电动机促动器、以及使用它的动力转向装置制造方法及图纸

本发明专利技术检测冗余系统的电动机的冗余系统间短路异常。电动机促动器包括：进行对第1电动机定子供给的电力的控制的第1逆变器电路；进行对第2电动机定子供给的电力的控制的第2逆变器电路；具有运算电路的控制组件单元。控制组件单元包括：输出用于驱动控制第1逆变器电路的控制信号的第1逆变器控制单元；输出用于驱动控制第2逆变器电路的控制信号的第2逆变器控制单元；以及通过第1逆变器控制单元或者所述第2逆变器控制单元，仅对第1逆变器电路以及第2逆变器电路中的一方的逆变器电路供给电力时，根据另一方的逆变器电路的导通状态判断第1电动机定子和第2电动机定子之间有无短路的短路判断单元。

Motor actuator and its power steering device

The invention detects the abnormal short circuit between the redundant systems of the motor of the redundant system. Motor actuators include: the first inverter circuit to control the power supplied by the stator of the first motor; the second inverter circuit to control the power supplied by the stator of the second motor; and the control module unit with an operation circuit. The control component unit includes: the first inverter control unit which outputs the control signal for driving and controlling the first inverter circuit; the second inverter control unit which outputs the control signal for driving and controlling the second inverter circuit; and the first inverter control unit or the second inverter control unit, which only controls the first inverter. When power is supplied by one of the two inverters and the inverters in the second inverter circuit, the short circuit judgement unit is used to judge whether there is a short circuit between the stator of the first motor and the stator of the second motor according to the on-state of the inverters of the other.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机促动器、以及使用它的动力转向装置
本专利技术涉及动力转向装置，特别涉及其中使用的电动机促动器(actuator)的控制。
技术介绍
近年，伴随电动动力转向装置(以下称为EPS(ElectricPowerSteering))的普及，希望进一步提高产品能力。在这种情况下，关于系统故障时的辅助功能的残存，即使限定时间也好，所以希望加入功能。为了应对该希望，将逆变器系统、电机系统变得冗余，在那些故障发生时，仅用一个系统支持(backup)控制的EPS也开始投入市场。作为本
的
技术介绍
，有日本专利公开特开2011－142744号公报(专利文献1)。在专利文献1中，以提供即使在电动机的驱动刚开始之后，也能够适当地控制电动机的电动机驱动装置为目的，公开了一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置的特征在于，包括：具有与多个相对应，驱动电动机的绕线以及对所述绕线供给电流的逆变器单元的从第1至第n(n为2以上的自然数)的多个电动机驱动单元；判定从所述第1至第n为止的各电动机驱动单元中是否发生异常，控制经由所述电动机驱动单元的所述逆变器单元的至所述绕线的电流供给的判定控制单元，所述判定控制单元能够执行从所述第1至第n为止的各电动机驱动单元中m(m为自然数)个一连串的故障检测处理，等待所述第1至第n为止的各电动机驱动单元中执行的m个所述故障检测处理的全部结束，从所述第1至第n为止的电动机驱动单元向各绕线开始电流供给。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利公开特开2011－142744号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1中，记载了两个驱动系统以及具有2系统的电机线圈的EPS的初始诊断法，在驱动电路的诊断全部OK后，对于2个系统的电机同时开始驱动。由此，在正常地判断了全部的初始诊断后，2系统同时驱动电机，所以可以不发生开始初期的方向盘的重量、不适感而开始辅助，但是关于2系统电机的线圈在各系统间产生短路(short)的情况的异常检测却没有提及，所以在电机驱动的情况下，存在至电机的电流平衡破坏，发生方向盘振动的可能性。本专利技术涉及检测该冗余系统的电机的冗余系统间短路异常的技术。用于解决课题的手段按照本专利技术的一实施方式，提供电动机促动器。该电动机促动器包括：旋转自由地支承旋转轴的外壳；设置在外壳内，具有金属制的绕线的第1电动机定子；设置在外壳内，具有金属制的绕线的第2电动机定子；设置在外壳内，与旋转轴一起旋转的电动机转子；进行对第1电动机定子供给的电力的控制的第1逆变器电路；进行对第2电动机定子供给的电力的控制的第2逆变器电路；具有运算电路的控制组件单元。控制组件单元包括：输出用于驱动控制第1逆变器电路的控制信号的第1逆变器控制单元；输出用于驱动控制第2逆变器电路的控制信号的第2逆变器控制单元；通过第1逆变器控制单元或者第2逆变器控制单元，在仅对第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路中的一方的逆变器电路供给电力时，根据另一方的逆变器电路的导通状态判断第1电动机定子和第2电动机定子之间有无短路的短路判断单元。按照本专利技术的实施方式，可以提供在冗余系统电动机间发生了短路故障的情况下，可以迅速检测该异常，并且适当地向驾驶员发出警告，同时能够转移到最佳的系统状态的电动机促动器，以及使用它的动力转向装置。附图说明图1是构成实施例1中的EPS的主要单元的EPS系统结构图。图2是实施例1中的EPS系统的、1CPU、2逆变器&电动机的情况的电动机以及ECU的块结构图。图3是表示实施例1中的从系统起动时起至满(full)辅助控制开始为止的诊断时序的定时结构图。图4是表示实施例1中的基于3相电压监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。图5是表示实施例1中的基于电动机电流监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。图6A是实施例1中的图3(A)的诊断时序下的基于图4的3相电压监视器的异常检测机制的处理流程图的前半部分。图6B是实施例1中的图3(A)的诊断时序下的基于图4的3相电压监视器的异常检测机制的处理流程图的后半部分。图7是实施例1中的图3(A)的诊断时序下的基于图5的电动机电流监视器的异常检测机制的处理流程图的后半部分。图8是实施例2的EPS系统的、2CPU、2逆变器&电动机的情况的电动机以及ECU的块结构图。图9是表示从实施例2的系统起动时起至满辅助控制开始为止的诊断时序的定时结构图。图10是表示实施例3中的从系统起动时起至满辅助控制开始为止的诊断时序的定时结构图。图11是表示实施例3中的基于3相电压监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。图12是表示实施例3中的基于电动机电流监视器的异常检测机制的电动机以及ECU的块结构图。图13是实施例4中的异常检测机制的处理流程图。具体实施方式以下，使用附图说明本专利技术的实施例。实施例1图1是构成本实施例中的EPS的主要单元的EPS系统结构图。在图1中，10是转向扭矩传感器，11是转向角传感器，通过未图示的方向盘的旋转，连接的转向轴旋转，检测该转向扭矩的检测和旋转角。12是齿条齿轮(rack&pinion)，13是电动机，14是ECU(ElectronicControlUnit，电子控制单元)，以及，15是放大电动机的扭矩并将旋转方向的力变换为齿条轴方向的力的减速器，16是齿条外壳，17是拉杆。在齿条轴的两端，经由拉杆等连接未图示的一对轮胎。由此，在驾驶员使方向盘旋转时，转向轴的旋转运动通过齿条齿轮12变换为齿条轴的直线运动，一对轮胎被转向相当于与齿条轴的直线运动位移相应的角度。而且，通过发生辅助转向扭矩的电动机13使减速器15正反旋转，与方向盘的转向方向以及转向扭矩相应的力被变换为齿条轴的直线运动，成为轮胎的转向的辅助转向。而且，以下，将电动机13和ECU14称为电动机促动器。图2是本实施例中的EPS系统中，由一个CPU和两个逆变器与电动机构成的情况的电动机以及ECU的块结构图。在图2中，电动机包括：旋转自由地支承旋转轴的外壳；设置在外壳的内部，具有金属制的绕线的第1电动机定子；设置在外壳的内部，具有金属制的绕线的第2电动机定子；以及设置在外壳的内部，与旋转轴一起旋转的电动机转子。即，电动机在一个壳体中，具有2组星型连线或者Δ连线构成的绕线线圈1(21)、绕线线圈2(22)，并形成各相。以下，分别称为电动机1(21)、电动机2(22)。然后，ECU具有与这些电动机对应的1组电动机驱动电路即逆变器1(23)、逆变器2(24)，控制对电动机1(21)、电动机2(22)的各相的电流供给。逆变器1(23)、逆变器2(24)由多个驱动元件(FET)形成。然后，逆变器1(23)、逆变器2(24)通过CPU29进行驱动控制。进而，构成为具有将来自电池20的电流供给切换为导通、切断状态的1组故障保险(フェイルセール)(FS)继电器1(25)、故障保险(FS)继电器2(26)，同时在各个组的各相中设定在电动机1(21)、电动机2(22)的电动机绕线的各相与逆变器1(23)、逆变器2(24)之间做出导通、切断状态的1组电动机继电器1(27)、电动机继电器2(28)。ECU内的CPU29取入以下的判断信息，进行异常检测。作为判断信息，是来自以下部件的信息，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机促动器，包括：外壳，旋转自由地支承旋转轴；第1电动机定子，设置在所述外壳内，具有金属制的绕线；第2电动机定子，设置在所述外壳内，具有金属制的绕线；电动机转子，设置在所述外壳内，与所述旋转轴一起旋转；第1逆变器电路，进行对所述第1电动机定子供给的电力的控制；第2逆变器电路，进行对所述第2电动机定子供给的电力的控制；以及控制组件单元，具有运算电路，所述控制组件单元包括：第1逆变器控制单元，输出用于驱动控制所述第1逆变器电路的控制信号；第2逆变器控制单元，输出用于驱动控制所述第2逆变器电路的控制信号；以及短路判断单元，通过所述第1逆变器控制单元或者所述第2逆变器控制单元，在仅对所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路中的一方的逆变器电路供给电力时，根据另一方的逆变器电路的导通状态判断所述第1电动机定子和所述第2电动机定子之间有无短路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.14 JP 2016-0492191.