[发明专利]马达以及电动助力转向装置

说明书

本发明提供马达以及电动助力转向装置。实施方式的马达(10)具有：与各相绕组的一端连接的第1逆变器(110)；以及与各相绕组的另一端连接的第2逆变器(140)。第1以及第2逆变器(110、140)分别具有多个低压侧开关元件以及多个高压侧开关元件。第1逆变器(110)的FET(111L)以及FET(111H)与U相绕组(M1)的一端连接。第2逆变器(140)的FET(141L)以及FET(141H)与U相绕组(M1)的另一端连接。从第1逆变器(110)的FET(111H)向U相绕组(M1)流动的电流的至少一部分向第2逆变器(140)的FET(141L)流动。第1逆变器(110)的FET(111H)与第2逆变器(140)的FET(141L)相互靠近配置。

技术领域

本公开涉及马达以及电动助力转向装置。

背景技术

无刷DC马达以及交流同步马达等电动马达(以下，简记为“马达”)一般是通过三相电流来驱动的。为了准确地控制三相电流的波形，利用矢量控制等复杂的控制技术。在这样的控制技术中，需要高度的数学运算，使用微控制器(微型计算机)等数字运算电路。矢量控制技术活用于马达的负载变动较大的用途，例如洗衣机、电动助力自行车、电动小型摩托车、电动助力转向装置、电动汽车、工业设备等领域。另一方面，在输出相对较小的马达中采用脉冲宽度调制(PWM)方式等其他的马达控制方式。

在车载领域中，在车辆中使用汽车用电子控制单元(ECU：Electrical ContorlUnit)。ECU具有微控制器、电源、输入输出电路、AD转换器、负载驱动电路以及ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)等。以ECU为核心构建了电子控制系统。例如，ECU对来自传感器的信号进行处理，以控制马达等致动器。具体说明的话，ECU一边监视马达的转速和转矩，一边控制电力转换装置中的逆变器。在ECU的控制下，电力转换装置对供给到马达的驱动电力进行转换。

近年来，开发了将马达、电力转换装置以及ECU一体化的机电一体型马达。特别是在车载领域中，从安全性的观点考虑，要求保证高质量。因此，引入了即使在元件的一部分发生故障的情况下也能够继续安全工作的冗余设计。作为冗余设计的一例，研究了针对一个马达设置两个电力转换装置。作为其他一例，研究了对主微控制器设置备用微控制器。

例如专利文献1公开了具有控制部和两个逆变器并对供给到三相马达的电力进行转换的电力转换装置。两个逆变器分别与电源以及接地(以下，记作“GND”)连接。一个逆变器与马达的三相绕组的一端连接，另一逆变器与三相绕组的另一端连接。各逆变器具有由三个支路构成的电桥电路，该三个支路分别包含高压侧开关元件以及低压侧开关元件。

控制部通过使用两个逆变器这双方进行三相通电控制来驱动马达。控制部以相互相反的相位对一个逆变器的开关元件和另一逆变器的开关元件进行开关控制，由此进行三相通电控制。

控制部在检测到两个逆变器中的开关元件的故障的情况下，将马达控制从正常时的控制切换为异常时的控制。在本申请说明书中，“异常”主要是指开关元件的故障。并且，“正常时的控制”是指所有开关元件处于正常的状态下的控制，“异常时的控制”是指某个开关元件发生了故障的状态下的控制。

在异常时的控制中，在两个逆变器中的包含发生了故障的开关元件的逆变器(以下，记作“故障逆变器”)中，使开关元件按照规定的规则导通以及截止，由此构成了绕组的中性点。根据该规则，例如在发生了高压侧开关元件始终截止的开路故障的情况下，在逆变器的电桥电路中，使三个高压侧开关元件中的发生了故障的开关元件以外的开关元件截止，并且使三个低压侧开关元件导通。在该情况下，在低压侧构成了中性点。或者，在发生了高压侧开关元件始终导通的短路故障的情况下，在逆变器的电桥电路中，使三个高压侧开关元件中的发生了故障的开关元件以外的开关元件导通，并且使三个低压侧开关元件截止。在该情况下，在高压侧构成了中性点。根据专利文献1的电力转换装置，在异常时，在故障逆变器中构成了三相绕组的中性点。即使开关元件发生故障，也能够使用正常的一方的逆变器来继续驱动马达。

现有技术文献