[发明专利]电动驱动装置及电动助力转向装置

说明书

电动驱动装置能利用2组定子绕组所对应的2组MPU的协同工作来对电动机进行驱动，并能在包含一个MPU的控制系统发生异常时，仅用包含另一个MPU的正常的控制系统来容易地继续对各定子绕组进行独立控制。其由电动机和驱动该电动机的控制单元构成，电动机具有独立于单一的转子的包括2组线圈绕组的定子，控制单元主要由输入各种信息的输入电路、用于驱动电动机的线圈绕组的输出电路、以及基于来自输入电路的信息来运算控制量并将控制信号输出至输出电路的MPU构成，独立具有2个上述MPU，其构成为能分别向电动机的绕组提供、停止提供电流，MPU中具有分别内置的CPU，具有以规定周期为触发信号的触发电路，两CPU构成为根据触发信号来至少同步输出控制指令。

技术领域

本发明涉及一种电动驱动装置，特别涉及考虑控制单元的冗余系统并具有多个微处理器(以下称为MPU)、且多个MPU互相协作来对其输出控制量进行控制的电动驱动装置、以及使用了该电动驱动装置的电动助力转向装置。

背景技术

众所周知，作为以电动机为驱动源来对非驱动对象进行驱动的电动驱动装置，例如存在搭载于车辆上的电动助力转向装置。该电动助力转向装置是如下装置：利用控制单元来对电动机进行驱动，使得电动机产生与车辆的驾驶员施加于方向盘的转向转矩相对应的输出转矩，将该电动机的输出转矩作为辅助转矩而施加于转向轴，以对驾驶员的转向进行辅助。

对电动助力转向装置的电动机进行控制的控制单元通常包括三相逆变器电路。三相逆变器电路包括U相、V相及W相的高压侧开关元件、以及U相、V相及W相的低压侧开关元件，按各相将高压侧开关元件与低压侧开关元件串联连接，以构成各相的开关桥臂。而且，各相的开关桥臂的高压侧开关元件与直流电源的高压侧端子相连接，各相的开关桥臂的低压侧开关元件与直流电源的低压侧、即车辆的接地电位部相连接。三相逆变器的各相的输出端子从上述各相的开关桥臂的高压侧开关元件与低压侧开关元件之间的串联连接点引出。

另一方面，电动助力转向装置的电动机例如由三相无刷电机构成，设于其定子的三相的定子绕组的各相的输入端子与三相逆变器电路的上述各相的输出端子相连接。像这样的三相电动机通常包括具有由永磁体构成的多个磁极的转子。

上述三相逆变器电路的各相的开关桥臂的高压侧开关元件和低压侧开关元件基于规定的模式来进行通断控制，从上述输出端子输出三相功率。电动助力转向装置的电动机利用从三相逆变器电路输出的三相功率来对其定子绕组进行通电，从而产生旋转磁场，以使具有多个磁极的转子旋转，从转子的输出轴产生作为规定辅助转矩的输出转矩。

搭载于车辆的电动助力转向装置的情况下，从确保车辆安全的观点来看，要求对故障采取足够的应对措施。另外，电动助力转向装置对电动机的输出转矩的转矩脉动反应敏感，因此，从驾驶的舒适性的观点来看，要求电动机的输出转矩顺畅而不发生脉动。

作为现有的电动助力转向装置的示例，存在如下电动助力转向装置：1个电动机具有2组定子绕组，包括具有能对该2组定子绕组独立进行控制的2组逆变器电路的控制单元。该现有的电动助力转向装置中的控制单元具有分别具备中央处理器(Central ProcessingUnit：以下称为CPU)的2个微处理器(Micro Processing Unit：以下称为MPU)，对这些MPU进行驱动使得其互相协作，以对2组逆变器电路进行控制，构成为当一个逆变器电路发生异常时，仅利用正常工作的另一个逆变器电路来继续对电动机进行驱动，此外，除了控制单元的2组逆变器电路以外，为了防备故障，还具备双重系统的冗余的控制系统(例如，参照专利文献1)。

另外，如上所述，电动助力转向装置对电动机的输出转矩的转矩脉动反应敏感，因此，需要提高检测流至电动机定子绕组的电流(以下简称为电动机电流)的电流传感器的电流检测精度，以对电动机电流进行高精度的反馈控制。然而，在三相逆变器电路中，三相中的最大电流所流经的相的低电位侧开关元件的导通时间有时会比电流传感器的电流检测时间要短，存在无法从电流传感器获得足够精度的电流检测值的情况。