的反饋控制，供給所需的電動(dòng)機(jī)電流以輔助轉(zhuǎn)向力。

另外，也輸出電源繼電器用開(kāi)關(guān)元件5a、5b的控制信號(hào)，能利用該電源繼電器用開(kāi)關(guān)元件5a、5b切斷向電動(dòng)機(jī)2的電流供給。同樣，電動(dòng)機(jī)繼電器用開(kāi)關(guān)元件34u、34v、34w也能分別獨(dú)立地切斷向電動(dòng)機(jī)2的電流供給。

此處，為了抑制因逆變器電路3a、3b的脈沖寬度調(diào)制而發(fā)出噪聲，由電容器、線圈構(gòu)成的濾波器6a、6b連接于電池9的電源端子(+b、gnd)。因電源繼電器用開(kāi)關(guān)元件5a、5b中有大電流流過(guò)而發(fā)熱，因此可以構(gòu)成為電源繼電器用開(kāi)關(guān)元件5a、5b分別內(nèi)置于逆變器電路3a、3b并與逆變器電路3a、3b的散熱體相結(jié)合，由此來(lái)進(jìn)行散熱。

cpu10a、10b具備根據(jù)所輸入的各種信息來(lái)檢測(cè)逆變器電路3a、3b、線圈繞組(u1、v1、w1)、(u2、v2、w2)等的異常的異常檢測(cè)功能，在檢測(cè)到異常的情況下，根據(jù)該異常僅斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)繼電器用開(kāi)關(guān)元件34的規(guī)定相，并切斷電流供給?；蛘?，也能斷開(kāi)電源繼電器用開(kāi)關(guān)元件5a、5b，切斷電池9。并且，在檢測(cè)到異常的情況下，cpu10a、10b構(gòu)成為經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路16a、16b向例如燈等通知裝置15供電使其點(diǎn)亮。

另一方面，電動(dòng)機(jī)2是兩組三相線圈繞組呈三角形接線的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，搭載有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)傳感器9a、9b。為了確保冗余系統(tǒng)，該旋轉(zhuǎn)傳感器9a、9b也分別搭載有兩組傳感器，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)信息分別被傳輸至控制電路部4a、4b的輸入電路12a、12b。另外，電動(dòng)機(jī)2可以不是三相三角形接線的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，而是星形接線的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，也可以是兩對(duì)雙極有刷電動(dòng)機(jī)。此外，線圈繞組的規(guī)格與現(xiàn)有裝置相同可以是分布繞組也可以是集中繞組。然而，需要構(gòu)成為僅一組線圈繞組或兩組線圈繞組能輸出所希望的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩。

如上所述，控制單元1a、1b構(gòu)成為能分別獨(dú)立地使用輸入信號(hào)、運(yùn)算值、檢測(cè)值來(lái)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2。

此外，兩cpu10a、10b之間連接有通信線14，使得兩cpu10a、10b之間能交換數(shù)據(jù)、信息。通過(guò)該通信線14所進(jìn)行的信息的交換，能分別掌握對(duì)方側(cè)cpu10a、10b的動(dòng)作狀態(tài)。例如，能將cpu10a檢測(cè)出異常、使規(guī)定的開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)的情況傳輸給cpu10b。假設(shè)在cpu10a、10b自身發(fā)生異常的情況下，無(wú)法交換規(guī)定格式的定期通信信號(hào)，由此一個(gè)cpu能掌握另一個(gè)cpu發(fā)生異常的情況。

接著，利用圖2對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置整體的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖2示出了將具備控制單元1a、1b的控制單元部1安裝于電動(dòng)機(jī)2的上側(cè)、并使控制單元部1與電動(dòng)機(jī)2一體化后的構(gòu)造。

圖中，電動(dòng)機(jī)2通過(guò)將在輸出軸23的周圍安裝有永磁體(未圖示)的轉(zhuǎn)子21、與轉(zhuǎn)子21相對(duì)配置并卷繞有三相線圈繞組24的定子22安裝于圓筒狀的磁軛26內(nèi)而構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)輸出軸23上安裝有對(duì)電動(dòng)機(jī)2的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速的減速機(jī)28，從圖中下方取出輸出。

