JP6136803B2 - モータ制御装置及びそれを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
電圧制御値Eでモータ電流Imを制御し、モータ20を駆動するインバータ106には、半導体スイッチング素子(例えばFET)とモータ20とをブリッジ接続したブリッジ回路を使用し、電圧制御値Eに基づいて決定されたPWM信号PSのDuty指令値により、半導体スイッチング素子をON/OFF制御してモータ電流Imを制御する。
このように時点t1に、V相及びW相の相順のPWM切替タイミングが切替わることによって発生する一時的なDutyの変動により、V相電流及びW相電流に変動(歪み)が生じ、図6(E)に示すようにモータ角度が変動し、これにより図6(F)に示すようにモータ角度検出値が変動すると共に、演算される電流指令値が図6(G)に示すように変動する。その結果、図6(H)〜(J)に示すようにUVW各相のDuty指令値が変動することによってノイズが発生し、音や振動が生じることになる。
更に、特許文献2及び3はいずれもモータ電流の検出手法を開示していないばかりか、コントローラのコンパクト化、軽量化、コストダウンを全く考慮していない。
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、安価でコンパクトな1シャント式電流検出回路を用いてモータ電流を検出すると共に、PWM位相シフトによるDuty変動がPWM位相シフトの瞬間に発生しても、電流指令値及びDuty指令値の変動が発生することもなく、音や振動などの不快な現象を生じないモータ制御装置及びそれを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
前記大小関係に基づいて前記PWM信号の立ち上がり又は立ち下がりのタイミングを所定の順序で順次立ち上げるタイミング制御部と、所定のアルゴリズムに応じて前記立ち上がりの順番が変更され、前記立ち上がりの順番が変更されたタイミングにおいてのみ、前記回転センサの過去値に基づいてモータ角度推定値を推定し、前記モータ角度推定値を前記モータ角度として出力するモータ角度出力部とを具備することにより達成される。
上記各モータ制御装置を搭載することにより、上記目的の電動パワーステアリング装置を達成できる。
これにより、PWM位相切替に伴う電流変動(歪み)及びモータの角度変動はモータ角度検出値に影響しないため、電流指令値はモータ角度検出値の変動が伝播しない滑らかな指令値波形となり、その結果Duty指令値も、上記変動が影響しない滑らかなDuty指令値波形を得ることができる。Duty指令値がモータ角度検出値の変動によって影響を受けない滑らかな波形になるので、モータ制御装置や電動パワーステアリング装置にとって好ましくない不快な現象の発生を低減若しくは抑制することが可能となる。
相変化検出部142から相変化信号PCが出力されていないときには、レゾルバ21のモータ角度θがそのままモータ角度推定値θeとして出力される。つまり、相変化信号PCが出力されていないときには、モータ角度推定値θe=モータ角度θである。また、トルク制御部110で算出された電流指令値Iref2は減算部103に入力され、1シャント式の電流検出回路120で検出されたモータ電流Imとの偏差である電流指令値Iref3が電流制御部104に入力されている。
10 トルクセンサ
12 車速センサ
13 バッテリ
20 モータ
21 レゾルバ
22 角速度演算部
100 コントロールユニット(ECU)
101 電流指令値演算部
102 最大出力制限部
104 電流制御部
105 PWM制御部
105A Duty演算部
105B ゲート駆動部
106 インバータ
107 キャリア信号生成部
120 1シャント式電流検出回路
130 Duty設定部
131 比較部
132 タイミング制御部
140 モータ角度推定部
141 記憶部
142 相変化検出部
Claims (7)
- 制御演算によりモータの電流を制御するための各相Duty指令値を算出し、前記各相Duty指令値に応じたPWM信号を形成し、前記PWM信号に基づいてインバータにより前記モータを駆動すると共に、前記モータのモータ角度を検出する回転センサが設けられているモータ制御装置において、
前記インバータの電源側若しくは接地側に1シャント式電流検出回路が接続されており、
前記各相Duty指令値を比較して大小関係を決定する比較部と、
前記大小関係に基づいて前記PWM信号の立ち上がり又は立ち下がりのタイミングを所定の順序で順次立ち上げるタイミング制御部と、
所定のアルゴリズムに応じて前記立ち上がりの順番が変更され、前記立ち上がりの順番が変更されたタイミングにおいてのみ、前記回転センサの過去値に基づいてモータ角度推定値を推定し、前記モータ角度推定値を前記モータ角度として出力するモータ角度出力部と、
を具備したことを特徴とするモータ制御装置。 - 前記所定の順序が、前記Duty指令値の最大相、中間相、最小相の順番である請求項1に記載のモータ制御装置。
- 前記所定のアルゴリズムが、各相の最大相、中間相、最小相の関係が変化したタイミングにおいて前記立ち上がりの順番も変更されるものである請求項1又は2に記載のモータ制御装置。
- 前記モータ角度出力部が、前記最大相、中間相、最小相の関係の変化を検出する相変化検出部と、前記回転センサからのモータ角度を所定周期で記憶する記憶部と、前記記憶部の複数の過去値から前記モータ角度推定値を推定するモータ角度推定部とで構成されている請求項1乃至3のいずれかに記載のモータ制御装置。
- 前記モータ角度推定部が線形近似によって前記モータ角度推定値を推定する請求項4に記載のモータ制御装置。
- 前記回転センサがレゾルバである請求項1乃至5のいずれかに記載のモータ制御装置。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載のモータ制御装置を搭載したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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