控制器的制造方法
【专利摘要】控制器(50)，在电动助力转向系统(1)中，通过生成辅助扭矩来控制电动机(20)，电动机(20)对由驾驶员对方向盘(10)进行的转向操作进行辅助。控制器包括指令计算器(51)，计算基础辅助指令值(B0)和校正指令值(C10，C20)中的至少一个校正指令值，分配器(55)，将指令值(B0，C10，C20)分配给多个绕组线组(21，22)，并且计算针对多个绕组线组(21，22)中的每个的扭矩指令值(trq1*，trq2*)。因此，基础辅助指令值(B0)和校正指令值(C10，C20)被恰当地分配给多个绕组线组(21，22)中的每个绕组线组，用于在多个绕组线组之中恰当地分配指令值以生成辅助扭矩。
【专利说明】
控制器
技术领域
[0001]本公开内容总体上涉及用于对电动助力转向设备的电动机进行驱动的控制器。
【背景技术】
[0002]传统上，将电动机作为其驱动动力的源的电动助力转向设备是公知的。例如，如在专利文献JP 2013-153619 A(专利文献I)中所公开的那样，电动助力转向设备具有用于给第一绕组线施加电压的第一逆变器以及用于给第二绕组线施加电压的第二逆变器，并且基于电流的偏差(即，供应给第一绕组线的电流与供应给第二绕组线的电流之间的差)来控制施加至所述第二绕组线的电压。
[0003]在专利文献I中所公开的交流旋转电机的控制器被应用于电动助力转向设备。在专利文献I中，计算电流指令值使得交流旋转电机(即，电动机)生成对转向系统的转向扭矩进行辅助的辅助扭矩。然而，专利文献I没有提出如何在复数个绕组线的系统中的每个系统之中分配对转向扭矩进行辅助的辅助扭矩。
【发明内容】
[0004]本公开内容的目的是提供一种控制器，该控制器将关于辅助扭矩的指令值恰当地分配给复数个绕组线组中的每个绕组线组。
[0005]本公开内容中的用于控制电动机的控制器对电动助力转向系统中的电动机进行控制。电动机具有多个绕组线组，多个绕组线组分别用于生成由驾驶员执行的对转向构件的转向操作进行辅助的辅助扭矩。此外，在电动助力转向系统中，逆变器针对绕组线组中的每个绕组线组以对应的方式被设置。控制器包括指令计算器、分配器以及电流控制部。
[0006]指令计算器计算基础辅助指令值和至少一个校正指令值。
[0007]分配器对于基础辅助指令值和至少一个校正指令值中的每个指令值通过对基础辅助指令值和至少一个校正指令值进行分配来计算针对多个绕组线组中的每个绕组线组的分配的指令值。
[0008]电流控制部基于分配的指令值来对流入多个绕组线组中的每个绕组线组的电流进行控制。
[0009]本公开内容的控制器设置有分配器，并且分配器例如根据基础辅助指令值和校正指令值等中的每个指令值的特征来将基础辅助指令值和校正指令值中的每个指令值分配给绕组线组中的每个绕组线组。
[0010]以这样的方式，将基础辅助指令值和校正指令值恰当地分配给绕组线组中的每个绕组线组，并且恰当地计算针对绕组线组中的每个绕组线组的分配的指令值。因此，可以减小两个或更多个控制(例如，针对驾驶员的操作的转向辅助的辅助控制以及针对自动化驱动的复数个系统控制)之间的干涉。
【附图说明】
[0011]根据以下参照附图进行的详细描述，本公开内容的目的、特征以及优点将会变得更加明显，在附图中:
[0012]图1是本公开内容的第一实施例中的控制器的框图；
[0013]图2是本公开内容的第一实施例中的电动机和逆变器的电路图；
[0014]图3是本公开内容的第一实施例中的分配器的框图；
[0015]图4是本公开内容的第一实施例中的电流控制部的框图；
[0016]图5是本公开内容的第二实施例中的分配处理的流程图；
[0017]图6是本公开内容的第三实施例中的分配处理的流程图；以及
[0018]图7是本公开内容的第四实施例中的电流控制部的框图。
【具体实施方式】
[0019]在下文中，基于附图来描述根据本公开内容的控制设备。在下述实施例中，相似的部件具有相似的附图标记，并且不重复对相似的部件进行描述。
[0020](第一实施例)
[0021]基于图1至图4来描述本公开内容的第一实施例中的控制器。
[0022 ]如图1中所示，本实施例的控制器50控制对在电动助力转向系统I中使用的电动机20的驱动。
[0023]电动助力转向系统I包括作为转向构件的方向盘10、输入轴11、柱轴12、中间轴13、扭杆14、电动机20、传动装置25、转向设备15、电流传感器41、扭矩传感器42、电动机旋转角传感器43(在下文中可以被简称为“旋转角传感器”)等。
[0024]由驾驶员进行转向的方向盘10与输入轴11的一端连接。输入轴11通过扭杆14与柱轴12连接。
[0025]柱轴12通过扭杆14与输入轴11的相对端(即，与连接输入轴11的一端的方向盘1相对的端)连接。电动机20经由传动装置25与柱轴12连接。从电动机20输出的扭矩经由传动装置25被传送至柱轴12作为辅助扭矩，并且这样的扭矩对柱轴12的旋转进行辅助。也就是说，本实施例的电动助力转向系统I是柱辅助式，其中，通过电动机20的辅助扭矩来对柱轴12的旋转进行辅助。然而，不仅柱辅助式电动助力转向系统可以适用于本公开内容，而且齿条辅助式电动助力转向系统也可以适用于本公开内容。
[0026]中间轴13连接柱轴12和转向设备15，并且将柱轴12的旋转传送至转向设备15。
[0027]转向设备15由具有齿条和齿轮(未示出)的齿条齿轮机构构成，并且转向设备15将经由中间轴13传递至转向设备15的柱轴12的旋转转换为齿条的平动往复移动。连结杆16被设置在齿条的两端。使用齿条将连结杆16往复地左右移动(S卩，对设置在连结杆16与车轮19之间的位置处的转向节臂17进行推拉)。从而，使接触路面rd的车轮19转向。
[0028]如图2中所示，电动机20是三相交流电机，并且具有转子和定子(未示出)。定子具有两个绕在定子上的绕组线的系统(即，第一系统绕组线组21和第二系统绕组线组22绕在定子上)。
[0029]第一系统绕组线组21包括Ul线圈211、V1线圈212以及Wl线圈213。第二系统绕组线组22包括U2线圈221、V2线圈222以及W2线圈223。
[0030]第一系统逆变器31具有六个开关元件311至316，并且将电力供应切换至第一系统绕组线组21。
[0031]作为设置在高电势侧上的开关元件的高电势侧开关元件311、312和313中的每个高电势侧开关元件的漏极经由高侧母线318与电池35的正电极连接。高电势侧开关元件311、312和313中的每个高电势侧开关元件的源极与作为设置在低电势侧上的开关元件的低电势侧开关元件314、315和316的漏极连接。
[0032]低电势侧开关元件314、315和316中的每个低电势侧开关元件的源极经由低侧母线319与地连接。开关元件对之间的连接点(S卩，三对高电势侧开关元件311、312、313与低电势侧开关元件314、315、316的连接点)分别与Ul线圈211的一端、Vl线圈212的一端以及Wl线圈213的一端连接。
[0033]第二系统逆变器32具有六个开关元件321至326，并且将电力供应切换至第二系统绕组线组22。
[0034]作为设置在高电势侧上的开关元件的高电势侧开关元件321、322和323中的每个高电势侧开关元件的漏极经由高侧母线328与电池35的正电极连接。高电势侧开关元件321、322和323中的每个高电势侧开关元件的源极与作为设置在低电势侧上的开关元件的低电势侧开关元件324、325和326的漏极连接。
[0035]低电势侧开关元件324、325和326中的每个低电势侧开关元件的源极经由低侧母线329与地连接。开关元件对之间的连接点(S卩，三对高电势侧开关元件321、322、323与低电势侧开关元件324、325、326的连接点)分别与U2线圈221的一端、V2线圈222的一端以及W2线圈223的一端连接。
[0036]继电器33设置在高侧总线318上。继电器33由功率继电器331和反相连接保护继电器332组成。功率继电器331导通或截断第一系统逆变器31与电池35之间的电流。反相连接保护继电器332设置在第一系统逆变器31与功率继电器331之间的位置处。
[0037]继电器34设置在高侧母线328上。继电器34由功率继电器341和反相连接保护继电器342组成。功率继电器341导通或截断第二系统逆变器32与电池35之间的电流。反相连接保护继电器342设置在第二系统逆变器32与功率继电器341之间的位置处。
[0038]虽然开关元件311至316、321至326以及继电器331、332、341、342都被实现为金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，但是其他类型的元件也可以用作开关元件和继电器，例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。
[0039]反向连接保护继电器332和342相对于各自的功率继电器331和341的连接方向反向连接。这样的配置在例如电池35被不慎地与电路反向连接时通过防止反向电流流入逆变器31、32等来为电子部件例如第一系统逆变器31、第二系统逆变器32等提供保护。
[0040]电容器36和扼流线圈37设置在(i)第一系统逆变器31和第二系统逆变器32与(ii)电池35之间的位置处。电容器36和扼流线圈37用作滤波器电路，减小传送到共享同一电池35的其他设备(S卩，例如电动机20、逆变器31和32等设备)的噪声以及来自共享同一电池35的其他设备(即，例如电动机20、逆变器31和32等设备)的噪声。
[0041]如图1中所示，电流传感器41检测供应给两个绕组线组的每相的电流(S卩，供应给第一系统绕组线组21的各相的Ul电流Iul、V1电流Ivl、W1电流Iwl;以及供应给第二系统绕组线组22的各相的U2电流Iu2、V2电流Iv2、W2电流Iw2)。
[0042]在下文中，Ul电流Iul、Vl电流Ivl、Wl电流Iwl;以及U2电流Iu2、V2电流Iv2和W2电流Iw2还可以被称为相电流Iul、Ivl、Iwl ；以及Iu2、Iv2和Iw2。
[0043]扭矩传感器42基于扭杆14的扭角来检测扭矩。根据本实施例，由扭矩传感器42检测的扭矩被称为“转向扭矩Ts”。
[0044]旋转角传感器43检测作为电动机20的旋转角的电动机旋转角0m。根据本实施例，电动机旋转角θπι被认为是机械角。
[0045]关于由电流传感器41检测的相电流Iul、Ivl、Iwl、Iu2、Ιν2和Iw2的检测信号，关于由扭矩传感器42检测的转向扭矩Ts的检测信号以及关于由旋转角传感器43检测的电动机旋转角θπι的检测信号被输出至控制器50。
[0046]如图1至图3中所示，控制器50管理对电动机20的控制，并且控制器50被设置为微处理器等以通过使用微处理器中的中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、输入/输出(I/O)以及连接这些元件的母线等来执行各种操作和计算。
[0047]控制器50中的许多处理中的每个处理可以是由通过CPU执行预存储的程序而进行的软件处理，或者可以是由专用于这样的处理的电子电路提供的硬件处理。
[0048]控制器50基于来自电流传感器41、扭矩传感器42、旋转角传感器43等的检测值等来生成对开关元件311至316、321至326的接通和关断进行控制的控制信号。所生成的控制信号经由驱动电路(即，预驱动器)49输出至开关元件311至316、321至326的栅极。
[0049]此外，控制器50对继电器331、332、341和342的接通-关断操作进行控制。在图2中，为了便于对电路进行阅读以及理解，从附图中省略了连接至继电器331、332、341、342的控制线。此外，在图1、图4以及其他附图中，未示出驱动电路49。
[0050]根据本实施例，第一系统绕组线组21、第一系统逆变器31以及继电器33用作“第一系统101”，以及第二系统绕组线组22、第二系统逆变器32以及继电器34用作“第二系统102”。
[0051]如图1和图3中所示，控制器50具有电动机角速度计算器44、转向角速度计算器45、指令计算器51、分配器55、电流控制部70等。
[0052]电动机角速度计算器44基于电动机旋转角0m来计算电动机角速度com。
[0053]转向角速度计算器45基于传动装置25的传动比等来将电动机角速度com转换成转向角速度《S。
[0054]指令计算器51具有基础指令计算器52、第一校正指令计算器53以及第二校正指令计算器54。
[0055]基础指令计算器52、第一校正指令计算器53以及第二校正指令计算器54通过使用例如车辆速度、方向盘角、以及电动机旋转角θπι、电动机角速度ωπι、转向角速度cos中的至少一部分以及其他参数一起来执行计算。
[0056]基础指令计算器52根据转向扭矩Ts来计算基础辅助指令值BO。
[0057]第一校正指令计算器53计算对基础辅助指令值BO进行校正的校正指令值C10。
[0058]第二校正指令计算器54计算对基础辅助指令值BO进行校正的校正指令值C20。
[0059]在校正指令计算器53和54中，执行用于提高转向操作的收敛的控制、关于车辆运动的控制等，并且针对这样的控制计算与这些控制中的每个控制对应的校正指令值(C10、C20)。在本实施例中，描述了具有两个计算器53、54的示例。然而，可以根据校正控制的数量来改变校正指令值的数量“n”( S卩，以自然数形式的“η” )。
[0060]虽然本实施例的辅助控制包括基础辅助控制和校正辅助控制，但是这两个控制是仅使用一个电动机20来实现的，因此会出现两个控制之间的干涉，从而导致不想要的控制。
[0061]因此，根据本实施例，替代将指令值B0、C10和C20均匀地分配给两个系统中的每个系统(即，均匀地分配给系统101和102)，基于那些指令值B0、C10和C20中的每个指令值的特征等来将指令值B0、C10和C20中的每个指令值分配给第一系统101以及第二系统102。
[0062]如图3中所示，分配器55具有基础分配器60、第一校正分配器61、第二校正分配器62、第一系统指令计算器65以及第二系统指令计算器66;并且分配器55计算第一系统扭矩指令值trql*和第二系统扭矩指令值trq2*。
[0063]根据本实施例，第一系统扭矩指令值trql*和第二系统扭矩指令值trq2*分别与“分配的指令值”对应。
[0064]基础分配器60具有基础分配系数计算器600和乘法器601和602。
[0065]基础分配系数计算器600根据评价函数来计算关于对基础辅助指令值BO的分配的分配系数Kbl和Kb2。在本实施例中，分配系数Kbl和Kb2是评价函数的输出值。这同样适用于其他分配系数。
[0066]分配系数Kbl和Kb2中的每个分配系数是零至一之间的数字(S卩，0<Kbl，Kb2< 1)，并且分配系数Kbl和Kb2之和等于I。也就是说，O SKbl < I以及0<Kb2< 1，并且Kbl+Kb2 = l。
[0067]乘法器601对分配系数Kbl与基础辅助指令值BO执行乘法，并且计算第一系统辅助指令值B I。
[0068]乘法器602对分配系数Kb2与基础辅助指令值BO执行乘法，并且计算第二系统辅助指令值B2。
[0069]以这样的方式，根据评价函数将基础辅助指令值BO分配给第一系统辅助指令值BI和第二系统辅助指令值B2。
[0070]第一校正分配器61具有第一分配系数计算器610以及乘法器611和612。
[0071]第一分配系数计算器610根据评价函数来计算关于对第一校正指令值ClO的分配的分配系数Kcll和分配系数Kcl2。
[0072]分配系数Kcll和Kcl2中的每个分配系数是零至一之间的数字，并且分配系数Kcll和Kcl2之和等于I。也就是说，O SKcll < I以及0<Kcl2< 1，并且Kcll+Kcl2 = l。
[0073]乘法器611对分配系数KclI与第一校正指令值ClO执行乘法，并且计算第一系统校正指令值Cl I。
[0074]乘法器612对分配系数Kcl2与第一校正指令值ClO执行乘法，并且计算第二系统校正指令值Cl 2。
[0075]第二校正分配器62具有第二分配系数计算器620以及乘法器621和622。
[0076]第二分配系数计算器620根据评价函数来计算关于对第二校正指令值C20的分配的分配系数Kc21和分配系数Kc22。
[0077]分配系数Kc21和Kc22中的每个分配系数是零至一之间的数字，并且分配系数Kc21和Kc22之和等于I。也就是说，0<Kc21 < I以及0<Kc22< 1，并且Kc21+Kc22 = l。
[0078]乘法器621对分配系数Kc21与第二校正指令值C20执行乘法，并且计算第一系统校正指令值C21。
[0079]乘法器622对分配系数Kc22与第二校正指令值C20执行乘法，并且计算第二系统校正指令值C22。
[0080]根据需要被计算的校正指令值的数量来设置校正分配器。
[0081]设置用于计算分配系数的评价函数以减小基础辅助控制与校正控制中的每个控制之间的干涉。此外，可以优选地根据基础辅助指令值BO和校正指令值C10、C20中的每个校正指令值基于对来自电动机20的输出值中的最大值等的考虑来配置关于评价函数中的每个评价函数的设置。
[0082]第一系统指令计算器65将第一系统辅助指令值BI与第一系统校正指令值Cll和C21相加，并且计算第一系统扭矩指令值trql*。
[0083]第二系统指令计算器66将第二系统辅助指令值B2与第二系统校正指令值C12和C22相加，并且计算第二系统扭矩指令值trq2*。
[0084]电流控制部70具有第一系统电流控制部71和第二系统电流控制部72，并且电流控制部70对流入绕组线组21和22的电流进行控制。
[0085]如图4中所示，第一系统电流控制部71具有电流指令计算器710、直轴和交轴(dq)转换器711、减法器712、PI计算器713以及脉宽调制(PffM)计算器714，并且第一系统电流控制部71生成关于对流入第一系统绕组线组21的电流进行控制的控制信号。
[0086]电流指令计算器710基于第一系统扭矩指令值trql*通过执行映射计算等来计算第一系统101的d轴电流指令值Idl*和q轴电流指令值Iql*。
[0087]dq转换器711对由电流传感器41检测的相电流Iul、Ivl和Iwl执行dq转换(S卩，参见图1，从图4省略了传感器41)，并且dq转换器711计算第一系统101的d轴电流检测值Idl和q轴电流检测值Iql。
[0088]减法器712计算d轴电流偏差ΔIdl，该d轴电流偏差Δ Idl是d轴电流指令值Idl*与来自反馈的d轴电流检测值Idl的偏差，并且减法器712计算q轴电流偏差AIql，该q轴电流偏差A Iql是q轴电流指令值Iql*与来自反馈的q轴电流检测值Iql的偏差。
[0089]PI计算器713通过执行PI计算等来计算电压指令值Vdl*和Vql*，使得电流偏差ΔIdl和△ Iql分别向零收敛。所计算的电压指令值Vdl*和Vql*被转换成三相中的电压指令值Vul*、Vql*和Vwl*ο
[0090]PffM计算器714将三相中的电压指令值Vul*、Vql*和Vwl*与载波进行比较，并且PWM计算器714生成对开关元件311至316的接通和关断进行控制的控制信号。所生成的控制信号经由驱动电路49(参见图2)输出至第一系统逆变器31。以这样的方式，到第一系统绕组线组21的电力供应被控制。
[0091]第二系统电流控制部72具有电流指令计算器720、dq转换器721、减法器722、PI计算器723以及PffM计算器724，并且第二系统电流控制部72生成关于对流入第二系统绕组线组22的电流进行控制的控制信号。
[0092]电流指令计算器720基于第二系统扭矩指令值trq2*通过执行映射计算等来计算第二系统102的d轴电流指令值Id2*和q轴电流指令值Iq2*。
[0093]dq转换器721对由电流传感器41检测的相电流Iu2、Iv2和Iw2执行dq转换，并且dq转换器721计算第二系统102的d轴电流检测值Id2和q轴电流检测值Iq2。
[0094]减法器722计算d轴电流偏差ΔId2，该d轴电流偏差Δ Id2是d轴电流指令值Id2*与来自反馈的d轴电流检测值Id2的偏差，并且减法器712计算q轴电流偏差AIq2，该q轴电流偏差Δ Iq2是q轴电流指令值Iq2*与来自反馈的q轴电流检测值Iq2的偏差。
[0095]PI计算器723通过执行PI计算等来计算电压指令值Vd2*和Vq2*，使得电流偏差ΔId2和△ Iq2分别向零收敛。所计算的电压指令值Vd2*和Vq2*被转换成三相中的电压指令值Vu2*、Vv2*和Vw2*。
[0096]PffM计算器724将三相中的电压指令值Vu2*、Vv2*和Vw2*与载波进行比较，并且PWM计算器724生成对开关元件321至326的接通和关断进行控制的控制信号。所生成的控制信号经由驱动电路49(参见图2)输出至第二系统逆变器32。以这样的方式，到第二系统绕组线组22的电力供应被控制。
[0097]第一系统电流控制部71的响应度和第二系统电流控制部72的响应度可以彼此相等，或者可以彼此不同。换言之，在第一系统电流控制部71和第二系统电流控制部72两者中确定频率响应的控制参数可以是相同的值，或者在两个部71、72中确定频率响应的控制参数可以是不同的。
[0098]例如，当在两个部71、72中电流控制的响应度不同时，第一系统电流控制部71可以具有低范围响应(即，低频或低敏感度响应)，该低范围响应是仅实现指令值的电流响应的最小程度，以及第二系统电流控制部72可以具有达到电流响应的较高程度的高范围响应(即，高频或高敏感度响应)。与两个部都具有高范围响应设置时相比，通过将第一系统电流控制部71和第二系统电流控制部72中之一设置成具有低范围响应并且通过将第一系统电流控制部71和第二系统电流控制部72中的另一个设置成具有高范围响应，减小了抖动和/或噪声。
[0099]此外，在第一系统电流控制部71和第二系统电流控制部72中，可以执行减小两个系统之间的干涉的不干涉控制。
[0100]如以上全部细节所描述的那样，本实施例的控制器50控制电动助力转向系统I中的电动机20，该电动助力转向系统I包括作为系统部件的电动机20和逆变器31、32。
[0101]电动机20具有复数个绕组线组21和22，并且电动机20生成对由驾驶员进行的对方向盘10的转向操作进行辅助的辅助扭矩。对绕组线组21和22以对应的方式分别设置逆变器31和32。更具体地，第一系统逆变器31被设置成与第一系统绕组线组21对应，以及，第二系统逆变器32被设置成与第二系统绕组线组22对应。
[0102]控制器50设置有指令计算器51、分配器55以及电流控制部70。
[0103]指令计算器51计算基础辅助指令值BO以及校正指令值C10、C20中至少一个校正指令值。
[0104]分配器55将基础辅助指令值BO和校正指令值C10、C20中的每个校正指令值分配给绕组线组21和22中的每个绕组线组，并且计算针对绕组线组21和22中的每个绕组线组的扭矩指令值trql*和trq2*。
[0105]电流控制部70基于扭矩指令值trql*和trq2*来对流入绕组线组21和22的电流进行控制。
[0106]更实际地，第一系统电流控制部71基于关于第一系统绕组线组21的第一系统扭矩指令值trql*来对流入第一系统绕组线组21的电流进行控制。
[0107]第二系统电流控制部72基于关于第二系统绕组线组22的第二系统扭矩指令值trq2*来对流入第二系统绕组线组22的电流进行控制。
[0108]本实施例的控制器50设置有分配器55，以及分配器55根据指令值中的每个指令值的特征等来将基础辅助指令值BO和校正指令值ClO和C20中的每个校正指令值分配给绕组线组21和22中的每个绕组线组。
[0109]例如，以这样的方式，将基础辅助指令值BO和校正指令值ClO和C20中的每个校正指令值恰当地分配给绕组线组21和22中的每个绕组线组，以对扭矩指令值trql*和trq2*进行计算，从而减小复数个辅助控制之间的控制间干涉。
[0110]关于对基础辅助指令值BO和校正指令值ClO和C20的分配，关于将这些指令值分配给绕组线组21和22中的每个绕组线组的分配系数是零至一之间的数字。
[0111]针对基础辅助指令值BO和校正指令值ClO和C20中的每个指令值的分配系数之和等于一O
[0112]以这样的方式，可以恰当地分配基础辅助指令值BO和校正指令值ClO和C20。
[0113]电流控制部70具有确定针对绕组线组21和22中的每个绕组线组而设置的频率响应的控制参数。换言之，确定第一系统电流控制部71的频率响应特征的控制参数以及确定第二系统电流控制部72的频率响应特征的控制参数彼此不同。
[0114]以这样的方式，两个部71、72中之一可以被配置成具有低范围响应，而两个部71、72中的另一个可以被配置成具有高范围响应，使得能够减小噪声和抖动。
[0115](第二实施例)
[0116]图5中示出了本公开内容的第二实施例。
[0117]本实施例在分配器55如何执行其控制方面不同于上述实施例，着重于这一点来对本实施例的说明进行描述。
[0118]在本实施例中，指令计算器51根据其控制的输出(S卩，输出是具有直流分量(S卩，在下文中的“DC分量”)还是具有交流分量(S卩，在下文中的“AC分量”来控制对指令值的分配。在以下示例中，假设基础辅助指令值BO是DC分量，而校正指令值ClO和C20是AC分量。
[0119]在转向操作开始刚刚之后或者在转向开始时间段中，还假设基础辅助指令值BO与校正指令值ClO和C20之间的差较小，转向开始时间段被定义为转向扭矩Ts小于确定阈值的时间段。也就是说，在转向开始时间段中，BO = C10+C20。
[0120]另一方面，在正常转向时间段中，基础辅助指令值BO远远大于校正指令值ClO和C20，正常转向时间段被定义为转向扭矩等于或大于确定阈值的时间段。换言之，B0>>C10+C20。
[0121]基于图5中所示的流程图来描述本实施例中的分配处理。由分配器55以预定间隔执行分配处理。
[0122]在步骤SlOl(在下文中，用符号“S”来代替“步骤”)中，确定两个系统中之一是否发生故障。当确定未发生故障时(S101:否)，处理进行至S108。当确定发生了故障时(S101:是)，处理进行至S102。
[0123]在S102中，计算辅助指令总和值AT。通过等式(I)来计算辅助指令总和值AT。
[0124]AT = B0+C10+C20 等式(I)
[0125]在S103中，确定辅助指令总和值AT是否大于电动机20的额定扭矩的一半。当确定辅助指令总和值AT为额定扭矩的1/2或者更少时(S103:否)，处理进行至S105。当确定辅助指令总和值AT大于额定扭矩的一半时(S103:是)，处理进行至S104。
[0126]在S104中，由于不能使用具有故障的第一系统101或者第二系统102，因此将辅助指令总和值AT限定至额定扭矩的一半。
[0127]在S105中，确定具有故障的系统是否是第一系统101。在流程图中，第一系统101被标记为“第I系统”。当确定具有故障的系统是第一系统101时(S105:是)，处理进行至S106。当确定具有故障的系统不是第一系统101时(g卩，当具有故障的系统是第二系统102时)(S105:否)，处理进行至S107。
[0128]在S106中，计算第一系统扭矩指令值trql*和第二系统扭矩指令值trq2*。在该情况下，将关于具有故障的第一系统101的第一系统扭矩指令值trql*设置为零，并且将第二系统扭矩指令值trq2*设置为辅助指令总和值AT。也就是说，通过等式(2-1)和等式(2-2)来表示第一系统扭矩指令值trql*和第二系统扭矩指令值trq2*。
[0129]trql* = 0 等式(2-1)
[0130]trq2*=AT 等式(2-2)
[0131]在S107中，计算第一系统扭矩指令值trql*和第二系统扭矩指令值trq2*。此处，将关于具有故障的第二系统102的第二系统扭矩指令值trq2*设置为零，并且将第一系统扭矩指令值trql*设置为辅助指令总和值AT。也就是说，通过等式(3-1)和等式(3-2)来表示第一系统扭矩指令值trql*和第二系统扭矩指令值trq2*。
[0132]trql*=AT 等式(3-1)
[0133]trq2* = 0 等式(3-2)
[0134]在确定未发生故障(S101:否)之后出现的S108中，确定是否存在任何辅助限制。例如，当开关元件311至316、321至326或绕组线组21和22具有较高温度时(S卩，处于过热状态下)，限制或限定辅助指令总和值AT。当确定不存在辅助限制时(S108:否)，处理进行至S114。当确定存在辅助限制时(S108:是)，处理进行至S109。
[0135]在S109中，获得辅助限制值AT_L。
[0136]在SI 10中，正如S102—样计算辅助指令总和值AT。
[0137]在Slll中，确定辅助指令总和值AT是否大于辅助限定值AT_L。
[0138]当确定辅助指令总和值AT等于或小于辅助限定值AT_Ut(Slll:否)，处理进行至S113o
[0139]当确定辅助指令总和值AT大于辅助限定值AT_U#(S111:是)，处理进行至S112。
[0140]在S112中，将辅助指令总和值AT限制至辅助限定值AT_L。
[0141]在S113中，以预定比率分配辅助指令总和值AT，并且计算第一系统扭矩指令值trql*和第二系统扭矩指令值trq2*。
[0142]此处，对辅助指令总和值AT均匀地进行分配，并且将第一系统扭矩指令值trql*和第二系统扭矩指令值trq2*分别设置为辅助指令总和值AT的一半。也就是说，通过等式(4-1)和等式(4-2)来表示第一系统扭矩指令值trql*和第二系统扭矩指令值trq2*。
[0143]trql*=AT/2 等式(4-1)
[0144]trq2*=AT/2 等式(4-2)
[0145]也就是说，根据本实施例，在应用辅助限制，而不对指令值B0、C10、C20执行指令特定分配的情况下，以预定比率将辅助指令总和值AT分配给两个系统101和102中的每个系统。这是因为在这样的情况下减小了(即，难以预期)通过分配控制进行的控制间干涉的减小。
[0146]在确定未出现故障(S101:否)并且确定不存在辅助限制(S108:否)之后出现的S114中，确定是否不管转向状态而许可系统不均衡(S卩，在两个系统之中对指令值进行非均匀分配)。
[0147]当确定不管转向状态而许可系统不均衡时(S114:是)，处理进行至S117。当确定取决于转向状态而不许可系统不均衡时(S114:否)，处理进行至S115。
[0148]在S115中，确定是否许可在转向开始时间段中的系统不均衡。当确定不许可在转向开始时间段中的系统不均衡时(S115:否)，处理进行至S118。
[0149]在S116中，确定是否处于转向开始时间段。根据本实施例，当转向扭矩Ts等于或小于确定阈值时，确定处于转向开始时间段。当确定处于转向开始时间段时(S116:是)(即，当确定转向扭矩Ts等于或小于预定阈值时)处理进行至S117。当确定不处于转向开始时间段时(即，当转向扭矩Ts大于确定阈值时)(S116:否)，处理进行至S118。
[0150]在确定许可系统不均衡(S114:是，或S115和S116:是)之后出现的S117中计算分配€i^Kbl、Kb2、Kcl2、Kc2GPKc22。
[0151 ]根据本实施例，当许可系统不均衡时，从一个系统(S卩，在本实施例中，从第一系统101)输出DC分量，以及从另一系统(即，在本实施例中，从第二系统102)输出AC分量。
[0152]对于从第一系统101输出DC分量而言，通过等式(5-1)和等式(5-2)来表示分配系数Kbl和Kb2。对于从第二系统102输出AC分量而言，通过等式(6-1)、等式(6-2)来表示分配系数Kcll和Kcl2，并且通过等式(7-1)和等式(7-2)来表示分配系数Kc21和Kc22。
[0153]Kbl = I 等式(5-1)
[0154]Kb2 = 0 等式(5-2)
[0155]Kcll=O 等式(6-1)
[0156]Kcl2 = l 等式(6-2)
[0157]Kc21=0 等式(7-1)
[0158]Kc22 = l 等式(7-2)
[0159]在确定不许可系统不均衡(S114和S115:否，或者S114:否，S115:是以及S116:否)之后出现的S118中，计算辅助指令总和值AT的DC分量Tdc(即，下文中被简称为“DC分量”)以及辅助指令总和值AT的Ac分量Tac(即，下文中被简称为“AC分量”)。
[0160]通过等式(8)和等式(9)来计算DC分量Tdc和Ac分量Tac。
[0161]Tdc = BO 等式(8)
[0162]Tac = C10+C20 等式(9)
[0163]在5119中，计算分配系数1031、1032、1((311、1((312、1^21以及1^22。此处，假设0(:分量Tdc大于Ac分量Tac(即，Tdc>Tac)。基于这样的假设，通过等式(10-1)和等式(10-2)来表示分配系数Kbl和Kb2使得从第一系统101尽可能多地输出DC分量Tdc，同时第二系统102承受剩余的DC分量Tdc的输出以及Ac分量Tac的输出。正如S117—样通过等式(6-1)、等式(6-2)、等式(7-1)以及等式(7-2)来表示分配系数Kcll、Kcl2、Kc21以及Kc22。
[0164]Kbl = (Tdc+Tac)/(2XTdc)等式(10-1)
[0165]Kb2 = (Tdc-Tac)/(2XTdc)等式(10-2)
[0166]在S120中，使用在5117或5119中计算的分配系数肋1、1032、1((311、1((312、1^21以及Kc22来计算第一系统扭矩指令值trql*和第二系统扭矩指令值trq2*。通过等式(11-1)和等式(11-2)来计算第一系统扭矩指令值trql*和第二系统扭矩指令值trq2*。
[0167]trql* = B0XKbl+C10XKcll+C20XKc21 等式(11-1)
[0168]trq2* = BO X Kb2+C10 X Kcl 2+C20 X Kc22 等式(11-2)
[0169]根据本实施例，分配器55根据输出是否是直流分量或者输出是否是交流分量来对基础辅助指令值BO和校正指令值C10、C20进行分配。以这样的方式，减小了直流分量与交流分量之间的干涉。
[0170]当在第一系统绕组线组21中或者在与第一系统绕组线组21对应的第一系统逆变器31中发生故障时，停止给第一系统绕组线组21分配基础辅助指令值BO和校正指令值C10、C20(S105:是，图5中的S106)。
[0171]当在第二系统绕组线组22中或者在与第二系统绕组线组22对应的第二系统逆变器32中发生故障时，停止给第二系统绕组线组22分配基础辅助指令值BO和校正指令值ClO、C20(S105:否，S107)。
[0172]换言之，分配器55不将基础辅助指令值BO和校正指令值C10、C20分配给具有故障的系统。
[0173]以这样的方式，对正常系统继续对电动机20的驱动，而不使用发生故障的系统。
[0174]获得了与上述实施例相同的效果。
[0175](第三实施例)
[0176]图6中示出了本公开内容的第三实施例。
[0177]根据第二实施例，将来自指令计算器51的每个控制的输出确定为直流分量或交流分量，并且根据这样的确定来分配指令值。
[0178]在本实施例中，将来自指令计算器51的每个控制的输出确定为低频波或高频，并且根据这样的确定来控制对指令值的分配。在以下示例中，假设基础辅助指令值BO是低频波，而校正指令值C10、C20是高频波。
[0179]关于指令值B0、C10、C20的假设与第二实施例的关于指令值B0、C10、C20的假设相同。
[0180]基于图6中示出的流程图来描述本实施例中的分配处理。
[0181]S201至S217以及S220与图5中的SlOl至S117以及S120相同。
[0182]在S218中，计算辅助指令总和值AT的低频分量TL和高频分量TH。通过等式(12)和等式(13)来计算低频分量TL和高频分量TH。
[0183]TL = BO 等式(12)
[0184]TH=C10+C20 等式(13)
[0185]在5219中，计算分配系数肋1、1032、1^11、1((312、1^21以及1^22。此处，假设低频分量TL大于高频分量TH(即，TL>TH)。基于这样的假设，通过等式(14-1)和等式(14-2)来表示分配系数Kbl和Kb2，使得从第一系统101尽可能多地输出低频分量TL，同时第二系统102输出剩余的低频分量TL以及输出高频分量TH。通过等式(6-1)、等式(6-2)、等式(7-1)以及等式(7-2)来表示分配系数1((311、1((312、1^21以及1^22。
[0186]Kbl = (TL+TH)/(2XTL)等式(14-1)
[0187]Kb2 = (TL-TH)/(2XTL)等式(14-2)
[0188]根据本实施例，分配器55根据包括在指令值中的频率分量或者要被指令值控制的主频带来对基础辅助指令值BO和校正指令值ClO、C20进行分配。以这样的方式，减小了低频分量与高频分量之间的干涉。
[0189]此外，也获得了与上述实施例相同的效果。
[0190](第四实施例)
[0191]图7中示出了本公开内容的第四实施例。
[0192]根据本实施例，电流控制部75不同于上述实施例。分配器55中的分配处理等可以与第一实施例至第三实施例中的任一个实施例相同。此外，在本实施例中，假设第一系统101中的电流控制的响应度与第二系统102中的电流控制的响应度相同。
[0193]电流控制部75具有电流指令计算器710和720、dq转换器711和721、加法器751、减法器752、指令加法器753、指令减法器754、减法器755和756、PI计算器757和758、加法器761、减法器766、以及转换器762和767、以及PffM计算器763和768。
[0194]加法器751对关于第一系统101的d轴电流检测值Idl和关于第二系统102的d轴电流检测值Id2进行相加并且计算d轴电流相加值Id+，其中，由dq转换器711对第一系统101执行dq转换，由dq转换器721对第二系统102执行dq转换。
[0195]加法器751对关于第一系统101的q轴电流检测值Iql和关于第二系统102的q轴电流检测值Iq2进行相加并且计算q轴电流相加值Iq+，其中，由dq转换器711对第一系统101执行dq转换，由dq转换器721对第二系统102执行dq转换。
[0196]减法器752从第一系统101的d轴电流检测值Idl减去第二系统102的d轴电流检测值Id2，并且计算d轴电流相减值Id-。
[0197]减法器752从第一系统101的q轴电流检测值Iql减去第二系统102的q轴电流检测值Iq2，并且计算q轴电流相减值Iq_。
[0198]指令加法器753将第一系统101的d轴电流指令值Idl*与第二系统102的d轴电流指令值Id2*相加，并且计算d轴相加电流指令值Id+*。
[0199]指令加法器753将第一系统101的q轴电流指令值Iql*与第二系统102的q轴电流指令值Iq2*相加，并且计算q轴相加电流指令值Iq+*。
[0200]指令减法器754从第一系统101的d轴电流指令值Idl*减去第二系统102的d轴电流指令值Id2*，并且计算d轴相减电流指令值Id-*。
[0201]指令减法器754从第一系统101的q轴电流指令值Iql*减去第二系统102的q轴电流指令值Iq2*，并且计算q轴相减电流指令值Iq_*。
[0202]减法器755计算d轴相加电流偏差△ Id+，该d轴相加电流偏差△ Id+是d轴相加电流指令值I d+*从d轴电流相加值I d+的偏差。
[0203]减法器755计算q轴相加电流偏差△ Iq+，该q轴相加电流偏差△ Iq+是q轴相加电流指令值Iq+*从q轴电流相加值Iq+的偏差。
[0204]减法器756计算d轴相减电流偏差△ Id-，该d轴相减电流偏差△ Id-是d轴相减电流指令值Id-*从d轴电流相减值Id-的偏差。
[0205]减法器756计算q轴相减电流偏差△ Iq_，该q轴相减电流偏差△ Iq-是q轴相减电流指令值Iq-*从q轴电流相减值Iq-的偏差。
[0206]PI计算器757通过PI计算等来计算相加电压指令值Vd+*和Vq+*，使得相加电流偏差Δ Id+和Δ Iq+分别向零收敛。
[0207]PI计算器758通过PI计算等来计算相减电压指令值Vd-*和Vq-*，使得相减电流偏差Δ Id-和Δ Iq-分别向零收敛。
[0208]加法器761将关于d轴的相加的电压指令值Vd+*和相减电压指令值Vd-*进行相加以计算预转换第一系统电压指令值Vdl*_b，并且将关于q轴的相加的电压指令值Vq+*和相减电压指令值Vq-*进行相加以计算预转换第一系统电压指令值Vql*_b。
[0209]在转换器762中，预转换第一系统电压指令值Vdl*_b和Vql*_b与比例因子0.5相乘，以计算第一系统电压指令值Vdl*和Vql*。此外，将所计算的电压指令值Vdl*和Vql*转换成三相的电压指令值Vu I *、Vv I *和Vwl *。
[0210]正如图4中的PffM计算器714—样，PffM计算器763将电压指令值Vul*、Vvl*和Vwl*与载波进行比较，并且生成对开关元件311至316的接通和关断进行控制的控制信号。
[0211]减法器766从关于d轴的相加电压指令值Vd+*减去相减电压指令值Vd-*以计算预转换第二系统电压指令值Vd2*_b，并且从关于q轴的相加的电压指令值Vq+*减去相减电压指令值Vq-*以计算预转换第二系统电压指令值Vq2*_b。
[0212]在转换器767中，预转换第二系统电压指令值Vd2*_b和Vq2*_b与比例因子0.5相乘，以计算第二系统电压指令值Vd2*和Vq2*。此外，将所计算的电压指令值Vd2*和Vq2*转换成三相的电压指令值Vu2*、Vv2*和Vw2*。
[0213]正如图4中的PffM计算器724—样，PffM计算器768将电压指令值Vu2*、Vv2*和Vw2*与载波进行比较，并且生成对开关元件321至326的接通和关断进行控制的控制信号。
[0214]正如第一实施例一样，在电流控制部75中，可以执行使两个系统之间的干涉减小的不干涉控制。
[0215]根据本实施例，针对恰当的电流控制执行相加和相减。以这样的方式，减小了各个电子部件和元件等之中的温度变化以及变动的影响等。
[0216]此外，也获得了与上述实施例相同的效果。
[0217](其他实施例)
[0218](a)系统的数量
[0219]在上述实施例中，系统的数量是两个。
[0220]在其他实施例中，系统的数量可以是三个或更多个。也就是说，绕组线组的数量是三个或更多个，并且可以对绕组线组中的每个绕组线组以对应的方式设置逆变器。
[0221](b)指令计算器
[0222]在上述实施例中，校正指令计算器的数量是两个。
[0223]在其他实施例中，校正指令计算器的数量可以是三个或更多个，并且可以计算三个或更多个校正指令值。
[0224](c)分配器
[0225]在第三实施例中，基础辅助指令值是直流分量，而校正指令值是交流分量。
[0226]在其他实施例中，校正指令值的至少一部分可以是直流分量。此外，关于直流分量，当需要控制校正指令值而不是基础辅助指令值以避免与交流分量的干涉时，可以以优先化的方式从两个系统中的一个系统输出校正指令值。
[0227]在第四实施例中，基础辅助指令值是低频分量，而校正指令值是高频分量。
[0228]在其他实施例中，校正指令值的至少一部分可以是低频分量。此外，关于低频分量，当需要控制校正指令值而不是基础指令值以避免与高频分量的干涉时，可以以优先化的方式从两个系统中的一个系统输出校正指令值。
[0229]虽然已参照附图，结合本公开内容的优选实施例描述了本公开内容，但是要注意的是，对于本领域的普通技术人员而言，各种变化和修改将变得明显，并且可以将这样的变化、修改以及概括方案理解为在本公开内容的由所附权利要求限定的范围内。
【主权项】
1.一种用于控制电动机的控制器，所述电动机连同逆变器包括在电动助力转向系统中，所述电动机具有多个绕组线组，所述多个绕组线组生成对由驾驶员进行的对转向构件的转向操作进行辅助的辅助扭矩，以及所述逆变器针对所述多个绕组线组中的每个绕组线组而被设置，所述控制器包括: 指令计算器(51)，所述指令计算器(51)计算基础辅助指令值和至少一个校正指令值； 分配器(55)，所述分配器(55)对于所述基础辅助指令值和所述至少一个校正指令值中的每个指令值，通过对所述基础辅助指令值和所述至少一个校正指令值进行分配来计算针对所述多个绕组线组中的每个绕组线组的分配的指令值;以及 电流控制部(70，75)，所述电流控制部(70，75)基于所述分配的指令值来对流入所述多个绕组线组中的每个绕组线组的电流进行控制。2.根据权利要求1所述的控制器，其中， 用于对所述基础辅助指令值和所述至少一个校正指令值进行分配的分配系数具有零至一之间且包括零和一的值，以及 用于对所述基础辅助指令值进行分配的分配系数的总和以及用于对所述至少一个校正指令值进行分配的分配系数的总和分别等于一。3.根据权利要求1或2所述的控制器，其中， 所述分配器根据相应的指令值是直流分量还是交流分量来对所述基础辅助指令值和所述至少一个校正指令值进行分配。4.根据权利要求1或2所述的控制器，其中， 所述分配器根据包括在相应的指令值中的频率分量或者根据意在由所述相应的指令值控制的频带来对所述基础辅助指令值和所述至少一个校正指令值进行分配。5.根据权利要求1或2所述的控制器，其中， 所述电流控制部具有控制参数，所述控制参数确定针对所述多个绕组线组中的每个绕组线组而设置的频率响应。6.根据权利要求1或2所述的控制器，其中， 当所述多个绕组线组中的至少一个绕组线组或与所述多个绕组线组中的至少一个绕组线组对应的逆变器具有故障时，所述分配器停止给有故障的绕组线组分配所述基础辅助指令值以及所述至少一个校正指令值。
【文档编号】B62D5/04GK105882739SQ201610089912
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月17日
【发明人】仓光修司
【申请人】株式会社电装