JP2020072498A - モータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この構成によれば、複数系統の巻線群のいずれか一系統の巻線群あるいは複数の個別制御部のいずれか一つが失陥した場合であれ、残りの巻線群あるいは残りの個別制御部を使用してモータを動作させることができる。
以下、モータ制御装置を電動パワーステアリング装置(以下、「EPS」という。)のECU(電子制御装置)に具体化した第1の実施の形態を説明する。
図2に示すように、モータ31は、ロータ51、図示しないステータに巻回された第1の巻線群52および第2の巻線群53を有している。第1の巻線群52は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルを有している。第2の巻線群53も、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルを有している。
図2に示すように、ECU40は、第1の巻線群52および第2の巻線群53に対する給電を系統ごとに制御する。ECU40は、第1の巻線群52に対する給電を制御する第1の制御部60、および第2の巻線群53に対する給電を制御する第2の制御部70を有している。
第1の駆動回路61には、車両に搭載されるバッテリなどの直流電源81から電力が供給される。第1の駆動回路61と直流電源81(正確には、そのプラス端子)との間は、第1の給電線82により接続されている。第1の給電線82には、イグニッションスイッチなどの車両の電源スイッチ83が設けられている。この電源スイッチ83は、車両の走行用駆動源(エンジンなど)を作動させる際に操作される。電源スイッチ83がオンされたとき、直流電源81の電力は、第1の給電線82を介して第1の駆動回路61に供給される。第1の給電線82には電圧センサ65が設けられている。電圧センサ65は直流電源81の電圧Vb1を検出する。ちなみに、第1のマイクロコンピュータ63、および回転角センサ43aには図示しない給電線を介して直流電源81の電力が供給される。
第1のマイクロコンピュータ63は、第1の発振器62により生成されるクロックに従って各種の処理を実行する。第1のマイクロコンピュータ63は、トルクセンサ42aを通じて検出される操舵トルクτ1、および車速センサ41を通じて検出される車速Vに基づきモータ31に発生させるべき目標アシストトルクを演算する。第1のマイクロコンピュータ63は、目標アシストトルクに応じて第1の電流指令値および第2の電流指令値を演算する。第1の電流指令値は、第1の巻線群52へ供給すべき電流の目標値であって、モータ31全体として発生させるべきトルクのうち第1の巻線群52により発生させるべきトルクに応じた値となる。第2の電流指令値は、第2の巻線群53へ供給すべき電流の目標値であって、モータ31全体として発生させるべきトルクのうち第2の巻線群53により発生させるべきトルクに応じた値となる。
図3に示すように、第1のマイクロコンピュータ63は、第1のアシスト制御部91、および第1の電流制御部92を有している。
(A2)第1の駆動回路61および第2の駆動回路71のいずれか一方に供給される電源電圧が低下した場合、それ以上の電源電圧の低下を抑制するために、電源電圧が低下した系統である第1の巻線群52または第2の巻線群53に発生させるトルクが制限される状況。
τth0<│τ1,τ2│≦τth1 …(B2)
τth1<│τ1,τ2│≦τth2 …(B3)
G1=G3>G2 …(C)
したがって、ステアリングホイール21の操作に伴い、操舵トルクτ1,τ2の絶対値がトルクしきい値τth0に達する前後において、アシストゲインはアシストゲインG1からアシストゲインG2へ、あるいはアシストゲインG2からアシストゲインG1へ変化する。また、操舵トルクτ1,τ2がトルクしきい値τth1に達する前後において、アシストゲインがアシストゲインG2からアシストゲインG3へ、あるいはアシストゲインG3からアシストゲインG2へ変化する。このアシストゲインの変化に起因して、操舵トルクτ1,τ2の変動あるいはトルクリップルなどを運転者が違和感として感じることが懸念される。こうした懸念を解消するために、本実施の形態では、第1のマイクロコンピュータ63および第2のマイクロコンピュータ73として、つぎの構成を採用している。
本実施の形態において、第1の巻線群52により発生させることができる最大のトルクと、第2の巻線群53により発生させることができる最大のトルクとが異なるアンバランスな状況が発生した場合における操舵トルクτ1,τ2とトータルの電流指令値Ias *との関係は、つぎの通りである。ここでも、先の条件(A1)〜(A3)のいずれかに起因して、第1の巻線群52により発生するトルクが制限される場合を例に挙げる。
図8(c)のグラフに示すように、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が「0」を起点としてトルクしきい値τth3に達するまでの間、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が増加するにつれて、第1の電流指令値Ias1 *と第2の電流指令値Ias2 *とを合算したトータルの電流指令値Ias *の絶対値は線形的に増加する。操舵トルクτ1,τ2の絶対値がトルクしきい値τth3に達したとき、トータルの電流指令値Ias *の絶対値は最大となる。このときのトータルの電流指令値Ias *の最大値(絶対値)IULは、モータ31が発生させることのできる最大のトルクの75%に対応する値となる。操舵トルクτ1,τ2の絶対値がトルクしきい値τth3に達した以降、操舵トルクτ1,τ2の絶対値の増加に対してトータルとしての電流指令値Ias *の絶対値は最大値IULに維持される。
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)ECU40は、第1の電流指令値Ias1 *が本来の上限値IUL1よりも小さい値である上限値ILIMに制限される場合、目標アシストトルクに応じた電流指令値Ias *が第1の電流指令値Ias1 *に対する本来の上限値IUL1を超えることを待たずに、制限される分の電流指令値Ias *を第2の巻線群53に対する第2の電流指令値Ias2 *として配分する。このため、目標アシストトルク(すなわち、操舵トルクτ1,τ2)の変化に対して、第1の電流指令値Ias1 *および第2の電流指令値Ias2 *を合算したトータルとしての電流指令値Ias *が、第1の電流指令値Ias1 *に対する制限後の上限値ILIMに固定されることが抑制される。このため、目標アシストトルク(操舵トルクτ1,τ2)の変化に対して、トータルとしての電流指令値Ias *を一定の割合で変化させることができる。したがって、第1の巻線群52および第2の巻線群53により発生するトルクをトータルしたモータトルクを一定の割合で変化させることができる。したがって、操舵トルクτ1,τ2の変動あるいはトルクリップルを抑制することができる。また、運転者は良好な操舵感触を得ることができる。
つぎに、モータ制御装置の第2の実施の形態を説明する。本実施の形態は、先の図1〜図3に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態において、モータ31に発生することが要求されるアシストトルクは、第1の巻線群52により発生するトルクと第2の巻線群53により発生するトルクとで半分ずつ賄われる。第1の電流指令値Ias1 *および第2の電流指令値Ias2 *の上限値は、モータ31が発生させることのできる最大のトルクに対応する電流指令値の最大値(100%)の半分(50%)の値に設定されている。
図9(a)のグラフに示すように、横軸に操舵トルクτ1を、縦軸に第1の電流指令値Ias1 *をプロットしたとき、操舵トルクτ1と第1の電流指令値Ias1 *との関係は、つぎの通りである。すなわち、操舵トルクτ1の絶対値が増加するにつれて、第1の電流指令値Ias1 *の絶対値は線形的に増加する。操舵トルクτ1の絶対値がトルクしきい値τth4に達したとき、第1の電流指令値Ias1 *の絶対値は最大となる。この第1の電流指令値Ias1 *の最大値(絶対値)は、モータ31が発生させることのできる最大のトルクの半分(50%)に対応する値である。
本実施の形態において、第1の巻線群52により発生させることができる最大のトルクと、第2の巻線群53により発生させることができる最大のトルクとが異なるアンバランスな状況が発生した場合における操舵トルクτ1,τ2とトータルの電流指令値Ias *との関係は、つぎの通りである。ここでも、先の条件(A1)〜(A3)のいずれかに起因して、第1の巻線群52により発生するトルクが制限される場合を例に挙げる。
図11(c)のグラフに示すように、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が「0」を起点としてトルクしきい値τth6に達するまでの間、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が増加するにつれて、第1の電流指令値Ias1 *と第2の電流指令値Ias2 *とを合算したトータルの電流指令値Ias *の絶対値は線形的に増加する。操舵トルクτ1,τ2の絶対値がトルクしきい値τth6に達したとき、トータルの電流指令値Ias *の絶対値は最大となる。このときのトータルの電流指令値Ias *の最大値(絶対値)IULは、モータ31が発生させることのできる最大のトルクの75%に対応する値となる。操舵トルクτ1,τ2の絶対値がトルクしきい値τth6に達した以降、操舵トルクτ1,τ2の絶対値の増加に対してトータルとしての電流指令値Ias *の絶対値は最大値IULに維持される。
<第3の実施の形態>
つぎに、モータ制御装置の第3の実施の形態を説明する。本実施の形態は、先の図1〜図3に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。
なお、第1〜第3の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第1〜第3の実施の形態では、温度センサ44a,44bをECU40に設けたが、これら温度センサ44a,44bはモータ31に設けてもよい。
Claims (7)
- 複数系統の巻線群を有するモータにより発生させるべきトルクに応じた電流指令値を演算し、当該演算される電流指令値を系統ごとに配分した個別電流指令値に基づき前記複数系統の巻線群に対する給電を系統ごとに独立して制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記複数系統のうちいずれか一系統の巻線群に対する個別電流指令値が系統ごとに設定される上限よりも小さい値に制限される場合、その制限される分の個別電流指令値を、残る少なくとも一系統の巻線群に対する個別電流指令値を増加させることにより補うモータ制御装置。 - 請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記制御部は、前記複数系統の巻線群に対する個別電流指令値がいずれも制限されない場合、前記電流指令値が一つの系統の巻線群に対する個別電流指令値の上限を超える毎に、その超える分の電流指令値を残りの系統の巻線群に対する個別電流指令値として順次配分するモータ制御装置。 - 請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記制御部は、前記複数系統の巻線群に対する個別電流指令値がいずれも制限されない場合、前記電流指令値を前記複数系統の巻線群に対する個別電流指令値として均等に配分するモータ制御装置。 - 請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
各系統の巻線群に対する制限前の個別電流指令値と各系統の巻線群に対して供給される実際の電流の値との差を系統ごとに演算する第1の演算部と、
系統ごとに演算される前記差を対応する系統と異なる少なくとも1つの他の系統の巻線群に対する個別電流指令値に加算する第2の演算部と、を有しているモータ制御装置。 - 請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記複数系統の巻線群に対する個別電流指令値の上限は、前記モータが発生させることのできる最大のトルクに応じた前記電流指令値を系統数で均等割りした値に設定されているモータ制御装置。 - 請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記制御部は、前記複数系統の巻線群に対する給電を系統ごとに独立して制御する系統数と同数の個別制御部を有しているモータ制御装置。 - 請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記モータは、車両の操舵機構に付与されるトルクを発生するものであって、
前記制御部は、操舵トルクに基づき前記モータにより発生させるべき前記トルクに応じた電流指令値を演算するモータ制御装置。
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