马达控制装置和电动助力转向系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及马达控制装置和电动助力转向系统。在装置中，马达电流限制计算器计算要对马达电流进行限制的马达电流限制。马达电流指令计算器计算表示马达电流的目标值的马达电流指令。电流指令校正器根据马达电流限制来校正马达电流指令。马达电压指令计算器根据经校正的马达电流指令和马达电流来计算马达电压指令，并将马达电压指令馈送回马达电流限制计算器。马达电压指令表示向马达施加的输出电力的电压的目标值。马达电流限制计算器根据马达电流、转换器限制电流以及从马达电压指令计算器馈送回的马达电压指令来计算马达电流限制。

Motor control device and electric power steering system

The invention relates to a motor control device and an electric power steering system. In the device, the motor current limit calculator calculates the current limit for motor current limiting the motor current. The motor current instruction calculator calculates the motor current instruction that represents the target value of the motor current. The current instruction corrector corrects the motor current instruction according to the motor current limit. The motor voltage instruction calculator calculates the motor voltage instruction according to the corrected motor current command and motor current, and supplies the motor voltage instruction to the motor current limit calculator. The motor voltage instruction indicates the target value of the voltage that is applied to the motor to output electric power. The motor current limit calculator calculates the motor current limit according to the motor current, the converter limiting current and the motor voltage instructions fed back from the motor voltage instruction calculator.

【技术实现步骤摘要】
马达控制装置和电动助力转向系统
本公开涉及马达控制装置以及分别装配有这样的马达控制装置的电动助力转向系统。
技术介绍
用于控制安装在电动致动器系统如电动助力转向系统中的马达的装置通常具有避免向马达供给过载电流的功能。例如，被称为公开专利文献的日本专利公开第5109554号公开了一种马达控制装置，其被安装在马达系统中，其中，来自电源的电压通过逆变器供给至马达。马达控制装置被配置成基于来自电源的电压和马达的旋转角速度将从电源供给以流动通过逆变器的作为逆变器电流的电流限制成等于或小于预定允许的上限。
技术实现思路
作为表示马达的特性的参数的扭矩常数和/或反电动势(电动势))常数的电阻分量(如电源到马达控制装置之间的电线的电阻)的变化可能使逆变器电流超过容许上限。从该观点出发，马达控制装置可能过度地限制逆变器电流，从而导致马达的输出减少。鉴于这些情况，本公开内容的第一方面旨在提供一种马达控制装置，所述马达控制装置中的每一个能够在所限制的电流不超过容许上限的情况下稳定地限制从电源向逆变器供给的电流。具体地，本公开内容的第二方面旨在提供电动助力转向系统，所述电动助力转向系统中的每一个装配有根据第一方面的马达控制装置。根据本公开内容的第一示例性方面，提供了一种用于控制马达的装置。该装置包括电力转换器，所述电力转换器被配置成将来自电源的输入电力转换成输出电力，并且将所述输出电力施加至所述马达。装置包括：马达电流检测器，其被配置成检测在马达中流动的电流作为马达电流；以及转换器电流限制计算器，其被配置成计算对在电力转换器中流动的电流进行限制的转换器电流限制。在电力转换器中流动的电流被称为转换器电流。装置包括：马达电流限制计算器，其被配置成计算对马达电流进行限制的马达电流限制；以及马达电流指令计算器，其被配置成计算表示马达电流的目标值的马达电流指令。装置包括：电流指令校正器，其被配置成根据马达电流限制来校正马达电流指令；以及马达电压指令计算器。马达电压指令计算器被配置成根据校正的马达电流指令和马达电流来计算马达电压指令，并且将马达电压指令馈送回马达电流限制计算器。马达电压指令表示向马达施加的输出电力的电压的目标值。马达电流限制计算器被配置成根据所述马达电流、转换器限制电流以及从马达电压指令计算器馈送回的马达电压指令来计算马达电流限制。根据本公开内容的第二示例性方面，提供了一种电动助力转向系统。电动助力转向系统包括：马达，其被配置成输出辅助扭矩，以用于辅助驾驶员对车辆的转向构件的转动操作；以及根据本公开内容的第一示例性方面的用于控制马达的装置。根据第一示例性方面和第二示例性方面中的每一个的马达控制装置被配置成：根据校正的马达电流指令和马达电流来计算马达电压指令，并且将马达电压指令馈送回马达电流限制计算器；所述马达电压指令表示向马达施加的输出电力的电压的目标值。亦即，该配置根据校正的马达电流指令和马达电流同时考虑到以下变化来计算马达电压指令：由于电源和电力转换器之间的互连电阻的变化而引起的输入电力的电压的变化，和/或由于马达的扭矩常数和/或反电动势常数的变化而引起的马达电流的变化。因此，该配置使得互连电阻以及马达的扭矩常数和/或反电动势常数中的至少一个的变化能够被反应在马达电压指令中。即使在互连电阻、马达的扭矩常数和/或马达的反电动势常数变化的情况下，这使得可以稳定地控制转换器电流，而不牺牲马达的输出。附图说明根据以下参照附图对实施方式的描述，本公开的其他方面将变得明显，在附图中：图1是示意性地示出了根据本公开内容的第一实施方式的电动助力转向系统的结构图；图2是示意性地示出了图1所示的马达控制装置的总体电路结构的示例的电路图；图3是示意性地示出了图2所示的控制单元的功能模块的框图；图4是示意性示出了根据第一实施方式的逆变器电流限制和逆变器电压之间的关系的示例的曲线图；图5是示意性示出了根据第一实施方式的逆变器电流限制和环境温度之间的关系的示例的曲线图；图6A是示意性示出了由根据比较示例被配置成基于马达的旋转角速度限制逆变器电流的马达控制装置实现的马达的旋转角速度和逆变器电流之间的关系的示例的曲线图；图6B是示意性示出了由根据比较示例的马达控制装置实现的马达的旋转角速度和逆变器电流之间的关系的另一示例的曲线图；图7A是示意性地示出了在互连电阻发生变化时q轴马达电流、逆变器电流、q轴马达电流限制、逆变器电流限制和马达角速度之间的关系的示例的曲线图；图7B是示意性地示出了在互连电阻发生变化时q轴马达电流、逆变器电流、q轴马达电流限制、逆变器电流限制和马达角速度之间的关系的另一示例的曲线图；图8是示意性地示出了根据本公开内容的第二实施方式的马达控制装置的总体电路结构的示例的电路图；图9是示意性地示出了图8所示的控制单元的功能模块的框图；图10是示意性地示出了根据本公开内容的第二实施方式的控制单元的功能模块的框图；以及图11是示意性示出了根据修改的第一实施方式的逆变器电流限制和逆变器电压之间的关系的另一示例的曲线图。具体实施方式以下将参照附图描述本公开内容的实施方式。在实施方式中，实施方式间相同的部件被分配相同的附图标记，并且省略或简化对其的描述以避免重复描述。首先，以下描述根据相应的第一、第二和第三实施方式的马达控制装置1、2和3的共同配置。共同配置首先，以下将描述电动助力转向系统8，在电动助力转向系统8中安装有马达控制装置1、2和3中的每一个。图1示出了安装有根据第一实施方式的马达控制装置1的电动助力转向系统8作为典型示例。亦即，在根据第二实施方式的电动助力转向系统8中安装有根据第二实施方式的马达控制装置2，或者在根据第三实施方式的电动助力转向系统8中，安装有根据第三实施方式的马达控制装置3。参照图1，电动助力转向系统8被安装在例如转向系统90中；转向系统90被安装在车辆50中。电动助力转向系统8可操作用于辅助驾驶员对车辆50的方向盘91的转向操作。转向系统90例如包括作为驾驶员的操作构件的方向盘91、转向轴92、扭矩传感器94、转向速度传感器95、小齿轮96、齿条和轴97、轮98、车辆速度传感器99和电动助力转向系统8。转向轴92例如包括第一部分(即上部)92a和第二部分(即下部)92b。转向轴92的第一部分92a和第二部分92b中的每一个也具有相对的第一端和第二端。方向盘91连接至转向轴92的第一部分92a的第一端。扭矩传感器94和转向速度传感器95被安装至转向轴92。扭矩传感器94可操作用于基于驾驶员对转向轴92的转向操作来测量扭矩作为转向扭矩Ts，并且将指示所测量的转向扭矩Ts的测量信号输出至马达控制装置1。例如，扭矩传感器94包括具有相对的第一端和第二端的扭杆94a。转向轴92的第一部分92a的第二端同轴地连接到扭杆94a的第一端，并且扭杆94a的第二端同轴地连接到转向轴92的第二部分92b的第一端。转向速度传感器95可操作用于基于驾驶员对转向轴92的转向操作来测量转向速度Vs，并且将指示所测量的转向速度Vs的测量信号输出至马达控制装置1。小齿轮96被安装至转向轴92的第二部分92b的第二端。齿条和轴97包括与小齿轮96啮合的杆状齿条。齿条和轴97还包括各自具有相对的第一端和第二端的拉杆。拉杆中的每一个的第一端耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制马达的装置，所述装置包括：电力转换器，其被配置成将来自电源的输入电力转换成输出电力，并且将所述输出电力施加至所述马达；马达电流检测器，其被配置成检测在所述马达中流动的电流作为马达电流；转换器电流限制计算器，其被配置成计算要对在所述电力转换器中流动的电流进行限制的转换器电流限制，在所述电力转换器中流动的电流被称为转换器电流；马达电流限制计算器，其被配置成计算要对所述马达电流进行限制的马达电流限制；马达电流指令计算器，其被配置成计算表示所述马达电流的目标值的马达电流指令；电流指令校正器，其被配置成根据所述马达电流限制来校正所述马达电流指令；以及马达电压指令计算器，其被配置成根据经校正的马达电流指令和所述马达电流来计算马达电压指令，并且将所述马达电压指令馈送回所述马达电流限制计算器，所述马达电压指令表示向所述马达施加的输出电力的电压的目标值，所述马达电流限制计算器被配置成根据所述马达电流、所述转换器电流限制以及从所述马达电压指令计算器馈送回的马达电压指令来计算所述马达电流限制。

【技术特征摘要】
2016.09.29 JP 2016-1913751.一种用于控制马达的装置，所述装置包括：电力转换器，其被配置成将来自电源的输入电力转换成输出电力，并且将所述输出电力施加至所述马达；马达电流检测器，其被配置成检测在所述马达中流动的电流作为马达电流；转换器电流限制计算器，其被配置成计算要对在所述电力转换器中流动的电流进行限制的转换器电流限制，在所述电力转换器中流动的电流被称为转换器电流；马达电流限制计算器，其被配置成计算要对所述马达电流进行限制的马达电流限制；马达电流指令计算器，其被配置成计算表示所述马达电流的目标值的马达电流指令；电流指令校正器，其被配置成根据所述马达电流限制来校正所述马达电流指令；以及马达电压指令计算器，其被配置成根据经校正的马达电流指令和所述马达电流来计算马达电压指令，并且将所述马达电压指令馈送回所述马达电流限制计算器，所述马达电压指令表示向所述马达施加的输出电力的电压的目标值，所述马达电流限制计算器被配置成根据所述马达电流、所述转换器电流限制以及从所述马达电压指令计算器馈送回的马达电压指令来计算所述马达电流限制。2.根据权利要求1所述的装置，还包括：滤波器，其被配置成消除所述马达电流、所述转换器电流限制、所述马达电压指令和所述马达电流限制中的至少一个中所包括的预定频率分量。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中：所述马达是三相交流马达，使得所述马达电流包括三相马达电流，所述装置还包括：三相至两相转换器，其被配置成将所述三相马达电流转换成在所述马达中限定的d轴和q轴坐标系的相应d轴和q轴上的d轴马达电流和q轴马达电流作为两相马达电流，并且其中：所述马达电压指令计算器被配置成计算所述d轴上的d轴电压指令和所述q轴上的q轴电压指令作为所述马达电压指令；以及所述马达电流限制计算器被配置成计算对所述q轴马达电流进行限制以满足如下等式(I)、(II)和(III)的所述q轴上的q轴马达电流限制作为所述马达电流限制：Dd×Kd×V_inv＝Vd(II)Dq×Kq×V_inv＝Vq(III)其中，Iq_lim表示所述q轴马达电流限制；I_inv_lim表示所述转换器电流限制；Dd表示所述d轴电压指令；Dq表示所述q轴电压指令；Id表示所述d轴马达电流；Kd表示常数；Kq表示常数；V_inv表示至所述电力转换器的输入电力的电压；Vd表示所述电力转换器的输出电力在所述d轴上的d轴电压；以及Vq表示所述电力转换器的输出电力在所述q轴上的q轴电压。4.根据权利要求1或2所述的装置，其中：所述马达是三相交流马达，使得所述马达电流包括三相马达电流，所述装置还包括：三相至两相转换器，其被配置成将所述三相马达电流转换成在所述马达中限定的d轴和q轴坐标系的相应d轴和q轴上的d轴马达电流和q轴马达电流作为两相马达电流，并且其中：所述马达电压指令计算器被配置成计算所述d轴上的d轴电压指令和所述q轴上的q轴电压指令作为所述马达电压指令；以及所述马达电流限制计算器被配置成计算对所述d轴马达电流进行限制以满足如下等式(IV)、(V)和(VI)的所述d轴上的d轴马达电流限制作为所述马达电流限制：

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木治雄，大竹弘泰，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP