电动助力转向装置的制造方法_2

文档序号:8946863阅读:来源:国知局
,由于电池电压下降,所以在电池电压与点火电压之间会产生电位差。
[0027]通过升压电路106C使点火电压升压后的电压被外加到高侧FETl?FET3的门极端子上,对应电池电压的逆变器外加电压被外加到源极端子上。因此,电池电压越下降,门极一源极之间的电压越变大,被外加到被连接在门极-源极之间的门极保护用齐纳二极管ZDl?ZD3上的电压也越变大。如果被外加到齐纳二极管ZDl?ZD3上的电压超过齐纳电压的话,则电流流动,产生自发热,因此有必要通过限制PWM信号的占空比,缩短高侧FETl?FET3的导通时间来抑制自发热,或需要提高齐纳二极管ZDl?ZD3的额定功率。
[0028]与此相反,在专利文献I中,由于根据电源电压进行辅助限制,因此具有无法有效抑制齐纳二极管自发热的问题。如果提高齐纳二极管的额定功率的话,则成本提高,同时,产生尺寸变大和装载性变差的问题。
[0029]本发明是根据上述情况而完成的,本发明的目的在于提供一种电动助力转向装置,该电动助力转向装置即使因启动等导致电源电压剧烈变化并下降,也可以通过对齐纳二极管的功率损耗进行时间累计,随着累计损耗的增加来限制占空比,从而既不提高齐纳二极管的额定功率,又不损坏操舵性能,并可靠地保护被内置在驱动电路中的齐纳二极管。
[0030]解决技术问题的技术手段
[0031]本发明涉及一种电动动力转向装置,其基于转向扭矩和车速运算转向辅助指令值,基于所述转向辅助指令值产生PWM信号,经由装载了 FET保护用齐纳二极管的FET电桥电路,对电动机进行PWM驱动,通过所述电动机的PffM驱动,来对转向系统进行辅助控制,本发明的上述目的可以通过下述这样实现,即:具备功率损耗运算单元、累计损耗运算单元、容许损耗运算单元、最小值选择单元及限制值运算单元;所述功率损耗运算单元在点火电压与逆变器外加电压之差为规定电压以上时,运算所述齐纳二极管的功率损耗;所述累计损耗运算单元运算所述功率损耗的累计功率;所述容许损耗运算单元基于温度运算所述齐纳二极管的容许损耗;所述最小值选择单元选择所述容许损耗与所述累计损耗的损耗差的最小值;所述限制值运算单元基于所述损耗差的最小值及所述容许损耗运算所述PWM信号的限制值。
[0032]另外,本发明的上述目的还可以通过下述这样更有效地实现,即:还设置有限制所述限制值的速率的速率限制器;或,所述差变为所述规定电压以上之后,在所述差变成小于所述规定电压之后的经过时间达到了规定时间的时候,将所述累计损耗运算单元的所述累计损耗清空为O ;或,所述限制值运算单元基于与所述损耗差的最小值成正比的关系,输出所述限制值;或,所述限制值运算单元的输出特性增益,随着所述温度的升高而变大。
[0033]发明效果
[0034]根据本发明的电动助力转向装置,即使由于启动等导致电源电压(电池电压)剧烈变化(下降),也能够通过对被装载在电动机驱动电路中的逆变器上的齐纳二极管的功率损耗进行时间累计,随着累计损耗的增加,进一步地以温度作为参数来限制占空比,从而可以不损坏操舵性能,并实现齐纳二极管的保护。由于限制占空比,因此不需要提高齐纳二极管的额定功率。
[0035]另外,在启动后的发动机工作过程中电源电压恢复,当点火电压与电池电压之差变得比规定电压小的情况下,通过渐变解除对占空比的限制,因而也不会损坏操舵性能。进一步地,在点火电压与电池电压之差变成小于规定电压之后的经过时间经过了规定时间的情况下,齐纳二极管的自发热温度下降,将累计功率清空为0,因此能够使累计功率与自发热温度正确对应。
【附图说明】
[0036]图1是表示电动助力转向装置的概要结构图。
[0037]图2是表示控制单元的一般结构例的框图。
[0038]图3是表示电动机驱动电路的结构例的接线图。
[0039]图4是表示本发明实施方式的控制单元的结构例的框图。
[0040]图5是表示本发明中使用的限制值运算单元的特性的一个例子的特性图。
[0041 ]图6是表示本发明的动作例的流程图。
[0042]图7是表示本发明的动作例的时间图。
【具体实施方式】
[0043]在通过用稳压电路将再次启动发动机时的下降电压升压升至一定电压来对被装载在具备空转停止功能的车辆上的电动助力转向装置的点火电压进行补偿的情况下,如果再次启动发动机的话,由于电池电压下降,所以在电池电压与点火电压之间会产生电位差。然后,使点火电压升压后的电压被外加到构成逆变器的FET电桥电路的高侧FET的门极端子上,对应电源电压的逆变器外加电压被外加到源极端子上,电源电压越下降,则门极一源极之间的电压越变大,被外加到被连接在门极一源极之间的门极保护用齐纳二极管上的电压也越变大。如果被外加到齐纳二极管上的电压超过齐纳电压的话,则电流流动,产生自发热。由于如果提高齐纳二极管的额定功率的话,会造成成本提高,同时产生尺寸变大和装载性变差的问题,因此在本发明中,当点火电压与电源电压之差达到规定电压以上时,通过限制占空比,缩短高侧FET的导通时间,从而抑制自发热。因此,不需要提高齐纳二极管的额定功率,并能够使用廉价的小型齐纳二极管。
[0044]另外,在启动后的发动机工作过程中,电源电压恢复,当点火电压与逆变器外加电压之差变得比规定电压小的情况下,通过渐变解除对占空比的限制,不会损坏操舵性能。另夕卜,在经过了规定时间的情况下,将累计功率清空为0,使累计功率与自发热温度正确对应。
[0045]下面,参照附图详细说明本发明的实施方式。
[0046]图4是表示本发明的电动助力转向装置的控制单元100的结构例的框图,由于是与前述图2对应表示的结构图,因此对相同部件附上相同的附图标记,并省略说明。
[0047]本实施方式的控制单元100新设置功率损耗运算单元110、累计损耗运算单元112、温度传感器114、容许损耗运算单元115、减法单元113、最小值选择单元120、限制值运算单元130和速率限制器131,其中,功率损耗运算单元110运算三相的各相功率损耗Pz ;累计损耗运算单元112运算三相的各相功率的累计损耗Wz ;温度传感器114测量周围温度Tf ;容许损耗运算单元115基于测量出的温度Tf运算容许损耗AL ;减法单元113从容许损耗AL中减去累计损耗Wz ;最小值选择单元120从三相中选择并输出容许损耗AL与累计损耗Wz的损耗差的最小值LD ;限制值运算单元130基于被选择出的最小值的损耗差LD及容许损耗AL运算对占空比的限制值Lv;速率限制器131限制(渐变)限制值Lv的增减速度(rate (速率))。通过速率限制器131被限制了速率的限制值Lm被输入到PffM控制单元105中;PWM控制单元105输出被限制了占空比的PWM信号PSm。
[0048]三相的PffM信号PSm、点火电压Vb及逆变器外加电压Vr被输入到功率损耗运算单元110中;功率损耗运算单元110基于PffM信号PSm、点火电压Vb及逆变器外加电压Vr运算各相的齐纳二极管(DZl?DZ3)的功率损耗Pz,并输出运算得到的各相功率损耗Pz。仅在齐纳二极管自发热的条件下,即,只在“点火电压Vb-逆变器外加电压Vr 3规定电压Vc”成立时,运算并输出功率损耗Pz ;在上述自发热条件不成立时,因为不产生功率损耗Pz,故输出为O。
[0049]累计损耗运算单元112将本次(采样)的功率损耗Pz与前次(采样)的功率损耗Pz (Z 相加,运算累计损耗Wz,并将运算得到的累计损耗Wz减法输入到减法单元113中。SP,对功率损耗Pz进行时间累计,并根据下述式2,运算齐纳二极管的累计损耗Wz。
[0050][式2]
[0051]Wz = Σ Pz.Δ t
[0052]其中,At是处理时间。
[0053]在“点火电压Vb-逆变器外加电压VK规定电压Vc”成立的时间继续了规定时间(T0)的情况下,因为能够判断由齐纳二极管自发热产生的温度已下降,因此将累计损耗Wz清空为O。
[0054]容许损耗运算单元115根据测量出的温度Tf计算对齐纳二极管的容许损耗AL。尽管齐纳二极管的容许损耗由能允许的温度上升的程度来决定,但是如果周围温度变化的话,则齐纳二极管的能允许的温度上升也发生变动,因此需要根据周围温度Tf来计算容许损耗AL。被计算出的容许损耗Al被相加输入到减法单元113中。
[0055]减法单元113从用在容许损耗运算单元115运算得到的容许损耗A
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