電動驅動裝置及電動助力轉向裝置的製作方法

2023-06-08 09:19:16

本發明涉及考慮控制單元的冗餘系統並具有多個微處理器(以下稱為mpu)的電動驅動裝置，特別涉及多個mpu互相協作來對其輸出控制量進行控制的電動驅動裝置、以及使用了該電動驅動裝置的電動助力轉向裝置。

背景技術：

眾所周知，作為以電動機為驅動源來對非驅動對象進行驅動的電動驅動裝置，例如存在搭載於車輛上的電動助力轉向裝置。該電動助力轉向裝置是如下裝置：利用控制單元來對電動機進行驅動，使得電動機產生與車輛的駕駛員施加於方向盤的轉向轉矩相對應的輸出轉矩，將該電動機的輸出轉矩作為輔助轉矩而施加於轉向軸，以對駕駛員的轉向進行輔助。

對電動助力轉向裝置的電動機進行控制的控制單元通常包括三相逆變器電路。三相逆變器電路包括u相、v相及w相的高壓側開關元件、以及u相、v相及w相的低壓側開關元件，按各相將高壓側開關元件與低壓側開關元件串聯連接，以構成各相的開關橋臂。而且，各相的開關橋臂的高壓側開關元件與直流電源的高壓側端子相連接，各相的開關橋臂的低壓側開關元件與直流電源的低壓側、即車輛的接地電位部相連接。三相逆變器的各相的輸出端子從上述各相的開關橋臂的高壓側開關元件與低壓側開關元件之間的串聯連接點引出。

另一方面，電動助力轉向裝置的電動機例如由三相無刷電機構成，設於其定子的三相的定子繞組的各相的輸入端子與三相逆變器電路的上述各相的輸出端子相連接。像這樣的三相電動機通常包括具有由永磁體構成的多個磁極的轉子。

上述三相逆變器電路的各相的開關橋臂的高壓側開關元件和低壓側開關元件基於規定的模式來進行通斷控制，從上述輸出端子輸出三相功率。電動助力轉向裝置的電動機利用從三相逆變器電路輸出的三相功率來對其定子繞組進行通電，從而產生旋轉磁場，以使具有多個磁極的轉子旋轉，從轉子的輸出軸產生作為規定輔助轉矩的輸出轉矩。

搭載於車輛的電動助力轉向裝置的情況下，從確保車輛安全的觀點來看，要求對故障採取足夠的應對措施。另外，電動助力轉向裝置對電動機的輸出轉矩的轉矩脈動反應敏感，因此，從駕駛的舒適性的觀點來看，要求電動機的輸出轉矩順暢而不發生脈動。

作為現有的電動助力轉向裝置的示例，存在如下電動助力轉向裝置：1個電動機具有2組定子繞組，包括具有能對該2組定子繞組獨立進行控制的2組逆變器電路的控制單元。該現有的電動助力轉向裝置中的控制單元具有分別具備中央處理器(centralprocessingunit：以下稱為cpu)的2個微處理器(microprocessingunit：以下稱為mpu)，對這些mpu進行驅動使得其互相協作，以對2組逆變器電路進行控制，構成為當一個逆變器電路發生異常時，僅利用正常工作的另一個逆變器電路來繼續對電動機進行驅動，此外，除了控制單元的2組逆變器電路以外，為了防備故障，還具備雙重系統的冗餘的控制系統(例如，參照專利文獻1)。

另外，如上所述，電動助力轉向裝置對電動機的輸出轉矩的轉矩脈動反應敏感，因此，需要提高檢測流至電動機定子繞組的電流(以下簡稱為電動機電流)的電流傳感器的電流檢測精度，以對電動機電流進行高精度的反饋控制。然而，在三相逆變器電路中，三相中的最大電流所流經的相的低電位側開關元件的導通時間有時會比電流傳感器的電流檢測時間要短，存在無法從電流傳感器獲得足夠精度的電流檢測值的情況。

因此，有時會利用三相的各相的電流之和為「0」這一情況，根據其它2相的電流檢測值來對最大電流所流經的相的電流檢測值進行推測。然而，若最大電流所流經的相的開關元件進行開關，則該開關所引起的噪聲有可能會導致其它2相的電流檢測值的精度下降。因此，已經公開有如下技術：當對除最大電流所流經的相以外的其它2個相的電流進行檢測時，保持使最大電流所流經的相的高電位側開關元件維持導通並使低電位側開關元件維持斷開的狀態，以減少上述開關所引起的噪聲對其它2相的電流檢測值的影響(例如，參照專利文獻2)。

另外，在具有多組定子繞組的交流旋轉電機中，在多組定子繞組間存在互感的情況下，由於一個定子繞組的電流會對另一個定子繞組的電流產生影響，因此，各個定子繞組的電流、電壓及轉矩容易發生振蕩。

因此，例如公開有如下的現有的電動機控制裝置：在交流旋轉電機的旋轉2軸坐標繫上，基於並聯連接的多組逆變器的各輸出電流的平均值與平均電流指令值之間的偏差來求出平均電壓指令值，並基於各逆變器的輸出電流之差與差電流指令值之間的偏差來求出差電壓指令值，使該旋轉2軸坐標系上的平均電壓指令值和差電壓指令值返回至各定子繞組的電壓指令值，基於該電壓指令值來對各定子繞組的電壓進行控制，從而減小不平衡電流(例如，參照專利文獻3)。在該現有的裝置中，基於多組逆變器的平均電流值和差電流值來對各繞組的電壓進行控制，從而力圖防止各繞組間的幹擾。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第3839358號公報

專利文獻2：日本專利第5396948號公報

專利文獻3：日本專利第2614788號公報

技術實現要素：

發明所要解決的技術問題

在專利文獻1所公開的現有的助力轉向裝置中，對設於控制單元的2個mpu進行驅動以使其協同工作，來對2組逆變器電路進行控制，但並不清楚如何使控制單元的運算單元的主要部分即2個mpu協同驅動來對2組逆變器電路進行控制。在專利文獻1所公開的現有的電動助力轉向裝置中，假設在沿用公知的控制方法的情況下，不能稱為是對2個mpu協同驅動來對2組逆變器電路進行控制的控制方法，而可能因2組逆變器電路的互相干擾等而導致電動機的轉矩脈動增大從而引起電動機的旋轉力下降。

因此，在專利文獻1所公開的現有的電動助力轉向裝置中，由於存在無論電動機的輸出軸是否單一都能使電動機的輸出軸產生旋轉力的2組定子繞組，因此，需要正確地考慮提供給這2組定子繞組的各個電流值、以及各個電流間的相位差來進行控制。特別是由於獨立存在2個作為控制單元中的控制量運算的主要部分的mpu，因此，需要用於執行這2個mpu的各自的獨立的控制、以及2個mpu間的協同工作的控制的設計。雖然也能使mpu設為1個而通過軟體上來形成雙重系統，但為了實現即使1系統發生故障也能儘可能繼續對電動助力轉向裝置進行控制這一目的，在僅具備1個mpu的情況下、以及在具備2個mpu的情況下，由於異常時的應對會產生較大的差異，因此，保有多個mpu、特別是2個mpu時安全性較高。但是，在1個封裝內由2個核構成的形態的mpu可被看作為2個mpu。

在專利文獻2所公開的現有的電動助力轉向裝置中，當對除最大電流所流經的相以外的其它2個相的電流進行檢測時，保持使最大電流所流經的相的高電位側開關元件維持導通並使低電位側開關元件維持斷開的狀態，以減少上述開關所引起的噪聲對其它2相的電流檢測值的影響。

然而，在存在2組定子繞組的情況下，除了對一個定子繞組進行控制的控制裝置的開關噪聲以外，還必須考慮對另一個定子繞組進行控制的控制裝置的開關噪聲的影響。即，當對一個定子繞組的電流進行檢測時，對另一個定子繞組進行控制的控制裝置對開關元件的導通、截止進行切換，若成為如上所述的定時設定，則即使在2組定子繞組各自的控制裝置中實施如專利文獻2所公開的那樣的調製方式，也會受到另一個定子繞組的控制裝置的開關噪聲的影響而導致一個定子繞組的電流檢測的精度變差。

另外，在專利文獻3所公開的電動機控制裝置中，如上所述，使旋轉2軸坐標系上的平均電壓指令值及差電壓指令值返回至各定子繞組的電壓指令值，基於該電壓指令值來對各定子繞組的電壓進行控制，從而減小不平衡電流，並基於多組逆變器的各輸出電流的平均電流值和差電流值來對各組的定子繞組的電壓進行控制，從而力圖防止各定子繞組間的幹擾。然而，在一個定子繞組的電流檢測的時刻與另一個定子繞組的電流檢測的時刻之間存在較大的偏差的情況下，利用由不同的時刻、即意義不同的各組電流值所獲得的平均電流值或差電流值，來獲得電壓指令值，因此，無法達到所希望的防止幹擾的目的。

此外，根據專利文獻3所涉及的電動機控制裝置，根據平均電壓指令值和差電壓指令值來求出各組的定子繞組的電壓指令值，因此，若利用其它時刻的平均電壓指令值和差電壓指令值則不會成為本來所需要的電壓指令值，其結果是，即使將從各逆變器輸出的電流進行反饋也無法獲得精度較高的反饋控制，會表現出轉矩脈動、噪聲這樣的現象。而且，在控制單元中使2個mpu協同工作來進行驅動從而對2組逆變器電路進行控制的情況下，若進入2個mpu的電流指令值不同，則即使利用相同的電流檢測值來對電流指令值進行運算，由各mpu所運算出的電壓指令值也當然不同，從而無法進行所希望的控制。

本發明是為了解決如上所述的現有裝置的問題而完成的，其目的在於，提供一種電動驅動裝置，該電動驅動裝置能利用2組定子繞組所對應的2組mpu的協同工作來對電動機進行驅動，並能在包含一個mpu的控制系統發生異常時，僅用包含另一個mpu的正常的控制系統來容易地繼續對各定子繞組進行獨立控制。

另外，本發明的目的在於，提供一種電動助力轉向裝置，該電動助力轉向裝置利用電動驅動裝置來產生對車輛的轉向系統的轉向轉矩進行輔助的轉矩，所述電動驅動裝置能利用2組定子繞組所對應的2組mpu的協同工作來對電動機進行驅動，並能在包含一個mpu的控制系統發生異常時，僅用包含另一個mpu的正常的控制系統來容易地繼續對各定子繞組進行獨立控制。

解決技術問題所採用的技術方案

本發明所涉及的電動驅動裝置包括：電動機；以及驅動該電動機的控制單元，

所述電動驅動裝置的特徵在於，

所述電動機具有單一的轉子、以及包括獨立的2組定子繞組的定子，

所述控制單元包括：輸入電路，該輸入電路輸入用於運算的多個信息；獨立的2組輸出電路，該獨立的2組輸出電路用於對所述定子繞組進行驅動；以及2組微處理器，該2組微處理器向輸出電路輸出基於控制量的控制信號，所述控制量基於輸入至所述輸入電路的信息來進行運算得到，

所述2組輸出電路構成為至少能向所述電動機的所述2組定子繞組分別提供電流，或者停止電流的提供，

所述2組微處理器構成為分別內置有cpu，並能互相在與對方側的微處理器之間進行通信，並且，構成為至少具有對所述2組輸出電路和所述2組定子繞組的異常進行檢測的異常檢測功能，當檢測到一個所述輸出電路或一個定子繞組發生異常時，至少利用另一個正常側的所述輸出電路或另一個正常側的所述定子繞組來繼續進行控制，

內置於所述2組微處理器的各個cpu基於從觸發電路所輸出的規定周期的觸發信號，來至少將控制指令進行同步並輸出至2組所述輸出電路。

另外，本發明所涉及的電動助力轉向裝置的特徵在於，

該電動助力轉向裝置產生對車輛的轉向系統的轉向轉矩進行輔助的轉矩，

利用上述所記載的電動驅動裝置來產生對上述轉向轉矩進行輔助的轉矩。

發明效果

根據本發明所涉及的電動驅動裝置，能利用2組定子繞組所對應的2組mpu的協同工作來對電動機進行驅動，並能在包含一個mpu的控制系統發生異常時，僅用包含另一個mpu的正常的控制系統來容易地繼續對各定子繞組進行獨立控制。

另外，根據本發明所涉及的電動助力轉向裝置，能獲得一種電動助力轉向裝置，該電動助力轉向裝置能利用2組定子繞組所對應的2組mpu的協同工作來對電動機進行驅動，並能在包含一個mpu的控制系統發生異常時，僅用包含另一個mpu的正常的控制系統來容易地繼續對各定子繞組進行獨立控制。

附圖說明

圖1是本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置的電路結構圖。

圖2a是本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的電動機的橫向剖視圖。

圖2b是表示本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的電動機的定子繞組的電路圖。

圖3a是本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的包含mpu的控制電路部的結構圖。

圖3b是表示本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的包含mpu的控制電路部的變形例的結構圖。

圖4是表示本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的主流程圖。

圖5a是表示本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖。

圖5b是表示本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖。

圖5c是表示本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖。

圖6a是本發明的實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的電動機的橫向剖視圖。

圖6b是表示本發明的實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的電動機的定子繞組的說明圖。

圖7是本發明的實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的包含mpu的控制電路部的結構圖。

圖8是表示本發明的實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的主流程圖。

圖9a是表示本發明的實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖。

圖9b是表示本發明的實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖。

圖10是表示本發明的實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖。

具體實施方式

實施方式1.

下面，基於附圖對本發明實施方式1所涉及的電動驅動裝置進行詳細說明。圖1是本發明實施方式1所涉及的電動驅動裝置的電路結構圖，示出了電動驅動裝置構成為電動助力轉向裝置的情況。在圖1中，電動助力轉向裝置100包括控制單元1、由三相無刷電機等所構成的電動機(以下簡稱為電動機)2、控制電路部4、第1旋轉傳感器9a及第2旋轉傳感器9b。

控制單元1包括具有同樣結構的雙重的冗餘系統，包括搭載有第一mpu10a和第二mpu10b的控制電路部4、第1逆變器電路3a、第2逆變器電路3b、與第1逆變器電路3a的高壓側直流端子串聯連接的第1電源用繼電器5a、以及與第2逆變器電路3b的高壓側直流端子串聯連接的第2電源用繼電器5b。第1逆變器電路3a和第2逆變器電路3b分別為由三相橋式電路所構成的三相逆變器電路。控制單元1由搭載於車輛的電池6來提供直流電源，或者利用點火開關7從電池6經由電源電路13向控制電路部4接入直流電源。此外，搭載於例如方向盤附近的檢測轉向轉矩的轉矩傳感器、檢測車輛的行駛速度的速度傳感器等的信息從傳感器8輸入至控制電路部4。

第1逆變器電路3a包括互相併聯連接的u相橋臂和v相橋臂以及w相橋臂。u相橋臂由u相上橋臂和u相下橋臂的串聯連接體構成，v相橋臂由v相上橋臂和v相下橋臂的串聯連接體構成，w相橋臂由w相上橋臂和w相下橋臂的串聯連接體構成。

在第1逆變器電路3a中，u相上橋臂包括u相上橋臂用開關元件31u，u相下橋臂包括u相下橋臂用開關元件32u，v相上橋臂包括v相上橋臂用開關元件31v，v相下橋臂包括v相下橋臂用開關元件32v，w相上橋臂包括w相上橋臂用開關元件31w，w相下橋臂包括w相下橋臂用開關元件32w。

另外，在第1逆變器電路3a中，電流檢測用分流電阻33u、33v及33w分別與u相下橋臂用開關元件32u、v相下橋臂用開關元件32v和w相下橋臂用開關元件32w串聯連接。噪聲抑制用電容器30u、30v及30w分別與u相橋臂、v相橋臂及w相橋臂並聯連接。此外，也可以不對三相的所有相配置分流電阻，而是對三相中的特定的2個相、或者在電池線的母線配置1個分流電阻。

第2逆變器電路3b與第1逆變器電路3a相同，包括互相併聯連接的u相橋臂和v相橋臂以及w相橋臂。u相橋臂由u相上橋臂和u相下橋臂的串聯連接體構成，v相橋臂由v相上橋臂和v相下橋臂的串聯連接體構成，w相橋臂由w相上橋臂和w相下橋臂的串聯連接體構成。

在第2逆變器電路3b中，u相上橋臂包括u相上橋臂用開關元件36u，u相下橋臂包括u相下橋臂用開關元件37u，v相上橋臂包括v相上橋臂用開關元件36v，v相下橋臂包括v相下橋臂用開關元件37v，w相上橋臂包括w相上橋臂用開關元件36w，w相下橋臂包括w相下橋臂用開關元件37w。

另外，在第2逆變器電路3b中，電流檢測用分流電阻38u、38v及38w分別與u相下橋臂用開關元件37u、v相下橋臂用開關元件37v和w相下橋臂用開關元件37w串聯連接。噪聲抑制用電容器35u、35v及35w分別與u相橋臂、v相橋臂及w相橋臂並聯連接。此外，也可以不對三相的所有相配置分流電阻，而是對三相中的特定的2個相、或者在電池線的母線配置1個分流電阻。