一种电动机促动器，包括：外壳，旋转自由地支承旋转轴；第1电动机定子，设置在所述外壳内，具有金属制的绕线；第2电动机定子，设置在所述外壳内，具有金属制的绕线；电动机转子，设置在所述外壳内，与所述旋转轴一起旋转；第1逆变器电路，进行对所述第1电动机定子供给的电力的控制；第2逆变器电路，进行对所述第2电动机定子供给的电力的控制；以及控制组件单元，具有运算电路，所述控制组件单元包括：第1逆变器控制单元，输出用于驱动控制所述第1逆变器电路的控制信号；第2逆变器控制单元，输出用于驱动控制所述第2逆变器电路的控制信号；以及短路判断单元，通过所述第1逆变器控制单元或者所述第2逆变器控制单元，在仅对所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路中的一方的逆变器电路供给电力时，根据另一方的逆变器电路的导通状态判断所述第1电动机定子和所述第2电动机定子之间有无短路。2.如权利要求1所述的电动机促动器，在所述第1逆变器控制单元开始所述第1逆变器电路的驱动控制起经过规定时间后所述第2逆变器控制单元开始所述第2逆变器电路的驱动控制时，所述短路判断单元在所述规定时间的期间判断有无所述短路。3.如权利要求2所述的电动机促动器，所述控制组件单元包括：初始诊断单元，执行诊断所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路有无异常的初始诊断，所述短路判断单元在所述初始诊断结束后判断有无所述短路。4.如权利要求3所述的电动机促动器，所述控制组件单元包括：供给电力限制单元，进行限制对所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子的电力的供给量的上限值的限幅器处理，所述短路判断单元在所述电力限制单元执行所述限幅器处理中，判断有无所述短路。5.如权利要求1所述的电动机促动器，所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子的每一个具有多个通电相，所述第1逆变器控制单元和所述第2逆变器控制单元的每一个，驱动控制所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个，使得所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个对所述多个通电相选择性地供给电力，所述短路判断单元根据所述另一方的逆变器电路的所述通电相的电压，判断有无所述短路。6.如权利要求5所述的电动机促动器，所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个具有控制对所述多个通电相的电力的供给的开关元件，所述短路判断单元，在所述另一方的逆变器电路的全部所述开关元件为关断状态时，判断有无所述短路。7.如权利要求1所述的电动机促动器，包括：第1电流检测单元，检测所述第1逆变器电路的直流母线电流；以及第2电流检测单元，检测所述第2逆变器电路的直流母线电流，所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子的每一个具有多个通电相，所述第1逆变器控制单元和所述第2逆变器控制单元的每一个驱动控制所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个，使得所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个对所述多个通电相选择性地供给电力，所述第1逆变器电路和所述第2逆变器电路的每一个具有控制对所述多个通电相的电力的供给的开关元件，所述开关元件对于所述多个通电相的每一个，具有上游侧开关元件和下游侧开关元件，所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路构成桥式电路，所述开关元件通过切换所述上游侧开关元件以及所述下游侧开关元件的接通、关断状态，切换控制所述多个通电相的通电状态，所述短路判断单元在所述另一方的逆变器电路的所述下游侧开关元件为接通状态时，根据所述第1电流检测单元和所述第2电流检测单元中的、检测所述另一方的逆变器电路的直流母线电流的电流检测单元的检测结果，判断有无所述短路。8.如权利要求7所述的电动机促动器，所述短路判断单元在所述一方的逆变器电路的所述上游侧开关元件接通，并且所述一方的逆变器电路的所述下游侧开关元件关断时，判定有无所述短路。9.如权利要求8所述的电动机促动器，所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路通过PWM控制进行驱动控制，所述短路判断单元在所述另一方的逆变器电路的PWM占空比值小于所述一方的逆变器电路的PWM占空比值时，判断有无所述短路。10.如权利要求1所述的电动机促动器，所述控制组件单元具有执行诊断所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路有无异常的初始诊断的初始诊断单元，所述短路判断单元在所述初始诊断中，在对所述第1电动机定子以及所述第2电动机定子施加了电压的状态下判断有无所述短路。11.一种动力转向装置，包括：转向机构，根据方向盘的转向操...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木光雄，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP