电角度估计部(110)基于马达(20)所产生的感应电压(e)来计算估计电角度(θeb′)，并且通过电角度修正量(Δθc)修正估计电角度(θeb′)来求出估计电角度(θeb)。电角度修正量计算部(118)基于通过电角度误差检测部(117)算出的表示q轴和δ轴之间的电角度的差异状态的检测值(eγ/e)来计算电角度修正量(Δθc)，以使δ轴的电角度进入电角度比q轴滞后的设定角度区域(A)。由此在进行无传感器控制的情况下，能够抑制马达(20)的失步现象。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基于驾驶员的转向操作对电动马达进行驱动控制而产生转向辅助转矩的电动助力转向装置。
技术介绍
以往，电动助力转向装置具有电动马达和电子控制单元(以下，称作ECU)，所述电动马达辅助驾驶员的转向盘操作，所述电子控制装置设定与驾驶员输入到转向盘的转向转矩对应的目标辅助转矩并对电动马达进行驱动控制。使用无刷DC马达作为电动马达的电动助力转向装置也被普及。无刷DC马达通过逆变器的切换控制进行对U相、V相、W相的通电。无刷DC马达通过利用了 d_q座标的电流矢量控制而被驱动,在d_q座标中，规定了作为设置在转子上的永磁体的磁场所贯穿的方向的d轴、和作为与d轴垂直的方向的q轴。 因此，在使用无刷DC马达的情况下，设置用于检测转子的电角度的旋转角传感器。在旋转角传感器发生了故障的情况下，不能进行马达的控制。因此，在日本专利文献特开2008-37399号等中公开了一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置在旋转角传感器发生了故障的情况下，基于马达所产生的感应电压(反电动势)来估计电角度，使用该估计的电角度(估计电角度)对马达进行驱动控制。这种使用估计电角度的马达控制被称作无传感器控制。在进行无传感器控制时，ECU基于估计电角度来估计d轴和q轴，并利用所估计的d-q座标进行电流矢量控制。将所估计的控制上的d轴称作Y轴，将所估计的控制上的q轴称作S轴。
技术实现思路
在通过利用了 d-q座标的电流矢量控制来驱动马达的情况下，为了高效率地驱动马达，对马达绕组通电以向q轴方向牵引永磁体。也就是说，使电流流过马达绕组，使得在d-q座标上电流矢量朝向q轴方向。图16表不辅助转矩(马达转矩)相对于电流矢量的方向(电角度)的关系。当电流矢量的朝向为d轴方向时，辅助转矩为0，当变为从该位置前进90°电角度的q轴方向时，辅助转矩为最大(图16中的Pl位置)。因此，当电流矢量朝向q轴方向并对马达绕组通电时，能够最有效地驱动马达。在此情况下，如图17所示，控制马达绕组的通电量，使得将辅助转矩Tm和驾驶员的转向力Ts合成的力与轴力F平衡。该轴力F表不用于改变转向齿条所需的力。然而，在进行无传感器控制的情况下，一旦将电流矢量朝向q轴方向通电，则有时会由于轴力变动等外扰而发生马达的失步现象。轴力时常发生变动。当轴力急剧增加从而马达所产生的辅助转矩不足时，转子相对于转向方向向反方向转动。此时，如果旋转角传感器正常，能够检测出与转子的旋转对应的电角度，因此能够将电流矢量的方向维持为q轴。然而，在无传感器控制的情况下，由于难以与转子的旋转相应地高精度地估计电角度，难以将电流矢量的方向维持为q轴方向。因此，如图16的箭头所示，若电流矢量的方向比q轴更前进，辅助转矩就会逐渐减小。因此，马达的反转进一步被促进。由此，进入电流矢量的方向比d轴前进了 180°以上的反向辅助区域，马达变成失步状态，转向盘震动。本专利技术就是为了解决上述问题而作出的，其目的在于在进行无传感器控制的情况下抑制马达的失步现象。为了达到上述目的，本专利技术特征在于是一种电动助力转向装置，包括永磁体同步马达(20)，其设置在转向机构(10)中并产生转向辅助转矩；旋转角传感器(22、120)，其用于检测所述永磁体同步马达的电角度；传感器异常检测装置(121)，其检测所述旋转角传感器的异常；电角度估计装置(110)，当所述传感器异常检测装置检测到所述旋转角传感器的异常时，所述电角度估计装置基于由所述永磁体同步马达产生的感应电压来估计所述永磁体同步马达的电角度；以及马达控制装置(101，102，103，105，106，30，39，122)，当所述旋转角传感器的异常未被检测到时，所述马达控制装置基于由所述旋转角传感器检测到的电角度，通过利用了 d-q座标的电流矢量控制来对所述永磁体同步马达进行驱动控制，当所述旋转角传感器的异常被检测到时，所述马达控制装置基于由所述电角度估计装置估计的估计电角度，通过利用了 Y-S座标的电流矢量控制来对所述永磁体同步马达进行驱 动控制，在所述d-q座标中，规定了作为所述永磁体同步马达的永磁体的磁场所贯穿的方向的d轴、以及作为与所述d轴垂直的方向的q轴，在所述Y-S座标中，规定了估计了所述d轴的Y轴、以及估计了所述q轴的8轴；所述电动助力转向装置还包括电角度差异检测装置(117或117’)，其检测Y轴感应电压，并至少基于所述Y轴感应电压来检测所述q轴和所述S轴之间的电角度的差异状态，所述Y轴感应电压是所述永磁体同步马达的在所述Y轴方向上产生的感应电压；和估计电角度修正装置(115，118或118’)，其基于由所述电角度差异检测装置检测出的电角度的差异状态，修正由所述电角度估计装置估计的估计电角度，以使所述S轴的电角度滞后于所述q轴的电角度。