電動機2的定子包括第1定子繞組2a、第2定子繞組2b這2組定子繞組。第1定子繞組2a由三相定子繞組構成，所述三相定子繞組由呈三角形接線的u1相繞組、v1相繞組和w1相繞組構成。第2定子繞組2b由三相定子繞組構成，所述三相定子繞組由呈三角形接線的u2相繞組、v2相繞組和w2相繞組構成。電動機2的轉子(圖1中未圖示)包括如後所述由永磁體所構成的多個勵磁磁極。

此外，電動機2不一定必須是包括三相三角形接線的定子繞組的無刷電機，也可以包括星形接線的三相定子繞組，此外，並不局限於三相，也可以是除此以外的多相電動機。

第1定子繞組2a的u1相繞組與v1相繞組相互之間的連接點經由u相電動機繼電器用開關元件34u連接到第1逆變器電路3a的u相上橋臂用開關元件31u與u相下橋臂用開關元件32u相互之間的連接點。第1定子繞組2a的v1相與w1相相互之間的連接點經由v相電動機繼電器用開關元件34v連接到第1逆變器電路3a的v相上橋臂用開關元件31v與v相下橋臂用開關元件32v相互之間的連接點。第1定子繞組2a的w1相繞組與u1相繞組相互之間的連接點經由w相電動機繼電器用開關元件34w連接到第1逆變器電路3a的w相上橋臂用開關元件31w與w相下橋臂用開關元件32w相互之間的連接點。

第2定子繞組2b1的u2相繞組與v2相繞組相互之間的連接點經由u相電動機繼電器用開關元件39u連接到第2逆變器電路3b的u相上橋臂用開關元件36u與u相下橋臂用開關元件37u相互之間的連接點。第2定子繞組2b的v2相繞組與w2相繞組相互之間的連接點經由v相電動機繼電器用開關元件39v連接到第2逆變器電路3b的v相上橋臂用開關元件36v與v相下橋臂用開關元件37v相互之間的連接點。第2定子繞組2b的w2相繞組與u2相繞組相互之間的連接點經由w相電動機繼電器用開關元件39w連接到第2逆變器電路3b的w相上橋臂用開關元件36w與w相下橋臂用開關元件37w相互之間的連接點。

第1逆變器電路3a的正極側直流端子3ap經由由開關元件所構成的第1電源用繼電器5a、由濾波用電抗器41和濾波用電容器42所構成的濾波電路40，與搭載於車輛的電池6的正極側端子相連接。同樣，第2逆變器電路3b的正極側直流端子3bp經由由開關元件所構成的第2電源用繼電器5b和前述的濾波電路40，與搭載於車輛的電池6的正極側端子相連接。第1逆變器電路3a的負極側直流端子3an、以及第2逆變器電路3b的負極側直流端子3bn分別經由車輛的接地電位部位，與電池6的負極側端子相連接。

此外，也可以構成為使第1電源用繼電器5a的開關元件包含於第1逆變器電路3a，或者，也可以構成為使第2電源用繼電器5b的開關元件包含於第2逆變器電路3b。

第1逆變器電路3a和第2逆變器電路3b具有同一電路結構，構成為能分別獨立向電動機2的第1定子繞組2a和第2定子繞組2b提供電流。

控制電路部4包括經由點火開關7而與電池6的正極側端子相連接的電源電路13、第一mpu10a、第二mpu10b、第1驅動電路11a、第2驅動電路11b、被輸入來自傳感器8的各種信息的輸入電路12、以及在控制電路部4等發生異常時使燈等通知單元15動作的通知輸出電路16。

第1驅動電路11a向第1逆變器電路3a的各開關元件31u、31v、31w、32u、32v、32w提供驅動信號，以對這些開關元件進行驅動。第2驅動電路11b向第2逆變器電路3b的各開關元件36u、36v、36w、37u、37v、37w提供驅動信號，以對這些開關元件進行驅動。

傳感器8將後述的各種傳感器綜合起來進行表示，來自該傳感器8的信息包含：搭載於方向盤附近的對轉向轉矩進行檢測的轉矩傳感器、對車輛的行駛速度進行檢測的速度傳感器等的信息、第1逆變器電路3a的分流電阻33u、33v、33w的兩端間的電位差、第2逆變器電路3b的分流電阻38u、38v、38w的兩端間的電位差、電動機2的第1定子繞組2a的端子電壓、以及第2定子繞組2b的端子電壓等，這些信息從傳感器8傳送至輸入電路12，從輸入電路12傳送至第一mpu10a、以及第二mpu10b。

第一mpu10a基於從輸入電路12傳送來的來自傳感器8的信息，來對用於提供至電動機2的第1定子繞組2a的目標電流值進行運算，並對該所運算出的目標電流值與基於第1逆變器電路3a的分流電阻33u、33v、33w的兩端間的電位差的電流檢測值之間的偏差進行運算，以對由第1驅動電路11a和第1逆變器電路3a所構成的第1輸出電路的輸出進行控制，使得基於上述偏差來進行所謂的反饋控制，從而將所希望的電動機電流提供給第1定子繞組2a。

第二mpu10b基於從輸入電路12傳送來的來自傳感器8的信息，來對用於提供至電動機2的第2定子繞組2b的目標電流值進行運算，並對該所運算出的目標電流值與基於第2逆變器電路3b的分流電阻38u、38v、38w的兩端間的電位差的電流檢測值之間的偏差進行運算，以對由第2驅動電路11b和第2逆變器電路3b所構成的第2輸出電路的輸出進行控制，使得基於上述偏差來進行所謂的反饋控制，從而將所希望的電動機電流提供給第2定子繞組2b。

電動機2產生基於分別提供給第1定子繞組2a和第2定子繞組2b的電動機電流的所希望的輔助轉矩，對駕駛員的轉向力進行輔助。

第一mpu10a能經由第1驅動電路11a而對第1電源用繼電器5a的開關元件、第1逆變器電路3a中的u相電動機繼電器用開關元件34u、v相電動機繼電器用開關元件34v和w相電動機繼電器用開關元件34w、以及第1定子繞組2a的各開關元件31u、31v、31w、32u、32v、32w進行控制。使第1電源用繼電器5a斷開，從而停止從第1逆變器電路3a向電動機2的第1定子繞組2a提供電流。通過斷開第1逆變器電路3a中的u相電動機繼電器用開關元件34u、v相電動機繼電器用開關元件34v和w相電動機繼電器用開關元件34w，能獨立斷開電動機2的第1定子繞組2a的各相的繞組。

第二mpu10b能經由第2驅動電路11b而對第2電源用繼電器5b的開關元件、第1逆變器電路3a中的u相電動機繼電器用開關元件34u、v相電動機繼電器用開關元件34v和w相電動機繼電器用開關元件34w、以及第2定子繞組2b的各開關元件36u、36v、36w、37u、37v、37w進行控制。使第1電源用繼電器5a斷開，從而停止從第1逆變器電路3a向電動機2的第1定子繞組2a提供電流。通過斷開第1逆變器電路3a中的u相電動機繼電器用開關元件34u、v相電動機繼電器用開關元件34v和w相電動機繼電器用開關元件34w，能獨立斷開電動機2的第1定子繞組2a的各相的繞組。

第一mpu10a具有根據從傳感器8輸入的各信息來對第1逆變器電路3a及電動機2的第1定子繞組2a等的異常進行檢測的異常檢測功能，在檢測到這某些異常等的情況下，為了根據該異常而例如僅停止第1定子繞組2a的規定相的繞組的電流供給，而將第1電動機繼電器用開關元件34u、34v、34w中的規定相的繞組所對應的開關元件斷開，或者將第1電源用繼電器5a斷開。

同樣，第二mpu10b具有根據從傳感器8輸入的各信息來對第2逆變器電路3b及電動機2的第2定子繞組2b等的異常進行檢測的異常檢測功能，在檢測到這某些異常等的情況下，為了根據該異常而例如僅停止第2定子繞組2b的規定相的繞組的電流供給，而將第2電動機繼電器用開關元件39u、39v、39w中的規定相的繞組所對應的開關元件斷開，或者將第2電源用繼電器5b斷開。

此外，在第一mpu10a和第二mpu10b檢測到如上所述的異常的情況下，從第一mpu10a和第二mpu10b中的至少一方發出使作為通知單元15的例如燈點亮的指令。

電動機2如上所述是無刷電機，該無刷電機包括三相的2組三角形接線的定子繞組，並且在轉子包括多個勵磁磁極。電動機2搭載有用於對轉子的旋轉位置進行檢測的第1旋轉傳感器9a和第2旋轉傳感器9b。設置有第1旋轉傳感器9a和第2旋轉傳感器9b這2組傳感器是為了確保控制系統的冗餘系統，來自各個旋轉傳感器的表示轉子的旋轉位置的旋轉位置信息被傳送至各個控制電路部4的輸入電路12。

第一mpu10a和第二mpu10b通過通信線路14而相連接，使得能互相利用規定的格式定期地對數據和信息進行通信信號的收發。利用該通信線路14來對第一mpu10a和第二mpu10b的數據和信息互相進行收發，從而能掌握對方側的mpu的狀況。例如，在第一mpu10a檢測到自身所屬的控制系統的異常、從而使自身所屬的控制系統的規定的開關元件斷開時，能將該信息傳送至第二mpu10b。另外，在mpu本身發生異常的情況下，無法利用規定的格式定期地對通信信號進行收發，由此，一個mpu能對另一個mpu發生異常的情況進行檢測。

如上所述，控制單元1具有以下結構：包括雙重的冗餘系統，各個系統獨立進行信息輸入、運算，輸出用於驅動電動機2的控制量。

接著，對電動機2的結構進行詳細說明。圖2a是本發明實施方式1所涉及的電動驅動裝置中電動機的橫向剖視圖，圖2b是表示本發明實施方式1所涉及的電動驅動裝置中電動機的定子繞組的電路圖。在圖2a中，在內周部形成有48個槽21的定子20由薄板鋼板層疊而構成。轉子23配置於定子20的內部空間，具有與定子20相同的軸心。在轉子23的外周部，由永磁體所構成的8個(8極)勵磁磁極22按n極、s極的順序配置於規定位置。轉子23的中心部固定有輸出軸24，該輸出軸24的一個軸向的端部配設有齒輪(未圖示)，使得能對駕駛員的方向盤轉向進行輔助。

各槽21中插入有多根、例如4根線圈導體。插入於各槽21的u1相繞組、v1相繞組、w1相繞組、以及u2相繞組、v2相繞組、w2相繞組的各線圈導體在從槽21向定子20的軸向的兩端部延伸出的部分處互相連接，構成圖2b所示的三相三角形接線的第1定子繞組2a、以及三相三角形接線的第2定子繞組2b。

圖2a的左半邊示出了u1相繞組、v1相繞組、w1相繞組、以及u2相繞組、v2相繞組、w2相繞組的各線圈導體配置於槽21的狀態的一部分。這裡，用屬於第1系統的u1相繞組的線圈導體來進行說明，插入某個槽並從該槽向定子20的軸向的兩端部延伸出的u1相繞組的線圈導體再次插入從該槽起跨越5個槽後的第6個槽。屬於第1系統的v1相繞組的線圈導體、w1相繞組的線圈導體、以及屬於第2系統的u2相繞組的線圈導體、v2相繞組的線圈導體、w2相繞組的線圈導體也以與上述u1相繞組的線圈導體相同的形態插入至槽21。

另一方面，如圖2a所示，u1相繞組的線圈導體與u2相繞組的線圈導體、v1相繞組的線圈導體與v2相繞組的線圈導體、w1相繞組的線圈導體與w2相繞組的線圈導體分別插入相鄰的槽。即，在與插入有u1相繞組的線圈導體的槽相鄰的槽中插入有屬於第2系統的u2相繞組的線圈導體，在與插入有u2相繞組的線圈導體的槽相鄰的槽中插入有屬於第1系統的v1相繞組的線圈導體，在與插入有v1相繞組的線圈導體的槽相鄰的槽中插入有屬於第2系統的v2相繞組的線圈導體，在與插入有v2相繞組的線圈導體的槽相鄰的槽中插入有屬於第1系統的w1相繞組的線圈導體，在與插入有w1相繞組的線圈導體的槽相鄰的槽中插入有屬於第2系統的w2相繞組的線圈導體。

像這樣，屬於第1系統和第2系統的各相繞組的線圈導體按照上述順序以正確的規則插入槽21並卷繞於定子20。屬於第1系統和第2系統的各相繞組的線圈導體如上所述那樣以分布繞組的形態卷繞於定子20。然後，如圖2b所示，各相繞組的線圈導體的終端進行連接，使得成為按照第1系統和第2系統的每個系統進行三角形接線的第1定子繞組2a和第2定子繞組2b。

如圖2b所示，在第1定子繞組2a中，由u1相繞組的線圈導體與v1相繞組的線圈導體之間的連接部延長而形成的繞組端部u11與圖1的第1逆變器電路3a的u相電動機繼電器用開關元件34u相連接，同樣，繞組端部v11與電動機繼電器用開關元件34v相連接，繞組端部w11與電動機繼電器用開關元件34w相連接。

同樣，在第2定子繞組2b中，由u2相繞組的線圈導體與v2相繞組的線圈導體之間的連接部延長而形成的繞組端部u21與圖1的第2逆變器電路3b的電動機繼電器用開關元件39u相連接，同樣，繞組端部v21與電動機繼電器用開關元件39v相連接，繞組端部w21與電動機繼電器用開關元件39w相連接。

圖2a和圖2b所示的電動機構成為第1定子繞組2a和第2定子繞組2b具有電氣角「30」[度]的相位差。在由第1逆變器電路3a和第2逆變器電路3b這兩個逆變器電路所構成的2系統的逆變器中，在超過「100」[％]的調製率下使用各個逆變器電路的情況下，各系統分別在電動機2中產生電氣角6次的徑向的輸出變動，但利用第1逆變器電路3a來對第1定子繞組2a進行通電，利用第2逆變器電路3b來對第2定子繞組2b進行通電，若利用1個電動機2來將第1系統和第2系統的輸出進行合計，則利用基於具有相位差的第1定子繞組2a與第2定子繞組2b的效果，在電動機2整體上，各個系統的電氣角6次的輸出變動互相抵消。

即，若適當地對屬於第1系統的第1逆變器電路3a和屬於第2系統的第2逆變器電路3b進行控制，則轉矩脈動較小，可實現電磁噪音的高頻分量較小的電動機驅動。

若設控制電路部4僅包括1個mpu和設置於該mpu的1個cpu，則對於1個mpu所運算出的控制量，將該運算出的控制量保持其相位不變地輸出至一個系統的逆變器電路，將上述運算出的控制量的相位加上「30」[度]的相位來進行運算後，對另一個逆變器電路進行輸出，由此，在電動機2整體上，能使各個系統的電氣角6次的輸出變動互相抵消。

另一方面，如本發明實施方式1的電動驅動裝置那樣，考慮控制系統的冗餘性，控制電路部4包括2個獨立的第一mpu10a和第二mpu10b，各個mpu分別包括1個cpu，在這樣的結構中，第一mpu10a的輸出與第二mpu10b的輸出之間必須具備相位差。此外，為了利用2個mpu的輸出之間的相位差來減小脈動，需要使2個mpu的輸出間保持同步，這將在後文中進行描述。

在以下的說明中，對具備在第1系統與第2系統之間使得具有30度的相位差從而使上述電氣角6次的輸出變動互相抵消的電動機的電動驅動裝置進行描述，但例如具備m個系統，為了使電氣角n次的輸出變動互相抵消而在m個系統的相互之間設置「360/m/n」[度]的相位差，從而能獲得相同的效果。

屬於第1系統的第1定子繞組2a與屬於第2系統的第2定子繞組2b之間具有電耦合，一個系統的電流控制會對另一個系統的電流控制造成相當的影響，兩者間會發生幹擾問題。因此，在分別獨立對第一mpu10a和第二mpu10b進行控制時，有可能發生電動機2的轉矩脈動增大、噪聲增加、以及電動機轉速增加不良等問題。因此，在兩系統間的電耦合較大的情況下，需要實施如專利文獻3所公開的那樣的抗幹擾控制來加以控制，這一點也將在後文中進行詳細描述。此外，這裡，以將定子繞組形成分布繞組的結構為例來進行了描述，但不言而喻，若是具有上述電耦合的結構，則即使是除分布繞組以外的結構，也能獲得與分布繞組的情況相同的效果。

接著，對在具有如上所述結構的本發明實施方式1所涉及的電動驅動裝置中所執行的控制的詳細情況進行說明。在本發明實施方式1所涉及的電動驅動裝置中所執行的控制的大部分根據內置於第一mpu10a的第一cpu和內置於第二mpu10b的第二cpu的程序來進行處理。

