[發明專利]馬達控制器和電動助力轉向設備

無效

• 申請號: 200980101742.0
• 申請日: 2009-01-06
• 公開（公告）號: CN101911471A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 上田武史;長瀨茂樹;須增寬
• 申請（專利權）人: 株式會社捷太格特
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;B62D5/04;B62D6/00;H02P27/04;H02P29/00;B62D101/00;B62D107/00;B62D119/00;B62D137/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 潘士霖;江河清

技術領域

本發明涉及一種馬達控制器和裝備有該馬達控制器的電動助力轉向設備。

背景技術

在迄今為止采用的電動助力轉向設備中，根據由驅動器施加到把手(方向盤)的轉向扭矩來驅動馬達，從而將轉向輔助動力傳遞給車輛的轉向機構。盡管目前已對電動助力轉向設備的馬達廣泛使用了電刷馬達(brush?motor)，然而考慮到提高可靠性和耐久性以及減小慣性，近年來也使用無刷馬達。

為了控制馬達中發生的控制扭矩，馬達控制器一般檢測流過馬達的電流，從而根據提供給馬達的電流和檢測的電流之間的差進行PI控制(比例加積分控制)操作。為了檢測兩相或更多相的電流，對用于驅動三相無刷馬達的馬達控制器設置兩個或三個電流傳感器。

與本發明相關，日本專利公開2001-187578A公開了通過使用馬達的電路方程來確定d軸命令電壓和q軸命令電壓。日本專利公開2000-184773A公開了根據馬達的溫度來校正d軸命令電流。

發明內容

本發明要解決的問題

在電動助力轉向設備中包含的馬達控制器中，電流傳感器必須檢測100A或更大的大電流。電流傳感器大并且妨礙了電動助力轉向設備的控制器尺寸減小。因此，電動助力轉向設備中包含的馬達控制器要面對的挑戰是減小電流傳感器的數目。只要可以減少電流傳感器的數目，就也可以減小馬達控制器的成本和功耗。

用于減少電流傳感器的數目的可設想的方法包括將電流傳感器的數目減少到一個并如在傳統技術中那樣進行反饋控制的方法、取消所有電流傳感器并根據馬達的電路方程進行開環控制(前饋控制)的方法。

然而，前者方法最終需要單個的電流傳感器。根據馬達的轉子的旋轉位置，單個的電流傳感器可能無法檢測反饋控制所需的多個相的電流，這又提出了出現不連續的馬達控制的問題。后者方法面臨當包括在馬達的電路方程中的參數根據環境溫度而變化時無法正確地驅動馬達的問題。

因此，本發明的目的是提供一種即使在用來計算馬達驅動電壓的參數中出現變化時也能以高精度驅動馬達的馬達控制器，以及提供一種裝備有該馬達控制器的電動助力轉向設備。

如何解決問題

根據本發明第一方面，提供一種被配置成驅動馬達的馬達控制器，包括：

開環控制器，被配置成基于指示要提供給馬達的電流的量的命令電流值以及所述馬達中轉子的角速度，根據馬達的電路方程來確定要用來驅動馬達的命令電壓的電平；

馬達驅動器，被配置成以開環控制器確定的命令電壓的電平來驅動所述馬達；

溫度檢測器，被配置成檢測馬達的溫度或能夠估計馬達的溫度的溫度；以及

參數計算器，被配置成基于溫度檢測器檢測的溫度，計算電樞繞組交鏈(linkage)磁通量數和包括電樞繞組電阻的電路電阻中的至少一個，電樞繞組交鏈磁通量數和包括電樞繞組電阻的電路電阻被包括在馬達的電路方程中并且是要用來確定所述命令電壓的電平的參數。

根據本發明第二方面，在本發明的第一方面中，參數計算器包括預先存儲的表或公式，該表或公式指示由溫度檢測器檢測的溫度與電樞繞組交鏈磁通量數和包括電樞繞組電阻的電路電阻中的至少一個之間的對應關系。參數計算器被配置成基于表或公式計算電樞繞組交鏈磁通量數和包括電樞繞組電阻的電路電阻中至少一個。

根據本發明的第三方面，在本發明的第一方面中，馬達控制器還包括：位置檢測器，被配置成檢測馬達中轉子的位置，其中馬達是無刷馬達；以及角速度檢測器，被配置成基于由位置檢測器檢測的位置來計算轉子的角速度。開環控制器被配置成基于由角速度檢測器計算的角速度來確定命令電壓的電平。

根據本發明第四方面，提供一種包括根據本發明第一到第三方面中的任何一個的馬達控制器的電動助力轉向設備。

根據本發明第一方面，基于由溫度檢測器檢測的溫度來確定包括電樞繞組電阻的電路電阻和電樞繞組交鏈磁通量數中的至少一個，其中包括電樞繞組電阻的電路電阻和電樞繞組交鏈磁通量數是用來獲得命令電壓的電平的參數。因此，即使當這些參數由于溫度改變而變化時，也以高精度驅動馬達，并且可以獲得期望的馬達輸出。

根據本發明第二方面，根據預先存儲的表或數學公式，容易地確定包括電樞繞組電阻的電路電阻和電樞繞組交鏈磁通量數中的至少一個。

根據本發明第三方面，根據通常設置有無刷馬達的轉子位置檢測器產生的檢測結果來計算轉子的角速度。因此，可以以簡單的配置來控制馬達。