[发明专利]电机驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机驱动装置，更详细而言，可靠地监控电机工作状态。即，涉及一种实时监控电机工作状态监控电路，检测监控电路是否正常工作的电机驱动装置。

背景技术

目前对汽车的转向装置进行电子控制已普遍化，且已获得极大的发展。电子转向装置是去掉转向装置与车轮的机械连接，将转向装置的扭矩、速度及方向等信息转换为电子信号，根据转换的信号直接控制车轮的方式。由此，由于无需转向装置与车轮之间的机械连接，可自由地增加转向装置控制功能。即，能够容易且低廉地实现驾驶者感觉最适化和自动调整、可变传动比等功能。

另一方面，转向装置的电子控制利用称为电子控制单元(Electronic Control Unit)的处理器，利用这种处理器进行的电子控制方式中为了误操作最小化进行的可靠性确保较为重要。并且，通过电子控制单元进行的车轮的控制由无刷交流(Brushless AC)电机负责，因此确保对于无刷交流电机误操作的可靠性更为重要。无刷交流电机的误操作对于车辆运行安全性成为较大危险因素，因此正在进行避免引起误操作的研究。

以往，电子转向装置由无刷交流电机和故障保护用直流电机(DC)构成，当无刷交流电机故障(fail)时，通过电子控制单元的控制使直流电机工作，能够确保电子转向装置的一定性能。

这种系统中，无刷交流电机的瞬时扭矩控制必不可少，为此需要转子的位置信息。这种转子的位置信息通过安装在无刷交流电机的作为位置传感器的霍尔传感器检测，但由于价格因素，进行了不安装霍尔传感器来检测转子位置信息的方法的研究。

但是，现有技术中无法知道转子的初期角以及很难充分确保监控转子位置信息的电路的可靠性，因此存在无刷交流电机瞬间误操作的危险性。为了解决这种初期化问题，进行了同时使用直流电机和无刷交流电机的方法的研究。

作为一例，韩国公开专利第10-2006-0007557号涉及一种以具备无刷交流电机和故障保护用直流电机的结构，并且考虑故障保护，在车辆的电子转向装置工作时算出电机基准角的方法。该方法的特征为，利用电机初期驱动电子转向装置之后，驱动无刷交流电机，此时构成为如下方式：电子控制单元检测基于无刷交流电机驱动的反电动势从而算出基准角。

但是，即使在这种结构中，在不具备检测反电动势的监控电路的可靠性的情况下，无刷交流电机工作可能会引起误操作。因此，为了验证监控电路的可靠性，以往使用两个相同的监控电路，通过比较这两个监控电路来判断有无故障。

图6是表示现有的电机驱动装置的结构图。

如图6所示，现有的电机驱动装置由如下部件构成：致动器100，将电能转换为旋转运动；控制部200，分析监控信息来控制致动器100；监控部300，位于致动器100与控制部200之间，监控致动器100的状态；以及驱动信号发生部400，位于致动器100与控制部200之间，根据控制部200的控制，发生能够使致动器100工作的驱动信号。

致动器100是将电能转换为旋转运动的部件，使用无刷交流电机。无刷交流电机是电子转向装置中将转向装置的运动传递给车轮时使用的电机，其特征为无刷驱动。

即，无刷交流电机是不将供电的线圈粘贴在转子上，而是粘贴在定子上，并将粘贴在定子上的磁铁粘贴在转子上的电机。现有电机通过电刷改变通过旋转供给到线圈的电流的方向，关于无刷交流电机，为了改变通过旋转产生的电流方向，必须进行转子的旋转角检测。

无刷交流电机的旋转角检测能够通过将霍尔传感器粘贴到无刷交流电机的每个相位U、相位V以及相位W上来得到。霍尔传感器是指电流流动的导体的磁场发生变化的情况下，对与上述变化成比例地生成的电流进行检测的传感器。根据霍尔电流变化能够掌握无刷交流电机内部的磁场变化，通过磁场变化算出转子的旋转角。但是，为了粘贴霍尔传感器，无刷交流电机内部的结构变得复杂，因此一直利用不设置霍尔传感器来检测线圈的电流变化，检测转子的旋转角的方式。

即，作为掌握无刷交流电机内部转子的旋转角的方法，可以使用检测无刷交流电机内部的定子的线圈电流来推断旋转角的方法。由该线圈输出的电流是检测无刷交流电机中发生的反电动势的原理。通过检测该反电动势，能够掌握转子的旋转角。

另一方面，控制部200是分析监控部300的信息来控制致动器100的部件，通过分析致动器100的反电动势电压来进行控制。由该电压值能够掌握致动器100的旋转角，以转向装置的扭矩、方向及速度为基础，能够确定以后需要控制的旋转角。