在本专利技术的电动助力转向装置中，转向机构中设置有永磁体同步马达，马达控制装置通过对该永磁体同步马达进行驱动控制来产生转向辅助转矩。马达控制装置基于由旋转角传感器检测到的电角度，通过利用了 d-q座标的电流矢量控制来对永磁体同步马达(以下，仅称作马达)进行驱动控制，在所述d-q座标中，规定了作为设置在马达的转子上的永磁体的磁场所贯穿的方向的d轴、以及作为与d轴垂直的的方向(电角度相对于d轴前进n/2的方向)的q轴。在此情况下，马达控制装置检测例如从转向盘输入到转向轴的转向转矩，并设定与该转向转矩对应的目标辅助转矩，来控制流经马达的电流，以使马达产生目标辅助转矩。在旋转角传感器发生了故障时，无法进行这样的电流矢量控制。因此，本专利技术的电动助力转向装置具有用于检测旋转角传感器的异常的传感器异常检测装置、以及当传感器异常检测装置检测到旋转角传感器的异常时估计马达的电角度的电角度估计装置。电角度估计装置基于马达所产生的感应电压来估计马达的电角度。马达中产生的感应电压与马达角速度成比例。从而，电角度估计装置例如能够通过从感应电压求出马达的估计角速度、并使电角度向旋转方向前进以该估计角速度马达所旋转的量，来算出估计电角度。此时，马达控制装置通过利用了 Y-S座标的电流矢量控制来对所述永磁体同步马达进行驱动控制，其中，所述Y-S座标中，规定了估计了 d轴的Y轴和估计了 q轴的5轴。S卩，进行无传感器控制。马达控制装置通过以使电流矢量朝向q轴方向的方式向马达绕组施加电流，能够以最大转矩效率驱动马达。然而，在无传感器控制的情况下，难以高精度地使电流矢量朝向q轴方向并维持。因此，当轴力急剧增加从而马达的转子相对于转向方向向反方向转动时，电流矢量的方向比q轴前进，马达所能产生的转矩减小，马达容易失步。因此，在本专利技术的电动助力转向装置中，在进行无传感器控制的情况下，对估计电角度进行修正，使得S轴的电角度比q轴的电角度滞后、即使8轴朝向电角度比q轴滞后的方向。由此，即使轴力急剧增加从而转子反转，也由于马达所产生的转向辅助转矩增加，因此转子的反转被抑制。为了实现上述功能，本专利技术的电动助力转向装置具有电角度差异检测装置和估计电角度修正装置。电角度差异检测装置检测作为在马达的Y轴方向上产生的感应电压的Y轴感应电压，并至少基于Y轴感应电压来检测q轴和8轴之间的电角度的差异状态。马达的感应电压只在q轴方向上产生。从而，在S轴与q轴一致时，在估计了 d轴的Y轴方向上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动助力转向装置，包括 永磁体同步马达，其设置在转向机构中，并产生转向辅助转矩； 旋转角传感器，其用于检测所述永磁体同步马达的电角度； 传感器异常检测装置，其检测所述旋转角传感器的异常； 电角度估计装置，当所述传感器异常检测装置检测到所述旋转角传感器的异常时，所述电角度估计装置基于由所述永磁体同步马达产生的感应电压来估计所述永磁体同步马达的电角度；以及 马达控制装置，当所述旋转角传感器的异常未被检测到时，所述马达控制装置基于由所述旋转角传感器检测到的电角度，通过利用了 d-q座标的电流矢量控制来对所述永磁体同步马达进行驱动控制，当所述旋转角传感器的异常被检测到时，所述马达控制装置基于由所述电角度估计装置估计的估计电角度，通过利用了 Υ_δ座标的电流矢量控制来对所述永磁体同步马达进行驱动控制，在所述d-q座标中，规定了作为所述永磁体同步马达的永磁体的磁场所贯穿的方向的d轴、以及作为与所述d轴垂直的方向的q轴，在所述Y - δ座标中，规定了估计了所述d轴的Y轴、以及估计了所述q轴的δ轴； 所述电动助力转向装置的特征在于，还包括 电角度差异检测装置，其检测Y轴感应电压，并至少基于所述Y轴感应电压来检测所述q轴和所述δ轴之间的电角度的差异状态，所述Y轴感应电压是所述永磁体同步马达的在所述Y轴方向上产生的感应电压；和 估计电角度修正装置，其基于由所述电角度差异检测装置检测出的电角度的差异状态，修正由所述电角度估计装置估计的估计电角度，以使所述δ轴的电角度滞后于所述q轴的电角度。2.如权利要求I所述的电动助力转向装置，其特征在于， 所述估计电角度修正装置修正由所述电角度估计装置估计的估计电角度，以使所述S轴的电角度进入电角度比所述q轴滞后的设定角度区域。3.如权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于， 所述电角度差异检测装置输出与所述q轴和所述S轴之间的电角度的差异...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁井康平，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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