[发明专利]电动机控制装置、故障检测方法以及搭载了该电动机控制装置、该故障检测方法的电动助力转向装置和车辆

说明书

本发明提供一种高可靠性的电动机控制装置、一种高可靠性的故障检测方法以及搭载了该电动机控制装置、该故障检测方法的电动助力转向装置和车辆，该电动机控制装置和该故障检测方法准确地检测出具有多个系统电动机绕组的电动机的驱动电路的开关元件的开路故障或短路故障、线圈绕组的断线故障或短路故障以及其他的驱动电路内的断线、短路等故障并且对检测出的故障进行处理。本发明的电动机控制装置基于电流指令值经由每个绕组系统的电动机驱动电路来控制具有多个系统电动机绕组的三相电动机，其具备电流检测电路、3相/2相转换单元和故障诊断单元，电流检测电路针对多个系统电动机绕组中的每个系统电动机绕组检测出三相电动机的各相电流，3相/2相转换单元针对多个系统电动机绕组中的每个系统电动机绕组将检测出的各相电流转换成2相，故障诊断单元针对多个系统电动机绕组中的每个系统电动机绕组对2相电流进行电流运算，将多个系统电动机绕组之间的电流运算结果的差以及其积算值分别与故障判定阈值进行比较，以便进行故障诊断。针对3相电流也可以进行同样的处理运算。

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置、一种故障检测方法以及搭载了该电动机控制装置、该故障检测方法的电动助力转向装置和车辆，该电动机控制装置以具备电流控制单元的三相电流反馈方式基于电流指令值经由每个绕组系统的电动机驱动电路来控制具有多个系统电动机绕组的三相电动机。本发明特别是涉及一种高可靠性的电动机控制装置、一种高可靠性的故障检测方法以及搭载了该电动机控制装置、该故障检测方法的电动助力转向装置和车辆，该电动机控制装置和该故障检测方法准确地检测出具有多个系统电动机绕组的三相电动机的驱动电路的开关元件的开路故障或短路故障、线圈绕组的断线故障或短路故障以及其他的驱动电路内的断线、短路等故障并且对检测出的故障进行处理。被搭载在车辆上的电动助力转向装置是用来通过至少基于转向扭矩运算出的电流指令值来对车辆的转向系统施加由电动机(例如，无刷三相电动机)产生的辅助力的，并且通过由功率开关元件(例如，FET)的电桥电路构成的逆变器来对其进行驱动控制。

背景技术

作为搭载了用于控制电动机的电动机控制装置的装置，有电动助力转向装置(EPS)。电动助力转向装置利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加转向辅助力(辅助力)，其将由逆变器所供给的电力来控制的电动机的驱动力通过诸如齿轮等传送机构向转向轴或齿条轴施加转向辅助力。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，这样的现有的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之间的差变小，电动机外加电压的调整通常用调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(duty)来进行。作为电动机，通常使用可维修性优异的无刷电动机。

如图1所示，对电动助力转向装置的一般结构进行说明。转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速装置内的减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R连接。另外，在柱轴2上设有用于检测出转向盘1的转向扭矩的扭矩传感器10和用于检测出转向角θ的转向角传感器14，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与柱轴2连接。电池13对用于控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30进行供电，同时，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Ts和由车速传感器12检测出的车速Vs，进行作为辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，通过对电流指令值实施补偿等而得到的电压控制指令值Vref，来控制供给EPS用电动机20的电流。

此外，转向角传感器14不是必须的，可以不设置转向角传感器14。还有，也可以通过与电动机20连接的诸如分解器之类的旋转位置传感器来获得转向角。

另外，收发车辆的各种信息的CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)40被连接到控制单元30，车速Vs也能够从CAN40处获得。此外，收发CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41也可以被连接到控制单元30。