CN102985311A - 电动助力转向装置的控制装置 - Google Patents

电动助力转向装置的控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102985311A
CN102985311A CN2012800003352A CN201280000335A CN102985311A CN 102985311 A CN102985311 A CN 102985311A CN 2012800003352 A CN2012800003352 A CN 2012800003352A CN 201280000335 A CN201280000335 A CN 201280000335A CN 102985311 A CN102985311 A CN 102985311A
Authority
CN
China
Prior art keywords
value
unit
dead time
dead
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012800003352A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102985311B (zh
Inventor
北爪徹也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Publication of CN102985311A publication Critical patent/CN102985311A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102985311B publication Critical patent/CN102985311B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0496Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures by using a temperature sensor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0463Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种电动助力转向装置的控制装置,其可基于开关元件的温度校正死区时间补偿量,由此抑制死区时间和死区时间补偿值的不一致,抑制电动机电流失真和扭矩波动的产生,根据转向条件进行死区时间补偿,抑制异声干扰的产生,即使在从低温到高温的环境下也能有良好的转向性能。本发明的电动助力转向装置的控制装置具备:运算死区时间特性值的死区时间特性单元;判定转向状态的转向状态判定单元;根据转向状态的判定来改变死区时间特性值增益的增益单元;根据转向状态的判定切换极性判定方法,并基于电动机的检测电流或电流指令值或模型电流值判定极性的极性判定单元;检测变换器温度的温度传感器;计算与温度相对应的死区时间温度校正值的死区时间温度校正值计算单元;以及,在增益单元的输出中对带极性的死区时间补偿值运算处理死区时间温度校正值,并输出死区时间补偿值的运算处理单元。

Description

电动助力转向装置的控制装置
技术领域
本发明涉及一种向车辆的转向系统提供由电动机产生的转向辅助力的电动助力转向装置的控制装置,特别是涉及根据转向状态和变换器温度来改善电动机驱动用变换器的死区时间补偿的电动助力转向装置的控制装置。
背景技术
利用电动机的旋转力对车辆的动力转向装置施加辅助力的电动助力转向装置,将电动机的驱动力经减速机由齿轮或皮带等传动机构,向转向轴或齿条轴施加辅助力。并且,为了向电动机供给电流来使该电动机产生所希望的扭矩,在电动机驱动电路上使用变换器。
在此,如图1所示,对现有的电动助力转向装置的一般结构进行说明,驾驶盘1的柱轴(转向轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿臂机构5、转向横拉杆6a、6b,再通过轮毂单元7a、7b与转向车轮8L、8R连接。此外,在柱轴2上设有检测驾驶盘1的转向扭矩的扭矩传感器10,对驾驶盘1的转向力进行辅助的电动机20经过减速齿轮3与柱轴2连接。从电池13向控制电动助力转向装置的控制装置100供电,同时,经过点火开关11输入点火信号。控制装置100基于由扭矩传感器10检测的转向扭矩T及由车速传感器12检测的车速V,进行辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算,在电流控制单元通过对电流指令值施加补偿等的电压指令值E,来控制供给电动机20的电流。另外,车速V也可以从CAN(Controller AreaNetwork,控制器局域网)等处获得。
控制装置100主要由CPU(也包含MPU、MCU)构成,该CPU内部由程序执行的一般功能如图2所示。
参照图2说明控制装置100的功能及动作,由扭矩传感器10检测的转向扭矩T和由车速传感器12检测的车速V被输入到运算电流指令值Iref1的电流指令值运算单元101中。电流指令值运算单元101基于输入的转向扭矩T和车速V,利用辅助图表等决定作为供给电动机20的电流的控制目标值的电流指令值Iref1。电流指令值Iref1经过加法单元102A作为电流指令值Iref2被输入到电流限制单元103,限制了最大电流的电流指令值Iref3被输入到减法单元102B,运算Iref3和被反馈回来的电动机电流值Im之间的偏差Iref4(=Iref3-Im),该偏差Iref4被输入到作为电流控制单元的PI控制单元104中。在PI控制单元104改善了特性的电压指令值E被输入到PWM控制单元105中,再经过作为驱动单元的变换器106对电动机20进行PWM驱动。由电动机电流检测器107检测电动机20的电流值Im,该电流值Im被反馈到减法单元102B。变换器106作为开关元件一般使用FET,由FET的电桥电路构成。
另外,来自补偿单元110的补偿信号CM在加法单元102A进行加法运算,由补偿信号CM的加法运算可进行系统的补偿、改善收敛性和惯性特性等。补偿单元110将自位扭矩(SAT)113和惯性112在加法单元114进行加法运算,该加法运算结果再与收敛性111在加法单元115进行加法运算,将加法单元115的加法运算结果作为补偿信号CM。
电动机20为三相无刷电动机的情况下,PWM控制单元105和变换器106的详细结构如图3所示。PWM控制单元105是由占空比运算单元105A、死区时间单元105C1~105C3和门驱动单元105B构成,其中占空比运算单元105A是将电压指令值E按照规定公式运算三相的PWM占空比指令值D1~D6;死区时间单元105C1~105C3针对PWM占空比指令值D4~D6设定死区时间;门驱动单元105B是由PWM占空比指令值D1~D3驱动FET1~FET3各门,同时,用设定了来自死区时间单元105C1~105C3的死区时间的PWM占空比指令值D4d~D6d来驱动FET4~FET6各门的开或关,变换器106是由FET1及FET4构成的上下分路、FET2及FET5构成的上下分路和FET3及FET6构成的上下分路组成的三相桥式结构,由PWM占空比指令值D1~D3及D4d~D6d控制开或关来驱动电动机20。
在此,死区时间单元105C1~105C3对死区时间进行设定的理由如下。
构成变换器106的各上下分路,例如FET1及FET4反复交替进行导通、断开,同样FET2及FET5反复交替进行导通、断开,FET3及FET6也反复交替进行导通、断开。但是,FET不是理想的开关,不能按照门信号的指示瞬时进行导通、断开,需要导通时间Ton以及断开时间Toff。因此,例如同时向FET1发出导通的指示和向FET4发出断开的指示时,FET1及FET4同时导通,会有上下分路短路的问题。因此,为了避免FET1以及FET4同时导通产生通过电流,向门驱动单元105B发出断开信号的情况下,不立即向门驱动单元105B发出导通信号,在死区时间单元105C1经过被称为死区时间的规定时间后,向门驱动单元105B发出导通信号,以此来防止FET1及FET4上下短路。这种做法也同样适用于其余的FET2~FET6。
可是,对于电动助力转向装置的控制来说,该死区时间的存在成为引发扭矩不足和扭矩波动问题的原因。
首先,参照图4对死区时间、导通时间以及断开时间进行说明。图4(A)所示的从占空比运算单元105A发出的占空比指令值D1(D4)作为对FET1和FET4的导通、断开信号。可是,实际上,供给FET1的是如图4(B)所示的门信号K1,供给FET4的是如图4(C)所示的门信号K2。即,门信号K1和K2中,均可确保死区时间Td。由FET1及FET4构成的端子电压为如图4(D)所示的Van。即便给予基于门信号K1的导通信号,FET1也不会立即导通,需要经过导通时间Ton后,才导通;即使给予断开信号,FET1也不会立即断开,需要经过断开时间Toff后,才断开。并且,Vdc为变换器106的电源电压(电池13的电压)。因此,总延迟时间Ttot如下述公式1所示。(公式1)
Ttot=Td+Ton-Toff
下面,说明死区时间Td对电动助力转向装置的影响。
首先,对电压的影响有如下几种。如图4所示,相对于理想的门信号(D1、D4),实际的门信号K1及K2由于死区时间Td的影响而与门信号不同。因此产生电压失真,但该失真电压ΔV在电动机电流Im的流向为正的情况下(在电流流向从电源流向电动机的情况下)为下述公式2,在电动机电流Im的流向为负的情况下(在电流流向从电动机流向电源的情况下)为下述公式3。
(公式2)
-ΔV=-(Ttot/Ts)·(Vdc/2)
这里,Ts为对逆变器106进行了PWM控制的情况下的PWM频率fs的倒数,Ts=1/fs。
(公式3)
ΔV=(Ttot/Ts)·(Vdc/2)
将上述公式2及公式3用一个公式表示时,如下述公式4所示。
(公式4)
ΔV=-sign(Im)·(Ttot/Ts)·(Vdc/2)
这里,sign(Im)表示电动机电流Im的极性。
由上述公式4可推导出,PWM频率fs越高、电源电压Vdc越大时,失真电压ΔV越明显表现出死区时间Td的影响。
虽然对死区时间Td带给电压失真的影响进行了说明,即使对电流或扭矩,也存在死区时间Td带来的不利影响。关于电流失真,当电流由正向负,或由负向正变化时,会发生由死区时间Td引起的电流靠近零附近的现象(归零现象)。这是因为负荷(电动机)产生电感,由死区时间Td引起的电压减少有想要将电流维持在零的倾向。
此外,作为死区时间Td带给扭矩的影响,表现在扭矩的输出不足和扭矩波动的增加。即,电流失真产生低次谐波,从而造成扭矩波动的增加。另外,因为受到死区时间Td影响的实际电流比理想电流小,所以造成扭矩的输出不足。
为了防止上述死区时间Td的不利影响,人们考虑了各种对策,即所谓的死区时间补偿。其基本想法为补偿上述公式4所示的失真电压ΔV。因此,为了补偿公式4,通过下述公式5所示的死区时间校正值(电压)Δu进行校正。
(公式5)
Δu=sign(Im)·(Ttot/Ts)·(Vdc/2)
在死区时间补偿中发生的问题是无法正确检测电流Im的极性sign(Im)。在测定电流Im的极性时,PWM控制的噪音或上述电流归零现象使得很难正确测定电流Im的极性。
并且,在电动助力转向装置中,在直行时,转向的中间位置附近的特性要求经常用弱电流反复进行转向反转等微控制。特别是因为直行状态,高速行驶等在驾驶盘传播的路面振动少的部分,辅助的不稳定因素易作为振动传播。
专利文献
专利文献1:日本特开2006-199140号公报
专利文献2:日本特开平11-27951号公报
专利文献3:日本特开2009-5485号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
作为解决上述问题的方法,日本特开2006-199140号公报(专利文献1)公开了一种电动助力转向装置的控制装置。在该控制装置中根据电流及转向条件计算死区时间补偿的补偿量及电流符号,与电压指令值进行加法运算,从而在各种转向条件或负荷状态下,从转向感的观点出发,设定最佳死区时间补偿值。
虽然变换器的死区时间的设定一般是在CPU(微型计算机等)中设定预先决定的值,但由于开关元件(FET)的温度变化,实际的死区时间值会发生变动。但是,在专利文献1的装置中,由于根据转向条件对死区时间补偿量的校正未考虑开关元件的温度变化,在由温度变化导致实际的死区时间发生改变的情况下,有可能会产生死区时间和死区时间补偿量的不一致,因此不能进行适当的补偿而造成电流失真、扭矩波动的恶化。特别是在转向的中间位置附近以外,尽管希望使死区时间和死区时间补偿量一致来提高转向的反应性,但在常温下设定的补偿值的情况下,例如在高温环境下,有可能会产生补偿量变得过多的特性,易产生电流失真、扭矩波动。
此外,尽管日本特开平11-27951号公报(专利文献2)中所示的变换器控制装置是根据热敏电阻温度来校正死区时间补偿量,但由于该变换器控制装置与电动助力转向装置无关,所以完全没有考虑根据转向条件来校正死区时间补偿量这一点。因此,该变换器控制装置并不能适用于电动助力转向装置。
另外,尽管日本特开2009-5485号公报(专利文献3)中所示的死区时间校正方法是根据用温度变化检测方法检测出的温度来校正死区时间设定值本身,但该死区时间校正方法抑制装置的温度上升,并按照随着电动机驱动电路的上下分路对开关切换时的通过电流产生的温度变化来切换死区时间的宽度的大小。因此该死区时间校正方法,由于未考虑车辆的环境,所以并不能实质上解决扭矩波动。
本发明是考虑到上述情况而完成的,本发明的目的是提供一种电动助力转向装置的控制装置,其根据开关元件(变换器)的温度来校正死区时间补偿值,从而抑制实际的死区时间与死区时间补偿值的不一致,抑制电动机电流失真或扭矩波动的产生,同时,通过根据转向条件进行死区时间补偿来抑制异声的产生,即使在由低温到高温的环境中,转向性能也总是良好。
解决技术问题的手段
本发明涉及一种电动助力转向装置的控制装置,其根据基于转向轴上产生的转向扭矩计算的电流指令值和来自将所述电流指令值作为输入的电流控制单元的电压指令值,由变换器控制向转向机构提供转向辅助力的电动机,其设有:基于所述电流指令值运算死区时间特性值的死区时间特性单元;判定驾驶盘转向状态的转向状态判定单元;根据所述转向状态判定单元的判定来改变所述死区时间特性值增益的增益单元;根据所述转向状态判定单元的判定切换极性判定方法的同时,基于所述电动机的检测电流或所述电流指令值,或基于所述电流指令值的模型电流值,判定极性的极性判定单元;检测所述变换器温度的温度传感器;计算与所述温度相对应的死区时间温度校正值的死区时间温度校正值计算单元;以及,在所述增益单元的输出中,对所述极性判定单元判定了的带极性的死区时间补偿值,运算处理所述死区时间温度校正值,并输出死区时间补偿值的运算处理单元,通过将所述死区时间补偿值提供给所述电压指令值,来补偿所述变换器的死区时间,从而达成本发明。
另外,本发明的上述目的还可这样更有效地达成,即:在所述变换器高温时,减小所述死区时间补偿值,在所述变换器低温时,增大所述死区时间补偿值;或者,由计算温度校正极限值的温度校正极限值计算单元构成所述死区时间温度校正值计算单元,由温度感应型限制器构成所述运算处理单元;或者,由计算温度校正减法值的温度校正减法值计算单元构成所述死区时间温度校正值计算单元,由减法单元构成所述运算处理单元;或者,由计算温度校正增益的温度校正增益计算单元构成所述死区时间温度校正值计算单元,由乘法单元构成所述运算处理单元。
发明效果
根据本发明的电动助力转向装置的控制装置,由于用考虑了变换器温度的死区时间补偿值对电压指令值进行死区时间补偿,因此可提供高性能的电动助力转向装置的控制装置,其与基于含有噪音的实测电流的死区时间补偿不同,减少了电动机电压、电流的失真,并且与温度变化无关,总是可以进行扭矩波动很少的死区时间补偿。
另外,由于本发明也考虑了随着转向状态电动机电流的变化来进行死区时间补偿,因此与只使用固定值的死区时间补偿不同,减少了电动机电压、电流的失真,能够随着转向状态进行扭矩波动很少的死区时间补偿。
附图说明
图1是表示通常的电动助力转向装置的构成例的图。
图2是表示控制装置的一例的方框构成图。
图3是表示PWM控制单元和变换器的构成例的线路图。
图4是说明死区时间、导通时间和断开时间的关系的时间图。
图5是用来说明开关元件的死区的温度变化例的特性图(低温、高温)。
图6是表示开关元件的死区宽度的温度变化例的特性图。
图7是用来说明基于死区时间补偿的,过零电流时的特性状态的特性图(不足、适中、过多)。
图8是表示本发明构成例的方框图。
图9是表示死区时间补偿单元构成例(实施例1)的方框图。
图10是表示死区时间特性的一例的特性图。
图11是表示温度校正极限值计算单元的特性例的特性图。
图12是表示温度感应型限制器的特性例的特性图。
图13是用来说明判断驾驶盘打轮回轮的图。
图14是表示死区时间补偿单元构成例(实施例2)的方框图。
图15是表示温度校正增益计算单元的特性例的特性图。
图16是表示补偿值随温度变化的变化例的特性图。
图17是表示死区时间补偿单元的构成例(实施例3)的方框图。
图18是表示温度校正增益计算单元的特性例的特性图。
图19是表示补偿值随温度变化的变化例的特性图。
具体实施方式
如图5(A)所示,为了防止由开关元件(FET、IGBT、三端双向开关等)构成的变换器的通过电流而被提供的死区时间,作为对于过0安培时的占空比指令值的输出电流的特性畸变(死区DB)产生。可是,该死区(DB),在图5(A)中,例如低温(如0℃)时,在温度变化到高温(如40℃)时,如图5(B)所示,会变窄(死区DB’(<DB))。一般情况下,根据开关元件的特性,死区宽度随着温度的降低而变宽、随着温度的升高而变窄。死区宽度的温度特性,关于构成变换器的FET如图6所示。即,设变换器(FET)的温度为t,温度系数为C,0℃下的死区宽度为DB0,则实际死区宽度DB由下述公式6表示。
(公式6)
DB=-C·t+DB0
在此,死区时间补偿是对照过0安培的定时,施加补偿电压,消除如图5(A)及(B)所示的输出电流的特性畸变(DB、DB’)。即,将公式6中所示的实际死区宽度DB作为死区时间补偿量,从而可得到图7(B)中所示的没有电流失真的特性。可是,如果死区时间补偿量只由转向条件来校正的话,由于实际死区宽度DB会随着温度而变化,因此温度降低时如图7(A)所示补偿不足,温度上升时如图7(C)所示补偿过多。
在本发明中,按照变换器的温度、驾驶盘的打轮回轮、释放的转向状态,来计算死区时间补偿值,同时,对驱动电动机的变换器的电压指令值进行死区时间补偿。因此,即使温度发生变化(-40℃~80℃),也总是能够实现电动机电压、电流失真少,扭矩波动少的高性能的死区时间补偿。
下面,参照附图来说明本发明的实施例。
图8将本发明的构成例与图2对应表示,在设置了死区时间补偿单元200的同时,还设置了可检测变换器106的温度t的温度传感器300,其中死区时间补偿单元200计算死区时间补偿值Δu,对变换器106的实际电流中出现的死区进行补偿。另外,在电动机20上安装了分解器等旋转传感器301,并设置了根据旋转传感器301的输出信号检测旋转角θ的旋转角检测单元302和由旋转角θ检测电动机角速度ω的角速度检测单元303。将转向扭矩T、车速V、旋转角θ、角速度ω、电流指令值Iref2以及温度t输入死区时间补偿单元200。死区时间补偿单元200计算死区时间补偿值Δu,在加法单元201中与电压指令值E进行加法运算。将在加法单元201中进行了加法运算的电压指令值E’(=E+Δu)输入PWM控制单元105进行PWM控制,由变换器106驱动电动机20。作为死区时间补偿单元200的输入,可以用电压指令值E来代替电流指令值Iref2。
下面,如图9所示,对死区时间补偿单元的构成例(实施例1)进行说明。
将来自加法单元102A的电流指令值Iref2输入到转向状态判定单元210,同时,也输入到死区时间特性单元(运算单元)211。将从死区时间特性单元(运算单元)211得到的死区时间特性值Dt输入到增益单元212。死区时间特性单元(运算单元)211对电流指令值Iref2输出死区时间特性值Dt,该死区时间特性值Dt具有如图10所示特性的死区时间特性。另外,极性判定单元213利用附带滞后现象特性来判定输入信号极性,将电动机的检测电流Im或电流指令值Iref2,或者基于电流指令值Iref1的模型电流输入到极性判定单元213,可基于从转向状态判定单元210得到的转向状态信号ST1,使滞后宽度发生变更。模型电流是将电流指令值Iref1利用下述公式7的传递函数变换得来。
(公式1)
MR(s)=1/(1+Tc·S)
这里,Tc=1/(2π·fc),fc为电流控制回路的截止频率。
上述公式7的一阶时滞函数是电流控制回路的模型函数,该函数是将表示电动机20的传递函数1/(R+s·L)以PI控制单元104、PWM控制单元105、变换器106、电动机电流检测器107为基础推导出的。
在此,实际的电动机电流Im含有很多噪音,这使得在零电流附近的极性判定很难进行。因此,如果不使用实际的电动机电流Im,以无噪音的电流指令值Iref1为基础,通过一阶时滞电路生成电动机20的模型电流,基于模型电流判定极性的话,会更有效。
转向状态判定单元210具有驾驶盘的释放判定功能以及打轮回轮判定功能,将电动机角速度ω、转向扭矩T、车速V、电动机旋转角θ以及电流指令值Iref2输入到转向状态判定单元210,在转向状态判定单元210判定为释放的情况下,将转向状态信号ST1输入到极性判定单元213,在转向状态判定单元210判定为打轮或回轮的情况下,将转向状态信号ST2输入到增益单元212。由极性判定单元213决定的极性sign(Pi)被输入到乘法单元214,与从增益单元212得到的经增益调整过的死区时间特性值Dta进行乘法运算,乘法运算结果sign(Pi)·Dta为带极性的死区时间特性值Dtb,将其输入到作为输出死区时间补偿值Δu的运算处理单元的温度感应型限制器215中。将从温度传感器300得到的温度t输入到作为死区时间温度校正值计算单元的温度校正极限值计算单元215中,例如利用如图11所示的特性,计算温度校正极限值tr作为死区时间温度补校正值。将计算得到的温度校正极限值tr输入到温度感应型限制器216中,输出按图12所示的特性限制了带极性的死区时间特性值Dtb上下的死区时间补偿值Δu。
另外,转向状态判定单元210的驾驶盘释放判定功能是基于车速V、电动机角速度ω以及电流指令值Iref2,在判定驾驶盘为既不旋转也不转向辅助的释放(离手)时,输出转向状态信号ST1;打轮回轮判定功能是基于电动机角速度ω以及转向扭矩T,如图13所示,在电动机角速度ω及转向扭矩T在同一方向的情况下,判定为打轮,不同方向的情况下,判定为回轮,并输出转向状态信号ST2。
在这样的构成中,说明其动作。
电动机20的检测电流Im或电流指令值Iref2,或者基于电流指令值Iref1的模型电流,与转向状态信号ST1一起被输入到极性判定单元213中,其极性被判断。极性判定单元213输出的sign(Pi)如下述公式8所示,以(+1)或(-1)的形式输出。
虽然如上所述,由于噪音等难以测定实际的电动机电流和变换器电流并正确判定极性,但若用模型电流判定的话则很容易。
(公式8)
Sign(Pi)=(+1)或者(-1)
另外,极性判定单元213为附带滞后的极性判定,根据判定驾驶盘为释放(离手)状态时的转向状态信号ST1,如下所示设定极性判定的滞后宽度。
(公式9)
释放时(ST1=1):滞后宽度大
转向时(ST1=0):滞后宽度小
在电流指令的偏差超出死区时间补偿滞后宽度的情况下,死区时间补偿的输出方向由正→负或由负→正交替,通过包含扭矩控制的闭合回路引起自激振荡,造成异声。该问题是由指令值通过以约0A为中心进行干扰而产生波动的状况造成的。由于转向状态时由于指令值在某数值以上,不造成自激振荡。因此,在电流指令值难以确定的释放状态下,为了消除对指令值变动的灵敏度而增加滞后宽度,由于在转向时导致死区时间补偿的延迟,产生扭矩波动,因此转向时缩小了滞后宽度。
另外,转向状态判定单元210内的驾驶盘释放判定功能,把车速V、电动机角速度ω以及电流指令值Iref2作为输入,在下述公式10成立时,会输出状态判定信号ST=1。
(公式10)
0<车速V<规定值α,并且角速度ω<规定值β,
并且|电流指定值Iref2|<规定值γ,
并且转向扭矩T<规定值T0,或旋转角θ<规定值θ0
并且,规定值α为可忽略由自激振荡产生的声音干扰时的车速,规定值β为检测不出噪音的小的数值,规定值γ为检测不出噪音的小的数值。
另外,将从死区时间特性单元211得到的死区时间特性值Dt输入到增益单元212中,根据从转向状态判定单元210内的打轮回轮判定功能得到的转向状态信号ST2来调整增益。打轮回轮的判定如图13所示,由于打轮时需要校正,因此根据转向状态信号ST2,把增益单元212的增益定为“1”;由于回轮时不需要校正,因此根据转向状态信号ST2,把增益单元212的增益定为“0”或很小。
如此,根据从打轮回轮判定功能得到的转向状态信号ST2调整了增益的死区时间特性值Dta,在乘法单元214中按照极性判定单元213得到的极性(正负)提供极性,并被输入到温度感应型限制器216中,按照从温度校正极限值计算单元215得到的温度校正极限值tr,按照如图12所示的特性,输出死区时间补偿值Δu。如此计算得到的死区时间补偿值Δu,与图2所示的PI控制单元输出的电压指令值E在加法单元201进行加法运算。温度感应型的死区时间补偿值Δu与电压指令值E进行加法运算的意义是,在电压指令值E表示的基本控制上,添加校正值Δu来控制,所述校正值Δu使由用来防止上下分路短路的死区时间引起的电压、电流失真和扭矩波动改善。
下面,参照与图9相对应的图14,对死区时间补偿单元200的其他构成例(实施例2)进行说明。与图9同样的单元件,用同样的符号表示,省略说明。
在本例中,作为死区时间温度校正值计算单元,设置温度校正减法值计算单元220,其可根据从温度传感器300得到的温度t计算作为死区时间温度校正值的温度校正减法值ts,同时,作为运算处理单元,设置减法单元221,其可从乘法单元214得到的带极性的死区时间特性值Dtb中减去温度校正减法值ts。用减法单元221,从带极性的死区时间特性值Dt中减去温度校正减法值ts,输出温度感应型的死区时间补偿值Δu1。温度校正减法值计算单元220中的温度t与温度校正减法值ts的关系如图15的实线或虚线所示,这样的温度校正减法值ts用减法单元221,从带极性的死区时间特性值Dtb中减去,由此可进行如图16所示的温度校正。图16的实线为本发明的特性,虚线为不进行温度校正情况下的特性。
并且,参照与图9相对应的图17,对死区时间补偿单元200的其他构成例(实施例3)进行说明。与图9同样的单元件,用同样的符号表示,省略说明。
本例中,作为死区时间补偿值计算单元,设置温度校正增益计算单元230,其可根据从温度传感器300得到的温度t计算得到作为死区时间补偿值的温度校正增益tg,同时,作为运算处理单元,设置乘法单元231,其可对从乘法单元214得到的带极性的死区时间特性值Dtb与温度校正增益tg进行乘法运算,通过对带极性的死区时间特性值Dtb与温度校正增益tg进行乘法运算,输出温度感应型的死区时间补偿值Δu2。温度校正增益计算单元230中的温度t与温度校正增益tg的关系如图18所示,通过这样的温度校正增益tg在乘法单元231中的乘法运算,可进行如图19所示的温度校正。图19的实线为本发明的特性,虚线为不进行温度校正情况下的特性。
并且,如上所述对三相电动机进行了说明,对于两相其他的电动机也同样适用。
附图标记说明
1    驾驶盘
2    柱轴(转向轴)
10   扭矩传感器
12   车速传感器
20   电动机
100  控制装置
110  补偿单元
200  死区时间补偿单元
210  转向状态判定单元
211  死区时间特性单元(运算单元)
212  增益单元
213  极性判定单元
215  温度校正极限值计算单元
216  温度感应型限制器
220  温度校正减法值计算单元
230  温度校正增益计算单元
300  温度传感器
301  旋转传感器
302  旋转角检测单元
303  角速度检测单元

Claims (5)

1.一种电动助力转向装置的控制装置,其根据基于在转向轴上产生的转向扭矩运算的电流指令值和来自把所述电流指令值作为输入的电流控制单元的电压指令值,由变换器来控制向转向机构提供转向辅助力的电动机,其特征在于,其具有:
基于所述电流指令值运算死区时间特性值的死区时间特性单元,
判定驾驶盘转向状态的转向状态判定单元,
根据所述转向状态判定单元的判定来改变所述死区时间特性值增益的增益单元,
按照所述转向状态判定单元的判定切换极性判定方法的同时,基于所述电动机的检测电流或所述电流指令值,或基于所述电流指令值的模型电流值,判定极性的极性判定单元,
检测所述变换器温度的温度传感器,
计算与所述温度相对应的死区时间温度校正值的死区时间温度校正值计算单元,以及,
在所述增益单元的输出中,对所述极性判定单元判定了的带极性的死区时间补偿值,运算处理所述死区时间温度校正值,并输出死区时间补偿值的运算处理单元;
通过将所述死区时间补偿值提供给所述电压指令值,来补偿所述变换器的死区时间。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置的控制装置,其特征在于,在所述变换器的高温时,使所述死区时间补偿值减小;在所述变换器的低温时,使所述死区时间补偿值增大。
3.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置的控制装置,其特征在于,由进行温度校正极限值的计算的温度校正极限值计算单元构成所述死区时间温度校正值计算单元;由温度感应型限制器构成所述运算处理单元。
4.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置的控制装置,其特征在于,由进行温度校正减法值的计算的温度校正减法值计算单元构成所述死区时间温度校正值计算单元;由减法单元构成所述运算处理单元。
5.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置的控制装置,其特征在于,由进行温度校正增益的计算的温度校正增益计算单元构成所述死区时间温度校正值计算单元;由乘法单元构成所述运算处理单元。
CN201280000335.2A 2011-06-08 2012-05-11 电动助力转向装置的控制装置 Active CN102985311B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011127867A JP5327277B2 (ja) 2011-06-08 2011-06-08 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP2011-127867 2011-06-08
PCT/JP2012/062153 WO2012169311A1 (ja) 2011-06-08 2012-05-11 電動パワーステアリング装置の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102985311A true CN102985311A (zh) 2013-03-20
CN102985311B CN102985311B (zh) 2015-12-02

Family

ID=47295882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280000335.2A Active CN102985311B (zh) 2011-06-08 2012-05-11 电动助力转向装置的控制装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9050996B2 (zh)
EP (1) EP2559608B1 (zh)
JP (1) JP5327277B2 (zh)
CN (1) CN102985311B (zh)
BR (1) BR112013031478B1 (zh)
WO (1) WO2012169311A1 (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105691451A (zh) * 2014-12-09 2016-06-22 株式会社捷太格特 电动助力转向设备及其控制方法
CN107215385A (zh) * 2016-03-21 2017-09-29 现代摩比斯株式会社 电动动力转向系统的转向扭矩补偿装置和方法
CN108535031A (zh) * 2018-04-09 2018-09-14 江苏农牧科技职业学院 一种农用装载车转向校正系统及方法
CN108528525A (zh) * 2018-04-09 2018-09-14 江苏农牧科技职业学院 一种农用装载车转向控制系统
CN109311510A (zh) * 2016-06-06 2019-02-05 日本精工株式会社 电动动力转向装置
CN109451782A (zh) * 2016-07-20 2019-03-08 日本精工株式会社 电动助力转向装置
CN109496393A (zh) * 2016-07-20 2019-03-19 日本精工株式会社 电动助力转向装置
CN109562780A (zh) * 2016-08-24 2019-04-02 日本精工株式会社 电动助力转向装置
CN110431062A (zh) * 2017-08-02 2019-11-08 日本精工株式会社 电动助力转向装置
CN110550087A (zh) * 2018-05-31 2019-12-10 比亚迪股份有限公司 转向管柱的控制方法及控制装置
CN110612663A (zh) * 2017-06-16 2019-12-24 日本精工株式会社 电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置
CN110809855A (zh) * 2017-06-16 2020-02-18 日本精工株式会社 电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6051911B2 (ja) * 2013-02-14 2016-12-27 日産自動車株式会社 ステアリング制御装置、ステアリング制御方法
JP2014169061A (ja) * 2013-03-05 2014-09-18 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
JP5920301B2 (ja) * 2013-09-23 2016-05-18 株式会社デンソー 負荷駆動制御装置
JP6281573B2 (ja) * 2013-10-21 2018-02-21 株式会社島津製作所 パワーステアリング装置
JP5967339B2 (ja) * 2014-06-25 2016-08-10 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP6117744B2 (ja) 2014-07-11 2017-04-19 ファナック株式会社 出力段の不感帯幅推定機能を有するモータ駆動装置
CN107005195B (zh) * 2014-11-26 2019-03-01 日产自动车株式会社 电动机的控制装置以及控制方法
JP6243385B2 (ja) 2015-10-19 2017-12-06 ファナック株式会社 モータ電流制御における補正値を学習する機械学習装置および方法ならびに該機械学習装置を備えた補正値計算装置およびモータ駆動装置
BR112019001636B1 (pt) * 2016-08-24 2023-04-25 Nsk Ltd Aparelho de direção de energia elétrica
WO2018036637A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Thyssenkrupp Presta Ag Mosfet dead time optimization for an electric motor of a steering mechanism of a motor vehicle
WO2019111730A1 (ja) 2017-12-06 2019-06-13 日本電産株式会社 コントローラ、当該コントローラを有するモータ制御システム、および当該モータ制御システムを有する電動パワーステアリングシステム
WO2019150945A1 (ja) * 2018-01-30 2019-08-08 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP6391866B1 (ja) * 2018-02-26 2018-09-19 株式会社ラック 極性判定装置及び極性判定方法
KR102354756B1 (ko) * 2018-02-27 2022-01-25 현대모비스 주식회사 전동식 동력 조향장치의 조향감 제어 장치 및 방법
JP7205108B2 (ja) * 2018-08-20 2023-01-17 日本電産株式会社 モータ制御装置およびパワーステアリング装置
JP7052745B2 (ja) * 2019-01-25 2022-04-12 トヨタ自動車株式会社 車両制御システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1925301A (zh) * 2005-09-02 2007-03-07 株式会社电装 无电源电压波动的逆变器电路
CN101151793A (zh) * 2005-03-29 2008-03-26 株式会社安川电机 电流控制器及其电流偏移校正方法
US20080201041A1 (en) * 2007-02-07 2008-08-21 Nsk Ltd. Control device for electric power steering apparatus
US20100017063A1 (en) * 2007-06-29 2010-01-21 Nsk, Ltd. Electric power steering apparatus
EP2518890A1 (en) * 2009-12-25 2012-10-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric power steering apparatus

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3584276A (en) * 1969-05-13 1971-06-08 Allis Chalmers Mfg Co Vehicle electric motor drive system
US3720863A (en) * 1969-08-27 1973-03-13 Allis Chalmers Electrically driven vehicle steered by control of power and speed of tractive elements
US3577050A (en) * 1969-08-27 1971-05-04 Allis Chalmers Mfg Co Vehicle driven by synchronous motors
US3845372A (en) * 1970-11-19 1974-10-29 Allis Chalmers Mfg Co Circuit for starting electric motor from standstill with maximum torque
US4471280A (en) * 1983-05-06 1984-09-11 The Bendix Corporation Anti-log power amplifier for reversible D.C. motor in automotive steering controls
JPH1127951A (ja) 1997-07-02 1999-01-29 Hitachi Ltd Pwmインバータ制御装置
JP4617716B2 (ja) * 2004-05-11 2011-01-26 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
JP4617895B2 (ja) * 2005-01-20 2011-01-26 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP5053692B2 (ja) * 2007-04-16 2012-10-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 操舵支援システム及びそれを搭載した車両
JP2009005485A (ja) 2007-06-21 2009-01-08 Fujitsu Ten Ltd モータ制御装置、及びモータ制御装置のデッドタイム補正方法
JP5205973B2 (ja) * 2008-01-08 2013-06-05 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP2010057242A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Denso Corp モータ駆動回路及び電動式パワーステアリング装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101151793A (zh) * 2005-03-29 2008-03-26 株式会社安川电机 电流控制器及其电流偏移校正方法
CN1925301A (zh) * 2005-09-02 2007-03-07 株式会社电装 无电源电压波动的逆变器电路
US20080201041A1 (en) * 2007-02-07 2008-08-21 Nsk Ltd. Control device for electric power steering apparatus
US20100017063A1 (en) * 2007-06-29 2010-01-21 Nsk, Ltd. Electric power steering apparatus
EP2518890A1 (en) * 2009-12-25 2012-10-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric power steering apparatus

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105691451A (zh) * 2014-12-09 2016-06-22 株式会社捷太格特 电动助力转向设备及其控制方法
CN105691451B (zh) * 2014-12-09 2019-09-20 株式会社捷太格特 电动助力转向设备及其控制方法
CN107215385A (zh) * 2016-03-21 2017-09-29 现代摩比斯株式会社 电动动力转向系统的转向扭矩补偿装置和方法
CN109311510A (zh) * 2016-06-06 2019-02-05 日本精工株式会社 电动动力转向装置
CN109451782A (zh) * 2016-07-20 2019-03-08 日本精工株式会社 电动助力转向装置
CN109496393A (zh) * 2016-07-20 2019-03-19 日本精工株式会社 电动助力转向装置
CN109562780A (zh) * 2016-08-24 2019-04-02 日本精工株式会社 电动助力转向装置
CN110612663A (zh) * 2017-06-16 2019-12-24 日本精工株式会社 电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置
CN110809855A (zh) * 2017-06-16 2020-02-18 日本精工株式会社 电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置
CN110809855B (zh) * 2017-06-16 2022-09-30 日本精工株式会社 电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置
CN110431062A (zh) * 2017-08-02 2019-11-08 日本精工株式会社 电动助力转向装置
CN108528525B (zh) * 2018-04-09 2019-04-09 江苏农牧科技职业学院 一种农用装载车转向控制系统
CN108528525A (zh) * 2018-04-09 2018-09-14 江苏农牧科技职业学院 一种农用装载车转向控制系统
CN108535031A (zh) * 2018-04-09 2018-09-14 江苏农牧科技职业学院 一种农用装载车转向校正系统及方法
CN108535031B (zh) * 2018-04-09 2020-08-14 江苏农牧科技职业学院 一种农用装载车转向校正系统及方法
CN110550087A (zh) * 2018-05-31 2019-12-10 比亚迪股份有限公司 转向管柱的控制方法及控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012254682A (ja) 2012-12-27
BR112013031478B1 (pt) 2021-06-15
EP2559608A4 (en) 2015-11-25
JP5327277B2 (ja) 2013-10-30
EP2559608B1 (en) 2016-11-23
CN102985311B (zh) 2015-12-02
WO2012169311A1 (ja) 2012-12-13
EP2559608A1 (en) 2013-02-20
US9050996B2 (en) 2015-06-09
BR112013031478A2 (pt) 2017-09-05
US20130066524A1 (en) 2013-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102985311B (zh) 电动助力转向装置的控制装置
CN103155401B (zh) 电动机控制装置及电动助力转向装置
US8803455B2 (en) Motor controlling apparatus and electric power steering apparatus using the same
JP6635129B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
US20080201041A1 (en) Control device for electric power steering apparatus
BR112019022003A2 (pt) unidade de controle de motor e aparelho de direção elétrica equipado com a mesma
CN105612097B (zh) 电动助力转向装置
JPWO2016104681A1 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2007091182A (ja) 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP4617895B2 (ja) 電動パワーステアリング装置の制御装置
WO2005026003A1 (ja) 電動パワーステアリングシステム
US7504786B2 (en) Motor controller
CN105163999A (zh) 电动助力转向装置
US20080069547A1 (en) Motor control method and motor controller
JP2016096608A (ja) モータ制御装置、これを使用した電動パワーステアリング装置および車両
JP5392025B2 (ja) モータ制御装置及びそれを用いた電動パワーステアリング装置
JP5028813B2 (ja) 電動パワーステアリング装置及びその制御装置
US9061700B2 (en) Electric power steering control apparatus
JP3637764B2 (ja) 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP3742582B2 (ja) 電気自動車の制御装置
JPH10338152A (ja) 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP5590959B2 (ja) モータ駆動機構、モータ制御装置、及び、モータ駆動車両
JP2009027819A (ja) モータ駆動制御装置及び電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant