[發(fā)明專利]電動(dòng)轉(zhuǎn)向的控制

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711268043.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN108155628B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·特爾蒂;C·馬恩德拉拉賈赫;M·庫達(dá)諾斯基;N·萊斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: TRW有限公司
• 主分類號(hào): H02H7/122
• 分類號(hào): H02H7/122;H02P5/74;H02P27/06;B62D5/04
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 王希

本公開涉及電動(dòng)轉(zhuǎn)向的控制。一種控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)逆變器橋，每個(gè)逆變器橋連接到被配置為向車輛轉(zhuǎn)向提供電力輔助的多相馬達(dá)，其中每個(gè)逆變器包括多個(gè)開關(guān)元件，每個(gè)開關(guān)元件與馬達(dá)的一相相關(guān)聯(lián)。該方法包括響應(yīng)于檢測(cè)到影響逆變器橋中的一個(gè)或多個(gè)中的電流的預(yù)定義事件而通過將柵極?源極電壓施加到受影響的(一個(gè)或多個(gè))逆變器橋的開關(guān)元件中的一個(gè)或多個(gè)來防止在所述一個(gè)或多個(gè)受影響的逆變器中的電流流動(dòng)。還提供了一種用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)裝置的控制系統(tǒng)，該裝置包括一個(gè)或多個(gè)逆變器橋和控制裝置，其中控制裝置被配置為根據(jù)上述方法控制開關(guān)元件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)的控制。特別地，本發(fā)明 涉及消除EPS系統(tǒng)中的阻尼電流，而不需要單獨(dú)的相位隔離繼電器。

背景技術(shù)

電力輔助轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的。由電動(dòng) 馬達(dá)生成的功率被用來在與檢測(cè)到的由轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的車輛駕駛員生成 的需求扭矩相同的方向上在轉(zhuǎn)向柱中生成輔助扭矩。

在EPS系統(tǒng)中采用的典型逆變器橋包括多個(gè)控制輸送到馬達(dá)的 電流并由此控制馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)的半導(dǎo)體開關(guān)元件。如果其中一個(gè)開關(guān)元 件發(fā)生故障，例如短路(ON)故障，那么原則上可以通過打開(切 斷)其余的“好”的開關(guān)元件來禁用逆變器。圖1(a)示意性地表示具 有兩個(gè)逆變器橋的EPS系統(tǒng)100中的功率流。電池110為雙逆變器 橋120、120'和作用于相同轉(zhuǎn)向齒條上的兩個(gè)馬達(dá)130、130'供電。它 們有獨(dú)立的定子，但共享相同的轉(zhuǎn)子。因此，每個(gè)馬達(dá)130、130'貢 獻(xiàn)大約50％來輔助轉(zhuǎn)向。如圖1(b)中例示的，在逆變器橋120之一發(fā)生故障的情況下，EPS系統(tǒng)保持運(yùn)行，因?yàn)榱硪粋€(gè)逆變器橋120' 仍然可以提供幫助。但是，依賴于馬達(dá)速度和位置，即使馬達(dá)130被 禁用，馬達(dá)130內(nèi)的反電動(dòng)勢(shì)(back-EMF，也被稱為再生電壓)的 生成也可以驅(qū)動(dòng)有故障的逆變器橋內(nèi)的阻尼電流。

常見的開關(guān)元件(例如，MOSFET)通常具有與晶體管溝道并 聯(lián)的本征寄生“體”二極管，當(dāng)反電動(dòng)勢(shì)超過閾值正向電壓時(shí)，其允 許阻尼電流在有故障的逆變器中循環(huán)，即使當(dāng)開關(guān)元件被關(guān)斷時(shí)。

這些阻尼電流生成與馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)相反的扭矩，即，增加駕駛員感 覺到的轉(zhuǎn)向的阻力的破壞扭矩。同時(shí)，阻尼電流也會(huì)導(dǎo)致過多熱量生 成，這會(huì)造成EPS系統(tǒng)中的進(jìn)一步故障。當(dāng)然，即使在發(fā)生故障的 情況下也維持轉(zhuǎn)向輔助是期望的，但是這種進(jìn)一步的故障使其危險(xiǎn)。 雖然在這種雙橋設(shè)計(jì)中避免了完全轉(zhuǎn)向損失，但是有故障的橋中的阻 尼將駕駛員從其余健康逆變器可獲得的輔助的量減少到50％以下。

解決這個(gè)問題的已知方式包括斷開有故障的逆變器和馬達(dá)之間的 相連接，以避免用于循環(huán)阻尼電流的閉合回路，這需要諸如內(nèi)置阻斷 開關(guān)或繼電器的附加功率部件。在大多數(shù)時(shí)候，當(dāng)沒有故障時(shí)，這些 部件不起任何作用，但仍然占據(jù)寶貴的空間、散熱且它們是昂貴的。

因此，抑制阻尼電流的替代方案是期望的。考慮到前述內(nèi)容，設(shè) 計(jì)了本發(fā)明的各個(gè)方面和實(shí)施例。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS) 系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)逆變器橋，每個(gè)逆變器橋連接到 被配置為向車輛轉(zhuǎn)向提供電力輔助的多相馬達(dá)，其中每個(gè)逆變器包括 多個(gè)開關(guān)元件，每個(gè)開關(guān)元件與馬達(dá)的一相相關(guān)聯(lián)。該方法可以包括 響應(yīng)于檢測(cè)到影響逆變器橋中的一個(gè)或多個(gè)中的電流的預(yù)定義事件而 防止在所述一個(gè)或多個(gè)受影響的逆變器中的電流流動(dòng)。這可以通過將 柵極-源極電壓施加到受影響的(一個(gè)或多個(gè))逆變器橋的開關(guān)元件 中的一個(gè)或多個(gè)來實(shí)現(xiàn)。

有利地，本發(fā)明防止或至少基本上抑制阻尼電流，而不需要附加 的電路部件(諸如占用寶貴空間、消耗功率并且昂貴的阻斷繼電器或 開關(guān))。當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，本發(fā)明的各方面和實(shí)施例允許有故障的逆 變器被有效地禁用。此外，本發(fā)明的實(shí)施例避免了由利用展現(xiàn)出寄生 體二極管行為的開關(guān)元件的已知逆變器造成的問題。

多相電機(jī)可以被配置為作用于EPS系統(tǒng)的單個(gè)轉(zhuǎn)向齒條上。