馬達(dá)控制裝置、使用該馬達(dá)控制裝置的電動動力轉(zhuǎn)向裝置以及車輛的制作方法
【專利摘要】提供馬達(dá)控制裝置、電動動力轉(zhuǎn)向裝置和車輛，即使在馬達(dá)驅(qū)動電路發(fā)生了開路故障、短路故障的情況下，也能夠繼續(xù)進(jìn)行電動馬達(dá)的驅(qū)動控制。包括：指令值運(yùn)算部（31），其輸出針對多相電動馬達(dá)（22）的指令值，在多相電動馬達(dá)（22）中，以來自轉(zhuǎn)子的各磁極的同一磁通彼此不交叉的方式在定子上集中卷繞有至少第1多相馬達(dá)繞組和第2多相馬達(dá)繞組；馬達(dá)驅(qū)動電路（32A）、（32B），它們根據(jù)所述指令值，各自向各個多相馬達(dá)繞組提供多相馬達(dá)驅(qū)動電流；多相的馬達(dá)電流切斷部（33A）、（33B），它們各自安插在各個馬達(dá)驅(qū)動電路與各個多相馬達(dá)繞組之間；異常檢測部（31a），其分別檢測各個多相馬達(dá)驅(qū)動電流或者電壓的異常；以及異常時(shí)電流控制部，其在通過各異常檢測部中的任意一方檢測出至少一相的馬達(dá)驅(qū)動電流的異常時(shí)，將檢測出異常的一側(cè)的馬達(dá)電流切斷部控制成電流切斷狀態(tài)。
【專利說明】馬達(dá)控制裝置、使用該馬達(dá)控制裝置的電動動力轉(zhuǎn)向裝置以及車輛

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對車輛中安裝的多相電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制的馬達(dá)控制裝置、使用該馬達(dá)控制裝置的電動動力轉(zhuǎn)向裝置以及車輛。

【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)于對安裝在車輛中的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的電動馬達(dá)、電動制動裝置的電動馬達(dá)、電動汽車或混合動力車的行駛用電動馬達(dá)等進(jìn)行驅(qū)動控制的馬達(dá)控制裝置，期望即使在馬達(dá)控制系統(tǒng)發(fā)生異常的情況下，也能夠繼續(xù)進(jìn)行電動馬達(dá)的驅(qū)動。
[0003]為了滿足上述期望，提出了如下這樣的具有故障時(shí)控制單元的多相旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制裝置以及使用了該控制裝置的電動動力轉(zhuǎn)向裝置:例如對多相電動馬達(dá)的多相馬達(dá)繞組進(jìn)行二重化，從各自的逆變器部對二重化的多相馬達(dá)繞組提供電流，在一方的逆變器部的開關(guān)單元發(fā)生了不能導(dǎo)通的斷開(OFF)故障即開路故障的情況下，確定發(fā)生故障的故障開關(guān)單元，控制故障開關(guān)單元以外的開關(guān)單元，并且，控制包含故障開關(guān)單元的故障逆變器部以外的正常逆變器部(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4998836號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
[0008]并且，在上述專利文獻(xiàn)I記載的現(xiàn)有例中，在二重化的逆變器部中的一方發(fā)生了開關(guān)單元的斷開故障的情況下，控制除了發(fā)生了斷開故障的故障開關(guān)單元以外的開關(guān)單元，并且對于因控制包含故障開關(guān)單元的故障逆變器部而引起的轉(zhuǎn)矩的下降量，對正常逆變器部中的q軸電流指令值進(jìn)行校正，由此，抑制轉(zhuǎn)矩的下降而繼續(xù)進(jìn)行多相旋轉(zhuǎn)機(jī)的驅(qū)動控制。
[0009]因此，在上述現(xiàn)有例中，存在如下這樣的未解決的課題:雖然在逆變器部的開關(guān)單元發(fā)生了斷開故障的情況下，能夠產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩，但是在逆變器部的開關(guān)單元發(fā)生了短路故障的情況下，無法應(yīng)對。
[0010]因此，本發(fā)明是著眼于上述現(xiàn)有示例的未解決的問題而完成的，其目的在于提供如下這樣的馬達(dá)控制裝置、使用該馬達(dá)控制裝置的電動動力轉(zhuǎn)向裝置以及車輛:即使在馬達(dá)驅(qū)動電路發(fā)生了開路故障或短路故障的情況下，也能夠繼續(xù)進(jìn)行電動馬達(dá)的驅(qū)動控制。
[0011]用于解決問題的手段
[0012]為了解決上述目的，本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置的一個方式是對多相電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制的馬達(dá)控制裝置，該多相電動馬達(dá)在定子上至少按照兩個系統(tǒng)、由這兩個系統(tǒng)各自的同相的磁極以來自轉(zhuǎn)子的各磁極的同一磁通彼此不交叉的方式集中卷繞相對于轉(zhuǎn)子磁鐵為相同相位的第I多相馬達(dá)繞組以及第2多相馬達(dá)繞組。此外，馬達(dá)控制裝置具有:指令值運(yùn)算部，其輸出驅(qū)動多相電動馬達(dá)的指令值；第I馬達(dá)驅(qū)動電路和第2馬達(dá)驅(qū)動電路，它們根據(jù)從該指令值運(yùn)算部輸出的指令值，各自向第I多相馬達(dá)繞組和第2多相馬達(dá)繞組提供第I多相馬達(dá)驅(qū)動電流和第2多相馬達(dá)驅(qū)動電流。此外，馬達(dá)控制裝置具有:多相的第I馬達(dá)電流切斷部和第2馬達(dá)電流切斷部，它們各自安插在第I馬達(dá)驅(qū)動電路以及所述第2馬達(dá)驅(qū)動電路與第I多相馬達(dá)繞組以及第2多相馬達(dá)繞組之間；第I異常檢測部和第2異常檢測部，它們各自檢測第I多相馬達(dá)驅(qū)動電流和第2多相馬達(dá)驅(qū)動電流或者電壓的異常；以及異常時(shí)電流控制部，其在通過第I異常檢測部和第2異常檢測部中的任意一方檢測出至少一相的馬達(dá)驅(qū)動電流或者電壓的異常時(shí)，將檢測出異常的一側(cè)的馬達(dá)電流切斷部控制成電流切斷狀態(tài)。并且，馬達(dá)控制裝置在通過異常時(shí)電流控制部將所述第I馬達(dá)電流切斷部和所述第2馬達(dá)電流切斷部中的一方控制成電流切斷狀態(tài)時(shí)，該馬達(dá)電流切斷部所屬的異常系統(tǒng)對正常系統(tǒng)的磁影響得以抑制。
[0013]此外，本發(fā)明的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的一個方式將上述馬達(dá)控制裝置應(yīng)用于包含使轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助力的電動馬達(dá)的馬達(dá)控制裝置。
[0014]此外，本發(fā)明的車輛的一個方式具有上述馬達(dá)控制裝置。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，多相電動馬達(dá)至少按照兩個系統(tǒng)、由這兩個系統(tǒng)各自的同相的磁極以來自轉(zhuǎn)子的各磁極的同一磁通彼此不交叉的方式集中卷繞相對于轉(zhuǎn)子磁鐵為相同相位的多相馬達(dá)繞組，利用I個轉(zhuǎn)子相位檢測傳感器，通過各自的馬達(dá)驅(qū)動電路向各個多相馬達(dá)繞組提供多相馬達(dá)驅(qū)動電流，并且，在各個馬達(dá)驅(qū)動電路和多相馬達(dá)繞組之間設(shè)置馬達(dá)電流切斷部，在各個多相馬達(dá)驅(qū)動電流或者電壓中的一方發(fā)生異常的情況下，切斷設(shè)置在發(fā)生異常的多相馬達(dá)驅(qū)動電流的提供系統(tǒng)中的馬達(dá)電流切斷部。因此，即使在馬達(dá)驅(qū)動電路發(fā)生了開路故障或短路故障的情況下，也能夠在抑制對正常系統(tǒng)的磁影響的狀態(tài)下，通過正常的馬達(dá)驅(qū)動電路繼續(xù)進(jìn)行電動馬達(dá)的驅(qū)動。
[0017]此外，由于包含具有上述效果的馬達(dá)控制裝置而構(gòu)成電動動力轉(zhuǎn)向裝置，因此，即使在至少兩個系統(tǒng)的多相馬達(dá)驅(qū)動電流中的一方發(fā)生異常的情況下，也能夠通過正常的馬達(dá)驅(qū)動電路向電動馬達(dá)提供多相馬達(dá)驅(qū)動電流，能夠繼續(xù)進(jìn)行電動動力轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向輔助功能。
[0018]此外，由于包含具有上述效果的馬達(dá)控制裝置而構(gòu)成車輛，因此，即使在多相電動馬達(dá)的至少兩個系統(tǒng)的馬達(dá)驅(qū)動電路中的一方發(fā)生異常的情況下，也能夠通過正常的馬達(dá)驅(qū)動電路向電動馬達(dá)提供多相馬達(dá)驅(qū)動電流，繼續(xù)進(jìn)行電動馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生，能夠提供提高了電動馬達(dá)的可靠性的車輛。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是示出本發(fā)明的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的第I實(shí)施方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是示出第I實(shí)施方式的馬達(dá)控制裝置的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0021]圖3是示出第I實(shí)施方式的三相電動馬達(dá)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0022]圖4是示出圖3的三相電動馬達(dá)的繞組結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0023]圖5是示出正常時(shí)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向輔助電流指令值的關(guān)系的特性線圖。
[0024]圖6是示出異常時(shí)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向輔助電流指令值的關(guān)系的特性線圖。
[0025]圖7是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式的電路圖。
[0026]圖8是示出本發(fā)明第3實(shí)施方式的三相電動馬達(dá)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0027]圖9是用于說明第3實(shí)施方式的效果的電壓、電流波形圖。
[0028]圖10是示出本發(fā)明第4實(shí)施方式的電路圖。
[0029]圖11是示出本發(fā)明第5實(shí)施方式的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，根據(jù)附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0031]圖1是示出將本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置應(yīng)用于安裝在車輛中的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的情況下的第I實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0032]本發(fā)明的車輛I具有作為左右轉(zhuǎn)向輪的前輪2FR、2FL以及后輪2RR、2RL。前輪2FR、2FL通過電動動力轉(zhuǎn)向裝置3進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
[0033]電動動力轉(zhuǎn)向裝置3具有方向盤11，從駕駛者作用于該方向盤11的轉(zhuǎn)向力傳遞到轉(zhuǎn)向軸12。該轉(zhuǎn)向軸12具有輸入軸12a和輸出軸12b。輸入軸12a的一端與方向盤11連結(jié)，另一端經(jīng)由轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器13與輸出軸12b的一端連結(jié)。
[0034]并且，傳遞到輸出軸12b的轉(zhuǎn)向力經(jīng)由萬向接頭14傳遞到下軸15，進(jìn)一步經(jīng)由萬向接頭16傳遞到小齒輪軸17。傳遞到該小齒輪軸17的轉(zhuǎn)向力經(jīng)由轉(zhuǎn)向齒輪18傳遞到拉桿19，使作為轉(zhuǎn)向輪的前輪2FR和2FL轉(zhuǎn)向。此處，轉(zhuǎn)向齒輪18構(gòu)成為具有與小齒輪軸17連結(jié)的小齒輪18a以及與該小齒輪18a哨合的齒條18b的齒條小齒輪(rack and pin1n)形式。因此，轉(zhuǎn)向齒輪18通過齒條18b將傳遞到小齒輪18a的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成車寬方向的直線運(yùn)動。
[0035]轉(zhuǎn)向軸12的輸出軸12b與向輸出軸12b傳遞轉(zhuǎn)向輔助力的轉(zhuǎn)向輔助機(jī)構(gòu)20連結(jié)。該轉(zhuǎn)向輔助機(jī)構(gòu)20具有:減速齒輪21，其與輸出軸12b連結(jié)，例如由蝸輪(worm gear)機(jī)構(gòu)構(gòu)成；作為多相電動馬達(dá)的三相電動馬達(dá)22，其與該減速齒輪21連結(jié)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助力，例如由三相無刷馬達(dá)構(gòu)成。
[0036]轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器13檢測施加于方向盤11而傳遞到輸入軸12a的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器13例如構(gòu)成為:將轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成安插在輸入軸12a和輸出軸12b之間的未圖示的扭桿的轉(zhuǎn)角位移，并將該轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)換成電阻變化或磁變化來進(jìn)行檢測。
[0037]此外，如圖3所示，三相電動馬達(dá)22具有SPM馬達(dá)的結(jié)構(gòu)，該SPM馬達(dá)具備定子22S和轉(zhuǎn)子22R，定子22S具有作為朝內(nèi)側(cè)突出地形成在內(nèi)周面而形成槽SL的磁極的齒Te，轉(zhuǎn)子22R是8極的表面磁鐵型的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子22R在表面配置有與齒Te相對地旋轉(zhuǎn)自如地配置在該定子22S的內(nèi)周側(cè)的永久磁鐵PM。此處，對于定子22S的齒Te的數(shù)量，根據(jù)相數(shù)Χ2η (η為2以上的整數(shù))，例如設(shè)定為η = 2，則成為8極、12槽的結(jié)構(gòu)。
[0038]并且，在定子22S的槽SL上，按照圖4所示的兩個系統(tǒng)、由這兩個系統(tǒng)各自的同相的磁極卷繞相對于轉(zhuǎn)子磁鐵為相同相位的作為多相馬達(dá)繞組的第I三相馬達(dá)繞組LI和第2三相馬達(dá)繞組L2。在第I三相馬達(dá)繞組LI中，U相線圈Liu、V相線圈Llv、W相線圈Llw的一端相互連接而成為星形連線，各相線圈Liu、Llv, Llw的另一端與馬達(dá)控制裝置25連接，分別被提供馬達(dá)驅(qū)動電流Ilu、Ilv和Ilw。
[0039]在各相線圈Liu、Llv和Llw中，分別形成有兩個線圈部Llua、Llub、Llva、Llvb和Llwa、Llwb。這些線圈部Llua、Llva和Llwa集中卷繞于順時(shí)針方向的齒Tel、Te2、Te3。此夕卜，線圈部Llub、Llvb和Llwb集中卷繞于隔著轉(zhuǎn)子22R與齒Tel、Te2、Te3成對角的順時(shí)針方向的齒Te7、Te8、Te9。
[0040]此外，在第2三相馬達(dá)繞組L2中，U相線圈L2u、V相線圈L2v、W相線圈L2w的一端相互連接而成為星形連線，各相線圈L2u、L2v、L2w的另一端與馬達(dá)控制裝置25連接，分別被提供馬達(dá)驅(qū)動電流I2u、I2v以及I2w。
[0041]在各相線圈L2u、L2v和L2w中，分別形成有兩個線圈部L2ua、L2ub、L2va、L2vb和L2wa、L2wb。這些線圈部L2ua、L2va和L2wa集中卷繞于順時(shí)針方向的齒Te4、Te5、Te6。此夕卜，線圈部Llub、Llvb, Llwb集中卷繞于隔著轉(zhuǎn)子22R與齒Te4、Te5、Te6成對角的順時(shí)針方向的齒 TelO、Tell、Tel2。
[0042]并且，各相線圈Llu?Llw的線圈部Llua、Llub、Llva、Llvb和Llwa、Llwb以及各相線圈L2u?L2w的線圈部L2ua、L2ub、L2va、L2vb和L2wa、L2wb以通電電流的方向?yàn)橄嗤较虻姆绞骄砝@于夾著各齒Te的槽SL。
