JP2010233423A - Motor control device and electric power steering device - Google Patents
Motor control device and electric power steering device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010233423A JP2010233423A JP2009081126A JP2009081126A JP2010233423A JP 2010233423 A JP2010233423 A JP 2010233423A JP 2009081126 A JP2009081126 A JP 2009081126A JP 2009081126 A JP2009081126 A JP 2009081126A JP 2010233423 A JP2010233423 A JP 2010233423A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- temperature
- value
- current
- parameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、オープンループ制御を行うモータ制御装置、および当該モータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a motor control device that performs open loop control, and an electric power steering device that includes the motor control device.
従来から、運転者がハンドル(ステアリングホイール)に加える操舵トルクに応じて電動モータを駆動することにより車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が用いられている。電動パワーステアリング装置の電動モータには従来からブラシモータが広く使用されているが、信頼性および耐久性の向上や慣性の低減などの観点から、近年ではブラシレスモータも使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering device that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle by driving an electric motor according to a steering torque applied to a steering wheel (steering wheel) by a driver has been used. Conventionally, a brush motor has been widely used as an electric motor of an electric power steering apparatus. However, a brushless motor has also been used in recent years from the viewpoint of improving reliability and durability and reducing inertia.
一般にモータ制御装置は、モータで発生するトルクを制御するために、モータに流れる電流を検出し、モータに供給すべき電流と検出した電流との差に基づきPI制御(比例積分制御)を行う。3相ブラシレスモータを駆動するモータ制御装置には、2相以上の電流を検出するために、2個または3個の電流センサが設けられる。 In general, a motor control device detects a current flowing through a motor in order to control torque generated by the motor, and performs PI control (proportional integral control) based on a difference between the current to be supplied to the motor and the detected current. A motor control device that drives a three-phase brushless motor is provided with two or three current sensors in order to detect a current of two or more phases.
ここで電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御装置では、電流センサは100A以上の大電流を検出する必要があるため、サイズが大きく、電動パワーステアリング装置の制御装置の小型化を妨げている。このため、電動パワーステアリング装置などに含まれるモータ制御装置では、電流センサの削減が課題とされている。電流センサを削減できれば、モータ制御装置のコストや消費電力も低減できる。 Here, in the motor control device included in the electric power steering device, since the current sensor needs to detect a large current of 100 A or more, the size is large, which prevents downsizing of the control device of the electric power steering device. For this reason, in a motor control device included in an electric power steering device or the like, reduction of current sensors is an issue. If the number of current sensors can be reduced, the cost and power consumption of the motor control device can be reduced.
この点、電流センサをすべて除去し、モータの回路方程式に従いオープンループ制御(フィードフォワード制御)を行う従来のモータ制御装置がある。しかしながら、この装置では、モータの回路方程式に含まれるパラメータが変動すると、モータを正しく駆動できなくなるという問題がある。 In this regard, there is a conventional motor control device that removes all current sensors and performs open loop control (feedforward control) according to the motor circuit equation. However, this apparatus has a problem that the motor cannot be driven correctly if the parameters included in the circuit equation of the motor fluctuate.
そこで、電流センサを典型的には1つ設け、この電流センサにより検出される電流値に基づき、上記パラメータを(制御中の適宜の時点で)求めるモータ制御装置がある(特許文献1を参照)。このように上記パラメータを求めることにより、モータ駆動電圧算出時のパラメータが設計時点の初期値からばらつきまたは変動しても、高い精度でモータを駆動することができる。 Therefore, there is a motor control device that typically provides one current sensor and obtains the above parameters (at an appropriate time during control) based on the current value detected by this current sensor (see Patent Document 1). . By obtaining the parameters as described above, the motor can be driven with high accuracy even if the parameters at the time of motor drive voltage calculation vary or fluctuate from the initial values at the time of design.
また、求められたパラメータは、例えば次の装置起動時に使用するため、典型的には不揮発性メモリに記憶される。このように算出された各種補正値を不揮発性メモリに記憶する構成は従来より広く知られており、例えば特許文献2には、調整されたトルクセンサの中点電位を不揮発性メモリに記憶させる構成が開示されている。また、特許文献3には、車両搭載アクチュエータの特性値を不揮発性メモリに記憶させる構成が開示されている。さらに、特許文献4には、直進走行時のオフセットトルクに基づいて算出されるモータ電流補正値をEEPROMに記憶させる構成が開示されている。
The obtained parameters are typically stored in a non-volatile memory, for example, for use at the next device startup. A configuration in which various correction values calculated in this manner are stored in a nonvolatile memory has been widely known. For example,
このようにモータの回路方程式に含まれるパラメータを制御時に求めて不揮発性メモリに記憶させ、装置起動時に記憶された値を使用する構成によれば、装置毎の製造ばらつきにより生じるパラメータの設計時点の初期値からのずれを解消することができる。 Thus, according to the configuration in which the parameters included in the motor circuit equation are obtained at the time of control and stored in the non-volatile memory, and the values stored at the time of starting the device are used, the parameters at the design time of the parameter caused by the manufacturing variation for each device are used. Deviation from the initial value can be eliminated.
しかし、パラメータを不揮発性メモリに記憶させた時点の装置の温度と、装置起動時における装置の温度とは異なることが多い。そのため、この温度変化により生じるパラメータの設計時点の初期値からのずれは、上記構成によっても解消することができない。 However, the temperature of the device at the time when the parameter is stored in the nonvolatile memory is often different from the temperature of the device at the time of starting the device. For this reason, the deviation from the initial design value of the parameter caused by this temperature change cannot be eliminated even by the above configuration.
そこで、本発明は、記憶されたパラメータ値を装置起動時に使用する場合であっても、温度変化や製造ばらつきによるパラメータ値のずれを補償し、高い精度でモータを駆動できるモータ制御装置、およびこれを備えた電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a motor control device that can compensate for deviations in parameter values due to temperature changes and manufacturing variations and can drive a motor with high accuracy even when the stored parameter values are used at the time of starting the device. An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus including
第1の発明は、モータを駆動するモータ制御装置であって、
前記モータに供給すべき電流の量を示す指令電流値と前記モータのロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従い、前記モータを駆動する指令電圧のレベルを求めるオープンループ制御手段と、
前記オープンループ制御手段で求められるレベルの電圧に応じて前記モータを駆動するモータ駆動手段と、
装置の温度を測定または推定する温度測定手段と、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、前記指令電圧のレベルを求めるときに使用されるモータの回路方程式に含まれるパラメータを求めるパラメータ算出手段と、
装置の動作終了までの間の所定時点において前記パラメータ算出手段により求められるパラメータと、当該時点において前記温度測定手段により測定または推定される温度とを記憶する記憶手段と、
装置起動時点において、前記記憶手段に記憶された温度から、装置起動時に前記温度測定手段により測定される温度への変化に応じて、前記記憶手段に記憶されたパラメータを補正することにより得られる初期パラメータを算出する初期パラメータ算出手段と
を備え、
前記オープンループ制御手段は、装置起動時点には前記初期パラメータ算出手段により算出された初期パラメータに基づき、前記指令電圧のレベルを求めることを特徴とする。
A first invention is a motor control device for driving a motor,
An open loop control means for obtaining a command voltage level for driving the motor according to a motor circuit equation based on a command current value indicating an amount of current to be supplied to the motor and an angular velocity of a rotor of the motor;
Motor driving means for driving the motor in accordance with a voltage at a level required by the open loop control means;
Temperature measuring means for measuring or estimating the temperature of the device;
Current detecting means for detecting a current flowing through the motor;
Based on the current value detected by the current detection means, parameter calculation means for obtaining a parameter included in the circuit equation of the motor used when obtaining the level of the command voltage;
Storage means for storing a parameter obtained by the parameter calculation means at a predetermined time until the end of the operation of the apparatus, and a temperature measured or estimated by the temperature measurement means at the time;
The initial value obtained by correcting the parameter stored in the storage means according to the change from the temperature stored in the storage means to the temperature measured by the temperature measurement means at the time of device startup at the time of starting the apparatus. An initial parameter calculating means for calculating a parameter,
The open loop control means obtains the level of the command voltage based on the initial parameter calculated by the initial parameter calculation means at the time of starting the apparatus.
第2の発明は、第1の発明において、
前記温度測定手段は、
前記モータに含まれる電機子巻線の温度または当該温度を推定可能な位置の温度を測定する第1の温度測定手段と、
前記モータへの電流が流れる回路を構成する素子および配線の温度または当該温度を推定可能な位置の温度を測定する第2の温度測定手段とを含み、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
The temperature measuring means includes
First temperature measuring means for measuring a temperature of an armature winding included in the motor or a temperature at a position where the temperature can be estimated;
A second temperature measuring means for measuring a temperature of an element constituting a circuit through which a current to the motor flows and a temperature of the wiring or a position where the temperature can be estimated;
The parameter calculation unit obtains a circuit resistance including an armature winding resistance included in a circuit equation of the motor based on the current value detected by the current detection unit.
第3の発明は、モータを駆動するモータ制御装置であって、
前記モータに供給すべき電流の量を示す指令電流値と前記モータのロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従い、前記モータを駆動する指令電圧のレベルを求めるオープンループ制御手段と、
前記オープンループ制御手段で求められるレベルの電圧に応じて前記モータを駆動するモータ駆動手段と、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、前記指令電圧のレベルを求めるときに使用されるモータの回路方程式に含まれるパラメータを求めるパラメータ算出手段と、
装置の動作終了までの間の所定時点において前記パラメータ算出手段により求められるパラメータに対して、装置起動時点からの温度変化を補償した初期パラメータを算出する初期パラメータ算出手段と
前記初期パラメータを記憶する記憶手段と
を備え、
前記オープンループ制御手段は、装置起動時には、前記記憶手段に記憶された初期パラメータに基づき、前記指令電圧のレベルを求めることを特徴とする。
A third invention is a motor control device for driving a motor,
An open loop control means for obtaining a command voltage level for driving the motor according to a motor circuit equation based on a command current value indicating an amount of current to be supplied to the motor and an angular velocity of a rotor of the motor;
Motor driving means for driving the motor in accordance with a voltage at a level required by the open loop control means;
Current detecting means for detecting a current flowing through the motor;
Based on the current value detected by the current detection means, parameter calculation means for obtaining a parameter included in the circuit equation of the motor used when obtaining the level of the command voltage;
Initial parameter calculating means for calculating an initial parameter that compensates for a temperature change from the time of starting the apparatus with respect to a parameter obtained by the parameter calculating means at a predetermined time until the end of operation of the apparatus, and a memory for storing the initial parameter Means and
The open loop control means obtains the level of the command voltage based on an initial parameter stored in the storage means when the apparatus is activated.
第4の発明は、第3の発明において、
前記モータに流される電流によって生じる発熱エネルギーを算出し、当該発熱エネルギーに応じて生じるべき装置起動時から前記時点までの温度変化量を算出する温度変化量算出手段をさらに備え、
前記初期パラメータ算出手段は、前記パラメータ算出手段により前記時点において算出されるパラメータを前記温度変化量に応じて補正することにより前記初期パラメータを算出することを特徴とする。
According to a fourth invention, in the third invention,
A temperature change amount calculating means for calculating heat generation energy generated by a current passed through the motor and calculating a temperature change amount from the time of starting the apparatus to the time point to be generated according to the heat generation energy;
The initial parameter calculating unit calculates the initial parameter by correcting the parameter calculated at the time point by the parameter calculating unit according to the temperature change amount.
第5の発明は、第3の発明において、
前記初期パラメータ算出手段は、装置の温度が常温である時点において前記パラメータ算出手段により求められるパラメータを、装置起動時点からの温度変化を補償した初期パラメータとして算出することを特徴とする。
According to a fifth invention, in the third invention,
The initial parameter calculating means calculates a parameter obtained by the parameter calculating means at a time when the temperature of the apparatus is normal temperature as an initial parameter that compensates for a temperature change from the time of starting the apparatus.
第6の発明は、第1または第3の発明において、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線鎖交磁束数または電機子巻線抵抗を含む回路抵抗の少なくとも一方を求めることを特徴とする。
A sixth invention is the first or third invention, wherein
The parameter calculation means obtains at least one of the number of armature winding interlinkage magnetic fluxes included in the circuit equation of the motor and the circuit resistance including the armature winding resistance based on the current value detected by the current detection means. It is characterized by.
第7の発明は、第1〜第6のいずれかの発明に係るモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置である。 A seventh invention is an electric power steering apparatus including the motor control device according to any one of the first to sixth inventions.
上記第1の発明によれば、モータの回路方程式に従いオープンループ制御を行う場合に、モータの回路方程式に含まれるパラメータが製造ばらつきや温度変化などによって変動するときでも、高い精度でモータを駆動するとともに、温度測定手段により測定される装置の動作終了までの所定時点から装置起動時までの温度変化に基づき温度補償を行う簡易な構成で、装置起動時点から直ちに高い精度でモータを制御することができる。 According to the first aspect of the present invention, when open-loop control is performed according to the motor circuit equation, the motor is driven with high accuracy even when parameters included in the motor circuit equation fluctuate due to manufacturing variations or temperature changes. In addition, with a simple configuration that performs temperature compensation based on a temperature change from the predetermined time point until the end of the operation of the device measured by the temperature measuring means to the time of device start-up, the motor can be controlled with high accuracy immediately after the device start-up time. it can.
上記第2の発明によれば、電機子巻線の温度を第1の温度測定手段により測定し、配線等の温度を第2の温度測定手段により測定することにより、例えば電機子巻線の温度と配線等の温度とが大きく異なる場合であっても、電機子巻線抵抗を含む回路抵抗の温度補償をより正確に行うことができ、装置起動時点からより高い精度でモータを制御することができる。 According to the second invention, the temperature of the armature winding is measured by the first temperature measuring means, and the temperature of the wiring or the like is measured by the second temperature measuring means, for example, the temperature of the armature winding. Even when the temperature of the wiring and the like is greatly different, the temperature compensation of the circuit resistance including the armature winding resistance can be performed more accurately, and the motor can be controlled with higher accuracy from the time of starting the device. it can.
上記第3の発明によれば、上記第1の発明と同様、モータの回路方程式に従いオープンループ制御を行う場合に、モータの回路方程式に含まれるパラメータが製造ばらつきや温度変化などによって変動するときでも、高い精度でモータを駆動するとともに、装置の動作終了までの間の所定時点において求められるパラメータに対して、装置起動時点からの温度変化を補償した初期パラメータを算出し記憶する簡易な構成で、装置起動時点から直ちに高い精度でモータを制御することができる。 According to the third aspect of the invention, as in the case of the first aspect of the invention, when open-loop control is performed according to the motor circuit equation, even when parameters included in the motor circuit equation fluctuate due to manufacturing variations, temperature changes, and the like. With a simple configuration that drives the motor with high accuracy and calculates and stores an initial parameter that compensates for a temperature change from the time of starting the device with respect to a parameter obtained at a predetermined time until the operation of the device ends. The motor can be controlled with high accuracy immediately after the start of the apparatus.
上記第4の発明によれば、モータに流される電流によって生じる発熱エネルギーに応じて生じるべき温度変化量を算出することにより、温度補償のための温度センサを省略することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the temperature sensor for temperature compensation can be omitted by calculating the amount of temperature change that should occur according to the heat generation energy generated by the current flowing through the motor.
上記第5の発明によれば、装置起動時点では装置全体の温度が常温に復帰することから常温時のパラメータを温度補償されたパラメータとして記憶する構成により、例えば装置の動作終了時点など装置の動作終了までの所定時点で繰り返しパラメータを記憶する必要がない簡易な構成で、装置の起動時点から直ちに高い精度でモータを制御することができる。なお、ここでいう常温とは、例えば日本工業規格で規定された温度範囲(20℃±15℃)であってもよいし、その中で、さらに狭い温度範囲であってもよい。 According to the fifth aspect of the present invention, since the temperature of the entire apparatus returns to room temperature at the time of starting the apparatus, the configuration of storing the parameters at room temperature as the temperature compensated parameters, for example, the operation of the apparatus such as when the operation of the apparatus ends. With a simple configuration that does not require repeated storage of parameters at a predetermined point in time until the end, the motor can be controlled with high accuracy immediately after the device is started. In addition, normal temperature here may be the temperature range (20 degreeC +/- 15 degreeC) prescribed | regulated by Japanese Industrial Standard, for example, and a narrower temperature range may be sufficient in it.
上記第6の発明によれば、第1または第3の発明において、指令電圧のレベルを求めるときに使用する電機子巻線鎖交磁束数や電機子巻線抵抗を含む回路抵抗が製造ばらつきや温度変化などによって変動するときでも、高い精度でモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができる。 According to the above sixth invention, in the first or third invention, the number of armature winding interlinkage magnetic fluxes used when obtaining the level of the command voltage and the circuit resistance including the armature winding resistance are subject to manufacturing variations and Even when the temperature fluctuates due to a temperature change or the like, the motor can be driven with high accuracy and a desired motor output can be obtained.
上記第7の発明によれば、指令電圧のレベルを求めるときに使用するパラメータが製造ばらつきや温度変化などによって変動するときでも、装置起動時点から直ちに高い精度でモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができるので、スムーズな操舵補助が可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, even when the parameter used when determining the level of the command voltage varies due to manufacturing variation, temperature change, etc., the motor is driven immediately with high accuracy from the start of the apparatus, and the desired motor output Therefore, smooth steering assistance is possible.
<1. 第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態(およびその他の各実施形態)に係る電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両の構成と共に示す概略図である。図1に示す電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータ1、減速機2、トルクセンサ3、車速センサ4、位置検出センサ5、および、電子制御ユニット(Electronic Control Unit :以下、ECUという)10を備えたコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置である。
<1. First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an electric power steering apparatus according to a first embodiment (and other embodiments) of the present invention, together with a configuration of a vehicle related thereto. The electric power steering apparatus shown in FIG. 1 includes a brushless motor 1, a
図1に示すように、ステアリングシャフト102の一端にはハンドル(ステアリングホイール)101が固着されており、ステアリングシャフト102の他端はラックピニオン機構103を介してラック軸104に連結されている。ラック軸104の両端は、タイロッドおよびナックルアームからなる連結部材105を介して車輪106に連結されている。運転者がハンドル101を回転させると、ステアリングシャフト102は回転し、これに伴いラック軸104は往復運動を行う。ラック軸104の往復運動に伴い、車輪106の向きが変わる。
As shown in FIG. 1, a steering wheel (steering wheel) 101 is fixed to one end of the
電動パワーステアリング装置は、運転者の負荷を軽減するために、以下に示す操舵補助を行う。トルクセンサ3は、ハンドル101の操作によってステアリングシャフト102に加えられる操舵トルクTを検出する。車速センサ4は、車速Sを検出する。位置検出センサ5は、ブラシレスモータ1のロータの回転位置Pを検出する。位置検出センサ5は、例えばレゾルバで構成される。
The electric power steering device performs the following steering assistance in order to reduce the driver's load. The
ECU10は、車載バッテリ100から電力の供給を受け、操舵トルクT、車速Sおよび回転位置Pに基づきブラシレスモータ1を駆動する。ブラシレスモータ1は、ECU10によって駆動されると、操舵補助力を発生させる。減速機2は、ブラシレスモータ1とステアリングシャフト102との間に設けられる。ブラシレスモータ1で発生した操舵補助力は、減速機2を介して、ステアリングシャフト102を回転させるように作用する。
The
この結果、ステアリングシャフト102は、ハンドル101に加えられる操舵トルクと、ブラシレスモータ1で発生した操舵補助力の両方によって回転する。このように電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータ1で発生した操舵補助力を車両のステアリング機構に与えることにより操舵補助を行う。
As a result, the steering
このような本発明の第1の実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、後述する第2または第3の各実施形態に係る電動パワーステアリング装置と同一の構成であるが、これらの実施形態では、それぞれブラシレスモータ1を駆動する制御装置(モータ制御装置)に特徴がある。そこで以下では、各実施形態に係る電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御装置について説明する。 Such an electric power steering device according to the first embodiment of the present invention has the same configuration as the electric power steering device according to each of the second or third embodiments to be described later, but in these embodiments, Each is characterized by a control device (motor control device) that drives the brushless motor 1. Therefore, hereinafter, a motor control device included in the electric power steering device according to each embodiment will be described.
図2は、本発明の第1の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。図2に示すモータ制御装置は、ECU10を用いて構成されており、u相、v相およびw相の3相巻線(図示せず)を有するブラシレスモータ1を駆動する。ECU10は、位相補償器11、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと略称する)20、3相/PWM(Pulse Width Modulation)変調器12、モータ駆動回路13、および、電流センサ14を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the motor control device according to the first embodiment of the present invention. The motor control device shown in FIG. 2 is configured using an
ECU10には、トルクセンサ3から出力された操舵トルクT、車速センサ4から出力された車速S、位置検出センサ5から出力された回転位置P、および温度センサ6から出力されたモータ温度Tpmが入力される。なお、このモータ温度Tpmは、装置の動作終了時と起動時にのみ用いられる。位相補償器11は、操舵トルクTに対して位相補償を施す。マイコン20は、ブラシレスモータ1の駆動に用いられる指令電圧のレベルを求める制御手段として機能する。マイコン20の機能の詳細については、後述する。
The
3相/PWM変調器12とモータ駆動回路13は、ハードウェア(回路)で構成されており、マイコン20で求めたレベルの電圧を用いてブラシレスモータ1を駆動するモータ駆動手段として機能する。3相/PWM変調器12は、マイコン20で求めた3相の電圧のレベルに応じたデューティー比を有する3種類のPWM信号(図2に示すU、V、W)を生成する。モータ駆動回路13は、スイッチング素子として6個のMOS−FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor )を含むPWM電圧形インバータ回路である。6個のMOS−FETは、3種類のPWM信号とその否定信号によって制御される。PWM信号を用いてMOS−FETの導通状態を制御することにより、ブラシレスモータ1に対して3相の駆動電流(U相電流、V相電流およびW相電流)が供給される。このようにモータ駆動回路13は、複数のスイッチング素子を有し、ブラシレスモータ1に電流を供給するスイッチング回路として機能する。
The three-phase /
電流センサ14は、ブラシレスモータ1に流れる電流を検出する電流検出手段として機能する。電流センサ14は、例えば抵抗体やホール素子で構成され、モータ駆動回路13と電源の間に1個だけ設けられる。図2に示す例では、電流センサ14はモータ駆動回路13と電源のマイナス側(接地)との間に設けられているが、電流センサ14をモータ駆動回路13と電源のプラス側との間に設けてもよい。
The
ブラシレスモータ1が回転している間、電流センサ14で検出される電流値は、PWM信号に応じて変化する。PWM信号の1周期内では、電流センサ14によって1相の駆動電流が検知されるときと、2相の駆動電流の和が検知されるときとがある。3相の駆動電流の和はゼロになるので、2相の駆動電流の和に基づき、残り1相の駆動電流を求めることができる。したがって、ブラシレスモータ1が回転している間、1個の電流センサ14を用いて3相の駆動電流を検出することができる。電流センサ14で検出された電流値ia は、マイコン20に入力される。
While the brushless motor 1 is rotating, the current value detected by the
マイコン20は、ECU10に内蔵されたメモリ(図示せず)に格納されたプログラムを実行することにより、指令電流算出部21、オープンループ制御部22、dq軸/3相変換部23、角度算出部24、角速度算出部25、Φ算出部26、および初期Φ算出部27として機能する。また、マイコン20に内蔵される不揮発性メモリの一部は、Φ値記憶部28として機能する。マイコン20は、以下に示すように、ブラシレスモータ1に供給すべき電流の量を示す指令電流値とブラシレスモータ1のロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従い、モータ駆動回路13に与えるべき電圧(以下、指令電圧という)のレベルを求める。
The
角度算出部24は、位置検出センサ5で検出した回転位置Pに基づき、ブラシレスモータ1のロータの回転角(以下、角度θという)を求める。角速度算出部25は、角度θに基づき、ブラシレスモータ1のロータの角速度ωe を求める。なお、図3に示すようにブラシレスモータ1に対してu軸、v軸およびw軸を設定し、ブラシレスモータ1のロータ6に対してd軸およびq軸を設定したとき、u軸とd軸のなす角が角度θとなる。
The
指令電流算出部21は、位相補償後の操舵トルクT(位相補償器11の出力信号)と車速Sに基づき、ブラシレスモータ1に供給すべきd軸電流とq軸電流を求める(以下、前者をd軸指令電流id *、後者をq軸指令電流iq *という)。より詳細には、指令電流算出部21は、車速Sをパラメータとして、操舵トルクTと指令電流との対応づけを記憶したテーブル(以下、アシストマップという)を内蔵しており、アシストマップを参照して指令電流を求める。アシストマップを用いることにより、ある大きさの操舵トルクが与えられたときに、その大きさに応じた適切な大きさの操舵補助力を発生させるためにブラシレスモータ1に供給すべきd軸指令電流id *とq軸指令電流iq *を求めることができる。
The command
なお、指令電流算出部21で求めるq軸指令電流iq *は符号付きの電流値であり、その符号は操舵補助の方向を示す。例えば、符号がプラスのときには右方向へ曲がるための操舵補助が行われ、符号がマイナスのときには左方向へ曲がるための操舵補助が行われる。また、d軸指令電流id *は、典型的にはゼロに設定される。
The q-axis command current i q * obtained by the command
オープンループ制御部22は、d軸指令電流id * 、q軸指令電流iq * および角速度ωe に基づき、ブラシレスモータ1に供給すべきd軸電圧とq軸電圧を求める(以下、前者をd軸指令電圧vd 、後者をq軸指令電圧vq という)。d軸指令電圧vd とq軸指令電圧vq は、次式(1)と(2)に示すモータの回路方程式を用いて算出される。
vd=(R+PLd)id *−ωeLqiq * …(1)
vq=(R+PLq)iq *+ωeLdid *+ωeΦ …(2)
ただし、式(1)と(2)において、vd はd軸指令電圧、vq はq軸指令電圧、id *はd軸指令電流、iq *はq軸指令電流、ωe はロータの角速度、Rは電機子巻線抵抗を含む回路抵抗、Ld はd軸の自己インダクタンス、Lq はq軸の自己インダクタンス、ΦはU、V、W相電機子巻線鎖交磁束数の最大値の√(3/2)倍、Pは微分演算子である。このうちR、Ld 、Lq およびΦは、既知のパラメータとして扱われる。なお、上記回路抵抗Rには、ブラシレスモータ1とECU10との間の配線抵抗やECU10内でのモータ駆動回路13の抵抗および配線抵抗などが含まれ、以下の実施形態でも同様である。
The open
v d = (R + PL d ) i d * −ω e L q i q * (1)
v q = (R + PL q ) i q * + ω e L d i d * + ω e Φ (2)
In equations (1) and (2), v d is a d-axis command voltage, v q is a q-axis command voltage, i d * is a d-axis command current, i q * is a q-axis command current, and ω e is a rotor. , R is the circuit resistance including the armature winding resistance, L d is the d-axis self-inductance, L q is the q-axis self-inductance, Φ is the U, V, and W-phase armature winding flux linkage √ (3/2) times the maximum value, P is a differential operator. Of these, R, L d , L q and Φ are treated as known parameters. The circuit resistance R includes a wiring resistance between the brushless motor 1 and the
dq軸/3相変換部23は、オープンループ制御部22で求めたd軸指令電圧vd とq軸指令電圧vq を3相交流座標軸上の指令電圧に変換する。より詳細には、dq軸/3相変換部23は、d軸指令電圧vd とq軸指令電圧vq に基づき、次式(3)〜(5)を用いてu相指令電圧Vu 、v相指令電圧Vv およびw相指令電圧Vw を求める。
Vu=√(2/3)×{vd×cosθ−vq×sinθ} …(3)
Vv=√(2/3)×{vd×cos(θ−2π/3)
−vq×sin(θ−2π/3)} …(4)
Vw=−Vu−Vv …(5)
なお、式(3)と(4)に含まれる角度θは、角度算出部24で求めたものである。
The dq axis / 3-
V u = √ (2/3) × {v d × cos θ−v q × sin θ} (3)
V v = √ (2/3) × {v d × cos (θ-2π / 3)
−v q × sin (θ−2π / 3)} (4)
V w = −V u −V v (5)
Note that the angle θ included in the equations (3) and (4) is obtained by the
このようにマイコン20は、dq座標軸上の指令電流id * 、iq * を求める処理と、モータの回路方程式に従いdq座標軸上の指令電圧vd 、vq を求める処理と、指令電圧vd 、vq を3相の指令電圧Vu 、Vv 、Vw に変換する処理とを行う。3相/PWM変調器12は、マイコン20で求めた3相の指令電圧Vu 、Vv 、Vw に基づき、3種類のPWM信号を出力する。これにより、ブラシレスモータ1の3相巻線には、各相の指令電圧に応じた正弦波状の電流が流れ、ブラシレスモータ1のロータは回転する。これに伴い、ブラシレスモータ1の回転軸には、ブラシレスモータ1を流れる電流に応じたトルクが発生する。発生したトルクは、操舵補助に用いられる。
In this way, the
Φ算出部26には、電流センサ14で検出された電流値ia と、角度算出部24で算出された角度θと、角速度算出部25で算出された角速度ωe とが入力される。Φ算出部26は、まず電流値ia に基づきブラシレスモータ1に流れるu相とv相の電流を求め(以下、前者をu相検出電流iu 、後者をv相検出電流iv という)、これらをdq座標軸上の電流値に変換する。より詳細には、Φ算出部26は、u相検出電流iu とv相検出電流iv に基づき、次式(6)と(7)を用いてd軸検出電流id とq軸検出電流iq を求める。
id=√2×{iv×sinθ−iu×sin(θ−2π/3)} …(6)
iq=√2×{iv×cosθ−iu×cos(θ−2π/3)} …(7)
なお、式(6)と(7)に含まれる角度θは、角度算出部24で求めたものである。
The current value i a detected by the
i d = √2 × {i v × sin θ−i u × sin (θ−2π / 3)} (6)
i q = √2 × {i v × cos θ−i u × cos (θ−2π / 3)} (7)
The angle θ included in the equations (6) and (7) is obtained by the
次に、Φ算出部26は、ωe ≠0のときに、q軸指令電圧vq 、d軸検出電流id 、q軸検出電流iq および角速度ωe に基づき、次式(8a)を用いて式(2)に含まれる電機子巻線鎖交磁束数Φを求める。
Φ={vq−(R+PLq)iq−ωeLdid}/ωe …(8a)
なお、式(8a)は、式(2)のd軸指令電流id *とq軸指令電流iq *にd軸検出電流id とq軸検出電流iq を代入し、その式をΦについて解いたものである。
Next, when ω e ≠ 0, the
Φ = {v q − (R + PL q ) i q −ω e L d i d } / ω e (8a)
The equation (8a) is obtained by substituting the d-axis detection current i d and the q-axis detection current i q into the d-axis command current i d * and the q-axis command current i q * in the equation (2). It was solved.
Φ算出部26は、求めたΦ値をオープンループ制御部22に対して出力する。オープンループ制御部22は、式(2)を用いてq軸指令電圧vq を求めるときに、Φ算出部26で算出されたΦ値を使用する。ただし、装置の起動時点からΦ算出部26でΦ値が算出されるまでの間は、初期Φ算出部27から与えられるΦ値を使用する。この初期Φ算出部27の動作については詳しく後述する。このようにマイコン20は、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線鎖交磁束数Φを求め、q軸指令電圧vq を求めるときにはそのΦ値を使用する。
The
Φ算出部26は、演算を簡素化するために、式(8a)に代えて次式(8b)や(8c)を使用してもよい。
Φ=(vq−Riq−ωeLdid)/ωe …(8b)
Φ=(vq−Riq)/ωe …(8c)
式(8b)は式(8a)から微分項を省略したものであり、式(8c)は式(8b)からid を含む項を省略したものである。
The
Φ = (v q -Ri q -ω e L d i d) / ω e ... (8b)
Φ = (v q −R i q ) / ω e (8c)
Equation (8b) is obtained by omitting the differential term from equation (8a), formula (8c) is obtained by omitting the term including i d from equation (8b).
Φ算出部26は、ωe ≠0である限り、任意のタイミングでΦ値を求めてもよい。Φ算出部26は、例えば、所定の時間間隔でΦ値を求めてもよく、ブラシレスモータ1の駆動開始後に1回だけΦ値を求めてもよく、温度などの状態が変化したときにΦ値を求めてもよい。また、ωe がゼロに近いときに求めたΦ値には誤差が発生しやすいので、Φ算出部26は、ωe が所定の閾値以上であるときに限りΦ値を求めることとしてもよい。
The
以上に示すように、本実施形態に係るモータ制御装置は、指令電流値とロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従いオープンループ制御により指令電圧を求めると共に、電流センサで検出した電流値に基づきモータの回路方程式に含まれるΦを求め、指令電圧を求めるときには装置起動時を除いてそのΦ値を使用する。 As described above, the motor control device according to the present embodiment obtains a command voltage by open loop control according to the circuit equation of the motor based on the command current value and the angular velocity of the rotor, and uses the current value detected by the current sensor. Based on this, Φ included in the circuit equation of the motor is obtained, and when obtaining the command voltage, the Φ value is used except when the apparatus is activated.
したがって、本実施形態に係るモータ制御装置によれば、モータの回路方程式に含まれるΦ値が製造ばらつきや温度変化によって変動するときでも、電流センサで検出した電流値に基づきΦ値を求めることにより、高い精度でブラシレスモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができる。 Therefore, according to the motor control device according to the present embodiment, even when the Φ value included in the circuit equation of the motor fluctuates due to manufacturing variation or temperature change, the Φ value is obtained based on the current value detected by the current sensor. The brushless motor can be driven with high accuracy, and a desired motor output can be obtained.
また、本実施形態に係るモータ制御装置には、電流センサは1個だけ設けられている。したがって、本実施形態に係るモータ制御装置によれば、電流センサを削減することにより、モータ制御装置の小型化、低コスト化および低消費電力化が可能となる。 Further, the motor control device according to the present embodiment is provided with only one current sensor. Therefore, according to the motor control device according to the present embodiment, it is possible to reduce the size, cost and power consumption of the motor control device by reducing the number of current sensors.
ここで前述したように、Φ算出部26は、ωe =0である場合など、常にΦ値を算出することができるわけではなく、装置起動直後にはΦ値を算出できない。この場合、(一律の)設計上のΦ値を不揮発性メモリに記憶しておき、装置起動直後からΦ算出部26によるΦ値の算出が開始されるまでの間、この記憶されたΦ値を初期値として使用する構成も考えられるが、このようなΦ値は、装置毎の製造ばらつきが考慮されていないため、モータの制御誤差が生じる可能性がある。そこで、典型的には装置の動作が終了する時点でのΦ値を不揮発性メモリに記憶しておき、装置起動直後からΦ算出部26によるΦ値の算出が開始されるまでの間は、この記憶されたΦ値を初期値として使用する構成がより好ましい。このΦ値は、装置毎の製造ばらつきが考慮されているからである。
As described above, the
しかし、このΦ値は温度変化によっても変動するので、Φ値が記憶される装置の動作が終了する時点の温度と、装置起動直後の温度とに差がある場合、装置毎の製造ばらつきは考慮されるとしても、温度変化によるΦ値のずれによりモータの制御誤差が生じる可能性がある。 However, since this Φ value also fluctuates due to temperature changes, if there is a difference between the temperature at the time when the operation of the device storing the Φ value is completed and the temperature immediately after the device is started up, the manufacturing variation for each device is considered. Even if it is done, there is a possibility that a control error of the motor may occur due to a deviation of the Φ value due to a temperature change.
そこで、初期Φ算出部27は、Φ値記憶部28にΦ値を記憶する時点におけるモータ温度TpmをΦ値と併せて記憶させ、装置起動直後のモータ温度Tpmとの差を考慮して、Φ値記憶部28に記憶されたΦ値を補正し、(初期Φ値として)オープンループ制御部22に与える。そうすれば、装置毎の製造ばらつきはもちろん、温度変化による影響も考慮することができるため、高い精度でモータを制御することができる。以下、このような初期Φ算出部27の動作について、図4を参照して説明する。
Therefore, the initial
図4は、初期Φ算出部27の処理手順を示すフローチャートである。本電動パワーステアリング装置が起動されると、初期Φ算出部27は以下の一連の処理を開始する。ここで、ステップS10〜S18の処理は、Φ値記憶部28に記憶されたΦ値を補正するための処理であり、Φ値記憶部28に記憶されるΦ値はステップS20〜S26の処理によりΦ値記憶部28に書き込まれる。したがって、まずステップS20〜S26の処理について先に説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the initial
まず、ステップS20において装置の動作が終了直前(例えばイグニッションキーがオフされる等)と判定されると(ステップS20:Yes)、初期Φ算出部27は、その動作終了直前の時点でのモータ温度Tpmを温度センサ6から取得する(ステップS22)。次に初期Φ算出部27は、その同一の時点でのΦ値をオープンループ制御部22から取得する(ステップS24)。なお、このΦ値はΦ算出部26から取得してもよい。
First, when it is determined in step S20 that the operation of the apparatus is just before the end (for example, the ignition key is turned off) (step S20: Yes), the initial
続いて、初期Φ算出部27は、ステップS22において取得されたモータ温度Tpmと、ステップS24において取得されたΦ値とを併せてΦ値記憶部28に書き込む(ステップS26)。その後、装置の動作は終了し、次に動作が開始されるとステップS10における処理から初期Φ算出部27の動作が開始される。なお、Φ値記憶部28はEEPROMなどの不揮発性メモリを含むので、装置の動作が停止している時もモータ温度TpmおよびΦ値の記憶を維持している。
Subsequently, the initial
以上のように装置の動作が終了した後、新たに装置が起動されると初期Φ算出部27は、ステップS26において書き込まれた(前回の動作終了時点の)Φ値とモータ温度TpmとをΦ値記憶部28から読み出す(ステップS10)。また、初期Φ算出部27は、装置起動時点でのモータ温度Tpmを温度センサ6から取得する(ステップS12)。
When the apparatus is newly started after the operation of the apparatus is completed as described above, the initial
次に、初期Φ算出部27は、ステップS10において読み出された(前回の動作終了時点の)モータ温度Tpmと、ステップS12において取得された(今回の装置起動時点の)モータ温度Tpmとの差(すなわち温度変化)を算出する(ステップS14)。
Next, the initial
続いて、初期Φ算出部27は、ステップS14において取得されたモータ温度Tpmの差に応じて、ステップS10において読み出された(前回の動作終了時点の)Φ値から変化した装置起動時点での新たなΦ値を初期値として算出する(ステップS16)。
Subsequently, the initial
具体的には、初期Φ算出部27は、モータ温度TpmとΦ値との関係が線形であることを利用し、モータ温度Tpmが単位量(例えば摂氏0.1度)だけ変化する毎に変化するΦ値の量を予め記憶しておく。初期Φ算出部27は、この量に基づき、前回の動作終了時点から今回の装置起動時点までのモータ温度Tpmの変化に応じて、前回の動作終了時点のΦ値が装置起動時点においてどれだけ変化するかを計算することにより、装置起動時点でのΦ値を算出する。
Specifically, the initial
また、Φ値をより正確に補正するため、モータ温度Tpmと理想的な(設計上の初期値としての)Φ値との関係をテーブル(マップ)や算出式、近似式などで予め記憶しておき、前回の動作終了時点におけるΦ値と前回の動作終了時点のモータ温度Tpmにおける理想的なΦ値との差に基づき、上記テーブルなどを参照して得られる今回の装置起動時点のモータ温度Tpmに対応する理想的なΦ値から、今回の装置起動時点のΦ値を算出してもよい。 In order to more accurately correct the Φ value, the relationship between the motor temperature Tpm and the ideal Φ value (as a design initial value) is stored in advance in a table (map), a calculation formula, an approximate formula, or the like. In addition, based on the difference between the Φ value at the end of the previous operation and the ideal Φ value at the motor temperature Tpm at the end of the previous operation, the motor temperature Tpm at the time of starting the present device obtained by referring to the above table etc. May be calculated from the ideal Φ value corresponding to the above.
次に、初期Φ算出部27は、ステップS16において算出されたΦ値を装置起動時点のΦ値としてオープンループ制御部22に設定する(ステップS18)。すなわち、オープンループ制御部22は、装置起動時点においては、Φ算出部26からのΦ値を使用することなく、初期Φ算出部27により算出される初期値としてのΦ値を使用する。
Next, the initial
もちろん、装置起動時点でブラシレスモータ1が回転していない、すなわち角速度ωe =0である場合には、前述したようにΦ算出部26はΦ値を求めることができないが、Φ値記憶部28に記憶されるΦ値をそのままオープンループ制御部22に設定するのでは温度変化によるΦ値の変化が補償されない。
Of course, when the brushless motor 1 is not rotating at the time of starting the apparatus, that is, when the angular velocity ω e = 0, the
そこで、本実施形態のように、初期Φ算出部27によってモータ温度Tpmの変化に応じた補正が行われたΦ値をオープンループ制御部22に設定すれば、装置毎の製造ばらつきはもちろん、温度変化による影響も考慮することができるため、高い精度でモータを制御することができる。
Therefore, if the Φ value corrected by the initial
したがって、本実施形態に係るモータ制御装置によれば、モータの回路方程式に含まれるΦ値が製造ばらつきや温度変化によって変動するときでも、電流センサで検出した電流値に基づきΦ値を求めることにより、高い精度でブラシレスモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができるとともに、動作終了時に記憶される上記Φ値を装置起動時点において温度変化に応じて補正することにより、装置起動時点から直ちに高い精度でモータを制御することができる。 Therefore, according to the motor control device according to the present embodiment, even when the Φ value included in the circuit equation of the motor fluctuates due to manufacturing variation or temperature change, the Φ value is obtained based on the current value detected by the current sensor. The brushless motor can be driven with high accuracy to obtain a desired motor output, and the Φ value stored at the end of the operation is corrected according to the temperature change at the time of starting the device, thereby immediately The motor can be controlled with high accuracy.
<2. 第2の実施形態>
図5は、本発明の第2の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。図5に示すモータ制御装置は、第1の実施形態に係るモータ制御装置において、マイコン20に含まれるΦ算出部26、初期Φ算出部27、およびΦ値記憶部28を、R算出部36、初期R算出部37、およびR値記憶部38に置換し、さらにECU10を格納するケースに取り付けられた周囲温度Tpaを測定する温度センサ7を新たに設けたものである。以下、この実施形態の各構成要素のうち、先に述べた実施形態と同一の要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
<2. Second Embodiment>
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the motor control device according to the second embodiment of the present invention. The motor control device shown in FIG. 5 is the same as the motor control device according to the first embodiment, except that the
R算出部36には、Φ算出部26と同様に、電流センサ14で検出された電流値ia と、角度算出部24で算出された角度θと、角速度算出部25で算出された角速度ωe とが入力される。R算出部36は、まず電流値ia に基づきu相検出電流iu とv相検出電流iv を求め、これらを式(6)と(7)を用いてdq座標軸上の電流値に変換する。
The
次に、R算出部36は、iq ≠0のときに、q軸指令電圧vq 、d軸検出電流id 、q軸検出電流iq および角速度ωe に基づき、次式(9a)を用いて式(1)と(2)に含まれる電機子巻線抵抗を含む回路抵抗Rを求める。
R=(vq−PLqiq−ωeLdid−ωeΦ)/iq …(9a)
なお、式(9a)は、式(2)のd軸指令電流id *とq軸指令電流iq *にd軸検出電流id とq軸検出電流iq を代入し、その式をRについて解いたものである。
Next, when i q ≠ 0, the
R = (v q −PL q i q −ω e L d i d −ω e Φ) / i q (9a)
The equation (9a) is obtained by substituting the d-axis detection current i d and the q-axis detection current i q into the d-axis command current i d * and the q-axis command current i q * of the equation (2). It was solved.
R算出部36は、求めたR値をオープンループ制御部22に対して出力する。オープンループ制御部22は、式(1)と(2)を用いてd軸指令電圧vd とq軸指令電圧vq を求めるときに、R算出部36で算出されたR値を使用する。このようにマイコン20は、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線抵抗を含む回路抵抗Rを求め、d軸指令電圧vd とq軸指令電圧vq を求めるときにはそのR値を使用する。
The
R算出部36は、演算を簡素化するために、式(9a)に代えて次式(9b)や(9c)を使用してもよい。
R=(vq−ωeLdid−ωeΦ)/iq …(9b)
R=(vq−ωeΦ)/iq …(9c)
式(9b)は式(9a)から微分項を省略したものであり、式(9c)は式(9b)からid を含む項を省略したものである。
The
R = (v q −ω e L d i d −ω e Φ) / i q (9b)
R = (v q −ω e Φ) / i q (9c)
Formula (9b) is obtained by omitting the differential term from equation (9a), equation (9c) is obtained by omitting the term including i d from equation (9b).
R算出部36は、iq ≠0である限り、任意のタイミングでR値を求めてもよい。R算出部36は、例えば、所定の時間間隔でR値を求めてもよく、ブラシレスモータ1の駆動開始後に1回だけR値を求めてもよく、温度などの状態が変化したときにR値を求めてもよい。また、iq がゼロに近いときに求めたR値には誤差が発生しやすいので、R算出部36は、iq が所定の閾値以上であるときに限りR値を求めることとしてもよい。
The
以上に示すように、本実施形態に係るモータ制御装置は、指令電流値とロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従いオープンループ制御により指令電圧を求めると共に、電流センサで検出した電流値に基づきモータの回路方程式に含まれるRを求め、指令電圧を求めるときにはそのR値を使用する。 As described above, the motor control device according to the present embodiment obtains a command voltage by open loop control according to the circuit equation of the motor based on the command current value and the angular velocity of the rotor, and uses the current value detected by the current sensor. Based on this, R included in the motor circuit equation is obtained, and the R value is used when obtaining the command voltage.
ここで前述したように、R算出部36は、iq がゼロのときなど、常にR値を算出することができるわけではなく、装置起動直後にはR値を算出できない。そして、このR値もΦ値と同様に温度変化によっても変動する。
As described above, the
そこで、初期R算出部37は、初期Φ算出部27とほぼ同様に、R値記憶部38にR値を記憶する時点におけるモータ温度Tpmと、同時点における周囲温度TpaとをR値と併せて記憶し、装置起動直後の温度との差を考慮して、R値記憶部38に記憶されたR値を補正し、(初期R値として)オープンループ制御部22に与える。そうすれば、装置毎の製造ばらつきはもちろん、温度変化による影響も考慮することができるため、高い精度でモータを制御することができる。
Therefore, the initial
このようなR値を補正する初期R算出部37の動作について、Φ値を補正する図4に示した初期Φ算出部27の動作とほぼ同様であるが、図4におけるステップS12,S22において、モータ温度Tpmのほか、さらに周囲温度Tpaを温度センサ7から取得し、ステップS10,S26において、モータ温度Tpmと周囲温度Tpaを併せてR値記憶部38から読み出しまたはR値記憶部38に書き込む点と、ステップS14において、周囲温度Tpaの差も併せて算出し、ステップS16において、モータ温度Tpmの差のほか、周囲温度Tpaの差も併せて考慮することにより回路抵抗Rを算出する点とが異なる。以下、これらの相違点のうち、ステップS16における初期Φ算出部27の動作に相当する初期R算出部37の動作について詳しく説明する。
The operation of the initial
このステップS16において、初期R算出部37は、ステップS14において取得された(装置終了時点と装置起動時とにおける)モータ温度Tpmの差、および周囲温度Tpaの差に応じて、ステップS10において読み出された(前回の動作終了時点の)R値から変化した装置起動時点での新たなR値を初期値として算出する。
In step S16, the initial
具体的には、回路抵抗Rは、ブラシレスモータ1の電機子巻線抵抗R1と、ECU10内でのモータ駆動回路13の抵抗やECU10からブラシレスモータ1までの間の配線抵抗などを含む配線等抵抗R2との和であることに着目し、モータ温度Tpmと電機子巻線抵抗R1との関係、および周囲温度Tpaと配線等抵抗R2との関係がそれぞれ線形であることを利用する。
Specifically, the circuit resistance R is a resistance such as wiring resistance including the armature winding resistance R1 of the brushless motor 1 and the resistance of the
例えば、初期R算出部37は、モータ温度Tpmと理想的な(設計上の初期値としての)R1値との関係、および周囲温度Tpaと理想的な(設計上の初期値としての)R2値との関係をそれぞれテーブル(マップ)や算出式、近似式などで予め記憶しておく。
For example, the initial
ここで、R算出部36により算出され前回の動作終了時点においてR値記憶部38に書き込まれたR値は、装置毎の製造ばらつきを反映しているので、理想的な値とは異なるが、R1値とR2値との割合はほとんど変わらないものとして、初期R算出部37は、前回の動作終了時点におけるR値から、上記割合に基づき(推定される)動作終了時点におけるR1値およびR2値を算出する。
Here, the R value calculated by the
そして、初期R算出部37は、前回の動作終了時点における(推定される)R1値と前回の動作終了時点のモータ温度Tpmにおける理想的なR1値とのずれ(典型的にはずれ率)に基づき、上記テーブルなどを参照して得られる今回の装置起動時点のモータ温度Tpmに対応する理想的なR1値から、今回の装置起動時点のR1値を算出する。また同様に、初期R算出部37は、前回の動作終了時点における(推定される)R2値と前回の動作終了時点の周囲温度Tpaにおける理想的なR2値とのずれ(ずれ率)に基づき、上記テーブルなどを参照して得られる今回の装置起動時点の周囲温度Tpaに対応する理想的なR2値から、今回の装置起動時点のR2値を算出する。このように算出された電機子巻線抵抗R1と配線等抵抗R2との和から初期値としてのR値を求めることができる。
Then, the initial
したがって、本実施形態に係るモータ制御装置によれば、第1の実施形態に係るモータ制御装置の場合と同様に、モータの回路方程式に含まれるR値が製造ばらつきや温度変化によって変動するときでも、電流センサで検出した電流値に基づきR値を求めることにより、高い精度でブラシレスモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができるとともに、動作終了時に記憶される上記R値を装置起動時点において温度センサ6、7によりそれぞれ測定される温度変化に応じて電機子巻線抵抗R1と配線等抵抗R2との2つに分けて補正することにより、特に電機子巻線抵抗に対応する部分の温度と配線等抵抗に対応する部分の温度とが大きく異なる場合には、より正確に温度補償ができるのでより高い精度でモータを制御することができる。
Therefore, according to the motor control device according to the present embodiment, as in the case of the motor control device according to the first embodiment, even when the R value included in the motor circuit equation fluctuates due to manufacturing variations or temperature changes. By calculating the R value based on the current value detected by the current sensor, the brushless motor can be driven with high accuracy to obtain a desired motor output, and the R value stored at the end of the operation can be used as the device start time. In this embodiment, the correction is made in two parts, namely, the armature winding resistance R1 and the wiring equivalent resistance R2 in accordance with the temperature changes measured by the
<3. 第3の実施形態>
図6は、本発明の第3の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。図6に示すモータ制御装置は、図5に示す第2の実施形態に係るモータ制御装置において、マイコン20に含まれる初期R算出部37およびR値記憶部38を、初期R算出部47、および初期R記憶部48に置換するとともに、新たに温度変化算出部49を設け、さらに温度センサ6,7を省略したものである。以下、この実施形態の各構成要素のうち、先に述べた実施形態と同一の要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
<3. Third Embodiment>
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a motor control device according to the third embodiment of the present invention. The motor control device shown in FIG. 6 includes the initial
温度変化算出部49は、電流センサ14で検出された電流値ia と、オープンループ制御部22から受け取った(R算出部36により算出された)R値とに基づき、装置起動当初から現時点(ここでは装置終了時点)までの温度変化量ΔTを算出する。この温度変化量ΔTのうちの単位時間あたりの温度変化量ΔT’は、端的には、電源からモータ駆動回路13両端までの、シャント抵抗やリレー、電解コンデンサなどの電子部品を含む電流経路における配線から生じた発熱エネルギーをAとし、これらの配線から自然対流や輻射、物質間熱伝導などにより失われた放熱エネルギーをBとし、温度上昇係数をKtとするとき、次式(10)のように表すことができる。
ΔT’=(A−B)×Kt …(10)
Based on the current value i a detected by the
ΔT ′ = (A−B) × Kt (10)
また、発熱エネルギーAは、時間をtとしたとき、次式(11)のように表すことができる。
A=ia 2×R×t …(11)
Further, the heat generation energy A can be expressed as the following equation (11), where time is t.
A = i a 2 × R × t (11)
なお、放熱エネルギーBは、自然対流放熱や輻射による放熱、物質間熱伝導による放熱などにより決まり、周知の算出式や実験により求めることができる。 The heat radiation energy B is determined by natural convection heat radiation, heat radiation by radiation, heat radiation by heat conduction between substances, and the like, and can be obtained by a well-known calculation formula or experiment.
温度変化算出部49は、以上のような温度変化量ΔT’の算出を任意の単位時間毎に行う。
The temperature
初期R算出部47は、温度センサを使用することなく、温度変化算出部49により算出された上記配線等の温度変化量ΔTに基づき、温度上昇前の(装置起動時点の)R値を算出し、このR値を初期R記憶部48に記憶させ、このR値を装置起動直後にオープンループ制御部22に与える。そうすれば、装置毎の製造ばらつきはもちろん、温度変化による影響も考慮することができるため、高い精度でモータを制御することができる。以下、このような初期R算出部47の動作について、図7を参照して説明する。
The initial R calculation unit 47 calculates an R value before the temperature rise (at the time of starting the apparatus) based on the temperature change amount ΔT of the wiring and the like calculated by the temperature
図7は、初期R算出部47の処理手順を示すフローチャートである。本電動パワーステアリング装置が起動されると、初期R算出部47は以下の一連の処理を開始する。 FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure of the initial R calculation unit 47. When the electric power steering apparatus is activated, the initial R calculation unit 47 starts the following series of processes.
まず、初期R算出部47は、初期R記憶部48に記憶されたR値を読み出す(ステップS30)。次に、初期R算出部47は、読み出されたR値をオープンループ制御部22に設定する(ステップS32)。なお、このR値は、後述するステップにおいて補正された(温度変化を補償された)値となっている。 First, the initial R calculation unit 47 reads the R value stored in the initial R storage unit 48 (step S30). Next, the initial R calculation unit 47 sets the read R value in the open loop control unit 22 (step S32). The R value is a value corrected (compensated for temperature change) in a later-described step.
続いて、ステップS34において装置の動作が終了直前ではないと判定されると(ステップS34:No)、直前と判定されるまで待機状態が繰り返される。なお前述したように、この間も、温度変化算出部49は装置起動当初からの温度変化量ΔTを算出し続ける。そうしてステップS34において装置の動作が終了直前と判定されると(ステップS34:Yes)、初期R算出部47は、その時点での温度変化量ΔTを温度変化算出部49から取得する(ステップS36)。
Subsequently, when it is determined in step S34 that the operation of the apparatus is not immediately before the end (step S34: No), the standby state is repeated until it is determined to be immediately before. As described above, the temperature
次に、初期R算出部47は、装置の動作が終了直前である現時点でのR値をオープンループ制御部22から取得する(ステップS38)。なお、このR値はR算出部36から取得してもよい。
Next, the initial R calculation unit 47 acquires from the open
続いて、初期R算出部47は、ステップS36において取得された温度変化量ΔTに応じて、ステップS38において取得した(装置の動作終了直前である)現時点のR値を補正することにより、今回の装置起動時のR値(の推定値)を初期値として算出する(ステップS40)。 Subsequently, the initial R calculation unit 47 corrects the current R value acquired in step S38 (immediately before the end of the operation of the apparatus) according to the temperature change amount ΔT acquired in step S36. The R value (estimated value) at the time of starting the apparatus is calculated as an initial value (step S40).
具体的には、配線等の温度変化量ΔTとR値との関係が線形であることを利用し、初期R算出部47は、配線等の温度が単位量(例えば摂氏0.1度)だけ変化する毎に変化するR値の量を予め記憶しておき、この量に基づき、今回の装置起動時点から動作終了時点までの温度変化に応じて今回の動作終了時点のR値に変化したと推定される、装置起動時点でのR値を算出する。 Specifically, using the fact that the relationship between the temperature change amount ΔT and the R value of the wiring or the like is linear, the initial R calculation unit 47 uses the unit temperature (for example, 0.1 degree Celsius) as the temperature of the wiring or the like. The amount of R value that changes each time it is changed is stored in advance, and based on this amount, the R value at the end of the current operation changes to the R value at the end of the current operation according to the temperature change from the current device start time to the end of operation. The estimated R value at the time of starting the apparatus is calculated.
次に、初期R算出部47は、ステップS40において算出された初期値としてのR値を初期R記憶部48に書き込む(ステップS42)。その後、装置の動作は終了し、次に動作が開始されるとステップS10における処理から初期R算出部27の動作が開始される。なお、初期R記憶部48はEEPROMなどの不揮発性メモリを含むので、前述したR値記憶部38と同様、装置の動作が停止している時もR値の記憶を維持している。
Next, the initial R calculation unit 47 writes the R value as the initial value calculated in step S40 in the initial R storage unit 48 (step S42). Thereafter, the operation of the apparatus is completed, and when the operation is started next, the operation of the initial
以上のように、本実施形態に係るモータ制御装置によれば、モータの回路方程式に含まれるR値が製造ばらつきや温度変化によって変動するときでも、温度変化算出部49により算出した温度変化に基づき、装置起動時点のR値を求めることにより、高い精度でブラシレスモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができるとともに、温度変化算出部49によって温度センサを使用することなく温度変化が算出され、初期R算出部47によってR値が温度補償され記憶されているので、温度補償のための温度センサを省略することができ、かつ上記R値を使用する場合に装置起動時点から直ちに高い精度でモータを制御することができる。
As described above, according to the motor control device according to the present embodiment, even when the R value included in the circuit equation of the motor fluctuates due to manufacturing variation or temperature change, it is based on the temperature change calculated by the temperature
<4. 各実施形態の変形例>
<4.1 主たる変形例>
上記各実施形態では、装置の動作終了時点でφ値またはR値を記憶し、装置の起動時点で、記憶された値を(補正しまたはそのまま)使用するが、装置の動作終了時点でφ値またはR値を記憶するのではなく、製造時などの所定の時点で予め記憶されたφ値またはR値を装置の起動時点で使用してもよい。
<4. Modified example of each embodiment>
<4.1 Main modification>
In each of the above embodiments, the φ value or the R value is stored at the end of the operation of the apparatus, and the stored value is used (corrected or as it is) at the start of the apparatus. Alternatively, instead of storing the R value, a φ value or an R value stored in advance at a predetermined time such as at the time of manufacture may be used at the time of starting the apparatus.
すなわち、装置の起動時点で使用されるべきφ値またはR値は、典型的には装置の製造時点において、(温度管理された環境下で)装置の温度を常温(なおここでいう常温とは、例えば日本工業規格で規定された温度範囲(20℃±15℃)であってもよいし、その中で、さらに狭い温度範囲であってもよい)に設定しておき、その状態で装置を動作させることによりφ値またはR値を算出し、算出された値をEEPROMなどの不揮発性メモリに記憶する。そして、装置の動作が停止すれば時間の経過とともに放熱が進む結果、自己発熱による温度上昇前の通常の温度、すなわち常温に装置全体の温度が復帰することになる。したがって、装置の起動時点でこの不揮発性メモリに記憶された(常温時の)φ値またはR値を使用すれば、製造ばらつきによる値の変動が補償され、また装置の動作終了時点で繰り返しφ値またはR値を記憶する必要がない簡易な構成で、装置の起動時点から直ちに高い精度でモータを制御することができる。 That is, the φ value or the R value to be used at the time of starting the device is typically the temperature of the device at the time of manufacture of the device (in a temperature controlled environment). For example, the temperature range (20 ° C. ± 15 ° C.) defined by Japanese Industrial Standards may be set, or a narrower temperature range may be set therein. By operating, the φ value or the R value is calculated, and the calculated value is stored in a nonvolatile memory such as an EEPROM. If the operation of the apparatus is stopped, heat dissipation proceeds with time, and as a result, the temperature of the entire apparatus returns to the normal temperature before the temperature rise due to self-heating, that is, the normal temperature. Therefore, if the φ value or the R value (at room temperature) stored in the nonvolatile memory at the time of starting the device is used, the fluctuation of the value due to manufacturing variation is compensated, and the φ value is repeated at the end of the operation of the device. Alternatively, it is possible to control the motor with high accuracy immediately after starting the apparatus with a simple configuration that does not need to store the R value.
なお、この主たる変形例の構成は、上記各実施形態の構成と併用することも可能である。すなわち、上記各実施形態では、装置の動作終了時点でφ値またはR値を初めて記憶するため、製造時から装置が未動作であるため不揮発性メモリに未だ値が記憶されていない場合、上記主たる変形例の構成により得られるφ値またはR値を初期値として不揮発性メモリに記憶させてもよい。 The configuration of the main modification can be used in combination with the configuration of each of the above embodiments. That is, in each of the above embodiments, the φ value or the R value is stored for the first time at the end of the operation of the apparatus. Therefore, when the apparatus has not been operated since the manufacture and the value has not yet been stored in the nonvolatile memory, The φ value or R value obtained by the configuration of the modification may be stored in the nonvolatile memory as an initial value.
また、この主たる変形例の構成では、装置の温度が常温の時点で算出されるφ値またはR値を記憶すればよいので、記憶する時点は製造時に限定されず、例えば試運転時やメンテナンス時など、さらには装置の通常動作中において、装置に備えられる温度センサにより測定される温度に基づき、装置が常温となった時点において算出されるφ値またはR値を不揮発性メモリに記憶させてもよい。 Further, in the configuration of the main modification, the φ value or the R value calculated when the temperature of the apparatus is normal temperature may be stored. Therefore, the storing time is not limited at the time of manufacture, for example, at the time of trial operation or maintenance. Further, during normal operation of the device, the φ value or R value calculated when the device reaches room temperature may be stored in the nonvolatile memory based on the temperature measured by the temperature sensor provided in the device. .
さらに、装置の温度センサを省略し(または使用せずに)、温度管理された環境下で装置の温度が常温に保たれている時点、例えば製造時におけるオペレータからの指示を受け付けた時点において、前述のように算出されるφ値またはR値を不揮発性メモリに記憶させてもよい。 Furthermore, the temperature sensor of the device is omitted (or not used), and when the temperature of the device is maintained at room temperature in a temperature-controlled environment, for example, when an instruction from an operator at the time of manufacturing is received, The φ value or R value calculated as described above may be stored in the nonvolatile memory.
<4.2 その他の変形例>
上記第1の実施形態では、温度センサ6はブラシレスモータ1に取り付けられる構成であるが、電機子巻線の温度を推定できる位置、例えば電機子巻線の周囲温度を測定できるブラシレスモータ1の近傍や、第2の実施形態における温度センサ7のようにECU10を格納するケースなどに設けられていてもよい。これらの位置の温度は、電機子巻線の温度と一定の相関関係があるため、これらの位置の温度から電機子巻線の温度を推定することができる。なお、このような温度の推定には周知のシミュレーションや実験などの結果により得られる近似式や対応テーブルなどが使用される。
<4.2 Other Modifications>
In the first embodiment, the temperature sensor 6 is configured to be attached to the brushless motor 1, but the position where the temperature of the armature winding can be estimated, for example, the vicinity of the brushless motor 1 where the ambient temperature of the armature winding can be measured. Alternatively, it may be provided in a case for storing the
上記第2の実施形態では、温度センサ7は、ECU10を格納するケースなどに取り付けられる構成であるが、配線等抵抗R2を有する配線等の温度を(その相関関係から)推定できる位置に取り付けられていればよく、例えばECU10内でのモータ駆動回路13の基板に直接取り付けられていてもよいし、マイコン20に内蔵されていてもよい。また、ECU10とは異なる車載ユニットであって温度センサを搭載するユニットから、測定された温度を車内LANなどを介した通信により取得してもよい。
In the second embodiment, the
上記第3の実施形態では、温度変化算出部49は、電流センサ14で検出された電流値ia に基づき温度変化量ΔTを算出するが、上記電流値ia に代えて、その推定値や、d軸指令電流id * およびq軸指令電流iq * などの指令電流値に基づき温度変化量ΔTを算出してもよい。
In the third embodiment, the temperature
上記第3の実施形態では、第2の実施形態におけるモータ制御装置の構成を一部変更することによりR値を算出するが、これと同様に第1の実施形態におけるモータ制御装置の構成を一部変更することによりΦ値を算出してもよい。なお、この構成では、電機子巻線の抵抗値に基づきその自己発熱により生じる温度変化量を算出し、この温度変化量に応じて(装置終了時点の)Φ値を補正し記憶する。 In the third embodiment, the R value is calculated by partially changing the configuration of the motor control device in the second embodiment. Similarly to this, the configuration of the motor control device in the first embodiment is completely different. You may calculate (PHI) value by changing a part. In this configuration, the temperature change caused by the self-heating is calculated based on the resistance value of the armature winding, and the Φ value (at the time of the end of the device) is corrected and stored according to the temperature change.
上記第3の実施形態では、装置の動作終了直前の時点において装置起動時点でのR値を推定し記憶するが、装置の製造ばらつきを反映したR値を算出することができる適宜の時点において装置起動時点でのR値を推定し記憶してもよい。例えば、(電流値が大きく)精度よくR値を算出することができる時点において、装置起動時点からその時点までの温度変化量と、その時点におけるR値とに基づき、同様に装置起動時点でのR値を算出(推定)し記憶する構成でもよい。また同様にして装置起動時点でのφ値を算出し記憶してもよい。 In the third embodiment, the R value at the time of starting the apparatus is estimated and stored immediately before the end of the operation of the apparatus, but the apparatus can be calculated at an appropriate time when the R value reflecting the manufacturing variation of the apparatus can be calculated. The R value at the time of activation may be estimated and stored. For example, at the time when the R value can be accurately calculated (the current value is large), based on the amount of temperature change from the time of starting the device to that time and the R value at that time, similarly, at the time of starting the device. The R value may be calculated (estimated) and stored. Similarly, the φ value at the time of starting the apparatus may be calculated and stored.
上記各実施形態では、Φ値やR値などのパラメータと、モータ温度Tpmや周囲温度Tpaなどの値とを併せて装置の動作終了時に不揮発性メモリに記憶する構成であるが、これらが記憶される時点は、装置動作終了時に限定されるわけではなく、同一時点におけるパラメータと温度とを記憶可能であれば、装置動作中の適宜の時点でよい。したがって、例えば故障などにより装置が突然終了する場合に備えて、適宜の時間間隔を空けて装置の動作中に不揮発性メモリに記憶することを繰り返す構成でもよい。もっとも、上記値を不揮発性メモリに記憶する動作はある程度の処理時間が必要となるので、装置の動作終了時点に行うことが好ましい。 In each of the above embodiments, the parameters such as the Φ value and the R value and the values such as the motor temperature Tpm and the ambient temperature Tpa are combined and stored in the nonvolatile memory at the end of the operation of the device. The time point at which the operation of the apparatus is completed is not limited, and may be an appropriate time point during the operation of the apparatus as long as the parameters and temperature at the same time can be stored. Therefore, for example, in a case where the apparatus is suddenly terminated due to a failure or the like, it may be configured to repeatedly store data in the nonvolatile memory during operation of the apparatus with an appropriate time interval. However, since the operation for storing the above value in the nonvolatile memory requires a certain amount of processing time, it is preferably performed at the end of the operation of the apparatus.
上記各実施形態では、Φ算出部26またはR算出部36のいずれかが備えられるが、これらが同時に備えられてもよい。ここで上記第1の実施形態では、Φ算出部26は、角速度ωe が所定の閾値以上であるときに限りΦ値を求めることとしてもよいとし、上記第2または第3の実施形態では、R算出部36は、q軸検出電流iq が所定の閾値以上であるときに限りR値を求めることとしてもよいとしたが、いずれの実施形態においてもΦ値とR値とを同時に求めることはできず、また異なる時点で求めた両値の関係から連立方程式を解くことにより求める方法も検出電流が大きく変化しない等の問題があることから実際的ではない。そこで、Φ算出部26およびR算出部36が同時に備えられる場合には、両値のうちの一方の値の変化による影響が小さい場合にはその一方の値の変化によって生じる算出値に対する影響を無視することができるので、その場合に他方の値を算出する動作を行う。そうすれば、両値とも正確に算出することが可能となる。
In each of the above embodiments, either the
また上記第2および第3の実施形態では、R算出部36は、上式(2)のd軸指令電流id *とq軸指令電流iq *にd軸検出電流id とq軸検出電流iq を代入し、その式をRについて解くことを前提にしているが、上式(1)のd軸指令電流id *とq軸指令電流iq *にd軸検出電流id とq軸検出電流iq を代入し、その式をRについて解くことも考えられる。そうすれば、Φ値の影響を全く受けることなく正確にR値を算出することができる。
Further, in the second and third embodiments, the
なお、本発明は、上述したコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置だけでなく、ピニオンアシスト型やラックアシスト型の電動パワーステアリング装置にも適用できる。また、本発明は、電動パワーステアリング装置以外のモータ制御装置にも適用できる。 The present invention can be applied not only to the above-described column assist type electric power steering apparatus but also to a pinion assist type or rack assist type electric power steering apparatus. The present invention can also be applied to motor control devices other than the electric power steering device.
13…モータ駆動回路、20…マイコン 13 ... motor drive circuit, 20 ... microcomputer
Claims (7)
前記モータに供給すべき電流の量を示す指令電流値と前記モータのロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従い、前記モータを駆動する指令電圧のレベルを求めるオープンループ制御手段と、
前記オープンループ制御手段で求められるレベルの電圧に応じて前記モータを駆動するモータ駆動手段と、
装置の温度を測定または推定する温度測定手段と、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、前記指令電圧のレベルを求めるときに使用されるモータの回路方程式に含まれるパラメータを求めるパラメータ算出手段と、
装置の動作終了までの間の所定時点において前記パラメータ算出手段により求められるパラメータと、当該時点において前記温度測定手段により測定または推定される温度とを記憶する記憶手段と、
装置起動時点において、前記記憶手段に記憶された温度から、装置起動時に前記温度測定手段により測定される温度への変化に応じて、前記記憶手段に記憶されたパラメータを補正することにより得られる初期パラメータを算出する初期パラメータ算出手段と
を備え、
前記オープンループ制御手段は、装置起動時点には前記初期パラメータ算出手段により算出された初期パラメータに基づき、前記指令電圧のレベルを求めることを特徴とする、モータ制御装置。 A motor control device for driving a motor,
An open loop control means for obtaining a command voltage level for driving the motor according to a motor circuit equation based on a command current value indicating an amount of current to be supplied to the motor and an angular velocity of a rotor of the motor;
Motor driving means for driving the motor in accordance with a voltage at a level required by the open loop control means;
Temperature measuring means for measuring or estimating the temperature of the device;
Current detecting means for detecting a current flowing through the motor;
Based on the current value detected by the current detection means, parameter calculation means for obtaining a parameter included in the circuit equation of the motor used when obtaining the level of the command voltage;
Storage means for storing a parameter obtained by the parameter calculation means at a predetermined time until the end of the operation of the apparatus, and a temperature measured or estimated by the temperature measurement means at the time;
The initial value obtained by correcting the parameter stored in the storage means according to the change from the temperature stored in the storage means to the temperature measured by the temperature measurement means at the time of device startup at the time of starting the apparatus. An initial parameter calculating means for calculating a parameter,
The motor control apparatus, wherein the open loop control means obtains the level of the command voltage based on the initial parameter calculated by the initial parameter calculation means at the time of starting the apparatus.
前記モータに含まれる電機子巻線の温度または当該温度を推定可能な位置の温度を測定する第1の温度測定手段と、
前記モータへの電流が流れる回路を構成する素子および配線の温度または当該温度を推定可能な位置の温度を測定する第2の温度測定手段とを含み、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることを特徴とする、請求項1に記載のモータ制御装置。 The temperature measuring means includes
First temperature measuring means for measuring a temperature of an armature winding included in the motor or a temperature at a position where the temperature can be estimated;
A second temperature measuring means for measuring a temperature of an element constituting a circuit through which a current to the motor flows and a temperature of the wiring or a position where the temperature can be estimated;
2. The motor according to claim 1, wherein the parameter calculation unit obtains a circuit resistance including an armature winding resistance included in a circuit equation of the motor based on a current value detected by the current detection unit. Control device.
前記モータに供給すべき電流の量を示す指令電流値と前記モータのロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従い、前記モータを駆動する指令電圧のレベルを求めるオープンループ制御手段と、
前記オープンループ制御手段で求められるレベルの電圧に応じて前記モータを駆動するモータ駆動手段と、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、前記指令電圧のレベルを求めるときに使用されるモータの回路方程式に含まれるパラメータを求めるパラメータ算出手段と、
装置の動作終了までの間の所定時点において前記パラメータ算出手段により求められるパラメータに対して、装置起動時点からの温度変化を補償した初期パラメータを算出する初期パラメータ算出手段と
前記初期パラメータを記憶する記憶手段と
を備え、
前記オープンループ制御手段は、装置起動時には、前記記憶手段に記憶された初期パラメータに基づき、前記指令電圧のレベルを求めることを特徴とする、モータ制御装置。 A motor control device for driving a motor,
An open loop control means for obtaining a command voltage level for driving the motor according to a motor circuit equation based on a command current value indicating an amount of current to be supplied to the motor and an angular velocity of a rotor of the motor;
Motor driving means for driving the motor in accordance with a voltage at a level required by the open loop control means;
Current detecting means for detecting a current flowing through the motor;
Based on the current value detected by the current detection means, parameter calculation means for obtaining a parameter included in the circuit equation of the motor used when obtaining the level of the command voltage;
Initial parameter calculating means for calculating an initial parameter that compensates for a temperature change from the time of starting the apparatus with respect to a parameter obtained by the parameter calculating means at a predetermined time until the end of operation of the apparatus, and a memory for storing the initial parameter Means and
The open loop control means obtains the level of the command voltage based on an initial parameter stored in the storage means when the apparatus is activated.
前記初期パラメータ算出手段は、前記パラメータ算出手段により前記時点において算出されるパラメータを前記温度変化量に応じて補正することにより前記初期パラメータを算出することを特徴とする、請求項3に記載のモータ制御装置。 A temperature change amount calculating means for calculating heat generation energy generated by a current passed through the motor and calculating a temperature change amount from the time of starting the apparatus to the time point to be generated according to the heat generation energy;
The motor according to claim 3, wherein the initial parameter calculation unit calculates the initial parameter by correcting the parameter calculated at the time point by the parameter calculation unit according to the temperature change amount. Control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009081126A JP5470968B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Motor control device and electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009081126A JP5470968B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Motor control device and electric power steering device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010233423A true JP2010233423A (en) | 2010-10-14 |
JP5470968B2 JP5470968B2 (en) | 2014-04-16 |
Family
ID=43048712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009081126A Expired - Fee Related JP5470968B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Motor control device and electric power steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5470968B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013154826A (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Showa Corp | Electric power steering device and program |
JP2013173444A (en) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Showa Corp | Electric power steering device and program |
JP2022082363A (en) * | 2020-11-20 | 2022-06-01 | ダイハツ工業株式会社 | Control device of synchronous motor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61106091A (en) * | 1984-10-25 | 1986-05-24 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Slip frequency calculator of induction motor and rotation controller of induction motor using the same |
JPH09312996A (en) * | 1996-05-23 | 1997-12-02 | Fujitsu General Ltd | Control of brushless motor |
JP2005218215A (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Nsk Ltd | Driving method and temperature-estimating method of pm motor |
JP2008195246A (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Toyota Motor Corp | Steering device |
JP2008220155A (en) * | 2007-02-08 | 2008-09-18 | Jtekt Corp | Motor controller and electric power steering system |
JP2008245412A (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Toyota Motor Corp | Method of estimating temperature of rotary electric machine |
-
2009
- 2009-03-30 JP JP2009081126A patent/JP5470968B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61106091A (en) * | 1984-10-25 | 1986-05-24 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Slip frequency calculator of induction motor and rotation controller of induction motor using the same |
JPH09312996A (en) * | 1996-05-23 | 1997-12-02 | Fujitsu General Ltd | Control of brushless motor |
JP2005218215A (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Nsk Ltd | Driving method and temperature-estimating method of pm motor |
JP2008220155A (en) * | 2007-02-08 | 2008-09-18 | Jtekt Corp | Motor controller and electric power steering system |
JP2008195246A (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Toyota Motor Corp | Steering device |
JP2008245412A (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Toyota Motor Corp | Method of estimating temperature of rotary electric machine |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013154826A (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Showa Corp | Electric power steering device and program |
JP2013173444A (en) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Showa Corp | Electric power steering device and program |
JP2022082363A (en) * | 2020-11-20 | 2022-06-01 | ダイハツ工業株式会社 | Control device of synchronous motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5470968B2 (en) | 2014-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5228578B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5428325B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5453714B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5250979B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP5200628B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5453729B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
WO2009087991A1 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
US8410734B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5092760B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP2009247181A (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5440120B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP2018057084A (en) | Motor control device | |
JP5136839B2 (en) | Motor control device | |
JP5315709B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5470968B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5412825B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP2010029027A (en) | Motor control device | |
JP5412824B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5444697B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5446411B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5434216B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5975143B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP4687104B2 (en) | Control device and method for permanent magnet type rotary motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130619 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130625 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130823 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140120 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5470968 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |