[發(fā)明專(zhuān)利]電力轉(zhuǎn)換裝置、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780014864.0
• 申請(qǐng)日: 2017-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109075735A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 和田英司
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 日本電產(chǎn)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H02P29/028
• 分類(lèi)號(hào): H02P29/028;B62D5/04;H02P25/22
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉;黃志堅(jiān)

電力轉(zhuǎn)換裝置(100)轉(zhuǎn)換對(duì)具有n相(n為3以上的整數(shù))的繞組的電動(dòng)馬達(dá)(200)提供的電力。電力轉(zhuǎn)換裝置(100)具有：第1逆變器(110)，其與電動(dòng)馬達(dá)(200)的各相的繞組的一端連接；第2逆變器(140)，其與各相的繞組的另一端連接；控制電路(300)，其對(duì)第1逆變器(110)和第2逆變器(140)進(jìn)行n相通電控制；檢測(cè)電路(351)，其檢測(cè)第1逆變器(110)和第2逆變器(140)所包含的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的故障。在檢測(cè)電路(351)檢測(cè)到開(kāi)關(guān)元件的故障的情況下，控制電路(300)將第1逆變器(110)和第2逆變器(140)的控制從n相通電控制變更為m相通電控制，該m相通電控制使用n相中的與發(fā)生故障的開(kāi)關(guān)元件所連接的繞組的相不同的其他m相(m為2以上且小于n的整數(shù))。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及轉(zhuǎn)換對(duì)電動(dòng)馬達(dá)提供的電力的電力轉(zhuǎn)換裝置、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。

背景技術(shù)

無(wú)刷DC馬達(dá)和交流同步馬達(dá)等電動(dòng)馬達(dá)(以下，簡(jiǎn)單表記為“馬達(dá)”。)一般由三相電流驅(qū)動(dòng)。使用矢量控制等復(fù)雜控制技術(shù)，以準(zhǔn)確地控制三相電流的波形。在這種控制技術(shù)中，需要高度的數(shù)學(xué)運(yùn)算，使用微控制器(微型計(jì)算機(jī))等數(shù)字運(yùn)算電路。矢量控制技術(shù)被活用于馬達(dá)的負(fù)載變動(dòng)較大的用途，例如洗衣機(jī)、電動(dòng)助力自行車(chē)、電動(dòng)滑板車(chē)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置、電動(dòng)汽車(chē)、工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域。另一方面，在輸出相對(duì)較小的馬達(dá)中采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)方式等其他馬達(dá)控制方式。

在車(chē)載領(lǐng)域中，在車(chē)輛中使用汽車(chē)用電子控制單元(ECU：Electrical ContorlUnit)。ECU具有微控制器、電源、輸入輸出電路、AD轉(zhuǎn)換器、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路和ROM(Read OnlyMemory：只讀存儲(chǔ)器)等。以ECU為核心來(lái)構(gòu)建電子控制系統(tǒng)。例如，ECU處理來(lái)自傳感器的信號(hào)，控制馬達(dá)等致動(dòng)器。具體地進(jìn)行說(shuō)明，ECU一邊監(jiān)視馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度、扭矩，一邊控制電力轉(zhuǎn)換裝置中的逆變器。在ECU的控制下，電力轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換對(duì)馬達(dá)提供的驅(qū)動(dòng)電力。

近年來(lái)，開(kāi)發(fā)了將馬達(dá)、電力轉(zhuǎn)換裝置和ECU一體化而得到的機(jī)電一體式馬達(dá)。特別是在車(chē)載領(lǐng)域中，根據(jù)安全性的觀點(diǎn)，要求保證高質(zhì)量。因此，采用了即使在部件的一部分發(fā)生故障時(shí)也能夠繼續(xù)安全工作的冗余設(shè)計(jì)。作為冗余設(shè)計(jì)的一例，正在研究對(duì)1個(gè)馬達(dá)設(shè)置2個(gè)電力轉(zhuǎn)換裝置。作為另一例，正在研究對(duì)主微控制器設(shè)置備用微控制器。

例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了如下電力轉(zhuǎn)換裝置，該電力轉(zhuǎn)換裝置具有控制部和2個(gè)逆變器，轉(zhuǎn)換對(duì)三相馬達(dá)提供的電力。2個(gè)逆變器分別與電源和接地(以下，記載為“GND”。)。一個(gè)逆變器與馬達(dá)的三相的繞組的一端連接，另一個(gè)逆變器與三相的繞組的另一端連接。各逆變器具有由3個(gè)管腳構(gòu)成的橋電路，該3個(gè)管腳分別包含高端開(kāi)關(guān)元件和低端開(kāi)關(guān)元件。控制部在檢測(cè)到2個(gè)逆變器中的開(kāi)關(guān)元件的故障的情況下，將馬達(dá)控制從正常時(shí)的控制切換為異常時(shí)的控制。在本申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)中，“異常”主要意味著開(kāi)關(guān)元件的故障。此外，“正常時(shí)的控制”意味著全部開(kāi)關(guān)元件正常的狀態(tài)下的控制，“異常時(shí)的控制”意味著某個(gè)開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生了故障的狀態(tài)下的控制。

在異常時(shí)的控制中，在2個(gè)逆變器中的包含發(fā)生故障的開(kāi)關(guān)元件的逆變器(以下，記載為“故障逆變器”。)中，按照規(guī)定的規(guī)則使開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通和截止，從而構(gòu)成繞組的中性點(diǎn)。根據(jù)該規(guī)則，例如，在發(fā)生了高端開(kāi)關(guān)元件始終截止的斷路故障的情況下，在逆變器的橋電路中，3個(gè)高端開(kāi)關(guān)元件中的發(fā)生故障的開(kāi)關(guān)元件以外的開(kāi)關(guān)元件截止，并且3個(gè)低端開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通。該情況下，中性點(diǎn)構(gòu)成在低端側(cè)。或者，在發(fā)生了高端開(kāi)關(guān)元件始終導(dǎo)通的短路故障的情況下，在逆變器的橋電路中，在3個(gè)高端開(kāi)關(guān)元件中的發(fā)生故障的開(kāi)關(guān)元件以外的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通，并且3個(gè)低端開(kāi)關(guān)元件截止。該情況下，中性點(diǎn)構(gòu)成在高端側(cè)。根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)1的電力轉(zhuǎn)換裝置，在異常時(shí)，三相的繞組的中性點(diǎn)構(gòu)成在故障逆變器中。即使開(kāi)關(guān)元件中產(chǎn)生故障，也能夠使用正常的逆變器來(lái)繼續(xù)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2014-192950號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容