交流旋转电机控制装置以及具备其的电动助力转向装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种交流旋转电机控制装置，其能降低根据推断旋转位置转移至无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障。其具备：旋转位置推断单元(9)，其在旋转位置传感器(2)被判断为异常时，计算交流旋转电机(1)的推断旋转位置；电力限制单元(6)，其对为驱动交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元(10)，其在传感器异常判断单元(3)判断旋转位置传感器为异常时，基于推断旋转位置，向交流旋转电机供应电力，所述电力是电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，至少从传感器异常判断单元(3)判断为异常起，在推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，电力限制单元(6)限制驱动电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在旋转位置传感器异常时能继续驱动交流旋转电机的交流旋转电机控制装置以及具备交流旋转电机控制装置的电动助力转向装置。
技术介绍
通常，在控制交流旋转电机时，为了以对应于转子旋转位置的合适的相位来供应电流，需要编码器、旋转变压器、霍尔元件等旋转位置传感器。因此，旋转位置传感器异常时便无法控制交流旋转电机，因而需要停止交流旋转电机。从这一观点出发，提议有一种方法：即，在旋转位置传感器异常时不使用旋转位置传感器来推断转子的旋转位置，而切换到推断用于控制交流旋转电机的旋转位置信号(以下，称为控制角)的旋转位置，从而即便在位置传感器异常时仍然能够继续控制交流旋转电机。例如，专利文献1中记载的现有交流旋转电机控制装置中，在旋转位置传感器异常时，将用于推断旋转位置的高频限制电压施加给交流旋转电机的绕组，基于与之相应的交流旋转电机的电流检测值，无需使用旋转位置传感器便能控制交流旋转电机。此外，由于推断旋转位置需要一定的时间，在转移到根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时所产生的旋转位置不确定期间中，在刚转移到无传感器控制之后的期间内，将之前根据旋转位置传感器的输出信号而获得的旋转位置用于无传感器控制中，从而解决该问题。这里，旋转位置传感器的异常包括旋转位置传感器自身的异常、旋转位置传感器的信号线或供电线的断线异常。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2013-59258号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题专利文献1中记载的现有交流旋转电机控制装置将旋转位置推断用的电力供应给交流旋转电机，根据与之相应的交流旋转电机的响应来计算推断旋转位置，因此，旋转位置的推断需要一定时间，在转移至根据推断旋转位置来控制交流旋转电机的无传感器控制时，会产生旋转位置不确定期间。因此，根据现有专利技术，在刚转移到无传感器控制后的期间内，将之前根据旋转位置传感器的输出信号而获得的旋转位置用于无传感器控制。但是，在旋转位置不确定期间中，如果交流旋转电机旋转，则旋转位置传感器信号成为异常前的旋转位置、与交流旋转电机的实际旋转位置不同，因此，该期间中交流旋转电机的控制中所使用的控制角与实际旋转位置存在不确定误差，该误差最大为180度。此外，由于旋转位置传感器的异常是偶然发生的，因此，无法限定发生异常时交流旋转电机并不在旋转。也就是说，即便控制角使用旋转位置传感器即将变为异常之前、根据旋转位置传感器的输出信号而获得的旋转位置，但从交流旋转电机控制装置判断旋转位置传感器为异常起到推断出旋转位置为止的期间是旋转位置不确定期间这一点不变，在该期间中无法根据合适的控制角控制交流旋转电机。再者，从旋转位置传感器实际发生异常起、到交流旋转电机控制装置判断旋转位置传感器为异常为止需要时间，因此，旋转位置不确定期间会相应地延长。另一方面，在旋转位置传感器发生异常前后，交流旋转电机的用途不变，力求获得同样的功能，因而以专利文献1所记载的现有交流旋转电机控制装置为代表，在转移至无传感器控制时供应给交流旋转电机的转矩轴上的电流和即将转移至无传感器控制前保持连续。因此，在旋转位置传感器即将发生异常之前，向交流旋转电机供应转矩轴电流，在转移至无传感器控制时，控制角和实际旋转位置的误差在90度以上的情况下，会产生反转矩，其作用于期望转矩的相反方向。这里，关于反转矩的大小，控制角和实际旋转位置的误差越大，交流旋转电机的电流越大，则反转矩就越大。此外，除上述旋转位置不确定期间以外，从开始推断旋转位置起、到计算出误差至少在90度以下的推断旋转位置为止的时间内，反转矩也会继续存在。反转矩会使交流旋转电机开展非预期的动作，因此，会对顺利地转移至无传感器控制造成阻碍。此外，如果交流旋转电机控制装置根据交流旋转电机的速度或者输出转矩的相应状态量来计算转矩轴电流指令，则反转矩所带来的阻碍会更大。例如，在常规的电动助力转向装置的情况下，如果驾驶员的转向转矩变大，则交流旋转电机的转矩指令变大，其方向和转向转矩相同。因此，在驾驶员进一步转动方向盘的状态下产生上述反转矩时，由于反转矩，驾驶员进一步转动方向盘所用的转向转矩会进一步增大，其结果为，转矩指令进一步变大，从而产生反转矩继续增大这一负面连锁反应。因此，驾驶员的不协调感增大。再者，转移至无传感器控制时如果控制角和实际旋转位置的误差较大，则分别在不同于交流旋转电机的实际旋转轴的错误方向施加两个旋转轴上的期望电压，因而导致交流旋转电机产生非预期的电流。两个旋转轴上的电压越大，该电流越大。因此，在控制角和实际旋转位置的误差较大，交流旋转电机的电流较大，交流旋转电机的感应电压即旋转速度较大时，会产生过电流，交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路可能会发生故障。交流旋转电机或交流旋转电机的驱动电路发生故障时，不得不停止交流旋转电机，就无法转移至无传感器控制来继续驱动交流旋转电机。本专利技术为解决上述问题开发而成，其目的在于，在旋转位置传感器异常时根据推断旋转位置来继续驱动交流旋转电机的交流旋转电机控制装置中，降低转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术所涉及的交流旋转电机控制装置具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其判断所述旋转位置传感器的异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，至少从所述传感器异常判断单元判断为异常起，在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，所述电力限制单元限制所述驱动电力。或者具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其判断旋转位置传感器的异常；旋转位置推断单元，其在旋转位置传感器被判断为异常时，计算交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在传感器异常判断单元判断旋转位置传感器为异常时，基于推断旋转位置，向交流旋转电机供应电力，所述电力是电力限制单元所限制的驱动电力加上用于确保旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力；所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元检测异常到判断为异常为止，开始限制所述驱动电力，并至少在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，限制所述驱动电力。或者具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其判断所述旋转位置传感器的异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；感应电压获取单元，其获取所述交流旋转电机的感应电压；以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流旋转电机控制装置，其特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其判断所述旋转位置传感器的异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，至少从所述传感器异常判断单元判断为异常起，在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，所述电力限制单元限制所述驱动电力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种交流旋转电机控制装置，其特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其判断所述旋转位置传感器的异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，至少从所述传感器异常判断单元判断为异常起，在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，所述电力限制单元限制所述驱动电力。2.一种交流旋转电机控制装置，其特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其以规定的判断时间持续地检测出所述旋转位置传感器异常时，判断所述旋转位置传感器为异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元检测异常到判断为异常为止，开始限制所述驱动电力，并至少在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，限制所述驱动电力。3.如权利要求1或2所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，具备对所述交流旋转电机的输出转矩进行检测的转矩检测单元，所述旋转位置推断电力为高频电力，所述旋转位置推断单元基于所述输出转矩中所包含的高频分量、以及对应于所述高频电力的高频分量，计算所述推断旋转位置。4.如权利要求1或2所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，所述交流旋转电机具有凸极性，具备获取所述交流旋转电机的检测电流的电流检测单元，所述旋转位置推断电力为高频电力，所述旋转位置推断单元基于所述检测电流中所包含的高频分量，计算所述推断旋转位置。5.如权利要求1或2所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，具备获取所述交流旋转电机的检测电流的电流检测单元，所述旋转位置推断电力是所述交流旋转电机的绕组磁饱和的电力，所述旋转位置推断单元基于所述交流旋转电机的电压和电流的关系，计算所述推断旋转位置。6.如权利要求1或2所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，具备获取所述交流旋转电机的检测电流的电流检测单元，所述旋转位置推断电力是使所述交流旋转电机的绕组短路的电压，所述旋转位置推断单元基于所述检测电流，计算所述推断旋转位置。7.一种交流旋转电机控制装置，其特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其判断所述旋转位置传感器的异常；旋转位置推断单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：中嶋俊介，土本祐也，家造坊勲，金原义彦，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP