本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，其通過(guò)控制運(yùn)算來(lái)計(jì)算出用于對(duì)電動(dòng)機(jī)的電流進(jìn)行控制的各相占空比指令值，形成與各相占空比指令值相對(duì)應(yīng)的pwm(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)，基于pwm控制從逆變器將指令電流(電壓)施加到電動(dòng)機(jī)并對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且，本發(fā)明還涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其使用該電動(dòng)機(jī)控制裝置，對(duì)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加基于電動(dòng)機(jī)的輔助力。本發(fā)明尤其涉及一種小型、廉價(jià)、低噪音的電動(dòng)機(jī)控制裝置及使用了該電動(dòng)機(jī)控制裝置的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，該電動(dòng)機(jī)控制裝置在逆變器的電源輸入側(cè)或電源輸出側(cè)(接地一側(cè))設(shè)置單一的電流檢測(cè)回路(一分流器式電流檢測(cè)電路)，進(jìn)行pwm控制，并且，在占空比模式切換的定時(shí)，通過(guò)不使用由旋轉(zhuǎn)傳感器檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)角度信號(hào)，而是使用基于在即將進(jìn)行占空比模式切換之前的復(fù)數(shù)個(gè)電動(dòng)機(jī)角度(存儲(chǔ)值)估計(jì)出的電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值，使得可以除去噪音并且防止因電動(dòng)機(jī)角度的變動(dòng)而造成的影響。

背景技術(shù)：

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置利用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力對(duì)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)施加轉(zhuǎn)向輔助力(輔助力)，其將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)并通過(guò)諸如齒輪或傳送皮帶之類(lèi)的傳送機(jī)構(gòu)，向轉(zhuǎn)向軸或齒條軸施加轉(zhuǎn)向輔助力。為了準(zhǔn)確地產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助力的扭矩，這樣的現(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(eps)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)電流的反饋控制。反饋控制調(diào)整電動(dòng)機(jī)外加電壓，以便使轉(zhuǎn)向輔助指令值(電流指令值)與電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)值之間的差變小。電動(dòng)機(jī)外加電壓的調(diào)整一般通過(guò)調(diào)整pwm控制的占空比(dutyratio)指令值來(lái)進(jìn)行。

參照?qǐng)D1對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的一般結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，轉(zhuǎn)向盤(pán)(方向盤(pán))1的柱軸(轉(zhuǎn)向軸)2經(jīng)過(guò)減速齒輪3、萬(wàn)向節(jié)4a和4b、齒輪齒條機(jī)構(gòu)5、轉(zhuǎn)向橫拉桿6a和6b，再通過(guò)輪轂單元7a和7b，與轉(zhuǎn)向車(chē)輪8l和8r連接。另外，在柱軸2上設(shè)有用于檢測(cè)出轉(zhuǎn)向盤(pán)1的轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器10，對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)1的轉(zhuǎn)向力進(jìn)行輔助的電動(dòng)機(jī)20通過(guò)減速齒輪3與柱軸2連接。電池13對(duì)用于控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的控制單元(ecu)100進(jìn)行供電，并且，經(jīng)過(guò)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)11，點(diǎn)火信號(hào)被輸入到控制單元100。控制單元100基于由扭矩傳感器10檢測(cè)出的轉(zhuǎn)向扭矩tr和由車(chē)速傳感器12檢測(cè)出的車(chē)速vel，進(jìn)行作為輔助(轉(zhuǎn)向輔助)指令的電流指令值的運(yùn)算，根據(jù)通過(guò)對(duì)電流指令值實(shí)施補(bǔ)償?shù)榷玫降碾妷嚎刂浦礶，來(lái)控制供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)20的電流。此外，也可以從諸如can(controllerareanetwork，控制器局域網(wǎng)絡(luò))之類(lèi)的地方獲得車(chē)速vel。

控制單元100主要由cpu(也包含mpu、mcu和類(lèi)似裝置)構(gòu)成，該cpu內(nèi)部由程序執(zhí)行的一般功能，如圖2所示。

參照?qǐng)D2對(duì)控制單元100的功能以及動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，由扭矩傳感器10檢測(cè)出的轉(zhuǎn)向扭矩tr和來(lái)自車(chē)速傳感器12的車(chē)速vel被輸入到電流指令值運(yùn)算單元101中，電流指令值運(yùn)算單元101使用輔助圖(アシストマップ)等運(yùn)算出電流指令值iref1。運(yùn)算出的電流指令值iref1在最大輸出限制單元102基于過(guò)熱保護(hù)條件等被限制了輸出，被限制了最大輸出的電流指令值iref2被輸入到減法單元103中。此外，電流指令值運(yùn)算單元101和最大輸出限制單元102構(gòu)成了扭矩控制單元。

減法單元103求出電流指令值iref2與被反饋回來(lái)的電動(dòng)機(jī)20的電動(dòng)機(jī)電流im之間的偏差電流iref3(＝iref2－im)，pi(比例積分)等的電流控制單元104對(duì)偏差電流iref3進(jìn)行控制，在電流控制單元104中經(jīng)控制后得到的電壓控制值e被輸入到pwm控制單元105以便運(yùn)算出占空比指令值，根據(jù)運(yùn)算了占空比指令值的pwm信號(hào)ps并經(jīng)由逆變器106來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)20進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由載波信號(hào)生成單元107生成的具有所規(guī)定的頻率的呈鋸齒形的各相載波信號(hào)cs被輸入到pwm控制單元105中。逆變器106內(nèi)的電流檢測(cè)電路120檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)20的電動(dòng)機(jī)電流im，檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)電流im被反饋輸入到減法單元103中。在矢量控制等中將無(wú)刷dc電動(dòng)機(jī)用作電動(dòng)機(jī)20的情況下，作為旋轉(zhuǎn)傳感器，例如分解器21被連接到電動(dòng)機(jī)20，并且，設(shè)有用于基于電動(dòng)機(jī)角度(角度信號(hào))θ運(yùn)算出電動(dòng)機(jī)角速度ω的角速度運(yùn)算單元22。

在用于通過(guò)電壓控制值e來(lái)控制電動(dòng)機(jī)電流im并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的逆變器106中，使用將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(例如，fet(場(chǎng)效應(yīng)晶體管))與電動(dòng)機(jī)20橋接在一起的電橋電路，通過(guò)基于電壓控制值e決定的pwm信號(hào)ps的占空比指令值，對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通或斷開(kāi)(on/off)控制，以便控制電動(dòng)機(jī)電流im。

在電動(dòng)機(jī)20為三相(u相、v相、w相)無(wú)刷dc電動(dòng)機(jī)的情況下，pwm控制單元105和逆變器106的詳細(xì)結(jié)構(gòu)例如為如圖3所示的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，如圖3所示，pwm控制單元105由占空比運(yùn)算單元105a和柵極驅(qū)動(dòng)單元105b構(gòu)成，其中，占空比運(yùn)算單元105a輸入各相載波信號(hào)cs，并且，通過(guò)使電壓控制值e按照所規(guī)定的公式來(lái)運(yùn)算出三個(gè)相(u相、v相、w相)的pwm-占空比指令值d1～d6；柵極驅(qū)動(dòng)單元105b通過(guò)pwm-占空比指令值d1～d6來(lái)驅(qū)動(dòng)fet1～fet6的各個(gè)柵極以便導(dǎo)通或斷開(kāi)(on/off)fet1～fet6。另外，逆變器106由由u相的高側(cè)fet1和低側(cè)fet4構(gòu)成的上下橋臂、由v相的高側(cè)fet2和低側(cè)fet5構(gòu)成的上下橋臂以及由w相的高側(cè)fet3和低側(cè)fet6構(gòu)成的上下橋臂所組成的三相電橋構(gòu)成，其通過(guò)基于pwm-占空比指令值d1～d6來(lái)導(dǎo)通或斷開(kāi)fet1～fet6以便驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20。還有，電池13經(jīng)由電源繼電器14對(duì)逆變器106進(jìn)行供電。

在這樣的結(jié)構(gòu)中，盡管需要測(cè)量逆變器106的驅(qū)動(dòng)電流或電動(dòng)機(jī)20的電動(dòng)機(jī)電流，但作為控制單元100的小型化、輕量化以及成本降低的要求項(xiàng)目之一，有電流檢測(cè)電路的單一化的要求。作為電流檢測(cè)電路的單一化，一分流器式電流檢測(cè)電路是已知的，一分流器式的電流檢測(cè)電路120的結(jié)構(gòu)例如為圖4所示的結(jié)構(gòu)(例如，日本特開(kāi)2009-131064號(hào)公報(bào))。也就是說(shuō)，一個(gè)分流器電阻r1被連接在fet電橋的底部橋臂與接地(gnd)之間，通過(guò)運(yùn)算放大器(差動(dòng)放大電路)121和電阻r2～r4將電流流過(guò)fet電橋時(shí)的基于分流器電阻r1的下降的電壓換算成電流值ima，并且，經(jīng)由由電阻r6和電容器c1構(gòu)成的濾波器在a/d變換單元122在所規(guī)定的定時(shí)進(jìn)行a/d變換，輸出作為數(shù)字值的電流值im。此外，經(jīng)由電阻r5作為基準(zhǔn)電壓的2.5v被連接到運(yùn)算放大器121的正端子輸入。

在通過(guò)這樣的一分流器式電流檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)出u相、v相、w相的各相電流的情況下，例如日本特開(kāi)2010-279141號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)所示那樣，采用了這樣的方法，即，進(jìn)行最大占空比、中間占空比以及最小占空比的判定，對(duì)于被移動(dòng)的載波周期依次進(jìn)行排序。也就是說(shuō)，對(duì)各個(gè)相的占空比設(shè)定值的大小進(jìn)行比較，決定最大相、中間相以及最小相，以中間相的載波信號(hào)的上升的相位y為基準(zhǔn)，使最大相的載波信號(hào)的上升的相位只超前一定量，并且，使最小相的載波信號(hào)的上升的相位只滯后一定量，基于相位互相錯(cuò)開(kāi)的各個(gè)相的載波信號(hào)和各個(gè)相的占空比設(shè)定值來(lái)生成各相pwm信號(hào)，在到中間相的pwm信號(hào)以及最小相的pwm信號(hào)的各自的上升為止的所規(guī)定的區(qū)間tu、tw進(jìn)行電流檢測(cè)。通過(guò)這樣做，就能夠利用單一的電流檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)出各個(gè)相的電動(dòng)機(jī)電流。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2010-279141號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2006-33903號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2012-125106號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，當(dāng)基于電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，最大相、中間相、最小相的順序?yàn)閡相、v相、w相的情況下，pwm的上升的定時(shí)如圖5的載波周期tc1以及tc2的范圍所示那樣，按照u相、v相、w相的順序被啟動(dòng)。然而，在接下來(lái)的瞬間，基于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)u相、v相、w相的占空比的大小關(guān)系如圖5的載波周期tc3的范圍所示那樣，變成u相為最大相、v相為最小相、w相為中間相的話，則pwm的上升的定時(shí)也從u相→v相→w相變化到u相→w相→v相。由于這樣的變化，所以會(huì)一時(shí)性地發(fā)生圖5所示的并非想要的占空比的變動(dòng)。

圖6(a)～圖6(j)示出了其動(dòng)作示例，圖6(a)示出了在時(shí)刻t1，v相占空比指令值的相序從中間相切換到最小相的樣子，圖6(b)示出了基于v相占空比指令值的v相電流，示出了在時(shí)刻t1之后，發(fā)生了由于因相切換而發(fā)生的一時(shí)性的占空比的變動(dòng)而造成的電流變動(dòng)(失真)的樣子。還有，圖6(c)示出了在時(shí)刻t1，w相占空比指令值的相序從最小相切換到中間相的樣子，圖6(d)示出了基于w相占空比指令值的w相電流，示出了在時(shí)刻t1之后，發(fā)生了由于相切換而造成的電流變動(dòng)(失真)的樣子。

就這樣，在時(shí)刻t1，由于發(fā)生了因切換v相以及w相的相序的pwm切換定時(shí)而發(fā)生的一時(shí)性的占空比的變動(dòng)，所以在v相電流以及w相電流發(fā)生變動(dòng)(失真)，如圖6(e)所示那樣，電動(dòng)機(jī)角度發(fā)生變動(dòng)，因此，如圖6(f)所示那樣，電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)值發(fā)生變動(dòng)，并且，運(yùn)算出的電流指令值如圖6(g)所示那樣發(fā)生變動(dòng)。其結(jié)果為，如圖6(h)～圖6(j)所示那樣，發(fā)生因u相、v相、w相的各相占空比指令值發(fā)生變動(dòng)而造成的噪音，發(fā)生聲音和振動(dòng)。

如上所述，在pwm相位移動(dòng)的瞬間，發(fā)生基于pwm相位移動(dòng)的占空比相序的變動(dòng)，這樣的占空比相序的變動(dòng)引起例如v相電流以及w相電流的變動(dòng)(失真)，這樣的電流失真引起電動(dòng)機(jī)角度的變動(dòng)，因此，電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)值發(fā)生變動(dòng)，扭矩控制單元以及電流控制單元因響應(yīng)了這樣的檢測(cè)值的變動(dòng)而作出反應(yīng)，從而發(fā)生電流指令值以及占空比指令值的變動(dòng)。其結(jié)果為，形成了v相電流以及w相電流更進(jìn)一步發(fā)生變動(dòng)的一連串的反饋環(huán)，引起發(fā)生聲音和振動(dòng)等不良現(xiàn)象。在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中發(fā)生聲音和振動(dòng)的話，則會(huì)給駕駛員帶來(lái)不舒服的感覺(jué)，并使轉(zhuǎn)向性惡化。

作為解決這樣的問(wèn)題的方法，可以考慮到通過(guò)把發(fā)生變動(dòng)的電動(dòng)機(jī)角度當(dāng)作噪音并且對(duì)其進(jìn)行一定的濾波處理，以便抑制變動(dòng)。

然而，作為被疊加在諸如分解器之類(lèi)的旋轉(zhuǎn)傳感器的旋轉(zhuǎn)(角度)信號(hào)上的噪聲，一般而言可以考慮到開(kāi)關(guān)噪聲，作為降低這樣的開(kāi)關(guān)噪聲的方法，例如日本特開(kāi)2006-33903號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)所公開(kāi)那樣，一般而言，通過(guò)對(duì)分解器輸出信號(hào)進(jìn)行平均化以便降低噪聲的方法是已知的。但是，當(dāng)使用用來(lái)除去如上所述那樣的起因于pwm相位切換的呈階梯狀的噪聲的濾波器的時(shí)候，存在不能正確地再生分解器輸出信號(hào)本身的可能性，因此，在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的場(chǎng)合，存在會(huì)變成對(duì)駕駛員來(lái)說(shuō)是不好的轉(zhuǎn)向性能的問(wèn)題。

還有，在日本特開(kāi)2012-125106號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)所公開(kāi)的控制裝置中，通過(guò)與旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)聯(lián)的第一補(bǔ)正和與調(diào)制率相關(guān)聯(lián)的第二補(bǔ)正來(lái)實(shí)現(xiàn)降低起因于開(kāi)關(guān)噪聲的角度檢測(cè)噪聲。然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3的控制裝置中，因?yàn)槔糜煞纸馄鳈z測(cè)出的現(xiàn)在值來(lái)實(shí)施所有的信號(hào)處理，所以存在分解器輸出信號(hào)本身的變動(dòng)就那樣會(huì)產(chǎn)生影響的問(wèn)題。

另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2和專(zhuān)利文獻(xiàn)3不但都沒(méi)有公開(kāi)電動(dòng)機(jī)電流的檢測(cè)方法，而且還都完全沒(méi)有考慮控制單元的小型化、輕量化以及成本降低。

