[实用新型]电力转换装置、马达驱动单元以及电动助力转向装置

说明书

本实用新型提供电力转换装置、马达驱动单元以及电动助力转向装置。实施方式所涉及的电力转换装置电力转换装置，其将来自电源的电力转换为供给到具有n相绕组的马达的电力，其中，n是3以上的整数，所述电力转换装置具有：第1逆变器，其与所述马达的各相绕组的一端连接；第2逆变器，其与所述各相绕组的另一端连接；控制电路；驱动电路；以及子驱动电路，所述第1逆变器包含由3个支路构成的桥电路，各所述支路具有低侧开关元件以及高侧开关元件，所述第2逆变器包含由3个支路构成的桥电路，各所述支路具有低侧开关元件以及高侧开关元件，所述子驱动电路与所述低侧开关元件连接。

本申请是申请号为201890001125.8(PCT/JP2018/022136)、申请日为2018年6月11日、实用新型名称为“电力转换装置、马达驱动单元以及电动助力转向装置”的中国实用新型专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及对供给到电动马达的电力进行转换的电力转换装置、马达驱动单元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(微机)等数字运算电路。矢量控制技术活用于马达的负荷变动较大的用途，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来控制马达等致动器。具体说明的话，ECU一边监视马达的转速或扭矩，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，开发出了马达、电力转换装置以及ECU成为一体化的机电一体式马达。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，引入了即使在部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1个马达设置2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2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。2个逆变器分别与电源以及地(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3个支路构成的桥电路，该3个支路分别包含高侧开关元件以及低侧开关元件。控制部在检测到2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2个逆变器中的包含发生故障的开关元件的逆变器(以下，记作“故障逆变器”)中，通过使开关元件按照规定的规则导通/截止来构成绕组的中性点。根据该规则，例如在发生了高侧开关元件始终截止的开路故障的情况下，在逆变器的桥电路中，使3个高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3个低侧开关元件导通。在该情况下，在低侧构成中性点。或者，在发生了高侧开关元件始终导通的短路故障的情况下，在逆变器的桥电路中，使3个高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3个低侧开关元件截止。在该情况下，在高侧构成中性点。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

专利文献