动力转向装置以及动力转向装置用控制装置制造方法及图纸

提供一种能够减少电力消耗量的动力转向装置以及动力转向装置用控制装置。动力转向装置具有电流检测次数设定电路，在接收表示转向操作状态的所述转向状态信号时，该电流检测次数设定电路将通过电流检测电路检测直流母线电流值的检测次数设定为第一规定循环的PWM周期中的第一规定次数，并且在接收表示非转向状态的转向状态信号时，将所述检测次数设定为所述检测次数比所述第一规定循环的PWM周期中的所述第一规定次数减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及动力转向装置以及动力转向装置用控制装置。
技术介绍
在对三相无刷电动机进行PWM控制而对转向机构赋予转向力的动力转向装置中，基于三相的电流值(相电流值)对向三相无刷电动机的指令电流值进行反馈校正。每当求出三相的电流值时，在1分流电流检测方式中，用一个电流传感器检测对三相无刷电动机进行驱动控制的电桥电路与直流电源之间的母线电流值，从该直流母线电流值再现三相的电流值。此时，若两个相的PWM脉冲宽度接近或者一致，则难以对直流母线电流值进行采样，不能再现各相的电流值。因此，在专利文献1中公开了通过错开各相的开关时刻并实施所谓的脉冲移位，从而避免两个PWM脉冲宽度接近的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)专利第4866216号公报
技术实现思路
若实施脉冲移位，则因瞬间在相间产生电位差而导致高次谐波电流产生。由此，与不实施脉冲移位的情况相比较，直流母线电流仅增加高次谐波电流的量，导致电力消耗量的增大。因此，在上述以往装置中，存在希望减少电力消耗量的需求。本专利技术的目的在于提供一种能够减少电力消耗量的动力转向装置以及动力转向装置用控制装置。在本专利技术中，在接收表示转向操作状态的转向状态信号时，将直流母线电流值的检测次数设定为第一规定循环的PWM周期中的第一规定次数，另一方面，在接收表示非转向状态的转向状态信号时，将直流母线电流值的检测次数设定为比第一规定循环的PWM周期中的第一规定次数少。附图说明图1是实施例1的电动动力转向装置的结构图。图2是实施例1的三相无刷电动机11的控制结构图。图3是表示基于直流母线电流值IDC的三相电流值的再现方法的图。图4是表示电动机非驱动时(0[A]电流控制时)的PWM开关时刻与各相电流值的图。图5是表示利用实施例1的电动机控制器30执行的、与转向状态相应的电流检测频度以及脉冲移位频度设定处理的流动的流程图。图6是表示与实施例1的转向状态相应的电流检测次数设定作用的时序图。图7是表示与实施例1的车速相应的电流检测次数设定作用的时序图。图8是针对实施例2的车速的电流检测次数设定图。图9是表示与实施例3的转向状态相应的电流检测次数设定作用的时序图。图10是实施例4的电流控制部32的结构图。图11是表示利用实施例4的电流控制部32执行的、电流输出异常检测处理的流程的流程图。图12是实施例5的电流输出异常判断部43的结构图。图13是表示利用实施例5的电流输出异常判断部43执行的、电流输出异常检测处理的流程的流程图。图14是表示正常时与电流输出异常产生时的方向盘非转向状态下的PWM开关时刻与直流母线电流值的不同的图。具体实施方式〔实施例1〕[动力转向装置]图1是实施例1的电动动力转向装置的结构图。转向机构1伴随着方向盘2的旋转而使前轮(转向轮)3、3转向，并具有齿条&小齿轮式的转向齿轮4。转向齿轮4的小齿轮5经由转向轴6与方向盘2连结。转向齿轮4的齿条7设于齿条轴8。齿条轴8的两端经由转向横拉杆9、9与前轮3、3连结。在转向轴6经由减速器10连结有三相无刷电动机(以下称作电动机)11。减速器10由蜗杆12与蜗轮13构成。蜗杆12与电动机11的电动机轴14一体地设置。来自电动机轴14的旋转转矩经由减速器10传递到转向轴6。在转向轴6设有检测转向转矩值的转矩传感器15。