[發明專利]電機驅動裝置

有效

• 申請號: 201410153399.7
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN104113266B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 諸圭榮
• 申請（專利權）人: 株式會社萬都
• 主分類號: H02P29/02
• 分類號: H02P29/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 張晶,王瑩

技術領域

本發明涉及一種電機驅動裝置，更詳細而言，可靠地監控電機工作狀態。即，涉及一種實時監控電機工作狀態監控電路，檢測監控電路是否正常工作的電機驅動裝置。

背景技術

目前對汽車的轉向裝置進行電子控制已普遍化，且已獲得極大的發展。電子轉向裝置是去掉轉向裝置與車輪的機械連接，將轉向裝置的扭矩、速度及方向等信息轉換為電子信號，根據轉換的信號直接控制車輪的方式。由此，由于無需轉向裝置與車輪之間的機械連接，可自由地增加轉向裝置控制功能。即，能夠容易且低廉地實現駕駛者感覺最適化和自動調整、可變傳動比等功能。

另一方面，轉向裝置的電子控制利用稱為電子控制單元(Electronic Control Unit)的處理器，利用這種處理器進行的電子控制方式中為了誤操作最小化進行的可靠性確保較為重要。并且，通過電子控制單元進行的車輪的控制由無刷交流(Brushless AC)電機負責，因此確保對于無刷交流電機誤操作的可靠性更為重要。無刷交流電機的誤操作對于車輛運行安全性成為較大危險因素，因此正在進行避免引起誤操作的研究。

以往，電子轉向裝置由無刷交流電機和故障保護用直流電機(DC)構成，當無刷交流電機故障(fail)時，通過電子控制單元的控制使直流電機工作，能夠確保電子轉向裝置的一定性能。

這種系統中，無刷交流電機的瞬時扭矩控制必不可少，為此需要轉子的位置信息。這種轉子的位置信息通過安裝在無刷交流電機的作為位置傳感器的霍爾傳感器檢測，但由于價格因素，進行了不安裝霍爾傳感器來檢測轉子位置信息的方法的研究。

但是，現有技術中無法知道轉子的初期角以及很難充分確保監控轉子位置信息的電路的可靠性，因此存在無刷交流電機瞬間誤操作的危險性。為了解決這種初期化問題，進行了同時使用直流電機和無刷交流電機的方法的研究。

作為一例，韓國公開專利第10-2006-0007557號涉及一種以具備無刷交流電機和故障保護用直流電機的結構，并且考慮故障保護，在車輛的電子轉向裝置工作時算出電機基準角的方法。該方法的特征為，利用電機初期驅動電子轉向裝置之后，驅動無刷交流電機，此時構成為如下方式：電子控制單元檢測基于無刷交流電機驅動的反電動勢從而算出基準角。

但是，即使在這種結構中，在不具備檢測反電動勢的監控電路的可靠性的情況下，無刷交流電機工作可能會引起誤操作。因此，為了驗證監控電路的可靠性，以往使用兩個相同的監控電路，通過比較這兩個監控電路來判斷有無故障。

圖6是表示現有的電機驅動裝置的結構圖。

如圖6所示，現有的電機驅動裝置由如下部件構成：致動器100，將電能轉換為旋轉運動；控制部200，分析監控信息來控制致動器100；監控部300，位于致動器100與控制部200之間，監控致動器100的狀態；以及驅動信號發生部400，位于致動器100與控制部200之間，根據控制部200的控制，發生能夠使致動器100工作的驅動信號。

致動器100是將電能轉換為旋轉運動的部件，使用無刷交流電機。無刷交流電機是電子轉向裝置中將轉向裝置的運動傳遞給車輪時使用的電機，其特征為無刷驅動。

即，無刷交流電機是不將供電的線圈粘貼在轉子上，而是粘貼在定子上，并將粘貼在定子上的磁鐵粘貼在轉子上的電機。現有電機通過電刷改變通過旋轉供給到線圈的電流的方向，關于無刷交流電機，為了改變通過旋轉產生的電流方向，必須進行轉子的旋轉角檢測。

無刷交流電機的旋轉角檢測能夠通過將霍爾傳感器粘貼到無刷交流電機的每個相位U、相位V以及相位W上來得到。霍爾傳感器是指電流流動的導體的磁場發生變化的情況下，對與上述變化成比例地生成的電流進行檢測的傳感器。根據霍爾電流變化能夠掌握無刷交流電機內部的磁場變化，通過磁場變化算出轉子的旋轉角。但是，為了粘貼霍爾傳感器，無刷交流電機內部的結構變得復雜，因此一直利用不設置霍爾傳感器來檢測線圈的電流變化，檢測轉子的旋轉角的方式。

即，作為掌握無刷交流電機內部轉子的旋轉角的方法，可以使用檢測無刷交流電機內部的定子的線圈電流來推斷旋轉角的方法。由該線圈輸出的電流是檢測無刷交流電機中發生的反電動勢的原理。通過檢測該反電動勢，能夠掌握轉子的旋轉角。

另一方面，控制部200是分析監控部300的信息來控制致動器100的部件，通過分析致動器100的反電動勢電壓來進行控制。由該電壓值能夠掌握致動器100的旋轉角，以轉向裝置的扭矩、方向及速度為基礎，能夠確定以后需要控制的旋轉角。