[0043]這樣,第I三相馬達(dá)繞組LI的各相線圈Llu?Llw的線圈部Llua、Llub、Llva、Llvb和Llwa、Llwb與第2三相馬達(dá)繞組L2的各相線圈L2u?L2w的線圈部L2ua、L2ub、L2va、L2vb和L2wa、L2wb卷繞在彼此不同的12個齒上。S卩，在12個齒Te上，在順時(shí)針方向上依次按照相同的卷繞方向卷繞作為第I系統(tǒng)的相線圈Llua、Llva和Llwa,接下來,在順時(shí)針方向上依次按照相同的卷繞方向卷繞作為第2系統(tǒng)的相線圈L2ua、L2va和L2wa,接下來,在順時(shí)針方向上依次按照相同的卷繞方向卷繞作為第I系統(tǒng)的相線圈Llub、Llvb、Llwb,最后，在順時(shí)針方向上依次按照相同的卷繞方向卷繞作為第2系統(tǒng)的相線圈L2ub、L2vb和L2wb。因此，第I多相馬達(dá)繞組LI和第2馬達(dá)繞組L2的同相的線圈部以不會與由轉(zhuǎn)子22R的各磁極的永久磁鐵PM形成的同一磁通同時(shí)交叉的方式進(jìn)行卷繞。因此，第I三相馬達(dá)繞組LI的各線圈部與第2三相馬達(dá)繞組L2的各線圈部構(gòu)成將彼此的磁干擾抑制為最小限度的磁路。
[0044]此外，如圖2所示，三相電動馬達(dá)22具有檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的霍爾元件等旋轉(zhuǎn)位置傳感器23a。來自該旋轉(zhuǎn)位置傳感器23a的檢測值被提供到轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角檢測電路23，通過該轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角檢測電路23檢測轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角0 m。
[0045]馬達(dá)控制裝置25被輸入由轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器13檢測出的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和由車速傳感器26檢測出的車速Vs，并且，被輸入從轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角檢測電路23輸出的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角Θ m。
[0046]此外，從作為直流電流源的電池27向馬達(dá)控制裝置25輸入直流電流。
[0047]馬達(dá)控制裝置25的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示那樣構(gòu)成。即，馬達(dá)控制裝置25具有:控制運(yùn)算裝置31，其對馬達(dá)電流指令值進(jìn)行運(yùn)算；第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A和第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B，它們分別被輸入從該控制運(yùn)算裝置31輸出的馬達(dá)電流指令值；第I馬達(dá)電流切斷電路33A和第2馬達(dá)電流切斷電路33B，它們安插在這些第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A以及第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B的輸出側(cè)與三相電動馬達(dá)22的第I三相馬達(dá)繞組LI以及第2三相馬達(dá)繞組L2之間。
[0048]控制運(yùn)算裝置31被輸入在圖2中省略了圖示但在圖1中示出的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器13檢測出的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和車速傳感器26檢測出的車速Vs，并且，如圖2所示那樣，被輸入從轉(zhuǎn)子位置檢測電路23輸出的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角Θ m,此外，被輸入由電流檢測電路34A和34B輸出的、從三相電動馬達(dá)22的第I多相馬達(dá)繞組LI和第2多相馬達(dá)繞組L2的各相的線圈輸出的馬達(dá)電流Ild和I2d。
[0049]在控制運(yùn)算裝置31中，在馬達(dá)驅(qū)動電路32A和32B正常時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和車速Vs，參照預(yù)先設(shè)定的圖5所示的正常時(shí)轉(zhuǎn)向輔助電流指令值計(jì)算映射圖，計(jì)算轉(zhuǎn)向輔助電流指令值II*和12*。此外，在控制運(yùn)算裝置31中，在馬達(dá)驅(qū)動電路32A或32B的異常時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T和車速Vs，參照預(yù)先設(shè)定的圖6所示的異常時(shí)轉(zhuǎn)向輔助電流指令值計(jì)算映射圖，計(jì)算轉(zhuǎn)向輔助電流指令值II*和12*。
[0050]此外，在控制運(yùn)算裝置31中，根據(jù)計(jì)算出的轉(zhuǎn)向輔助電流指令值II*、12*以及轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角θπι，計(jì)算d_q坐標(biāo)系的目標(biāo)d軸電流指令值Id*和目標(biāo)q軸電流指令值Iq*。此夕卜，控制運(yùn)算裝置31對計(jì)算出的d軸電流指令值Id*和q軸電流指令值Iq*進(jìn)行dq相-三相轉(zhuǎn)換，計(jì)算U相電流指令值Iu*、V相電流指令值Ib*和W相電流指令值Iw*。并且，控制運(yùn)算裝置31計(jì)算出所計(jì)算的U相電流指令值Iu*、V相電流指令值Iv*、W相電流指令值Iw*與由電流檢測電路34A、34B檢測出的電流檢測值的每相的加法值之間的電流偏差△ Iu、Δ Ιν、Δ Iw。此外，控制運(yùn)算裝置31對計(jì)算出的電流偏差Λ Iu、Δ lb、Δ Iw進(jìn)行例如PI控制運(yùn)算或者PID控制運(yùn)算，計(jì)算針對第I馬達(dá)驅(qū)動電路32Α和第2馬達(dá)驅(qū)動電路32Β的三相的電壓指令值VI*和V2*，將計(jì)算出的三相的電壓指令值VI*和V2*輸出到第I馬達(dá)驅(qū)動電路32Α和第2馬達(dá)驅(qū)動電路32Β。
[0051]此外，向控制運(yùn)算裝置31輸入由設(shè)置在第I馬達(dá)電流切斷電路33Α以及第2馬達(dá)電流切斷電路33Β與三相電動馬達(dá)22的第I三相馬達(dá)繞組LI以及第2三相馬達(dá)繞組L2之間的異常檢測電路35Α、35Β檢測出的馬達(dá)電流檢測值Ilud、Ilvd、Ilwd以及I2ud、I2vd、I2wd0
[0052]并且，控制運(yùn)算裝置31具有異常檢測部31a，該異常檢測部31a對被輸入的馬達(dá)電流檢測值Ilud?Ilwd和I2ud?I2wd與自身計(jì)算出的各相電流指令值Iu*、Iv*、Iw*進(jìn)行比較，檢測出作為構(gòu)成后述第I逆變器電路42A和第2逆變器電路42B的開關(guān)元件的場效應(yīng)晶體管(FET) Ql?Q6的開路故障和短路故障。
[0053]在該異常檢測部31a中，在檢測出構(gòu)成第I逆變器電路42A和第2逆變器電路42B的場效應(yīng)晶體管(FET)的開路故障或者短路故障時(shí)，向檢測出異常的馬達(dá)驅(qū)動電路32A的柵極驅(qū)動電路41A或者馬達(dá)驅(qū)動電路32B的柵極驅(qū)動電路41B輸出邏輯值為“I”的異常檢測信號SAa或者SAb。
[0054]第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A和第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B分別具有:柵極驅(qū)動電路41A和41B，其被輸入從控制運(yùn)算裝置31輸出的三相的電壓指令值VI*和V2*，形成柵極信號，并具有異常時(shí)電流控制部41a ;以及第I逆變器電路42A和第2逆變器電路42B，它們被輸入從這些柵極驅(qū)動電路41A、41B輸出的柵極信號。
[0055]柵極驅(qū)動電路41A、41B在分別從控制運(yùn)算裝置31輸入了電壓指令值VI*和V2*時(shí)，根據(jù)這些電壓指令值V1*、V2*和三角波的載波信號Sc，形成進(jìn)行了脈寬調(diào)制(PWM)的6個柵極信號，將這些柵極信號輸出到逆變器電路42A、42B。
[0056]此外，在從控制運(yùn)算裝置31輸入的異常檢測信號SAa是邏輯值“O”(正常)時(shí)，柵極驅(qū)動電路41A向馬達(dá)電流切斷電路34A輸出高電平的3個柵極信號，并且，向電源切斷電路44A輸出高電平的兩個柵極信號。此外，在異常檢測信號SAa是邏輯值“I”(異常)時(shí)，柵極驅(qū)動電路41A通過異常時(shí)電流控制部41a向4馬達(dá)電流切斷電路33A同時(shí)輸出低電平的3個柵極信號，切斷馬達(dá)電流，并且，向電源切斷電路44A同時(shí)輸出低電平的兩個柵極信號，切斷電池電力。
[0057]同樣，在從控制運(yùn)算裝置31輸入的異常檢測信號SAb是邏輯值“O”(正常)時(shí)，柵極驅(qū)動電路41B向馬達(dá)電流切斷電路34B輸出高電平的3個柵極信號，并且，向電源切斷電路44B輸出高電平的兩個柵極信號。此外，在異常檢測信號SAb為邏輯值“I”(異常)時(shí)，柵極驅(qū)動電路41B通過異常時(shí)電流控制部41a向馬達(dá)電流切斷電路33B同時(shí)輸出低電平的3個柵極信號，切斷馬達(dá)電流，并且，向電源切斷電路44B同時(shí)輸出低電平的兩個柵極信號，切斷電池電力。
[0058]第I逆變器電路42A和第2逆變器電路42B分別經(jīng)由噪聲濾波器43和電源切斷電路44A、44B輸入電池27的電池電流，在輸入側(cè)連接有平滑用的電解電容器CA和CB。
[0059]這些第I逆變器電路42A和第2逆變器電路42B具有6個作為開關(guān)元件的場效應(yīng)晶體管(FET) Ql?Q6，具有使串聯(lián)連接兩個場效應(yīng)晶體管而成的3個開關(guān)臂SAu、SAv、SAw并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。并且，通過將從柵極驅(qū)動電路41A和41B輸出的柵極信號輸入到各場效應(yīng)晶體管Ql?Q6的柵極，使得U相電流Iu、V相電流Iv和W相電流Iw從各開關(guān)臂SAu、SAv和SAw的場效應(yīng)晶體管間經(jīng)由馬達(dá)電流切斷電路33A和33B輸出到三相電動馬達(dá)22的第I三相馬達(dá)繞組LI和第2三相馬達(dá)繞組L2。
[0060]此外，雖然未圖示，但安插在逆變器電路42A以及42B的各開關(guān)臂SAu、SAv、SAw與地線之間的分流電阻的兩端電壓被輸入到電流檢測電路34A和34B，通過這些電流檢測電路34A、34B檢測馬達(dá)電流Ilu?Ilw和I2u?I2w。
[0061]此外，馬達(dá)電流切斷電路33A具有3個電流切斷用的場效應(yīng)晶體管QAl、QA2和QA3。場效應(yīng)晶體管QAl的源極與第I逆變器電路42A的開關(guān)臂SAu的晶體管Ql和Q2的連接點(diǎn)連接，漏極經(jīng)由異常檢測電路35A與第I三相馬達(dá)繞組LI的U相線圈Llu連接。此夕卜，場效應(yīng)晶體管QA2的源極與第I逆變器電路42A的開關(guān)臂SAv的晶體管Q3和Q4的連接點(diǎn)連接，漏極經(jīng)由異常檢測電路35A與第I三相馬達(dá)繞組LI的V相線圈Llv連接。此外，場效應(yīng)晶體管QA3的源極與第I逆變器電路42A的開關(guān)臂SAw的晶體管Q5和Q6的連接點(diǎn)連接，漏極經(jīng)由異常檢測電路35A與第I三相馬達(dá)繞組LI的W相線圈Llw連接。
[0062]此外，馬達(dá)電流切斷電路33B具有3個電流切斷用的場效應(yīng)晶體管QBl、QB2和QB3。場效應(yīng)晶體管QBl的源極與第2逆變器電路42B的開關(guān)臂SBu的晶體管Ql和Q2的連接點(diǎn)連接，漏極經(jīng)由異常檢測電路35B與第2三相馬達(dá)繞組L2的U相線圈L2u連接。此夕卜，場效應(yīng)晶體管QB2的源極與第2逆變器電路42B的開關(guān)臂SBv的晶體管Q3和Q4的連接點(diǎn)連接，漏極經(jīng)由異常檢測電路35A與第2三相馬達(dá)繞組L2的V相線圈L2v連接。此外，場效應(yīng)晶體管QB3的源極與第2逆變器電路42B的開關(guān)臂SBw的晶體管Q5和Q6的連接點(diǎn)連接，漏極經(jīng)由異常檢測電路35A與第2三相馬達(dá)繞組L2的W相線圈L2w連接。
[0063]并且，馬達(dá)電流切斷電路33A、33B的場效應(yīng)晶體管QAl?QA3和QBl?QB3將各自的寄生二極管D的陰極設(shè)為逆變器電路42A、42B側(cè)，各自朝同一方向連接。
[0064]此外，電源切斷電路44A和44B分別具有如下這樣的串聯(lián)電路結(jié)構(gòu):兩個場效應(yīng)晶體管(FET) QC1、QC2以及QD1、QD2的漏極彼此連接、寄生二極管為相反方向。并且，場效應(yīng)晶體管QCl以及QDl的源極相互連接，并與噪聲濾波器43的輸出側(cè)連接，場效應(yīng)晶體管QC2以及QD2的源極與第I逆變器電路42B以及第2逆變器電路42B的各場效應(yīng)晶體管Q1、Q2、Q3的源極連接。
[0065]接下來，說明上述第I實(shí)施方式的動作。
[0066]在未圖示的點(diǎn)火開關(guān)是斷開狀態(tài)而車輛停止、并且轉(zhuǎn)向輔助控制處理也停止的工作停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，馬達(dá)控制裝置25的控制運(yùn)算裝置31處于不工作狀態(tài)。
[0067]因此，由控制運(yùn)算裝置31執(zhí)行的轉(zhuǎn)向輔助控制處理和異常監(jiān)視處理停止。因此，電動馬達(dá)12停止工作，停止向轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10輸出轉(zhuǎn)向輔助力。
[0068]在該工作停止?fàn)顟B(tài)下將點(diǎn)火開關(guān)設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制運(yùn)算裝置31成為工作狀態(tài)，開始轉(zhuǎn)向輔助控制處理和異常監(jiān)視處理。此時(shí)，設(shè)為各馬達(dá)驅(qū)動電路32A、32B的逆變器電路42A和42B的各場效應(yīng)晶體管Ql?Q6沒有發(fā)生開路故障和短路故障的正常狀態(tài)。
[0069]此時(shí)，在方向盤11沒有轉(zhuǎn)向的非轉(zhuǎn)向狀態(tài)下，在由控制運(yùn)算裝置31執(zhí)行的轉(zhuǎn)向輔助控制處理中，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T是“0”，車速Vs也是“0”，因此，參照圖5的正常時(shí)轉(zhuǎn)向輔助電流指令值計(jì)算映射圖，計(jì)算轉(zhuǎn)向輔助電流指令值。在該正常時(shí)轉(zhuǎn)向輔助電流指令值計(jì)算映射圖中，計(jì)算出相對于作為目標(biāo)的實(shí)線所示的計(jì)算轉(zhuǎn)向輔助電流指令值It*的特性線L1、按照各轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩T而成為一半的值的由兩個系統(tǒng)均等分割的轉(zhuǎn)向輔助電流指令值I*。
[0070]然后，在轉(zhuǎn)向輔助控制處理中，根據(jù)計(jì)算出的轉(zhuǎn)向輔助電流指令值I*和從轉(zhuǎn)子位置檢測電路23輸入的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角Θ m,計(jì)算d軸電流指令值Id*和q軸電流指令值Iq*，對計(jì)算出的d軸電流指令值Id*和q軸電流指令值Iq*進(jìn)行dq 二相-三相轉(zhuǎn)換處理,計(jì)算U相電流指令值Iu*、V相電流指令值Iv*和W相電流指令值Iw*。
[0071]此外，在轉(zhuǎn)向輔助控制處理中，計(jì)算各相電流指令值Iu*、Iv*、Iw*與由電流檢測電路34A和34B檢測出的各相電流檢測值I Id、I2d的加法值之間的電流偏差Λ Iu、Δ Iv、Λ Iw，對計(jì)算出的電流偏差A(yù)Iu、ΛΙν、Λ Iw進(jìn)行PI控制處理或者PID控制處理，計(jì)算目標(biāo)電壓指令值Vu*、Vv*和Vw*。并且，在轉(zhuǎn)向輔助控制處理中，將計(jì)算出的目標(biāo)電壓指令值Vu*、Vv*和Vw*作為目標(biāo)電壓指令值VI*和V2*輸出到第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A和第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B的柵極驅(qū)動電路4IA和41B。此外，由于逆變器電路42A和42B正常，因此，控制運(yùn)算裝置31向柵極驅(qū)動電路41A和41B輸出邏輯值為“O”的異常檢測信號SAa和SAb。
[0072]因此，在柵極驅(qū)動電路4IA和4IB中，向馬達(dá)電流切斷電路33A和33B輸出高電平的3個柵極信號。因此，馬達(dá)電流切斷電路33A和33B的場效應(yīng)晶體管QAl?QA3和QBl?QB3成為導(dǎo)通狀態(tài)，逆變器電路42A以及42B與三相電動馬達(dá)22的三相馬達(dá)繞組LI以及L2之間成為導(dǎo)通狀態(tài)，成為能夠?qū)θ嚯妱玉R達(dá)22進(jìn)行通電控制的狀態(tài)。
[0073]與此同時(shí)，從柵極驅(qū)動電路41A和41B向電源切斷電路44A和44B輸出高電平的柵極信號。因此，電源切斷電路44A的場效應(yīng)晶體管QCl、QC2和電源切斷電路44B的場效應(yīng)晶體管QD1、QD2成為導(dǎo)通狀態(tài)，來自電池27的直流電力經(jīng)由噪聲濾波器43被提供到逆變器電路42A和42B。
[0074]此外，在柵極驅(qū)動電路41A和41B中，根據(jù)從控制運(yùn)算裝置31輸入的電壓指令值VI*和V2*，進(jìn)行脈寬調(diào)制，形成柵極信號，將形成的柵極信號提供到逆變器電路42A和42B的各場效應(yīng)晶體管Ql?Q6的柵極。
[0075]因此，在車輛是停止?fàn)顟B(tài)、且方向盤11沒有轉(zhuǎn)向的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Ts是“O”，因此，轉(zhuǎn)向輔助電流指令值也是“O”，電動馬達(dá)22維持停止?fàn)顟B(tài)。但是，當(dāng)在車輛的停止?fàn)顟B(tài)下使方向盤11轉(zhuǎn)向而進(jìn)行所謂的靜態(tài)轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Ts增大，由此，在控制運(yùn)算裝置31中，參照圖5，計(jì)算出將所需的較大的目標(biāo)轉(zhuǎn)向輔助電流指令值It*均等分割成一半而得到的轉(zhuǎn)向輔助電流指令值I*。
[0076]因此，控制運(yùn)算裝置31向柵極驅(qū)動電路41A和41B提供與轉(zhuǎn)向輔助電流指令值I*對應(yīng)的較大的電壓指令值VI*和V2*。因此，從柵極驅(qū)動電路41A、41B向逆變器電路42A、42B輸出與較大的電壓指令值VI*、V2*對應(yīng)的占空比的柵極信號。與此對應(yīng)地，從逆變器電路42A、42B輸出與轉(zhuǎn)向輔助電流指令值I*對應(yīng)的具有120度的相位差的U相電流Ilu、V相電流I lv、W相電流Ilw、U相電流I2u、V相電流I2v以及W相電流I3w。這些各個電流通過與馬達(dá)電流切斷電路33A、33B的各相對應(yīng)的場效應(yīng)晶體管QAl?QA3、QBl?QB3，被提供到三相電動馬達(dá)22的三相馬達(dá)繞組LI和L2的各相線圈Llu?Llw和L2u?L2w。
[0077]由此，電動馬達(dá)22被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，產(chǎn)生與對應(yīng)于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Ts的目標(biāo)轉(zhuǎn)向輔助電流值It*對應(yīng)的較大的轉(zhuǎn)向輔助力，該轉(zhuǎn)向輔助力經(jīng)由減速齒輪21傳遞到輸出軸12b。由此，能夠以較輕的轉(zhuǎn)向力操縱方向盤U。
[0078]然后，在車速Vs增大時(shí)，與此相應(yīng)地計(jì)算出的轉(zhuǎn)向輔助電流指令值比靜態(tài)轉(zhuǎn)向時(shí)小，電動馬達(dá)22產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Ts以及車速Vs相應(yīng)地適度減小的轉(zhuǎn)向輔助力。
[0079]這樣，在逆變器電路42A和42B正常、提供給三相電動馬達(dá)22的馬達(dá)電流Iu、Iv和Iw正常的情況下，向三相電動馬達(dá)22提供最適于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Ts和車速Vs的馬達(dá)電流。
[0080]在該正常狀態(tài)下，使由柵極驅(qū)動電路41A和41B進(jìn)行的脈寬調(diào)制(PWM)處理中的載波信號同步，由此能夠抑制開關(guān)導(dǎo)致的差拍()々>9 )。
[0081]假設(shè)在該正常狀態(tài)下在第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A的第I逆變器電路42A和第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B的第2逆變器電路42B中的一方例如在逆變器電路42B的例如下臂側(cè)的場效應(yīng)晶體管Q2、Q4、Q6中的任意一個或多個發(fā)生了短路故障。在該情況下，不再流過從發(fā)生短路故障開關(guān)臂SBi (i = u, V, w)輸出到馬達(dá)電流切斷電路33A的馬達(dá)電流Ii,由此,在通過異常檢測部31a與各相電流指令值Ii*進(jìn)行比較時(shí)，能夠檢測出發(fā)生短路故障導(dǎo)致的異常。此外，圖3的異常檢測電路35A、35B的電壓檢測值不會成為規(guī)定的電壓，能夠檢測出異堂巾O
[0082]這樣，在馬達(dá)驅(qū)動電路32B的逆變器電路42B發(fā)生了短路故障時(shí)，異常檢測信號SAa維持邏輯值“0”，異常檢測信號SAb成為邏輯值“I”。因此，逆變器電路42B的6個的柵極信號全部斷開，并且，從馬達(dá)驅(qū)動電路32B的柵極驅(qū)動電路41B向馬達(dá)電流切斷電路33B同時(shí)輸出低電平的3個柵極信號，并且，向電源切斷電路44B同時(shí)輸出兩個低電平的柵極信號。
[0083]因此，在馬達(dá)電流切斷電路33B中，各相的場效應(yīng)晶體管QBl?QB3成為截止?fàn)顟B(tài)，對三相電動馬達(dá)22的第2三相馬達(dá)繞組L2的各相線圈L2u?L2w的通電被切斷。
[0084]與此同時(shí)，在電源切斷電路44B中，場效應(yīng)晶體管QDl和QD2也被控制成截止?fàn)顟B(tài)，電池27與第2逆變器電路42B之間的電流通路被切斷。此時(shí)，場效應(yīng)晶體管QDl和QD2具有以寄生二極管為彼此相反方向的方式使漏極彼此連接的串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，因此，電池27與發(fā)生短路故障的第2逆變器電路42B之間的雙向的電流通路被可靠地切斷。
[0085]另外，在利用I個場效應(yīng)晶體管構(gòu)成電源切斷電路44A和44B的情況下，無法切斷從該場效應(yīng)晶體管的寄生二極管的陽極到陰極的電流，無法可靠地將電池27和逆變器電路42A、42B之間切斷，但是，在本實(shí)施方式中，由于以將寄生二極管的方向設(shè)為極性相反的方式連接兩個場效應(yīng)晶體管QC1、QC2以及QD1、QD2，因此，能夠可靠地切斷流過寄生二極管的電流。
[0086]并且，在檢測出該異常狀態(tài)時(shí)，在控制運(yùn)算裝置31中，參照圖6所示的異常時(shí)轉(zhuǎn)向輔助電流指令值計(jì)算映射圖，計(jì)算轉(zhuǎn)向輔助電流指令值I*。因此，計(jì)算出的轉(zhuǎn)向輔助電流指令值I*成為與正常時(shí)的目標(biāo)轉(zhuǎn)向輔助電流指令值It*即與使逆變器電路42A、42B雙方動作的情況相同的電流指令值，直到成為可在逆變器電路42A和42B中流過的電流值為止。因此，在達(dá)到容許電流值之前，能夠通過三相電動馬達(dá)22產(chǎn)生與正常時(shí)的轉(zhuǎn)向完全相同的轉(zhuǎn)向輔助力，不會給駕駛者帶來不舒服感。而且，在以某程度的車速Vs進(jìn)行行駛的狀態(tài)下，所需轉(zhuǎn)向輔助力較小，因此能夠在不使駕駛者感到產(chǎn)生異常的狀態(tài)下繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)向輔助控制。但是，在需要較大轉(zhuǎn)向輔助力的靜態(tài)轉(zhuǎn)向時(shí)或極低速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向時(shí)，可使駕駛者感知到產(chǎn)生異常，能夠警告需要修理的情況。
[0087]此外，來自構(gòu)成轉(zhuǎn)子22R的磁極的永久磁鐵PM的磁通按照各個磁極組(每90° )與線圈交叉，因此，針對由各個磁極組形成的馬達(dá)特性，能夠極度減小彼此的影響。例如，即使一個馬達(dá)驅(qū)動電路32A (或32B)發(fā)生了短路故障而在切斷該馬達(dá)驅(qū)動電路32A (或32B)之前產(chǎn)生了過渡性的短路電流，也能夠極度降低給另一個線圈帶來的影響。
[0088]此外，在上述第I實(shí)施方式中，馬達(dá)驅(qū)動電路32A的逆變器電路42A和馬達(dá)驅(qū)動電路32B的逆變器電路42B被電源切斷電路44A和44B切斷，因此，能夠在不影響線圈的填充系數(shù)的情況下，在I組逆變器驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)良好的馬達(dá)特性。
[0089]另一方面，在正常動作時(shí)，第I三相馬達(dá)繞組LI和第2三相馬達(dá)繞組L2能夠分別產(chǎn)生1/2的輸出，即使發(fā)生故障，也能夠輸出1/2的馬達(dá)特性。由于繞馬達(dá)軸對稱的徑向產(chǎn)生力能夠抵消，因此，徑向力對軸沒有影響。而且，故障時(shí)的輸出在可容許溫度上升的范圍內(nèi)，能夠輸出正常時(shí)的1/2以上的馬達(dá)特性。
[0090]此外，在不是第2逆變器電路42B而是第I逆變器電路42A發(fā)生短路故障的情況下，通過與馬達(dá)驅(qū)動電路32A對應(yīng)的馬達(dá)電流切斷電路33A，切斷對三相電動馬達(dá)22的馬達(dá)電流的提供，并且，通過電源切斷電路44A來切斷對第I逆變器電路42A的電池電流的提供。并且，通過與上述同樣地控制正常的第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B，在達(dá)到容許電流值之前，能夠產(chǎn)生與正常時(shí)完全相同的轉(zhuǎn)向輔助力。
[0091]另外，在省略了馬達(dá)電流切斷電路33A和33B的情況下，在馬達(dá)驅(qū)動電路32A和32B中的任意一方發(fā)生短路故障時(shí)，發(fā)生短路故障的逆變器電路處于與三相電動馬達(dá)22的三相馬達(dá)繞組LI或者L2連接的狀態(tài)。因此，在使三相電動馬達(dá)22旋轉(zhuǎn)的情況下，線圈部中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢經(jīng)由與短路故障的場效應(yīng)晶體管相鄰的場效應(yīng)晶體管的寄生二極管流過循環(huán)電流，產(chǎn)生制動力。因此，由于通過正常的馬達(dá)驅(qū)動電路32A或32B驅(qū)動三相電動馬達(dá)22而引起的再生電流被提供到發(fā)生短路故障的逆變器電路而成為再生制動狀態(tài)，由三相電動馬達(dá)22產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向輔助力大幅下降，給駕駛者帶來不舒服感。因此，在以抵消再生制動的方式使正常的逆變器電路動作時(shí)，損耗增大，逆變器電路和三相電動馬達(dá)發(fā)生過熱，從而限制了繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)向輔助的時(shí)間。
[0092]此外，當(dāng)在第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A的第I逆變器電路42A和第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B的第2逆變器電路42B中發(fā)生了場效應(yīng)晶體管Ql?Q6不反轉(zhuǎn)到導(dǎo)通狀態(tài)而保持截止?fàn)顟B(tài)的斷開故障即開路故障的情況下，異常檢測部31a也能檢測出異常，能夠?qū)⒊蔀楫惓５鸟R達(dá)驅(qū)動電路32A的馬達(dá)電流切斷電路33A和電源切斷電路44A控制成切斷狀態(tài)，或者將成為異常的馬達(dá)驅(qū)動電路32B的馬達(dá)電流切斷電路33B和電源切斷電路44B控制成切斷狀態(tài)，能夠與上述同樣地，在達(dá)到容許電流之前的期間內(nèi)，通過正常的馬達(dá)驅(qū)動電路進(jìn)行與正常時(shí)相同的轉(zhuǎn)向輔助控制。
[0093]這樣，根據(jù)上述第I實(shí)施方式，能夠提供如下馬達(dá)控制裝置、電動動力轉(zhuǎn)向裝置以及具有馬達(dá)控制裝置的車輛:在第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A的逆變器電路42A或者第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B的逆變器電路42B中的任意一個發(fā)生異常時(shí)，能夠通過正常的馬達(dá)驅(qū)動電路繼續(xù)進(jìn)行與正常時(shí)相同的馬達(dá)控制而繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)向輔助控制。
[0094]此外，在上述第I實(shí)施方式中，說明了通過柵極驅(qū)動電路41A、41B使脈寬調(diào)制中使用的載波信號同步的情況，但是不限于此，也可以通過柵極驅(qū)動電路41A、41B使載波信號的相位錯開而成為不同步，以使產(chǎn)生的噪聲分散。在該情況下，通過柵極驅(qū)動電路41A、41B將脈寬調(diào)制中使用的高頻(例如20kHz左右)的載波信號的相位錯開而成為不同步，由此，能夠分散由作為構(gòu)成逆變器電路42A和42B的開關(guān)元件的場效應(yīng)晶體管Ql?Q6的開關(guān)導(dǎo)致的噪聲的功率，可得到能夠抑制傳導(dǎo)、輻射噪聲的峰值的效果，并且，通過抑制與開關(guān)進(jìn)行同步地在鋁電解電容器CA、CB中輸入/輸出的開關(guān)電流的峰值，可得到能夠抑制電解電容器CA和CB的內(nèi)部發(fā)熱而實(shí)現(xiàn)長壽命的效果。
[0095]接下來，參照圖7，說明本發(fā)明第2實(shí)施方式。
[0096]在該第2實(shí)施方式中，是在上述第I實(shí)施方式中與第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A以及第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B對應(yīng)地設(shè)置兩組控制運(yùn)算裝置31。
[0097]S卩，如圖7所示，在第2實(shí)施方式中，與第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A以及第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B對應(yīng)地設(shè)置具有與上述圖2的控制運(yùn)算裝置31相同結(jié)構(gòu)的各個控制運(yùn)算裝置31A和 31B。
[0098]并且，在控制運(yùn)算裝置31A中，形成提供給第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A的電壓指令值VI*和異常檢測信號SAa，將形成的電壓指令值VI*和異常檢測信號SAa輸出到馬達(dá)驅(qū)動電路32A的柵極驅(qū)動電路41A。
[0099]同樣，在控制運(yùn)算裝置31B中，形成提供給第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B的電壓指令值V2*和異常檢測信號SAb，將形成的電壓指令值V2*和異常檢測信號SAb輸出到馬達(dá)驅(qū)動電路32B的柵極驅(qū)動電路41B。
[0100]此處，控制運(yùn)算裝置31A和31B具有彼此監(jiān)視功能，對兩者的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比較，或者彼此監(jiān)視看門狗定時(shí)器的動作等，在控制運(yùn)算裝置31A和31B中的一方例如31B (或31A)成為異常時(shí)，另一方的控制運(yùn)算裝置31A (或31B)能夠檢測出。因此，在檢測出控制運(yùn)算裝置的異常時(shí)，能夠通過正常的控制運(yùn)算裝置對由異常的控制運(yùn)算裝置控制的馬達(dá)驅(qū)動電路進(jìn)行代替控制。
[0101]根據(jù)該第2實(shí)施方式，控制運(yùn)算裝置31A、31B各自執(zhí)行轉(zhuǎn)向輔助控制處理和異?？刂铺幚?，由此，與上述第I實(shí)施方式同樣地，在馬達(dá)驅(qū)動電路32A的逆變器電路42A和馬達(dá)驅(qū)動電路32B的逆變器電路42B中的任意一方發(fā)生短路故障或者開路故障時(shí)，能夠通過正常的馬達(dá)驅(qū)動電路繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)向輔助控制。因此，能夠得到與上述第I實(shí)施方式相同的作用效果。
[0102]而且，根據(jù)第2實(shí)施方式，能夠在控制運(yùn)算裝置31A和31B之間進(jìn)行彼此監(jiān)視，即使在控制運(yùn)算裝置31A和31B中的一方發(fā)生異常的情況下，也能夠通過正常的控制運(yùn)算裝置進(jìn)行與第I實(shí)施方式相同的異常時(shí)控制，并且，構(gòu)成為在檢測出一方的控制運(yùn)算裝置31A(或31B)成為異常時(shí)，能夠通過正常的控制運(yùn)算裝置31B(或31A)來控制馬達(dá)驅(qū)動電路32A、32B，由此可發(fā)揮即使在控制運(yùn)算裝置發(fā)生異常的情況下也能夠繼續(xù)進(jìn)行正常的轉(zhuǎn)向輔助控制的效果。
[0103]此外，在上述第I實(shí)施方式和第2實(shí)施方式中，說明了在三相電動馬達(dá)22中卷繞兩個系統(tǒng)的第I三相馬達(dá)繞組LI和第2三相馬達(dá)繞組L2、針對這些第I三相馬達(dá)繞組LI和第2三相馬達(dá)繞組L2設(shè)置各自的第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A和第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B的情況，但是不限于此，也可以設(shè)置3個系統(tǒng)以上的馬達(dá)繞組，針對每個馬達(dá)繞組設(shè)置各自的馬達(dá)驅(qū)動電路和馬達(dá)電流切斷電路。
[0104]接下來，參照圖8和圖9，說明本發(fā)明第3實(shí)施方式。
[0105]在該第3實(shí)施方式中，是在上述第I實(shí)施方式中如圖8所示那樣將三相電動馬達(dá)22的結(jié)構(gòu)設(shè)定為:第I系統(tǒng)的三相馬達(dá)繞組LI的相線圈Llua?Llwa以及Llub?Llwb的卷繞方向與第2系統(tǒng)的三相馬達(dá)繞組L2的相線圈L2ua?L2wa以及L2ub?L2wb的卷繞方向?yàn)橄喾捶较颉?br> [0106]在該情況下，第I多相馬達(dá)繞組LI和第2馬達(dá)繞組L2的同相的線圈部以不會與由轉(zhuǎn)子22R的各磁極的永久磁鐵PM形成的同一磁通同時(shí)交叉的方式進(jìn)行卷繞。由此，第I三相馬達(dá)繞組LI的各線圈部與第2三相馬達(dá)繞組L2的各線圈部構(gòu)成將彼此的磁干擾抑制為最小限度的磁路。
[0107]此外，將從第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A的第I逆變器電路42A輸出的相電流Ilu?Ilw和從第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B的第2逆變器電路42B輸出的相電流I2u?I2w的相位如圖9所示那樣錯開180度而設(shè)定為相反相位。
[0108]根據(jù)該第3實(shí)施方式，與上述第I實(shí)施方式同樣，由于來自構(gòu)成轉(zhuǎn)子22R的磁極的永久磁鐵PM的磁通按照各個磁極組(每90° )與線圈交叉，因此，針對由各個磁極組形成的馬達(dá)特性，能夠極度減小彼此的影響。例如，即使在一個馬達(dá)驅(qū)動電路32A (或32B)發(fā)生了短路故障而在線圈中過渡性地流過較大電流，在切斷該馬達(dá)驅(qū)動電路32之前產(chǎn)生了過渡性的短路電流，也能夠極度降低給另一個線圈帶來的影響。
[0109]在該第3實(shí)施方式中，流過同相線圈Llua、Llub和L2ua、L2ub、Llva、Llvb和L2va、L2vb以及Llwa、Llwb和L2wa、L2wb的電流的方向如圖8所示是相反方向，關(guān)于相電壓Vlu?Vlw和V2u?V2w，如果表示其I個相的Vlua和V2ua，則則如圖9 (a)和(b)所示是進(jìn)行了脈寬調(diào)制的相反相位的矩形波，相電流也如曲線Lr所示是相反相位的正弦波。
[0110]因此，兩者的脈動電流L也如圖9 (C)和(d)所示那樣成為相反相位，使從驅(qū)動電路到馬達(dá)的EMI等對外部的噪聲相互抵消。因此，能夠抑制基于脈動電流L的馬達(dá)配線導(dǎo)致的噪音或振動的產(chǎn)生。
[0111]此外，相電流Ilu從斷開到導(dǎo)通或者從導(dǎo)通到斷開的開關(guān)定時(shí)與相電流I2u從導(dǎo)通到斷開或者從斷開到導(dǎo)通的開關(guān)定時(shí)相同，因此，由開關(guān)產(chǎn)生的噪聲彼此成為相反相位而被抵消。
[0112]因此，在上述第3實(shí)施方式中，除了得到與上述第I實(shí)施方式相同的效果以外，還能夠提供可抑制開關(guān)噪聲和脈動電流導(dǎo)致的勵振、靜音性和防振性更高的馬達(dá)控制裝置、電動動力轉(zhuǎn)向裝置和車輛。
[0113]此外，上述第3實(shí)施方式不限于應(yīng)用于第I實(shí)施方式的情況，也可以應(yīng)用于上述第2實(shí)施方式。
[0114]接下來，參照圖10，說明本發(fā)明第4實(shí)施方式。
[0115]該第4實(shí)施方式簡化了電源切斷電路的結(jié)構(gòu)。
[0116]S卩，在第4實(shí)施方式中，如圖10所示，是在上述第I實(shí)施方式的圖2的結(jié)構(gòu)中保留電源切斷電路44A和44B的反向串聯(lián)的場效應(yīng)晶體管QC1、QC2和QD1、QD2中的一方的場效應(yīng)晶體管QCl和QDl，為了共用另一方的場效應(yīng)晶體管QC2和QD2，在噪聲濾波器43與電源切斷電路44A和44B的分支點(diǎn)之間配置了具有公共的場效應(yīng)晶體管QE的公共電源切斷電路 44C。
[0117]此處，場效應(yīng)晶體管QE的漏極與噪聲濾波器43連接，源極與電源切斷電路44A、44B連接，并且，柵極經(jīng)由二極管DA、DB與柵極驅(qū)動電路41A、41B連接。
[0118]根據(jù)該第4實(shí)施方式，電源切斷電路由電源切斷電路44A、44B和44C這3個構(gòu)成，作為實(shí)際用于切斷電源的電源切斷元件，可由場效應(yīng)晶體管QCUQDl和QE這3個半導(dǎo)體開關(guān)元件構(gòu)成，與上述第I實(shí)施方式相比，能夠省略I個半導(dǎo)體開關(guān)元件，相應(yīng)地減少部件數(shù)量，降低馬達(dá)控制裝置25的制造成本，能夠減小印刷基板上的電源切斷電路44A?44C的占有面積，能夠使印刷基板小型化。
[0119]接下來，參照圖11，說明本發(fā)明第5實(shí)施方式。
[0120]在該第5實(shí)施方式中，是將上述第4實(shí)施方式應(yīng)用于上述第2實(shí)施方式。
[0121]S卩，在第5實(shí)施方式中，是在上述第4實(shí)施方式中針對第I馬達(dá)驅(qū)動電路32A和第2馬達(dá)驅(qū)動電路32B將控制運(yùn)算裝置31設(shè)置為各自的控制運(yùn)算裝置31A和31B。
[0122]因此，該第5實(shí)施方式除了能夠得到與上述第2實(shí)施方式相同的作用效果以外，還能夠與上述第4實(shí)施方式同樣地將構(gòu)成電源切斷電路的場效應(yīng)晶體管的個數(shù)減少I個，能夠降低馬達(dá)控制裝置25的制造成本，并且，能夠減少印刷基板上的電源切斷電路44A?44C的占有面積，使印刷基板小型化。
[0123]此外，在上述第4實(shí)施方式和第5實(shí)施方式中，也可以應(yīng)用上述第3實(shí)施方式。
[0124]此外，在上述各實(shí)施方式中，說明了如下情況:在控制運(yùn)算裝置31或者控制運(yùn)算裝置31A和控制運(yùn)算裝置31B的轉(zhuǎn)向輔助控制處理中，根據(jù)轉(zhuǎn)向輔助電流指令值，計(jì)算d軸電流指令值Id*和q軸電流指令值Iq*，對它們進(jìn)行dq相-三相轉(zhuǎn)換，計(jì)算U相電流指令值Iu*,V相電流指令值Iv*和W相電流指令值Iw*，計(jì)算它們與電流檢測值的每相的加法值之間的電流偏差A(yù)Iu、ΛΙν和AIw。但是，本發(fā)明不限于上述結(jié)構(gòu)，也可以對電流檢測值的每相的加法值進(jìn)行dq軸轉(zhuǎn)換,計(jì)算它們與d軸電流指令值Id*以及q軸電流指令值Iq*之間的偏差Λ Id和Λ Iq,對偏差Λ Id和Λ Iq進(jìn)行dq相-三相轉(zhuǎn)換。
[0125]此外，在上述各實(shí)施方式中，說明了將本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置應(yīng)用于電動動力轉(zhuǎn)向裝置的情況，但是不限于此，也可以將本發(fā)明應(yīng)用于電動制動裝置、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車輛行駛用的馬達(dá)驅(qū)動裝置等的使用電動馬達(dá)的任意系統(tǒng)和安裝有該系統(tǒng)的車輛。在該情況下，在馬達(dá)驅(qū)動電路中處理的電壓或者電流較高的情況下，可以替代場效應(yīng)晶體管，而使用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等其它壓控型開關(guān)元件作為開關(guān)元件。
[0126]標(biāo)號說明
[0127]I...車輛，3...電動動力轉(zhuǎn)向裝置，11...方向盤，12...轉(zhuǎn)向軸，13...轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器，18...轉(zhuǎn)向齒輪，20...轉(zhuǎn)向輔助機(jī)構(gòu)，22...三相電動馬達(dá)，25...馬達(dá)控制裝置，26...車速傳感器，27…電池，31、31A、31B…控制運(yùn)算裝置，32A…第I馬達(dá)驅(qū)動電路，32B…第2馬達(dá)驅(qū)動電路，33A...第I馬達(dá)電流切斷電路，33B…第2馬達(dá)電流切斷電路，34A、34B…電流檢測電路，35A…第I異常檢測電路，35B…第2異常檢測電路，41A、41B…柵極驅(qū)動電路，42A…第I逆變器電路，42B…第2逆變器電路，43...噪聲濾波器，44A…第I電源切斷電路，44B…第2電源切斷電路。
【權(quán)利要求】
1.一種馬達(dá)控制裝置，其對多相電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制，其特征在于， 所述多相電動馬達(dá)在定子上至少按照兩個系統(tǒng)、由這兩個系統(tǒng)各自的同相的磁極以來自轉(zhuǎn)子的各磁極的同一磁通彼此不交叉的方式集中卷繞相對于轉(zhuǎn)子磁鐵為相同相位的第I多相馬達(dá)繞組以及第2多相馬達(dá)繞組， 所述馬達(dá)控制裝置具有: 指令值運(yùn)算部，其輸出驅(qū)動所述多相電動馬達(dá)的指令值； 第I馬達(dá)驅(qū)動電路和第2馬達(dá)驅(qū)動電路，它們根據(jù)從該指令值運(yùn)算部輸出的指令值，各自向所述第I多相馬達(dá)繞組和所述第2多相馬達(dá)繞組提供第I多相馬達(dá)驅(qū)動電流和第2多相馬達(dá)驅(qū)動電流， 多相的第I馬達(dá)電流切斷部和第2馬達(dá)電流切斷部，它們各自安插在所述第I馬達(dá)驅(qū)動電路以及所述第2馬達(dá)驅(qū)動電路與所述第I多相馬達(dá)繞組以及所述第2多相馬達(dá)繞組之間； 第I異常檢測部和第2異常檢測部，它們各自檢測所述第I多相馬達(dá)驅(qū)動電流和所述第2多相馬達(dá)驅(qū)動電流或者電壓的異常；以及 異常時(shí)電流控制部，其在通過所述第I異常檢測部和所述第2異常檢測部中的任意一方檢測出至少一相的馬達(dá)驅(qū)動電流或者電壓的異常時(shí)，將檢測出異常的一側(cè)的馬達(dá)電流切斷部控制成電流切斷狀態(tài)， 在通過所述異常時(shí)電流控制部將所述第I馬達(dá)電流切斷部和所述第2馬達(dá)電流切斷部中的一方控制成電流切斷狀態(tài)時(shí)，該馬達(dá)電流切斷部所屬的異常系統(tǒng)對正常系統(tǒng)的磁影響得以抑制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述多相電動馬達(dá)的定子的槽數(shù)被設(shè)定為相數(shù)X 2η，第I多相馬達(dá)繞組和第2多相馬達(dá)繞組交替地卷繞在該槽之間的磁極上，其中，η為2以上的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述第I馬達(dá)驅(qū)動電路和所述第2馬達(dá)驅(qū)動電路具有輸出所述第I多相馬達(dá)驅(qū)動電流的第I多相逆變器電路和輸出所述第2多相馬達(dá)驅(qū)動電流的第2多相逆變器電路，所述第I異常檢測部和所述第2異常檢測部構(gòu)成為，檢測構(gòu)成所述第I多相逆變器電路和所述第2多相逆變器電路的開關(guān)元件的開路故障和短路故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述指令值運(yùn)算部由各自與所述第I馬達(dá)驅(qū)動電路以及所述第2馬達(dá)驅(qū)動電路對應(yīng)的第I指令值運(yùn)算部以及第2指令值運(yùn)算部構(gòu)成，該第I指令值運(yùn)算部和第2指令值運(yùn)算部彼此監(jiān)視運(yùn)算動作，在一方的指令值運(yùn)算部檢測出另一方的指令值運(yùn)算部的異常時(shí)，使異常的指令值運(yùn)算部的動作停止，并向所述異常時(shí)電流控制部輸出切斷所述對應(yīng)的馬達(dá)電流切斷部的切斷指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述第I異常時(shí)電流控制部和所述第2異常時(shí)電流控制部在檢測出異常時(shí)，同時(shí)切斷所述第I馬達(dá)電流切斷部和所述第2馬達(dá)電流切斷部中的異常側(cè)的各相切斷部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述各相切斷部由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成，所述場效應(yīng)晶體管被安插為寄生二極管的方向?yàn)橥环较颉?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述第I馬達(dá)驅(qū)動電路以及所述第2馬達(dá)驅(qū)動電路在所述第I多相逆變器電路以及所述第2多相逆變器電路與電源供給源之間各自安插有第I電源切斷部和第2電源切斷部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述第I電源切斷部和所述第2電源切斷部由具有寄生二極管的開關(guān)元件構(gòu)成，各開關(guān)元件以寄生二極管的方向?yàn)橄喾捶较虻姆绞椒聪虼?lián)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述第I電源切斷部和所述第2電源切斷部具有共用一部分電源切斷元件的結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 提供給所述第I馬達(dá)驅(qū)動電路和所述第2馬達(dá)驅(qū)動電路的馬達(dá)驅(qū)動指令值是均等分配的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩指令值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述指令值運(yùn)算部在通過所述第I異常檢測部和所述第2異常檢測部檢測出多相馬達(dá)電流或者電壓的異常時(shí)，設(shè)定表示正常時(shí)的馬達(dá)驅(qū)動指令值的合計(jì)的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩指令值，作為針對正常的馬達(dá)驅(qū)動電路的馬達(dá)驅(qū)動指令值，直到達(dá)到容許電流值為止。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述第I多相馬達(dá)繞組和所述第2多相馬達(dá)繞組的相對于磁極的卷繞方向被設(shè)定成彼此相反的方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求3?12中的任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述第I馬達(dá)驅(qū)動電路和所述第2馬達(dá)驅(qū)動電路使提供給所述第I逆變器電路和所述第2逆變器電路的開關(guān)載波信號同步。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述第I馬達(dá)驅(qū)動電路和所述第2馬達(dá)驅(qū)動電路使提供給所述第I逆變器電路和所述第2逆變器電路的開關(guān)載波信號的相位錯開而成為不同步，以使產(chǎn)生的噪聲分散。
15.—種電動動力轉(zhuǎn)向裝置,其特征在于， 該電動動力轉(zhuǎn)向裝置利用上述權(quán)利要求1?14中的任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制裝置構(gòu)成包含使轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助力的電動馬達(dá)的馬達(dá)控制裝置。
16.一種車輛，其特征在于， 所述車輛具有上述權(quán)利要求1?14中的任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制裝置。
【文檔編號】H02P6/12GK104170242SQ201380002513
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】菊地祐介, 田上耕太郎, 尾崎學(xué)士, 堀越敦, 遠(yuǎn)藤修司, 長竹和夫 申請人:日本精工株式會社