电动助力转向装置制造方法及图纸

提供一种电动助力转向装置，针对具有多系统电动机绕组的多相电动机，除了考虑多相线圈的各相间的传热现象之外，还考虑控制基板与线圈间的传热现象，从而能够进行更高精度的线圈温度的估计，并且，在任意的系统发生异常的情况下，都能够进行线圈温度的估计。所述电动助力转向装置具备：温度传感器，其检测控制基板的基板温度；和线圈温度估计单元，其根据多相电动机的各相的电动机电流求取各相的线圈发热量和控制基板的基板发热量，根据线圈发热量、基板发热量和基板温度，基于由于各相的线圈间的温度差而产生的各相间的传热现象、以及线圈与控制基板间的传热现象来估计各相的线圈温度，线圈温度估计单元在任意的系统发生了异常的情况下，根据对在正常的系统中求出的线圈发热量和基板发热量进行校正后得到的值以及基板温度来估计线圈温度，传热现象由微分方程式来表示。

Electric Power Steering

An electric power steering device is provided. For multi-phase motors with multi-system motor windings, besides considering the heat transfer between different phases of multi-phase coils, the heat transfer between control substrates and coils is also considered, so that the coil temperature can be estimated more accurately, and the coil temperature can be carried out in the case of any abnormal system. Estimate. The electric power steering device has: a temperature sensor, which detects and controls the substrate temperature of the substrate; and a coil temperature estimation unit, which calculates the coil calorific value of each phase and controls the substrate calorific value of the substrate according to the motor current of each phase of the multiphase motor, and produces the coil calorific value, the substrate calorific value and the substrate temperature based on the temperature difference between the coils of each phase. The coil temperature of each phase is estimated by the heat transfer phenomena between each phase and between the coil and the control substrate. The coil temperature estimation unit estimates the coil temperature according to the corrected values of the coil heat and the plate heat obtained from the normal system and the substrate temperature when any system is abnormal. The heat transfer phenomena are estimated by the differential equation. Program to express.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动助力转向装置
本专利技术涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置具备对具有多系统电动机绕组的多相电动机的线圈温度进行估计的功能，本专利技术尤其涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置考虑由于各相的线圈间的温度差而产生的各相间的传热现象、以及线圈与控制基板间的传热现象来估计线圈温度，在任意的系统发生异常的情况下也能够进行线圈温度的估计。
技术介绍
利用电动机的旋转力将转向辅助力(辅助扭矩)赋予给车辆的转向系统的电动助力转向装置(EPS)，将电动机的驱动力经由减速机构并通过齿轮或皮带等传送机构作为转向辅助力施加到转向轴或齿条轴，进行辅助控制。为了准确地产生辅助扭矩，这样的现有的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机外加电压，以使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之差变小，一般来说，通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(dutyratio)来进行电动机外加电压的调整。参照图1中对电动助力转向装置的一般结构进行说明。转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴、方向盘轴)2经过构成减速机构的减速齿轮(蜗轮)3、万向节4a和4b、齿条齿轮机构5、转向横拉杆6a和6b，再经由轮毂单元7a和7b与转向车轮8L和8R相连接。此外，柱轴2被插入有扭力杆，设有利用扭力杆的扭转角检测转向盘1的转向角θ的转向角传感器14、以及检测转向扭矩Th的扭矩传感器10，辅助转向盘1的转向力的电动机20经由减速齿轮3与柱轴2相连接。电池13对控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30供给电力，并且经过点火开关11，点火信号被输入到所述控制单元(ECU)30中。控制单元30根据由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th、以及由车速传感器12检测出的车速Vel来进行辅助控制指令的电流指令值的运算，根据对电流指令值实施补偿等后得到的电压控制指令值Vref来控制提供给电动机20的电流。另外，转向角传感器14不是必须的，也可以不设置转向角传感器14，此外，还能够从与电动机20相连接的分解器等的转向角传感器取得转向角。控制单元30与用于收发车辆的各种信息的CAN(ControllerAreaNetwork：控制器区域网络)40连接，还能够从CAN40接收车速Vel。此外，控制单元30还能够与收发CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41连接。控制单元30主要由CPU(也包括MPU、MCU等)构成，该CPU内部由程序执行的一般功能如图2所示。参照图2对控制单元30进行说明，由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th、以及由车速传感器12检测出的(或者来自CAN40的)车速Vel被输入到对电流指令值Iref1进行运算的电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31根据所输入的转向扭矩Th和车速Vel，使用辅助图(assistmap)等，运算出作为提供给电动机20的电流的控制目标值的电流指令值Iref1。电流指令值Iref1经过加法单元32A被输入到电流限制单元33中，限制了最大电流的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中，运算出与反馈的电动机电流Im之间的偏差I(＝Irefm-Im)，该偏差I被输入到用于转向动作的特性改善的PI(比例积分)控制单元35中。由PI控制单元35进行特性改善后的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制单元36中，再经由逆变器37对电动机20进行PWM驱动。电动机20的电动机电流Im由电动机电流检测器38检测出并反馈给减法单元32b。逆变器37由作为半导体开关元件的FET的桥式电路构成。电动机20与分解器等的旋转角传感器21相连接，从旋转角传感器21检测出旋转角θ并输出。此外，在加法单元32A中对来自补偿信号生成单元34的补偿信号CM进行加法运算，利用补偿信号CM的加法运算进行转向系统的特性补偿，以改善收敛性和惯性特性等。在补偿信号生成单元34中，由加法单元344对自对准扭矩(SAT)343和惯性342进行加法运算，再由加法单元345将该相加结果与收敛性341相加，将加法单元345的相加结果作为补偿信号CM。在电动机20是三相无刷电动机的情况下，PWM控制单元36和逆变器37的详细情况例如构成为图3所示的结构，PWM控制单元36由如下部分构成：占空比运算单元36A，其依照规定式根据电压控制指令值Vref运算出三个相的PWM占空比值D1～D6；和栅极驱动单元36B，其利用PWM占空比值D1～D6驱动作为驱动元件的FET的栅极，并且进行死区时间的补偿，进行导通/切断(ON/OFF)。逆变器37由作为半导体开关元件的FET的三相桥(FET1～FET6)构成，通过利用PWM占空比值D1～D6进行导通/切断(ON/OFF)来驱动电动机20。此外，对于逆变器37与电动机20之间的电力供给线，用于进行电力供给(ON)或切断(OFF)的电动机继电器39与各相连接。在这样的电动助力转向装置中，根据转向状况，有时会有较大的电流流过电动机(例如，在静止状态下，长时间保持转向盘的端部接触锁定状态的情况等)，当电动机内的线圈达到例如180℃以上的高温时，会发生线圈破损等问题。由此，从车辆的安全方面考虑，需要采取针对线圈过热的对策，为此需要估计或测定线圈的温度(线圈温度)。但是，由于线圈温度难以直接测定，因此提出了估计线圈温度的方法。例如，在日本特许第5211618号公报(专利文献1)中，考虑多相线圈间的传热现象和电动机旋转速度之间的关系、散热系数和电动机旋转速度的关系来构建温度估计模型并估计线圈温度。具体而言，根据电动机旋转速度的变化确定多相电动机的任意相线圈与外部空气环境、以及任意相与其它相之间的传热系数，使用基板温度或各相电流(或电流指令值)来估计电动机的各相线圈或磁铁的温度。此外，在日本特许第4483298号公报(专利文献2)中，利用电动机的发热与电动机线圈中通电的电流的平方值的累计值成比例、以及受电动机线圈的散热(冷却)的影响的电动机线圈的温度变化在实用上的适用温度范围(-40～180℃)中具有一阶滞后函数的关系来估计电动机线圈的温度。具体而言，在将电动机线圈中通电的电流值进行平方积分而平均化后，使其通过一阶滞后函数两次，由此进行电动机线圈的温度估计。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第5211618号公报专利文献2：日本特许第4483298号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在专利文献1中，考虑了各相线圈间的热传递，使用ECU的温度作为输入数据，但是没有考虑各相线圈与ECU间的热传递，因此，存在由于来自ECU的影响而导致估计温度产生误差的可能性。专利文献2没有特别考虑来自ECU的影响，因此，比专利文献1的装置更有可能由于来自ECU的影响而导致估计温度产生误差。此外，近年来，使用即使发生电动机故障(包括异常)也能够继续电动机动作这样的、具有多系统电动机绕组的电动机的情况正在增加。例如，在具有双系统的电动机绕组的电动机中，定子的线圈被分为双系统(U1～W1相和U2～W2相)，即使一个系统失效，也能够通过剩余的一个系统使转子旋转，从而能够继续进行辅助控制。在这样的情况下，与辅助控制同样，期望也能够继续进行线圈温度的估计。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，本专利技术的目的在于提供一种电动助本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动助力转向装置，其具备对具有多系统电动机绕组的多相电动机进行控制的控制基板，其特征在于，所述电动助力转向装置具备：温度传感器，其检测所述控制基板的基板温度；以及线圈温度估计单元，其根据所述多相电动机的各相的电动机电流求取所述各相的线圈发热量和所述控制基板的基板发热量，根据所述线圈发热量、所述基板发热量和所述基板温度，基于由于所述各相的线圈间的温度差而产生的所述各相间的传热现象、以及所述线圈与所述控制基板间的传热现象来估计所述各相的线圈温度，所述线圈温度估计单元在任意的系统发生了异常的情况下，根据所述基板温度以及对在正常的系统中求出的所述线圈发热量和所述基板发热量进行校正后得到的校正线圈发热量和校正基板发热量来估计所述线圈温度，所述传热现象由微分方程式来表示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.11 JP 2016-2207051.一种电动助力转向装置，其具备对具有多系统电动机绕组的多相电动机进行控制的控制基板，其特征在于，所述电动助力转向装置具备：温度传感器，其检测所述控制基板的基板温度；以及线圈温度估计单元，其根据所述多相电动机的各相的电动机电流求取所述各相的线圈发热量和所述控制基板的基板发热量，根据所述线圈发热量、所述基板发热量和所述基板温度，基于由于所述各相的线圈间的温度差而产生的所述各相间的传热现象、以及所述线圈与所述控制基板间的传热现象来估计所述各相的线圈温度，所述线圈温度估计单元在任意的系统发生了异常的情况下，根据所述基板温度以及对在正常的系统中求出的所述线圈发热量和所述基板发热量进行校正后得到的校正线圈发热量和校正基板发热量来估计所述线圈温度，所述传热现象由微分方程式来表示。2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其中，所述线圈温度估计单元根据对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：椿贵弘，上口晴彦，三浦友博，木暮伸昭，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP