馬達(dá)控制設(shè)備和用于車輛的轉(zhuǎn)向設(shè)備的制作方法
【專利摘要】在本發(fā)明中，在沿第一方向在馬達(dá)（21）與驅(qū)動(dòng)電路（32）之間能夠供應(yīng)電流并且馬達(dá)（21）不以高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，如果作為確定對(duì)象的特定相的相感應(yīng)電壓值連續(xù)地處于或者低于異常確定閾值時(shí)，則檢測(cè)單元（71）確定斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生在特定相的繼電器FET中。
【專利說(shuō)明】馬達(dá)控制設(shè)備和用于車輛的轉(zhuǎn)向設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種馬達(dá)控制設(shè)備和一種用于車輛的轉(zhuǎn)向設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I公開(kāi)了一種控制無(wú)刷馬達(dá)的馬達(dá)控制設(shè)備和一種用于車輛的轉(zhuǎn)向設(shè)備，馬達(dá)控制設(shè)備用于此轉(zhuǎn)向設(shè)備中。根據(jù)專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的構(gòu)型，切斷流動(dòng)至相的電流的相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)分別設(shè)置在連接馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)電路(逆變器)的U相、V相以及W相的電力線中。從尺寸減小、成本降低等觀點(diǎn)出發(fā)，由場(chǎng)效應(yīng)晶體管形成的繼電器FET用于替代在相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)中的傳統(tǒng)機(jī)械繼電器接觸器。驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)并聯(lián)連接三個(gè)開(kāi)關(guān)臂而構(gòu)成從而與相應(yīng)相的馬達(dá)線圈相對(duì)應(yīng)，其中，串聯(lián)連接的成對(duì)的開(kāi)關(guān)元件設(shè)定為基本單元(開(kāi)關(guān)臂)。
[0003]在FET中，因?yàn)镕ET的結(jié)構(gòu)而存在寄生二極管。因此，即使斷開(kāi)故障發(fā)生在繼電器FET中，在第一方向上的通電仍由寄生二極管而被允許。因此，在專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的構(gòu)型中，在接通與U相、V相、以及W相分別相對(duì)應(yīng)的所有繼電器FET的狀態(tài)下，電壓僅施加于特定相。根據(jù)是否基于所施加的電壓的電壓產(chǎn)生在除了特定相之外的其它相中確定斷開(kāi)故障的存在與否。當(dāng)確定了斷開(kāi)故障時(shí)，僅接通在特定相的開(kāi)關(guān)臂中的電力供應(yīng)側(cè)上的開(kāi)關(guān)元件，由此電壓僅施加至特定相。
[0004]以此方式，在傳統(tǒng)構(gòu)型中，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)定成不同于在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中的形式的特殊形式并且電壓施加于馬達(dá)。因此，不可能在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的同時(shí)確定斷開(kāi)故障。即，僅能夠在點(diǎn)火等過(guò)程中的有限情況下確定斷開(kāi)故障。因此，當(dāng)斷開(kāi)故障在車輛的行進(jìn)過(guò)程中發(fā)生時(shí)，不能快速地檢測(cè)控制電路的異常。
[0005]注意到，專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了一種用于檢測(cè)發(fā)生在電線斷裂發(fā)生在馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)電路之間的電力供應(yīng)路線中的時(shí)候的通電失效的方法。即便利用專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的方法，也不能檢測(cè)控制電路的斷開(kāi)故障。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)N0.2009-261067
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)N0.2007-244028

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明需解決的問(wèn)題
[0009]本發(fā)明的目的是提供即便在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過(guò)程中也能夠檢測(cè)相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)故障的一種馬達(dá)控制設(shè)備和一種用于車輛的轉(zhuǎn)向設(shè)備。
[0010]解決問(wèn)題的手段
[0011]為了解決此問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種馬達(dá)控制設(shè)備，包括:馬達(dá)控制信號(hào)輸出裝置，馬達(dá)控制信號(hào)輸出裝置用于輸出馬達(dá)控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)造成基于馬達(dá)控制信號(hào)將三相驅(qū)動(dòng)電力供應(yīng)至馬達(dá)；相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)設(shè)置在連接馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)電路的相應(yīng)相的電力線中；以及異常檢測(cè)裝置，異常檢測(cè)裝置用于基于相當(dāng)于施加至馬達(dá)的電壓的電壓參數(shù)來(lái)檢測(cè)相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)故障。馬達(dá)控制信號(hào)輸出裝置通過(guò)執(zhí)行電流反饋控制輸出馬達(dá)控制信號(hào)以便使實(shí)際電流值跟隨電流指令值，電流指令值是供應(yīng)至馬達(dá)的電流的目標(biāo)值。在馬達(dá)控制設(shè)備中，相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)包括寄生二極管，在用于切斷到與相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的相的通電的關(guān)斷狀態(tài)下寄生二極管允許沿第一方向的通電。在沿第一方向的通電在馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)電路之間是可能的并且馬達(dá)不以高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，當(dāng)設(shè)定為確定對(duì)象的特定相的電壓參數(shù)增長(zhǎng)至用于沿第二方向供給電流的那一側(cè)并且超過(guò)異常確定閾值時(shí)，異常檢測(cè)裝置確定斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生在特定相的相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)中，其中寄生二極管不允許沿第二方向的通電。
[0012]根據(jù)此構(gòu)型，即使斷開(kāi)故障發(fā)生在相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)中，沿第一方向的通電由寄生二極管的存在而允許并且僅切斷沿第二方向的通電。因此，當(dāng)斷開(kāi)故障發(fā)生在用于執(zhí)行電流反饋控制的構(gòu)型中時(shí)，電壓參數(shù)增長(zhǎng)至用于至少沿第二方向供給電流的那一側(cè)。在馬達(dá)以高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，即使斷開(kāi)故障未發(fā)生，因?yàn)楦袘?yīng)電壓的影響，電流不能供給至馬達(dá)。因此，電壓參數(shù)增大。
[0013]S卩，在沿第一方向的通電在馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)電路之間是可能的并且馬達(dá)未以高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，當(dāng)特定相的電壓參數(shù)增長(zhǎng)而超過(guò)異常確定閾值至用于沿第二方向供給電流的那一側(cè)時(shí)，能夠確定斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生在特定相的相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)中。這種確定不通過(guò)以特定方式將電壓施加至馬達(dá)來(lái)執(zhí)行，而是基于在電流反饋控制過(guò)程中的電壓參數(shù)上的改變執(zhí)行。因此，能夠在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過(guò)程中執(zhí)行確定。因此，能夠檢測(cè)斷開(kāi)故障同時(shí)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，并且快速地獲得故障保護(hù)。
[0014]在馬達(dá)控制設(shè)備中，優(yōu)選地，異常檢測(cè)裝置在特定相的電壓參數(shù)的符號(hào)從指示沿第一方向的電流供給的符號(hào)改變?yōu)橹甘狙氐诙较虻碾娏鞴┙o的符號(hào)時(shí)確定馬達(dá)是否以高速旋轉(zhuǎn)，并且當(dāng)在特定相的電壓參數(shù)改變?yōu)橹甘狙氐诙较虻碾娏鞴┙o的符號(hào)之前的電角度的一個(gè)周期中、在除了特定相之外的其它相當(dāng)中的至少一相的電壓參數(shù)超過(guò)基于發(fā)生在高速旋轉(zhuǎn)期間的感應(yīng)電壓的高速確定閾值時(shí)，異常檢測(cè)裝置確定馬達(dá)以高速旋轉(zhuǎn)。
[0015]如上所述，在馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，電壓參數(shù)根據(jù)感應(yīng)電壓的影響而增大。因此，根據(jù)此構(gòu)型，通過(guò)確定是否電壓參數(shù)超過(guò)高速確定閾值，可以在不使用旋轉(zhuǎn)角度傳感器的情況下利用簡(jiǎn)單構(gòu)型來(lái)確定是否馬達(dá)以高速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電壓參數(shù)的符號(hào)變?yōu)橹甘驹诘诙较蛏系碾娏鞯墓┙o的符號(hào)時(shí)，執(zhí)行針對(duì)馬達(dá)是否以高速旋轉(zhuǎn)的確定。因此，在電壓參數(shù)變?yōu)楹芸赡艹^(guò)異常確定閾值的狀態(tài)之前，能夠確定是否馬達(dá)以高速旋轉(zhuǎn)。
[0016]在馬達(dá)控制設(shè)備中，優(yōu)選地，當(dāng)其它相中的至少一相的電壓參數(shù)超過(guò)高速確定閾值、同時(shí)特定相的電壓參數(shù)在電角度的一個(gè)周期中的符號(hào)是指示沿第一方向的電流供給的符號(hào)時(shí)，異常檢測(cè)裝置確定馬達(dá)以高速旋轉(zhuǎn)。
[0017]如上所述，在斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生在特定相的相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)中的狀態(tài)下，當(dāng)電流在第二方向上供給時(shí)，電壓參數(shù)具有異常值。在特定相的電壓參數(shù)的符號(hào)指示在第二方向上的電流的供給是，在其它相的電壓參數(shù)上的變化很可能變得不穩(wěn)定。在此方面，根據(jù)此構(gòu)型，在特定相的電壓參數(shù)的符號(hào)指示在第一方向上電流的供給時(shí)，即在特定相的電壓參數(shù)不具有異常值的狀態(tài)下，確定是否其它相的電壓參數(shù)超過(guò)高速預(yù)定閾值。因此，在其它相的電壓參數(shù)上的變化較不容易變得不穩(wěn)定。能夠準(zhǔn)確地執(zhí)行高速旋轉(zhuǎn)的確定。
[0018]在馬達(dá)控制設(shè)備中，優(yōu)選地，異常檢測(cè)裝置使用基于馬達(dá)的相電流值和相電壓值所計(jì)算的相感應(yīng)電壓值作為電壓參數(shù)。[0019]是施加至相的電壓的相電壓值是作為施加至馬達(dá)的實(shí)際電流值的相電流值與相的電阻值的相乘值和相感應(yīng)電壓值的和。因此，當(dāng)施加至馬達(dá)的電流大時(shí)，即使斷開(kāi)故障未發(fā)生，電壓參數(shù)很可能增長(zhǎng)超過(guò)異常確定閾值至用于供給在第二方向上的電流的那一側(cè)。在此方面，根據(jù)此構(gòu)型，由于通過(guò)將相乘值從相電壓值上減去獲得的相感應(yīng)電壓值用作電壓參數(shù)，能夠準(zhǔn)確地確定斷開(kāi)故障。
[0020]在馬達(dá)控制設(shè)備中，優(yōu)選地，當(dāng)電壓參數(shù)等于或小于設(shè)定至用于沿第一方向供給電流的那一側(cè)的通電確定閾值時(shí)，異常檢測(cè)裝置確定沿第一方向的通電在馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)電路之間是可能的。
[0021]根據(jù)此構(gòu)型，能夠容易地確定是否在第一方向上的通電是可能的。
[0022]在馬達(dá)控制設(shè)備中，優(yōu)選地，當(dāng)在馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)電路之間的電力供應(yīng)路線中不發(fā)生通電失效時(shí)，異常檢測(cè)裝置確定沿第一方向的通電在馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)電路之間是可能的。
[0023]根據(jù)此構(gòu)型，當(dāng)使用通電失效的確定結(jié)果時(shí)，不需要分開(kāi)地執(zhí)行針對(duì)在第一方向上的通電是否是可能的確定。
[0024]為了解決此問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種包括馬達(dá)控制設(shè)備的用于車輛的轉(zhuǎn)向設(shè)備。
[0025]根據(jù)此構(gòu)型，即便在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)過(guò)程中也能夠檢測(cè)相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)故障。因此，能夠通過(guò)快速獲得故障保護(hù)而抑制例如轉(zhuǎn)向感劣化。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為示出了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備(EPS)的構(gòu)型的示意圖。
[0027]圖2為E⑶的控制框圖。
[0028]圖3為微型計(jì)算機(jī)的控制框圖。
[0029]圖4(a)為示出在馬達(dá)未以高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下的特定相的相感應(yīng)電壓值的波形圖。
[0030]圖4 (b)為示出在馬達(dá)以高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下的相感應(yīng)電壓值的波形圖。
[0031]圖5為用于描述通過(guò)異常檢測(cè)單元進(jìn)行的異常確定的處理程序的流程圖。
[0032]圖6為用于描述通過(guò)異常檢測(cè)單元進(jìn)行的斷開(kāi)故障確定的處理程序的流程圖。
[0033]圖7為用于描述通過(guò)異常檢測(cè)單元進(jìn)行的高速旋轉(zhuǎn)確定的處理程序的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]在下文中參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的轉(zhuǎn)向設(shè)備實(shí)施為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備(EPS) I的實(shí)施方式進(jìn)行描述。
[0035]如圖1中所示，方向盤2固定至轉(zhuǎn)向軸3并且通過(guò)齒條小齒輪機(jī)構(gòu)4聯(lián)接至齒條軸5。當(dāng)駕駛員操作方向盤2時(shí)，轉(zhuǎn)向軸3旋轉(zhuǎn)并且轉(zhuǎn)向軸3的旋轉(zhuǎn)通過(guò)齒條小齒輪機(jī)構(gòu)4轉(zhuǎn)換成齒條軸5的往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向軸3通過(guò)聯(lián)接柱軸8、中間軸9、以及小齒輪軸10而構(gòu)成。拉桿11分別聯(lián)接至齒條軸5的兩端。齒條軸5的往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)通過(guò)拉桿11傳輸至未示出的轉(zhuǎn)向節(jié)。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)輪12的轉(zhuǎn)向角度改變并且車輛的行進(jìn)方向改變。
[0036]EPSl包括起轉(zhuǎn)向助力設(shè)備作用的EPS致動(dòng)器22和起馬達(dá)控制設(shè)備作用的E⑶23。EPS致動(dòng)器22向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供用于輔助轉(zhuǎn)向操作的助力。ECU23控制EPS致動(dòng)器22的致動(dòng)。[0037]EPS致動(dòng)器22構(gòu)造成管柱輔助式的EPS致動(dòng)器。EPS致動(dòng)器22包括起驅(qū)動(dòng)源作用的馬達(dá)21和由蝸桿、輪等構(gòu)成的減速機(jī)構(gòu)25。馬達(dá)21通過(guò)減速機(jī)構(gòu)25聯(lián)接至柱軸8。無(wú)刷馬達(dá)采用為馬達(dá)21。馬達(dá)21由來(lái)自E⑶23的三相(U、V、以及W)的驅(qū)動(dòng)電力的供給進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。EPS致動(dòng)器22減慢馬達(dá)21的旋轉(zhuǎn)并且將旋轉(zhuǎn)傳輸至柱軸8。因此，將馬達(dá)21的扭矩提供至轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為助力。
[0038]構(gòu)造成檢測(cè)轉(zhuǎn)向扭矩T的扭矩傳感器27和構(gòu)造成檢測(cè)車速SPD的車速傳感器28連接至E⑶23。E⑶23基于轉(zhuǎn)向扭矩T和車速SH)計(jì)算目標(biāo)助力。E⑶23將驅(qū)動(dòng)電力供給至馬達(dá)21從而產(chǎn)生相當(dāng)于目標(biāo)助力的馬達(dá)扭矩。以此方式，E⑶23控制EPS致動(dòng)器22的致動(dòng)并且執(zhí)行助力控制。
[0039]參照?qǐng)D2對(duì)EPSl的電氣構(gòu)型進(jìn)行描述。
[0040]如圖2中所示，E⑶23包括起馬達(dá)控制信號(hào)輸出裝置作用的微型計(jì)算機(jī)31和驅(qū)動(dòng)電路32。微型計(jì)算機(jī)31輸出馬達(dá)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路32基于輸出自微型計(jì)算機(jī)31的馬達(dá)控制信號(hào)向馬達(dá)21供給三相驅(qū)動(dòng)電力。下文中描述的控制塊通過(guò)由微型計(jì)算機(jī)31執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序得以實(shí)現(xiàn)。微型計(jì)算機(jī)31以預(yù)定采樣周期檢測(cè)狀態(tài)量。微型計(jì)算機(jī)31以每個(gè)預(yù)定算法操作周期執(zhí)行相應(yīng)類型的算法處理并且輸出馬達(dá)控制信號(hào)。
[0041]驅(qū)動(dòng)電路32通過(guò)將起開(kāi)關(guān)元件作用的多個(gè)FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)33a至33f連接而構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)電路32通過(guò)將成對(duì)的FET33a和33d、FET33b和33e、以及FET33c和33f的串聯(lián)電路并聯(lián)連接而構(gòu)成。FET33a和33d、FET33b和33e、以及FET33c和33f的連接點(diǎn)通過(guò)電力線34u、34v、以及34w分別連接至馬達(dá)21的相的馬達(dá)線圈35u、35v、以及35w。[!卩，驅(qū)動(dòng)電路32構(gòu)造為眾所周知的PWM (脈寬調(diào)制)逆變器，PWM逆變器通過(guò)并聯(lián)連接對(duì)應(yīng)于相的三個(gè)開(kāi)關(guān)臂而構(gòu)成，其中，串聯(lián)連接的成對(duì)的開(kāi)關(guān)元件設(shè)定為基本單元(開(kāi)關(guān)臂)。輸出自微型計(jì)算機(jī)31的馬達(dá)控制信號(hào)是規(guī)定FET33a至33f的開(kāi)關(guān)狀態(tài)的門接通/關(guān)斷信號(hào)。
[0042]FET33 a至33f響應(yīng)于施加至門端子的馬達(dá)控制信號(hào)而接通和關(guān)斷。以此方式，到相的馬達(dá)線圈35u、35v、以及35w的通電方式進(jìn)行切換，由此車載電源(電池)36的電力供給電壓轉(zhuǎn)換成三相(U、V、以及W)的驅(qū)動(dòng)電力并且被輸出至馬達(dá)21。
[0043]電流傳感器37u、37v、以及37w和電壓傳感器38u、38v、以及38w中途地設(shè)置在電力線34u、34v、以及34w中。電流傳感器37u、37v、以及37w分別檢測(cè)馬達(dá)21的相電流值Iu、Iv、以及Iw。電壓傳感器38u、38v、以及38w分別檢測(cè)馬達(dá)21的相電壓值Vu、Vv、以及Vw。起用于將相設(shè)定成斷開(kāi)狀態(tài)的相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)作用的繼電器FET39u、39v、以及39w分別中途地設(shè)置在電力線34u、34v、以及34w中，在斷開(kāi)狀態(tài)下，通電是不可能的。
[0044]繼電器FET39u、39v、以及39w響應(yīng)于輸出自微型計(jì)算機(jī)31的繼電器控制信號(hào)而接通和關(guān)斷。繼電器FET39u、39v、以及39w變成接通狀態(tài)從而實(shí)現(xiàn)到與其對(duì)應(yīng)的相的通電并且變成關(guān)斷狀態(tài)從而切斷到與其對(duì)應(yīng)的相的通電。在繼電器FET39u、39v、以及39w中，由于繼電器FET39u、39v、以及39w的結(jié)構(gòu)而存在寄生二極管D。設(shè)置繼電器FET39u、39v、以及39w，使得寄生二極管D允許在從驅(qū)動(dòng)電路32到馬達(dá)21的方向上的通電。MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)采用為繼電器FET39u、39v、以及39w。
[0045]用于檢測(cè)馬達(dá)21的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度0 m的旋轉(zhuǎn)角度傳感器(解算器)40與電流傳感器37u、37v、以及37w和電壓傳感器38u、38v、以及38w —起連接至微型計(jì)算機(jī)31。如圖3中所示，微型計(jì)算機(jī)31包括關(guān)于馬達(dá)21的控制的馬達(dá)控制單元41和關(guān)于繼電器FET39U、39v、以及39w的控制的繼電器控制單元42。指示車輛的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(IG)的接通/關(guān)斷狀態(tài)的點(diǎn)火信號(hào)S_IG輸入至繼電器控制單元42。當(dāng)點(diǎn)火信號(hào)S_IG指示IG接通時(shí)，繼電器控制單元42輸出用于接通繼電器FET39u、39v、以及39w的繼電器控制信號(hào)。另一方面，當(dāng)點(diǎn)火信號(hào)S_IG指示IG關(guān)斷時(shí)，繼電器控制單元42輸出用于關(guān)斷繼電器FET39u、39v、以及39w的繼電器控制信號(hào)。
[0046]馬達(dá)控制單元41包括電流指令值計(jì)算單元44和馬達(dá)控制信號(hào)輸出單元45。電流指令值計(jì)算單元44計(jì)算電流指令值(q軸電流指令值Iq*)，電流指令值(q軸電流指令值Iq*)與到馬達(dá)21的電力供給的目標(biāo)值即目標(biāo)助力相對(duì)應(yīng)。馬達(dá)控制信號(hào)輸出單元45基于電流指令值輸出馬達(dá)控制信號(hào)。
[0047]轉(zhuǎn)向扭矩T和車速SF1D輸入至電流指令值計(jì)算單元44。電流指令值計(jì)算單元44基于轉(zhuǎn)向扭矩T和車速SH)計(jì)算在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(d/q坐標(biāo)系)中的q軸電流指令值Iq*作為電流指令值。d/q坐標(biāo)系是符合馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度0m的坐標(biāo)系。具體地，電流指令值計(jì)算單元44計(jì)算具有更大值(絕對(duì)值)的q軸電流指令值Iq*——隨著轉(zhuǎn)向扭矩T (的絕對(duì)值)更大或者車速sro更小。d軸電流指令值Id*固定至零(ld*=0)。
[0048]相電流值Iu、Iv、以及Iw和馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度0 m與q軸電流指令值Iq* —起輸入至馬達(dá)控制信號(hào)輸出單元45。馬達(dá)控制信號(hào)輸出單元45基于這些狀態(tài)值執(zhí)行d/q坐標(biāo)系中的電流反饋控制由此產(chǎn)生馬達(dá)控制信號(hào)。
[0049]具體地,輸入至馬達(dá)控制信號(hào)輸出單元45的相電流值Iu、Iv、以及Iw輸入至d/q轉(zhuǎn)換單元51。d/q轉(zhuǎn)換單元51基于馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度0m將相電流值Iu、Iv、以及Iw繪制在d/q坐標(biāo)上由此計(jì)算d軸電流值Id和q軸電流值Iq。隨后，q軸電流值Iq與從電流指令值計(jì)算單元44輸入的q軸電流指令值Iq* —起輸入至減法器52q。d軸電流值Id與d軸電流指令值Id* —起輸入至減法器52d。減法器52d和52q分別計(jì)算d軸電流偏差A(yù) Id和q軸電流偏差A(yù)lq。
[0050]d軸電流偏差A(yù) Id和q軸電流偏差A(yù) Iq分別輸入至與其相對(duì)應(yīng)的F/B (反饋)控制單元53d和53q。F/B控制單元53d和53q執(zhí)行反饋計(jì)算從而使是實(shí)際電流值的d軸電流值Id和q軸電流值Iq跟隨d軸電流指令值Id*和q軸電流指令值Iq*。因此，F(xiàn)/B控制單元53d和53q分別計(jì)算是d/q坐標(biāo)系的電壓指令值的d軸電壓指令值Vd*和q軸電壓指令值Vq*。具體地，F(xiàn)/B控制單元53d和53q將d軸電流偏差A(yù) Id和q軸電流偏差A(yù) Iq分別與比例增益相乘從而計(jì)算比例分量。F/B控制單元53d和53q將d軸電流偏差A(yù) Id和q軸電流偏差A(yù)Iq分別與積分增益相乘從而計(jì)算積分分量。F/B控制單元53d和53q分別將比例分量和積分分量加起來(lái)從而計(jì)算d軸電壓指令值Vd*和q軸電壓指令值Vq*。
[0051]d軸電壓指令值Vd*和q軸電壓指令值Vq*與馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度0 m—起輸入至d/q反向轉(zhuǎn)換單元54。d/q反向轉(zhuǎn)換單元54基于馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度0 m將d軸電壓指令值Vd*和q軸電壓指令值Vq*繪制在三相交流坐標(biāo)上由此分別計(jì)算三相的相電壓指令值Vu*、Vv*、以及Vw*。隨后，相電壓指令值Vu*、Vv*、以及Vw*輸入至PWM指令值計(jì)算單元55。PWM指令值計(jì)算單元55基于相電壓指令值Vu*、Vv*、以及Vw*分別計(jì)算相的DUTY (占空)指令值a U、a V、以及a w并且將DUTY指令值a u、a v、以及a w輸出至PWM輸出單元56。PWM輸出單元56產(chǎn)生具有由DUTY指令值a u、a V、以及a w指示的接通DUTY比的馬達(dá)控制信號(hào)并且將馬達(dá)控制信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)電路32。因此，與馬達(dá)控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電力輸出至馬達(dá)21。與驅(qū)動(dòng)電力(通電電流量)相對(duì)應(yīng)的馬達(dá)扭矩提供至轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為助力。
[0052]將參照?qǐng)D2和3對(duì)通過(guò)E⑶23進(jìn)行的異常檢測(cè)進(jìn)行描述。
[0053]如圖3中所示，起異常檢測(cè)裝置作用的異常檢測(cè)單元71設(shè)置在微型計(jì)算機(jī)31中。異常檢測(cè)單元71檢測(cè)用于將驅(qū)動(dòng)電力供給至馬達(dá)21的電力供給路線的通電失效和斷開(kāi)故障(斷開(kāi)固定故障)，在斷開(kāi)故障中，繼電器FET39u、39v、以及39w保持在關(guān)斷狀態(tài)并且不變成接通狀態(tài)。通電失效的形式的示例包括電力線34u、34v、以及34w的斷開(kāi)連接失效和構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路32的FET33a至33f的斷開(kāi)故障。如圖2中所示，在通電失效發(fā)生的相中，在從驅(qū)動(dòng)電路32到馬達(dá)21的方向(第一方向)和從馬達(dá)21到驅(qū)動(dòng)電路32的方向(第二方向)兩者上的通電被切斷。當(dāng)斷開(kāi)故障在繼電器FET39u、39v、以及39w中發(fā)生時(shí)，第一方向上的通電由寄生二極管D的存在而被允許。
[0054]如圖3中所示,相電流值Iu、Iv、以及Iw和相電壓值Vu、Vv、以及Vw輸入至異常檢測(cè)單元71。異常檢測(cè)單元71通過(guò)使用下列表達(dá)式(I)至(3)分別基于相電流值Iu、Iv、以及Iw和相電壓值Vu、Vv、以及Vw計(jì)算相感應(yīng)電壓值eu、ev、以及ew作為電壓參數(shù),這些電壓參數(shù)相當(dāng)于施加于馬達(dá)21的電壓。
[0055]eu=Vu -1u ? Ru(I)
[0056]ev=Vv -1v ? Rv(2)
[0057]ew=Vw -1w ? Rw(3)
[0058]表達(dá)式(I)至(3)是周知的馬達(dá)電壓公式。在表達(dá)式中，“Ru”、“Rv”和“Rw”指示相的馬達(dá)線圈35u、35v、以及35w的電阻值。
[0059]異常檢測(cè)單元71基于相感應(yīng)電壓值eu、ev、以及ew設(shè)定三相中的一相作為特定相并且針對(duì)各相確定是否發(fā)生異常。異常檢測(cè)單元71分別向馬達(dá)控制單元41和繼電器控制單元42輸出指示確定結(jié)果的異常`測(cè)信號(hào)S_pde。異常檢測(cè)單元71以并行方式同時(shí)地執(zhí)行針對(duì)相的異常檢測(cè)。因此，當(dāng)指示某一異常已經(jīng)發(fā)生的異常檢測(cè)信號(hào)S_pde輸出時(shí)，馬達(dá)控制單元41使馬達(dá)21停止。繼電器控制單元42關(guān)斷繼電器FET39u、39v、以及39w。因此，快速地執(zhí)行故障保護(hù)。
[0060]如由圖4 (a)中的實(shí)線所示，在斷開(kāi)故障未發(fā)生并且馬達(dá)21未以高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，設(shè)定為確定對(duì)象的特定相(X相)的相感應(yīng)電壓值ex不增長(zhǎng)至正負(fù)兩側(cè)。“X”指示三相U、V、以及W中的任一相。在此實(shí)施方式中，當(dāng)電流在第一方向上供給時(shí)，相感應(yīng)電壓值ex的符號(hào)是正，并且當(dāng)電流在第二方向上供給時(shí)，相感應(yīng)電壓值ex的符號(hào)是負(fù)。
[0061]另一方面，當(dāng)斷開(kāi)故障發(fā)生在特定相的繼電器FET39X中時(shí)，由寄生二極管D的存在而允許在第一方向上的通電。僅在第二方向上的通電被切斷。因此，即使斷開(kāi)故障發(fā)生在用于執(zhí)行電流反饋控制的構(gòu)型中，當(dāng)電流在第一方向上供給時(shí)，d軸電流偏差△ Id和q軸電流偏差A(yù)Iq不增大并且相感應(yīng)電壓值ex不增長(zhǎng)至正側(cè)。另一方面，當(dāng)電流在第二方向上供給時(shí)，如圖4 (a)中的虛線所示，由于d軸電流偏差A(yù)Id和q軸電流偏差A(yù)Iq增大，相感應(yīng)電壓值ex增長(zhǎng)至負(fù)側(cè)。
[0062]即，因?yàn)榧词乖跀嚅_(kāi)故障發(fā)生的狀態(tài)下允許第一方向上的通電，通常，特定相的相感應(yīng)電壓值ex不等于或者大于設(shè)定為正值的通電確定閾值e_pd。另一方面，由于在斷開(kāi)故障發(fā)生的狀態(tài)下切斷在第二方向上的通電，特定相的相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于設(shè)定為負(fù)值的異常確定閾值e_er。通電確定閾值e_pd和異常確定閾值e_er分別具有在馬達(dá)21不以高速旋轉(zhuǎn)并且允許第二方向上的通電的狀態(tài)下通常不能獲得的量值。通電確定閾值e_pd和異常確定閾值e_er的量值可以相同或者可以不同。
[0063]如圖4 (b)中所示，在馬達(dá)21以高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，即使未發(fā)生繼電器FET39U、39v、以及39w的斷開(kāi)故障,相感應(yīng)電壓值eu、ev、以及ew等于或者大于設(shè)定為正值的高速確定閾值e_hip或者等于或者小于設(shè)定為負(fù)值的高速確定閾值e_him。當(dāng)馬達(dá)21能認(rèn)為是穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)，高速確定閾值e_hip和e_him是基于在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的值。高速確定閾值e_hip和e_him設(shè)定為小于通電確定閾值e_pd和異常確定閾值e_er的值。
[0064]基于此點(diǎn)，在繼電器FET39x被控制為關(guān)斷并且確定在第一方向上的通電是可能的并且馬達(dá)21不以高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，當(dāng)特定相的相感應(yīng)電壓值ex連續(xù)地大而超過(guò)異常檢測(cè)閾值e_er到負(fù)側(cè)時(shí)，即當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex連續(xù)地等于或者小于異常檢測(cè)閾值e_er時(shí)，異常檢測(cè)單元71確定斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生在特定相的繼電器FET39x中。注意到，繼電器FET39u、39v、以及39w在IG接通過(guò)程中被控制為接通。因此，異常檢測(cè)單元71確定在假定繼電器FET39u、39v、以及39w被控制為接通的情況下的斷開(kāi)故障。
[0065]更具體地,當(dāng)特定相的相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于通電確定閾值e_pd時(shí),異常檢測(cè)單元71確定在第一方向上的通電是可能的。當(dāng)在第一方向上的通電是可能的時(shí)，異常檢測(cè)單元71確定是否斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生在相的繼電器FET39x中。在確定中，首先，異常檢測(cè)單元71基于相感應(yīng)電壓值eu、ev、以及ew執(zhí)行高速旋轉(zhuǎn)確定從而確定是否馬達(dá)21以高速旋轉(zhuǎn)。
[0066]具體地，異常檢測(cè)單元71確定是否其它相(Y相和Z相)的相感應(yīng)電壓值ey和ez等于或者小于高速確定閾值e_him同時(shí)特定相的相感應(yīng)電壓值ex是正?！癥”指示在三相U、V、以及W當(dāng)中除了 “X”的一相。“Z”指示在三相U、V、以及W當(dāng)中除了 “X”和“Y”的一相。在其它相的相感應(yīng)電壓值ey和ez中的至少一者超過(guò)高速確定閾值e_him時(shí)，當(dāng)特定相的相感應(yīng)電壓ex的符號(hào)從正變成負(fù)時(shí)，異常檢測(cè)單元71確定馬達(dá)21以高速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex大于符號(hào)確定閾值e_0時(shí)，異常檢測(cè)單元71確定相感應(yīng)電壓值ex的符號(hào)是正，并且當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于符號(hào)確定閾值e_0時(shí)，異常檢測(cè)單元71確定相感應(yīng)電壓值ex的符號(hào)是負(fù)。在考慮到檢測(cè)誤差等的情況下，符號(hào)確定閾值e_0設(shè)定為接近零的值。
[0067]當(dāng)確定了馬達(dá)21不以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，異常檢測(cè)單元71測(cè)量相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于設(shè)定為負(fù)值的異常檢測(cè)閾值e_er的異常的次數(shù)。當(dāng)異常的次數(shù)超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，異常檢測(cè)單元71確定斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生。另一方面，當(dāng)確定了馬達(dá)21以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，異常檢測(cè)單元71清除異常的次數(shù)并且再次測(cè)量異常的次數(shù)。當(dāng)在相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于異常確定閾值e_er —次之后異常的次數(shù)在預(yù)定時(shí)間或者更長(zhǎng)不增加時(shí)，異常檢測(cè)單元71也清除異常的次數(shù)(超時(shí))。因此，能夠防止相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于異常確定閾值e_er的次數(shù)由于噪音等的影響而增長(zhǎng)并且錯(cuò)誤地確定了斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生的情形。
[0068]另一方面，當(dāng)特定相的相感應(yīng)電壓值ex大于通電確定閾值e_pd、切斷第一方向上的通電、并且很可能通電失效已經(jīng)發(fā)生時(shí)，異常檢測(cè)單元71確定通電失效。通電失效的確定通過(guò)基于是否電流未流動(dòng)——即使試圖向馬達(dá)21供給電流——的周知方法來(lái)執(zhí)行。在相電流值Ix等于或者小于確定電流值Ith時(shí)，當(dāng)DUTY指令值a x是在與預(yù)定電流值Ith相對(duì)應(yīng)的預(yù)定范圍外的值時(shí)，異常檢測(cè)單元71確定已發(fā)生通電失效。預(yù)定電流值Ith是指示非通電狀態(tài)的值并且考慮到檢測(cè)誤差等設(shè)定為大于零的值。確定范圍是DUTY指令值a X的范圍，在DUTY指令值a X的范圍中，在感應(yīng)電壓不高的狀態(tài)下，相電流值Ix應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蛘咝∮陬A(yù)定電流值Ith。預(yù)定范圍也考慮到檢測(cè)誤差等而設(shè)定。
[0069]參照?qǐng)D5至7的流程圖對(duì)通過(guò)異常檢測(cè)單元進(jìn)行的異常確定的處理程序進(jìn)行描述。
[0070]如圖5中所示，異常檢測(cè)單元71獲取相電流值Iu、Iv、以及Iw和相電壓值Vu、Vv、以及Vw (步驟201)。隨后，異常檢測(cè)單元71基于表達(dá)式(I)至(3)計(jì)算相感應(yīng)電壓值eu、ev、以及ew (步驟202)。隨后，異常檢測(cè)單元71確定是否作為特定相的X相(例如U相)的相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于通電確定閾值e_pd (步驟203)。當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于通電確定閾值e_pd時(shí)(步驟203:是)，異常檢測(cè)單元71確定是否繼電器39x的斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生(步驟204)。另一方面，當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex大于通電確定閾值e_pd時(shí)(步驟203:否)，異常檢測(cè)單元71確定是否通電失效已經(jīng)發(fā)生(步驟205)。通電失效確定是周知的方法。因此，省略處理程序的具體描述。
[0071]對(duì)步驟204中的斷開(kāi)故障確定的處理程序進(jìn)行描述。
[0072]如圖6中所示，首先，故障檢測(cè)單元71執(zhí)行高速旋轉(zhuǎn)確定以便確定是否馬達(dá)21以高速旋轉(zhuǎn)(步驟301)。因此，異常檢測(cè)單元71確定是否指示馬達(dá)21以高速旋轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)標(biāo)記被設(shè)定(步驟302)。當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)標(biāo)記未設(shè)定時(shí)(步驟302:否)，異常檢測(cè)單元71確定是否特定相的相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于異常確定閾值e_er (步驟303)。
[0073]隨后，當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于異常檢測(cè)閾值e_er時(shí)(步驟303:是)，異常檢測(cè)單元71確定是否連續(xù)標(biāo)記被設(shè)定(步驟304)，該連續(xù)標(biāo)記指示相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于異常確定閾值e_er的狀態(tài)連續(xù)。當(dāng)連續(xù)標(biāo)記未設(shè)定時(shí)(步驟304:否)，異常檢測(cè)單元71設(shè)定連續(xù)標(biāo)記(步驟305)，清除異常計(jì)數(shù)器(步驟306:C=0)，并且然后累加異常計(jì)數(shù)器(步驟307:C=C+1)。另一方面，當(dāng)連續(xù)標(biāo)記被設(shè)定時(shí)(步驟304:是)，異常檢測(cè)單元71移至步驟307，并且在不執(zhí)行步驟305和306中的處理的情況下累加異常計(jì)數(shù)器。隨后，異常檢測(cè)單元71清除用于測(cè)量異常計(jì)數(shù)器的累加的時(shí)間間隔的未示出的定時(shí)器的計(jì)時(shí)器值t(步驟308)并且確定是否異常計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值C等于或者大于預(yù)定次數(shù)Cth (步驟309)。當(dāng)計(jì)數(shù)值C等于或者大于預(yù)定次數(shù)Cth時(shí)(步驟309:是)，異常檢測(cè)單元71確定斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生(步驟310)。當(dāng)計(jì)數(shù)值C小于預(yù)定次數(shù)Cth時(shí)(步驟309:否)，異常檢測(cè)單元71不確定斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生。
[0074]另一方面，當(dāng)特定相的相感應(yīng)電壓值ex大于異常確定閾值e_er時(shí)(步驟303:否)，異常檢測(cè)單元71確定是否連續(xù)標(biāo)記被設(shè)定(步驟311)。當(dāng)連續(xù)標(biāo)記設(shè)定時(shí)(步驟311:是)，異常檢測(cè)單元71獲取計(jì)時(shí)器值t (步驟312)。異常檢測(cè)單元71檢測(cè)是否計(jì)時(shí)器值t大于指示預(yù)定時(shí)間的預(yù)定計(jì)時(shí)器值tth (步驟313)。當(dāng)計(jì)時(shí)器值t大于預(yù)定計(jì)時(shí)器值tth時(shí)(步驟313:是)，異常檢測(cè)單元71清除連續(xù)標(biāo)記(步驟314)并且清除異常計(jì)數(shù)器(步驟315:C=O)o當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)標(biāo)記被設(shè)定時(shí)(步驟302:是)，異常檢測(cè)單元71也移至步驟314和315并且清除連續(xù)標(biāo)記和異常計(jì)數(shù)器。另一方面，當(dāng)連續(xù)標(biāo)記未設(shè)定時(shí)(步驟311:否)并且當(dāng)計(jì)時(shí)器值t等于或者小于預(yù)定計(jì)時(shí)器值tth時(shí)(步驟313:否)，異常檢測(cè)單元71保持連續(xù)標(biāo)記和異常計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值C。
[0075]對(duì)步驟301中的高速旋轉(zhuǎn)確定的處理程序進(jìn)行描述。[0076]如圖7中所示，首先，異常檢測(cè)單元71確定是否高速旋轉(zhuǎn)標(biāo)記被設(shè)定(步驟401)。當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)標(biāo)記未設(shè)定時(shí)(步驟401:否)，異常檢測(cè)單元71確定是否指示是其它相的Y相(例如V相)的相感應(yīng)電壓值ey等于或者小于高速確定閾值e_him的Y相歷史標(biāo)記被設(shè)定(步驟402)。當(dāng)Y相歷史標(biāo)記未設(shè)定時(shí)(步驟402:否)，異常檢測(cè)單元71確定是否指示是其它相的Z相(例如W相)的相感應(yīng)電壓值ez等于或者小于高速確定閾值e_him的Z相歷史標(biāo)記被設(shè)定(步驟403)。當(dāng)Z相歷史標(biāo)記未設(shè)定時(shí)(步驟403:否)，異常檢測(cè)單元71確定是否特定相的相感應(yīng)電壓值ex等于或者大于符號(hào)確定閾值e_0 (步驟404)。
[0077]隨后，當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex大于符號(hào)確定閾值e_0時(shí)，即，當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex的符號(hào)是正時(shí)(步驟404:是)，異常檢測(cè)單元71確定是否Y相的相感應(yīng)電壓值ey等于或者小于設(shè)定為負(fù)值的高速確定閾值e_him (步驟405)。當(dāng)相感應(yīng)電壓值ey等于或者小于高速確定閾值e_him時(shí)(步驟405:是)，異常檢測(cè)單元71設(shè)定Y相歷史標(biāo)記(步驟406)，移至步驟407，并且確定是否Z相的相感應(yīng)電壓值ez等于或者小于高速確定閾值e_him (步驟407)。當(dāng)相感應(yīng)電壓值ey大于高速確定閾值e_him時(shí)(步驟405:否)，異常檢測(cè)單元71在不設(shè)定Y相歷史標(biāo)記的情況下移至步驟407。隨后，當(dāng)相感應(yīng)電壓值ez等于或者小于高速確定閾值e_him時(shí)(步驟407:是),異常檢測(cè)單元71設(shè)定Z相歷史標(biāo)記(步驟408)。另一方面，當(dāng)相感應(yīng)電壓值ez大于高速確定閾值e_him時(shí)(步驟407:否)，異常檢測(cè)單元71不設(shè)定Z相歷史標(biāo)記。當(dāng)特定相的相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于符號(hào)確定閾值e_0時(shí)，即當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex的符號(hào)是負(fù)時(shí)(步驟404:否)，異常檢測(cè)單元71不執(zhí)行在步驟405至408中的處理。[0078]隨后，當(dāng)Y相歷史標(biāo)記被設(shè)定時(shí)(步驟402:是)并且當(dāng)Z相歷史標(biāo)記被設(shè)定時(shí)(步驟403:是)，異常檢測(cè)單元71確定是否特定相的相感應(yīng)電壓值ex的符號(hào)取反。具體地，異常檢測(cè)單元71確定是否存儲(chǔ)在未示出的存儲(chǔ)器中的相感應(yīng)電壓值ex的上次值ex_b大于符號(hào)確定閾值e_0(步驟409)。當(dāng)上次值ex_b大于符號(hào)確定閾值e_0時(shí)(步驟409:是)，異常檢測(cè)單元71確定是否是最新值的相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于符號(hào)確定閾值e_0 (步驟410)。當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于符號(hào)確定閾值e_0時(shí)(步驟410:是)，異常檢測(cè)單元71設(shè)定高速旋轉(zhuǎn)標(biāo)記(步驟411)并且清除Y相歷史標(biāo)記和Z相歷史標(biāo)記(步驟412和413)。當(dāng)上次值ex_b等于或者小于符號(hào)確定閾值e_0時(shí)(步驟409:否)并且當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex大于符號(hào)確定閾值e_0時(shí)(步驟410:否)，異常檢測(cè)單元71不執(zhí)行步驟411至413中的處理。
[0079]隨后，當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)標(biāo)記被設(shè)定時(shí)(步驟401:是)，異常檢測(cè)單元71確定是否特定相的相感應(yīng)電壓值ex大于符號(hào)確定閾值e_0 (步驟414)。當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex大于符號(hào)確定閾值e_0時(shí)(步驟414:是)，異常檢測(cè)單元71清除高速旋轉(zhuǎn)標(biāo)記(步驟415)。當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于符號(hào)確定閾值e_0時(shí)(步驟414:否)，異常檢測(cè)單元71不清除高速旋轉(zhuǎn)標(biāo)記。
[0080]如上所述，根據(jù)此實(shí)施方式，能夠獲得下文中描述的作用和效果。
[0081](I)在第一方向上的通電能夠發(fā)生在馬達(dá)21與驅(qū)動(dòng)電路32之間并且馬達(dá)21不以高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，當(dāng)特定相的相感應(yīng)電壓值ex持續(xù)等于或者小于異常確定閾值e_er時(shí)，異常檢測(cè)單元71確定斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生在特定相的繼電器FET39X中。根據(jù)該構(gòu)型，由于在未將電壓以特殊形式施加至電壓21的情況下基于在電流反饋控制過(guò)程中相感應(yīng)電壓值ex上的變化確定是否斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生，可以確定斷開(kāi)故障同時(shí)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21。因此，能夠快速地獲得故障保護(hù)并且抑制轉(zhuǎn)向感劣化。
[0082](2)故障檢測(cè)單元71確定是否其它相的相感應(yīng)電壓值ey和ez超過(guò)高速確定閾值e_him同時(shí)特定相的相感應(yīng)電壓值的符號(hào)是正。在其它相的相感應(yīng)電壓值ey和ez的中的至少一者超過(guò)高速確定閾值e_him時(shí)，當(dāng)特定相的相感應(yīng)電壓值ex的符號(hào)從正變?yōu)樨?fù)時(shí)，異常檢測(cè)單元71確定馬達(dá)21以高速旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該構(gòu)型，在不使用旋轉(zhuǎn)角度傳感器的情況下，利用簡(jiǎn)單構(gòu)型，能夠確定是否馬達(dá)21以高速旋轉(zhuǎn)。由于當(dāng)相感應(yīng)電壓值的符號(hào)變換成負(fù)時(shí)執(zhí)行是否馬達(dá)21以高速旋轉(zhuǎn)的確定，在特定相的相感應(yīng)電壓值ex變成相感應(yīng)電壓值ex很可能超過(guò)異常確定閾值e_er的狀態(tài)之前,能夠確定是否馬達(dá)21以高速旋轉(zhuǎn)。
[0083]在斷開(kāi)故障發(fā)生在如上所述的特定相的繼電器FET39x中的狀態(tài)下，當(dāng)電流將要在第二方向上供給時(shí)，特定相的相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于異常確定閾值e_er。因此，在相感應(yīng)電壓值ex的符號(hào)是負(fù)時(shí)，很可能在其它相的相感應(yīng)電壓值ey和ez上的改變變得不穩(wěn)定。在此方面，根據(jù)此構(gòu)型，在特定相的相感應(yīng)電壓值ex是正時(shí)，即，在特定相的相感應(yīng)電壓值ex不是異常值的狀態(tài)下，能夠確定是否其它相的相感應(yīng)電壓值ey和ez超過(guò)高速確定閾值e_him。因此,能夠準(zhǔn)確地執(zhí)行高速旋轉(zhuǎn)的確定。
[0084] (4)異常檢測(cè)單元71通過(guò)使用表達(dá)式(I)至(3)基于相電流值Iu、Iv、以及Iw和相電壓值Vu、Vv以及Vw計(jì)算相感應(yīng)電壓值eu、ev、以及ew。異常檢測(cè)單元71使用相感應(yīng)電壓值eu、ev、以及ew作為電壓參數(shù)，電壓參數(shù)相當(dāng)于施加至馬達(dá)21的施加電壓。即，相電壓值Vu、Vv、以及Vw是相電流值Iu、Iv、以及Iw和電阻值Ru、Rv>以及Rw的相乘的值與相感應(yīng)電壓值eu、ev、以及ew的和(見(jiàn)表達(dá)式(I)至(3))。因此,如果相電壓值Vu、Vv、以及Vw用作電壓參數(shù)，當(dāng)施加至馬達(dá)21的電流增大時(shí)，即使斷開(kāi)故障未發(fā)生，很可能相感應(yīng)電壓值Vu、Vv、以及Vw增長(zhǎng)超過(guò)異常確定閾值^虹到負(fù)側(cè)。在此方面，根據(jù)此構(gòu)型，由于通過(guò)將乘積值從相感應(yīng)電壓值Vu、Vv、以及Vw減去所得的相感應(yīng)電壓值eu、ev、以及ew用作電壓參數(shù)，能夠準(zhǔn)確地確定斷開(kāi)故障。
[0085](5)當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于通電確定閾值e_pd時(shí)，異常檢測(cè)單元71確定在馬達(dá)21與驅(qū)動(dòng)電路32之間在第一方向上的通電是可能的。因此，能夠容易地確定在第一方向上的通電是否是可能的。
[0086]注意到，實(shí)施方式可以如下文所述地進(jìn)行改變。
[0087]在實(shí)施方式中，當(dāng)相感應(yīng)電壓值ex等于或者小于通電確定閾值e_pd時(shí)，確定了在第一方向上的通電是可能的。但是，確定不限制于此。通電失效可以先于斷開(kāi)故障的檢測(cè)進(jìn)行確定并且可以在通電失效未發(fā)生的條件下確定在第一方向上的通電是可能的。在此構(gòu)型中，當(dāng)使用通電失效的確定結(jié)果時(shí)，不需要分開(kāi)執(zhí)行是否在第一方向上的通電是可能的確定。
[0088]在實(shí)施方式中，例如是否車載電源供給36的電力供給電壓等于或者大于用于使得能夠?qū)⒆銐螂妷菏┘又榴R達(dá)21的值的其它條件可以添加至通電失效的確定。
[0089]在實(shí)施方式中，相感應(yīng)電壓值eu、ev、以及ew用作電壓參數(shù)，電壓參數(shù)相當(dāng)于施加至馬達(dá)21的電壓。但是，可以使用相電壓指令值Vu*、Vv*、以及Vw*、DUTY指令值a u、a v、以及a W、由電壓傳感器38u、38v、以及38w檢測(cè)的相電壓值Vu、Vv、以及Vw等等。
[0090]在實(shí)施方式中，在高速旋轉(zhuǎn)確定過(guò)程中，異常檢測(cè)單元71確定在相感應(yīng)電壓值的符號(hào)是正——在特定相的相感應(yīng)電壓值ex的符號(hào)變化成負(fù)之前的電角度的一個(gè)周期中-的同時(shí)，其它相的相感應(yīng)電壓值ey和ez是否等于或者小于高速確定閾值e_him。但
是，除了在相感應(yīng)電壓值ex的符號(hào)是正的同時(shí)所執(zhí)行的確定之外，異常檢測(cè)單元71可以確定是否在其它相的相感應(yīng)電壓值ey和ez等于或者大于高速確定閾值e_hip的同時(shí)相感應(yīng)電壓值e的符號(hào)是負(fù)。
[0091]在本實(shí)施方式中，異常檢測(cè)單元71基于相感應(yīng)電壓值eu、ev、以及ew確定是否馬達(dá)21以高速旋轉(zhuǎn)。但是，異常檢測(cè)單元71可以基于由旋轉(zhuǎn)角度傳感器40檢測(cè)的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度9 m估計(jì)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角速度并且基于馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角速度確定是否馬達(dá)以高速旋轉(zhuǎn)。
[0092]在本實(shí)施方式中，高速確定閾值e_hip和e_him設(shè)定為小于通電確定閾值e_pd和異常確定閾值e_er的值。但是，高速確定閾值e_hip和e_him可以設(shè)定為等于或者大于通電確定閾值e_pd和異常確定閾值e_er的值。
[0093]在本實(shí)施方式中，MOSFET用作起相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)作用的繼電器FET39u、39v、以及39w。但是，繼電器FET39u、39v、以及39w僅需是包括寄生二極管的相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。例如，可以使用結(jié)型FET等。
[0094]在本實(shí)施方式中，繼電器FET39u、39v、以及39w設(shè)置成使得寄生二極管D允許在第一方向上的通電。但是，繼電器FET39u、39v、以及39w可以設(shè)置成使得寄生二極管D允許在第二方向上的通電。
[0095]在本實(shí)施方式中，異常檢測(cè)單元71以并行方式同時(shí)地執(zhí)行用于三相的異常檢測(cè)。但是，異常檢測(cè)單元71可以依次地執(zhí)行用于各相的異常檢測(cè)。
[0096]本發(fā)明可以實(shí)施為馬達(dá)控制設(shè)備，該馬達(dá)控制設(shè)備控制其它馬達(dá)例如傳動(dòng)比可變?cè)O(shè)備的馬達(dá)，除了使用差速機(jī)構(gòu)基于轉(zhuǎn)向操作來(lái)傳輸輸入軸的旋轉(zhuǎn)，該傳動(dòng)比可變?cè)O(shè)備還基于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)將旋轉(zhuǎn)傳輸至輸出軸。
【權(quán)利要求】
1.一種馬達(dá)控制設(shè)備，包括:馬達(dá)控制信號(hào)輸出裝置，所述馬達(dá)控制信號(hào)輸出裝置用于輸出馬達(dá)控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)造成基于所述馬達(dá)控制信號(hào)將三相驅(qū)動(dòng)電力供應(yīng)至馬達(dá)；相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，所述相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)設(shè)置在連接所述馬達(dá)與所述驅(qū)動(dòng)電路的相應(yīng)相的電力線中；以及異常檢測(cè)裝置，所述異常檢測(cè)裝置用于基于與施加至所述馬達(dá)的電壓相當(dāng)?shù)碾妷簠?shù)來(lái)檢測(cè)所述相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)故障，所述馬達(dá)控制信號(hào)輸出裝置通過(guò)執(zhí)行電流反饋控制以便使實(shí)際電流值符合電流指令值來(lái)輸出所述馬達(dá)控制信號(hào)，所述電流指令值是供應(yīng)至所述馬達(dá)的電流的目標(biāo)值，其中， 所述相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)包括寄生二極管，所述寄生二極管在用于使通向與所述相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的相的通電切斷的關(guān)斷狀態(tài)下允許沿第一方向的通電，并且 在沿所述第一方向的通電在所述馬達(dá)與所述驅(qū)動(dòng)電路之間是可能的并且所述馬達(dá)不以高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，當(dāng)設(shè)定為確定對(duì)象的特定相的電壓參數(shù)增長(zhǎng)至用于沿第二方向供給電流的那一側(cè)并且超過(guò)異常確定閾值時(shí)，所述異常檢測(cè)裝置確定斷開(kāi)故障已經(jīng)發(fā)生在所述特定相的相斷開(kāi)開(kāi)關(guān)中，其中所述寄生二極管不允許沿所述第二方向的通電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制設(shè)備，其中 所述異常檢測(cè)裝置在所述特定相的電壓參數(shù)的符號(hào)從指示沿所述第一方向的電流供給的符號(hào)改變?yōu)橹甘狙厮龅诙较虻碾娏鞴┙o的符號(hào)時(shí)確定所述馬達(dá)是否以高速旋轉(zhuǎn)，并且 當(dāng)在所述特定相的電壓參數(shù)改變?yōu)橹甘狙厮龅诙较虻碾娏鞴┙o的符號(hào)之前的電角度的一個(gè)周期中、在除了所述特定相之外的其它相當(dāng)中的至少一相的電壓參數(shù)超過(guò)基于發(fā)生在高速旋轉(zhuǎn)期間的感應(yīng)電壓的高速確定閾值時(shí)，所述異常檢測(cè)裝置確定所述馬達(dá)以高速旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達(dá)控制設(shè)備，其中，當(dāng)其它相中的至少一相的電壓參數(shù)超過(guò)所述高速確定閾值、同時(shí)所述特定相的電壓參數(shù)在所述電角度的一個(gè)周期中的符號(hào)是指示沿所述第一方向的電流供給的符號(hào)時(shí)，所述異常檢測(cè)裝置確定所述馬達(dá)以高速旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制設(shè)備，其中，所述異常檢測(cè)裝置使用基于所述馬達(dá)的相電流值和相電壓值所計(jì)算的相感應(yīng)電壓值作為所述電壓參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制設(shè)備，其中，當(dāng)所述電壓參數(shù)等于或小于設(shè)定至用于沿所述第一方向供給電流的那一側(cè)的通電確定閾值時(shí)，所述異常檢測(cè)裝置確定沿所述第一方向的通電在所述馬達(dá)與所述驅(qū)動(dòng)電路之間是可能的。 根據(jù)此構(gòu)型，能夠容易地確定沿所述第一方向的通電是否是可能的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制設(shè)備，其中，當(dāng)在所述馬達(dá)與所述驅(qū)動(dòng)電路之間的電力供應(yīng)路線中不發(fā)生通電失效時(shí)，所述異常檢測(cè)裝置確定沿所述第一方向的通電在所述馬達(dá)與所述驅(qū)動(dòng)電路之間是可能的。 根據(jù)此構(gòu)型，當(dāng)使用所述通電失效的確定結(jié)果時(shí)，不需要單獨(dú)地執(zhí)行針對(duì)沿所述第一方向的通電是否是可能的確定。
7.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制設(shè)備的用于車輛的轉(zhuǎn)向設(shè)備。
【文檔編號(hào)】B62D101/00GK103620944SQ201280031702
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月4日
【發(fā)明者】富田晃弘, 三鴨悟, 河村洋, 高橋俊博, 長(zhǎng)谷川純, 南部彰, 青木健一郎, 河西榮治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社捷太格特