WO2020217548A1 - 電動機制御装置および電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動機制御装置および電動パワーステアリング装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2020217548A1 WO2020217548A1 PCT/JP2019/025626 JP2019025626W WO2020217548A1 WO 2020217548 A1 WO2020217548 A1 WO 2020217548A1 JP 2019025626 W JP2019025626 W JP 2019025626W WO 2020217548 A1 WO2020217548 A1 WO 2020217548A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- axis
- command
- current
- current correction
- correction command
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/05—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for damping motor oscillations, e.g. for reducing hunting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
- H02P21/16—Estimation of constants, e.g. the rotor time constant
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
Definitions
- the present application relates to an electric motor control device and an electric power steering device using the electric motor control device.
- PM motors permanent magnet embedded motors
- the PM motor has a spatial harmonic in the rotating magnetic field due to its structure, and a harmonic component is generated in the induced voltage, so that torque ripple is generated.
- Torque ripple can cause problems such as vibration, noise, and mechanical resonance, so technology to reduce it is required.
- Patent Document 1 a method of generating a current command value capable of suppressing torque ripple and superimposing it on a basic current command to suppress torque ripple
- FIG. 1 is a block diagram of the electric motor control device according to the first embodiment.
- the electric motor control device includes a basic current command generation unit 1, a current correction command superimposition unit 2, a current control unit 3, a dq / 3-phase coordinate converter 4, a 3-phase / dq coordinate converter 5, and a vector control method. It has an inverter 6 and a current correction unit 100. Inside the current correction unit 100, there are a position-dependent component generation unit 101 of the electric motor, a median electrical characteristic output unit 102 of the electric motor, a current correction command calculation unit 103, and a sensitivity set value output unit 104. In the electric motor control device, detection signals from the current detector 8 and the rotation position detector 9 are input to the electric motor 7 having a salient polarity.
- the median electrical characteristic output unit 102 of the electric motor outputs the median electrical characteristic of the electric motor to be controlled to the current correction command calculation unit 103. Further, the sensitivity set value output unit 104 sets a value specified in advance by the designer or a value set according to the operating condition as the sensitivity of the torque ripple with respect to the error of the electrical characteristics of the electric motor to the current correction command calculation unit 103. Output to. Details will be described together with the current correction command calculation unit 103.
- Inductance and magnetic flux which are the electrical characteristics of an electric motor, are separated into the median and position-dependent components of the electrical characteristics, considering the position-dependent components related to the rotational position of the motor, and are defined as follows.
- the basic current commands id0 and iq0 are calculated from the equations (8) and (9). Even when other known control methods are used, the basic current command is calculated based on the equation (8) expressing the basic torque. Next, assuming that the second-order or higher component of the harmonic is sufficiently small in the equation (7), the torque ripple, which is the harmonic component of the torque, is represented by the following equation (10).
- the error region shown in FIG. 3 shows the ratio ⁇ L0 /
- Arbitrary errors ⁇ L0 and ⁇ d0 can be expressed as coordinates of points on the error region. For example, when ⁇ L0 and ⁇ d0 are both 0, ⁇ L0 and ⁇ d0 correspond to the origin (0,0) of the error region.
- equation (14) can be converted into the equation (15) as follows.
- Equation (15) shows that, as shown in FIG. 5, it is possible to calculate the idle as in the block 103b, and then calculate the idle as in the block 103b using the ipripple. From this, if the ipripple can be calculated, the idle can be calculated simply. Further, in the equation (15), it can be seen that the current correction command does not depend on the coordinates of the error point itself, but depends on the coordinate ratio e. That is, if the error point is a point on a straight line whose slope is e, the current correction command has exactly the same value regardless of which point is selected as a specific error point.
- the current correction command represented by the equation (15) is calculated so that the torque ripple becomes 0 at a specific error point, the current correction command represented by the equation (15) has a slope. It can be seen that the current has a torque ripple of 0 at all error points on the straight line e. Therefore, depending on the setting of e, the robustness against the error between the d-axis magnet magnetic flux and the median inductance can be selected.
- a straight line having an inclination of e is referred to as a ripple suppression straight line.
- the ripple suppression straight line Rsl coincides with the axis of ⁇ L0 / L0.
- the current correction command at this time can suppress the torque ripple even when ⁇ L0 has any error. That is, by bringing e closer to 0, it is shown that it is robust with respect to ⁇ L0.
- the ripple suppression straight line Rsl coincides with the axis of ⁇ d0 / ⁇ d0, and it is possible to robustly suppress the ripple with respect to ⁇ d0.
- the q-axis current correction command ipripple is first calculated, and the d-axis current correction command idripple is obtained from the value of the qripple, and the idripple can be simply calculated as a simple integer multiple of the ipripple. is there.
- the iripple may be calculated first, and the iqripple may be calculated using the idripple. Specifically, it becomes the following formula (16).
- Equation (17) is a current represented by the sensitivity set value e as in the calculation of the current correction command of the electric motor having the reverse polarity, and when e is brought as close to 0 as possible, it is robust against ⁇ L0. Therefore, when e is set to a large value, it becomes robust with respect to ⁇ d0. Equation (17) is first calculated from the q-axis current correction command iplipple, and the d-axis current correction command idripple is obtained from the value of the qripple. However, even if the d-axis current correction command idripple is first calculated from the idripple and the ipripple is calculated using the idle. Good. Specifically, it becomes the following formula (18).
- idripple * iq0 + iripple * id0 may be reduced.
- the ipripple may be reduced.
- iq0 is basically larger than id0, so to reduce the sensitivity of the torque ripple with respect to ⁇ L0.
- Idripple should be made smaller. The above is the relationship between the sensitivity of torque ripple and the magnitude of the current correction command.
- FIG. 6 shows the current correction command at that time by setting the value of e, which is the sensitivity setting value, in three ways (0.1, 1, 10).
- 6 (a) shows a sensitivity setting value of 0.1
- FIG. 6 (b) shows a sensitivity setting value of 1
- FIG. 6 (c) shows a sensitivity setting value. It represents the case where e is 10. Looking at FIG. 6, it can be confirmed that the d-axis current correction command idle is small when the sensitivity setting value e, which is robust to ⁇ L0 in design, is small. Further, when the sensitivity set value e, which is robust to ⁇ d0 in design, is large, it can be confirmed that the q-axis current correction command ipripple is small.
- FIGS. 7 (d) and 8 (d) represent the case of Patent Document 1.
- 7 and 8 are plots of the magnitude of the torque ripple that occurs when the lower plane is the error region and the vertical axis is the torque ripple, and the electrical characteristics of the motor have an error within the error region.
- FIG. 7 and 8 are plots of the magnitude of the torque ripple that occurs when the lower plane is the error region and the vertical axis is the torque ripple, and the electrical characteristics of the motor have an error within the error region.
- FIG. 7 shows a case where there is no pulsation between the q-axis magnet magnetic flux and the inductance, and there is a pulsation of the d-axis magnet magnetic flux.
- the torque ripple suppression effect is not diminished.
- ⁇ d0 the torque ripple suppressing effect is diminished.
- FIG. 8 shows a case where there is a q-axis magnet magnetic flux and an inductance pulsation in addition to the pulsation of the d-axis magnet magnetic flux.
- the magnitude of the torque ripple when the torque ripple suppression is not performed is 0.1881 Nm.
- the magnitude of the torque ripple when the current correction command of Patent Document 1 is used is about 0.06 Nm in any error, which is the original purpose of suppressing torque ripple. The effect is 68%.
- the torque ripple can be reduced as compared with the case where the torque ripple suppression is not performed, the effect of the torque ripple suppression is smaller than the reduction rate when there is no pulsation between the q-axis magnet magnetic flux and the inductance.
- the current correction command of the present embodiment has a high torque ripple suppression effect even if there is a q-axis magnet magnetic flux and an inductance pulsation, and the value of e, which is a sensitivity setting value, and the robustness against each error are also the characteristics as designed. Is appearing. From the above, even when there is a q-axis magnet magnetic flux and an inductance pulsation, the current correction command of the present embodiment can suitably suppress torque ripple even when there is an error in the electrical characteristics of the electric motor.
- the current correction command calculation unit 103 which outputs a dq-axis current correction command, calculates a current correction command that robustly suppresses torque ripple with respect to the electrical characteristics of the electric motor by performing the same calculation as in the first embodiment. By superimposing on the dq-axis basic current command, torque ripple can be suppressed.
- the table data in the present embodiment not only the 6f component but also the table data including any frequency component may be created. By outputting the position-dependent component from the table data including an arbitrary frequency component to the current correction command calculation unit 103, calculating the current correction command based on the equation (15), and superimposing it on the dq-axis basic current command, It is possible to suppress the torque ripple of the same frequency as the frequency component included in the table data. When multiple frequency components are included, torque ripple of the same frequency as those frequency components can be suppressed, so it is not necessary to calculate the current correction command individually for each frequency, and the amount of calculation can be reduced. It will be possible.
- the third embodiment includes a current correction command phase component generation unit 106, a current correction gain calculation unit 107, and a current correction gain multiplication unit 108.
- the inductance of the electric motor and the magnetic flux of the magnet are measured by a known method in advance, and the position-dependent component is extracted by subtracting the average value from each measured value.
- the current correction command of the present embodiment has the same phase or a difference of 180 degrees between the d-axis current correction command and the q-axis current correction command, if there is a phase component represented by the equation (20), d
- the axis current correction command and the q-axis current correction command can be simply obtained as simple integral multiples of the phase component.
- the current correction gain calculation unit 107 calculates according to the following equation (21).
- the role of the sensitivity set value e in the equation (21) is as described in the first embodiment.
- the idle becomes small and the torque ripple is robustly suppressed with respect to the median inductance error ⁇ L0. It becomes a current, and when the value of e is increased, the inductance becomes smaller and becomes a current that robustly suppresses torque ripple with respect to the median error ⁇ d0 of the d-axis magnet magnetic flux.
- the magnitude ratio of the dq-axis current correction command can be changed by the sensitivity set value e, whereby torque ripple can be suppressed even when there is an error in the electrical characteristics of the electric motor.
- the molecular components of the current correction command may be applied to the periodic function of the trigonometric function for calculation.
- the phase component of the current correction command is the following equation (22).
- phase calculation of the current correction command is performed only for one of the d-axis current correction command and the q-axis current correction command.
- the other can be obtained by simply multiplying the calculated one by a constant, so that the current correction command can be simply obtained.
- FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the electric power steering device according to the fifth embodiment.
- the electric power steering device includes a steering wheel 301, a steering shaft 302, a rack pinion gear 303, wheels 304 and 305, an electric motor 7, a reduction gear 306, a rotation position detector 9, and a torque sensor.
- 307, a vehicle speed sensor 308, and an electric motor control device 200 are provided.
- the steering torque applied to the steering wheel 301 by a driver is transmitted to the rack through the torsion bar of the torque sensor 307, the steering shaft 302, the rack pinion gear 303, and the wheels 304 and 305.
- the electric motor 7 is connected to the steering shaft 302 via a reduction gear 306.
- the output torque generated from the electric motor 7 is transmitted to the steering shaft 302 via the reduction gear 306 to reduce the steering torque applied by the driver during steering.
- the torque sensor 307 detects the steering torque applied to the torsion bar by the driver steering the steering wheel 301. Since this steering torque causes the torsion bar to twist in a manner substantially proportional to the steering torque, this twist angle is detected and converted into a steering torque signal.
- the vehicle speed sensor 308 outputs the vehicle speed, which is a signal for detecting the traveling speed of the vehicle.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
電動機の電気的特性が誤差あるいはばらつきを持つ場合においてもトルクリップルを抑制することができる電動機制御装置を提供する。突極性を有する電動機(7)に基本的なトルクを出力させるためのd軸基本電流指令およびq軸基本電流指令を出力する基本電流指令生成部(1)と、電動機の回転位置に応じて電動機の位置依存成分を出力する位置依存成分生成部(101)と、d軸基本電流指令とq軸基本電流指令と位置依存成分からd軸電流補正指令およびq軸電流補正指令を演算する電流補正指令演算部(103)と、d軸基本電流指令およびq軸基本電流指令にd軸電流補正指令およびq軸電流補正指令を重畳しd軸電流指令およびq軸電流指令を生成する電流補正指令重畳部(2)と、d軸電流指令とq軸電流指令に基づいてインバータ6を介して電動機7に流す電流を制御する電流制御部(3)を備えている。
Description
本願は、電動機制御装置およびそれを用いた電動パワーステアリング装置に関するものである。
電動機において、近年ではPMモータ(永久磁石埋め込みモータ)が小型・高効率という特徴から産業機器に広く利用されるようになった。しかし、PMモータは、その構造上回転磁界に空間高調波を持ち、それにより誘起電圧に高調波成分が生じるため、トルクリップルが発生する。トルクリップルは、振動あるいは騒音、機械的共振といった問題を引き起こす原因になりうるため、その低減技術が必要となる。この低減技術として、トルクリップルを抑制可能とする電流指令値を生成し、基本電流指令に重畳することでトルクリップルを抑制するようにした方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、電動機に生じる回転磁界の空間高調波を回転位置に関するテーブルデータとして保持し、その空間高調波によって生じるトルクリップルが0となるような電流指令を作成し、基本電流指令に重畳することでトルクリップル抑制を実施している。
特許文献1では、電動機に生じる回転磁界の空間高調波を回転位置に関するテーブルデータとして保持し、その空間高調波によって生じるトルクリップルが0となるような電流指令を作成し、基本電流指令に重畳することでトルクリップル抑制を実施している。
前述のように、特許文献1に記載されたトルクリップル抑制制御装置においては、事前に電動機の電気的特性をより高精度に取得できた場合においてトルクリップル抑制が可能となる。
しかしながら、事前に取得する電動機の電気的特性は、その真値に対して設計値あるいは測定値が誤差を持つと考えることが自然であり、また電動機の動作状態あるいは製造ばらつきによって変動する。そのため、電動機の電気的特性の取得値が真値と乖離している場合はトルクリップル抑制の効果が出ないという問題がある。実際に、特許文献1は、電動機の電機子鎖交磁束とインダクタンスなど電気的パラメータの中央値の誤差に基づいた構成になっておらず、脈動項を除いて電気的パラメータの中央値のみを用いて制御されている。
しかしながら、事前に取得する電動機の電気的特性は、その真値に対して設計値あるいは測定値が誤差を持つと考えることが自然であり、また電動機の動作状態あるいは製造ばらつきによって変動する。そのため、電動機の電気的特性の取得値が真値と乖離している場合はトルクリップル抑制の効果が出ないという問題がある。実際に、特許文献1は、電動機の電機子鎖交磁束とインダクタンスなど電気的パラメータの中央値の誤差に基づいた構成になっておらず、脈動項を除いて電気的パラメータの中央値のみを用いて制御されている。
本願は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、電動機の電気的特性の取得値が誤差を持つ場合においても好適にトルクリップルを抑制することが可能となる電動機制御装置を提供することを目的としている。
本願に開示される電動機制御装置は、突極性を有する電動機に基本的なトルクを出力させるためのd軸基本電流指令およびq軸基本電流指令を出力する基本電流指令生成部と、電動機の回転位置に応じて電動機の位置依存成分を出力する位置依存成分生成部と、d軸基本電流指令およびq軸基本電流指令と位置依存成分からd軸電流補正指令およびq軸電流補正指令を演算する電流補正指令演算部と、d軸基本電流指令にd軸電流補正指令を重畳し、q軸基本電流指令にq軸電流補正指令を重畳し、d軸電流指令およびq軸電流指令を生成する電流補正指令重畳部と、d軸電流指令およびq軸電流指令に基づいて電動機に流す電流を制御する電流制御部とを備え、電流補正指令演算部では、d軸電流補正指令とq軸電流補正指令の大きさが予め決められた比率に演算され、比率は事前に指定されるか、または、電動機の状態に応じて指定されるものである。
本願に開示される電動機制御装置によれば、電流補正指令演算部でd軸電流補正指令とq軸電流補正指令の大きさが決められた比率になるよう演算することができる。d軸電流補正指令とq軸電流補正指令の大きさを決められた比率に指定し、電動機の電気的特性の取得値の誤差に対するトルクリップルの感度を小さくすることで、電動機の電気的特性に誤差がある場合においてもトルクリップル抑制が可能となる。
以下、電動機制御装置の実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部分については、同一符号を付して説明する。
実施の形態1.
図1は実施の形態1による電動機制御装置のブロック図である。図1において、電動機制御装置は、基本電流指令生成部1、電流補正指令重畳部2、電流制御部3、dq/3相座標変換器4、3相/dq座標変換器5、ベクトル制御方式のインバータ6、電流補正部100を有する。電流補正部100の内部には、電動機の位置依存成分生成部101、電動機の電気的特性中央値出力部102、電流補正指令演算部103、感度設定値出力部104を有する。電動機制御装置は、突極性を有する電動機7を電流検出器8、回転位置検出器9からの検出信号が入力される。
図1は実施の形態1による電動機制御装置のブロック図である。図1において、電動機制御装置は、基本電流指令生成部1、電流補正指令重畳部2、電流制御部3、dq/3相座標変換器4、3相/dq座標変換器5、ベクトル制御方式のインバータ6、電流補正部100を有する。電流補正部100の内部には、電動機の位置依存成分生成部101、電動機の電気的特性中央値出力部102、電流補正指令演算部103、感度設定値出力部104を有する。電動機制御装置は、突極性を有する電動機7を電流検出器8、回転位置検出器9からの検出信号が入力される。
次に、これらの各構成要素の機能動作について説明する。
基本電流指令生成部1は、上位制御系からのトルク指令値T*に基づいて、d軸基本電流指令id0とq軸基本電流指令iq0を演算し出力する。d軸基本電流指令とq軸基本電流指令の演算は、最大トルク制御に則って演算してもよい。また、稼動状況に応じた公知の基本電流指令に基づいて演算してもよい。
基本電流指令生成部1は、上位制御系からのトルク指令値T*に基づいて、d軸基本電流指令id0とq軸基本電流指令iq0を演算し出力する。d軸基本電流指令とq軸基本電流指令の演算は、最大トルク制御に則って演算してもよい。また、稼動状況に応じた公知の基本電流指令に基づいて演算してもよい。
電流補正指令重畳部2は、基本電流指令生成部1からの出力と、電流補正指令演算部103の出力である電流補正指令を足し合わせる。
電流制御部3は、d軸実電流とq軸実電流が、電流補正指令重畳部2からの出力にそれぞれ追従するような制御方式によりdq軸電圧指令値を演算し出力する。制御方式はPI制御でもよい。また、他の公知の制御方式を用いてもよい。
dq/3相座標変換器4は、回転位置検出器9で検出された電動機の回転位置を用いて、電流制御部3で出力されたdq軸電圧指令を3相座標上の電圧指令に変換し、インバータ6に入力する。インバータ6は、3相電圧を電動機7に印加する。
3相/dq座標変換器5は、回転位置検出器9で検出された電動機の回転位置を用いて、電流検出器8で検出された3相実電流をdq軸電流に変換する。
位置依存成分生成部101は、回転位置検出器9で検出された電動機の回転位置に応じて、電動機の位置に依存する電気的特性の成分である位置依存成分Pdを出力する。
電動機の電気的特性中央値出力部102は、制御の対象とする電動機の電気的特性の中央値を電流補正指令演算部103に出力する。また、感度設定値出力部104は、電動機の電気的特性の誤差に対するトルクリップルの感度として、設計者が事前に指定した値、または、運転状況に応じて設定した値を電流補正指令演算部103に出力する。詳しくは、電流補正指令演算部103とともに説明する。
電流補正指令演算部103は、d軸基本電流指令値、q軸基本電流指令値、電動機の電気的特性中央値、電動機の位置依存成分、感度設定値から、トルクリップルを抑制するdq軸電流補正指令を演算し出力する。
以下、電流補正指令演算部103の原理と、電流補正指令演算部103から出力されるdq軸電流補正指令の効果について説明する。
突極性を有する電動機のトルクは、以下の式(1)で表される。
突極性を有する電動機のトルクは、以下の式(1)で表される。
式(1)において、インダクタンスLd、Lqは、その差がトルクに寄与するため、ここではインダクタンスL=Ld-Lqと定義し、上記式(1)を式(2)に変換する。
続いて、電気的特性を中央値と位置依存成分に分けてトルク方程式に代入すると、上記式(2)は式(6)に展開される。
上記式(7)において、トルクの定数成分に着目する。トルクの定数成分は電動機の出力である基本的なトルクを表す。電流制御系では、電動機の出力である基本的なトルクがトルク指令値T*に追従するように電流制御を行う。基本的なトルクT0は、電動機の電気的特性と基本電流指令id0、iq0を用いて、下記式(8)となる。
次に、式(7)において、高調波の二次以上の成分は十分小さいものとすると、トルクの高調波成分であるトルクリップルは以下の式(10)で表される。
次に、ΔL0とΔΦd0について、図3に示す誤差領域の概念を導入し、トルクリップルを抑制する電流補正指令値について説明する。図3に示す誤差領域は、横軸が|L0|に対するΔL0の比ΔL0/|L0|、縦軸がΦd0に対するΔΦd0の比であるΔΦd0/Φd0を示す。任意の誤差ΔL0、ΔΦd0は、誤差領域上の点の座標として表現することが可能である。例えば、ΔL0とΔΦd0がどちらも0のとき、ΔL0とΔΦd0は誤差領域の原点(0,0)に対応する。また、誤差ΔL0とΔΦd0が、それぞれの中央値Meに対して+10%の大きさを持つとき、ΔL0とΔΦd0は誤差領域上の座標(0.1、0.1)に対応する。以下では、誤差領域上の点を誤差点Epと呼ぶ。
電流補正指令の設計について、誤差領域上の誤差点Epを1つ選び、その座標を(eL、ep)とする。次に、選んだ誤差点Epと原点において式(11)で表されるトルクリップルが0となるように連立方程式を以下のように立てる。
電流補正指令の設計について、誤差領域上の誤差点Epを1つ選び、その座標を(eL、ep)とする。次に、選んだ誤差点Epと原点において式(11)で表されるトルクリップルが0となるように連立方程式を以下のように立てる。
式(15)は、図5に示すように、ブロック103aのようにiqrippleを求めたあと、iqrripleを用いてブロック103bのようにidrippleを計算することが可能であることを示している。このことから、iqrippleを演算できればidrippleは簡素に演算することができる。また式(15)において、電流補正指令は誤差点の座標そのものに依存せず、座標の比であるeに依存することがわかる。つまり、誤差点は傾きがe となる直線上の点ならば、どの点を特定の誤差点として選択しようと電流補正指令は全く同じ値を持つこととなる。また、式(15)で表される電流補正指令は、特定の誤差点においてトルクリップルが0となるように計算されていることから、式(15)で表される電流補正指令は、傾きがeとなる直線上のすべての誤差点でのトルクリップルを0とする電流であることがわかる。よって、eの設定次第で、d軸磁石磁束とインダクタンスの中央値の誤差に対するロバスト性を選択することができる。
以下では、図4に示すように傾きがeとなる直線をリップル抑制直線と呼ぶ。eを限りなく0に近づけたとき、リップル抑制直線RslはΔL0/L0の軸と一致する。このときの電流補正指令は、ΔL0が如何なる誤差を持つときもトルクリップルを抑制することが可能である。つまり、eを0に近づけることにより、ΔL0に対してロバストであるということを示している。同様の考えにより、eを大きい値に設定すると、リップル抑制直線RslはΔΦd0/Φd0の軸と一致し、ΔΦd0対してロバストにリップルを抑制することが可能である。また、eを任意の値に設定したときは、ΔL0とΔΦdの比がeとなる場合にロバストにリップルを抑制することが可能である。以上から、eはΔL0とΔΦd0に対する感度を表していることになっており、感度設定値と呼ぶこととする。
また式(15)では、まずq軸電流補正指令iqrippleから計算し、iqrippleの値からd軸電流補正指令idrippleを求めており、idrippleはiqrippleの単純な整数倍として簡素に計算することが可能である。また、最初にidrippleから計算し、idrippleを用いてiqrippleを計算してもよい。具体的には、下記の式(16)となる。
本実施の形態における電流補正指令は、d軸インダクタンスLdがq軸インダクタンスLqよりも大きいという特徴を持つ順突極性の電動機に対しても適用することができる。この場合、式(12)において|L0|=L0になることに注意して解くと、以下の式が得られる。
式(17)は、まずq軸電流補正指令iqrippleから計算し、iqrippleの値からd軸電流補正指令idrippleを求めているが、最初にidrippleから計算し、idrippleを用いてiqrippleを計算してもよい。具体的には、下記の式(18)となる。
図6は、感度設定値であるeの値を3通り(0.1、1、10)に設定し、そのときの電流補正指令を表したものである。図6(a)は、感度設定値であるeが0.1の場合、図6(b)は、感度設定値であるeが1の場合、図6(c)は、感度設定値であるeが10の場合を表している。図6を見ると、設計上はΔL0に対してロバストとなる感度設定値のeが小さい場合では、d軸電流補正指令idrippleが小さくなっていることが確認できる。また、設計上ΔΦd0に対してロバストとなる感度設定値のeが大きい場合では、q軸電流補正指令iqrippleが小さくなっていることが確認できる。以上の関係から、感度設定値であるeはdq軸電流補正指令idripple、iqrippleの大きさを調整しているパラメータであることがわかる。つまり、感度設定値であるeを小さくすればd軸電流補正指令idrippleが小さくなり、感度設定値であるeを大きくすればq軸電流補正指令iqrippleが小さくなる。以上から、感度設定値eは、d軸電流補正指令とq軸電流補正指令の大きさの比を操作し、ΔL0とΔΦd0に対するロバスト性を決定するためのパラメータであり、本実施の形態の電流補正指令を流すことにより、電動機の電気的特性に誤差がある場合のトルクリップルを従来よりも小さくできる。
電動機の電気的特性の誤差に対するロバスト性とトルクリップル抑制性能について、本実施の形態における電流補正指令と特許文献1の電流補正指令をそれぞれ通電した際に発生するトルクリップルの大きさを図7、図8に示している。図7(a)、図8(a)はe=0.1の場合、図7(b)、図8(b)はe=1の場合、図7(c)、図8(c)はe=10の場合、図7(d)、図8(d)は特許文献1の場合を表わしている。図7、図8は、下の平面が誤差領域、縦軸がトルクリップルであり、電動機の電気的特性が誤差領域内の誤差を持つときに生じるトルクリップルの大きさをプロットしたものである。図7はq軸磁石磁束とインダクタンスの脈動が無く、d軸磁石磁束の脈動がある場合を示す。図7(d)の特許文献1の電流補正指令は、図7(a)の本実施の形態の電流補正指令のe=0.1の場合と似た傾向にあり、インダクタンス誤差ΔL0があってもトルクリップル抑制効果が薄れにくいという特徴がある。しかし、d軸磁石磁束誤差ΔΦd0がある場合には、トルクリップル抑制効果が薄れている。このことから、製造の方法あるいは電動機の電気的特性の計測の理由でΔΦd0が生じ易い電動機に対しては、特許文献1の電流補正指令ではトルクリップルを抑制することができない。その点、本実施の形態の電流補正指令は感度設定値であるeを変更するだけでΔΦd0が生じ易い場合にもトルクリップルを抑制することができる。図7(b)は、ΔL0とΔΦd0が各中央値に対して同等程度の比率となる傾向がある場合にトルクリップルを抑制し、図7(c)は、ΔΦd0が生じ易い場合にトルクリップルを抑制することが可能であることを示している。
また、図7ではいずれの電流補正指令の場合も、誤差領域内でのトルクリップルの最大値は0.0167N・mであり、トルクリップル抑制を行わない場合でのトルクリップルの大きさが0.167N・mであるため、最悪でも90%の低減を行うことが可能となっている。さらに、ΔL0とΔΦd0が誤差領域内の任意の誤差を持つとき、図7からe=1の電流補正指令を通電した場合が、他の場合よりもトルクリップル抑制効果が高い範囲が大きいことが見てとれる。比較のため、各電流補正指令において、トルクリップルの最大値の半分である0.0084N・m以下となる誤差の範囲を求め、その範囲を誤差領域全体の面積に対する比率として計算する。計算すると、特許文献1では0.0084N・m以下となる範囲は誤差領域の48%であり、本実施の形態の電流補正指令では、e=0.1の場合は53%、e=1の場合は74%、e=10の場合は53%となった。このことから、e=1はΔL0とΔΦd0が誤差領域内の任意の誤差を一様な確率で持つときに、トルクリップルを抑制する確率が最も高いことがわかる。以上から、本実施の形態の電流補正指令は、電動機の電気的特性の誤差がある場合のトルクリップルを従来よりも小さくできる。
次に、図8はd軸磁石磁束の脈動に加えて、q軸磁石磁束とインダクタンス脈動もある場合を示す。このとき、トルクリップル抑制を行わないときのトルクリップルの大きさは0.1881N・mである。図8(d)より、特許文献1の電流補正指令を用いたときのトルクリップルの大きさは、いずれの誤差の場合も約0.06N・mであり、本来の目的であるトルクリップル抑制の効果が68%となっている。トルクリップル抑制を行わない場合と比較するとトルクリップルは低減できているものの、q軸磁石磁束とインダクタンスの脈動が無いときの低減率に比べるとトルクリップル抑制の効果は小さくなっている。一方、本実施の形態の電流補正指令は、q軸磁石磁束とインダクタンス脈動があってもトルクリップル抑制効果が高く、また感度設定値であるeの値と各誤差に対するロバスト性も設計通りの特性が現れている。以上から、q軸磁石磁束とインダクタンス脈動がある場合においても、本実施の形態の電流補正指令は、電動機の電気的特性の誤差がある場合でもトルクリップルを好適に抑制することができる。
図7、図8を用いた上述の説明では、電動機のインダクタンスと電機子鎖交磁束の中央値の誤差が実際に取りうる範囲をそれぞれ0.1倍としており、すなわち中央値の誤差の比率の実際に取りうる値を1とした説明であったので、e=1が最良であった。電動機のインダクタンスと電機子鎖交磁束の中央値の誤差の比率が実際に取りうる値が1以外の別の値であるときも、その値を予め把握しておくことで、その値を感度設定値eに与えることで、トルクリップルの振幅が小さい誤差領域を最大にすることができる。すなわち、本実施の形態の構成ならば、電気的パラメータの中央値の取りうる誤差領域に応じて電流補正指令を生成できるので、その誤差領域において、ΔL0とΔΦd0が誤差領域内の任意の誤差を一様な確率で持つときに、トルクリップルを所定の値よりも小さくする確率を最も高くすることができる。
実施の形態2.
次に、実施の形態2による電動機制御装置について、図9を用いて説明する。実施の形態2は、図9に示すとおり、回転位置に対する電動機の位置依存成分のテーブル105を持ち、そのテーブルに基づいて位置依存成分Pdを出力し電流補正指令を計算する場合である。
本実施の形態では、予め公知の方法により、電動機のインダクタンス、および磁石磁束を測定しておき、各測定値から平均値を引くことで位置依存成分を抽出する。抽出した位置依存成分を図10のような回転位置に対するテーブルデータにし、回転位置に応じた位置依存成分Pdを電流補正指令演算部103に出力する。dq軸電流補正指令を出力する電流補正指令演算部103では、実施の形態1と同様の計算を行うことにより、電動機の電気的特性に対してロバストにトルクリップルを抑制する電流補正指令を計算し、dq軸基本電流指令に重畳することで、トルクリップルを抑制することができる。本実施の形態におけるテーブルデータは、6f成分だけでなく、任意の周波数成分が含まれたテーブルデータを作成してもよい。任意の周波数成分が含まれたテーブルデータから位置依存成分を電流補正指令演算部103に出力し、式(15)に基づいて電流補正指令を計算し、dq軸基本電流指令に重畳することで、テーブルデータに含まれている周波数成分と同じ周波数のトルクリップルを抑制することができる。複数の周波数成分が含まれている場合は、それらの周波数成分と同じ周波数のトルクリップルを抑制することができるため、各周波数で個別に電流補正指令を計算する必要がなく演算量を減らすことが可能となる。
次に、実施の形態2による電動機制御装置について、図9を用いて説明する。実施の形態2は、図9に示すとおり、回転位置に対する電動機の位置依存成分のテーブル105を持ち、そのテーブルに基づいて位置依存成分Pdを出力し電流補正指令を計算する場合である。
本実施の形態では、予め公知の方法により、電動機のインダクタンス、および磁石磁束を測定しておき、各測定値から平均値を引くことで位置依存成分を抽出する。抽出した位置依存成分を図10のような回転位置に対するテーブルデータにし、回転位置に応じた位置依存成分Pdを電流補正指令演算部103に出力する。dq軸電流補正指令を出力する電流補正指令演算部103では、実施の形態1と同様の計算を行うことにより、電動機の電気的特性に対してロバストにトルクリップルを抑制する電流補正指令を計算し、dq軸基本電流指令に重畳することで、トルクリップルを抑制することができる。本実施の形態におけるテーブルデータは、6f成分だけでなく、任意の周波数成分が含まれたテーブルデータを作成してもよい。任意の周波数成分が含まれたテーブルデータから位置依存成分を電流補正指令演算部103に出力し、式(15)に基づいて電流補正指令を計算し、dq軸基本電流指令に重畳することで、テーブルデータに含まれている周波数成分と同じ周波数のトルクリップルを抑制することができる。複数の周波数成分が含まれている場合は、それらの周波数成分と同じ周波数のトルクリップルを抑制することができるため、各周波数で個別に電流補正指令を計算する必要がなく演算量を減らすことが可能となる。
感度設定値eは、実施の形態1で説明した通りであり、eを小さくするとidrippleが小さくなってインダクタンスの中央値誤差ΔL0に対してロバストにトルクリップルを抑制する電流となり、eの値を大きくするとiqrippleが小さくなってd軸磁石磁束の中央値誤差ΔΦd0に対してロバストにトルクリップルを抑制することができる。以上から、本実施の形態においても、感度設定値eによりdq軸電流補正指令の大きさ比率を変えることができ、それにより電動機の電気的特性に誤差ある場合においてもトルクリップルの抑制が可能になる。
実施の形態3.
次に、実施の形態3による電動機制御装置について、図11を用いて説明する。図11に示すように、実施の形態3では、電流補正指令位相成分生成部106と、電流補正ゲイン演算部107と、電流補正ゲイン乗算部108を備えている。
本実施の形態では、予め公知の方法により、電動機のインダクタンス、および磁石磁束を測定しておき、各測定値から平均値を引くことで位置依存成分を抽出する。続いて、式(15)の分子部分を抽出した下記の式(20)に従い、電動機の回転位置とdq軸基本電流指令に対するdq軸電流補正指令の位相成分f(θ、id0、iq0)の三次元テーブルを作成し、電流補正指令位相成分生成部106とする。
次に、実施の形態3による電動機制御装置について、図11を用いて説明する。図11に示すように、実施の形態3では、電流補正指令位相成分生成部106と、電流補正ゲイン演算部107と、電流補正ゲイン乗算部108を備えている。
本実施の形態では、予め公知の方法により、電動機のインダクタンス、および磁石磁束を測定しておき、各測定値から平均値を引くことで位置依存成分を抽出する。続いて、式(15)の分子部分を抽出した下記の式(20)に従い、電動機の回転位置とdq軸基本電流指令に対するdq軸電流補正指令の位相成分f(θ、id0、iq0)の三次元テーブルを作成し、電流補正指令位相成分生成部106とする。
作成したテーブルからの位相成分f(θ、id0、iq0)相当出力に、電流補正ゲイン演算部107で計算された電流補正ゲインを電流補正ゲイン乗算部108で乗算し、電流補正指令重畳部2で基本電流指令に重畳する。本実施の形態では、電流補正指令の位相成分をテーブルとして保有するため、実施の形態2のように電動機の各電気的特性を別々にテーブルデータにする必要がなく、データ量を減らすことができる。また本実施の形態の電流補正指令は、d軸電流補正指令とq軸電流補正指令の位相が等しいかまたは180度の差であることから、式(20)で表す位相成分があれば、d軸電流補正指令とq軸電流補正指令は位相成分の単純な整数倍として簡素に求めることができる。電流補正ゲイン演算部107は、下記の式(21)に従って演算する。
以上から、本実施の形態においても、感度設定値eによりdq軸電流補正指令の大きさ比率を変えることができ、それにより電動機の電気的特性に誤差ある場合においてもトルクリップルの抑制が可能になる。
また、電流補正指令の分子成分のテーブルを持つのではなく、電流補正指令の分子成分を三角関数の周期関数に当てはめて計算してもよい。その場合、例えば式(5)で表されるような電気角周波数のn倍の周波数を持つ電動機の位置依存成分を対象とすると、電流補正指令の位相成分は下記の式(22)になる。
実施の形態4.
次に、実施の形態4による電動機制御装置について、図12~図14を用いて説明する。実施の形態4では、電流補正指令に調整ゲイン生成部109で生成された調整ゲインを乗算する調整ゲイン乗算部110を有する。電流補正指令は、実施の形態1で説明した式(15)を用いた図12で示すような構成でもよく、あるいは実施の形態2で説明したように位相成分テーブルから演算した電流補正指令を用いた図13で示す変形例のような構成でもよく、または実施の形態3で説明したように電流補正指令位相成分と電流補正ゲインから演算された電流補正指令を用いた図14に示す変形例のような構成でもよい。この調整ゲインは、0から1までの値を持つものとする。本実施の形態においても、感度設定値eによってdq軸電流補正指令の大きさ比率を変えることができ、それにより電動機の電気的特性に誤差ある場合においてもトルクリップルの抑制が可能になる。
次に、実施の形態4による電動機制御装置について、図12~図14を用いて説明する。実施の形態4では、電流補正指令に調整ゲイン生成部109で生成された調整ゲインを乗算する調整ゲイン乗算部110を有する。電流補正指令は、実施の形態1で説明した式(15)を用いた図12で示すような構成でもよく、あるいは実施の形態2で説明したように位相成分テーブルから演算した電流補正指令を用いた図13で示す変形例のような構成でもよく、または実施の形態3で説明したように電流補正指令位相成分と電流補正ゲインから演算された電流補正指令を用いた図14に示す変形例のような構成でもよい。この調整ゲインは、0から1までの値を持つものとする。本実施の形態においても、感度設定値eによってdq軸電流補正指令の大きさ比率を変えることができ、それにより電動機の電気的特性に誤差ある場合においてもトルクリップルの抑制が可能になる。
また、d軸電流補正指令とq軸電流補正指令の位相が等しいかまたは180度の差であるため、電流補正指令の位相計算はd軸電流補正指令、またはq軸電流補正指令の片方だけ行えばよく、もう片方は計算した方の定数倍するだけで求めることができるため、簡素に電流補正指令を求めることができる。
さらに本実施の形態では、電流補正指令演算部103で演算された電流補正指令の最適設計値より小さくする構成を持つ。これにより、電動機の電気的特性が中央値となるときのトルクリップル抑制効果が低下するが、実施の形態1で説明したように、電流補正指令値が小さいほど電動機の電気的特性中央値の誤差に対してロバストとなるため、本実施の形態を適用することで電動機の電気的特性のばらつきが大きい場合でもトルクリップルを悪化させることなく低減することができる。本実施の形態は、電動機の電気的特性のばらつきに応じて、実施の形態1と使い分けることができる。
実施の形態5.
前記実施の形態では電動機制御装置について説明したが、該電動機制御装置と運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを発生する突極性を有する電動機とを備えた電動パワーステアリング装置に適用しても良い。
図15は、実施の形態5における電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。図15において、電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール301と、ステアリングシャフト302と、ラック・ピニオンギヤ303と、車輪304、305と、電動機7と、減速ギヤ306と、回転位置検出器9と、トルクセンサ307と、車速センサ308と、電動機制御装置200が設けられている。
前記実施の形態では電動機制御装置について説明したが、該電動機制御装置と運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを発生する突極性を有する電動機とを備えた電動パワーステアリング装置に適用しても良い。
図15は、実施の形態5における電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。図15において、電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール301と、ステアリングシャフト302と、ラック・ピニオンギヤ303と、車輪304、305と、電動機7と、減速ギヤ306と、回転位置検出器9と、トルクセンサ307と、車速センサ308と、電動機制御装置200が設けられている。
図15において、図示しない運転者からステアリングホイール301に加えられた操舵トルクは、トルクセンサ307のトーションバー、ステアリングシャフト302を通り、ラック・ピニオンギヤ303を介して、ラックに伝達され、車輪304、305を転舵させる。
電動機7は、減速ギヤ306を介してステアリングシャフト302と連結している。電動機7から発生する出力トルクは、減速ギヤ306を介してステアリングシャフト302に伝達され、操舵時に運転者が加える操舵トルクを軽減する。
トルクセンサ307は、運転者がステアリングホイール301を操舵することによりトーションバーに加わった操舵トルクを検出する。この操舵トルクによってトーションバーには操舵トルクにほぼ比例した捩れが生じるので、この捩れ角を検出し、操舵トルク信号に換算する。車速センサ308は、車両の走行速度を検出した信号である車速を出力する。
電動機7は、減速ギヤ306を介してステアリングシャフト302と連結している。電動機7から発生する出力トルクは、減速ギヤ306を介してステアリングシャフト302に伝達され、操舵時に運転者が加える操舵トルクを軽減する。
トルクセンサ307は、運転者がステアリングホイール301を操舵することによりトーションバーに加わった操舵トルクを検出する。この操舵トルクによってトーションバーには操舵トルクにほぼ比例した捩れが生じるので、この捩れ角を検出し、操舵トルク信号に換算する。車速センサ308は、車両の走行速度を検出した信号である車速を出力する。
また、電動機制御装置200は、前記実施の形態のいずれかのものであり、トルクセンサ307で検出した操舵トルク信号と、回転位置検出器9で得られた回転位置θと、車速センサ308で検出した車速に応じて、電動機7が出力する出力トルクに相当する電流指令の方向と大きさを決定し、この出力トルクを電動機7に発生させるべく、電流指令に基づいて電源から電動機7に流す電流を制御する。
このような電動パワーステアリング装置においても、実施の形態1~実施の形態4と同様に、電動機の電気的特性の取得値の誤差に対するトルクリップルの感度を小さくすることで、電動機の電気的特性に誤差がある場合においてもトルクリップル抑制が可能となる。
このような電動パワーステアリング装置においても、実施の形態1~実施の形態4と同様に、電動機の電気的特性の取得値の誤差に対するトルクリップルの感度を小さくすることで、電動機の電気的特性に誤差がある場合においてもトルクリップル抑制が可能となる。
なお、電動機制御装置200は、ハードウエアの一例を図16に示すように、プロセッサ2000と記憶装置2001から構成される。記憶装置は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ2000は、記憶装置2001から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ2000にプログラムが入力される。また、プロセッサ2000は、演算結果等のデータを記憶装置2001の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
1 基本電流指令生成部、2 電流補正指令重畳部、3 電流制御部、6 インバータ、100 電流補正部、101 位置依存成分生成部、103 電流補正指令演算部、200 電動機制御装置
Claims (7)
- 突極性を有する電動機をベクトル制御方式のインバータで制御する電動機制御装置において、前記電動機に基本的なトルクを出力させるためのd軸基本電流指令およびq軸基本電流指令を出力する基本電流指令生成部と、前記電動機の回転位置に応じて前記電動機の位置依存成分を出力する位置依存成分生成部と、前記d軸基本電流指令および前記q軸基本電流指令と前記位置依存成分からd軸電流補正指令およびq軸電流補正指令を演算する電流補正指令演算部と、前記d軸基本電流指令に前記d軸電流補正指令を重畳し、前記q軸基本電流指令に前記q軸電流補正指令を重畳し、d軸電流指令およびq軸電流指令を生成する電流補正指令重畳部と、前記d軸電流指令および前記q軸電流指令に基づいて前記インバータを介して前記電動機に流す電流を制御する電流制御部とを備え、前記電流補正指令演算部では、前記d軸電流補正指令と前記q軸電流補正指令の大きさが予め決められた比率に演算され、前記比率は事前に指定されるか、または、前記電動機の状態に応じて指定されることを特徴とする電動機制御装置。
- 前記位置依存成分生成部は、前記電動機の回転位置に応じて前記電動機の電機子鎖交磁束またはインダクタンスの位置依存成分を出力することを特徴とする請求項1に記載の電動機制御装置。
- 前記電流補正指令演算部は、前記電動機の電機子鎖交磁束とインダクタンスと前記d軸基本電流指令と前記q軸基本電流指令および前記q軸電流補正指令に基づいて前記d軸電流補正指令を演算することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動機制御装置。
- 前記比率は、前記電動機の電機子鎖交磁束とインダクタンスそれぞれの中央値の誤差の比率である感度設定値に基づくことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電動機制御装置。
- 前記電流補正指令演算部は、前記感度設定値と前記電動機の電機子鎖交磁束とインダクタンスと前記d軸基本電流指令および前記q軸基本電流指令に基づいて前記d軸電流補正指令および前記q軸電流補正指令を演算することを特徴とする請求項4に記載の電動機制御装置。
- 前記d軸電流補正指令と前記q軸電流補正指令の位相が等しいかまたは180度の差であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電動機制御装置。
- 運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを発生する突極性を有した電動機と、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電動機制御装置を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201980095636.XA CN113728549B (zh) | 2019-04-25 | 2019-06-27 | 电动机控制装置及电动助力转向装置 |
US17/598,414 US11837979B2 (en) | 2019-04-25 | 2019-06-27 | Electric motor control device and electric power steering apparatus using the same |
EP19925603.3A EP3961911B1 (en) | 2019-04-25 | 2019-06-27 | Motor control device and electric power steering device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019083633A JP6641053B1 (ja) | 2019-04-25 | 2019-04-25 | 電動機制御装置および電動パワーステアリング装置 |
JP2019-083633 | 2019-04-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2020217548A1 true WO2020217548A1 (ja) | 2020-10-29 |
Family
ID=69320963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/025626 WO2020217548A1 (ja) | 2019-04-25 | 2019-06-27 | 電動機制御装置および電動パワーステアリング装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11837979B2 (ja) |
EP (1) | EP3961911B1 (ja) |
JP (1) | JP6641053B1 (ja) |
CN (1) | CN113728549B (ja) |
WO (1) | WO2020217548A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7267487B1 (ja) | 2022-05-12 | 2023-05-01 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の制御装置および回転電機の制御方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007267466A (ja) | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Meidensha Corp | Ipmモータのベクトル制御装置 |
JP2011019336A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Toshiba Corp | 電動機制御装置 |
JP2015035885A (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-19 | 日産自動車株式会社 | モータ制御装置 |
JP2017051031A (ja) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 株式会社Ihi | モータ制御装置 |
JP2017070066A (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング制御方法、電動パワーステアリング制御装置、電動パワーステアリング装置および車両 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5417195B2 (ja) * | 2010-01-19 | 2014-02-12 | 国産電機株式会社 | 永久磁石モータのトルクリプル抑制制御装置、電動パワーステアリングシステム |
JP2011211815A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Kokusan Denki Co Ltd | 永久磁石モータの制御装置 |
JP5920769B2 (ja) * | 2011-09-27 | 2016-05-18 | 株式会社ミツバ | ブラシレスモータ制御方法及びブラシレスモータ制御装置並びに電動パワーステアリング装置 |
JP6052727B2 (ja) * | 2012-09-21 | 2016-12-27 | 国立大学法人 東京大学 | モーター制御装置 |
JP6103125B1 (ja) * | 2015-10-29 | 2017-03-29 | ダイキン工業株式会社 | 速度指令補正装置、一次磁束指令生成装置 |
JP6603575B2 (ja) * | 2015-12-25 | 2019-11-06 | 国立大学法人 東京大学 | モータ制御装置 |
JP6662081B2 (ja) | 2016-02-17 | 2020-03-11 | 株式会社デンソー | 3相回転機の制御装置、及び、電動パワーステアリング装置 |
JP6316481B1 (ja) * | 2017-04-21 | 2018-04-25 | 三菱電機株式会社 | 電動機の制御装置 |
CN113169694B (zh) * | 2018-12-06 | 2024-01-05 | 三菱电机株式会社 | 旋转电机的控制装置和电动车辆的控制装置 |
US11664756B2 (en) * | 2019-04-23 | 2023-05-30 | Hitachi Astemo, Ltd. | Power conversion device and motor vehicle system including the same |
US11881803B2 (en) * | 2021-01-15 | 2024-01-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for electric vehicle |
-
2019
- 2019-04-25 JP JP2019083633A patent/JP6641053B1/ja active Active
- 2019-06-27 EP EP19925603.3A patent/EP3961911B1/en active Active
- 2019-06-27 CN CN201980095636.XA patent/CN113728549B/zh active Active
- 2019-06-27 US US17/598,414 patent/US11837979B2/en active Active
- 2019-06-27 WO PCT/JP2019/025626 patent/WO2020217548A1/ja unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007267466A (ja) | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Meidensha Corp | Ipmモータのベクトル制御装置 |
JP2011019336A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Toshiba Corp | 電動機制御装置 |
JP2015035885A (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-19 | 日産自動車株式会社 | モータ制御装置 |
JP2017051031A (ja) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 株式会社Ihi | モータ制御装置 |
JP2017070066A (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング制御方法、電動パワーステアリング制御装置、電動パワーステアリング装置および車両 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP3961911A4 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7267487B1 (ja) | 2022-05-12 | 2023-05-01 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の制御装置および回転電機の制御方法 |
WO2023218676A1 (ja) * | 2022-05-12 | 2023-11-16 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の制御装置および回転電機の制御方法 |
JP2023167415A (ja) * | 2022-05-12 | 2023-11-24 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の制御装置および回転電機の制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6641053B1 (ja) | 2020-02-05 |
US11837979B2 (en) | 2023-12-05 |
CN113728549A (zh) | 2021-11-30 |
EP3961911A4 (en) | 2022-06-15 |
EP3961911A1 (en) | 2022-03-02 |
CN113728549B (zh) | 2024-07-12 |
EP3961911B1 (en) | 2023-11-29 |
US20220181998A1 (en) | 2022-06-09 |
JP2020182307A (ja) | 2020-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5652664B2 (ja) | 回転電機制御装置 | |
US8154231B2 (en) | Motor controller and vehicular steering system using said motor controller | |
JP6324627B2 (ja) | 交流回転機の制御装置および電動パワーステアリングの制御装置 | |
EP2924874B1 (en) | Control device for ac rotating machine | |
JP2010119245A (ja) | 交流電動機の制御装置 | |
JP4915305B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置の制御装置 | |
JP2007259551A (ja) | 電動機の制御装置 | |
JP2005151714A (ja) | ブラシレスモータ制御装置 | |
JP2008220100A (ja) | モータ制御装置 | |
WO2020217548A1 (ja) | 電動機制御装置および電動パワーステアリング装置 | |
JP6288408B2 (ja) | モータ制御方法、モータ制御装置および電動パワーステアリング装置 | |
JP7090812B2 (ja) | 交流回転電機の制御装置及び電動パワーステアリング装置 | |
JP5050387B2 (ja) | モーター制御装置 | |
JP5028813B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置及びその制御装置 | |
JP2018125955A (ja) | モータ制御装置 | |
JP5652701B2 (ja) | モータ駆動制御装置 | |
JP6089608B2 (ja) | 同期電動機の制御方法 | |
WO2023218676A1 (ja) | 回転電機の制御装置および回転電機の制御方法 | |
JP6163375B2 (ja) | ブラシレスモータ制御方法及びブラシレスモータ制御装置 | |
JP4724078B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
JP5412391B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2022048802A (ja) | モータ制御装置及びマップの設定方法 | |
JP2021061699A (ja) | モータ制御装置、モータ制御方法および電動パワーステアリング装置 | |
JP2024017952A (ja) | モータ制御方法及びモータ制御装置 | |
JPH0787780A (ja) | モータ制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19925603 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2019925603 Country of ref document: EP Effective date: 20211125 |