專利名稱：電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩提供給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以進(jìn)行助力轉(zhuǎn)向的電動 力轉(zhuǎn)向控制裝置。
背景技術(shù)：
以往，己熟知將例如三相無刷電動機(jī)等電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)并 利用該轉(zhuǎn)矩進(jìn)行助力轉(zhuǎn)向的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置(例如參考專利文獻(xiàn)1:日本國 專利公開2001 — 187578號公報)。圖14示出輔助此電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的電動機(jī)M與控制該電動機(jī)M的控 制器C的關(guān)系，圖15示出表示已有電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的功能組成的框圖。圖14示出控制電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的控制器C與輸入到控制器C的值的 關(guān)系，而且示出該控制器C與其控制的電動機(jī)M的關(guān)系。本說明書中沒有用圖 說明，但電動機(jī)M是對電動力轉(zhuǎn)向控制裝置供給轉(zhuǎn)矩以助力的。電動機(jī)M受對 控制器C進(jìn)行控制的電動機(jī)驅(qū)動器52驅(qū)動?？刂破鰿中輸入車速傳感器42取 得的汽車的車速V、由轉(zhuǎn)矩傳感器43探測出并經(jīng)相位補(bǔ)償電路44作相位補(bǔ)償 的操向轉(zhuǎn)矩T、由連接電動機(jī)M的分相器R和轉(zhuǎn)子角度檢測電路45檢測出的電 動機(jī)M的轉(zhuǎn)子角度e h，又將電動機(jī)電流檢測部41檢測出的三相電流值輸入 到控制器C，以便控制器C對電動機(jī)M進(jìn)行電流反饋控制。接著，說明圖15。此電動機(jī)控制裝置中，將車速傳感器42取得的汽車的 車速V、由轉(zhuǎn)矩傳感器43探測出并經(jīng)相位補(bǔ)償電路44作相位補(bǔ)償?shù)牟傧蜣D(zhuǎn)矩 T輸入到控制器C。電動機(jī)控制裝置還具有決定成為對電動機(jī)M通電的三相電 流的命令值的目標(biāo)電流命令值I ' a *03相、V相、W相中流通的三相電流有 效值)用的目標(biāo)電流運(yùn)算部61，并且為了改善操向擬合，運(yùn)算根據(jù)使分相器R 和轉(zhuǎn)子角度檢測電路45檢測出的電動機(jī)M的轉(zhuǎn)子角度e w通過轉(zhuǎn)子角速度運(yùn)算部65后輸出的轉(zhuǎn)子角速度CO^和車速V決定的收斂性校正值I 。。 *，并將該收斂性校正值供給加法部62。加法部62將從目標(biāo)電流運(yùn)算部61輸入的目標(biāo) 電流命令值I ' a *和從收斂性校正部64輸入的收斂性校正值I 。。 *相加， 以設(shè)定表示應(yīng)提供給電動機(jī)M的U相、V相、W相的三相電流的振幅的收斂性 校正后的目標(biāo)電流命令值13*。為了能將電流值當(dāng)作與電動機(jī)M的轉(zhuǎn)子角度e ^無關(guān)的直流量處理，在q軸電流命令值運(yùn)算部66對收斂性校正后的目標(biāo)電流 命令值I a f施行d — q坐標(biāo)變換，并設(shè)定q軸電流命令值i qa *。另一方面， 將d軸電流命令值i da *設(shè)定為零。將d軸電流命令值i da *和q軸電流命令值i qa *分別輸入到減法部67(1、 67q。對這些減法部67d、 67q分別供給使檢測出電動機(jī)M的U相中實際通電的 U相電流i w用的U相電流檢測部41u和檢測出V相中實際通電的V相電流i v a用的V相電流檢測部41v的輸出通過三相電流/ d — q坐標(biāo)變換部68后求出 的d軸電流檢測值I "和q軸電流值I qa。因此，減法部67d、 67q分別輸出d 軸電流命令值I da *與d軸電流檢測值I "的偏差和q軸電流命令值I qa *與 q軸電流檢測值I^的偏差。將該減法部67d和67q輸出的偏差分別供給d軸電流PI (比例積分)控制部 69d和q軸電流PI控制部69q，以分別求出d軸電壓命令值V da *和q軸電壓 命令值V qa *。將d軸電壓命令值V da承和q軸電壓命令值V qa Hc輸入到d — q /三相交 流坐標(biāo)變換部72。該d — q /三相交流坐標(biāo)變換部72還輸入轉(zhuǎn)子角度檢測電 路45檢測出的轉(zhuǎn)子角度9 ^。 d — q /三相交流坐標(biāo)變換部72按照下面的式 (l)將 d軸電壓命令值V da *和q軸電壓命令值V qa *變換成三相交流坐標(biāo)系 的命令值V ua *、 V va *。然后，將該獲得的U相電壓命令值V ua *和V相電 壓命令值V va *輸入到三相P麗調(diào)制部51。
審但是，d — q /三相交流坐標(biāo)變換部72未算出W相電壓命令值V wa *， W<formula>formula see original document page 4</formula>
相電壓命令值運(yùn)算部73中根據(jù)d — q /三相交流坐標(biāo)變換部72算出的U相電 壓命令值V ua *和V相電壓命令值V va H十算該值V u *。 g卩，W相電壓命令 值運(yùn)算部73中從d — q /三相交流坐標(biāo)變換部72輸入U相電壓命令值V ua * 和V相電壓命令值V va *，并從零減去U相電壓命令值V ua *和V相電壓命令 值V va *，從而求出W相電壓命令值V a *。與U相電壓命令值V ua *和V相電壓命令值V va *相同，W相電壓命令值 運(yùn)算部73算出的W相電壓命令值V wa *也供給三相p麗調(diào)制部51。三相P麗 調(diào)制部51生成分別與U相電壓命令值V ua *、 V相電壓命令值V va *和講相電 壓命令值V _承對應(yīng)的P麗信號S u、 S v和S w，并往電動機(jī)驅(qū)動器52輸出該 生成的P麗信號Su、 Sj卩Sw。由此，從電動機(jī)驅(qū)動器52對電動機(jī)M的U相、 V相和W相分別施加適應(yīng)P麗信號S u、 S ,和S J勺電壓V ua、 V _和V _，使 電動機(jī)M產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力所需的轉(zhuǎn)矩。上述專利文獻(xiàn)1中記述如下。即，結(jié)構(gòu)上做成具有判斷是否發(fā)生偏移等異 常用的異常判斷部74，該判斷部74根據(jù)三相交流/ d — q坐標(biāo)變換部68輸出 的d軸電流檢測值i "和q軸電流檢測值i "判斷是否發(fā)生異常。設(shè)U相電流 檢測值i ua、 V相電流檢測值i u和W相電流檢測值i u的振幅為I a，則d 軸電流檢測值i "和q軸電流檢測值i ,a可表示成下面的式(2)，從而能理解 與轉(zhuǎn)子角度e^無關(guān)。因此，異常判斷部74取得d軸電流檢測值i "和q軸電流檢測值i qa，與轉(zhuǎn)子角度e w無關(guān)，并且能根據(jù)該取得的d軸電流檢測值i "和q軸電流檢測值i ,a判斷是否異常，不必運(yùn)算電動機(jī)M流通的三相電 流的有效值。<formula>formula see original document page 5</formula>上述專利文獻(xiàn)1完全未談及該故障判斷的具體實現(xiàn)方法使用什么部分的 振幅I a、 d軸電流檢測值i "和q軸電流檢測值i qa等。因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的為提供一種在電動力轉(zhuǎn)向 控制裝置中簡便地實施控制系統(tǒng)故障判斷的具體實現(xiàn)單元。
發(fā)明內(nèi)容
第1方明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，對轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)施加電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，以 進(jìn)行助力轉(zhuǎn)向，其特征在于，包含為要提供給電動機(jī)的電流而決定d — q坐標(biāo) 系統(tǒng)的d軸電流命令值和q軸電流命令值的d — q命令值設(shè)定單元、檢測該電 動機(jī)實際流通的相電流的電流檢測器、將該電流檢測器檢測出的每一相電流檢 測值變換成d — q坐標(biāo)系統(tǒng)的d軸電流檢測值和q軸電流檢測值的三相/ d — q 坐標(biāo)變換器、根據(jù)該d — q命令值設(shè)定單元決定的d軸電流命令值和q軸電流 命令值以及該三相/ d — q坐標(biāo)變換器輸出的d軸電流檢測值和q軸電流檢測 值，控制提供給電動機(jī)的電壓的電壓控制器、以及所述相電流檢測值在規(guī)定的 允許范圍外的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時間以上的情況下，則判斷為故障的故障判斷單 元，設(shè)三相電流的正弦波頻率為f，則所述故障判斷單元用1 / 2 f以下的周 期來進(jìn)行故障判斷。第2發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，配置電流檢測器的通電路徑不流通電流 時，檢測值中的1個在0A附近的規(guī)定范圍外，則故障判斷單元判斷為控制系 統(tǒng)發(fā)生故障。第3發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不低于規(guī)定值時，禁止故 障判斷。第4發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，判定故障，則停止驅(qū)動電動機(jī)。第5發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，判定故障，則禁止對電動機(jī)驅(qū)動電路供電。第6發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，判定故障，則禁止對電動機(jī)驅(qū)動電路的 前置驅(qū)動器供電。第7發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，判定故障，則禁止從電動機(jī)驅(qū)動電路對 電動機(jī)供電。第1發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置具有能簡便地實施電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的 控制系統(tǒng)故障判斷的效果。第2發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置不將相電流檢測值產(chǎn)生噪聲等誤差的情況 判斷為故障，控制系統(tǒng)可正常工作。第3發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置即使因負(fù)載的布線接地而流過電動機(jī)的負(fù) 載電流形成振蕩狀態(tài)時，也能可靠地進(jìn)行故障判斷。第4發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，在把相電流檢測值的正弦波頻率取為f 時，將所述第3規(guī)定時間設(shè)定成不長于1 / 2 f，從而能防止誤判所述三相電
流的峰值造成的過電流于未然。第5發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置能簡便地實施電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的控制 系統(tǒng)故障判斷。第6發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置能防止從外部高速轉(zhuǎn)動電動機(jī)時的回饋電 流造成的誤判和以不長于所述第3規(guī)定時間的周期輸入的正弦波狀相電流峰值 造成的過電流誤判。第7發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置抑制故障時的無用耗電，可提高的電動力 轉(zhuǎn)向控制裝置的安全性。第8發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置能抑制故障時的無用耗電，并且避免構(gòu)成電動機(jī)驅(qū)動電路的半導(dǎo)體元件的輸入輸出端子短路時發(fā)生的大電流通電。第9發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置能抑制故障時的無用耗電。第10發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置能抑制故障時的無用耗電，并且切斷電動機(jī)驅(qū)動電路至電動機(jī)的饋電線路，從而避免檢測出故障時產(chǎn)生無用轉(zhuǎn)矩。
