[发明专利]电动助力转向装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用多相交流电机来辅助转向力矩的电动助力转向装置。

背景技术

电动助力转向装置是用电动机产生与驾驶员转向的转向力矩相应的辅助力矩，使转向力矩减轻的装置。

电动助力转向装置需要不对驾驶员的转向感觉产生影响的电动机控制。

基于三角波比较法的PWM控制中，比较3相正弦波指令电压和基准三角波电压从而产生PWM控制信号电压。PWM逆变器基于PWM控制信号电压来生成被PWM控制的矩形波驱动电压，并将该矩形波驱动电压施加给电动机从而流过3相电流。

此外，若利用提高3相正弦波指令电压的振幅比而产生的PWM控制信号电压来进行PWM控制，则由于PWM驱动电压的平均电压变形、电动机的力矩波动增加等理由，需限制在规定的振幅比。其中，振幅比是信号电压的振幅对基准三角波电压的振幅的比。

在非专利文献1中，记载了提高电压利用率的技术。该技术在PWM控制中采用利用第3次的整数倍的高次谐波(三角波)调制了3相正弦波指令电压的3相调制波电压。

3相调制波电压与3相正弦波指令电压相比，信号电压的振幅附近变小。其结果，PWM驱动电压的平均电压不变形的情况下能够提高振幅比的范围增加，所以能够提高电压利用率。

【非专利文献1】ACサ一ボシステムの理論と設計の実際、第3章電力変換回路44～45ペ一ジ(2005年7月10日第7版、発行所：総合電子出版)(AC伺服系统的理论和设计实际，第3章功率变换电路第44-45页(2005年7月10日第7版，出版处：综合电子出版))

非专利文献1的技术能够提高电压利用率并且能够增加流过电动机(多相交流电机)的电流，所以能够对电动机进行高输出驱动。

应用了非专利文献1的技术的电动助力转向装置，在低速行驶时(原地打轮(据え切り)时)，即使进行转向的分辨力降低，也不会影响驾驶员的转向感觉。

但是，在高速行驶时，需要用高分辨力进行转向，对驾驶员的转向感觉产生影响。

发明内容

本发明鉴于上述课题而作，目的在于提供一种能够根据车速对多相交流电机进行高输出驱动从而减轻转向力矩、或者不减轻转向力矩而以高分辨力使转向轮进行转向的电动助力转向装置。

为了解决上述课题，权利要求1涉及的发明的电动助力转向装置通过按照转向输入而驱动的多相交流电机的力矩来使车辆进行转向，具备控制装置，其将施加给多相交流电机的驱动电压的基波和该基波的高次谐波分量相加，并基于该相加得到的调制波来驱动多相交流电机，控制装置能够根据车速来改变高次谐波分量。

根据这样的结构，对多相交流电机施加将基波(例如、3相正弦波指令电压)和高次谐波分量相加从而使最大振幅附近衰减并平坦化了的调制波(例如、3相调制波电压)，从而能够增大电动机输出。

在该情况下，根据车速而高次谐波分量可变，并且多相交流电机的输出也可变，所以低速行驶时可以增大电动机输出，高速行驶时能够以高分辨力进行转向。

此外，在上述电动助力转向装置中，控制装置具备：生成依赖于多相交流电机的旋转角的正弦波的正弦波生成机构、将正弦波作为基波来生成高次谐波分量的高次谐波产生器、根据车速使高次谐波分量的振幅变化的可变控制器、将正弦波和高次谐波分量相加从而生成调制波的多相加法器和利用调制波来对多相交流电机进行PWM控制的PWM逆变器。

根据上述结构，利用将3相正弦波和根据车速而振幅变化的高次谐波分量相加得到的3相调制波，通过力矩波动小的PWM控制来驱动多相交流电机。

因此，在需要大的转向力矩的低速行驶时，能够提高电压利用率且能够提高可以施加给多相交流电机的电压，所以能够提高电动机输出。此外，在需要用高分辨力进行转向的高速行驶时，能够不使电动机输出变大而以高分辨力进行转向。因此，不影响驾驶员的转向感觉。

此外作为优选实施方式，在权利要求3涉及的发明的电动助力转向装置中，特征在于可变控制器是开关，该开关在车速超过规定值(例如、速度阈值Vs1[km/h])时，输出使高次谐波分量的振幅为零的值，在车速为规定值以下时，直接输出高次谐波分量的值。

作为更优选的实施方式，在权利要求4涉及的发明的电动助力转向装置中，特征在于，高次谐波分量是由基波的奇数倍的高次谐波构成的三角波。

三角波由奇数倍的高次谐波构成，能够容易地产生。因此，高次谐波产生器的设计以及制造变得容易。

此外，特征在于高次谐波分量含有基波的3次的整数倍的高次谐波。

在该情况下，施加给多相交流电机的电压(线电压)的平均电压不含有第3次的整数倍的高次谐波分量，所以波形不失真。