BR112019001637B1

BR112019001637B1 - ELECTRIC POWER STEERING APPLIANCE

Info

Publication number: BR112019001637B1
Application number: BR112019001637-6A
Authority: BR
Inventors: Hiroaki Takase; Ryo MINAKI; Hideki Sawada; Takayoshi Sugawara
Original assignee: Nsk Ltd
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2023-07-04

Abstract

[Problema] Um objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho de direção de energia elétrica que possui múltiplas funções de compensação de tempo morto para compensar o tempo morto do inversor sem a operação de sintonia, compensa com o método de avanço, ao alterar as funções de compensação de tempo morto correspondentes ao estado de direção, melhora o desempenho da direção, melhora a distorção da forma de onda de corrente e a responsabilidade da corrente de controle, e suprime o som, a vibração e a ondulação do torque. [Meios para resolver o problema] A presente invenção é o aparelho de direção de energia elétrica de um sistema de controle vetorial que calcula os valores do comando de assistência de direção dos eixos dq com base em pelo menos um torque de direção, calcula os valores de comando de corrente dos eixos dq, converte os valores de comando de corrente dos eixos dq em valores de comando de trabalho de 3-fases, controles a direção de um motor sem escovas 3-fases por um inversor de um controle de PWM e aplica um torque de assistência a um sistema de direção de um veículo, em que aparelho de direção de energia elétrica tendo (...).[Problem] An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus which has multiple dead time compensation functions to compensate for inverter dead time without tuning operation, compensates with advancing method, when changing functions dead time compensation corresponding to the steering state, improves steering performance, improves current waveform distortion and control current liability, and suppresses sound, vibration and torque ripple. [Means for solving the problem] The present invention is the electric power steering apparatus of a vector control system that calculates the steering assistance command values of the dq axes based on at least one steering torque, calculates the values dq-axis current command values, converts the dq-axis current command values into 3-phase work command values, controls the direction of a 3-phase brushless motor by an inverter from a PWM control, and applies a torque assisting a steering system of a vehicle, wherein electrical power steering apparatus having (...).

Description

TECHNICAL FIELD

[001] A presente invenção se refere a um aparelho de direção de energia elétrica que controla vetorialmente a direção de um motor sem escovas de 3-fases com um sistema de coordenadas de rotação de eixos dq, melhora o desempenho da direção e permite o controle de assistência com uma manobra suave e sem som de direção, realizando uma compensação de tempo morto correspondente a um estado de direção por meio da alteração (ramificação de condição) de múltiplas funções de compensação de tempo morto (por exemplo, uma função de compensação de tempo morto de um inversor com base em um de ângulo de rotação do motor (um ângulo elétrico) e uma função de compensação de tempo morto de um inversor com base em um modelo de valor de comando de corrente).[001] The present invention relates to an electrical power steering device that vectorially controls the direction of a 3-phase brushless motor with a dq axis rotation coordinate system, improves steering performance and allows control assistance with a smooth maneuver and without steering sound, performing a deadtime compensation corresponding to a driving state by changing (condition branching) multiple deadtime compensation functions (e.g. a dead time of an inverter based on a motor rotation angle (an electrical angle) and a dead time compensation function of an inverter based on a current command value model).

STATE OF THE TECHNIQUE

[002] Um aparelho de direção de energia elétrica (EPS) que fornece um sistema de direção de um veículo com um torque de assistência de direção (um torque de assistência) por um torque de rotação de um motor, aplica o torque de assistência de direção a um eixo de direção ou um eixo de cremalheira por meio de um mecanismo de transmissão, tal como engrenagens, pelo uso de uma força de direção do motor que é controlada por energia elétrica fornecida a partir de uma seção de fornecimento de energia elétrica. De modo a gerar com precisão o torque de assistência de direção, um tal aparelho de direção de energia elétrica convencional realiza um controle de retroalimentação de uma corrente de motor. O controle de retroalimentação ajusta a tensão fornecida ao motor de forma que a diferença entre um valor do comando de assistência da direção (um valor de comando de corrente) e um valor de corrente do motor detectado se torne pequeno e o ajuste da tensão fornecida ao motor seja geralmente realizado por um ajuste dos valores do comando de trabalho de um controle de modulação por largura de pulso (PWM).[002] An electric power steering device (EPS) that supplies a steering system of a vehicle with a steering assist torque (an assist torque) by a rotational torque of an engine, applies the assist torque of steering to a steering shaft or a rack shaft by means of a transmission mechanism, such as gears, by use of a steering force from the motor which is controlled by electrical power supplied from an electrical power supply section. In order to accurately generate steering assistance torque, such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of a motor current. The feedback control adjusts the voltage supplied to the motor so that the difference between a steering assist command value (a current command value) and a sensed motor current value becomes small and the adjustment of the voltage supplied to the motor motor is usually accomplished by an adjustment of the work command values of a pulse width modulation (PWM) control.

[003] Uma configuração geral do aparelho de direção de energia elétrica convencional será descrita com referência à Figura 1. Como mostrado na Figura 1, um eixo de coluna (um eixo de direção ou um eixo de alavanca) 2 conectado a uma alavanca (volante) 1 é conectado às rodas dirigidas 8L e 8R por meio de engrenagens de redução 3, juntas universais 4a e 4b, mecanismo de pinhão e cremalheira 5, e barras de ligação 6a e 6b, ainda por meio das unidades de hub 7a e 7b. Além disso, o eixo de direção 2 é fornecido com um sensor de ângulo de direção 14 para detectar um ângulo de direção θ e um sensor de torque 10 para detectar um torque de direção Th da alavanca 1 e um motor 20 para assistência ao torque de direção da alavanca 1 está ligado ao eixo da coluna 2 por meio das engrenagens de redução 3. A energia eléctrica é fornecida a uma unidade de controle (ECU) 30 para controlar o aparelho de direção de energia elétrica a partir de uma bateria 13, e um sinal de chave de ignição é introduzido na unidade de controle 30 por meio de uma chave de ignição 11. A unidade de controle 30 calcula um valor de comando de corrente de um comando de assistência (um comando de assistência de direção) com base no torque de direção Th detectado pelo sensor de torque 10 e uma velocidade de veículo Vs detectada por um sensor de velocidade 12 e controla uma corrente fornecida ao motor 20 por meio de um valor de comando de controle de tensão Vref, obtido pela realização de uma compensação ou similar ao valor de comando de corrente.[003] A general configuration of the conventional electric power steering apparatus will be described with reference to Figure 1. As shown in Figure 1, a column shaft (a steering shaft or a lever shaft) 2 connected to a lever (steering wheel ) 1 is connected to steered wheels 8L and 8R by means of reduction gears 3, universal joints 4a and 4b, rack and pinion mechanism 5, and connecting rods 6a and 6b, further by means of hub units 7a and 7b. Furthermore, the steering shaft 2 is provided with a steering angle sensor 14 for detecting a steering angle θ and a torque sensor 10 for detecting a steering torque Th of the lever 1 and a motor 20 for assisting the steering torque of steering lever 1 is connected to column shaft 2 via reduction gears 3. Electrical power is supplied to a control unit (ECU) 30 for controlling the steering apparatus electrical power from a battery 13, and an ignition key signal is input to the control unit 30 via an ignition switch 11. The control unit 30 calculates a current command value of an assist command (a steering assist command) based on the steering torque Th detected by the torque sensor 10 and a vehicle speed Vs detected by a speed sensor 12 and controls a current supplied to the motor 20 by means of a voltage control command value Vref, obtained by carrying out a compensation or similar to the current command value.

[004] Além disso, um sensor de ângulo de direção 14 não é indispensável e pode não ser fornecido. É possível obter o ângulo de direção θ a partir de um sensor de posição de rotação que está conectado ao motor 20.[004] In addition, a steering angle sensor 14 is not essential and may not be supplied. It is possible to obtain the steering angle θ from a rotation position sensor that is connected to motor 20.

[005] Uma rede de área de controle (CAN) 40 para enviar/receber várias informações e sinais no veículo é conectada à unidade de controle 100, e também é possível receber a velocidade de veículo Vel a partir da CAN 40. Além disso, também é possível conectar uma Non-CAN 41 à unidade de controle 30, e a Non-CAN 41 envia e recebe uma comunicação, sinais analógicos/digitais, onda elétrica ou similares, com exceção da CAN 40.[005] A control area network (CAN) 40 for sending/receiving various information and signals on the vehicle is connected to the control unit 100, and it is also possible to receive vehicle speed Vel from CAN 40. it is also possible to connect a Non-CAN 41 to the control unit 30, and the Non-CAN 41 sends and receives a communication, analogue/digital signals, electric wave or similar, with the exception of CAN 40.

[006] A unidade de controle 30 compreende principalmente uma CPU (Unidade de Processamento Central) (incluindo uma MPU (Unidade de Microcomputador) e uma MCU (Unidade de Microcontrolador)), e funções gerais realizadas por programas dentro da CPU são, por exemplo, mostradas na Figura 2.[006] The control unit 30 mainly comprises a CPU (Central Processing Unit) (including an MPU (Microcomputer Unit) and an MCU (Microcontroller Unit)), and general functions performed by programs within the CPU are, for example , shown in Figure 2.

[007] A unidade de controle 30 será descrita com referência à Figura 2. Como mostrado na Figura 2, o torque de direção Th detectado pelo sensor de torque 10 e a velocidade do veículo Vs detectada pelo sensor de velocidade do veículo 12 são introduzidos em uma seção de cálculo do valor do comando da assistência de direção 31, e a seção de cálculo do valor do comando da assistência de direção 31 calcula um valor de comando de assistência de direção Iref1 com base no torque de direção Th e a velocidade do veículo Vs com referência a um mapa de assistência ou similar. Os valores de comando de assistência de direção calculado Iref1 são adicionados com um sinal de compensação CM para melhorar as características a partir de uma seção de compensação 34 em uma seção de adição 32A. O valor do comando de assistência de direção Iref2 após a adição é limitado ao seu valor máximo em uma seção limitadora de corrente 33. O valor de comando de corrente Irefm, cuja corrente máxima é limitada, é introduzido em uma seção de subtração 32B, e o valor de comando de corrente Irefm é subtraído de um valor detectado de corrente de motor Im na seção de subtração 32B.[007] The control unit 30 will be described with reference to Figure 2. As shown in Figure 2, the steering torque Th detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 12 are input into a steering assistance command value calculation section 31, and the steering assistance command value calculation section 31 calculates a steering assistance command value Iref1 based on the steering torque Th and the vehicle speed Vs with reference to an assistance map or similar. The calculated steering assistance command values Iref1 are summed with a CM compensation signal to improve characteristics from a compensation section 34 into a summing section 32A. The steering assistance command value Iref2 after addition is limited to its maximum value in a current limiting section 33. The current command value Irefm, whose maximum current is limited, is entered in a subtraction section 32B, and the current command value Irefm is subtracted from a sensed value of motor current Im in subtraction section 32B.

[008] Um desvio ΔI (= Irefm-Im) que é um resultado subtraído na seção de subtração 32B é controlado por corrente com uma integral proporcional (PI) e assim por diante em uma seção de controle de PI 35, o valor do comando de controle de tensão controlado por corrente Vref é introduzida em uma seção de controle de PWM 36 com um sinal de modulação (um portador de onda triangular) CF. Os valores do comando de trabalho são calculados na seção de controle de PI 35, e o motor 20 é controlado por PWM usando um sinal PWM sendo calculado os valores do comando de trabalho por meio de um inversor 37. O valor de corrente do motor Im do motor 20 é detectado por um detector de corrente de motor 38 e é retroalimentado para a seção de subtração 32B.[008] A deviation ΔI (= Irefm-Im) that is a subtracted result in subtraction section 32B is current controlled with a proportional integral (PI) and so on in a PI control section 35, the command value Current-controlled voltage control loop Vref is input into a PWM control section 36 with a modulation signal (a triangle wave carrier) CF. The work command values are calculated in the PI control section 35, and the motor 20 is PWM controlled using a PWM signal with the work command values being calculated via an inverter 37. The motor current value Im of motor 20 is detected by a motor current detector 38 and is fed back to subtraction section 32B.

[009] A seção de compensação 34 adiciona um torque de auto alinhamento (SAT) detectado ou estimado 343 com um valor de compensação de inércia 342 em uma seção de adição 344, adiciona ainda um valor de controle de convergência 341 com o valor adicionado em uma seção de adição 345 e realiza uma característica de melhoria pela introdução do resultado adicionado na seção de adição 32A como o sinal de compensação CM.[009] Compensation section 34 adds a detected or estimated self-alignment torque (SAT) 343 with an inertia compensation value 342 into a summing section 344, further adds a convergence control value 341 with the value added in a summing section 345 and performs an enhancement feature by inputting the summed result into the summing section 32A as the CM compensation signal.

[010] Recentemente, um motor sem escovas de 3-fases é usado principalmente como um atuador do aparelho de direção de energia elétrica, e como o aparelho de direção de energia elétrica é produto automotivos, a faixa de temperatura de operação é ampla. De um ponto de vista de segurança, um tempo morto do inversor para acionar o motor precisa ser maior do que para fins industriais gerais que eletrodomésticos (equipamentos industriais <EPS). Em geral, como um dispositivo de alteração (por exemplo, um transistor de efeito de campo (FET)) tem um tempo de atraso quando é desligado, uma ligação de corrente contínua é encurtada quando os dispositivos de alteração de uma ramificação superior e inferior são giradas simultaneamente LIGADO ou DESLIGADO. De modo a evitar o problema acima, é definido um tempo (um tempo morto) em que os dispositivos de alteração de ambas as ramificações estão DESLIGADOS.[010] Recently, a 3-phase brushless motor is mainly used as an actuator of the electric power steering device, and as the electric power steering device is an automotive product, the operating temperature range is wide. From a safety point of view, a dead time of the drive to drive the motor needs to be longer than for general industrial purposes than household appliances (industrial equipment <EPS). In general, as a switching device (e.g., a field-effect transistor (FET)) has a time delay when it is turned off, a direct current link is shortened when switching devices of an upper and lower branch are connected. simultaneously turned ON or OFF. In order to avoid the above problem, a time (a dead time) is defined in which the switching devices of both branches are OFF.

[011] Como um resultado, uma forma de onda de corrente é distorcida e uma responsabilidade do controle de corrente e de um sentimento de direção diminui. Por exemplo, em um estado em que a alavanca está próxima ao centro da direção, ocorre uma sensação de direção descontínua e similares, devido à oscilação do torque. Além disso, uma vez que o motor contra-EMF (força eletromotriz) em um tempo de direção de momento de velocidade ou de direção de velocidade alta e uma tensão de interferência entre enrolamentos atuam para o controle de corrente como um distúrbio, um desempenho de acompanhamento de direção e uma sensação de direção a uma manobra de voltar atrás.[011] As a result, a current waveform is distorted and a responsibility of current control and a feeling of direction decreases. For example, in a state where the lever is close to the steering center, a discontinuous steering feel and the like occurs due to torque oscillation. In addition, since the motor counter-EMF (electromotive force) in a speed moment direction or high speed direction time and an interference voltage between windings act for current control as a disturbance, a performance of steering tracking and a sense of direction to a reversing manoeuvre.

[012] Um eixo q para controlar o torque sendo o eixo coordenado de um rotor do motor sem escovas de 3-fases e um eixo d para controlar a força do campo magnético são ajustados independentemente e tem uma relação que o eixo d e o eixo q são de 90°. Assim, um sistema de controle vetorial para controlar as correntes (o valor do comando de corrente do eixo d e o valor de comando de corrente do eixo q) correspondente aos respectivos eixos com o vetor, é conhecido.[012] A q-axis for controlling the torque being the coordinate axis of a 3-phase brushless motor rotor and a d-axis for controlling the magnetic field strength are adjusted independently and have a relationship that the d-axis and the q-axis are of 90°. Thus, a vector control system for controlling the currents (the d-axis current command value and the q-axis current command value) corresponding to the respective axes with the vector is known.

[013] A Figura 3 mostra um exemplo de configuração em um caso em que um motor sem escovas de 3-fases 100 é controlado por direção pelo sistema de controle vectorial. Os valores do comando de assistência da direção (Iref2 (idref, iqreff)) de dois eixos com base no torque de direção Th, a velocidade do veículo Vs e assim por diante são calculados, um valor de comando de corrente no eixo d id* e um valor de comando de corrente no eixo q iq*, cujos valores máximos são limitados são introduzidos respectivamente nas seções de subtração 131d e 131q e os desvios de corrente Δid* e Δiq*, obtidos nas seções de subtração 131d e 131q são introduzidos, respectivamente, nas seções de controle de PI 120d e 120q. Os valores de comando de tensão vd e vq controlados por PI nas seções de controle de PI 120d e 120q são introduzidos respectivamente em uma seção de subtração 141d e uma seção de adição 141q, e tensões Δvd e Δvq obtidas na seção de subtração 141d e a seção de adição 141q são inseridas em uma seção de conversão de corrente alternada (AC) de eixos dq/3-fases 150. Os valores de comando de tensão Vu*, Vv*, Vw* convertidos em 3 fases na seção de conversão de AC de eixos dq/3-fases 150 são introduzidos em uma seção de controle de PWM 160, e o motor 100 é acionado com sinais de PW UPWM, VPWM, WPWM com base em valores de comando de 3-fases calculados (Trabalhou, Trabalhov, Trabalhow) por meio do inversor (tensão aplicada ao inversor VR) 161 composto de uma constituição de uma ponte de ramificação superior e uma ramificação inferior como mostrado na Figura 4. A ramificação superior é composta por FETs Q1, Q3, Q5 que servem como dispositivos de alteração e a ramificação inferior é composto por FETs Q2, Q4, Q6.[013] Figure 3 shows a configuration example in a case where a 3-phase brushless motor 100 is controlled by direction by the vector control system. Steering assist command (Iref2 (idref, iqreff)) values of two axles based on steering torque Th, vehicle speed Vs and so on are calculated, a current command value on axle d id* and a current command value on the q axis iq* whose maximum values are limited are introduced respectively in subtraction sections 131d and 131q and current deviations Δid* and Δiq* obtained in subtraction sections 131d and 131q are introduced, respectively, in the PI control sections 120d and 120q. The PI controlled voltage command values vd and vq in the PI control sections 120d and 120q are respectively inputted in a subtraction section 141d and an addition section 141q, and voltages Δvd and Δvq obtained in the subtraction section 141d and the addition section 141q are entered into a dq/3-phase alternating current (AC) conversion section 150. The voltage command values Vu*, Vv*, Vw* converted to 3 phases in the AC conversion section of dq/3-phase axes 150 are input into a PWM control section 160, and the motor 100 is driven with PW signals UPWM, VPWM, WPWM based on calculated 3-phase command values (Worked, Workv, Workw) through the inverter (voltage applied to the inverter VR) 161 composed of a constitution of an upper branch bridge and a lower branch as shown in Figure 4. The upper branch is composed of FETs Q1, Q3, Q5 which serve as devices of change and the bottom branch is made up of FETs Q2, Q4, Q6.

[014] As correntes do motor de 3-fases iu, id, iw do motor 100 são detectadas pelos detectores de corrente 162, e as correntes do motor de 3-fases detectadas iu, id, iw são introduzidas em uma seção de conversão de eixos dq/AC de 3-fases 130. As correntes de retroalimentação id e iq de 2-fases convertidas na seção de conversão de eixos dq/AC de 3-fases 130 são, respectivamente, introduzidas nas seções de subtração 131d e 131q, e posteriormente introduzidas em uma seção de controle de não interferência d-q 140. Além disso, um sensor de rotação ou similar está ligado ao motor 100, e um ângulo de rotação do motor e um número de rotação do motor (uma velocidade de rotação) w são emitidos a partir de uma seção de detecção de ângulo 110 para processar o sinal do sensor. O ângulo de rotação do motor θ é introduzido na seção de conversão de AC de eixos dq/3-fases 150 e na seção de conversão de eixos dq/AC de 3-fases 130, e o número de rotação do motor w é inserido na seção de controle de não interferência d-q 140. As tensões vd1* e vq1* de 2-fases a partir da seção de controle de não-interferência d-q 140 são respectivamente inseridas na seção de subtração 141d e na seção de adição 141q, e as tensões Δvd e Δvq são calculadas na seção de subtração 141d e na seção de adição 141q.[014] The 3-phase motor currents iu, id, iw of the motor 100 are detected by the current detectors 162, and the detected 3-phase motor currents iu, id, iw are introduced into a conversion section of 3-phase dq/AC axes 130. The 2-phase dq/AC axes feedback currents id and iq converted in the 3-phase dq/AC axes conversion section 130 are, respectively, input to the subtraction sections 131d and 131q, and further introduced in a d-q non-interference control section 140. Furthermore, a speed sensor or the like is connected to the engine 100, and an engine rotation angle and an engine rotation number (a rotation speed) w are emitted from an angle detection section 110 for processing the sensor signal. The rotation angle of the motor θ is entered in the dq-axis/3-phase AC conversion section 150 and the dq-axis/3-phase AC conversion section 130, and the motor rotation number w is entered in the d-q non-interference control section 140. The 2-phase voltages vd1* and vq1* from the d-q non-interference control section 140 are respectively entered into the subtraction section 141d and the addition section 141q, and the voltages Δvd and Δvq are calculated in subtraction section 141d and addition section 141q.

[015] O aparelho de direção de energia elétrica do sistema de controle vetorial descrito acima é um aparelho para assistência na direção de um motorista, e um som e uma vibração do motor, uma oscilação de torque e similares são transmitidos ao motorista como um senso de força por meio do volante. Os FETs são geralmente usados como dispositivos de energia para acionar o inversor, e a corrente é aplicada ao motor. Em um caso em que o motor de 3-fases é usado, os FETs, que são conectados em série para as respectivas fases, da ramificação superior e da ramificação inferior são usados como mostrado na Figura 4. Embora os FETs da ramificação superior e da ramificação inferior sejam alternadamente LIGADOS e DESLIGADOS, o FET não LIGA e DESLIGA simultaneamente de acordo com um sinal de porta, já que o FET não é um dispositivo de alteração ideal. Assim, um tempo de LIGAR e um tempo de DESLIGAR são necessários. Consequentemente, se um comando de LIGAR para o FET da ramificação superior e um comando de DESLIGAR para o FET da ramificação inferior forem simultaneamente introduzidos, existe um problema que o FET da ramificação superior e o FET da ramificação inferior se LIGAM simultaneamente e a ramificação superior e a ramificação inferior tornam-se curtos- circuitos. Existe uma diferença entre o tempo de LIGAR e o tempo de DESLIGAR do FET. Assim, quando o comando é introduzido nos FETs ao mesmo tempo, o FET se LIGA imediatamente no caso em que o tempo de LIGAR é curto (por exemplo, 100 [ns]), pela introdução do comando de LIGA no FET superior e, inversamente, o FET não DESLIGA imediatamente em um caso em que o tempo de DESLIGAR é longo (por exemplo, 400 [ns]) pela introdução do comando de DESLIGA no FET inferior. Desta forma, um estado (por exemplo, entre 400 [ns] -100 [ns], LIGA-LIGA) de que o FET superior está LIGADO e o FET inferior está LIGADO, ocorre momentaneamente.[015] The electric power steering apparatus of the vector control system described above is an apparatus for steering assistance to a driver, and an engine sound and vibration, a torque oscillation and the like are transmitted to the driver as a sense power through the flywheel. FETs are generally used as power devices to drive the inverter, and current is applied to the motor. In a case where the 3-phase motor is used, the FETs, which are connected in series to the respective phases, of the upper branch and the lower branch are used as shown in Figure 4. lower branch are alternately turned ON and OFF, the FET does not turn ON and OFF simultaneously according to a gate signal, as the FET is not an ideal switching device. Thus, an ON time and an OFF time are required. Consequently, if an ON command for the upper branch FET and an OFF command for the lower branch FET are simultaneously input, there is a problem that the upper branch FET and the lower branch FET turn ON simultaneously and the upper branch and the lower branch become short circuits. There is a difference between the ON time and the OFF time of the FET. Thus, when the command is introduced in the FETs at the same time, the FET turns ON immediately in case the ON time is short (for example, 100 [ns]), by introducing the ON command in the upper FET and, inversely , the FET does not turn OFF immediately in a case where the OFF time is long (for example, 400 [ns]) by entering the OFF command in the lower FET. In this way, a state (for example, between 400 [ns] -100 [ns], ON-ON) that the upper FET is ON and the lower FET is ON, occurs momentarily.

[016] Nesta ligação, de modo a não ocorrer que o FET da ramificação superior e o FET da ramificação inferior não se LIGUEM simultaneamente, o sinal de LIGAR é normalmente dado ao circuito de condução do portão, sendo um período predeterminado um tempo morto. Como o tempo morto é não linear, a forma de onda da corrente é distorcida, a responsabilidade do controle diminui e o som, a vibração e a oscilação do torque são gerados. Em um aparelho de direção de energia elétrica de tipo coluna, uma vez que um arranjo do motor diretamente conectado a uma caixa de engrenagens conectada que é conectada pelo volante e o eixo da coluna de aço é extremamente próximo do motorista do mecanismo, é necessário considerar especialmente o som, a vibração, a oscilação de torque devido ao motor em comparação com um aparelho de direção de energia elétrica de tipo a jusante.[016] In this connection, in order to prevent the FET of the upper branch and the FET of the lower branch from turning ON simultaneously, the ON signal is normally given to the gate driving circuit, a predetermined period being a dead time. As the dead time is non-linear, the current waveform is distorted, the control responsibility decreases and sound, vibration and torque oscillation are generated. In a column-type electric power steering apparatus, since a motor arrangement directly connected to a connected gearbox that is connected by the flywheel and the steel column shaft is extremely close to the mechanism driver, it is necessary to consider especially the sound, vibration, torque oscillation due to the motor compared to a downstream type electric power steering apparatus.

[017] Convencionalmente, como um método para compensar o tempo morto do inversor, existem métodos para adicionar o valor de compensação pela detecção de um tempo ocorrendo o tempo morto e para compensar o tempo morto por um observador de perturbação nos eixos dq no controle de corrente.[017] Conventionally, as a method to compensate the inverter deadtime, there are methods to add the compensation value by detecting a time occurring deadtime and to compensate the deadtime by a disturbance observer in the dq axes in the control of chain.

[018] O aparelho de direção de energia elétrica para compensar o tempo morto é divulgado, por exemplo, na Patente Japonesa n°4681453 B2 (Documento de Patente 1) e no Pedido de Patente Japonesa Não Examinada Publicada n°2015- 171251 A (Documento de Patente 2). No Documento de Patente 1, é fornecido um circuito de compensação de banda morta que gera um modelo de corrente com base nos valores de comando de corrente pela introdução dos valores de comando de corrente em um circuito de modelo de referência do circuito de controle de corrente incluindo o motor e o inversor e compensa a influência do tempo morto do inversor com base na corrente do modelo. Além disso, no Documento de Patente 2, é fornecida uma seção de compensação de tempo morto para corrigir, com base no valor de compensação de tempo morto, para o valores do comando de trabalho, e a seção de compensação de tempo morto compreende uma seção de cálculo de valor de compensação básica para calcular um valor de compensação básico sendo um valor básico do valor de compensação do tempo morto com base no valor do comando de corrente e uma seção de filtração para realizar um processo de filtragem correspondente a um filtro de baixa passagem (LPF) para o valor de compensação básico.[018] The electric power steering apparatus for compensating for dead time is disclosed, for example, in Japanese Patent No. 4681453 B2 (Patent Document 1) and Japanese Unexamined Published Patent Application No. 2015-171251 A ( Patent Document 2). In Patent Document 1, a deadband compensation circuit is provided that generates a current model based on the current command values by inputting the current command values into a reference model circuit of the current control circuit. including the motor and the inverter and compensates for the influence of the inverter dead time based on the model current. Furthermore, in Patent Document 2, a deadtime compensation section is provided for correcting, based on the deadtime compensation value, for the work command values, and the deadtime compensation section comprises a section of basic compensation value calculation for calculating a basic compensation value being a basic value of the deadtime compensation value based on the current command value and a filtering section for performing a filtering process corresponding to a low filter pass (LPF) to the basic compensation value.

THE LIST OF TECHNICAL DOCUMENTS Patent Documents Patent Document 1: Japanese Patent No. 4681453 B2 Patent Document 2: Japanese Unexamined Patent Application Published No. 2015-171251 A SUMMARY OF THE INVENTION: Problems to be solved by the invention

[019] O aparelho divulgado no Documento de Patente 1 é um sistema que estima o sinal de compensação pelo uso de um cálculo da quantidade de compensação de tempo morto devido ao valor do comando de corrente do eixo q e ao modelo de referência de corrente de 3-fases. O valor emitido do circuito de compensação é um valor de alteração em proporção ao modelo de corrente em uma região que é um valor fixo predeterminado ou menor, e é um valor de adição dos valores alterados em proporção ao valor fixo e a corrente do modelo em uma região sendo mais do que o valor fixo predeterminado. Desta forma, o valor emitido do circuito de compensação é emitido a partir do comando de corrente para o comando de tensão. No entanto, o trabalho de ajuste para determinar a característica de histerese para emitir o valor fixo predeterminado é necessário.[019] The apparatus disclosed in Patent Document 1 is a system that estimates the compensation signal by using a calculation of the amount of deadtime compensation due to the value of the q-axis current command and the current reference model of 3 -phases. The value output from the compensation circuit is a value of change in proportion to the model current in a region that is a predetermined fixed value or less, and it is a sum value of the values changed in proportion to the fixed value and the model current in a region being more than the predetermined fixed value. In this way, the value emitted from the compensation circuit is emitted from the current command to the voltage command. However, adjustment work to determine the hysteresis characteristic to output the predetermined fixed value is required.

[020] Além disso, no aparelho divulgado no Documento de Patente 2, quando o tempo morto é determinado, a compensação do tempo morto é realizada pelo uso do valor de comando de corrente do eixo q e o valor de compensação LPF processado no valor do comando de corrente do eixo q. Assim, ocorre o atraso e existe um problema que o valor de compensação do tempo morto não é operado para o comando de tensão final para o motor.[020] In addition, in the apparatus disclosed in Patent Document 2, when the dead time is determined, the dead time compensation is performed by using the current command value of the q-axis and the LPF compensation value processed in the value of the command of q-axis current. Thus, the delay occurs and there is a problem that the dead time compensation value is not operated for the final voltage command to the motor.

[021] Além disso, há um caso em que múltiplas funções de compensação de tempo morto são alteradas em uma região específica de modo a melhorar o desempenho da direção. Por exemplo, na manobra de direção de velocidade alta, a característica de direção do valor de compensação do tempo morto varia bastante, a não ser que o valor do comando de corrente do eixo d seja “0 [A]”. Neste contexto, em um caso em que uma região inteira é compensada pelo uso da compensação de tempo morto da função única, a precisão de compensação desce em uma região específica e a oscilação do torque, o som e a vibração ocorrem em algum momento.[021] In addition, there is a case where multiple dead time compensation functions are changed in a specific region in order to improve steering performance. For example, in high speed steering maneuver, the steering characteristic of the dead time compensation value varies greatly unless the d-axis current command value is “0 [A]”. In this context, in a case where an entire region is compensated by using single-function deadtime compensation, the compensation accuracy goes down in a specific region, and torque oscillation, sound, and vibration occur at some point.

[022] Na compensação de tempo morto do tipo alimentação em avanço (um tipo de alimentação em avanço de ângulo, um tipo de modelo de valor de comando de corrente), uma vez que a corrente flui no motor com um programa de computador exclusivo pelo bloqueio do eixo de emissão do motor, a quantidade de compensação de tempo morto é necessária para medir usando a máquina real. É necessária a operação de sintonia do valor limiar para determinar o sinal de compensação devido ao ajuste de fase e o valor de comando de corrente pela rotação de um único motor sob uma carga constante e uma velocidade de rotação constante pelo uso de um aparelho de teste de motor. É necessário alocar a tensão aplicada ao inversor e o número de rotação do motor e executar múltiplos tempos, e, portanto, a mitigação da operação de sintonia é necessária.[022] In feed-forward type dead time compensation (an angle-feed-forward type, a current command value model type), once the current flows in the motor with a unique computer program through the engine emission shaft lock, the amount of dead time compensation is needed to measure using the real machine. Threshold tuning operation is required to determine the offset signal due to phase adjustment and the current command value by rotating a single motor under constant load and constant rotating speed by using a test apparatus engine. It is necessary to allocate the voltage applied to the inverter and the number of rotations of the motor and run multiple times, and therefore the mitigation of the tuning operation is necessary.

[023] Além disso, na compensação do tempo morto do tipo alimentação em avanço, a vibração ocorre perto do tempo de zerar ou com a carga baixa e a manobra de direção de velocidade baixa em um caso que o sinal não é alterado com uma quantidade de compensação apropriada e em um tempo apropriado. Pela introdução da compensação de tempo morto que a quantidade de compensação é inadequada ou a compensação de tempo morto que o tempo é inadequado, há um caso que o trepidar é frequentemente causado pelo próprio controle. Na compensação de tempo morto do tipo alimentação em avanço, de modo a suprimir a trepidação acima, uma operação de sintonia bastante precisa, como várias ideias e a alteração estrita do sinal de compensação é necessária.[023] In addition, in forward feed type dead time compensation, vibration occurs near zero time or with low load and low speed steering maneuver in a case that the signal is not changed by an amount of appropriate compensation and in an appropriate time. By introducing deadtime compensation that the amount of compensation is inadequate or deadtime compensation that the time is inadequate, there is a case that judder is often caused by the control itself. In forward-feed-type dead time compensation, in order to suppress the above jitter, a very precise tuning operation such as various ideas and strict change of compensation signal is required.

[024] A presente invenção foi desenvolvida tendo em vista das circunstâncias acima descritas, e um objetivo da presente invenção é fornecer o aparelho de direção de energia elétrica que, no aparelho de direção de energia elétrica de um sistema de controle vetorial, possui múltiplas funções de compensação de tempo morto para compensar o tempo morto do inversor sem a operação de sintonia, compensa com o método de alimentação em avanço, ao alterar as funções de compensação de tempo morto correspondentes ao estado de direção, melhora o desempenho da direção, melhora a distorção da forma de onda de corrente e a responsabilidade do controle de corrente, e suprime o som, a vibração e a oscilação do torque.[024] The present invention was developed in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide the electrical power steering apparatus which, in the electrical power steering apparatus of a vector control system, has multiple functions dead time compensation to compensate inverter dead time without tuning operation, compensate with feed-forward method, by changing the dead time compensation functions corresponding to the steering state, improve the steering performance, improve the current waveform distortion and current control responsibility, and suppresses sound, vibration and torque oscillation.

Ways to Solve Problems

[025] A presente invenção se refere ao aparelho de direção de energia elétrica de um sistema de controle vetorial que calcula os valores do comando de assistência de direção dos eixos dq com base em pelo menos um torque de direção, calcula os valores de comando de corrente dos eixos dq, converte os valores de comando de corrente dos eixos dq em valores de comando de trabalho de 3-fases, controles a direção de um motor sem escovas de 3-fases por um inversor de um controle de modulação por largura de pulso (PWM) e aplica um torque de assistência a um sistema de direção de um veículo, o objetivo descrito acima é conseguido pelo aparelho de direção de energia elétrica tendo múltiplas funções de compensação de tempo morto dos quais as eficiências para executar respectivamente uma compensação de tempo morto do inversor são diferentes umas das outras e executa a compensação do tempo morto pela alteração a partir das múltiplas funções de compensação de tempo morto para uma outra função de compensação de tempo morto com uma condição predeterminada.[025] The present invention relates to the electrical power steering apparatus of a vector control system that calculates the values of the steering assistance command of the dq axes based on at least one steering torque, calculates the command values of dq-axis current, converts dq-axis current command values into 3-phase work command values, controls the direction of a 3-phase brushless motor by an inverter from a pulse-width modulation control (PWM) and applies an assist torque to a steering system of a vehicle, the purpose described above is achieved by the electric power steering apparatus having multiple dead time compensation functions of which the efficiencies to respectively perform a time compensation of the inverter are different from each other, and it performs deadtime compensation by changing from the multiple deadtime compensation functions to another deadtime compensation function with a predetermined condition.

[026] Além disso, a presente invenção se refere ao aparelho de direção de energia elétrica de um sistema de controle vetorial que calcula os valores de comando de assistência de direção dos eixos dq com base em pelo menos um torque de direção, calcula os valores de comando de corrente dos eixos dq a partir de valores de comando de assistência de direção, converte os valores de comando de corrente de eixos dq em valores de comando de trabalho de 3-fases, controla a direção de um motor sem escova de 3-fases por um inversor de um controle de modulação por largura de pulso (PWM), e aplica um torque de assistência a um sistema de direção de um veículo, o objetivo acima descrito da presente invenção é conseguido pelo que compreende: uma seção de compensação de tempo morto A que calcula os primeiros valores de compensação dos eixos dq em relação aos eixos dq do inversor com base em um ângulo de rotação do motor do motor sem escovas de 3-fases; uma seção de compensação do tempo morto B que insere os valores de comando de corrente dos eixos dq e calcula os segundos valores de compensação do eixo dq em relação aos eixos dq do inversor com base em um modelo de valor de comando de corrente; e uma seção de alteração do valor de compensação que emite valores de compensação do tempo morto dos eixos dq pela alteração dos primeiros valores de compensação dos eixos dq e os segundo valores de compensação dos eixos dq com base nos valores de comando de corrente dos eixos dq e valores de comando de corrente de assistência de direção do eixo q, em que uma compensação do tempo morto do inversor é realizada por uma correção dos valores do comando de corrente dos eixos dq com os valores de compensação do tempo morto dos eixos dq.[026] In addition, the present invention relates to the electrical power steering apparatus of a vector control system that calculates the steering assistance command values of the dq axes based on at least one steering torque, calculates the values dq-axis current command values from steering-assist command values, converts dq-axis current command values to 3-phase work command values, controls the direction of a 3-phase brushless motor phases by an inverter of a pulse-width modulation (PWM) control, and applies an assist torque to a steering system of a vehicle, the above-described object of the present invention is achieved by comprising: a power compensation section dead time A which calculates the first offset values of the dq axes against the dq axes of the drive based on a motor rotation angle of the 3-phase brushless motor; a B deadtime offset section that inputs the dq-axis current command values and calculates the second dq-axis offset values relative to the drive's dq-axes based on a current command value template; and an offset value change section that outputs dq-axis deadtime offset values by changing the first dq-axis offset values and the second dq-axis offset values based on the dq-axis current command values and q-axis direction assist current command values, wherein a drive deadtime offset is performed by a correction of the dq-axis current command values with the dq-axis deadtime offset values.

EFFECTS OF THE INVENTION

[027] O aparelho de direção de energia elétrica, de acordo com a presente invenção, realiza a compensação do tempo morto em um estado ótimo correspondente ao estado de direção pela alteração de múltiplas funções de compensação de tempo morto (por exemplo, uma função de compensação de tempo morto (A) do inversor com base um ângulo de rotação do motor (ângulo elétrico) e uma função de compensação de tempo morto (B) com base em um modelo de valor de comando de corrente) com uma condição predeterminada e, portanto, é possível melhorar ainda mais o desempenho da direção. A função de compensação do tempo morto (A) do inversor com base no ângulo de rotação do motor (ângulo elétrico) tem uma característica que a precisão de compensação é alta na região de direção de velocidade baixa e na região de direção de velocidade de momento das quais fases correspondem no ângulo e a corrente de fase e é possível compensar até mesmo em um caso que as formas de onda de compensação de três fases são onda não retangular. Além disso, a função de compensação de tempo morto (B) com base em um modelo de valor de comando de corrente tem uma característica que o deslocamento de fase é pequeno mesmo na direção de velocidade alta e é possível simplesmente realizar a compensação de tempo morto. Na presente invenção, uma vez que as funções de compensação A e B são alteradas de acordo com o estado de direção, é possível realizar a direção mais adequada tendo as duas características acima.[027] The electric power steering apparatus, according to the present invention, performs deadtime compensation in an optimal state corresponding to the steering state by changing multiple deadtime compensation functions (for example, a function of inverter dead time compensation (A) based on a motor rotation angle (electrical angle) and a dead time compensation function (B) based on a current command value model) with a predetermined condition and, therefore, it is possible to further improve the driving performance. The inverter dead time (A) compensation function based on motor rotation angle (electrical angle) has a characteristic that the compensation accuracy is high in the low speed direction region and in the moment speed direction region of which phases correspond in angle and phase current, and it is possible to compensate even in a case that the three-phase compensation waveforms are non-rectangular wave. In addition, the dead time compensation function (B) based on a current command value model has a feature that the phase shift is small even in the high speed direction, and it is possible to simply perform dead time compensation. . In the present invention, since the compensation functions A and B are changed according to the steering status, it is possible to realize the most suitable steering having the above two characteristics.

[028] Na presente invenção, os valores de comando de corrente dos eixos dq são convertidos nos valores de comando do modelo de corrente de três fases, o sinal de compensação é estimado e a quantidade de compensação do tempo morto do inversor é calculada a partir da tensão aplicada ao inversor. Então, com base na quantidade de compensação do tempo morto, a compensação do tempo morto é realizada pela adição (alimentação em avanço) das tensões de 2-fases convertidas a partir dos valores de compensação do tempo morto devido ao sinal de compensação estimado para os valores de comando de tensão nos eixos dq ou aplicando os valores de compensação de tempo morto que os valores de compensação calculados a partir do ângulo de rotação do motor, o número de rotação do motor e a tensão aplicada ao inversor são limitados pelo ganho sensível de valor de comando de corrente com base no modelo de atraso de controle de corrente devido ao valores de comando de assistência de direção do eixo q, para os valores de comando de tensão nos eixos dq. Dessa forma, é possível realizar a compensação do tempo morto sem a operação de sintonia, para melhorar a distorção da forma de onda da corrente e a responsabilidade do controle de corrente.[028] In the present invention, the current command values of the dq axes are converted into the command values of the three-phase current model, the compensation signal is estimated, and the amount of inverter deadtime compensation is calculated from voltage applied to the inverter. Then, based on the amount of deadtime compensation, deadtime compensation is performed by adding (feed forward) the 2-phase voltages converted from the deadtime compensation values due to the estimated compensation signal for the voltage command values on the dq axes or applying the dead time compensation values that the compensation values calculated from the motor rotation angle, the motor rotation number and the voltage applied to the inverter are limited by the sensitive gain of current command value based on current control delay model due to q axis direction assist command values, for voltage command values on dq axes. In this way, it is possible to perform dead time compensation without tuning operation, to improve current waveform distortion and current control accountability.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the attached drawings:

[029] A Figura 1 é um diagrama de configuração que mostra um esboço geral de um aparelho de direção de energia elétrica;[029] Figure 1 is a configuration diagram showing a general outline of an electric power steering device;

[030] A figura 2 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de configuração de uma unidade de controle (ECU) do aparelho de direção de energia elétrica;[030] Figure 2 is a block diagram showing an example configuration of a control unit (ECU) of the electric power steering device;

[031] A Figura 3 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de configuração de um sistema de controle vetorial;[031] Figure 3 is a block diagram that shows an example of a vector control system configuration;

[032] A Figura 4 é um diagrama de ligações que mostra um exemplo de configuração de um inversor geral;[032] Figure 4 is a wiring diagram that shows an example of a general inverter configuration;

[033] A Figura 5 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de configuração da presente invenção;[033] Figure 5 is a block diagram showing an example configuration of the present invention;

[034] A Figura 6 é um diagrama de blocos em detalhes que mostra um exemplo de configuração de uma seção de avaliação de alteração;[034] Figure 6 is a detailed block diagram showing an example configuration of a change evaluation section;

[035] A Figura 7 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de configuração de uma seção de compensação de tempo morto (A);[035] Figure 7 is a block diagram showing an example configuration of a dead time compensation section (A);

[036] A Figura 8 é um diagrama de blocos em detalhes que mostra um exemplo de configuração de uma seção de compensação de tempo morto (A);[036] Figure 8 is a block diagram in detail that shows an example configuration of a dead time compensation section (A);

[037] A Figura 9 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de configuração de uma seção do ganho sensível de valor do comando de corrente;[037] Figure 9 is a block diagram that shows an example of the configuration of a section of the sensitive gain value of the current command;

[038] A Figura 10 é um diagrama característico de uma seção de ganho na seção do ganho sensível de valor do comando de corrente;[038] Figure 10 is a characteristic diagram of a gain section in the current command value sensitive gain section;

[039] A Figura 11 é um diagrama característico que mostra um exemplo característico da seção do ganho sensível de valor do comando de corrente;[039] Figure 11 is a characteristic diagram showing a characteristic example of the current command value sensitive gain section;

[040] As Figuras 12A e 12B são gráficos de forma de onda que mostram um exemplo de operação de uma seção de estimativa de sinal de compensação;[040] Figures 12A and 12B are waveform graphs showing an example of operation of a compensation signal estimation section;

[041] A Figura 13 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de configuração de uma seção de ganho sensível de tensão aplicada ao inversor;[041] Figure 13 is a block diagram that shows an example of the configuration of a voltage sensitive gain section applied to the inverter;

[042] A Figura 14 é um diagrama característico que mostra um exemplo característico da seção de ganho sensível de tensão aplicada ao inversor;[042] Figure 14 is a characteristic diagram that shows a characteristic example of the voltage sensitive gain section applied to the inverter;

[043] A Figura 15 é um diagrama característico que mostra um exemplo característico de uma seção de ajuste de fase;[043] Figure 15 is a characteristic diagram showing a characteristic example of a phase adjustment section;

[044] A Figura 16 é um diagrama que mostra um exemplo de operação de uma respectiva seção de função do valor de compensação do tempo morto ângulo de fase;[044] Figure 16 is a diagram showing an example of operation of a respective function section of the phase angle dead time compensation value;

[045] A Figura 17 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de configuração de uma seção de compensação de tempo morto (B);[045] Figure 17 is a block diagram showing an example configuration of a dead time compensation section (B);