EPS辅助控制器16基于转向转矩值与由车速传感器17检测出的车速，控制电动机11的驱动电流，对转向机构1赋予用于辅助驾驶员的转向的转向力。[电动机控制电路]图2是三相无刷电动机11的控制结构图。电动机11经由由作为开关电路的六个FET(场效应晶体管)21a、21b、21c、21d、21e、21f构成的三相电桥电路22与直流电源23、以及与直流电源23并联地配置的平滑电容器24连接。在将平滑电容器24与三相电桥电路22连结的两根直流母线25、26中的、将平滑电容器24的下游侧(负侧)与三相电桥电路22的下游侧连接的下游侧直流母线26，设有检测下游侧直流母线电流值IDC的分流电阻(电流传感器)27。在将三相电桥电路22与电动机11之间连接的导电线41a、41b、41c设有检测三相(U相、V相、W相)的相电压值(Vu、Vv、Vw)的相电压传感器(电压监视器)28。在电动机11设有检测转子角度θ的旋转角传感器29。利用三相电桥电路22、直流电源23、平滑电容器24、直流母线25、26以及导电线41a、41b、41c构成了电动机驱动电路42。电动机控制器30基于来自EPS辅助控制器16的电流指令值Id*、Iq*生成开关信号(PWM占空比信号)，并输出到三相电桥电路22。三相电桥电路22根据开关信号控制各FET21a、21b、21c、21d、21e、21f。电动机控制器30具有电流检测部31、电流控制部32、电压指令校正部33以及PWM控制部34。电流检测部(相电流运算部)31输入流经分流电阻27的下游侧直流母线电流值(以下称作直流母线电流值)IDC，对流经三相的相电流值Iu、Iv、Iw进行再现(推断)。电流检测部31具有电流检测电路31a，该电流检测电路31a利用分流电阻27检测出开关信号中的通电时间最长的最大相的开关信号接通并且通电时间最短的最小相以及中间相开关信号断开时的直流母线电流值IDC、以及最大相的开关信号接通并且中间相的开关信号接通时直流母线电流值IDC。电流控制部(电流反馈电路)32将再现的相电流值Iu、Iv、Iw与电流指令值Id*、Iq*输入，并根据转子角度θ输出第一三相电压指令值Vu1*、Vv1*、Vw1*。电压指令校正部33输出将第一三相电压指令值Vu1*、Vv1*、Vw1*校正为能够基于分流电阻27检测直流母线电流值IDC而成的第二电压指令值Vu2*、Vv2*、Vw2*。之后叙述第一三相电压指令值Vu1*、Vv1*、Vw1*的校正方法。PWM控制部34输入第二电压指令值Vu2*、Vv2*、Vw2*、三角波载波信号以及直流电源23的电压值VDC，按照每个预先设定的规定的PWM周期生成开关信号，并向三相电桥电路22输出。此外，以PWM周期的两倍的周期进行电流控制部32对第一三相电压指令值Vu1*、Vv1*、Vw1*的运算以及电压指令校正部33对第二电压指令值Vu2*、Vv2*、Vw2*的运算。换句话说，电动机11的电流控制周期成为PWM周期的两倍的周期。这里，关于流经分流电阻27的下游侧直流母线电流值IDC，通过三相电桥电路22的开关从直流电源23生成交流电压，进而三相的相电流流经电动机11，由该三相电桥电路22的开关时刻之差产生的瞬间电压导致瞬间电流流经分流电阻27。在电流检测部31中，通过观察以第二电压指令值Vu2*、Vv2*、Vw2*为基础的各开关时刻、以及此时的IDC来判断IDC是三相中的哪一个相的电流，由此根据IDC的值导出三相的相电流值。EPS辅助控制器16具有辅助运算部35、限幅处理部36以及电流指令运算部37。辅助运算部35基于由转矩传感器15检测出的转向转矩值、由车速传感器17检测出的车速，运算辅助转矩指令值。辅助转矩指令值采用转向转矩值越大则越大、并且车速越低则越大的特性。限幅处理部36将辅助转矩指令值与外部转矩指令值相加的值乘以基于外部限幅指令值的限制而运算电动机转矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力转向装置，具有：转向机构，其根据方向盘的转向操作使转向轮转向；三相无刷电动机，其对所述转向机构赋予转向力；控制装置，其对所述三相无刷电动机进行驱动控制；指令电流运算部，其设于所述控制装置，并基于车辆的运转状态对向所述三相无刷电动机的指令电流值进行运算；PWM控制部，其设于所述控制装置，并根据所述指令电流值输出向所述三相无刷电动机的u、v、w各相的PWM占空比信号；电桥电路，其设于所述控制装置，由通过所述PWM占空比信号驱动控制的开关电路构成，并对所述三相无刷电动机进行驱动控制；电流传感器，其设于与所述电桥电路连接的直流母线，并检测流经所述直流母线的直流母线电流值；电流检测电路，其设于所述控制装置，并利用所述电流传感器检测向所述三相无刷电动机的u、v、w各相的PWM占空比信号中的通电时间最长的最大相的PWM占空比信号接通并且通电时间最短的最小相及中间相的PWM占空比信号断开时的所述直流母线电流值、以及所述最大相的PWM占空比信号接通并且所述中间相的PWM占空比信号接通时的所述直流母线电流值；相电流运算部，其基于通过所述电流传感器检测出的直流母线电流值，推断所述u、v、w各相的电流值；电流反馈电路，其设于所述控制装置，基于通过所述相电流运算部推断的所述u、v、w各相的电流值对所述指令电流值进行反馈校正；脉冲移位控制电路，其设于所述控制装置，并进行如下脉冲移位控制：在所述最大相的PWM占空比信号的接通时刻与所述中间相的PWM占空比信号的接通时刻之差比第一规定值小时，对所述最大相或者中间相的PWM占空比信号的接通时刻的相位进行校正，以使所述最大相与中间相的PWM占空比信号的接通时刻之差成为比所述第一规定值大的第二规定值以上，并且在所述中间相的PWM占空比信号的接通时刻与所述最小相的PWM占空比信号的接通时刻之差比所述第一规定值小时，对所述中间相或者最小相的PWM占空比信号的相位进行校正，以使所述中间相与最小相的PWM占空比信号的接通时刻之差成为所述第二规定值以上；转向信号接收部，其设于所述控制电路，并接收所述方向盘的转向状态信号；以及电流检测次数设定电路，其设于所述控制装置，在所述转向信号接收部接收表示转向操作状态的所述转向状态信号时，将通过所述电流检测电路检测所述直流母线电流值的检测次数设定为第一规定循环的PWM周期中的第一规定次数，并且在所述转向信号接收部接收表示非转向状态的所述转向状态信号时，将所述检测次数设定为所述检测次数比所述第一规定循环的PWM周期中的所述第一规定次数减少。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.19 JP 2014-0569021.一种动力转向装置，具有：转向机构，其根据方向盘的转向操作使转向轮转向；三相无刷电动机，其对所述转向机构赋予转向力；控制装置，其对所述三相无刷电动机进行驱动控制；指令电流运算部，其设于所述控制装置，并基于车辆的运转状态对向所述三相无刷电动机的指令电流值进行运算；PWM控制部，其设于所述控制装置，并根据所述指令电流值输出向所述三相无刷电动机的u、v、w各相的PWM占空比信号；电桥电路，其设于所述控制装置，由通过所述PWM占空比信号驱动控制的开关电路构成，并对所述三相无刷电动机进行驱动控制；电流传感器，其设于与所述电桥电路连接的直流母线，并检测流经所述直流母线的直流母线电流值；电流检测电路，其设于所述控制装置，并利用所述电流传感器检测向所述三相无刷电动机的u、v、w各相的PWM占空比信号中的通电时间最长的最大相的PWM占空比信号接通并且通电时间最短的最小相及中间相的PWM占空比信号断开时的所述直流母线电流值、以及所述最大相的PWM占空比信号接通并且所述中间相的PWM占空比信号接通时的所述直流母线电流值；相电流运算部，其基于通过所述电流传感器检测出的直流母线电流值，推断所述u、v、w各相的电流值；电流反馈电路，其设于所述控制装置，基于通过所述相电流运算部推断的所述u、v、w各相的电流值对所述指令电流值进行反馈校正；脉冲移位控制电路，其设于所述控制装置，并进行如下脉冲移位控制：在所述最大相的PWM占空比信