在電動(dòng)機(jī)2的上方(反輸出側(cè))，從每個(gè)三相線圈繞組24引出的3根(僅圖示2根)的延長(zhǎng)繞組25a、25b貫穿上框架50向上方延長(zhǎng)。該上框架50的上方同軸上配置有控制單元部1。另外，上框架50通過(guò)壓入等而固定于電動(dòng)機(jī)2的磁軛26。

控制單元部1例如具有絕緣性樹(shù)脂制的外殼51。該外殼51的內(nèi)側(cè)配置有與上框架50緊密接觸且由構(gòu)成輸出電路的逆變器電路3a、3b等構(gòu)成的功率模塊3，逆變器電路3a、3b的輸入輸出端子即腳部的一部分向上方延伸并與延長(zhǎng)繞組25a、25b相連接。此外，上框架50上層疊配置有中間構(gòu)件52，還層疊配置有控制基板4c。另外，該控制基板4c搭載有多個(gè)構(gòu)成控制電路部4a、4b的電子元器件，但僅圖示出cpu10a、10b、驅(qū)動(dòng)電路11a、11b。此外，cpu10a、10b基本相對(duì)于控制基板4c的中央呈對(duì)稱配置。并且，驅(qū)動(dòng)電路11a、11b安裝于控制基板4c的下表面，構(gòu)成逆變器電路3a、3b的功率模塊3以與該驅(qū)動(dòng)電路11a、11b相對(duì)的方式進(jìn)行配置。

此處，上框架50由導(dǎo)熱性優(yōu)異的例如鋁制造而成，通過(guò)與功率模塊3相抵接而起到作為散熱器的作用。另外，也可以采用功率模塊3自身內(nèi)置有散熱器的結(jié)構(gòu)，但多數(shù)情況下僅依靠?jī)?nèi)置的散熱器散熱性不充分，具有較大面積及容積的上框架50在散熱性方面表現(xiàn)優(yōu)異。并且，上框架50與磁軛26抵接，磁軛26也能發(fā)揮電動(dòng)機(jī)2及功率模塊3的散熱作用。通過(guò)使上框架50及磁軛26的外周露出至外部，能具有良好的散熱性。另外，上框架50起到用于分隔控制單元部1與電動(dòng)機(jī)2的分隔壁的作用，且構(gòu)成為經(jīng)由軸承27以可旋轉(zhuǎn)的方式對(duì)輸出軸23進(jìn)行支承。

中間構(gòu)件52安裝為向下方按壓功率模塊3，使功率模塊3與上框架50緊密接觸。此外，該中間構(gòu)件52設(shè)有對(duì)功率模塊3的多個(gè)輸入輸出端子部及電動(dòng)機(jī)2的延長(zhǎng)繞組25a、25b進(jìn)行定位的孔，并且設(shè)有用于隔著規(guī)定間隔固定控制基板4c的柱部52a。此外，中間構(gòu)件52也配置有電源(+b、gnd)線，與功率模塊3相連接。

該功率模塊3的輸出端子及電動(dòng)機(jī)2的線圈繞組的延長(zhǎng)繞組端引出到控制基板4c的上表面，在該部分進(jìn)行焊接而使兩者電連接。此外，上框架50的中央貫穿設(shè)有輸出軸23，該輸出軸23的前端安裝有磁體轉(zhuǎn)子9c。旋轉(zhuǎn)傳感器9a、9b以與該磁體轉(zhuǎn)子9c相對(duì)的方式排列安裝于控制基板4c。

另外，上框架50的下表面與電動(dòng)機(jī)2線圈繞組之間的空間中還安裝有電容器30，該電容器30經(jīng)由中間構(gòu)件52與功率模塊3的電源端子相連接(未圖示)。因此，控制單元部1的大部分配置在上框架50的上方，然而電容器30等的一部分也配置于電動(dòng)機(jī)2側(cè)，從而能力圖實(shí)現(xiàn)空間的有效利用。

外殼51的上表面配置有：電源端子(+b、gnd)用的連接器53a、53b；內(nèi)置有濾波器6a、6b的蓋板54a、54b；點(diǎn)火開(kāi)關(guān)7或傳感器8等的信號(hào)用的連接器55a、55b等多個(gè)連接器。圖3示出從上表面觀察該連接器類的配置的狀態(tài)。

