[发明专利]电动助力转向装置

说明书

技术领域

本发明涉及基于驾驶员的转向操作对电动马达进行驱动控制而产生转向辅助转矩的电动助力转向装置。

背景技术

以往，电动助力转向装置具有电动马达和电子控制单元(以下，称作ECU)，所述电动马达辅助驾驶员的转向盘操作，所述电子控制装置设定与驾驶员输入到转向盘的转向转矩对应的目标辅助转矩并对电动马达进行驱动控制。使用无刷DC马达作为电动马达的电动助力转向装置也被普及。无刷DC马达通过逆变器的切换控制进行对U相、V相、W相的通电。无刷DC马达通过利用了d-q座标的电流矢量控制而被驱动，在d-q座标中，规定了作为设置在转子上的永磁体的磁场所贯穿的方向的d轴、和作为与d轴垂直的方向的q轴。因此，在使用无刷DC马达的情况下，设置用于检测转子的电角度的旋转角传感器。

在旋转角传感器发生了故障的情况下，不能进行马达的控制。因此，在日本专利文献特开2008-37399号等中公开了一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置在旋转角传感器发生了故障的情况下，基于马达所产生的感应电压(反电动势)来估计电角度，使用该估计的电角度(估计电角度)对马达进行驱动控制。这种使用估计电角度的马达控制被称作无传感器控制。在进行无传感器控制时，ECU基于估计电角度来估计d轴和q轴，并利用所估计的d-q座标进行电流矢量控制。将所估计的控制上的d轴称作γ轴，将所估计的控制上的q轴称作δ轴。

发明内容

在通过利用了d-q座标的电流矢量控制来驱动马达的情况下，为了高效率地驱动马达，对马达绕组通电以向q轴方向牵引永磁体。也就是说，使电流流过马达绕组，使得在d-q座标上电流矢量朝向q轴方向。图16表示辅助转矩(马达转矩)相对于电流矢量的方向(电角度)的关系。当电流矢量的朝向为d轴方向时，辅助转矩为0，当变为从该位置前进90°电角度的q轴方向时，辅助转矩为最大(图16中的P1位置)。因此，当电流矢量朝向q轴方向并对马达绕组通电时，能够最有效地驱动马达。在此情况下，如图17所示，控制马达绕组的通电量，使得将辅助转矩Tm和驾驶员的转向力Ts合成的力与轴力F平衡。该轴力F表示用于改变转向齿条所需的力。

然而，在进行无传感器控制的情况下，一旦将电流矢量朝向q轴方向通电，则有时会由于轴力变动等外扰而发生马达的失步现象。轴力时常发生变动。当轴力急剧增加从而马达所产生的辅助转矩不足时，转子相对于转向方向向反方向转动。此时，如果旋转角传感器正常，能够检测出与转子的旋转对应的电角度，因此能够将电流矢量的方向维持为q轴。然而，在无传感器控制的情况下，由于难以与转子的旋转相应地高精度地估计电角度，难以将电流矢量的方向维持为q轴方向。因此，如图16的箭头所示，若电流矢量的方向比q轴更前进，辅助转矩就会逐渐减小。因此，马达的反转进一步被促进。由此，进入电流矢量的方向比d轴前进了180°以上的反向辅助区域，马达变成失步状态，转向盘震动。

本发明就是为了解决上述问题而作出的，其目的在于在进行无传感器控制的情况下抑制马达的失步现象。