圖1是示出用于本發(fā)明實施方式1的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的電動機(jī)控制裝 置的功能組成的框圖。圖2是示出本發(fā)明實施方式1的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的運(yùn)作的時序圖。 圖3是示出本發(fā)明實施方式1的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的運(yùn)作的時序圖。 圖4是示出本發(fā)明實施方式1的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的運(yùn)作的時序圖。 圖5是示出本發(fā)明實施方式1的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的運(yùn)作的時序圖。 圖6是示出本發(fā)明實施方式1的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的運(yùn)作的時序圖。 圖7是示出本發(fā)明實施方式1的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的運(yùn)作的時序圖。 圖8是示出控制本發(fā)明實施方式1的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的電動機(jī)與控制該電動機(jī)的控制器的關(guān)系的圖。圖9是示出本發(fā)明實施方式2的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的運(yùn)作的時序圖。 圖10是示出本發(fā)明實施方式2的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的運(yùn)作的時序圖。 圖11是示出本發(fā)明實施方式2的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的運(yùn)作的圖。 圖12是示出本發(fā)明實施方式2的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的運(yùn)作的時序圖。 圖13是示出控制本發(fā)明實施方式3的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的電動機(jī)與控制該電動機(jī)的控制器的關(guān)系的圖。
圖14是示出控制普通電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的電動機(jī)與控制該電動機(jī)的控 制器的關(guān)系的圖。圖15是示出已有電動力轉(zhuǎn)向控制裝置的功能組成的框圖。標(biāo)號說明C是控制器，M是電動機(jī)，R是分相器，41是電動機(jī)電流檢測部，41u是U 相電流檢測器，41v是V相電流檢測器，41w是W相電流檢測器，42是車速傳 感器，43是轉(zhuǎn)矩傳感器，44是相位補(bǔ)償電路，45是轉(zhuǎn)子角度檢測電路，51是 三相P麗調(diào)制部，52是電動機(jī)驅(qū)動器，52a是橋路，52b是前置驅(qū)動器，52c 是極性電容器，61、 81是目標(biāo)電流運(yùn)算部，64、 82是收斂值校正電路，66是 q軸電流命令值運(yùn)算部，68是三相交流/ d — q坐標(biāo)變換部，69d是d軸電流 PI控制部，69q是q軸電流PI控制部，72是d — q /三相交流坐標(biāo)變換部， 73是W相電壓命令值運(yùn)算部，101是三相電流檢測值判斷部，101u是U相電流 檢測值判斷部，101v是V相電流檢測值判斷部，101w是W相電流檢測值判斷 部。
具體實施方式
實施方式1下面，詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。圖1是說明使用本發(fā)明的電動力轉(zhuǎn)向 控制裝置的電動機(jī)M的功能組成用的框圖。該電動機(jī)控制裝置，具有用于決定由電動機(jī)M產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩用的目 標(biāo)轉(zhuǎn)矩電流命令值I ， b *的目標(biāo)電流運(yùn)算部61，并且為了改善操向擬合，運(yùn) 算根據(jù)使分相器R和轉(zhuǎn)子角度檢測電路45檢測出的電動機(jī)M的轉(zhuǎn)子角度e re 通過轉(zhuǎn)子角速度運(yùn)算部65后輸出的轉(zhuǎn)子角速度co M和車速V決定的收斂性校 正值I 。。 *，并將該收斂性校正值供給加法部62。加法部62將從目標(biāo)電流運(yùn) 算部61輸入的目標(biāo)電流命令值1'3*和從收斂性校正部62輸入的收斂性校正值 I 。。*相加，以設(shè)定應(yīng)供給電動機(jī)M的收斂性校正后的轉(zhuǎn)矩電流命令值(q軸電 流命令值)i qa * 。另一方面，將勵磁電流命令值(d軸電流命令值)i da *設(shè) 定為零。圖1中，具有與圖15中相同的參考號的方框進(jìn)行與圖15所示方框相同的 工作，因而省略其詳細(xì)說明，但將電動機(jī)驅(qū)動器52、三相P麗調(diào)制部51、 W相 電壓命令值運(yùn)算部73、 d — q /三相交流坐標(biāo)變換部72、 d軸電流PI控制部69d、 q軸電流PI控制部69q和減法部67d、 67q合稱為電壓控制單元。本實施方式中，為了判斷電動機(jī)M中是否正確流通加法部62將目標(biāo)電流 運(yùn)算部61指定的目標(biāo)電流命令值I'w和收斂性校正值I 。。 *相加后算出的收斂 性校正后的目標(biāo)電流指定值I qa *的電流，此電動機(jī)控制裝置中設(shè)置三相電 流檢測值判斷部101。這里，專利文獻(xiàn)1提出的已有電動機(jī)控制裝置根據(jù)通過 三相電流/ d — q坐標(biāo)變換部68從流通電動機(jī)M的三相電流檢測值中的2相的 值(U相電流檢測值I ua和V相電流檢測值I va )算出的d軸電流檢測值I da * 和q軸電流檢測值I qa *進(jìn)行判斷，但本實施方式1提出的電動機(jī)控制裝置 根據(jù)流通電動機(jī)M的三相電流檢測值的全部相電流進(jìn)行判斷。因此，設(shè)置由檢 測出U相電流的U相電流檢測部41u、檢測出V相電流的V相電流檢測部41v 和檢測出W相電流的W相電流檢測部41w構(gòu)成的電動機(jī)電流檢測部41。三相電流檢測值判斷部101由用U相電流檢測值I ^判斷該電動機(jī)控制裝置故障用的U相電流檢測值判斷部lOlll、用V相電流檢測值Iva判斷該電動機(jī)控制裝置故障用的V相電流檢測值判斷部101v和用W相電流檢測值I n判斷 該電動機(jī)控制裝置故障用的W相電流檢測值判斷部101w構(gòu)成。探測出輸入到三相電流檢測值判斷部101的三相電流檢測值i ua、i va禾[l i .a中的至少1個為規(guī)定的允許范圍外時，判斷為此電動機(jī)控制裝置有故障。下面，用圖2和圖3說明三相電流檢測值判斷部101的運(yùn)作。圖2和圖3示出流通電動機(jī)M的U相電流檢測值I ua、 V相電流檢測值I va和W相電流檢測值I n、以及表示U相電流檢測值I ua、 V相電流檢測值Iva和W相電流檢測值I w a的狀態(tài)的U相電流狀態(tài)標(biāo)記、V相電流狀態(tài)標(biāo)記和W相電流狀態(tài)標(biāo)記的時間變化，并示出該U相電流檢測值I ua過大時的運(yùn)作。這里，為了判斷U相電流檢測值I ua過大、取值異常，預(yù)先設(shè)定判斷為U相電流檢測值I u是正常值的規(guī)定的允許范圍D ,(取I aMin ~ I "H的范圍)， 如下面的式(3)所示。所述允許范圍D ,包含U相電流檢測值I "時，將U相電 流狀態(tài)標(biāo)記設(shè)定成表示正常狀態(tài)的"o"，并判斷為此電動機(jī)控制裝置正常。IaMin^Iua〈工aMax (3)其中，I ua : U相電流檢測值I aMin :最小允許三相電流檢測值I aMax :最大允許三相電流檢測值 此電動機(jī)控制裝置中，例如發(fā)生設(shè)有所述U相電流檢測部41li的通電路徑
與電源線短路等故障時，如圖2的時刻T"所示，U相電流檢測值I u變成最大電流，在所述允許范圍D,之外。其后，在經(jīng)歷第2規(guī)定時間T u(下文將T u 表述為故障判斷時間)后的時刻T u2， U相電流檢測值I ua也繼續(xù)為允許范圍D ,之外時，將U相電流狀態(tài)標(biāo)記設(shè)定為"1"，并判斷為該電動機(jī)控制裝置的控 制系統(tǒng)發(fā)生故障。如圖3所示，即使例如由于噪聲等原因，U相電流檢測值I ua為允許范圍D ,之外，該狀態(tài)也不連續(xù)存在于故障判斷時間T 。時，判斷為U相電流檢測值Iua正常，U相狀態(tài)標(biāo)記保持設(shè)定成"0"的狀態(tài)不變。通過這樣設(shè)定故障判斷 時間Tu，即使U相電流檢測值I ua因噪聲等而瞬間大變動，成為允許范圍D,之外，也不判斷為控制系統(tǒng)故障，電動機(jī)控制裝置可繼續(xù)正常工作。 又由于電動機(jī)轉(zhuǎn)速不小于規(guī)定值時禁止判斷故障，防止根據(jù)將從外部轉(zhuǎn)動電動機(jī)時產(chǎn)生的回饋電流與流通電動機(jī)M的三相電流疊加后的電流值進(jìn)行判斷而會發(fā)生的誤判，使電動機(jī)控制裝置能連續(xù)正常工作。圖4和圖5示出用檢測到的V相電流檢測值I v0判斷故障的運(yùn)作，圖6和 圖7示出用檢測到的W相電流檢測值I 判斷故障的運(yùn)作，由于其運(yùn)作與上述 U相電流檢測值I ^時相同，省略詳細(xì)說明。又由于構(gòu)成三相電流的各相的電 流振幅值相同，可用最小允許三相電流檢測值I ""和最大允許三相電流檢測 值I "H決定各相電流的允許范圍D ,。實施方式2圖8是說明說明上述電動機(jī)驅(qū)動器52、控制器C和電動機(jī)M的功能組成用 的詳細(xì)電路圖。將控制器C輸出的P麗信號S u、 S v、 S w通過電動機(jī)驅(qū)動器 52具有的前置驅(qū)動器52b傳送到形成控制流通電動機(jī)M的三相電流用的橋路 52a的6個半導(dǎo)體元件的基極端子。該橋路52a、前置驅(qū)動器52b和極性電容 器52c由同一個電源53供電，并且分別具有開關(guān)54和開關(guān)55，以切換是否對 電動機(jī)驅(qū)動器52供電；具有開關(guān)56，以切換是否對電動機(jī)M供電。這里，參照圖9說明設(shè)有所述U相電流檢測部41u的通電路徑發(fā)生故障是 的運(yùn)作。根據(jù)電動機(jī)驅(qū)動器52要供給電動機(jī)M的U相電壓值決定的、成為所 述電動機(jī)M通電的目標(biāo)的U相通電電流(下文表述為目標(biāo)電流)形成三角波狀， 其斜率由電動機(jī)M的電時間常數(shù)t決定，頻率為PWM的載頻。這里，將P麗 載波的周期設(shè)定成充分短于t ，則如圖9(a)所示，在t < t x時，可將正常 時的U相電流檢測值I ua當(dāng)作等于目標(biāo)電流值的固定值。這里，設(shè)t:tx時
設(shè)有所述U相電流檢測部41U的通電路徑發(fā)生短路，由于短路時從電壓控制單 元看的電感和電阻非常小，實際使電動機(jī)M通電的U相通電電流(下文稱為負(fù)載電流)急劇增大，U相電流檢測值Ius不小于IaMu，即在允許訪問D,之外。 于是，電壓控制單元起作用，以便使負(fù)載電流減小。正常時，由于電動機(jī)驅(qū)動器52可忽略電感，按上述時間常數(shù)t減小的負(fù)載電流急速減小。因此，這時 的U相電流檢測值I^低于目標(biāo)電流，所以電壓控制單元起作用，以增大負(fù)載電流，再次使U相電流檢測值I ua為允許范圍D ,之外。重復(fù)以上的運(yùn)作，因 而U相電流檢測值I ua在t = 0 t X時，形成固定值(目標(biāo)電流)，但t〉tX時，變成矩形波狀的振蕩波形，如圖9(a)所示?？刂破鰿具有的U相電流檢測 值判斷部101u，如圖9(a)所示，每一規(guī)定周期T ,依次將對各U相電流檢測值 Iw的判斷結(jié)果存放到RAM。
上述例子中，判斷結(jié)果在tStx時全為正常(O)， 在t > t x時重復(fù)異常(l)和正常(O)。于是，每一規(guī)定周期T 3調(diào)查T 3周期內(nèi) 的判斷結(jié)果，并且在全部正常時將故障檢測計數(shù)器清零，否則使故障檢測計數(shù) 器加l。上述例子中，如圖9(b)所示，t S t x時每一規(guī)定周期T 3將故障檢測 計數(shù)器清零，t 〉 t x時每一規(guī)定周期T 3使故障檢測計數(shù)器遞增1，所述故障 檢測計數(shù)器從開始計數(shù)時起，經(jīng)歷故障判斷時間T u時，故障檢測計數(shù)器的值 連續(xù)非零，則判斷為有故障，并且將U相電流狀態(tài)標(biāo)記置1，如圖9(c)所示。
另一方面，參照圖10說明因目標(biāo)電流急劇變化等而負(fù)載電流暫時過沖的 情況。例如，目標(biāo)電流從I 1上升到I 2時，所述電壓控制單元起作用，以逼 近所述目標(biāo)電流I 2。目標(biāo)電流變化幅度小時，U相電流順暢地往所述目標(biāo)電 流增大，但目標(biāo)電流變化幅度大時，負(fù)載電流急劇增大，如圖10(a)所示，發(fā) 生過沖。然而，利用電壓控制單元的反饋作用，能使U相電流減小，聚攏到目 標(biāo)電流值。這時，如圖10(a)所示，在U相電流檢測值I ua過沖的期間內(nèi)，依 次存放到R認(rèn)的判斷結(jié)果有時為異常(l)，但其它期間為正常(O)。上述例子中， 如圖10(b)所示，故障檢測計數(shù)器為2的下一個周期T 3(過沖結(jié)束后接著的持 續(xù)時間)中，全部判斷結(jié)果為正常(O)，所以將所述故障檢測計數(shù)器清零。因此， 這時不判斷為故障，并且如圖10(c)所示，不將U相電流狀態(tài)標(biāo)記置1。 B卩，U 相電流檢測值判斷部101u在即使有時U相電流為某允許范圍D ,之外，該狀態(tài) 也不超過故障判斷時間T 時，判斷為U相電流急劇增大是因目標(biāo)電流急劇變 化等造成的暫時過沖，不是電動機(jī)短路造成的變?yōu)樵试S范圍D ,之外的電流。上述實施方式示出基于U相電流檢測值的故障判斷的例子，但也能根據(jù)V
相或W相電流檢測值進(jìn)行同樣的故障檢測。判斷為電動機(jī)控制裝置的控制系統(tǒng)有故障時，使上述開關(guān)54、開關(guān)55和 開關(guān)56釋放(參考圖11)，停止對構(gòu)成電動機(jī)驅(qū)動電路的橋路52a、前置驅(qū)動 器52b或電動機(jī)M的通電路徑供電，停止驅(qū)動使用電動機(jī)的電動力轉(zhuǎn)向控制裝 置，從而能抑制電動機(jī)控制裝置的耗電。尤其是使開關(guān)54釋放，停止對橋路 52a供電，從而可避免構(gòu)成橋路52a的半導(dǎo)體元件的輸入輸出端子短路時產(chǎn)生 的大電流通電，而且也使開關(guān)56釋放，切斷橋路52a至電動機(jī)M的饋電線路， 可避免檢測出故障時產(chǎn)生無用的轉(zhuǎn)矩。參考圖12說明將故障判斷時間T u設(shè)定為不長于三相電流周期1 / 2f 時 的狀態(tài)標(biāo)記變化。例如圖12中，將上述故障檢測計數(shù)器分成U相龜流上限計數(shù)器和U相電 流下限計數(shù)器，并且在檢測出不小于允許范圍D ,的上限值I aMax的值時，使 U相電流上限計數(shù)器加l，在檢測出不大于下限值I aMin時，使U相電流下限 計數(shù)器加1。由于使電動機(jī)M通電的三相電流為正弦波形狀，將相電流檢測值 的正弦波頻率取為f時，把故障判斷時間Tu設(shè)定成不長于三相電流周期1 /2f， 從而在連續(xù)檢測出所述三相電流峰值時的過電流狀態(tài)的情況下，也可將上述2 個計數(shù)器清零，能防止過電流誤判于未然。又通過電動機(jī)轉(zhuǎn)速不小于規(guī)定值時禁止故障判斷，防止根據(jù)將從外部轉(zhuǎn)動 電動機(jī)M時產(chǎn)生的回饋電流與流通電動機(jī)M的三相電流疊加后的電流值進(jìn)行判斷而會發(fā)生的誤判，可使電動機(jī)控制裝置連續(xù)正常工作。 實施方式3圖13是說明上述電動機(jī)驅(qū)動器52、控制器C和電動機(jī)M的功能組成用的 詳細(xì)電路圖。本實施例在構(gòu)成橋路52a的3組開關(guān)元件群中連接直流電壓負(fù)端 的開關(guān)元件的公共端配置電流檢測用的電阻。作為電流檢測單元，配置U相電 流檢測部41u和V相電流檢測部41v，并通過根據(jù)U相和V相電流檢測值I ua 和I u進(jìn)行運(yùn)算，算出W相電流檢測值I u 。例如，連接在U相直流電壓正 端的開關(guān)元件導(dǎo)通、連接在負(fù)端的開關(guān)元件阻斷時，配置U相電流檢測用的電 阻的電流通路不流通電流。探測出這時的U相電流檢測值為0 A(安培)附近的 規(guī)定范圍D 2之外的情況下，判定為該電動機(jī)控制裝置有故障。連接在U相直流電壓正端的開關(guān)元件阻斷、連接在負(fù)端的開關(guān)元件導(dǎo)通時， 配置U相電流檢測用的電阻的電流通路流通電動機(jī)U相流通的電流?？筛鶕?jù)這
時的U相電流檢測值進(jìn)行實施方式1或?qū)嵤┓绞?記述的故障判斷。上述實施例示出基于U相電流檢測值的故障判斷實例，但也可根據(jù)檢測出 的V相電流檢測值或算出的W相電流檢測值，進(jìn)行同樣的故障檢測。
權(quán)利要求
1、一種電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，對轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)施加電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，以進(jìn)行助力轉(zhuǎn)向，其特征在于，包含為要提供給所述電動機(jī)的電流而決定d-q坐標(biāo)系統(tǒng)的d軸電流命令值和q軸電流命令值的d-q命令值設(shè)定單元、檢測該電動機(jī)實際流通的相電流的電流檢測器、將該電流檢測器檢測出的每一相電流檢測值變換成d-q坐標(biāo)系統(tǒng)的d軸電流檢測值和q軸電流檢測值的三相/d-q坐標(biāo)變換器、根據(jù)該d-q命令值設(shè)定單元決定的d軸電流命令值和q軸電流命令值以及該三相/d-q坐標(biāo)變換器輸出的d軸電流檢測值和q軸電流檢測值，控制提供給所述電動機(jī)的電壓的電壓控制器、以及所述相電流檢測值在規(guī)定的允許范圍外的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時間以上的情況下，則判斷為故障的故障判斷單元，設(shè)三相電流的正弦波頻率為f，則所述故障判斷單元用1/2f以下的周期來進(jìn)行故障判斷。
2、 如權(quán)利要求1中所述的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于， 配置電流檢測器的通電路徑不流通電流時，檢測值中的1個在0A附近的規(guī)定范圍外，則故障判斷單元判斷為控制系統(tǒng)發(fā)生故障。
3、 如權(quán)利要求1中所述的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于， 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不低于規(guī)定值時，禁止故障判斷。
4、 如權(quán)利要求1中所述的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于， 判定故障，則停止驅(qū)動電動機(jī)。
5、 如權(quán)利要求4中所述的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于， 判定故障，則禁止對電動機(jī)驅(qū)動電路供電。
6、 如權(quán)利要求4中所述的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于， 判定故障，則禁止對電動機(jī)驅(qū)動電路的前置驅(qū)動器供電。
7、 如權(quán)利要求4中所述的電動力轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于， 判定故障，則禁止從電動機(jī)驅(qū)動電路對電動機(jī)供電。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種在電動力轉(zhuǎn)向控制裝置中簡便地實施控制系統(tǒng)故障判斷的具體實現(xiàn)單元。其中，電動力轉(zhuǎn)向控制裝置具有根據(jù)d-q命令值設(shè)定單元設(shè)定的d軸電流命令值和q軸電流命令值以及對實際流通電動機(jī)的三相交流電流受電流檢測器檢測而形成的三相交流電流作d-q坐標(biāo)系統(tǒng)變換后得到的d軸電流檢測值和q軸電流檢測值，控制提供給電動機(jī)的電壓的電壓控制單元，以及相電流檢測值在第1規(guī)定的允許范圍外時判斷為故障用的故障判斷單元。
文檔編號B62D5/04GK101119096SQ20071015425
公開日2008年2月6日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月7日
發(fā)明者上月宏之, 喜福隆之, 松下正樹 申請人:三菱電機(jī)株式會社