圖3中，電源用連接器53a、53b及濾波器6a、6b以相鄰的方式分別配置有兩個(gè)。電源(+b、gnd)由端子53c、53d供給，經(jīng)由匯流條53g、53j與濾波器6a、6b的電容器、線圈相連接(匯流條作為透視圖示出)。

此外，傳感器的信號(hào)用連接器55a、55b配置于外殼51的周邊，該連接器55a、55b的端子55c、55d(透視圖)向控制單元部1內(nèi)延長(zhǎng)并與控制基板4c結(jié)合。因此，端子55c、55d沿著外殼51的內(nèi)周面延長(zhǎng)，延長(zhǎng)至控制基板4c的周邊。此外，控制基板4c搭載有多個(gè)電子元器件，因此構(gòu)成為連接用端子、匯流條配置在控制基板4c的周邊部并利用布線圖案引入到中央，從而能有效地利用控制基板4c的面積。

此外，濾波器6a、6b是比較大型的元器件，因此不搭載在控制基板4c上，而構(gòu)成為配置在外殼51的上表面，由蓋板54a、54b覆蓋，由此能有效利用空間。并且，外殼51的上方端附近配置有兩組經(jīng)由了電源的濾波器6a、6b的電源用匯流條56c、56d，向控制單元部1內(nèi)延長(zhǎng)并與功率模塊3、電源繼電器用開(kāi)關(guān)元件5a、5b相連接。此外，外殼51的上方設(shè)有覆蓋4根匯流條(53g、53j)與從控制單元部1內(nèi)延伸而出的4根匯流條(56c、56d)的連接部的蓋板56。

如上所述，兩組連接器類獨(dú)立地彼此基本平行地配置于外殼51，一邊保持各部的獨(dú)立性，一邊通過(guò)外殼51的外周內(nèi)側(cè)以同樣的方式向控制單元部1延長(zhǎng)。由此，能力圖縮小控制單元部1整體的面積、容積。

圖4是從上方觀察控制基板4c的俯視圖，僅示出主要的電子元器件。

圖中，單一的控制基板4c安裝有兩組控制電路，從中心線4d向左右分離地配置各元器件。圖中，左側(cè)安裝有第1系統(tǒng)的控制電路，右側(cè)安裝有第2系統(tǒng)的控制電路。此處，若對(duì)第2系統(tǒng)的控制電路進(jìn)行說(shuō)明，則在控制基板4c的上部附近安裝有電源電路13b的元器件，該元器件的下方安裝有cpu10b，更下方安裝有輸入電路12b。驅(qū)動(dòng)電路11b、旋轉(zhuǎn)傳感器9b安裝于控制基板4c的背面。控制基板4c的周邊部配置有各信號(hào)用連接器端子55d、以及3根來(lái)自電動(dòng)機(jī)2的延長(zhǎng)繞組25b，功率模塊3的輸出端子也延伸出3根，以與這些延長(zhǎng)繞組25b抵接。這些端子通過(guò)焊接相結(jié)合，對(duì)功率模塊3和電動(dòng)機(jī)2的線圈繞組進(jìn)行電連接。并且，控制基板4c的上方設(shè)有4個(gè)用于供電源線(+b、gnd)的匯流條56c、56d貫穿的孔。

由此，左右兩組電路網(wǎng)以基本相同的配置排列主要元器件，因此兩組的電氣性輸入、運(yùn)算處理、輸出均形成相同的流程。本實(shí)施方式中，相對(duì)于控制基板4c的中心線4d基本呈線對(duì)稱。

另外，控制基板4c的4個(gè)圓形標(biāo)記是用于供從中間構(gòu)件52延長(zhǎng)的基板固定用的柱部52a插入的孔。此外，中間構(gòu)件52自身固定于上框架50。即、形成上框架50、功率模塊3、中間構(gòu)件52、控制基板4c的層疊結(jié)構(gòu)，從而力圖縮小空間。

如上所述，兩組獨(dú)立的控制單元1a、1b在單一的外殼內(nèi)安裝于單一的控制基板4c，并排設(shè)置雙系統(tǒng)的控制電路。并且，電氣系統(tǒng)構(gòu)成為從處于裝置的最外部的連接器開(kāi)始完全分離獨(dú)立為兩組，在一個(gè)控制電路發(fā)生異常的情況下，能利用另一個(gè)控制電路進(jìn)行補(bǔ)充。

另外，車輛的電池9通常為一個(gè)，因此能將電源用連接器53a、53b設(shè)為單一的。同樣，也能夠構(gòu)成為到濾波器6a、6b為止設(shè)為單一，從控制單元1a、1b內(nèi)的電子電路部分開(kāi)始采用完全設(shè)為雙系統(tǒng)的配置、布線。此外，cpu10a、10b、輸入電路12a、12b內(nèi)置于同一封裝中，內(nèi)部的電路即使是雙重、獨(dú)立的也能實(shí)現(xiàn)同等的功能。

接著，對(duì)以上電路結(jié)構(gòu)及電動(dòng)機(jī)構(gòu)造中的控制動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。

各電路的控制基本根據(jù)cpu10的程序來(lái)處理，因此按照?qǐng)D5所示的流程圖進(jìn)行說(shuō)明。另外，cpu10a、10b基本進(jìn)行相同的處理，因此對(duì)一個(gè)cpu10a進(jìn)行說(shuō)明。

首先，若接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)7，則通過(guò)電源電路13a向cpu10a進(jìn)行供給電流，開(kāi)始處理。

步驟s1中，對(duì)ram、rom、端口等進(jìn)行初始化。接著，步驟s2中，獲取、存儲(chǔ)經(jīng)由輸入電路12a輸入的所有信息。該信息中也包含對(duì)方側(cè)的cpu10b的通信數(shù)據(jù)。

步驟s3中，檢查對(duì)方側(cè)的cpu10b中是否有異常檢測(cè)。能通過(guò)解讀與對(duì)方側(cè)cpu10b之間的通信數(shù)據(jù)來(lái)判定對(duì)方側(cè)是否有異常。在對(duì)方側(cè)cpu10b沒(méi)有發(fā)生異常的情況下(n：no(否))，步驟s4中檢查自身是否有異常。此處，在沒(méi)有檢測(cè)到異常的情況下(n)，前進(jìn)至步驟s5，運(yùn)算兩個(gè)cpu10a、10b均沒(méi)有發(fā)生異常的通常的控制量1。

另一方面，步驟s3中，在對(duì)方側(cè)發(fā)生異常的情況下(y：yes(是))，前進(jìn)至步驟s6，與步驟s4同樣地檢查自身是否有異常。此處，在自身發(fā)生異常的情況下(y)，前進(jìn)至步驟s11，進(jìn)行自己異常時(shí)的處理。在自身沒(méi)有異常的情況下(n)，前進(jìn)至步驟s7，運(yùn)算對(duì)方側(cè)異常、自己正常的條件下的控制量2。之后，前進(jìn)至步驟s8

接著，在步驟s4或步驟s6中，在判斷為cpu10a自身發(fā)生異常的情況下，前進(jìn)至步驟s11，輸出控制信號(hào)，使得停止向驅(qū)動(dòng)電路11a的輸出。另外，可以基于發(fā)生了的異常分類為多個(gè)水平。例如，在線圈繞組或逆變器電路3a、3b的開(kāi)關(guān)元件的接地短路或電源短路的情況下，輸出控制信號(hào)，使得包含電源繼電器用開(kāi)關(guān)元件5a在內(nèi)的所有開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)。

此外，在逆變器電路3a、3b的上下臂的開(kāi)關(guān)元件31u、31v、31w中的一個(gè)、或電動(dòng)機(jī)繼電器用開(kāi)關(guān)元件34u、34v、34w發(fā)生斷路故障的情況下，也可以僅對(duì)發(fā)生該異常的相停止驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件，其他的相如通常一樣輸出控制指令。因此，步驟11中，除了全面停止?fàn)顟B(tài)的異常時(shí)的處理以外，能設(shè)定為可以繼續(xù)處理一部分的控制。另外，在上述那樣能進(jìn)行2相驅(qū)動(dòng)的情況下，也需要控制量的運(yùn)算處理，因此，有時(shí)利用步驟s5、s7進(jìn)行處理更為有效率。

接著，步驟s12中，使用通信線14發(fā)送異常狀態(tài)的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)中將異常的水平、例如所有開(kāi)關(guān)元件均處于斷開(kāi)狀態(tài)也包含在內(nèi)來(lái)進(jìn)行發(fā)送。在僅某一相斷開(kāi)的狀態(tài)下，也能夠?qū)⒃撉闆r下的控制量與正常時(shí)比較得到的比例等包含在內(nèi)來(lái)進(jìn)行發(fā)送，但上述異常內(nèi)容的通信也能夠通過(guò)步驟s9及步驟s10進(jìn)行處理。由此，對(duì)方側(cè)能掌握異常的內(nèi)容。因此，能根據(jù)對(duì)方側(cè)的異常校正自己的控制量并輸出。

接著，步驟s5中，對(duì)兩控制單元均未發(fā)生異常的通常時(shí)的控制量的運(yùn)算方法進(jìn)行說(shuō)明。

步驟s5中，與現(xiàn)有裝置同樣，根據(jù)車速及轉(zhuǎn)矩計(jì)算所要求的電流值，并將其分割為1/2。該1/2的電流值是一個(gè)控制單元負(fù)責(zé)的控制量。并且，根據(jù)分流電阻33的電位差檢測(cè)當(dāng)前供給的電流，根據(jù)目標(biāo)值與該檢測(cè)值的差異，作為控制指令值來(lái)進(jìn)行輸出。

另一方面，步驟s7中，對(duì)方側(cè)系統(tǒng)發(fā)生異常，因此需要將僅自身的系統(tǒng)所要求的電流值作為控制量運(yùn)算2進(jìn)行供給?；蛘撸羰菍?duì)方側(cè)系統(tǒng)僅1相發(fā)生異常從而進(jìn)行2相驅(qū)動(dòng)的情況，則以供給2/3的電流值的方式進(jìn)行計(jì)算，輸出由此計(jì)算得到的控制指令值。此外，在對(duì)方側(cè)系統(tǒng)不處于能驅(qū)動(dòng)所有電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)的情況下，進(jìn)行控制使計(jì)算得到的控制量全部由自己的系統(tǒng)進(jìn)行輸出。并且，在如上所述僅1相發(fā)生異常的情況下，能利用步驟s5或步驟s7運(yùn)算2相驅(qū)動(dòng)用的控制量。即，能利用與通常時(shí)基本相同的步驟進(jìn)行運(yùn)算，最后通過(guò)校正為2相驅(qū)動(dòng)用來(lái)求出控制量。

并且，在兩cpu10a、10b中，能以僅變更分配率的相同步驟來(lái)執(zhí)行，能力圖實(shí)現(xiàn)控制邏輯的簡(jiǎn)化。

接著，步驟s8中，輸出控制指令，使得能基于控制指令值驅(qū)動(dòng)各開(kāi)關(guān)元件。逆變器電路3a、3b的上下開(kāi)關(guān)元件受到脈沖寬度調(diào)制，因此輸出與此對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)。

步驟s9中，檢查是否有異常。具體而言，能通過(guò)利用分流電阻33檢測(cè)驅(qū)動(dòng)各開(kāi)關(guān)元件而流動(dòng)的電流的方法來(lái)檢測(cè)異常，并能通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)的線圈繞組端子電壓進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)根據(jù)開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)而出現(xiàn)規(guī)定電壓的情況進(jìn)行判別，從而檢測(cè)異常。

并且，在經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間后檢測(cè)電流值相對(duì)于目標(biāo)電流值的差異也沒(méi)有接近的情況下，也存在漏電的可能性，因此能判斷為異常。

如上所述，通過(guò)監(jiān)視各部的電壓、電流來(lái)檢測(cè)異常，從而即使僅1相異常也能檢測(cè)出異常。

在檢測(cè)到上述異常的情況下，cpu10a將異常狀態(tài)也包含在內(nèi)來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，步驟s10中，經(jīng)由通信線14將異常狀態(tài)通知給對(duì)方側(cè)cpu10b。若有其他必要的信息，則包含在該處理中進(jìn)行發(fā)送是有效率的。例如，還能交換輸入電路12a的信息、控制量信息來(lái)檢測(cè)彼此的控制量運(yùn)算的正確性。

接著，步驟s13中，進(jìn)行待機(jī)直至經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間、例如5秒，若經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間(y)，則返回至步驟s2，再次重復(fù)相同的步驟，來(lái)推進(jìn)處理。

cpu10b也同樣地執(zhí)行以上所述的cpu10a的處理動(dòng)作，從而構(gòu)成雙重冗余系統(tǒng)。

因此，在沒(méi)有異常的通常狀態(tài)中，各控制單元每個(gè)負(fù)責(zé)1/2來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)2的控制，但在一方發(fā)生異常的情況下，即使最差的情況，正常的cpu也能繼續(xù)100％的控制，從而不會(huì)陷入駕駛員難以轉(zhuǎn)向的狀況。此外，能附加不僅自己系統(tǒng)的異常對(duì)于對(duì)方側(cè)系統(tǒng)的異常也進(jìn)行通知的功能，異常發(fā)生時(shí)對(duì)駕駛員的通知變得可靠，還能通知哪一側(cè)的電動(dòng)機(jī)2發(fā)生了異常。該通知例如能通過(guò)基于步驟s9或步驟s11的異常時(shí)的輸出，在步驟s10或步驟s12中使通知裝置15動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。

此外，即使在沒(méi)有發(fā)生異常的通常時(shí)，例如在一個(gè)控制單元的溫度高于另一方的情況下，也能如1/3對(duì)2/3那樣進(jìn)行不平衡控制。上述狀況能通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)：經(jīng)由通信線14發(fā)送一方向另一方求助的信息來(lái)通知對(duì)方側(cè)。此外，在自己也處于高溫中時(shí)，由于雙方均處于高負(fù)載狀態(tài)，因此能彼此降低目標(biāo)值來(lái)預(yù)防故障的發(fā)生。并且，控制量的分擔(dān)比例從理論上來(lái)說(shuō)可以任意地進(jìn)行變更，但僅設(shè)為2、3階段的比例對(duì)于控制規(guī)格的簡(jiǎn)化、以及cpu的程序的簡(jiǎn)化是有利的，進(jìn)而從cpu自身異常時(shí)的對(duì)應(yīng)方面來(lái)看是有利的。例如，正常側(cè)設(shè)為50、60％、100％，異常側(cè)為50％、35％、0％的3階段水平。

另外，上述實(shí)施例中，將步驟s10、s12的通信1、通信2獨(dú)立地設(shè)于兩個(gè)部位，這是由于將發(fā)生異常的狀況考慮在內(nèi)而使輸出系統(tǒng)獨(dú)立，也可以匯總成1個(gè)。此外，將步驟s9的異常檢測(cè)單元配置于輸出步驟s8之后，但也可以設(shè)置于例如步驟s2與步驟s3之間。

尤其各控制單元1a、1b中的開(kāi)關(guān)元件，需要將100％驅(qū)動(dòng)的情況考慮在內(nèi)充分確保其散熱性。具體而言，需要考慮元件自身的電流容量及散熱用散熱器構(gòu)造來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，對(duì)于電動(dòng)機(jī)2，也需要設(shè)計(jì)線圈與磁體的規(guī)格、各元器件的規(guī)模，使得即使僅利用一組3相線圈繞組也能輸出相對(duì)于所希望的轉(zhuǎn)速的最大轉(zhuǎn)矩。

并且，通過(guò)分離控制基板4c和功率模塊3，將發(fā)熱最多的功率模塊3遠(yuǎn)離控制基板4c進(jìn)行配置，從而能提高散熱性。

此外，采用如下構(gòu)造：在功率模塊3設(shè)置散熱器，使該散熱器與散熱面積、容積較大的其他散熱器(上框架50)緊密接觸，并且與磁軛26相抵接，從而將功率模塊的熱量傳導(dǎo)到磁軛26。因此，磁軛26也采用散熱性優(yōu)異的鋁制，也能提高電動(dòng)機(jī)2自身的散熱性。

此外，在一方發(fā)生了異常的情況下，散熱器(上框架50)是單一的，因此僅一個(gè)系統(tǒng)就能使用散熱器整體，能提高散熱性。通過(guò)該單一的散熱器(上框架50)還能形成沒(méi)有熱偏差的均勻的熱分布，并且通過(guò)使該散熱器的外周作為裝置的最外層露出，從而能進(jìn)一步有助于提高散熱性。

實(shí)施方式2.

接著，利用圖6～圖8對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2進(jìn)行說(shuō)明。

圖6是相當(dāng)于實(shí)施方式1的圖2的附圖，相同標(biāo)號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠帧４送猓w電路圖也與圖1同等。

圖6示出一對(duì)功率模塊3與輸出軸23平行配置的狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)2與圖2相同，因此省略說(shuō)明。另外，為了旋轉(zhuǎn)傳感器，電動(dòng)機(jī)2的輸出軸23的反輸出側(cè)的端部安裝有磁體轉(zhuǎn)子9c，與輸出軸23同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此外，上框架50基本形成為圓筒狀，形成有對(duì)控制單元部1和電動(dòng)機(jī)2之間進(jìn)行劃分的底部。

該底部中央安裝有以可旋轉(zhuǎn)的方式支承輸出軸23的軸承27。并且，圓筒部的外周的一部分具有凹凸?fàn)畹谋诓?0a，擴(kuò)大了表面積從而提高了散熱性。該壁部的內(nèi)側(cè)與兩個(gè)功率模塊3相抵接，提高了功率模塊3的導(dǎo)熱性。兩個(gè)功率模塊3以縱向配置的方式配置于上框架50的側(cè)壁，與圖2的橫向配置不同。此外，兩個(gè)功率模塊3之間與中間構(gòu)件52一起安裝有傳感器基板4e。

傳感器基板4e的中央部搭載有用于對(duì)安裝于磁體轉(zhuǎn)子9c的永磁體的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測(cè)的兩組旋轉(zhuǎn)傳感器9a、9b，從旋轉(zhuǎn)傳感器9a、9b分別獨(dú)立地向cpu10a、10b傳輸旋轉(zhuǎn)信息。此外，中間構(gòu)件52設(shè)有電源、接地等線，且起到使功率模塊3分別與壁部50a相抵接的梁的作用。

功率模塊3具有近似長(zhǎng)方體的封裝，該封裝的下表面配置有線圈繞組用端子，上表面配置有多個(gè)驅(qū)動(dòng)功率模塊3的各開(kāi)關(guān)元件的控制用端子、各端子的電壓監(jiān)視器、分流電阻的電壓監(jiān)視器等的信號(hào)用端子。另外，封裝的側(cè)面配置有電源、接地端子。

中間構(gòu)件52的上側(cè)安裝有控制基板4c，該基板安裝有cpu10a、10b、電源電路13a、13b、輸入電路12a、12b、驅(qū)動(dòng)電路11a、11b等多個(gè)電子元器件。并且，為了保護(hù)控制基板4c的周邊，由外殼51對(duì)其進(jìn)行覆蓋。因此，控制單元部1被外殼51和上框架50的一部分所包圍。

通過(guò)以上所述的結(jié)構(gòu)，上框架50起到用于功率模塊3的散熱器、軸承27的支承、控制單元部1與電動(dòng)機(jī)2的分隔壁、控制單元部1的外殼的一部分的多個(gè)作用。

此外，外殼51的上表面安裝有連接器類，圖7示出其概要結(jié)構(gòu)。

圖7中，電源用連接器53a、信號(hào)用連接器55a、濾波器的蓋板54a、電源用蓋板56a配置于圖中下側(cè)。另一方面，其他系統(tǒng)中，各連接器類相對(duì)于外殼51的中心點(diǎn)基本呈點(diǎn)對(duì)稱配置。即，第一系統(tǒng)中，從電源用連接器的圖中左側(cè)朝向右側(cè)形成電的流動(dòng)，第二系統(tǒng)中，從圖中的右側(cè)朝向左側(cè)形成電的流動(dòng)。

接著，圖8示出拆下外殼51后的狀態(tài)的概要結(jié)構(gòu)。

圖中，外周的上框架50的內(nèi)周側(cè)的最上段配置有控制基板4c，其下側(cè)的圖中兩側(cè)配置有功率模塊3。此外，控制基板4c的背面?zhèn)鹊墓β誓K3之間配置有傳感器基板4e。(中間構(gòu)件52未圖示)另外，控制基板4c上相對(duì)于中心點(diǎn)呈點(diǎn)對(duì)稱的位置也配置有電子元器件。

若如上所述相對(duì)于控制基板4c的中心點(diǎn)呈點(diǎn)對(duì)稱配置，則電源電路13a、13b將配置于彼此分離的位置。電源電路13a、13b例如具有恒定電源5v的情況下，由于處于彼此分離的位置，因此具有散熱性變佳的效果。此外，輸入電路周邊、驅(qū)動(dòng)電路周邊的布線擁擠的場(chǎng)所也隔離，能力圖實(shí)現(xiàn)基板面積的效率化。并且，信號(hào)用連接器端子55c、55d的排列也配置為相對(duì)于中心點(diǎn)呈點(diǎn)對(duì)稱，從而能順暢地進(jìn)行布線作業(yè)。

此外，與功率模塊3中的線圈繞組的延長(zhǎng)繞組端的連接采用將另一個(gè)端子壓入一個(gè)端子的凹部或孔中的壓合構(gòu)造，從而能高效地進(jìn)行連接作業(yè)。并且，控制用端子、信號(hào)用端子通過(guò)與控制基板4c直接焊接來(lái)進(jìn)行連接。

另外，電源、接地端子配置于功率模塊3的側(cè)面，與從中間構(gòu)件52延伸而出的端子相連接(未圖示)，因此在將功率模塊3配置于上框架50后，安裝傳感器基板4e、中間構(gòu)件52，最后層疊控制基板4c。層疊該控制基板4c時(shí)，將功率模塊3的各控制用、信號(hào)用端子插入控制基板4c的孔中。

如上所述，在使控制單元與電動(dòng)機(jī)一體化的裝置中，在構(gòu)成控制單元側(cè)的雙重冗余系統(tǒng)時(shí)，特別為了實(shí)現(xiàn)小型化，將外殼以及包含于其中的控制基板設(shè)為單一，并且沿著電的流動(dòng)將安裝于控制基板的各電子元器件配置為兩組彼此呈點(diǎn)對(duì)稱或線對(duì)稱，從而能實(shí)現(xiàn)基板面積的有效利用。此外，作為輸出電路的逆變器電路與電動(dòng)機(jī)的線圈繞組端相匹配地并排設(shè)置兩組，且配置于電動(dòng)機(jī)的線圈繞組的附近，從而能實(shí)現(xiàn)小型化，并且能使電動(dòng)機(jī)的線圈繞組端與逆變器電路的端子之間的連接接近。并且，通過(guò)使大面積、大容量的散熱器與逆變器電路緊密接觸，使該散熱器與電動(dòng)機(jī)的磁軛相抵接，從而能在小型化的基礎(chǔ)上提高逆變器電路的散熱性。

另外，本發(fā)明在其發(fā)明的發(fā)明內(nèi)可以對(duì)各實(shí)施方式適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變形、省略。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1、1a、1b：控制單元

2：電動(dòng)機(jī)

3：功率模塊(輸出電路)

3a、3b：逆變器電路

4a、4b：控制電路部

4c：控制基板

6a、6b：濾波器

5a、5b：電源繼電器用開(kāi)關(guān)元件(電源繼電器電路)

8：傳感器

9：電池

9a、9b：旋轉(zhuǎn)傳感器

10a、10b：中央處理裝置(cpu)

11a、11b：驅(qū)動(dòng)電路

12a、12b：輸入電路

13a、13b：電源電路

14：通信線

15：通知裝置

21：轉(zhuǎn)子

22：定子

23：輸出軸

24：繞組

50：上框架

51：外殼

52：中間構(gòu)件

53a、53b：信號(hào)用連接器

55a、55b：電源用連接器