JP2009207247A - 電動機制御装置及びパワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ブラシレスモータのトルク目標値と回転軸の回転軸速度とからブラシレスモータを制御する電流目標値を演算し、電流目標値と電源の電流値との差に基づいて、ブラシレスモータを駆動する電圧目標値を演算するようにした。
【選択図】 図4
Description
この公報では、3相ブラシレスモータを制御するためにu,v,wの各相の電流値を検出しているものが開示されている。
[電動パワーステアリング装置の構成]
図1は、電動パワーステアリング装置1のシステム構成図である。
電動パワーステアリング装置1は、機械的構成としてドライバが操舵を行うステアリングホイール2と、ステアリングホイール2から操舵力が入力される入力軸3と、操舵トルクに対してアシストトルクを付与するパワーアシストユニット5と、回転方向の移動を軸方向の移動に変換するピニオン7およびラック8(操舵機構)と、ラック8の軸方向の移動により転舵される転舵輪9とを有する。
ブラシレスモータ50は3相交流(U-V-W)で制御されるが、ECU6内では2相直流(d-q)を用いて目標電流や目標電圧を演算している。まず、3相交流と2相直流への座標変換とd-q軸合成ベクトルについて説明する。以下では電流について説明しているが、電圧についても同様に扱うことができる。
図4はECU6の制御ブロック図である。ECU6では、インバータ13からブラシレスモータ50に供給する供給電流Idqrealを目標電流Idq*にフィードバックして、目標電圧Vdq*を演算している。
そこで実施例1では、電源11からインバータ13に供給される電源電流Ipwrから供給電流Idqを求めている。
図5はインバータ13のブリッジ回路図である。電源11からインバータ13に供給される電源電圧をVpwr、電源電流をIpwrとすると、電源11からインバータ13に供給される電力Ppwrは次の式(7)で示される。
図4に戻り、ECU6の制御ブロック図について説明する。ECU6は、目標電流演算部60と、合成ベクトル・オフセット角算出部61と、目標電圧演算部62と、相互干渉電圧補償制御部63と、2相-3相変換部64と、位相角検出部65と、速度検出部66と、電流方向補正部67と、乗除算部69a,69bと、加減算部69cとを有する。なお、電流方向補正部67と乗除算部69a,69bとによって供給電流演算部90を構成する。
速度検出部66は、位相角θを入力し、位相角θから角速度ωを算出して、目標電流演算部60と相互干渉電圧補償制御部63に出力する。
インバータ13は、目標電圧Vu*,Vv*,Vw*に基づいて電源11からブラシレスモータ50に供給する電流をパルス幅変調制御する。
図6は、ブラシレスモータ50に供給される3相の供給電流値を直接検出する構成とした場合のECU6'の制御ブロック図である。このECU6'では、相電流センサ73により各相の相電流を検出した点で実施例1のECU6と異なる。以下、実施例1のECU6と異なる部分のみ説明する。
加減算部70bは、目標電流Iq*と実供給電流Iqrealとを入力し、目標電流Iq*と実供給電流Iqrealとの差分を演算して、q軸電圧目標演算部71bに出力する。
q軸電圧目標演算部71bでは、目標電流Iq*と実供給電流Iqrealとの差分を入力し、PI制御を行ってq軸の目標電圧Vq*を演算して、相互干渉電圧補償制御部63に出力する。
ブラシレスモータ50に供給される3相の供給電流値を直接検出する構成とした場合の次のような問題点がある。
また、交流電流を検出する必要があり検出電流に位相角情報も含まれるため、分解能の粗さによる誤差の影響が、トルク振動や電流制御ノイズとなり発生する。
(v)ブラシレスモータ50が高速回転を行う場合、サンプリングレートが追従できず、位相検出との誤差が大きくなり、トルク変動を生じる。
実施例1では、電源電流センサ12により電源11からインバータ13へ供給する電源電流Ipwrを検出し、電源電流Ipwrを用いてインバータ13からブラシレスモータ50に供給する供給電流Idqrealを演算するようにした。更に、目標電流演算部60が演算した目標電流Idq*と供給電流Idqrealとの差に基づいて、目標電圧演算部62において目標電圧Vdq*を演算し、インバータ13は目標電圧Vdq*に基づいて電源11からブラシレスモータ50に供給する電流を制御することとした。
また1個のセンサにより電流を検出するため、相電流センサ73のようにオフセットのばらつきが生じることがなく、トルクリプルの発生を抑制することができる。
よって、ブラシレスモータ50を高い精度で制御することができる。
(1)実施例1のECU6においては、電源電流センサ12により電源11からインバータ13へ供給する電源電流Ipwrを検出し、電源電流Ipwrを用いてインバータ13からブラシレスモータ50に供給する供給電流Idqrealを演算するようにした。更に、目標電流演算部60が演算した目標電流Idq*と供給電流Idqrealとの差に基づいて、目標電圧演算部62において目標電圧Vdq*を演算し、インバータ13は目標電圧Vdq*に基づいて電源11からブラシレスモータ50に供給する電流を制御することとした。
そのため、1個のセンサにより電流を検出することができコストの増大を抑制することができる。
そのため、1個のセンサにより電流を検出することができコストの増大を抑制することができる。
よって、ブラシレスモータ50を高い精度で制御することができる。
そのため、1個のセンサにより電流を検出することができコストの増大を抑制することができる。
よって、ブラシレスモータ50を高い精度で制御することができる。
以上、本願発明を実施例1に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
合成ベクトル計算部80は、後述する相互干渉電圧補償制御部83から補償目標電圧Vd**,Vq**を入力し、補償目標電圧Vd**,Vq**の合成ベクトルVdq**を計算して、乗除算部69aに出力する。
dq軸ベクトル分解部82は、オフセット角θofsと供給電流Iqdを入力し、d軸、q軸の実供給電流Idreal,Iqrealを演算して、加減算部83a,83bと相互干渉電圧補償制御部83に出力する。
加減算部83bは、目標電流Iq*と実供給電流Iqrealを入力し、目標電流Iq*と実供給電流Iqrealとの差分を演算して、q軸電圧目標演算部84bに出力する。
q軸電圧目標演算部84bでは、目標電流Iq*と実供給電流Iqrealとの差分を入力し、PI制御を行ってq軸の目標電圧Vq*を演算して、相互干渉電圧補償制御部83に出力する。
なお、乗除算部60a,69bと合成ベクトル計算部80とオフセット角算出部81とdq軸ベクトル分解部82とは供給電流演算部91を構成する。
ECU6を図10のように構成しても、実施例1と同様、1個のセンサにより電流を検出することができコストの増大を抑制することができる。
8 ラック(操舵機構)
9 転舵輪
11 電源
12 電源電流センサ(電源電流検出手段)
13 インバータ(ブリッジ回路)
50 ブラシレスモータ
60 目標電流演算部(目標電流演算手段)
62 目標電圧演算部(目標電圧演算手段)
84a d軸電圧目標演算部(目標電圧演算手段)
84b q軸電圧目標演算部(目標電圧演算手段)
90,91 供給電流演算部(供給電流演算手段)
Claims (5)
- ブラシレスモータと、
電源と接続し、前記ブラシレスモータに供給する供給電流を制御するブリッジ回路と、
前記電源から前記ブリッジ回路に送る電源電流を検出する電源電流検出手段と、
検出した前記電源電流から前記供給電流を演算する供給電流演算手段と、
前記ブラシレスモータに供給する目標電流を演算する目標電流演算手段と、
前記供給電流と前記目標電流との差に基づいて、前記ブラシレスモータを駆動する目標電圧を演算する目標電圧演算部と、
を有し、
前記ブリッジ回路は前記目標電圧に応じて、前記供給電流を制御することを特徴とする電動機制御装置。 - ブラシレスモータと、
電源と接続し、前記ブラシレスモータに供給する供給電流を制御するブリッジ回路と、
前記電源から前記ブリッジ回路に送る電源電流を検出する電源電流検出手段と、
検出した前記電源電流から前記供給電流を演算する供給電流演算手段と、
前記ブラシレスモータに供給する目標電流を演算する目標電流演算手段と、
前記供給電流と前記目標電流との差に基づいて、前記ブラシレスモータを駆動する目標電圧を演算する目標電圧演算部と、
を有し、
前記ブリッジ回路は、前記目標電圧に応じてパルス幅変調制御により前記供給電流を制御することを特徴とする電動機制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の電動機制装置において、
前記ブラシレスモータ内で発生する逆起電力と電流の相互干渉項を求め、前記目標電圧を補正する補正手段を設け、
前記ブリッジ回路は、補正後の前記目標電圧に応じて前記供給電流を制御することを特徴とする電動機制御装置。 - 転舵輪に接続された操舵機構と、
前記操舵機構に操舵アシストトルクを付与するブラシレスモータと、
電源と接続し、前記ブラシレスモータに供給する供給電流を制御するブリッジ回路と、
前記電源から前記ブリッジ回路に送る電源電流を検出する電源電流検出手段と、
検出した前記電源電流から前記供給電流を演算する供給電流演算手段と、
前記ブラシレスモータに供給する目標電流を演算する目標電流演算手段と、
前記供給電流と前記目標電流との差に基づいて、前記ブラシレスモータを駆動する目標電圧を演算する目標電圧演算部と、
を有し、
前記ブリッジ回路は前記目標電圧に応じて、前記供給電流を制御することを特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項4に記載のパワーステアリング装置において、
前記電圧目標値演算手段は、前記ブラシレスモータ内で発生する逆起電力と電流の相互干渉項に基づいて前記電圧目標値を補正することを特徴とするパワーステアリング装置。
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JP2008045459A JP2009207247A (ja) | 2008-02-27 | 2008-02-27 | 電動機制御装置及びパワーステアリング装置 |
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JP2011135629A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Hitachi Automotive Systems Ltd | モータ制御装置 |
Citations (3)
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JPH0528783U (ja) * | 1991-09-28 | 1993-04-16 | 光洋精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JPH10262392A (ja) * | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Hitachi Ltd | インバータ制御装置 |
JP2003219678A (ja) * | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Hitachi Ltd | 同期電動機駆動装置 |
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2008
- 2008-02-27 JP JP2008045459A patent/JP2009207247A/ja active Pending
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