因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)機(jī)控制裝置及搭載了該電動(dòng)機(jī)控制裝置的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，該電動(dòng)機(jī)控制裝置使用廉價(jià)、小型的一分流器式電流檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)電流，并且，即使在pwm相位移動(dòng)的瞬間發(fā)生起因于pwm相位移動(dòng)的占空比變動(dòng)，也不會(huì)發(fā)生電流指令值以及占空比指令值的變動(dòng)，而且也不會(huì)產(chǎn)生諸如聲音、振動(dòng)之類(lèi)的不舒服的現(xiàn)象。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，其通過(guò)控制運(yùn)算來(lái)計(jì)算出用于對(duì)電動(dòng)機(jī)的電流進(jìn)行控制的各相占空比指令值，形成與所述各相占空比指令值相對(duì)應(yīng)的pwm信號(hào)，基于所述pwm信號(hào)并通過(guò)逆變器來(lái)驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)，并且，設(shè)有用于檢測(cè)出所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)角度的旋轉(zhuǎn)傳感器，本發(fā)明的上述目的可以通過(guò)下述這樣實(shí)現(xiàn)，即：一分流器式電流檢測(cè)電路被連接到所述電動(dòng)機(jī)逆變器的電源一側(cè)或接地一側(cè)，具備比較單元、定時(shí)控制單元和電動(dòng)機(jī)角度輸出單元，所述比較單元對(duì)所述各相占空比指令值進(jìn)行比較并決定大小關(guān)系，所述定時(shí)控制單元基于所述大小關(guān)系以所規(guī)定的順序依次啟動(dòng)所述pwm信號(hào)的上升或下降的定時(shí),所述電動(dòng)機(jī)角度輸出單元根據(jù)所規(guī)定的算法變更所述上升的順序，只在變更了所述上升的順序的定時(shí)，基于所述旋轉(zhuǎn)傳感器的過(guò)去值來(lái)估計(jì)電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值，將所述電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值作為所述電動(dòng)機(jī)角度并將其輸出。

還有，本發(fā)明的上述目的還可以通過(guò)下述這樣更有效地實(shí)現(xiàn)，即：所述所規(guī)定的順序?yàn)樗稣伎毡戎噶钪档淖畲笙唷⒅虚g相、最小相的順序；或，所述所規(guī)定的算法為這樣一種算法，即，在各個(gè)相的最大相、中間相、最小相的關(guān)系發(fā)生了變化的定時(shí)，也變更所述上升的順序；或，所述電動(dòng)機(jī)角度輸出單元由相變化檢測(cè)單元、存儲(chǔ)單元和電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元構(gòu)成，所述相變化檢測(cè)單元檢測(cè)出所述最大相、中間相、最小相的關(guān)系的變化，所述存儲(chǔ)單元以所規(guī)定的周期存儲(chǔ)來(lái)自所述旋轉(zhuǎn)傳感器的電動(dòng)機(jī)角度，所述電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元基于所述存儲(chǔ)單元的復(fù)數(shù)個(gè)過(guò)去值來(lái)估計(jì)所述電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值；或，所述電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元通過(guò)線性近似來(lái)估計(jì)所述電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值；或，所述旋轉(zhuǎn)傳感器為分解器。

通過(guò)搭載上述各個(gè)電動(dòng)機(jī)控制裝置，可以實(shí)現(xiàn)上述目的的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。

(三)有益效果

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在pwm相位移動(dòng)的定時(shí)，不是使用來(lái)自旋轉(zhuǎn)傳感器(例如分解器)的電動(dòng)機(jī)角度(角度信號(hào))，而是使用被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的復(fù)數(shù)個(gè)上次的值并通過(guò)線性近似來(lái)估計(jì)電動(dòng)機(jī)角度，并且使用估計(jì)出的電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值，這樣就能夠抑制作為引起諸如聲音、振動(dòng)之類(lèi)的不良現(xiàn)象的反饋環(huán)中的一個(gè)的電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)值的變動(dòng)或使其最小化。

因此，由于伴隨pwm相位切換而產(chǎn)生的電流變動(dòng)(失真)以及電動(dòng)機(jī)的角度變動(dòng)不會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)值造成影響，所以電流指令值變成不傳播電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)值的變動(dòng)的平滑的指令值波形，其結(jié)果為，占空比指令值也可以獲得不會(huì)受到上述變動(dòng)的影響的平滑的指令值波形。因?yàn)檎伎毡戎噶钪底兂刹粫?huì)受到電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)值的變動(dòng)的影響的平滑的波形，所以能夠減輕或抑制對(duì)電動(dòng)機(jī)控制裝置和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置來(lái)說(shuō)是不良且不舒服的現(xiàn)象的發(fā)生。

附圖說(shuō)明

圖1是表示電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的概要的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示控制單元的一般的結(jié)構(gòu)示例的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是表示pwm控制單元以及逆變器的結(jié)構(gòu)示例的接線圖。

圖4是表示一分流器式電流檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示例的接線圖。

圖5是表示變更占空比指令值的pwm相位的相序的樣子的pwm相位圖。

圖6是表示現(xiàn)有裝置的動(dòng)作示例的時(shí)間關(guān)系圖。

圖7是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖。

圖8是表示本發(fā)明的動(dòng)作示例的流程圖。

圖9是表示電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)的動(dòng)作示例的流程圖。

圖10是表示本發(fā)明的效果的特性圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置(電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置)中，在逆變器與電源之間，或者，在逆變器與接地(gnd)之間，設(shè)有單一的電流檢測(cè)回路(一分流器式電流檢測(cè)電路)。并且，對(duì)各個(gè)相的占空比指令值的大小進(jìn)行比較，決定最大相、中間相以及最小相，以中間相的載波信號(hào)的上升的相位為基準(zhǔn)，使最大相的載波信號(hào)的上升的相位只超前一定量，并且，使最小相的載波信號(hào)的上升的相位只滯后一定量，基于相位互相錯(cuò)開(kāi)的各個(gè)相的載波信號(hào)和各個(gè)相的占空比指令值來(lái)生成各相pwm信號(hào)，在到中間相的pwm信號(hào)以及最小相的pwm信號(hào)的各自的上升為止的所規(guī)定的區(qū)間進(jìn)行電流檢測(cè)，以便能夠通過(guò)一分流器式電流檢測(cè)電路來(lái)可靠地檢測(cè)出u相、v相、w相的各相電動(dòng)機(jī)電流。

在本發(fā)明中，通過(guò)檢測(cè)出占空比模式的相序的切換，只在被檢測(cè)出來(lái)的相序切換的定時(shí)使用基于在即將檢測(cè)出相序切換之前的復(fù)數(shù)個(gè)存儲(chǔ)值(電動(dòng)機(jī)角度)估計(jì)出的電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值，而不是使用由分解器等檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)角度(角度信號(hào))，這樣就可以不需要通過(guò)特別的濾波器，卻能夠防止或抑制起因于相序切換的定時(shí)的電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)值的變動(dòng)的占空比指令值的變動(dòng)。在占空比模式的相序切換的定時(shí)之外的期間，原封不動(dòng)地使用由分解器等檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)角度。

下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

與圖2相對(duì)應(yīng)的圖7示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。如圖7所示，具備占空比設(shè)定單元130、比較單元131和定時(shí)控制單元132，其中，占空比設(shè)定單元130基于來(lái)自電流控制單元104的電壓控制值e和載波信號(hào)cs設(shè)定與各個(gè)相的pwm信號(hào)的占空比相對(duì)應(yīng)的占空比指令值ds；比較單元131對(duì)由占空比設(shè)定單元130設(shè)定的各個(gè)相的占空比指令值ds進(jìn)行比較，決定占空比指令值ds的大小為最大的最大相、占空比指令值ds的大小為中間的中間相以及占空比指令值ds的大小為最小的最小相，輸出大小關(guān)系信號(hào)sr；定時(shí)控制單元132基于來(lái)自比較單元131的大小關(guān)系信號(hào)sr和載波信號(hào)cs以所規(guī)定的順序，例如，以占空比指令值ds的最大相→中間相→最小相的順序啟動(dòng)三個(gè)相的pwm信號(hào)的上升或下降的定時(shí),經(jīng)由逆變器106輸出用來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的pwm信號(hào)ps。

還設(shè)有相變化檢測(cè)單元142、存儲(chǔ)單元141和電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元140，其中，相變化檢測(cè)單元142檢測(cè)出從定時(shí)控制單元132輸出的三個(gè)相的pwm信號(hào)ps的上升的順序發(fā)生了變化，當(dāng)發(fā)生了變化的時(shí)候，輸出相變化信號(hào)pc；存儲(chǔ)單元141以所規(guī)定的周期存儲(chǔ)來(lái)自分解器21的電動(dòng)機(jī)角度θ；電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元140只在相變化信號(hào)pc從相變化檢測(cè)單元142被輸出的時(shí)候，從存儲(chǔ)單元141中讀取過(guò)去復(fù)數(shù)次的存儲(chǔ)角度數(shù)據(jù)θm，通過(guò)線性近似來(lái)估計(jì)電動(dòng)機(jī)角度，輸出電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值θe。

當(dāng)相變化信號(hào)pc沒(méi)有從相變化檢測(cè)單元142被輸出的時(shí)候，分解器21的電動(dòng)機(jī)角度θ原封不動(dòng)地作為電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值θe被輸出。也就是說(shuō)，當(dāng)相變化信號(hào)pc沒(méi)有被輸出的時(shí)候，電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值θe＝電動(dòng)機(jī)角度θ成立。還有，由扭矩控制單元110計(jì)算出的電流指令值iref2被輸入到減法單元103中，作為電流指令值iref2與由一分流器式電流檢測(cè)電路120檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)電流im之間的偏差的電流指令值iref3被輸入到電流控制單元104中。

此外，因?yàn)閬?lái)自分解器21的輸出為模擬信號(hào)，所以存儲(chǔ)單元141實(shí)際上是以所規(guī)定的采樣周期將通過(guò)a/d變換器或類(lèi)似裝置進(jìn)行a/d變換后得到的數(shù)字值作為電動(dòng)機(jī)角度θ存儲(chǔ)起來(lái)。還有，電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元140、存儲(chǔ)單元141和相變化檢測(cè)單元142構(gòu)成電動(dòng)機(jī)角度輸出單元。

在這樣的結(jié)構(gòu)中，參照?qǐng)D8的流程圖對(duì)其動(dòng)作示例進(jìn)行說(shuō)明。在本流程圖中，只對(duì)與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的部分進(jìn)行說(shuō)明。

首先，占空比設(shè)定單元130輸入由電流控制單元104運(yùn)算出的電壓控制值e和由載波信號(hào)生成單元107生成的載波信號(hào)cs(步驟s1)，設(shè)定與各個(gè)相的pwm信號(hào)的占空比相對(duì)應(yīng)的占空比指令值ds(步驟s2)。由占空比設(shè)定單元130設(shè)定的占空比指令值ds被輸入到比較單元131中，比較單元131對(duì)各個(gè)相的占空比指令值ds進(jìn)行比較，決定占空比指令值ds的大小為最大的最大相、占空比指令值ds的大小為中間的中間相以及占空比指令值ds的大小為最小的最小相，輸出大小關(guān)系信號(hào)sr(步驟s3)。

定時(shí)控制單元132輸入來(lái)自比較單元131的大小關(guān)系信號(hào)sr，以所規(guī)定的順序依次啟動(dòng)三個(gè)相的pwm信號(hào)的上升(或下降)的定時(shí)(步驟s4)。所規(guī)定的順序例如為占空比指令值ds的最大相→中間相→最小相的順序，或者，最小相→中間相→最大相的順序等。定時(shí)控制單元132輸出被控制了定時(shí)的pwm信號(hào)ps(步驟s5)，通過(guò)pwm信號(hào)ps并經(jīng)由逆變器106來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20(步驟s10)。

通過(guò)一分流器式電流檢測(cè)電路120如上所述那樣檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)20的各相電動(dòng)機(jī)電流(步驟s11)，檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)值im被反饋到減法單元103。還有，通過(guò)分解器21檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)角度θ(步驟s12)，檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)角度θ以所規(guī)定的采樣周期被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元141中(步驟s13)。

另一方面，相變化檢測(cè)單元142基于pwm信號(hào)ps檢測(cè)出是否上升的順序被變更并且有相變化(步驟s14)，當(dāng)檢測(cè)出相變化的時(shí)候，輸出相變化信號(hào)pc。相變化信號(hào)pc被輸入到存儲(chǔ)單元141以及電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元140中，電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元140從存儲(chǔ)單元141中讀取在即將輸入相變化信號(hào)pc之前的復(fù)數(shù)個(gè)過(guò)去的電動(dòng)機(jī)角度θm，通過(guò)基于復(fù)數(shù)個(gè)電動(dòng)機(jī)角度θm的線性近似來(lái)估計(jì)出電動(dòng)機(jī)角度θe(步驟s20)。電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元140輸出估計(jì)出的電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值θe(步驟s30)。此外，當(dāng)相變化信號(hào)pc沒(méi)有從相變化檢測(cè)單元142被輸出的時(shí)候，由分解器21檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)角度θ原封不動(dòng)地作為電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值θe(＝θ)被輸出。

圖9的流程圖示出了上述步驟s20的電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)的詳細(xì)內(nèi)容。如圖9所示，當(dāng)輸入了來(lái)自相變化檢測(cè)單元142的相變化信號(hào)pc的時(shí)候(步驟s21)，從存儲(chǔ)單元141中讀取復(fù)數(shù)次過(guò)去的存儲(chǔ)值(電動(dòng)機(jī)角度θm)(步驟s22)。電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元140使用讀取出來(lái)的復(fù)數(shù)次過(guò)去的存儲(chǔ)值并且通過(guò)公知的線性近似運(yùn)算來(lái)估計(jì)出電動(dòng)機(jī)角度(步驟s23)，輸出估計(jì)出的電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值θe(步驟s24)。

與圖6相比較，圖10示出了本發(fā)明的效果。在本發(fā)明中，即使電動(dòng)機(jī)角度θ起因于相變化如圖10(e)所示那樣發(fā)生了變動(dòng)，當(dāng)如圖10(a)以及圖10(c)所示那樣發(fā)生了相變化的時(shí)候，基于由相變化檢測(cè)單元142檢測(cè)出的相變化信號(hào)pc，電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元140基于電動(dòng)機(jī)角度θ的過(guò)去值θm并通過(guò)線性近似或?qū)?shù)近似等如圖10(f)所示那樣來(lái)估計(jì)出電動(dòng)機(jī)角度，在控制運(yùn)算中使用這個(gè)被估計(jì)出來(lái)的電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)值θe。因此，如圖10(g)～圖10(j)所示那樣，電流指令值以及各相占空比指令值沒(méi)有發(fā)生變動(dòng)，并且，能夠輸出平滑的電流指令值以及各相占空比指令值。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1轉(zhuǎn)向盤(pán)(方向盤(pán))

10扭矩傳感器

12車(chē)速傳感器

13電池

20電動(dòng)機(jī)

21分解器

22角速度運(yùn)算單元

100控制單元(ecu)

101電流指令值運(yùn)算單元

102最大輸出限制單元

104電流控制單元

105pwm控制單元

105a占空比運(yùn)算單元

105b柵極驅(qū)動(dòng)單元

106逆變器

107載波信號(hào)生成單元

120一分流器式電流檢測(cè)電路

130占空比設(shè)定單元

131比較單元

132定時(shí)控制單元

140電動(dòng)機(jī)角度估計(jì)單元

141存儲(chǔ)單元

142相變化檢測(cè)單元。