圖3a是本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的包含mpu的控制電路部的結構圖。在圖3a中，第一mpu10a內置有作為第1運算單元的第一cpu10c、以及獨立於該第一cpu10c中的處理來進行動作的作為存儲單元的第一直接存儲器存取(directmemoryaccess：以下稱為dma)10e。第一cpu10c利用來自第1時鐘10h的時鐘信號來執行所有的程序的處理。

在第二mpu10b中，內置有作為第2運算單元的第二cpu10d、以及獨立於該第二cpu10d中的處理來進行動作的作為存儲單元的第二dma10f。第二cpu10d利用來自第2時鐘10i的時鐘信號來執行所有的程序的處理。第1時鐘10h和第2時鐘10i產生成為各處理的基礎的同一周期的時鐘信號。

來自車速傳感器8a的車速信息經由第1輸入電路12a分別直接輸入至第一mpu10a和第二mpu10b。另一方面，來自轉矩傳感器8b的轉矩信號經由2個獨立的第2輸入電路12b和第3輸入電路12c分別獨立輸入至第一dma10c和第二dma10f。

第1電流傳感器33a是基於對圖1中的第1逆變器電路3a的各相設置的分流電阻33u、33v、33w的兩端電壓來對各相的電流進行檢測的電流傳感器，其所檢測出的第1電流檢測信息經由第4輸入電路12d輸入至第一dma10e和第二dma10f。第2電流傳感器33b是基於對圖1中的第2逆變器電路3b的各相設置的分流電阻38u、38v、38w的兩端電壓來對各相的電流進行檢測的電流傳感器，其所檢測出的第2電流檢測信息經由第5輸入電路12e輸入至第二dma10f和第一dma10e。

此外，來自第1旋轉傳感器9a的第1旋轉位置信息經由第6輸入電路12f輸入至第一dma10e。來自第2旋轉傳感器9b的第2旋轉位置信息經由第7輸入電路12g輸入至第二dma10f。

分別從第1觸發電路17a、第2觸發電路17b、第3觸發電路17c所輸出的觸發信號分別通過線路17d、17e、17f而分別輸入至第一cpu10c、第二cpu10d、第一dma10e、第二dma10f。將第3觸發電路17c的觸發信號的周期設定得最短，將第2觸發電路17b的觸發信號的周期設定得第二短，將第1觸發電路17a的觸發信號的周期設定得最長。輸入至第一dma10e和第二dma10f的來自各傳感器的信息是在控制上特別重要的信息，這裡，將這些信息稱為特定信息。將這些特定信息分割為2個組，根據從第1觸發電路17a或第2觸發電路17b輸出的觸發信號來存儲於存儲器內。

在圖3a所示的控制電路部4中，基於來自3個觸發電路中輸出周期第2短的觸發信號的第2觸發電路17b的觸發信號來進行存儲的信息是第1及第2電流檢測信息、以及第1及第2旋轉位置信息。基於來自3個觸發電路中輸出周期最長的觸發信號的第1觸發電路17a的觸發信號來進行存儲的信息是轉矩信息。

此外，也可以進行連接，使得基於輸出周期第2短的觸發信號的第2觸發電路17b的觸發信號、或者輸出周期最短的觸發信號的第3觸發電路17c的觸發信號，來對各輸入信息進行存儲。

上述各特定信息根據觸發信號來同時進行存儲，能將同一信息值存儲於第一dma10e和第二dma10f。第一cpu10c和第二cpu10d分別對每個該觸發信號讀取存儲於第一dma10e和第二dma10f的各種信息。不同於第一cpu10c和第二cpu10d中的處理，將各種信息獨立存儲於第一dma10e和第二dma10f，因此，能同時保存各種信息而不會妨礙第一cpu10c和第二cpu10d中的程序處理。

如上所述，在第一cpu10c和第二cpu10d使用輸入信息的情況下，能使用同一值，而不會在兩cpu間使用在時間上不同的信息。之後，構成為將根據第一cpu10c和第二cpu10d內的後述的程序來進行運算的控制指令輸出至第1驅動電路11a和第2驅動電路11b。此外，如上所述，能利用周期不同的觸發信號來同時輸入各種特定信息，但對於觸發信號的種類和特定信息考慮各種各樣的變化。

另一方面，從第1觸發電路17a、第2觸發電路17b和第3觸發電路17c所輸出的各觸發信號還輸入至第一cpu10c和第二cpu10d，第一cpu10c和第二cpu10d根據該觸發信號來最優先地進行規定處理。第一cpu10c和第二cpu10d能利用該處理來同時進行同一處理，能使cpu處理保持同步。

特別是基於來自第3觸發電路17c的最短的觸發信號的同時處理的內容相當於對第1驅動電路11a和第2驅動電路進行實際控制的pwm指令信號的輸出。即，來自第3觸發電路17c的觸發信號的周期表示pwm信號的載波周期，因此，對於pwm指令信號的輸出，第一cpu10c和第二cpu10d能與來自第3觸發電路17c的觸發信號同步地同時進行輸出。即，在未保持同步地使用專利文獻2的方法的情況下，能避免發生電流檢測誤差因其它組的pwm信號所產生的開關脈衝的影響而增大的問題。另外，所謂能同時輸出的意思是，一個cpu相對於另一個cpu能簡單地使輸出偏移規定時間或規定相位。

這裡，在圖3a所示的實施方式1中，關於來自第1觸發電路17a、第2觸發電路17b及第3觸發電路17c的觸發信號中的、上述不同的周期的3種觸發信號的生成，配置1個時鐘發生器17g，將來自該時鐘發生器17g的時鐘輸入具有規定分頻器的第1觸發電路17a、第2觸發電路17b及第3觸發電路17c，利用各個分頻器來對來自時鐘發生器的時鐘進行分頻，以生成觸發信號。

此外，也能使用第1時鐘10h和第2時鐘10i中的一個來代替時鐘發生器17g。或者，也能經由第一cpu10c和第二cpu10d中的一個cpu的1個輸出埠而直接輸出周期信號(圖中用虛線17h來表示這種情況)。在這種情況下，將第一cpu10c設為輸出觸發信號的母cpu，將第二cpu10d設為具有進行從屬的意思的子cpu。在使第一cpu10c和第二cpu10d具有像這樣的母子關係的情況下，若採用上拉、下拉的硬體結構，使用1個輸入埠，成為母cpu的第一cpu10c的輸入電平為高(high)，成為子cpu的第二cpu10d成為低(low)，則能利用具有同一程序的cpu來自動區分母子關係。通過像這樣利用cpu自身的輸出來進行觸發輸出，具有能省略第1觸發電路17a、第2觸發電路17b以及第3觸發電路17c、時鐘發生器17g的優點。

接著，在採用如上所述結構的控制電路部4中，基於流程圖來對內置於mpu的cpu的處理進行說明。圖4是表示本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的主流程圖。第一cpu10c和第二cpu10d進行基本相同的處理，因此，這裡以第一cpu10c為例來對其處理進行說明。

首先，若接通圖1所示的點火開關7，則開始經由控制電路部4的電源電路13也向第一cpu10c提供電源的處理。在圖4中，在步驟s1中，對ram、rom、埠等進行初始化。

接著，在步驟s2中，獲取經由第1～第7輸入電路12a～12g而輸入的來自各傳感器的所有信息。在該信息中，除了經由第一dma10e的特定信息以外，還包含作為對方側的第二cpu10d的通信數據、通常的信息例如車速等信息。

在步驟s3中，進行檢測異常的處理。具體而言，有驅動第1逆變器電路3a的各開關元件並利用分流電阻33u、33v、33w來檢測所流過的電流從而檢測異常的方法、或者監視電動機2的繞組端子電壓並對是否與各開關元件的驅動相對應地出現規定的電壓進行檢查從而檢測異常的方法。此外，在經過規定時間後檢測電流值相對於目標電流值的差異也沒有接近的情況下，也存在漏電的可能性，因此能判斷為異常。如上所述，監視各部的電壓、電流來檢測異常，因此，即使是僅1相的異常也能檢測出。然後，對有無異常以及該異常的狀態進行存儲。

接著，在步驟s4中，對有無上述異常檢測進行檢查。在未發生異常的情況下(否)，在步驟s5中對通常的控制量進行運算。另一方面，在發生了異常的情況下(是)，在步驟s6中根據該異常來進行異常時的處理。例如在第1逆變器電路3a的上橋臂或下橋臂用開關元件的斷開故障的情況下，將電動機繼電器用開關元件34u～34w的至少某一個斷開，或者進行控制量運算以使得利用正常相的2相來進行驅動。還包含在短路故障的情況下，將電動機繼電器用開關元件34u～34w的至少某一個斷開，甚至在雙重故障、電動機繞組的電源短路、接地短路等那樣的情況下，將第1電源用繼電器5a、第2電源用繼電器5b也包含在內而將全部開關元件斷開的情況。

另一方面，在步驟s4中判定為未發生異常的情況下(否)，在步驟s5中對通常時的控制量進行運算。該方法與現有裝置相同，根據轉矩傳感器、車速來對目標電流值進行運算，與電流檢測值相比較，利用其差來對控制指令值進行運算。之後，前進至步驟s7，為了與其它cpu、這裡為第二cpu10d進行信息收發，輸出通信信息。對於該通信信息，不僅可用於確認異常狀態，還可以用於發送例如輸入信息、特定信息，並從對方側獲取同一信息來確定互相是否不存在誤差。

接著，在步驟s8中，若每隔規定時間、例如「5」[ms]進行各處理，則待機至經過「5」[ms]。若經過了該規定時間(是)，則返回步驟s2並再次按照同樣的順序來進行處理。以上是主流程。

接著，基於子流程圖來進行說明。圖5a、圖5b及圖5c是表示本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖。圖5a、圖5b及圖5c所示的子流程以比圖4的主流程要短的周期來進行動作，每隔規定周期進入該子流程來進行處理，在結束後，再次返回主流程，從而進行與中斷處理相同的動作。

圖5a基於來自圖3a中的第3觸發電路17c的觸發信號而被執行，以最短的周期而被執行。例如每隔「50」[μs]而被執行。在步驟s20中，根據已存儲的控制量即pwm指令信號的佔空比值來輸出pwm指令信號。第一及第二cpu10c、10d能輸出利用第3觸發電路17c所生成的觸發信號進行同步後的指令信號。由於是與最短的周期相對應的輸出處理，插入需要其它時間的處理並非上策，這裡，僅設為輸出處理。

圖5b根據第2觸發電路17b的觸發信號的周期而被執行。該周期例如為「200」[μs]，即為pwm載波周期的整數倍。這裡，在步驟s30中，從第一dma10e獲取特定信息。特定信息內，至少需要第1電流檢測信息的值、第1旋轉位置信息的值這兩種。另外，除了特定信息以外，也需要由主流程以外所計算出的目標電流值，因此，進行獲取。

在步驟s31中，根據這些信息來再次對控制量進行運算，由該控制量換算成pwm量並進行存儲。該運算方法與現有裝置相同，例如利用目標電流值與檢測電流值之間的偏差在2軸(d軸、q軸)轉換坐標系中計算電壓指令值，利用旋轉傳感器信息值將2軸上的電壓指令值進行u、v、w的三相轉換。但是，第1系統和第2系統具有電耦合，因此，除了本組的檢測電流值以外，還考慮其它組的檢測電流值(圖3的12h、12i)，例如用專利文獻3那樣的方法來計算電壓指令值。

如上所述，完成了用於圖5a的pwm指令信號的控制量的存儲。另外，關於步驟s31中的控制量運算與圖4的主流程中的步驟s5的控制量運算1之間的差異，除了在圖5b的步驟s31中的控制量的再運算中特定信息為最新以外，不對例如與僅在主流程中發生變化的例如車速等信息有關的控制量進行運算，而是利用所存儲的結果從而力圖縮短運算處理時間。

圖5c根據第1觸發電路17a的觸發信號的周期而被執行，是最長的觸發處理。例如是按照每隔「1」[ms]周期的觸發信號的處理，為按照上述第2觸發電路17b所生成的觸發信號的處理的整數倍。在步驟s40中，獲取特定信息。該情況下的特定信息是轉矩信息，由此能獲知要求轉矩。在步驟s41中，對目標電流值進行運算。該運算方法與現有裝置相同，除了特定信息以外，還利用車速、以及例如來自旋轉傳感器的轉速信息等等來計算進行輔助的目標電流值並進行存儲。

利用圖5a、圖5b及圖5c的觸發處理，能用「1」[ms]來計算出目標電流值，並能每隔「200」[μs]對控制量進行計算，能每隔「50」[μs]輸出該控制量。利用這些觸發信號來使第一mpu10a與第二mpu10b這2個mpu之間保持同步。即，能以比圖4所示的主流程的「5」[ms]要短的周期來使兩mpu間保持同步，不必特地在主流程中保持同步。另外，由於能用最短周期的輸出來保持同步，因此，保持兩mpu的輸出相位差較為簡單，與保持三相的各相間的相位差相同，能使得對其它系統的驅動也能附加所希望的相位差。

即，能通過使pwm輸出保持同步來避免由開關噪聲所引起的電流檢測誤差，能通過使電壓指令值保持同步來使對電耦合進行抗幹擾的控制正常動作，能通過使目標電流值的運算周期比電流控制的處理周期要長從而進行穩定的轉矩控制。

此外，在因絕緣等措施等而使得第1定子繞組與第2定子繞組之間的電耦合較小的情況下，不進行抗幹擾控制，在此情況下，圖3a中用虛線12h、12i來表示的線也可以不連接。

如上所述，根據本發明實施方式1所涉及的電動驅動裝置，基於觸發電路所生成的觸發信號，作為輸出的pwm的輸出時刻在兩mpu間保持同步，進而兩mpu能使特定信息也同時確保為同一值。因此，對於如圖2a、圖2b所示的電動機繞組，即使在第1定子繞組與第2定子繞組存在幹擾的情況下，兩者間的要求轉矩也為同一值，基於此，目標電流值、電壓指令值也為同一計算值，進而能獲取相位差的電壓指令值，此外，pwm的輸出還能防止因兩者的開關元件的控制噪聲所引起的電流檢測精度惡化。

此外，在以上說明中，對2個mpu、cpu進行了說明，但即使有3個mpu也同樣能基於多個觸發信號來執行從而適用。

圖3b是表示本發明的實施方式1所涉及的電動驅動裝置中的包含mpu的控制電路部的變形例的結構圖。圖3b所示的變形例相對於圖3a的結構的不同之處在於內置於第一mpu10a和第二mpu10b的存儲單元。

在圖3b中，在第一mpu10a中內置有能從第一cpu10c和第二cpu10d進行訪問的共有存儲器10g。在第二mpu10b中，內置有能從第一cpu10c和第二cpu10d進行訪問的共有存儲器10g。該結構可以考慮成將圖3a中的第一dma10e和第二dma10f替換成共有存儲器10g，因此，不言而喻能獲得與圖3a的情況相同的效果。

此外，與圖3a的結構相比，通過使用共有存儲器10g，也能獲得以下效果：即使不使用第1觸發電路17a和第2觸發電路17b，也能使來自第一cpu10c和第二cpu10d所使用的輸入電路的信號保持同步。即，第一mpu10a和第二mpu10b無需是分別獨立的元器件，在同一封裝內也可以具有2組獨立的第一cpu10c和第二cpu10d。另外，在多核結構的情況下，在核間(cpu間)輸入特定信息的情況下，也可以採用不使用第一dma10e和第二dma10f而經由能共同訪問的存儲器來獲取特定信息的結構。

實施方式2.

接著對實施方式2進行說明。圖6a是本發明實施方式2所涉及的電動驅動裝置中電動機的橫向剖視圖，圖6b是表示本發明實施方式2所涉及的電動驅動裝置中電動機的定子繞組的電路圖。實施方式1的圖1的電路結構圖可適用於實施方式2的情況。以下，相同標號表示相同或相當的部位。圖6a是與實施方式1的圖2a相對應的附圖。在以下的說明中，以與實施方式1的情況的不同點為主來進行說明。

在圖6a中，在內周部配置有12個槽21的定子20由薄板鋼板層疊而構成。在該定子20的中心呈同心圓狀地配置有轉子23，在轉子23的周圍以n極、s極的順序在規定的位置配置有由永磁體所構成的10極的勵磁磁極22。在轉子23的中心延伸出有輸出軸24，在該輸出軸24的軸向的一端部配置有齒輪，使得對方向盤轉向進行輔助。

在槽21中配置有多個線圈，對從槽21延伸出的線圈進行卷繞。圖6b示出了該卷繞狀態的一部分。與實施方式1相同成為三相2組的定子繞組，但第1系統和第2系統分別配置於分開的槽。若以u1相的線圈來看，則記載有分別插入至夾著1個齒部而相鄰的槽中的線圈。集中卷繞於相鄰的齒部，在其相鄰位置按v1、w1的順序進行卷繞。

圖6b表示線圈繞組的電路圖。線圈繞組為集中繞組，將其終端分別連接以形成星形接線，其延長的端部與圖1的逆變器電路的電動機繼電器用開關元件相連接。因此，各系統分別存在3個終端，各終端獨立地與逆變器電路相連接。

接著，對mpu的結構進行說明。圖7是本發明的實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的包含mpu的控制電路部的結構圖。圖7與實施方式1的圖3相對應。去除實施方式1的情況下的觸發電路，從第一cpu10c輸出觸發信號17i。由此，使用上拉電阻10j和下拉電阻10k，構成為第一cpu10c和第二cpu10d分別能自動判別是輸出觸發信號的母cpu還是輸入觸發信號的子cpu。另外，也去除實施方式1中的第一dma和第二dma，各輸入信息分別被直接輸入至第一cpu10c和第二cpu10d。

利用流程圖對使用圖6a和圖6b所示的結構的電動機2並採用圖7那樣的結構的硬體的情況下的第一及第二cpu的同步、以及動作進行說明。圖8是表示本發明實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的主流程圖，圖9a是表示本發明實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖，圖9b是表示本發明實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖，圖10是表示本發明實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖。

第一cpu10c和第二cpu10d具有基本相同的程序，因此，這裡對第一cpu10c進行說明。另外，關於與實施方式1的圖4、5相同的標號，由於執行同等的處理，因此省略說明，以與實施方式1的情況不同的步驟為主體來進行說明。在圖8中，接通電源後，執行步驟s1的初始化，然後利用步驟s10～s12來對同步程序進行處理。該處理本質上並非必須的處理，插入該處理則便利性較好，因此用虛線來表示。

在步驟s10中，檢查是輸出觸發信號的母cpu還是輸入觸發信號的子cpu。在是母cpu的情況下(是)，在步驟s11中輸出觸發信號，之後前進至步驟s2，但也可以包含以下步驟：待機若干的待機時間、例如對方側的cpu即第二cpu10d輸入觸發信號程度的時間。另一方面，在判斷為子cpu的情況下(否)，執行進行待機直至從對方側獲取信號的步驟s12。然後，前進至步驟s2。如上所述，在第一cpu10c及第二cpu10d中，在輸出同步信號的一側與輸入一側處理不同，但能基本同步地執行下一個處理。

接著，執行步驟s2的輸入信息的獲取、步驟s3的有無異常的檢測。接著，執行步驟s4的異常有無檢查、步驟s5(a)的通常時的控制量運算、步驟s6(a)的異常時應對處理，但有時運算方法會因實施方式1中的電動機的定子繞組的差異而不同。

在步驟s5(a)中，對目標電流進行設定，並對其與檢測電流值之間的差異所引起的反饋量進行運算、存儲。在步驟s6(a)中也同樣繼續進行2相驅動，或者執行所有相停止等的處理並進行存儲。在步驟s7中，執行用於將自身的狀況通知給對方側cpu的通信。在步驟s13中，再次對同步程序進行處理。該處理與步驟s10～s12相同，該處理也並非是必須的，因此用虛線來表示。在步驟s8中，進行待機處理直至經過規定時間。

如上所述在接通電源時進行1次同步處理。這對通常的處理程序添加1次同步處理。特別是在接通電源時，所謂通電復位所需要的時間因硬體的偏差而在兩cpu間的處理開始時產生時間上的差異，因此，在接通電源時進行第1次同步。之後，每個主流程(例如「5」[ms])與對方側進行同步，但並不需要每次都實施該同步，也可以對多次主流程實施1次同步。通過該同步，兩cpu所使用的輸入信息、輸出信息基本使用同一值，例如在通信處理中將各cpu的輸入信息或運算結果的輸出信息進行通信，從而也能互相比較該信息而對異常進行檢測。

另外，作為同步信號，也能使用步驟s7的通信信號，首先從母cpu輸出發送信號。子cpu首先從對方側接收通信信號，之後進行驅動來輸出發送信號，母cpu接收來自子cpu的發送信號，從而能利用通信信號來保持同步。此外，在兩cpu的母子判別方法中，利用圖7所記載的上拉、下拉的硬體來進行識別，從而能簡單地進行判別。另外，利用通信線路從而能減少用於進行同步的輸入輸出埠。

接著對子流程進行說明。圖9a是表示本發明實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖，圖9b是表示本發明實施方式2所涉及的電動驅動裝置中的cpu的動作的子流程圖。圖9a所示的子流程與實施方式1中的圖5a相同，執行pwm的輸出處理。

接著，在子cpu中，根據觸發信號的輸入來進入該子流程，在母cpu中，需要對用於輸出觸發信號的時間進行計數，圖9b示出來其流程。圖9b所示的子流程以比圖9a所示的子流程要更短的周期來進行處理，基於圖7所示的第1時鐘10h、以及第2時鐘10i來進行處理。在圖9b中，在步驟s50中對第1計數器加「1」。在步驟s51中，對該第1計數器是否經過了例如「50」[μs]進行檢查。在經過了「50」[μs]的情況下(是)，在步驟s52中對是否為母cpu進行檢查。若為母cpu(是)，則在步驟s54中輸出觸發信號。之後，在步驟s55中將第1計數器復位為「0」。在未經過「50」[μs]的情況下(否)，或者在不是母cpu的情況下(否)，在步驟s53中將觸發信號斷開(不輸出)。

如上所述那樣進行「50」[μs]的計數，執行觸發信號的輸出處理。在兩cpu中也可以用母cpu和子cpu來分別獨立保有該圖9b的子流程，但若兩cpu是同一程序，則需要如圖9b那樣檢查是哪個cpu。在是母cpu的情況下，在圖9b的子流程的步驟s55結束後，跳轉至圖9a的子流程。此外，在兩cpu中需要比「50」[μs]要長的另一個周期測量的情況下，具有另一個第2計數器(未圖示)能執行同樣的計數處理。

圖10所示的子流程示出了兩cpu所獨立擁有的例如每隔「200」[μs]而進入的中斷處理。該中斷處理可以由兩cpu獨立生成，但若基於圖9a或圖9b所示的「50」[μs]來生成，則成為其整數倍而具有能在兩cpu間基本保持同步的優點。在圖10中，在步驟s30a中獲取各輸入信息。即，如圖7所示，獲取車速、轉矩傳感器值、電流檢測值、旋轉位置信息。接著，在步驟s31中基於這些信息來對控制量進行再運算，對pwm佔空比值進行存儲。

若在第1系統與第2系統之間需要輸出相位差的情況下，需要偏移規定相位來進行輸出，根據以下的流程來進行處理。即，在步驟s60中，檢查是哪個系統。若其結果是母cpu側(是)，則在步驟s61中將上述步驟s31的值換算成pwm值並進行存儲。另一方面，若為子cpu側(否)，則前進至步驟s62。例如若子cpu側與母cpu側相比具有例如「180」[度]的相位差並進行輸出，則對所運算並存儲的控制量以包含「180」[度]的相位差的值來進行存儲。之後，返回主流程。

此外，車速也可以使用如實施方式1中在每個主流程中獲取到的那樣以更長的周期來輸入並存儲的值。在圖10中需要對最新的控制量進行運算、存儲，也可以僅就為此的最低限度的例如電流值、旋轉位置信息獲取最新的值。

與實施方式1相同，為了與pwm的載波周期即「50」[μs]保持同步，觸發信號最低需要1系統，與實施方式1相比，能將觸發信號的系統數減少到最低限度，時間管理較為輕鬆。另外，能將觸發信號設為2系統，將特定信息(電流值、旋轉位置)作為追加的觸發信號來進行同步並進行輸入。

如上所述，僅通過只使子流程的輸出處理同步，就能使兩cpu同步，進而具有規定的相位差，能簡單地提供2個mpu結構的裝置。另外，將同等或正確性稍差的同步處理插入主流程，從而還能抑制兩個控制單元間輸出在時間上大為不同的控制量，因此，還能基於兩cpu彼此的保有信息的差異來進行異常檢測。

對輸出執行最低限度為1次的同步，從而即使是包括例如集中卷繞的定子繞組的電動機，也能簡單地執行規定的控制規格。還可以考慮以下情況：在一個系統發生異常時，還能用正常側的另一個系統來獨立地繼續進行控制，異常側也根據其異常狀態而從三相中僅繼續對2相進行驅動。即使在像這樣的情況下，與通常時控制相同，正常側的系統能繼續進行具有規定相位差的控制。這裡，以集中卷繞而成的定子繞組為例來進行了描述，但若為例如互感相對於自感的比例為1/3以下的情況等基本沒有電耦合的結構，則不言而喻可獲得相同的效果。

第一mpu10a和第二mpu10b無需是分別獨立的元器件，在同一封裝內也可以具有2組獨立的第一cpu10c和第二cpu10d。另外，在多核結構的情況下，在核間(cpu間)輸入特定信息的情況下，也可以採用不使用第一dma10e和第二dma10f而經由能共同訪問的存儲器來進行獲取的結構。

如上所述的本發明實施方式1及實施方式2所涉及的電動驅動裝置、以及電動助力轉向裝置至少對以下的發明中的任意一個進行了具體化。

(1)一種電動驅動裝置，該電動驅動裝置包括：電動機；以及驅動該電動機的控制單元，所述電動驅動裝置的特徵在於，

所述電動機具有單一的轉子、以及包括獨立的2組定子繞組的定子，

所述控制單元包括：輸入電路，該輸入電路輸入用於運算的多個信息；獨立的2組輸出電路，該獨立的2組輸出電路用於對所述定子繞組進行驅動；以及2組微處理器，該2組微處理器向輸出電路輸出基於控制量的控制信號，所述控制量基於輸入至所述輸入電路的信息來進行運算得到，

所述2組輸出電路構成為至少能向所述電動機的所述2組定子繞組分別提供電流，或者停止電流的提供，

所述2組微處理器構成為分別內置有cpu，並能互相在與對方側的微處理器之間進行通信，並且，構成為至少具有對所述2組輸出電路和所述2組定子繞組的異常進行檢測的異常檢測功能，當檢測到一個所述輸出電路或一個定子繞組發生異常時，至少利用另一個正常側的所述輸出電路或另一個正常側的所述定子繞組來繼續進行控制，

內置於所述2組微處理器的各個cpu基於從觸發電路所輸出的規定周期的觸發信號，來至少將控制指令進行同步並輸出至2組所述輸出電路。

根據本發明，能通過使輸出同步來防止因2組載波的偏移而產生的在電流檢測時刻的開關，防止電流檢測受到噪聲的影響。

(2)如上述(1)所記載的電動驅動裝置，其特徵在於，

以與用於向所述定子繞組提供電流的pwm信號的周期相同的周期來輸出所述控制指令。

根據本發明，能通過使pwm輸出保持同步來防止電流檢測受到開關噪聲的影響。

(3)如上述(1)或(2)所記載的電動驅動裝置，其特徵在於，

從所述觸發電路輸出的所述觸發信號由單一的時鐘信號構成，利用與驅動所述各個cpu的時鐘信號不同的時鐘信號來生成所述觸發信號，或者基於從所述各個cpu中的一個cpu所定期輸出的時鐘信號來生成所述觸發信號。

根據本發明，能根據某個時鐘輸出信號來生成觸發信號，從而使2組保持同步。

(4)如上述(1)至(3)的任一項所記載的電動驅動裝置，其特徵在於，

每隔以從所述觸發電路輸出的所述觸發信號的周期的整數倍來生成的計時器周期，對所述控制指令進行運算並對運算出的該控制指令進行存儲。

根據本發明，能使控制指令的運算與觸發信號周期聯動，從而使2組控制指令的更新同步。

(5)如上述(1)至(4)的任一項所記載的電動驅動裝置，其特徵在於，

所述各個cpu具有以規定周期被處理的主流程、以及以比該主流程要短的規定周期被處理的子流程，

構成為在每個所述主流程和每個所述子流程中，保持所述各個cpu的同步。

根據本發明，能使主流程中所進行的轉矩控制的周期比子流程中所進行的電流控制的周期要大，從而進行穩定的轉矩控制。

(6)如上述(1)至(5)的任一項所記載的電動驅動裝置，其特徵在於，

設有多個所述觸發電路，

與所述觸發電路的觸發信號的周期同步地將所述各個從所述輸入電路輸入的多個信息中的特定的信息輸入至所述各個cpu，所述各個cpu基於該輸入信息輸出對所述輸出電路的控制指令。

根據本發明，能使用保持同步的輸入信號來生成控制指令，從而使由2個mpu所獲得的輸出信號一致。

(7)如上述(1)至(6)的任一項所記載的電動驅動裝置，其特徵在於，

2組微處理器分別具有信息輸入用存儲器，在每個比從所述觸發電路輸出至所述輸出電路的觸發信號的周期要長的周期的觸發信號的周期內，將所述多個信息中的特定的信息讀取至所述信息輸入用存儲器，並在每個最短的周期的觸發信號的周期內將所述控制指令輸出至所述輸出電路。

根據本發明，使用保持同步的中間變量來進行運算，從而即使在2組線圈繞組產生幹擾的情況下，也能使由2個mpu所獲得的輸出信號一致。

(8)如上述(1)至(6)的任一項所記載的電動驅動裝置，其特徵在於，

所述2組微處理器具有共有存儲器，將所述多個信息中的特定的信息讀取至該共有存儲器。

根據本發明，通過使用共有存儲器，使用保持同步的輸入值來進行運算，從而即使在2組線圈繞組產生幹擾的情況下，也能使由2個mpu所獲得的輸出信號一致。

(9)如上述(1)至(5)的任一項所記載的電動驅動裝置，其特徵在於，

所述2組定子繞組互相之間幾乎不具有電耦合，按各定子繞組獨立地提供電流或停止電流的提供。

根據本發明，在組間幾乎沒有幹擾的電動機中，若輸出保持同步，則能防止開關噪聲重疊至電流檢測，從而抑制脈動。

(10)如上述(9)所記載的電動驅動裝置，其特徵在於，

利用集中繞組來構成所述2組定子繞組。

根據本發明，在幾乎不存在電耦合的集中繞組中，若輸出也保持同步，則能防止開關噪聲重疊至電流檢測，從而抑制脈動。

(11)如上述(1)至(8)的任一項所記載的電動驅動裝置，其特徵在於，

所述2組定子繞組互相之間具有電耦合，按各定子繞組獨立地提供電流或停止電流的提供。

根據本發明，在組間存在幹擾的電動機中，若輸入、中間變量保持同步，則能使抗幹擾控制正常動作。

(12)如上述(11)所記載的電動驅動裝置，其特徵在於，

利用分布繞組來構成所述2組定子繞組。

根據本發明，在存在電耦合的分布繞組中，若輸入、中間變量也保持同步，則能使抗幹擾控制正常動作。

(13)一種電動助力轉向控制裝置，該電動助力轉向控制裝置產生對車輛的轉向系統的轉向轉矩進行輔助的轉矩，所述電動助力轉向控制裝置的特徵在於，

利用如權利要求1至12的任一項的電動驅動裝置來產生對所述轉向轉矩進行輔助的轉矩。

根據本發明，能適用於對振動敏感的電動助力轉向裝置，從而實現脈動較小的電動助力轉向裝置。

工業上的實用性

本發明能用於使用電動機來對被驅動對象進行驅動的電動驅動裝置、例如電動助力轉向裝置的領域，進而能用於汽車產業等領域。

標號說明

1控制單元

2電動機

2a第1定子繞組

2b第2定子繞組

3a第1逆變器電路

3b第2逆變器電路

3ap、3bp正極側直流端子

3an、3bn負極側直流端子

4控制電路部

30u、30v、30w、35u、35v、35w噪聲抑制用電容器

31u、36uu相上橋臂用開關元件

31v、36vv相上橋臂用開關元件

31w、36ww相上橋臂用開關元件

32u、37uu相下橋臂用開關元件

32v、37vv相下橋臂用開關元件

32w、37ww相下橋臂用開關元件

34u、39uu相電動機繼電器用開關元件

34v、39vv相電動機繼電器用開關元件

34w、39ww相電動機繼電器用開關元件

33u、33v、33w、38u、38v、38w分流電阻

33a第1電流傳感器

33b第2電流傳感器

21第1定子繞組

22第2定子繞組

15通知單元

16通知輸出電路

5a第1電源用繼電器

5b第2電源用繼電器

7點火開關

8傳感器

8a車速傳感器

9a第1旋轉傳感器

9b第2旋轉傳感器

10a第一mpu

10b第二mpu

10h第1時鐘

10i第2時鐘

10g共有存儲器

11a第1驅動電路

11b第2驅動電路

12輸入電路

12a第1輸入電路

12b第2輸入電路

12c第3輸入電路

12d第4輸入電路

12e第5輸入電路

12f第6輸入電路

12g第7輸入電路

17a第1觸發電路

17b第2觸發電路

17c第3觸發電路

17d、17e、17d線路

17g時鐘發生器

13電源電路

14通信線路

20定子

21槽

22磁體

23轉子

24輸出軸