用于多相交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容涉及用于控制對(duì)多相交流電動(dòng)機(jī)的電流供給的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)地，已知用于具有三相或更多相的多相交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置。該控制裝置包括與形成多相交流電動(dòng)機(jī)的一對(duì)繞線組相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)系統(tǒng)中的逆變器，并且該控制裝置控制向該繞線組對(duì)中的每個(gè)繞線組的電流供給。例如，作為機(jī)械構(gòu)造，專利文獻(xiàn)I中描述的控制裝置包括:電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)具有其間保持30°角間隔的一對(duì)3相繞線組；以及連接至該3相繞線組對(duì)的兩個(gè)系統(tǒng)中的3相逆變器。通過向該3相繞線組對(duì)施加其間具有相位差的3相交流電壓，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)中的扭矩紋波(脈動(dòng))的減小。
[0003]在安裝在車輛中的各種交流電動(dòng)機(jī)中，在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中使用的安裝在轉(zhuǎn)向柱上的(column-mounted)轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)被放置在特別接近駕駛員的位置。因此，在疊加在從逆變器輸出的交流電壓的基頻正弦波上的諧波分量引起扭矩紋波時(shí)，不僅振動(dòng)被施加到方向盤，而且由扭矩紋波引起的聲音可以令駕駛員的耳朵不舒服。
[0004]為避免這種情況，已知使用專利文獻(xiàn)I等中公開的技術(shù)，以及以30°電角度的相位差提供施加到該繞線組對(duì)的3相交流電壓。這主要能夠減小五階和七階諧波分量。
[0005]然而，根據(jù)與安裝在車輛等中的多相交流電動(dòng)機(jī)的諧振頻率的關(guān)系，使駕駛員感覺不適的聲音不僅受五階和七階分量的影響，還受十一階、十三階或更高階諧波分量的影響。另外，人可以感覺到，與在短暫地產(chǎn)生特定階諧波分量時(shí)聽到的聲音相比，在給定的頻率分布狀態(tài)穩(wěn)定地持續(xù)時(shí)聽到的聲音更令他的耳朵不舒服。
[0006]因而，在注意力被集中在“令駕駛員的耳朵不舒服的聲音”的問題上時(shí)，僅僅通過將施加到3相繞線組對(duì)的交流電壓之間的相位差固定于30°以及減小由五階和七階分量產(chǎn)生的扭矩紋波，不能完全解決前述問題。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:JP 1990-70286A(對(duì)應(yīng)于 US4, 814，964)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本公開內(nèi)容的目的是提供用于要在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中使用的具有繞線組對(duì)的多相交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置。用于多相交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置減小令駕駛員的耳朵不舒服的聲音。
[0011 ] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)方面，一種用于控制多相交流電動(dòng)機(jī)的通電的控制裝置，該多相交流電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生車輛的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中的轉(zhuǎn)向助力扭矩，該控制裝置包括:向第一多相繞線組輸出第一交流電壓的第一系統(tǒng)中的第一逆變器；向第二多相繞線組輸出第二交流電壓的第二系統(tǒng)中的第二逆變器；以及控制單元，其控制施加到第一多相繞線組的第一交流電壓和施加到第二多相繞線組的第二交流電壓之間的相位差。第一逆變器和第二逆變器彼此電獨(dú)立。第一多相繞線組和第二多相繞線組提供多相交流電動(dòng)機(jī)的定子，并且在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)?？刂茊卧O(shè)置包含基準(zhǔn)相位差的控制范圍，基準(zhǔn)相位差減小特定階諧波分量。控制單元根據(jù)多相交流電動(dòng)機(jī)的所需特性在控制范圍內(nèi)改變相位差，或在控制范圍內(nèi)改變相位差以引起多相交流電動(dòng)機(jī)的通電的波動(dòng)。
[0012]在本公開內(nèi)容中，在駕駛員操縱車輛的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中的方向盤時(shí)，在考慮到使用基準(zhǔn)相位差或隨時(shí)間的經(jīng)過減小扭矩紋波的情況下，根據(jù)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力扭矩的多相交流電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)改變諧波分量的分布狀態(tài)。這能夠減小令駕駛員的耳朵不舒服的聲
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【附圖說明】
[0013]根據(jù)參考附圖所做出的以下詳細(xì)描述，本公開內(nèi)容的以上的和其它的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯。在附圖中:
[0014]圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式中的每個(gè)實(shí)施方式的用于3相交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置控制的兩個(gè)系統(tǒng)中的逆變器的電路圖；
[0015]圖2是應(yīng)用了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式中的每個(gè)實(shí)施方式的用于3相交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的示意性構(gòu)造圖；
[0016]圖3A至3D是應(yīng)用了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式中的每個(gè)實(shí)施方式的控制裝置的3相交流電動(dòng)機(jī)的示意圖；
[0017]圖4是兩個(gè)系統(tǒng)之間的相位差是0°時(shí)的波形圖；
[0018]圖5是兩個(gè)系統(tǒng)之間的相位差是30°時(shí)的波形圖；
[0019]圖6A是在兩個(gè)系統(tǒng)之間的相位差是0°時(shí)特定階諧波分量引起的扭矩紋波的視圖，圖6B是在兩個(gè)系統(tǒng)之間的相位差是30°時(shí)特定階諧波分量引起的扭矩紋波的視圖；
[0020]圖7是示出相位差和A階扭矩紋波之間的關(guān)系的視圖；
[0021]圖8是示出在本公開內(nèi)容的第一實(shí)施方式中的相位差控制下轉(zhuǎn)向速度與相位差及A階扭矩紋波中的每個(gè)之間的關(guān)系的視圖；
[0022]圖9是示出在第一實(shí)施方式的修改中的相位差控制下轉(zhuǎn)向速度與相位差及A階扭矩紋波中的每個(gè)之間的關(guān)系的視圖；
[0023]圖10是示出在本公開內(nèi)容的第二實(shí)施方式中的相位差控制下電動(dòng)機(jī)電流與相位差及A階扭矩紋波中的每個(gè)之間的關(guān)系的視圖；
[0024]圖11是示出本公開內(nèi)容的第三實(shí)施方式中的相位差控制的波形圖；
[0025]圖12是示出在本公開內(nèi)容的第三實(shí)施方式中的相位差控制下相位差和扭矩紋波中的每個(gè)的變化的視圖；以及
[0026]圖13A和13B是每個(gè)示出在第三實(shí)施方式的修改中的相位差控制下相位差隨時(shí)間變化的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將基于附圖描述根據(jù)本公開內(nèi)容的用于多相交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置的實(shí)施方式。
[0028]首先，將參考圖1至圖3D給出多個(gè)實(shí)施方式共同的構(gòu)造的描述。在每個(gè)實(shí)施方式中，控制裝置被適當(dāng)?shù)赜米麽槍?duì)用作車輛的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中的安裝在轉(zhuǎn)向柱上的轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)的3相交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置。
[0029](用于3相交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置的構(gòu)造)
[0030]圖2示出包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置I的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90的整體構(gòu)造。連接至方向盤91的轉(zhuǎn)向軸92設(shè)置有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向扭矩的轉(zhuǎn)矩傳感器94。轉(zhuǎn)向軸92具有設(shè)置在其前端的小齒輪96。小齒輪96與支架軸97嚙合。對(duì)于支架軸97的兩端，經(jīng)由連桿等旋轉(zhuǎn)地耦合一對(duì)車輪98。通過小齒輪96將轉(zhuǎn)向軸92的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成支架軸97的線性運(yùn)動(dòng)，以與支架軸97的線性運(yùn)動(dòng)/位移相對(duì)應(yīng)的角度轉(zhuǎn)向一對(duì)車輪98。
[0031 ] 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置I包括旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器2和減速旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)以及向轉(zhuǎn)向軸92傳遞旋轉(zhuǎn)軸的減速旋轉(zhuǎn)的減速齒輪89。
[0032]致動(dòng)器2包括產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力扭矩的3相交流電動(dòng)機(jī)80，以及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)80的作為“控制裝置”的E⑶10。電動(dòng)機(jī)80是3相無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，其中通過旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(見圖3A至3D)來旋轉(zhuǎn)放置在定子內(nèi)部的轉(zhuǎn)子。
[0033]E⑶10包括控制單元65和逆變器60，逆變器60根據(jù)來自控制單元65的指令控制對(duì)電動(dòng)機(jī)80的功率供給。ECU 10還設(shè)置有旋轉(zhuǎn)角度傳感器85，旋轉(zhuǎn)角度傳感器85檢測(cè)電動(dòng)機(jī)80的旋轉(zhuǎn)角度。旋轉(zhuǎn)角度傳感器85包括例如設(shè)置在電動(dòng)機(jī)80中的磁體和設(shè)置在E⑶10中的磁性檢測(cè)元件。
[0034]控制單元65基于來自轉(zhuǎn)矩傳感器94的轉(zhuǎn)向扭矩信號(hào)、來自旋轉(zhuǎn)角度傳感器85的旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)等控制向逆變器60的輸出。因而，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置I的致動(dòng)器2產(chǎn)生用于協(xié)助方向盤91的轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向助力扭矩并且向轉(zhuǎn)向軸92傳送轉(zhuǎn)向助力扭矩。
[0035]具體地，如圖1中所示，電動(dòng)機(jī)80具有3相繞線組801和802作為一對(duì)“多相繞線組”。3相繞線組801和802形成定子以產(chǎn)生轉(zhuǎn)子中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(見圖3A至3D)。第一繞線組801包括U相、V相和W相的3相繞線811、812和813。第二繞線組802包括U相、V相和W相的3相繞線821、822和823。
[0036]逆變器60包括對(duì)應(yīng)于第一繞線組801提供