電動動力轉向裝置製造方法
2023-06-03 00:57:56 1
電動動力轉向裝置製造方法
【專利摘要】本發明的目的在於提供一種電動動力轉向裝置，其通過一分流式電流檢測電路檢測電動機的各相電流，同時，通過簡易的結構確實進行電流檢測電路的故障(異常)的診斷，並提高安全性。本發明的電動動力轉向裝置具備：與逆變器連接的分流電阻、控制用電動機電流檢測電路、及診斷用電動機電流檢測電路，該控制用電動機電流檢測電路被沿著正方向連接在分流電阻的兩端，檢測出電動機的相電流作為輔助控制的控制用電動機電流檢測值，該診斷用電動機電流檢測電路被沿著反方向連接在分流電阻的兩端，檢測控制用電動機電流檢測電路的故障，該電動動力轉向裝置用一分流式檢測電動機的各相電流以進行輔助控制，同時，將增大所述分流電阻的兩端電壓的電路設置為雙系統。
【專利說明】電動動力轉向裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及通過由PWM(脈寬調製)的佔空比(Duty)指令值來驅動控制的多相電動機向車輛的轉向系統施加轉向輔助力的電動動力轉向裝置，特別是涉及一種高性能的電動動力轉向裝置，其在進行PWM驅動的驅動單元和電源(電池)之間設置單一電流檢測電路(一分流式電流檢測電路)並進行輔助控制，同時，通過診斷電流檢測電路等的故障和異常來提高安全性。
【背景技術】
[0002]利用電動機的旋轉力對車輛的轉向系統進行輔助控制的電動動力轉向裝置，將電動機的驅動力經減速機由齒輪或者皮帶等傳遞機構，向轉向軸或者齒條軸施加轉向輔助力。並且，為了向電動機供應電流來使該電動機產生所希望的扭矩，在電動機驅動電路中使用逆變器。
[0003]在此，如圖1所示，對現有的電動動力轉向裝置的一般結構進行說明，駕駛盤I的柱軸(轉向軸)2經由減速齒輪3、萬向節4a和4b、齒臂機構5,轉向橫拉杆6a和6b,再通過輪轂單元7a和7b，與轉向車輪8L和8R連接。另外，在柱軸2上設有檢測駕駛盤I的轉向扭矩的扭矩傳感器10，對駕駛盤I的轉向力進行輔助的電動機20經由減速齒輪3與柱軸2連接。電池13對控制電動動力轉向裝置的控制單元(ECU) 100進行供電，同時，經由點火開關11，點火信號被輸入到控制單元100。控制單元100基於由扭矩傳感器10檢測出的轉向扭矩T和由車速傳感器12檢測出的車速Vs，進行作為輔助(轉向輔助)指令的電流指令值的運算，在電流控制單元通過對電流指令值施加補償等得到的電壓指令值E，控制供給電動機20的電流I。此外，車速Vs也能夠從CAN (Control Ier Area Network,控制器局網絡)等處獲得。
[0004]控制單元100主要由CPU (也包含MPU或MCU)構成，該CPU內部由程序執行的一般功能如圖2所示。
[0005]參照圖2說明控制單元100的功能和動作，由扭矩傳感器10檢測出的轉向扭矩T和由車速傳感器12檢測出的車速Vs被輸入到運算電流指令值Irefl的電流指令值運算單元101中。電流指令值運算單元101基於輸入的轉向扭矩T和車速Vs，利用輔助圖表等決定作為供給例如三相電動機20的電流的控制目標值的電流指令值Irefl。電流指令值Irefl經過加法運算單元102A作為電流指令值Iref2被輸入到電流限制單元103，限制了最大電流的電流指令值Iref3被輸入到減法運算單元102B,運算Iref3與被反饋回來的電動機電流值Im的偏差Iref4 ( = IIref3_Im)，該偏差Iref4被輸入到進行PI控制等的電流控制單元104。在電流控制單元104中改善了特性的電壓指令值E被輸入到PWM控制單元105，再經過作為驅動單元的逆變器106對電動機20進行PWM控制。由逆變器106內的電流檢測電路120檢測出電動機20的電流值Im,該電流值Im被反饋到減法運算單元102B。逆變器106作為開關元件一般使用場效應管(FET)，由FET的電橋電路構成。
[0006]另外，加法運算單元102A進行來自補償單元110的補償信號CM的加法運算，通過補償信號CM的加法運算進行系統的補償，改善收斂性和慣性特性等。補償單元110先將自對準扭矩(SAT) 113和慣性112在加法運算單元114進行加法運算，然後，該加法運算結果再與收斂性111在加法運算單元115進行加法運算，最後，將加法運算單元115的加法運算結果作為補償信號CM。
[0007]在電動機20為三相(U，V，W)無刷電動機的情況下，PWM控制單元105及逆變器106的詳細結構如圖3所示。PWM控制單元105由佔空比運算單元105A和門驅動單元105B構成，其中佔空比運算單元105A是將電壓指令值E按照規定公式運算三相的PWM佔空比指令值Dl?D6，門驅動單元105B是用PWM佔空比指令值Dl?D6來驅動FETl?FET6各門的開或關，逆變器106是由U相的高側FETl及低側FET4構成的上下分路，由V相的高側FET2及低側FET5構成的上下分路，和由W相的高側FET3及低側FET6構成的上下分路組成的三相橋式結構，通過PWM佔空比指令值Dl?D6控制開或關來驅動電動機20。
[0008]在這樣的結構中，雖然需要測量逆變器106的驅動電流乃至電動機20的電動機電流，但作為控制單元100的小型化，輕量化，低成本的要求項目之一，有電流檢測電路120的單一化(一分流式電流檢測電路)。作為電流檢測電路的單一化有周知的一分流式電流檢測電路，例如，一分流式的電流檢測電路120的結構如圖4所示(日本特開2009-131064號公報)。即，在FET橋的底部分路與接地(GND)之間連接一個分流電阻R1，將電流流過FET橋時的因分流電阻Rl造成的下降電壓通過運算增幅器(差分放大電路)121和電阻R2?R4換算為電流值Ima，進一步地，經過由電阻R6及電容器Cl構成的濾波器，用A/D轉換單元122在規定的定時進行A/D轉換，輸出數位化值的電流值Im。此外，作為基準電壓的2.5V經由電阻R5被連接在運算增幅器121的正極端子輸入。
[0009]圖5是表示電源(電池)，逆變器106，電流檢測電路120及電動機20的接線圖，同時表示了 U相的高側FETl導通(低側FET4斷開)，V相的高側FET2斷開(低側FET5導通)及W相的高側FET3斷開(低側FET6為導通)狀態時的電流路徑(虛線)。另外，圖6表示U相的高側FETl導通(低側FET4斷開)，V相的高側FET2導通(低側FET5斷開)及W相的高側FET3斷開(低側FET6導通)狀態時的電流路徑(虛線)。從這些圖5及圖6的電流路徑可知，高側FET導通的相的合計值在電流檢測電路120中作為檢測電流出現。即，在圖5中能夠檢測出U相電流，在圖6中能夠檢測出U相及V相電流。這在電流檢測電路120被連接在逆變器106的上段分路和電源之間的情況下也相同。
[0010]現有技術文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本特開2009-131064號公報
[0013]專利文獻2:日本特開2009-232569號公報
【發明內容】
[0014](一 )發明要解決的技術問題
