[發明專利]電動機控制裝置和車輛用轉向裝置用的電動機控制裝置

有效

• 申請號: 201010135167.0
• 申請日: 2010-03-11
• 公開（公告）號: CN101841289A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 狩集裕二;小松逸人;前田真悟
• 申請（專利權）人: 株式會社捷太格特
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/18;G01L3/00;B62D5/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 雒運樸;李偉

將2009年3月12日提出的日本專利申請No.2009-059853號的全部內容引入本發明，作為參考。

技術領域

本發明涉及用于驅動無刷電動機的電動機控制裝置。

背景技術

無刷電動機例如可以用作車輛用轉向裝置的驅動源。車輛用轉向裝置的一例是電動動力轉向裝置。一般情況下，驅動用于控制無刷電動機的電動機控制裝置構成為根據用于檢測轉子的旋轉角的旋轉角傳感器的輸出來控制供給電動機的電流。作為旋轉角傳感器，通常使用輸出對應于轉子旋轉角(電角)的正弦波信號和余弦波信號的解算器。但是，解算器的單價較高，布線數量較多，并且設置空間較大。因此，存在妨礙包括無刷電動機的裝置的成本降低以及小型化的問題。

在美國公開專利US2007/0229021A1中公開了一種未使用旋轉角傳感器的狀態下驅動無刷電動機的無傳感器驅動方式。無傳感器驅動方式是通過推定由轉子的旋轉引起的感應電壓來推定磁極相位(轉子的電角)的方式。轉子停止時和以極低速度旋轉時，無法推定感應電壓，因此，通過其他方式推定磁極的相位。具體而言，向定子注入傳感信號，檢測電動機對于該傳感信號的響應。基于該電動機的響應，推定電動機旋轉位置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以以未使用旋轉角傳感器的新的控制方式控制電動機的電動機控制裝置。

本發明的一方式是用于控制包括轉子和與該轉子相對的定子的電動機的電動機控制裝置。電流驅動部以依據作為控制上的旋轉角的控制角旋轉的旋轉坐標系的軸電流值驅動上述電動機。控制角運算部在規定的各運算周期中，在控制角的上一次值上加上相加角，從而求出控制角的本次值。轉矩檢測部用于檢測施加在由電動機驅動的驅動對象上的除了電動機轉矩之外的轉矩。指示轉矩設定部設定應該施加在上述驅動對象上的指示轉矩。相加角運算部通過進行基于由上述指示轉矩設定單元設定的指示轉矩和由上述轉矩檢測單元檢測的轉矩之間的轉矩偏差的比例積分控制，計算應該加在上述控制角上的上述相加角。

附圖說明

本發明的上述以及其它的特征和優點能夠通過參照附圖的以下對實施方式的說明變得明確，對于相同或相當的要素標注相同或相似的符號。

圖1是用于說明適用本發明第一實施方式涉及的電動機控制裝置的電動動力轉向裝置的電結構的框圖。

圖2是用于說明電動機構成的圖解圖。

圖3是上述電動動力轉向裝置的控制框圖。

圖4是指示轉向轉矩相對轉向角的特性例示意圖。

圖5是用于說明轉向轉矩限制器的動作的示意圖。

圖6是γ軸指示電流值的設定例示意圖。

圖7是用于說明相加角限制器的動作的流程圖。

圖8是用于說明相加角運算部的具體構成例的框圖。

圖9是用于說明有關控制異常的流程圖。

圖10是用于說明適用本發明第二實施方式涉及的電動機控制裝置的電動動力轉向裝置的電結構的框圖。

圖11是用于說明相加角運算部的具體構成例的框圖。

圖12是用于說明有關控制異常的流程圖。

圖13是用于說明適用本發明第三實施方式涉及的電動機控制裝置的電動動力轉向裝置的電結構的框圖。

圖14是用于說明相加角運算部的具體構成例的框圖。

圖15是用于說明控制異常時的處理的流程圖。

具體實施方式

下面，參照附圖詳細說明本發明的實施方式。

圖1是用于說明適用了本發明第一實施方式涉及的電動機控制裝置的電動動力轉向裝置(車輛用轉向裝置的一個例子)的電結構的框圖。該電動動力轉向裝置包括：轉矩傳感器1，用于檢測施加在作為操縱車輛方向的操作部件的方向盤10上的轉向轉矩T；電動機(無刷電動機)3，通過減速結構7向車輛的轉向機構2施加轉向輔助力；轉向角傳感器4，用于檢測作為方向盤10的旋轉角的轉向角；電動機控制裝置5，用于驅動并控制電動機3；以及車速傳感器6，用于檢測安裝有該電動動力轉向裝置的車輛的速度。

電動機控制裝置5根據轉矩傳感器1檢測出的轉向轉矩、轉向角傳感器4檢測出的轉向角和車速傳感器6檢測出的車速，驅動電動機3，實現符合轉向狀態和車速的恰當的輔助轉向。

在該實施方式，電動機3是三相無刷電動機，如圖2所示，包括作為磁場的轉子50以及配置在與該轉子50相對的定子55上的U相、V相和W相的定子繞組51、52、53。電動機3還可以是在轉子的外部相對配置定子的內轉子型電動機，還可以是在圓筒狀的轉子的內部相對配置定子的外轉子型電動機。