号的接通时刻与所述中间相的PWM占空比信号的接通时刻之差比第一规定值小时，对所述最大相或者中间相的PWM占空比信号的接通时刻的相位进行校正，以使所述最大相与中间相的PWM占空比信号的接通时刻之差成为比所述第一规定值大的第二规定值以上，并且在所述中间相的PWM占空比信号的接通时刻与所述最小相的PWM占空比信号的接通时刻之差比所述第一规定值小时，对所述中间相或者最小相的PWM占空比信号的相位进行校正，以使所述中间相与最小相的PWM占空比信号的接通时刻之差成为所述第二规定值以上；转向信号接收部，其设于所述控制电路，并接收所述方向盘的转向状态信号；以及电流检测次数设定电路，其设于所述控制装置，在所述转向信号接收部接收表示转向操作状态的所述转向状态信号时，将通过所述电流检测电路检测所述直流母线电流值的检测次数设定为第一规定循环的PWM周期中的第一规定次数，并且在所述转向信号接收部接收表示非转向状态的所述转向状态信号时，将所述检测次数设定为所述检测次数比所述第一规定循环的PWM周期中的所述第一规定次数减少。2.根据权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，所述脉冲移位控制电路在通过所述电流检测电路执行所述直流母线电流值的检测时进行所述脉冲移位控制。3.根据权利要求2所述的动力转向装置，其特征在于，所述脉冲移位控制电路在不通过所述电流检测电路执行所述直流母线电流值的检测时不进行所述脉冲移位控制。4.根据权利要求2所述的动力转向装置，其特征在于，在所述转向状态信号从非转向状态向转向操作状态切换时，所述电流反馈电路使用通过所述电流检测电路检测出的所述直流母线电流值中的最新值，对所述指令电流值进行反馈校正。5.根据权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，所述控制装置具备接收车辆速度信号的车速信号接收部，所述电流检测次数设定电路根据所述车速信号变更所述检测次数。6.根据权利要求5所述的动力转向装置，其特征在于，所述电流检测次数设定电路以所述车速信号越是低车速，则越是减少所述检测次数的方式变更所述检测次数。7.根据权利要求6所述的动力转向装置，其特征在于，所述电流检测次数设定电路在所述车速信号为0km/h时将所述检测次数设定为比所述第一规定次数少。8.根据权利要求5所述的动力转向装置，其特征在于，在所述车速信号比第一规定车速低时、以及高于比所述第一规定车速高的第二规定车速时，所述电流检测次数设定电路将所述检测次数设定为比所述第一规定次数少。9.根据权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，所述电流检测次数设定电路在所述转向信号接收部以规定时间持续接收表示非转向状态的所述转向状态信号时，将所述检测次数设定为所述检测次数比所述第一规定循环的PWM周期中的所述第一规定次数减少，并且在所述转向信号接收部接收表示转向操作状态的所述转向状态信号时，将所述检测次数设定为所述第一规定循环的PWM周期中的所述第一规定次数。10.根据权利要求9所述的动力转向装置，其特征在于，所述电流检测次数设定电路具备判断所述方向盘是转向操作状态还是非转向状态的转向状态判断电路，在所述转向状态判断电路基于所述转向状态信号判断为转向操作状态时，将所述检测次数设定为所述第一规定循环的PWM周期中的所述第一规定次数，并且在判断为所述非转向状态时，将所述检测次数设定为所述检测次数比所述第一规定循环的PWM周期中的所述第一规定次数减少，所述转向状态判断电路基于所述转向机构所产生的转向转矩值或者所述指令电流值，判断为所述方向盘是非转向状态。11.根据权利要求9所述的动力转向装置，其特征在于，所述电流检测次数设定电路具备判断所述方向盘是转向操作状态还是非转向状态的转向状态判断电路，在所述转向状态判断电路基于所述转向状态信号判断为转向操作状态时，将所述检测次数设定为所述第一规定循环的PWM周期中的所述第一规定次数，并且在判断为所述非转向状态时，将所述检测次数设定为所述检测次数比所述第一规定循环的PWM周期中的所述第一规定次数减少，所述转向状态判断电路基于所述转向机构所产生的转向转矩值，判断为所述方向盘是转向操作状态。12.根据权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，所述控制装置具备怠速停止信号接收部，该怠速停止信号接收部接收表示车辆为怠速停止中的怠速停止信号，所述电流检测次数设定电路在所述怠速停止信号接收部接收所述怠速停止信号时，将所述检测次数设定为所述检测次数比所述第一规定循环的PWM周期中的所述第一规定次数减少。13.根据权利要求12所述的动力转向装置，其特征在于，在所述怠速停止信号接收部接收所述怠速停止信号、并且所述转向信号接收部接收表示转向操作状态的所述转向状态信号时，所述电流检测次数设定电路将所述检测次数设定为所述检测次数比所述第一规定循环的PWM周期中的所述第一规定次数减少。14.根据权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，在所述转向信号接收部检测出从所述转向状态信号的非转向状态向转向操作状态切换时，在所述切换之后，运算所述指令电流值，然后，所述电流反馈电路基于通过所述电流检测电路检测出的所述直流母线电流值对所述指令电流值进行反馈校正。15.一种动力转向装置，具有：，转向机构，其根据方向盘的转向操作使转向轮转向；三相无刷电动机，其对所述转向机构赋予转向力；控制装置，其对所述三相无刷电动机进行驱动控制；指令电流运算部，其设于所述控制装置，并基于车辆的运转状态对向所述三相无刷电动机的指令电流值进行运算；PWM控制部，其设于所述控制装置，并根据所述指令电流值输出向所述三相无刷电动机的u、v、w各相的PWM占空比信号；电桥电路，其设于所述控制装置，由通过所述PWM占空比信号驱动控制的开关电路构成，并对所述三相无刷电动机进行驱动控制；电流传感器，其设于与所述电桥电路连接的直流母线，并检测流经所述直流母线的直流母线电流值；电流检测电路，其设于所述控制装置，并利用所述电流传感器检测向所述三相无刷电动机的u、v、w各相的PWM占空比信号中的通电时间最长的最大相的PWM占空比信号接通并且通电时间最短的最小相及中间相的PWM占空比信号断开时的所述直流母线电流值、以及所述最大相的PWM占空比信号接通并且所述中间相的PWM占空比信号接通时的所述直流母线电流值；相电流运算部，其基于通过所述电流传感器检测出的直流母线电流值，推断所述u、v、w各相的电流值；电流反馈电路，其设于所述控制装置，基于通过所述相电流运算部推断的所述u、v、w各相的电流值对所述指令电流值进行反馈校正；脉冲移位控制电路，其设于所述控制装置，并进行如下脉冲移位控制：在所述最大相的PWM占空比信号的接通时刻与所述中间相的PWM占空比信号的接通时刻之差比第一规定值小时，对所述最大相或者中间相的PWM占空比信号的接通时刻的相位进行校正，以使所述最大相与中间相的PWM占空比信号的接通时刻之差成为比所述第一规定值大的第二规定值以上，并且在所述中间相的PWM占空比信号的接通时刻与所述最小相的PWM占空比信号的接通时刻之差比所述第一规定值小时，对所述中间相或者最小相的PWM占空比信号的相位进行校正，以使所述中间相与最小相的PWM占空比信号的接通时刻之差成为所述第二规定值以上；转向信号接收部，其设于所述控制电路，并接收所述方向盘的转向状态信号；以及电流检测次数设定电路，其设于所述控制装置，在所述转向信号接收部接收表示转向操作状态的所述转向状态信号时，将通过所述电流检测电路检测所述直流母线电流值的检测次数设定为第一规定时...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉山吉隆，加岛督己，太田裕幸，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP