JP2017158245A5 - - Google Patents

Description

電気系特性部１１０は１／（Ｌ・ｓ＋Ｒ）で表され、機械系特性部１２０は１／（Ｊ・ｓ＋Ｄ）で表わされる。電気系特性部１１０のＬはモータインダクタンス[Ｈ]、Ｒはモータ抵抗[Ω]であり、機械系特性部１２０のＪはモータ慣性モーメント[Kg・m²]、Ｄはモータ粘性係数[Nm/(rad/s)]である。
電流指令値Ｉｒｅｆからモータ電流Ｉｍまでの系を、図４に示すように周波数帯域を制御し易い１次フィルタ（１／（Ｔ_４・ｓ＋１））とするため、Ｔ_１〜Ｔ_４を時定数として、制御フィルタ（Ｇ_ＦＦ）１０１の伝達関数は下記数１で設定され、制御フィルタ（Ｇ_ＦＢ）１０２の伝達関数は下記数２で設定されている。 The electrical system characteristic unit 110 is represented by 1 / (L · s + R) , and the mechanical system characteristic unit 120 is represented by 1 / (J · s + D) . L of an electrical system characteristics 110 mode tie inductance [H], R is the motor resistance [Omega], the J of the mechanical system characteristics unit 120 motor inertia moment [Kg · m ^2], D is the motor coefficient of viscosity [Nm / (rad / s)].
In order to set the system from the current command value Iref to the motor current Im as a primary filter (1 / (T ₄ · s + 1)) whose frequency band is easy to control as shown in FIG. 4, T _{1 to} T ₄ are time constants. The transfer function of the control filter (G _FF ) 101 is set by the following formula 1, and the transfer function of the control filter (G _FB ) 102 is set by the following formula 2.

図１０における切換時の段差の発生は、電流指令値が４０［Ａ］において、両系統駆動時のゲイン特性が図１１の実線のようになっており、位相特性が図１２の実線のようになっているのに対し、片系統駆動時のゲイン特性が図１１の破線のようになっており、位相特性が図１２の破線のようになって、変曲点を持っているためである。 Generation of steps of switching in Figure 10, the current command value 40 [A], the gain characteristics at the time of both systems drive has become like the solid line in FIG. 11, the phase characteristic of the actual line in FIG. 12 while has been way, the gain characteristics at the time of a single system drive has become like the broken line in FIG. 11, the phase characteristic so that the broken line in FIG. 12, has an inflection point Because.

また、モータ角速度ωｍは積分部３１１で積分されてモータ角度θｍとして出力され、モータ角度θｍにノイズＮｒが混入して微分部３１５で微分される。微分部３１５からのモータ角速度ωｎは上記数５で表わされるＬＰＦ３１６に入力され、フィルタ処理された角速度ωｎ’は逆起電圧補償定数部３１７で逆起電圧補償定数Ｋｅ’を乗算され、逆起電圧補償信号ＥＭＦｃが加算部３２５及び３３５に入力される。 Further, the motor angular velocity ωm is output as the motor angle θm is integrated by the integration section 311, a noise Nr in motor angle θm is differentiated by the differentiating section 31 5 mixed. Motor angular .omega.n from the differentiation unit 31 5 is input to the LPF 31 6 represented by the above Equation 5, the filtered angular rate .omega.n 'is counter electromotive voltage compensation constant Ke in the counter electromotive voltage compensation constant unit 31 7' is multiplied by, counter electromotive voltage compensation signal EMFc is input to the adder 325 and the 33 5.

ここで、便宜的にＬ_１＝Ｌ_２＝Ｌ，Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｒ，Ｋ_ｔ１＝Ｋ_ｔ２＝Ｋｔとすれば、数１０〜数１２の分母の中の（）内を０にすることにより（数１３）、片系統駆動と両系統駆動での特性を同じにすることができる。（）内を０とするには、角度ＦＢフィルタ（Ｇ_ＡＮＧ）３００が下記数１４となれば良い。

Here, for convenience, if L ₁ = L ₂ = L, R ₁ = R ₂ = R, and K _t1 = K _t2 = Kt, the inside of parentheses in the denominators of Formulas 10 to 12 is set to 0. Thus (Equation 13), the characteristics of the single-system drive and the two-system drive can be made the same. The angle FB filter (G _ANG ) 300 may be expressed by the following formula 14 in order to set the value in () to 0.

この結果、両系統駆動から片系統駆動に切り換えても、逆に片系統駆動から両系統駆動切り換えても電流指令値Ｉｒｅｆに対するモータトルクまでの伝達特性が同じになり、干渉がなく、変曲点の少ない円滑な特性となる。電動パワーステアリング装置においては、片系統制御と両系統制御でトルクリップルが抑制されるので、操舵フィーリングを一層向上することができる。

As a result, even if switching from both-system drive to single-system drive, or conversely switching from single-system drive to both-system drive , the transmission characteristics up to the motor torque with respect to the current command value Iref are the same, there is no interference, inflection point Smooth characteristics with little. In the electric power steering device, torque ripple is suppressed by single-system control and double-system control, and thus the steering feeling can be further improved.

図１４は片系統駆動及び両系統駆動と本発明の角度ＦＢフィルタ（Ｇ_ＡＮＧ）３００の介挿に基づく特性（補償あり）とを比較しており、図１４（Ａ）はゲイン特性を示し、図１４（Ｂ）は位相特性を示している。図１４に示すように、角度ＦＢフィルタ（Ｇ_ＡＮＧ）３００の介挿により、変曲点の少ない円滑な特性となっていることが分かる。 FIG. 14 compares the single-system drive and both-system drive with the characteristics (with compensation) based on the insertion of the angle FB filter (G _ANG ) 300 of the present invention, and FIG. 14 (A) shows the gain characteristics. FIG. 14B shows the phase characteristics. As shown in FIG. 14, it can be seen that smooth characteristics with few inflection points are obtained by the insertion of the angle FB filter (G _ANG ) 300.

図１５のベクトル制御系では、ｄ軸電流指令値ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値ｉ_ｑを演算して補正する電流指令値演算部２２０が設けられており、電流指令値演算部２２０には操舵トルクＴｈ、車速Ｖｓ、モータ１００に連結された回転センサ１００Ａからモータ角度（回転角度）θ_ｅ、角速度演算部２２６で演算されたモータ角速度ωが入力されている。電流指令値演算部２２０で演算されたｄ軸電流指令値ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値ｉ_ｑは２相／３相変換部２２１に入力され、モータ角度θ_ｅに同期して３相の電流指令値Ｉｕｒｅｆ，Ｉｖｒｅｆ，Ｉｗｒｅｆに変換される。３相の電流指令値Ｉｕｒｅｆ，Ｉｖｒｅｆ，Ｉｗｒｅｆは減算部２２２（２２２ｕ，２２２ｖ，２２２ｗ）に入力され、電流検出回路２２５Ａで検出されたモータ電流Ｉｍｕ，Ｉｍｖ，Ｉｍｗとの偏差ΔＩｕ，ΔＩｖ，ΔＩｗが算出される。算出された偏差ΔＩｕ，ΔＩｖ，ΔＩｗはＰＩ制御部２２３に入力され、電流制御された３相の電圧制御指令値Ｖｕｒｅｆ，Ｖｖｒｅｆ，ＶｗｒｅｆがＰＷＭ制御部２２４に入力され、ＰＷＭ制御部２２４で演算された各相ｄｕｔｙに基づいてインバータ２２５を介してモータ１００が駆動される。 The vector control system of FIG. 15, and the current command value calculating section 220 is provided to correct by calculating the d-axis current command value i _d and the q-axis current command value i _q, steering the current command value calculating section 220 The torque Th, the vehicle speed Vs, the motor angle (rotation angle) θ _e , and the motor angular velocity ω calculated by the angular velocity calculation unit 226 are input from the rotation sensor 100A connected to the motor 100. D-axis current command value i _d and the q-axis current command value i _q calculated by the current command value calculating unit 220 is input to the 2-phase / 3-phase conversion unit 221, three-phase current in synchronization with the motor angle theta _e The command values are converted into Iuref, Ivref, and Iwref. Three-phase current command values Iuref, Ivref, Iwref are input to a subtractor 222 (222u, 222v, 222w), and deviations ΔIu, ΔIv, ΔIw from motor currents Imu, Imv, Imw detected by the current detection circuit 225A are obtained. Calculated. The calculated deviations ΔIu, ΔIv, ΔIw are input to the PI control unit 223, and the current-controlled three-phase voltage control command values Vuref, Vvref, Vwref are input to the PWM control unit 224, and are calculated by the PWM control unit 224. The motor 100 is driven via the inverter 225 based on each phase duty.

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