专利名称：电机控制装置和电动动力转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于驱动无刷电机的电机控制装置和具备这样的无刷电机控制装置 的电动动力转向装置。
背景技术：
以往，使用一种电动动力转向装置，其通过根据驾驶员向方向盘(转向盘)施加的 转向转矩驱动电动机，由此对车辆的转向机构赋予转向辅助力。作为电动动力转向装置的 电动机以往广泛使用有刷电机，但从可靠性和耐久性的提高和惯性降低等观点出发，近年 来也使用无刷电机。一般在高速旋转且高负荷的状态下驱动无刷电机时，应向该无刷电机施加的电 压变大，但实际上向无刷电机施加的电压受到电源电压的限制。因此，用于驱动无刷电机 的控制装置，以向无刷电机施加的电压不超过预先决定的电压限制值的方式进行控制(例 如参照专利文献日本特开2003-304697号公报、国际公开第2006/109809号、日本特开 2008-29088号公报)。结果，对于无刷电机的输出转矩(以下称作“电机转矩”)，当(每单 位时间的)转速N超过某一值时，如
图13(a)所示那样下降，无法得到所希望的电机转矩。作为用于抑制这样的高速旋转区域中的电机转矩的降低的方法，以往已知有磁 通削弱控制的方法，其是在无刷电机中流动负的d轴电流，以削弱作为无刷电机中的转 子的旋转磁场在d轴方向的磁通(例如参照日本特开2002-345281号公报、日本特开 2006-248389号公报)。当在无刷电机中进行该磁通削弱控制时，电机转矩Tm(N)相对于转 速N按照图13(b)中的实线所示那样变化，能够抑制因转速N的增大而导致转矩下降。但是，如果想要在不超过预先决定的电压限制值的范围内为了使电机转矩最大化 而在无刷电机中流动q轴电流，则也需要使d轴电流增大。结果，如果想要在高速旋转区域 中通过磁通削弱控制来得到所希望的电机转矩，则在电机控制装置所包含的驱动电路等的 配线图案或开关元件中流动的电流将超过容许值，有可能对电机控制装置造成损伤。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种电机控制装置，其对于无刷电机在高速旋转区 域中避免驱动电路等的损伤并能够进行磁通削弱控制。此外，本发明的其他目的在于提供 一种具备这样的电机控制装置的电动动力转向装置。第一方案的电机控制装置，其能够进行驱动无刷电机的磁通削弱控制，其具备指令电流设定单元，其决定表示应向上述无刷电机供给的电流的d轴和q轴电流 指令值；控制运算单元，其基于由上述指令电流设定单元决定的d轴和q轴电流指令值，求 出表示应向上述无刷电机施加的电压的d轴和q轴电压指令值；和驱动单元，其基于由上述控制运算单元求出的d轴和q轴电压指令值，对上述无刷 电机进行驱动，
上述指令电流设定单元，对于预先决定的电压限制值和电流限制值，以上述d轴 和q轴电压指令值以及上述d轴和q轴电流指令值满足下述的两个不等式的方式决定上述 d轴和q轴电流指令值，
权利要求
一种电机控制装置，其能够进行驱动无刷电机的磁通削弱控制，其特征在于，具备指令电流设定单元，其决定表示应向所述无刷电机供给的电流的d轴和q轴电流指令值；控制运算单元，其基于由所述指令电流设定单元决定的d轴和q轴电流指令值，求出表示应向所述无刷电机施加的电压的d轴和q轴电压指令值；和驱动单元，其基于由所述控制运算单元求出的d轴和q轴电压指令值，对所述无刷电机进行驱动，其中，所述指令电流设定单元，对于预先决定的电压限制值和电流限制值，以所述d轴和q轴电压指令值以及所述d轴和q轴电流指令值满足下述的两个不等式的方式决定所述d轴和q轴电流指令值，在此，vd是所述d轴电压指令值，vq是所述q轴电压指令值，Vlim是所述电压限制值，id是所述d轴电流指令值，iq是所述q轴电流指令值，Ilim是所述电流限制值。FPA00001232754700011.tif,FPA00001232754700012.tif
2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于 所述指令电流设定单元包括目标电流设定单元，其对应该向所述无刷电机供给的电流的目标值进行设定；和 目标值校正单元，在为了向所述无刷电机供给所述目标值的电流而使应向所述无刷电 机施加的电压超过基于所述电压限制值VlimW限制的情况下，对于所述电压限制值Vl im， 以所述d轴和q轴电压指令值vcUvq满足下式的方式对所述目标值的d轴和q轴成分进行 校正，由此求出所述d轴和q轴电流指令值，
3.根据权利要求1或2所述的电机控制装置，其特征在于所述指令电流设定单元包括转矩下降补偿单元，所述转矩下降补偿单元对因所述d轴 电流指令值引起的所述无刷电机的输出转矩的下降进行补偿且以满足所述两个不等式的 方式对所述q轴电流指令值进行修正，所述控制运算单元，使用所述d轴电流指令值和由所述转矩下降补偿单元进行修正后 的q轴电流指令值，求出所述d轴和q轴电压指令值。
4.根据权利要求3所述的电机控制装置，其特征在于 所述转矩下降补偿单元包括第一最大值决定单元，其在以满足表示所述两个不等式之中的基于所述电压限制值 Vlim的限制的不等式的方式使所述q轴电流指令值iq变化的情况下，求出所述q轴电流指 令值iq所能得到的最大值作为第一最大值；第二最大值决定单元，其在以满足所述两个不等式之中的表示基于所述电流限制值 Ilim的限制的不等式的方式使所述q轴电流指令值iq变化的情况下，求出所述q轴电流指 令值iq所能得到的最大值作为第二最大值；校正单元，其对所述q轴电流指令值进行校正，以便补偿因所述d轴电流指令值引起的 所述无刷电机的输出转矩的下降；和选定单元，其选定由所述校正单元进行校正后的q轴电流指令值、所述第一最大值和 所述第二最大值中的最小的值作为所述修正后的q轴电流指令值。
5. 一种电动动力转向装置，其通过无刷电机对车辆的转向机构赋予转向辅助力，其特 征在于具备权利要求1 4中任一项所述的电机控制装置，所述电机控制装置对向所述转向机构赋予转向辅助力的无刷电机进行驱动。
全文摘要
本发明提供一种电机控制装置和电动动力转向装置。指令电流设定部具备目标值校正部，该目标值校正部基于d轴和q轴电流目标值(id*、iq*)，求出应向开环控制部赋予的d轴和q轴电流指令值(idc、iqc)。该目标值校正部(26)，在通过电机的电路方程式从d轴和q轴电流目标值(id*、iq*)算出的d轴和q轴电压目标值(vd*、vq*)超过电压限制的情况下，通过磁通削弱控制对d轴和q轴电流目标值(id*、iq*)进行校正，以使d轴和q轴电压(vd、vq)和d轴和q轴电流(id、iq)满足和通过该校正能够得到d轴和q轴电流指令值(idc、iqc)。
文档编号H02P21/00GK101981805SQ20098011153
公开日2011年2月23日 申请日期2009年3月30日 优先权日2008年3月31日
发明者上田武史, 新口升, 狩集裕二, 长濑茂树, 须增宽 申请人:株式会社捷太格特