[0015]儘管在現有的裝置(例如，日本特開2009-131064號公報)中設有電流檢測電路，但由於沒有採取電流檢測電路發生故障(異常)時的對策，從提高轉向系統的安全性的方面來說，強列要求實施故障對策。
[0016]此外，在另一方面，為了檢測由逆變器內的FET的短路故障引起的過電流故障，日本特開2009-232569號公報公開了一種在電流檢測電路的後段使用二極體並進行峰值保持的電路。但是，在運算增幅器的輸出電壓經由二極體給充放電用的電容器充電的情況下，由於流向電容器的充電電流會成為運算增幅器的負載電流，在充電電流(負載電流)大的時候，會產生運算增幅器的響應性下降和電流檢測電路及峰值保持電路的檢測精度惡化的問題。
[0017]本發明是鑑於上述情況而完成的，本發明的目的在於提供一種電動動力轉向裝置，其通過一分流式電流檢測電路檢測電動機的各相電流，同時，通過簡易的結構確實進行電流檢測電路的故障和異常的診斷，並進一步提高安全性。
[0018](二)解決技術問題的手段
[0019]本發明涉及一種電動動力轉向裝置，其基於轉向扭矩和車速運算電流指令值，基於所述電流指令值經由由FET電橋構成的逆變器來驅動多相電動機，通過所述電動機的驅動控制對轉向系統進行輔助控制，本發明的上述目的可以通過下述這樣實現，即:具備與所述逆變器連接的分流電阻、控制用電動機電流檢測電路、及診斷用電動機電流檢測電路，所述控制用電動機電流檢測電路被沿著正方向連接在所述分流電阻的兩端，檢測出所述電動機的相電流作為所述輔助控制的控制用電動機電流檢測值，所述診斷用電動機電流檢測電路被沿著反方向連接在所述分流電阻的兩端，檢測所述控制用電動機電流檢測電路的故障，所述電動動力轉向裝置用一分流式檢測所述電動機的各相電流以進行所述輔助控制，同時，將增大所述分流電阻的兩端電壓的電路設置為雙系統。
[0020]另外，本發明的上述目的還可以通過下述這樣更有效地實現，S卩:通過比較由所述控制用電動機電流檢測電路檢測出的控制用電動機電流檢測值和由所述診斷用電動機電流檢測電路檢測出的診斷用電動機電流檢測值，來檢測所述控制用電動機電流檢測電路或所述診斷用電動機電流檢測電路發生的故障；或，
[0021]具備與所述診斷用電動機電流檢測電路的後段連接的最大電流檢測電路，所述最大電流檢測電路保持被所述診斷用電動機電流檢測電路輸出的診斷用電動機電流檢測電壓的峰值一定的時間；或，
[0022]所述最大電流檢測電路由峰值保持用的電晶體和形成充放電時間常數的電阻及電容器構成，所述診斷用電動機電流檢測電路的輸出被輸入到所述電晶體的基極，充電電阻被插在所述電晶體的發射極和所述電阻及電容器之間；或，
[0023]通過比較由所述最大電流檢測電路檢測出的最大電流檢測值和由所述控制用電動機電流檢測電路檢測出的控制用電動機電流檢測值和由所述診斷用電動機電流檢測電路檢測出的診斷用電動機電流檢測值，來診斷所述控制用電動機電流檢測電路、所述診斷用電動機電流檢測電路、或所述最大電流檢測電路的故障、異常；或，
[0024]所述診斷用電動機電流檢測電路的結構如下所示，即，以流過所述分流電阻的電流是零的時候的電壓作為基準，所述診斷用電動機電流檢測電路的輸出電壓隨從電源側流向接地側的電流的大小而上升；或，
[0025]所述控制用電動機電流檢測電路的結構如下所示，即，以流過所述分流電阻的電流是零的時候的電壓作為基準，所述控制用電動機電流檢測電路的輸出電壓隨從電源側流向接地側的電流的大小而下降；或，
[0026]正常時，無論所述電流如何變化，由所述控制用電動機電流檢測電路檢測出的控制用電動機電流檢測電壓和由所述診斷用電動機電流檢測電路檢測出的診斷用電動機電流檢測電壓的和數均為恆電壓。
[0027](三)發明的效果
[0028]根據本發明，通過使用廉價的一分流式電流檢測電路(控制用電動機電流檢測電路)，同時，通過診斷用電動機電流檢測電路由運算增幅器(差分放大電路)構成，最大電流檢測電路由峰值保持用的電晶體和形成充放電時間常數的電阻及電容器構成，診斷用電動機電流檢測電路的運算增幅器的輸出被輸入到電晶體的基極，充放電電容器經由充電電阻被連接在電晶體的發射極，因此既能具有與使用二極體時的情況(專利文獻2)同樣的峰值保持功能又能使運算增幅器的負載電流變小，同時，能夠防止由運算增幅器的輸出負載電流引起的輸出響應的下降，並能夠防止電流檢測電路的精度惡化。
[0029]此外，根據本發明，通過比較由控制用電動機電流檢測電路檢測出的控制用電動機電流檢測值和由診斷用電動機電流檢測電路檢測出的診斷用電動機電流檢測值，能夠檢測出是控制用電動機電流檢測電路和診斷用電動機電流檢測電路中的哪一個電動機電流檢測電路在發生故障。由於保持被診斷用電動機電流檢測電路輸出的診斷用電動機電流檢測電壓的峰值一定的時間的最大電流檢測電路被連接在診斷用電動機電流檢測電路的後段，通過監控最大電流檢測值，能夠檢測比如由逆變器內的FET的短路故障等引起的過電流故障。另外，根據本發明，通過比較由最大電流檢測電路檢測出的最大電流檢測值、控制用電動機電流檢測值、及診斷用電動機電流檢測值，能夠檢測出是哪一個電路在發生故障，所以通過判定故障位置，也能繼續進行輔助控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是表示一般的電動動力轉向裝置的結構示例圖。
[0031]圖2是表示控制單元的一個示例的結構框圖。
[0032]圖3是表示PWM控制單元及逆變器的結構例的接線圖。
[0033]圖4是表示一分流式電流檢測器的結構例的接線圖。
[0034]圖5是表示具備一分流式電流檢測器的逆變器的動作例的電流路徑圖。
[0035]圖6是表示具備一分流式電流檢測器的逆變器的動作例的電流路徑圖。
[0036]圖7是表示本發明的結構例的接線圖。
[0037]圖8是表示本發明的動作例的流程圖的一部分。
[0038]圖9是表示本發明的動作例的流程圖的一部分。
[0039]圖10是為了說明別的異常檢測方法的圖。
【具體實施方式】
[0040]本發明是一種電流檢測電路，其在逆變器和接地(GND)之間連接一個分流電阻，從分流電阻的兩端電壓檢測出電動機電流。在本發明中，增大分流電阻的兩端電壓的電路由用於電動機控制的控制用電動機電流檢測電路和用於檢測控制用電動機電流檢測電路的故障(包含異常)的診斷用電動機電流檢測電路的2個電路構成，通過比較由控制用電動機電流檢測電路檢測出的控制用電動機電流檢測值和由診斷用電動機電流檢測電路檢測出的診斷用電動機電流檢測值，來檢測控制用電動機電流檢測電路的故障。[0041]診斷用電動機電流檢測電路的結構如下所示，S卩，以流過分流電阻的電流是零的時候的電壓作為基準，診斷用電動機電流檢測電路的輸出電壓隨從電源側流向接地(GND)側的電流的大小而上升。另外，最大電流檢測電路被連接在診斷用電動機電流檢測電路的後段，該最大電流檢測電路保持被診斷用電動機電流檢測電路輸出的診斷用電動機電流檢測電壓的峰值一定的時間，通過監控該最大電流檢測值，檢測比如由逆變器內的FET的短路故障等引起的過電流故障。
[0042]此外，控制用電動機電流檢測電路的結構如下所示，即，以流過分流電阻的電流是零的時候的電壓作為基準，控制用電動機電流檢測電路的輸出電壓隨從電源側流向接地側的電流的大小而下降。本發明如下所示構成，即，正常時，無論電流如何變化，由控制用電動機電流檢測電路檢測出的控制用電動機電流檢測電壓和由診斷用電動機電流檢測電路檢測出的診斷用電動機電流檢測電壓的和數均為恆電壓。通過監控作為控制用電動機電流檢測電壓和診斷用電動機電流檢測電壓的和數的電動機電流檢測電壓和，檢測比方說控制用電動機電流檢測電壓或診斷用電動機電流檢測電壓由於故障不能輸出正常電壓的異常。
[0043]此外，根據本發明，通過比較由最大電流檢測電路檢測出的最大電流檢測值、控制用電動機電流檢測值、及診斷用電動機電流檢測值，能夠檢測出是哪一個電路在發生故障，並進一步提高電動動力轉向裝置的安全性。
[0044]下面，參照各圖來詳細說明本發明的實施方式。
[0045]圖7對應圖4表示本發明的結構例，圖4中的電流檢測電路120在本發明中被當作控制用電動機電流檢測電路，控制用電動機電流檢測電路120被連接在分流電阻Rl的兩端，進一步地，診斷用電動機電流檢測電路130也被連接在分流電阻Rl的兩端，最大電流檢測電路140被連接在診斷用電動機電流檢測電路130的後段。
[0046]控制用電動機電流檢測電路120由運算增幅器(差分放大電路)121構成，在流過分流電阻Rl的電流是零的時候的電壓為2.5V，把從電源側流向接地側的電流作為正電流的情況下，當正電流流過時，控制用電動機電流檢測電路的輸出電壓隨該電流的大小從
2.5V下降。例如，在100A的電流流向正方向的情況下，輸出電壓針對2.5V電壓下降2V變為0.5V ;在100A的電流流向負方向的情況下，輸出電壓針對2.5V電壓下降2V變為0.5V。通過CPU (包含MCU等)用A/D轉換單元122在任意的定時進行了 A/D轉換之後，由控制用電動機電流檢測電路120檢測出的控制用電動機電流檢測電壓被轉換成物理值Im，並被用於控制電動機電流。
[0047]診斷用電動機電流檢測電路130由運算增幅器(差分放大電路)131構成，在流過分流電阻Rl的電流是零的時候的電壓為2.5V，把從電源側流向接地側的電流作為正電流的情況下，當正電流流過時，診斷用電動機電流檢測電路的輸出電壓(運算增幅器131的輸出)隨該電流的大小從2.5V上升。例如，在100A的電流流向正方向的情況下，輸出電壓針對2.5V電壓下降2V變為0.5V ;在100A的電流流向負方向的情況下，輸出電壓針對2.5V電壓上升2V變為1.0V。通過CPU(包含MCU等)用A/D轉換單元132在任意的定時進行了 A/D轉換之後，由診斷用電動機電流檢測電路130檢測出的診斷用電動機電流檢測電壓被轉換成物理值I s，並被用於檢測控制用電動機電流檢測值的異常。
[0048]另外，分流電阻Rl的上部電壓經由輸入電阻R2被輸入到控制用電動機電流檢測電路120的運算增幅器121的負極輸入端子(正方向)，分流電阻Rl的下部電壓經由輸入電阻Rll被輸入到診斷用電動機電流檢測電路130的運算增幅器131的負極輸入端子(反方向)。
[0049]最大電流檢測電路140由電晶體Q1、充放電用電容器C21、充電電阻R31及放電電阻R32構成，在充放電用電容器C21的電壓比針對診斷用電動機電流檢測電路130的輸出電壓(運算增幅器131的輸出)下降了電晶體Ql的基極-發射極電壓Vbe的電壓小的情況下(充電的時侯)，依照充電電阻R31和充放電用電容器C21的時間常數，對充放電用電容器C21進行充電以使充放電用電容器C21的電壓變為針對診斷用電動機電流檢測電路130的輸出電壓下降了電晶體Ql的基極-發射極電壓Vbe的電壓。在充放電用電容器C21的電壓比針對診斷用電動機電流檢測電路130的輸出電壓下降了電晶體Ql的基極-發射極電壓Vbe的電壓大的情況下(放電的時侯)，依照放電電阻R32和充放電用電容器C21的時間常數，對充放電用電容器C21進行放電。
[0050]電阻R33和電容器C22構成濾波器，除去噪聲的輸出在A/D轉換單元141被進行A/D轉換，然後，作為數位化值Ix被輸出。
[0051]在如專利文獻2所示的使用二極體的峰值保持電路的情況下，由於是一種運算增幅器的輸出電壓經由二極體對充放電用電容器進行充電的結構，流向電容器的毫安(HiA)級的充電電流會成為運算增幅器的負載電流，所以有運算增幅器的響應性下降和電流檢測電路及峰值保持電路的檢測精度惡化的可能性，但在本發明中採取用電晶體的基極輸入運算增幅器的輸出的結構，所以能讓負載電流減少到微安(μΑ)級，並可以迴避對運算增幅器的響應性的影響。
[0052]此外，最大電流檢測電路140的結構如下所示，即，用放電電阻R32和充放電用電容器C21保持診斷用電動機電流檢測電路130的輸出電壓的峰值。因為是保持流過分流電阻Rl的電流從逆變器的電源側流向接地側時的正電流的峰值的電路，所以不僅檢測由逆變器的分路短路引起的過電流，也保持例如在低側FET發生短路故障，高側FET用20ΚΗζ進行PWM驅動的情況下發生的瞬間(50 μ s以下)間歇(周期為20ΚΗζ)過電流的峰值一定的時間。通過CPU用A/D轉換單元141在任意的定時進行了 A/D轉換之後，被進行了峰值保持的電壓被轉換成物理值Ix，並被用於最大電流的異常診斷和控制用電動機電流檢測電路120及診斷用電動機電流檢測電路130的故障診斷。
[0053]考慮到上述情況，優選由電阻R32和充放電用電容器C21形成的充放電時間常數為微秒(us)級，優選放電時間常數具有200μ s?Ims的範圍，該範圍可以確實保持峰值50微秒(μ s)期間ο
[0054]在這樣的結構中，參照圖8和圖9的流程圖說明其動作例。
[0055]首先輸入控制用電動機電流檢測值Im (步驟SI)，接著輸入診斷用電動機電流檢測值Is (步驟S2)。控制用電動機電流檢測值Im和診斷用電動機電流檢測值Is的輸入順序也可以反過來。儘管控制用電動機電流檢測值Im和診斷用電動機電流檢測值Is在正常情況下表示同樣的電流檢測值，當發生控制用電動機電流檢測電路120或診斷用電動機電流檢測電路130的偏移電壓起了變化的故障，和控制用電動機電流檢測電路120或診斷用電動機電流檢測電路130的增益起了變化的故障(包含異常)時，在控制用電動機電流檢測值Im和診斷用電動機電流檢測值Is之間會發生差。因此，計算控制用電動機電流檢測值Im和診斷用電動機電流檢測值Is的差(步驟S3)，判定該差是否為規定值例如±10Α以上(步驟S4)，當差為± IOA以上時，判定為異常(包含故障)(步驟S10)。
[0056]在判定為異常的情況下，停止向逆變器通電(步驟S11)，停止輔助控制(步驟S12)。
[0057]另一方面，在上述步驟S4中，當判定差比±10A小的時候，進一步地，輸入並監控由最大電流檢測電路140檢測出的最大電流檢測值Ix(步驟S5)，判定最大電流檢測值Ix是否為規定值例如150A以上(步驟S6)。當最大電流檢測值Ix為150A以上時，判定發生了逆變器的過電流故障(例如FET短路)，檢測出異常(包含故障)(步驟S10)，與上述同樣，停止向逆變器通電(步驟Sll)，停止輔助控制(步驟S12)。
[0058]當最大電流檢測值Ix比150A小的時候，進一步地，進行以下的診斷。S卩，因為最大電流檢測值Ix、控制用電動機電流檢測值Im和診斷用電動機電流檢測值Is關於檢測流過分流電阻Rl的電流這件事情互相有相關性，所以可以通過比較各個電流檢測值來診斷到底是哪一個電流檢測電路發生了故障。具體地說，就是進行下面的判斷(a)?(C)，在各個判斷有規定值以上的差的情況下，判定為異常，除了前述情況之外，判定為正常。
[0059]判斷(a):比較最大電流檢測值Ix和控制用電動機電流檢測值Im，即，計算最大電流檢測值Ix和控制用電動機電流檢測值Im的差(步驟S20)，判定該差是否為規定值α以上(步驟S21)。
[0060]判斷(b):比較控制用電動機電流檢測值Im和診斷用電動機電流檢測值Is,即，計算控制用電動機電流檢測值Im和診斷用電動機電流檢測值Is的差(步驟S22)，判定該差是否為規定值β以上(步驟S23)。
[0061]判斷(c):比較診斷用電動機電流檢測值Is和最大電流檢測值Ix，S卩，計算診斷用電動機電流檢測值Is和最大電流檢測值Ix的差(步驟S24)，判定該差是否為規定值Y以上(步驟S25)。
[0062]在上述判斷(a)?(C)中，在上述各個差全部都比各自的規定值小的情況下，判定上述所有的判斷都為正常(步驟S26)。
[0063]然後，在上述判斷(a)?(C)中，在上述各個差變為各自的規定值以上的情況下，進行異常位置的判定(步驟S30)。S卩，在判斷(a)為異常，判斷(b)為異常，判斷(c)為正常的情況下，判定控制用電動機電流檢測值Im為異常。此外，在判斷(a)為正常，判斷(b)為異常，判斷(C)為異常的情況下，判定診斷用電動機電流檢測值Is為異常。另外，在判斷(a)為異常，判斷(b)為正常，判斷(C)為異常的情況下，判定最大電流檢測值Ix為異常。因為最大電流檢測電路140被連接在診斷用電動機電流檢測電路130的後段，在診斷用電動機電流檢測電路130發生了故障的情況下，會發生最大電流檢測值Ix也成為異常的輸出的情況。在這種情況下，判斷(a)變為異常，判斷(b)變為異常，判斷(c)變為異常。
[0064]在上述判斷(a)?(C)中,在只有控制用電動機電流檢測值Im被判定為異常的情況下(判斷(a)異常，判斷(b)異常，判斷(C)正常)，在電動機的電流檢測中不使用控制用電動機電流檢測值Im，用作為後援控制的開路控制繼續進行電流控制(步驟S32)，繼續進行輔助控制(步驟S33)。在除此之外的情況下，因為有最大電流檢測電路140發生異常的可能性，很可能變得不能檢測出逆變器的故障，所以返回到上述步驟S10，停止電流控制(步驟Sll)，停止輔助控制(步驟S12)。
[0065]作為別的異常檢測方法，如圖10所示，因為在正常時，控制用電動機電流檢測電路120的輸出電壓和診斷用電動機電流檢測電路130的輸出電壓的和數為恆電壓(5V)，例如，當該和數為5.3V以上或4.7V以下的時侯，就可以判定為異常。
[0066]此外，控制用電動機電流檢測電路120、診斷用電動機電流檢測電路130和最大電流檢測電路140全都不被限定為圖7的結構，具有和圖7 —樣的功能和作用的結構可用於控制用電動機電流檢測電路120，診斷用電動機電流檢測電路130和最大電流檢測電路140。另外，儘管在上述針對三相電動機進行了說明，本發明也可以同樣適用於二相電動機或其他的電動機。此外，儘管在上述說明了設有補償單元的電動動力轉向裝置，補償單元不一定是必需的結構。
[0067]附圖標記說明
[0068]I駕駛盤
[0069]2柱軸(轉向軸)
[0070]10扭矩傳感器
[0071]12車速傳感器
[0072]20電動機
[0073]100控制單元
[0074]101電流指令值運算單元
[0075]103電流限制單元
[0076]104電流控制單元
[0077]105PWM控制單元
[0078]106逆變器
[0079]110補償單元
[0080]120電流檢測電路(控制用電動機電流檢測電路)
[0081]121，131運算增幅器(差分放大電路)
[0082]122A/D轉換單元
[0083]130診斷用電動機電流檢測電路
[0084]140最大電流檢測電路
【權利要求】
1.一種電動動力轉向裝置，其基於轉向扭矩和車速運算電流指令值，基於所述電流指令值經由由FET電橋構成的逆變器來驅動多相電動機，通過所述電動機的驅動控制對轉向系統進行輔助控制，其特徵在於: 具備與所述逆變器連接的分流電阻、控制用電動機電流檢測電路、及診斷用電動機電流檢測電路，所述控制用電動機電流檢測電路被沿著正方向連接在所述分流電阻的兩端，檢測出所述電動機的相電流作為所述輔助控制的控制用電動機電流檢測值，所述診斷用電動機電流檢測電路被沿著反方向連接在所述分流電阻的兩端，檢測所述控制用電動機電流檢測電路的故障， 所述電動動力轉向裝置用一分流式檢測所述電動機的各相電流以進行所述輔助控制，同時，將增大所述分流電阻的兩端電壓的電路設置為雙系統。
2.根據權利要求1所述的電動動力轉向裝置，其特徵在於，通過比較由所述控制用電動機電流檢測電路檢測出的控制用電動機電流檢測值和由所述診斷用電動機電流檢測電路檢測出的診斷用電動機電流檢測值，來檢測所述控制用電動機電流檢測電路或所述診斷用電動機電流檢測電路發生的故障。
3.根據權利要求1或者2所述的電動動力轉向裝置，其特徵在於，具備與所述診斷用電動機電流檢測電路的後段連接的最大電流檢測電路，所述最大電流檢測電路保持被所述診斷用電動機電流檢測電路輸出的診斷用電動機電流檢測電壓的峰值一定的時間。
4.根據權利要求3所述的電動動力轉向裝置，其特徵在於，所述最大電流檢測電路由峰值保持用的電晶體和形成充放電時間常數的電阻及電容器構成，所述診斷用電動機電流檢測電路的輸出被輸入到所述電晶體的基極，充電電阻被插在所述電晶體的發射極和所述電阻及電容器之間。
5.根據權利要求3或者4所述的電動動力轉向裝置，其特徵在於，通過比較由所述最大電流檢測電路檢測出的最大電流檢測值和由所述控制用電動機電流檢測電路檢測出的控制用電動機電流檢測值和由所述診斷用電動機電流檢測電路檢測出的診斷用電動機電流檢測值，來診斷所述控制用電動機電流檢測電路、所述診斷用電動機電流檢測電路、或所述最大電流檢測電路的故障、異常。
6.根據權利要求1至5中任意一項所述的電動動力轉向裝置，其特徵在於，所述診斷用電動機電流檢測電路的結構如下所示，即，以流過所述分流電阻的電流是零的時候的電壓作為基準，所述診斷用電動機電流檢測電路的輸出電壓隨從電源側流向接地側的電流的大小而上升。
7.根據權利要求1至6中任意一項所述的電動動力轉向裝置，其特徵在於，所述控制用電動機電流檢測電路的結構如下所示，即，以流過所述分流電阻的電流是零的時候的電壓作為基準，所述控制用電動機電流檢測電路的輸出電壓隨從電源側流向接地側的電流的大小而下降。
8.根據權利要求7所述的電動動力轉向裝置，其特徵在於，正常時，無論所述電流如何變化，由所述控制用電動機電流檢測電路檢測出的控制用電動機電流檢測電壓和由所述診斷用電動機電流檢測電路檢測出的診斷用電動機電流檢測電壓的和數均為恆電壓。
【文檔編號】B62D6/00GK103959638SQ201280056859
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月15日 優先權日:2011年11月21日
【發明者】熊谷紳, 吹拔茂 申請人:日本精工株式會社