[046] A Figura 18 é um diagrama característico que mostra um exemplo característico de uma seção de cálculo da quantidade de compensação sensível à tensão aplicada ao inversor;[046] Figure 18 is a characteristic diagram showing a typical example of a section calculating the amount of voltage-sensitive compensation applied to the inverter;

[047] A Figura 19 é um gráfico de forma de onda que mostra um exemplo característico de uma forma de onda emitida de um modelo de valor de comando de corrente de 3-fasesa;[047] Figure 19 is a waveform graph showing a characteristic example of a waveform output from a 3-phase current command value model;

[048] A Figura 20 é um gráfico de forma de onda que mostra um exemplo de uma forma de onda emitida da alteração de tempo morto por uma condição de uma ramificação de condição;[048] Figure 20 is a waveform graph showing an example of a waveform emitted from the dead time change by a condition of a condition branch;

[049] A Figura 21 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de configuração de uma seção de modulação de vetor espacial;[049] Figure 21 is a block diagram showing an example configuration of a space vector modulation section;

[050] A Figura 22 é um diagrama que mostra um exemplo de operação da seção de modulação de vetor espacial;[050] Figure 22 is a diagram showing an example of operation of the space vector modulation section;

[051] A Figura 23 é um diagrama que mostra um exemplo de operação da seção de modulação de vetor espacial;[051] Figure 23 is a diagram showing an example of operation of the space vector modulation section;

[052] A Figura 24 é um gráfico de temporização que mostra um exemplo de operação da seção de modulação de vetor espacial;[052] Figure 24 is a timing graph showing an example of operation of the space vector modulation section;

[053] A Figura 25 é um gráfico de forma de onda que mostra um efeito da seção de modulação de vetor espacial;[053] Figure 25 is a waveform graph showing an effect of the spatial vector modulation section;

[054] A Figura 26 é um gráfico de forma de onda que mostra um efeito da presente invenção;[054] Figure 26 is a waveform graph showing an effect of the present invention;

[055] A Figura 27 é um diagrama de blocos que mostra um outro exemplo de configuração de uma seção de compensação de tempo morto (A);[055] Figure 27 is a block diagram that shows another configuration example of a dead time compensation section (A);

[056] A Figura 28 é um diagrama que mostra um exemplo de operação de uma respectiva seção de função do valor de compensação do tempo morto ângulo de fase;[056] Figure 28 is a diagram showing an example of operation of a respective function section of the phase angle dead time compensation value;

[057] As Figuras 29A e 29B são diagramas característicos que mostram uma característica de tensão emitida de uma tabela de referência de valor de compensação de tempo morto de ângulo de eixos dq.[057] Figures 29A and 29B are characteristic diagrams showing a voltage characteristic emitted from a dq axis angle dead time compensation value reference table.

METHOD OF CARRYING OUT THE INVENTION

[058] De modo a resolver um problema que ocorre uma distorção de corrente e uma oscilação do torque devido a uma influência de um tempo morto de um inversor em uma unidade de controle (ECU) e um som de direção diminui, a presente invenção realiza uma compensação de tempo morto do inversor alterando uma função de compensação do tempo morto (A) com base em uma função correspondente a um ângulo de rotação do motor (ângulo elétrico) e uma função de compensação de tempo morto (B) com base em um modelo de valor de comando de corrente com uma condição determinada e pela aplicação nos eixos dq com uma alimentação em avanço.[058] In order to solve a problem that a current distortion and a torque oscillation occurs due to an influence of a dead time of an inverter on a control unit (ECU) and a steering sound decreases, the present invention realizes an inverter dead time compensation by changing a dead time compensation function (A) based on a function corresponding to a motor rotation angle (electrical angle) and a dead time compensation function (B) based on a current command value model with a given condition and by application to dq axes with a feed in advance.

[059] De acordo com a função de compensação de tempo morto devido a um único algoritmo de uma única função, embora uma precisão de compensação seja boa em uma manobra de direção de velocidade baixa, ela cai em uma manobra de direção de velocidade alta. Ou, embora a precisão da compensação seja boa em um estado de carga alta, ela cai em um estado de carga baixa. Assim, é impossível compensar com precisão toda a região de direção pela compensação do tempo morto devido ao algoritmo único da função única. No entanto, a presente invenção prepara múltiplas funções de compensação de tempo morto que, respectivamente, apresentam elevadas precisões de compensação nos estados de direção e altera as funções de compensação do tempo morto para a função de compensação otimizada de acordo com o estado de direção. Consequentemente, a presente invenção pode realizar a compensação do tempo morto com a alta precisão para toda a região de direção.[059] According to the dead time compensation function due to a single algorithm of a single function, although a compensation accuracy is good in a low speed steering maneuver, it drops in a high speed steering maneuver. Or, although the accuracy of the compensation is good in a high load state, it drops in a low load state. Thus, it is impossible to accurately compensate the entire steering region by dead time compensation due to the unique algorithm of the single function. However, the present invention prepares multiple deadtime compensation functions which respectively show high compensation accuracies in the steering states, and changes the deadtime compensation functions to the optimized compensation function according to the steering state. Consequently, the present invention can perform dead time compensation with high accuracy for the entire steering region.

[060] Na presente invenção, as compensações de tempo morto com base nas múltiplas funções de compensação são realizadas individualmente para o valor do comando de tensão do eixo d e o valor do comando de tensão do eixo q do sistema de controle vetorial dos eixos dq, as funções de compensação de tempo morto são alteradas com a condição predeterminada definida pelo valor do comando de corrente do eixo d, o valor do comando de corrente do eixo q e o número de rotação do motor, e então o valor de compensação de tempo morto mais adequado é selecionado em toda a região da região de direção de velocidade baixa, a região de direção de velocidade de momento e região de direção de velocidade alta. As modalidades, de acordo com a presente invenção, são a constituição que tem duas funções de compensação de tempo morto A e B, que realiza uma avaliação de alteração em uma seção de avaliação de alteração com a condição de alteração do valor de comando de corrente de eixo d, o valor de comando de corrente do eixo q e o número de rotação do motor, e altera (seção de ramificação de condição) as funções de compensação de tempo morto A e B pelo programa de computador. De modo a executar rapidamente uma temporização de alteração das funções de compensação de tempo morto A e B, a seção de ramificação de condição sendo capaz de alterar simultaneamente é usada sem uma seção de mistura para necessitar de um tempo constante para a alteração.[060] In the present invention, the deadtime compensations based on the multiple compensation functions are performed individually for the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value of the dq-axis vector control system, the deadtime compensation functions are changed with the predetermined condition set by the d-axis current command value, the q-axis current command value and the motor rotation number, and then the most suitable deadtime compensation value is selected across the region of the low velocity direction region, the moment velocity direction region and the high velocity direction region. Embodiments according to the present invention are the constitution having two dead time compensation functions A and B, which performs a change evaluation in a change evaluation section with the condition of changing the current command value d-axis current command value, and motor rotation number, and change (condition branch section) dead time compensation functions A and B by computer program. In order to quickly perform a timing change of the A and B deadtime compensation functions, the condition branch section being able to change simultaneously is used without a mixing section to require a constant time for the change.

[061] Além disso, embora existam diferenças devido ao tipo de motor, uma relação de redução das engrenagens de redução do EPS e assim por diante, por exemplo, o número de rotação do motor da região de direção de velocidade baixa é de 0 a 300 [rpm], o número de rotação do motor da região de direção de velocidade de momento é de 300 a 1800 [rpm] e o número de rotação do motor da região de direção de velocidade alta é 1800 a 4000 [rpm], que é igual ou maior que um número de rotação (região do número necessária de um controle de enfraquecimento de campo) do motor.[061] In addition, although there are differences due to the type of engine, a reduction ratio of EPS reduction gears, and so on, for example, the engine rotation number of the low speed direction region is from 0 to 300 [rpm], the engine speed number of moment speed direction region is 300 to 1800 [rpm], and the engine speed number of high speed direction region is 1800 to 4000 [rpm], which is equal to or greater than a speed number (required number region of a field weakening control) of the motor.

[062] As modalidades de acordo com a presente invenção serão descritas em detalhe com referência aos desenhos.[062] Embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[063] A Figura 5 mostra um exemplo de configuração completa da presente invenção, correspondente à Figura 3, e é fornecida uma seção de compensação de tempo morto 200 (A) para calcular os valores de compensação vdA e vqA nos eixos dq, uma seção de compensação de tempo morto 400 (B) para calcular valores de compensação vdB e vqB nos eixos dq e uma seção de alteração de valor de compensação 500 para emitir valores de compensação de tempo morto vd* e vq* pela alteração dos valores de compensação vdA e vqA e os valores de compensação vdB e vqB com um condição predeterminada. A seção de função de compensação de tempo morto 200 tem uma característica que a precisão de compensação é alta na região de direção de velocidade baixa e na região de direção de velocidade de momento, e alternativamente a seção de compensação de tempo morto 400 (B) tem uma característica que a precisão de compensação é alta em uma região de direção de velocidade alta.[063] Figure 5 shows an example of the complete configuration of the present invention, corresponding to Figure 3, and a dead time compensation section 200 (A) is provided to calculate the compensation values vdA and vqA on the dq axes, a section a deadtime compensation section 400 (B) for calculating vdB and vqB compensation values on the dq axes and a compensation value changing section 500 for outputting vd* and vq* deadtime compensation values by changing the vdA compensation values and vqA and the offset values vdB and vqB with a predetermined condition. The dead time compensation function section 200 has a feature that the compensation accuracy is high in the low speed direction region and the moment speed direction region, and alternatively the dead time compensation section 400 (B) It has a characteristic that the compensation accuracy is high in a high speed driving region.

[064] Na seção de compensação do tempo morto 200 (os detalhes serão explicados mais adiante), o valor do comando de assistência da direção iqref do eixo d correspondente ao valor do comando de assistência da direção Iref2 na Figura 2, bem como a tensão aplicada ao inversor VR aplicada a o inversor 161, o ângulo de rotação do motor θ e o número de rotação do motor w são introduzidos. Na seção de compensação do tempo morto 400 (os detalhes serão explicados mais adiante), o valor do comando de corrente do eixo d id*, o valor do comando de corrente do eixo q iq*, o ângulo de rotação do motor θ, a tensão aplicada ao inversor VR e número de rotação do motor w são introduzidos. Além disso, a seção de alteração de valor de compensação 500 compreende uma seção de avaliação de alteração 510 para avaliar a alteração dos valores de compensação e seções de ramificação de condição 501 e 502, com o programa de computador, para alterar os valores de compensação vdA e vqA da seção de compensação de tempo morto 200 (A) e os valores de compensação vdB e vqB da seção de compensação do tempo morto 400 (B) para calcular os valores de compensação vdB e vqB, de acordo com uma bandeira de avaliação de alteração SF e, em seguida, emitir.[064] In the deadtime compensation section 200 (details will be explained later), the value of the d-axis direction assistance command iqref corresponding to the value of the direction assistance command Iref2 in Figure 2, as well as the voltage applied to the inverter VR applied to the inverter 161, the motor rotation angle θ and the motor rotation number w are input. In the deadtime compensation section 400 (the details will be explained later), the d-axis current command value id*, the q-axis current command value iq*, the motor rotation angle θ, the voltage applied to inverter VR and motor speed number w are entered. Furthermore, the compensation value change section 500 comprises a change evaluation section 510 for evaluating the change of compensation values and condition branch sections 501 and 502, with the computer program, for changing the compensation values vdA and vqA of the deadtime compensation section 200 (A) and the vdB and vqB compensation values of the deadtime compensation section 400 (B) to calculate the vdB and vqB compensation values according to an evaluation flag SF change and then issue.

[065] A seção de ramificação de condição 501 tem funcionalmente pontos de contato a1 e b1, e o valor de compensação vdA é introduzido no ponto de contato a1 e o valor de compensação vdB é introduzido no ponto de contato b1. Similarmente, z seção de ramificação de condição 502 tem funcionalmente pontos de contato a2 e b2, e o valor de compensação vqA é introduzido no ponto de contato a2 e o valor de compensação vqB é introduzido no ponto de contato b2. Os pontos de contato a1 e b1 da seção de ramificação de condição 501 e os pontos de contato a2 e b2 da seção de ramificação de condições 502 estão em sincronização alterada pela bandeira de avaliação de alteração SF da seção de avaliação de alteração 510. A seja, os pontos de contato são “a1” e “a2” quando a bandeira de avaliação de alteração SF não é inserida (por exemplo, lógica “L”) e os valores de compensação vdA e vqA são emitidos como valores de compensação do tempo morto vd* e vq*. Alternativamente, os pontos de contato são “b1” e “b2” quando a bandeira de avaliação de alteração SF é inserida (por exemplo, lógica “H”) e os valores de compensação vdB e vqB são emitidos como valores de compensação do tempo morto vd* e vq*.[065] Condition branch section 501 functionally has contact points a1 and b1, and the compensation value vdA is input into contact point a1 and the compensation value vdB is input into contact point b1. Similarly, z condition branch section 502 functionally has contact points a2 and b2, and compensation value vqA is input at contact point a2 and compensation value vqB is input at contact point b2. Contact points a1 and b1 of condition branch section 501 and contact points a2 and b2 of condition branch section 502 are in sync changed by change evaluation flag SF of change evaluation section 510. , the contact points are “a1” and “a2” when the SF change evaluation flag is not entered (eg logic “L”) and the compensation values vdA and vqA are output as dead time compensation values vd* and vq*. Alternatively, the touchpoints are “b1” and “b2” when the SF change evaluation flag is entered (e.g. logic “H”) and vdB and vqB compensation values are output as dead time compensation values vd* and vq*.

[066] A seção de avaliação de alteração 510 é uma configuração como mostrada na Figura 6 e inclui uma seção de avaliação zero 511 para emitir uma bandeira de avaliação DF1 quando o valor do comando de corrente do eixo d id* é zero ou adjacente (por exemplo, 0,1 [A] ou menos). A seção de avaliação de alteração 510 compreende ainda uma seção de valor absoluto para obter um valor absoluto |iq*| do valor de comando de corrente do eixo q iq*, uma seção de limiar 513 com uma característica de histerese e emitindo uma bandeira de avaliação DF2 quando o valor absoluto |iq*| é igual ou maior do que um valor limiar predeterminado TH1, uma seção de valor absoluto 514 para obter um valor absoluto |w| do número de rotação do motor w e da seção de limiar 515 que possui uma característica de histerese e emite uma bandeira de avaliação DF3 quando o valor absoluto |w| é igual ou maior que um valor limiar predeterminado TH2. As bandeiras de avaliação DF1 a DF3 são introduzidos na seção de avaliação de condição de alteração 516, e a seção de avaliação de condição de alteração 516 emite a bandeira de avaliação de alteração SF quando todas as bandeiras de avaliação DF1 a DF3 são introduzidas.[066] The change evaluation section 510 is a configuration as shown in Figure 6 and includes a zero evaluation section 511 for issuing a DF1 evaluation flag when the d axis current command value id* is zero or adjacent ( for example, 0.1 [A] or less). The alteration evaluation section 510 further comprises an absolute value section to obtain an absolute value |iq*| of the q-axis current command value iq*, a threshold section 513 with a hysteresis characteristic and outputting a DF2 evaluation flag when the absolute value |iq*| is equal to or greater than a predetermined threshold value TH1, an absolute value section 514 to obtain an absolute value |w| of the engine speed number w and the threshold section 515 which has a hysteresis characteristic and outputs an evaluation flag DF3 when the absolute value |w| is equal to or greater than a predetermined threshold value TH2. Evaluation flags DF1 to DF3 are introduced in change condition evaluation section 516, and change condition evaluation section 516 issues change evaluation flag SF when all evaluation flags DF1 to DF3 are entered.

[067] Os pontos de contato das seções de ramificação de condição 501 e 502 são respectivamente "a1" e "a2" quando a bandeira de avaliação de alteração SF não é introduzida (por exemplo, lógica "L") e os valores de compensação vdA e vqA da seção de compensação de tempo morto (A) 200 são emitidos como valores de compensação do tempo morto vd* e vq*. Então, os pontos de contato das seções de ramificação de condição 501 e 502 são alteradas de “a1” e “a2” para “b1” e “b2” quando a bandeira de avaliação de alteração do interruptor SF é emitida (por exemplo, lógica “H”). Como um resultado, os valores de compensação vdB e vqB são emitidos como os valores de compensação do tempo morto vd* e vq* e, respectivamente, introduzidos nas seções de adição 121d e 121q.[067] The contact points of condition branch sections 501 and 502 are respectively "a1" and "a2" when the SF change evaluation flag is not introduced (e.g. logic "L") and the offset values vdA and vqA of dead time compensation section (A) 200 are output as dead time compensation values vd* and vq*. Then, the contact points of condition branch sections 501 and 502 are changed from “a1” and “a2” to “b1” and “b2” when the SF switch change evaluation flag is issued (e.g. logic "H"). As a result, the offset values vdB and vqB are output as the dead time offset values vd* and vq* and, respectively, input into addition sections 121d and 121q.

[068] Um valor de comando de corrente de eixo d id* e um valor de comando de corrente de eixo q iq do controle vetorial são respectivamente introduzidos nas seções de subtração 131d e 131q, e desvios de corrente Δid* e Δiq* para as correntes de retroalimentação id e iq são respectivamente calculados nas seções de subtração 131d e 131q. O desvio de corrente calculado Δid* é introduzido na seção de controle de PI 120d, e o desvio de corrente calculado Δiq* é inserido na seção de controle de PI 120q. Os valores de comando de tensão do eixo d controlado por PI vd e valor de comando de tensão do eixo q vq são introduzidos respectivamente nas seções de adição 121d e 121q, os valores de compensação de tempo morto vd* e vq* a partir da seção de compensação de tempo morto 200 descritos abaixo são adicionados e compensados nas seções de adição 121d e 121q, e os valores de tensão compensada são introduzidos respectivamente na seção de subtração 141d e na seção de adição 141q. A tensão vd1* da seção de controle de não interferência d-q 140 é introduzida na seção de subtração 141d, e o valor do comando de tensão vd** sendo a diferença é obtido. A tensão vq1* da seção de controle de não interferência d-q 140 é introduzida na seção de adição 141q, e o valor do comando de tensão vq** sendo o resultado adicionado é obtido. Os valores de comando de tensão vd** e vq** que são compensados por tempo morto são introduzidos em uma seção de modulação de vetor espacial 300 que converte as duas fases dos eixos dq em três fases de fase U, fase V, fase W e sobrepõe a terceira onda harmônica. Os valores de comando de tensões Vu*, Vv*, Vw* das três fases moduladas com vectores na seção de modulação de vetor espacial 300 são introduzidos na seção de controle de PWM 160, e o motor 100 é controlado por meio da seção de controle de PWM 160 e o inversor 161 como descrito acima.[068] A d-axis current command value id* and a q-axis current command value iq of the vector control are respectively entered in subtraction sections 131d and 131q, and current offsets Δid* and Δiq* for the feedback currents id and iq are respectively calculated in subtraction sections 131d and 131q. The calculated current deviation Δid* is entered into the PI control section 120d, and the calculated current deviation Δiq* is entered into the PI control section 120q. The PI-controlled d-axis voltage command values vd and q-axis voltage command value vq are respectively introduced in addition sections 121d and 121q, the dead time offset values vd* and vq* from section The dead time compensation values 200 described below are added and compensated in addition sections 121d and 121q, and the compensated voltage values are introduced in subtraction section 141d and addition section 141q respectively. The voltage vd1* of the d-q non-interference control section 140 is input to the subtraction section 141d, and the voltage command value vd** being the difference is obtained. The voltage vq1* of the d-q non-interference control section 140 is input to the addition section 141q, and the value of the voltage command vq** being the summed result is obtained. The voltage command values vd** and vq** which are compensated for dead time are input into a space vector modulation section 300 which converts the two phases of the dq axes into three phases of U phase, V phase, W phase and superimposes the third harmonic wave. The voltage command values Vu*, Vv*, Vw* of the three vector modulated phases in the space vector modulation section 300 are input to the PWM control section 160, and the motor 100 is controlled via the control section of PWM 160 and inverter 161 as described above.

[069] Em seguida, a seção de compensação de tempo morto 200 será descrita.[069] Next, deadtime compensation section 200 will be described.

[070] Como mostrado na Figura 7, a seção de compensação de tempo morto 200 compreende uma seção de atraso de controle de corrente 201, uma seção de estimativa de sinal de compensação 202, seções de multiplicação 203, 204d e 204q, uma seção de adição 221, uma seção de ajuste de fase 210, uma seção de ganho sensível de tensão aplicada ao inversor 220, seções de função de valor de compensação de tempo morto de ângulo 230U, 230V e 230W, seções de multiplicação 231U, 231V e 231W, seção de conversão de corrente alternada (AC) de 3-fase/eixos dq 240 e uma seção do ganho sensível de valor do comando de corrente 250.[070] As shown in Figure 7, the dead time compensation section 200 comprises a current control delay section 201, a compensation signal estimation section 202, multiplication sections 203, 204d and 204q, a addition 221, a phase adjustment section 210, a voltage sensitive gain section applied to the inverter 220, angle dead time compensation value function sections 230U, 230V and 230W, multiplication sections 231U, 231V and 231W, 3-phase/dq-axis alternating current (AC) conversion section 240 and a current command value sensitive gain section 250.

[071] Além disso, as seções de multiplicação 231U, 231V e 231W e a seção de conversão de AC de 3-fases/eixos dq 240 constituem uma seção de emissão de valor de compensação de tempo morto. Além disso, a seção de atraso de controle de corrente 201, a seção de estimativa de sinal de compensação 202, a seção do ganho sensível de valor do comando de corrente 250 e a seção de multiplicação 203 constituem uma seção de cálculo de ganho sensível de valor de comando de corrente.[071] In addition, the multiplication sections 231U, 231V and 231W and the 3-phase/dq-axis AC conversion section 240 constitute a dead time compensation value emission section. Furthermore, the current control delay section 201, the compensation signal estimation section 202, the current command value sensitive gain section 250 and the multiplication section 203 constitute a sensitivity gain calculation section of current command value.

[072] A configuração detalhada da seção de compensação de tempo morto 200 é mostrada na Figura 8, e daqui em diante a explicação será descrita com referência à Figura 8.[072] The detailed configuration of the deadtime compensation section 200 is shown in Figure 8, and hereinafter the explanation will be described with reference to Figure 8.

[073] O valor do comando de assistência de direção do eixo q iqref é introduzido no modelo de atraso de controle de corrente 201. O atraso ocorre devido aos filtros de ruído ou similares na ECU até que os valores de comando de corrente dos eixos dq id* e iq* sejam refletidos para as correntes reais. Assim, quando o sinal é avaliado diretamente a partir do valor do comando de corrente iq*, a alteração de tempo ocorre em algum momento. De modo a resolver o problema, o atraso de todo o controle de corrente é aproximado como um modelo de filtro primário e, em seguida, o deslocamento de fase é aprimorado. O modelo de atraso de controle de corrente 201 é o filtro primário expresso pela Equação 1 abaixo, onde T é uma constante de tempo de filtro. O modelo de atraso de controle de corrente 201 pode ser um filtro secundário sendo igual ou maior do que duas ordens. [Equação 1] [073] The q-axis direction assist command value iqref is entered into current control delay model 201. The delay occurs due to noise filters or the like in the ECU until the dq-axis current command values id* and iq* are reflected for real currents. Thus, when the signal is evaluated directly from the value of the current command iq*, the time change occurs at some point. In order to solve the problem, the delay of the entire current control is approximated as a primary filter model and then the phase shift is improved. The current control delay model 201 is the primary filter expressed by Equation 1 below, where T is a filter time constant. The current control delay model 201 may be a secondary filter being equal to or greater than two orders. [Equation 1]

[074] Um valor de comando de corrente Icm emitido a partir do modelo de atraso de controle de corrente 201 é inserido na seção do ganho sensível de valor do comando de corrente 250 e na seção de estimativa de sinal de compensação 202. A quantidade de compensação do tempo morto por vezes se torna sobre compensação na região de corrente baixa e, portanto, a seção do ganho sensível de valor do comando de corrente 250 tem uma função para calcular um ganho Gc diminuindo a quantidade de compensação dependendo do valor de comando de corrente Icm (o valores de comando de assistência de direção iqref). Além disso, a seção do ganho sensível de valor do comando de corrente 250 utiliza um filtro médio ponderado 254 de modo que o ganho Gc diminui a quantidade de compensação não vibra devido ao ruído do valor de comando de corrente Icm (os valores de comando de assistência de direção iqref) ou similar e visa reduzir o ruído.[074] A current command value Icm output from the current control delay model 201 is entered into the current command value sensitive gain section 250 and the compensation signal estimation section 202. dead time compensation sometimes becomes overcompensated in the low current region and therefore the current command value sensitive gain section 250 has a function to calculate a Gc gain by decreasing the amount of compensation depending on the current command value current Icm (the iqref direction assistance command values). In addition, the current command value sensitive gain section 250 uses a weighted average filter 254 so that the gain Gc decreases the amount of compensation does not vibrate due to noise from the current command value Icm (the current command values steering assistance iqref) or similar and aims to reduce noise.

[075] A configuração da seção do ganho sensível de valor do comando de corrente 250 é mostrada na Figura 9 e o valor do comando de corrente Icm torna-se um valor absoluto |Icm| em uma seção de valor absoluto 251. O valor absoluto |Icm| é limitado ao valor máximo em uma seção limitadora de entrada 252, e o valor de comando de corrente do valor absoluto cuja corrente máxima é limitada é inserido no filtro médio ponderado 254. O valor de comando de corrente Iam que o ruído é reduzido no filtro médio ponderado 254 é introduzido por adição em uma seção de subtração 255, e o valor de comando de corrente inserido Iam é subtraído de um deslocamento predeterminado OS na seção de subtração 255. A razão da subtração do deslocamento OS é evitar uma ocorrência de trepidação devido a um minuto de valor de comando de corrente, e o valor de entrada sendo igual ou menor que o deslocamento OS é fixado ao ganho mínimo. O deslocamento OS é um valor constante. O valor de comando corrente Ias que é subtraído do deslocamento OS na seção de subtração 255 é introduzido em uma seção de ganho 256, e a seção de ganho 256 emite um ganho sensível de valor de comando de corrente Gc de acordo com uma característica de ganho como mostrado na Figura 10.[075] The current command value sensitive gain section setting 250 is shown in Figure 9 and the current command value Icm becomes an absolute value |Icm| in a 251 absolute value section. The absolute value |Icm| is limited to the maximum value in an input limiting section 252, and the current command value of the absolute value whose maximum current is limited is input into the weighted average filter 254. The current command value Iam which the noise is reduced in the filter weighted average 254 is inputted by addition in a subtraction section 255, and the entered current command value Iam is subtracted from a predetermined os displacement in subtraction section 255. to one minute of current command value, and the input value being equal to or less than the OS offset is fixed to the minimum gain. The OS offset is a constant value. The current command value Ias that is subtracted from the offset OS in the subtraction section 255 is input into a gain section 256, and the gain section 256 outputs a sensitive gain of current command value Gc according to a gain characteristic as shown in Figure 10.

[076] O ganho sensível de valor de comando de corrente Gc emitido a partir da seção do ganho sensível de valor do comando de corrente 250 é uma característica para o valor de comando de corrente entrado Icm introduzido, por exemplo, como mostrado em Figura 11. Ou seja, o ganho sensível de valor do comando de corrente Gc é um ganho constante Gcc1 até que uma corrente predeterminada Icm1, linearmente (não linearmente) que aumente da corrente predeterminada Icm1 para uma corrente predeterminada Icm2 (> Icm1), e mantenha um ganho constante Gcc2 mais do que a corrente predeterminada Icm2. Além disso, a corrente predeterminada Icm1 pode ser zero.[076] The current command value sensitive gain Gc output from the current command value sensitive gain section 250 is a characteristic for the input current command value Icm entered, for example, as shown in Figure 11 That is, the sensitive gain value of the current command Gc is a constant gain Gcc1 until a predetermined current Icm1, linearly (non-linearly) that increases from the predetermined current Icm1 to a predetermined current Icm2 (> Icm1), and maintains a constant gain Gcc2 more than the predetermined current Icm2. Furthermore, the predetermined current Icm1 can be zero.

[077] A seção de estimativa de sinal de compensação 202 emite um sinal de compensação SN de um positivo (+1) ou negativo (-1) com uma característica de histerese mostrada nas Figura 12A e 12B para o valor de comando corrente Icm. Embora o sinal de compensação seja estimado como referência sendo um ponto em que o valor de comando de corrente Icm cruza zero, a característica de histerese é definida para suprimir o trepidar. O sinal de compensação estimado SN é introduzido na seção de multiplicação 203. Além disso, os limiares positivo e negativo (±0,25 [A] para o exemplo mostrado na Figura 12A) da característica de histerese são apropriadamente alteráveis.[077] The compensation signal estimation section 202 outputs a compensation signal SN of a positive (+1) or negative (-1) with a hysteresis characteristic shown in Figure 12A and 12B for the current command value Icm. Although the compensation signal is estimated as a reference being a point where the current command value Icm crosses zero, the hysteresis characteristic is set to suppress chatter. The estimated compensation signal SN is input into multiplication section 203. Furthermore, the positive and negative thresholds (±0.25 [A] for the example shown in Fig. 12A) of the hysteresis characteristic are appropriately changeable.

[078] O ganho sensível de valor do comando de corrente Gc a partir da seção do ganho sensível de valor do comando de corrente 250 é introduzido na seção de multiplicação 203, e a seção de multiplicação 203 emite ganho sensível de valor do comando de corrente Gc (=GcxSN) multiplicado o sinal de compensação SN. O ganho sensível de valor do comando de corrente Gcs é introduzido nas seções de multiplicação 204d e 204q.[078] The current command value sensitive gain Gc from the current command value sensitive gain section 250 is input to the multiplication section 203, and the multiplication section 203 outputs the current command value sensitive gain Gc (=GcxSN) multiplied the SN compensation signal. The sensitive gain value of the current command Gcs is introduced in multiplication sections 204d and 204q.

[079] Uma vez que a quantidade de compensação mais adequada varia em função da tensão aplicada ao inversor VR, a seção de compensação de tempo morto 200 calcula a quantidade de compensação de tempo morto correspondente à tensão aplicada ao inversor VR e altera-a. A seção de ganho sensível de tensão de aplicada ao inversor 220 que introduz a tensão aplicada ao inversor VR e que emite um ganho sensível tensão Gv é a configuração mostrada na Figura 13. A tensão aplicada ao inversor VR limita os valores máximos positivos e negativos na seção limitadora de entrada 221, e a tensão aplicada ao inversor VR1 cujos valores máximos são limitados, é introduzida em uma tabela de conversão de ganho de tensão aplicada ao inversor/compensação de tempo morto 222. A característica da tabela de conversão de ganho de tensão aplicada ao inversor/compensação de tempo morto 222 é mostrada, por exemplo, na Figura 14. As tensões aplicadas ao inversor 9,0 [V] e 15,0 [V] dos pontos de inflexão e os ganhos sensíveis de tensão “0,7” e “1,2” são, respectivamente, exemplos e são apropriadamente alteráveis. O ganho sensível de tensão Gv é introduzido nas seções de multiplicação 231U, 231V e 231W.[079] Since the most suitable amount of compensation varies depending on the voltage applied to the VR drive, deadtime compensation section 200 calculates the amount of deadtime compensation corresponding to the voltage applied to the VR drive and changes it. The Inverter Applied Voltage Sensitive Gain section 220 that inputs the voltage applied to the Inverter VR and outputs a Voltage Sensitive Gain Gv is the configuration shown in Figure 13. The voltage applied to the Inverter VR limits the maximum positive and negative values in the Input limiting section 221, and the voltage applied to inverter VR1 whose maximum values are limited, is input into an inverter-applied voltage gain/deadtime compensation conversion table 222. The characteristic of voltage gain conversion table applied to the drive/deadtime compensation 222 is shown, for example, in Figure 14. The voltages applied to the drive 9.0 [V] and 15.0 [V] of the tipping points and voltage sensitive gains “0, 7” and “1.2” are respectively examples and are appropriately changeable. Sensitive voltage gain Gv is introduced in the 231U, 231V and 231W multiplication sections.

[080] No caso em que o tempo de compensação do tempo morto é conduzido ou atrasado pelo número de rotação do motor w, é fornecida a seção de ajuste de fase 210 para uma função para calcular um ângulo ajustado de acordo com o número de rotação do motor w. A seção de ajuste de fase 210 tem uma característica como mostrada na Figura 15 em um caso de controle de ângulo de avanço, e o ângulo ajustado de fase calculado Δθ é introduzido na seção de adição 221 e é adicionado com o ângulo de rotação do motor detectado θ. O ângulo de rotação do motor θm (=θ+Δθ) sendo um resultado adicionado na seção de adição 221 é inserido nas seções de função de valor de compensação de tempo morto de ângulo 230U, 230V e 230W e a seção de conversão de AC de 3-fases/eixos 240.[080] In the case where the dead time compensation time is driven or delayed by the engine speed number w, phase adjustment section 210 is provided for a function to calculate an adjusted angle according to the speed number of engine w. Phase adjustment section 210 has a feature as shown in Figure 15 in a lead angle control case, and the calculated phase adjustment angle Δθ is input into addition section 221 and is added with the motor rotation angle detected θ. The motor rotation angle θm (=θ+Δθ) being a result added in the addition section 221 is entered in the angle dead time compensation value function sections 230U, 230V and 230W and the AC conversion section of 3-phase/axis 240.

[081] À medida que os detalhes das seções de função de valor de compensação de tempo morto de ângulo 230U, 230V e 230W são mostrados na Figura 16, eles emitem valores de compensação de referência de tempo morto de fase respectivos Udt, Vdt e Wdt de onda retangular, cujas fases são respectivamente deslocadas por 120 [deg] em uma faixa do ângulo elétrico de 0 a 359[deg] para o ângulo de rotação do motor θm cuja fase é ajustada. As seções de função de valor de compensação de tempo morto de ângulo 230U, 230V e 230W obtêm os valores de compensação de tempo morto necessários nas três fases como as funções devido ao ângulo, calculam em tempo real da ECU e produzem os valores de compensação de referência de tempo morto Udt, Vdt e Wdt. As funções de ângulo dos valores de compensação de referência de tempo morto são diferentes dependendo da característica do tempo morto da ECU.[081] As the details of the 230U, 230V, and 230W angle deadtime offset value function sections are shown in Figure 16, they output respective phase deadtime offset reference offset values Udt, Vdt, and Wdt rectangular waveform, whose phases are respectively shifted by 120 [deg] in an electrical angle range from 0 to 359[deg] for the rotation angle of the motor θm whose phase is adjusted. The 230U, 230V, and 230W angle deadtime compensation value function sections obtain the necessary deadtime compensation values in the three stages as the functions due to angle, calculate in real time from the ECU, and output the angle compensation values. dead time reference Udt, Vdt and Wdt. The angle functions of the dead time reference offset values are different depending on the dead time characteristic of the ECU.

[082] Os valores de compensação de referência de tempo morto Udt, Vdt e Wdt são respectivamente introduzidos nas seções de multiplicação 231U, 231V e 231W e são multiplicados pelo ganho sensível de tensão Gv. Os valores de compensação de tempo morto (=Gv*Udt), Vdtc (=Gv*Vdt) e Wdtc (=Gv*Wdt) das três fases são introduzidos na seção de conversão de AC de 3-fases/eixos 240. A seção de conversão de AC de 3-fases/eixos 240 converte os valores de compensação de tempo morto Udtc, Vdtc e Wdtc das três fases nos valores de compensação do tempo morto vda* e vqa* dos eixos dq. Os valores de compensação de tempo morto vda* e vqa* são respectivamente introduzidos nas seções de multiplicação 204d e 204q e são multiplicados com o ganho sensível de valores de comando de corrente Gcs. Os resultados multiplicados nas seções de multiplicação 204d e 204q são os valores de compensação de tempo morto vd* e vq*, os valores de compensação de tempo morto vd* e vq* são respectivamente adicionados aos valores de comando de tensão Vd e vq na seção de adição 121d e 121q e depois são introduzidos na seção de modulação de vetor espacial 300 como os valores de comando de tensão vd** e vq**.[082] The deadtime reference compensation values Udt, Vdt and Wdt are respectively introduced in the multiplication sections 231U, 231V and 231W and are multiplied by the sensitive voltage gain Gv. The three-phase deadtime (=Gv*Udt), Vdtc (=Gv*Vdt) and Wdtc (=Gv*Wdt) offset values are entered in 3-phase/axis AC conversion section 240. 3-phase/axis AC converter 240 converts the three-phase deadtime offset values Udtc, Vdtc, and Wdtc into the dq-axis deadtime offset values vda* and vqa*. The dead time compensation values vda* and vqa* are respectively entered in the multiplication sections 204d and 204q and are multiplied with the sensitive gain current command values Gcs. The results multiplied in the multiplication sections 204d and 204q are the deadtime offset values vd* and vq*, the deadtime offset values vd* and vq* are respectively added to the voltage command values Vd and vq in section of addition 121d and 121q and then are input into the space vector modulation section 300 as the voltage command values vd** and vq**.

[083] Em seguida, a seção de compensação do tempo morto (B) 400 será descrita com referência à Figura 17.[083] Next, dead time compensation section (B) 400 will be described with reference to Figure 17.

[084] A seção de compensação de tempo morto 400 compreende uma seção de adição 401, uma seção de multiplicação 402, uma seção de cálculo da quantidade de compensação sensível à tensão aplicada ao inversor 410, um modelo de valor de comando de corrente de 3-fases 420, uma seção de estimativa de sinal de compensação de corrente de fase 421, uma seção de ajuste de fase 430 e uma seção de conversão de AC de 3-fases/eixos dq 440. Assim, a seção de multiplicação 402 e a seção de conversão de AC de 3-fases/eixos dq 240 constituem uma seção de emissão de valor de compensação de tempo morto. O ângulo de rotação do motor θ é introduzido na seção de adição 410, e o número de rotação do motor w é introduzido na seção de ajuste de fase 430. Além disso, a tensão aplicada ao inversor VR é introduzida na seção de cálculo da quantidade de compensação sensível à tensão aplicada ao inversor 410 e o ângulo de rotação do motor θm após o ajuste de fase calculado na seção de adição 401 ser introduzido no modelo de valor de comando de corrente de 3-fases 420.[084] The dead time compensation section 400 comprises an addition section 401, a multiplication section 402, a section for calculating the amount of voltage sensitive compensation applied to the inverter 410, a current command value model of 3 -phases 420, a phase current compensation signal estimation section 421, a phase adjustment section 430, and a 3-phase/dq-axis AC conversion section 440. Thus, the multiplication section 402 and the 3-phase/dq-axis AC conversion section 240 constitute a dead time compensation value output section. The motor rotation angle θ is input in the addition section 410, and the motor rotation number w is input in the phase adjustment section 430. In addition, the voltage applied to the inverter VR is input in the amount calculation section. of compensation sensitive to the voltage applied to the drive 410 and the rotation angle of the motor θm after the phase adjustment calculated in the addition section 401 is input into the 3-phase current command value template 420.

[085] No caso em que o tempo de compensação do tempo morto é conduzido ou atrasado pelo número de rotação do motor w, é fornecida a seção de ajuste de fase 430 para uma função para calcular um ângulo ajustado de acordo com o número de rotação do motor w. A seção de ajuste de fase 430 tem uma característica como mostrada na Figura 15 em um caso de controle de ângulo de avanço, e o ângulo ajustado de fase calculado Δθ é introduzido na seção de adição 401 e é adicionado com o ângulo de rotação do motor detectado θ. O ângulo de rotação do motor θm (=θ+Δθ) sendo um resultado adicionado na seção de adição 401 é introduzido no modelo de valor de comando de corrente 420 e na seção de conversão de AC de 3- fases/ eixos dq 440.[085] In the case where the dead time compensation time is driven or delayed by the engine speed number w, phase adjustment section 430 is provided for a function to calculate an adjusted angle according to the speed number of engine w. Phase adjustment section 430 has a feature as shown in Figure 15 in a lead angle control case, and the calculated phase adjustment angle Δθ is input into addition section 401 and is added with the motor rotation angle detected θ. The motor rotation angle θm (=θ+Δθ) being a sum result in addition section 401 is input in current command value model 420 and in dq 3-phase/axis AC conversion section 440.

[086] Há um intervalo de tempo de cerca de dez a cem [μs] a partir da detecção do ângulo de rotação do motor e o próximo cálculo dos valores do comando de trabalho até a flexão dos sinais de PWM reais. Como o motor está rodando durante esse tempo, o deslocamento de fase ocorre entre o ângulo elétrico no cálculo e o ângulo elétrico na flexão. De modo a compensar o deslocamento de fase acima, a seção de compensação de tempo morto 400 realiza um controle de ângulo de correspondente ao número de rotação do motor w e ajusta a fase.[086] There is a time delay of about ten to one hundred [μs] from the detection of the motor rotation angle and the next calculation of the work command values until the bending of the actual PWM signals. Since the motor is running during this time, the phase shift occurs between the electrical angle in calculation and the electrical angle in bending. In order to compensate for the above phase shift, the dead time compensation section 400 performs an angle control of corresponding to the number of motor revolutions w and adjusts the phase.

[087] Uma vez que a quantidade de compensação mais adequada varia em função da tensão aplicada ao inversor VR, a seção de compensação de tempo morto 400 também calcula a quantidade de compensação de tempo morto correspondente à tensão aplicada ao inversor VR e altera-a. A seção de cálculo da quantidade de compensação sensível à tensão aplicada ao inversor 410 é a configuração similar mostrada na Figura 13. A tensão aplicada ao inversor VR limita os valores máximos positivos e negativos em uma seção limitadora de entrada (correspondente à seção limitadora de entrada 221 na Figura 13), e a tensão aplicada ao inversor (correspondente à tensão VR1) da qual os valores máximos são limitados são introduzidos em uma tabela de conversão de quantidade de compensação de tensão aplicada ao inversor/tempo morto (correspondendo à tabela de conversão de ganho de compensação de tensão aplicada ao inversor/tempo morto 222). A característica da tabela de conversão de quantidade de tensão aplicada ao inversor/compensação de tempo morto é mostrada, por exemplo, na Figura 18. Isto é, a quantidade de compensação de tempo morto DTC é uma quantidade de compensação de tempo morto constante DTC1 até que uma tensão aplicada ao inversor predeterminada VR1, linearmente (não linearmente) aumenta a partir da corrente de tensão aplicada ao inversor VR1 a tensão aplicada ao inversor predeterminada VR2 (> VR1), e mantém uma quantidade de compensação de tempo morto constante DTC2 maior do que a tensão aplicada ao inversor predeterminada VR2.[087] Since the most suitable amount of compensation varies as a function of the voltage applied to the VR drive, deadtime compensation section 400 also calculates the amount of deadtime compensation corresponding to the voltage applied to the VR drive and changes it. . The section for calculating the amount of voltage sensitive compensation applied to drive 410 is the similar setup shown in Figure 13. 221 in Figure 13), and the voltage applied to the inverter (corresponding to voltage VR1) of which the maximum values are limited are entered into a voltage compensation amount conversion table applied to the inverter/dead time (corresponding to the conversion table of voltage compensation gain applied to the inverter/dead time 222). The inverter-applied voltage amount/deadtime compensation conversion table characteristic is shown, for example, in Figure 18. That is, the DTC deadtime compensation amount is a constant deadtime compensation amount DTC1 up to that a voltage applied to the predetermined inverter VR1, linearly (non-linearly) increases from the voltage current applied to the inverter VR1 to the voltage applied to the predetermined inverter VR2 (> VR1), and maintains a constant dead time compensation amount DTC2 greater than than the voltage applied to the inverter predetermined VR2.

[088] O valor de comando de corrente de eixo d id* e o valor de comando de corrente de eixo q iq* são introduzidos no modelo de valor de comando de corrente de 3-fases 420 com o ângulo de rotação do motor θm. O modelo de valor de comando de corrente de 3-fases 420 obtém os valores de comando de corrente de 3-fases Icm, por meio de um cálculo ou de uma tabela dos valores de comando de corrente dos eixos dq id* e iq* e do ângulo de rotação do motor θm, dos quais as fases são deslocados respectivamente em 120[deg], como mostrado na Figura 19 (consulte as Equações 2 e 3 abaixo). Os valores de comando de corrente de 3-fases Icm são diferentes dependendo dos tipos de motor. Quando o valor do comando de corrente do eixo d iref_d e o valor do comando de corrente do eixo q iref_q são convertidos a partir do ângulo elétrico do motor θe para os valores de comando da corrente de 3- fases (fase U, fase V e fase W), a Equação 2 abaixo é estabelecida. [Equação 2] [088] Axis current command value d id* and axis current command value q iq* are input into 3-phase current command value template 420 with motor rotation angle θm. The 3-phase current command value model 420 obtains the 3-phase current command values Icm by means of a calculation or a table of the current command values of the dq id* and iq* axes and of the motor rotation angle θm, of which the phases are shifted respectively by 120[deg], as shown in Figure 19 (see Equations 2 and 3 below). The 3-phase Icm current command values are different depending on motor types. When the d-axis current command value iref_d and the q-axis current command value iref_q are converted from the electric motor angle θe to the 3-phase current command values (phase U, phase V and phase W), Equation 2 below is established. [Equation 2]

[089] Pela obtenção dos valores de comando de corrente de 3-fases a partir da Equação 2, o modelo de valor de comando de corrente de fase U iref_u, o modelo de valor de comando de corrente de fase V iref_v e o modelo de valor de comando de corrente de fase W iref_w são respectivamente representados pela Equação 3 abaixo. [Equação 3] [089] By obtaining the 3-phase current command value values from Equation 2, the phase current command value model U iref_u, the phase current command value model V iref_v and the phase current command value Wiref_w are respectively represented by Equation 3 below. [Equation 3]

[090] A tabela pode ser um tipo armazenado em uma memória somente para leitura programável e apagável eletricamente (EEPROM) ou um tipo expandido em uma memória de acesso aleatório (RAM). No uso da Equação 3, ela pode obter outro termo de função senoidal, de tal forma que somente o senoθ é tabulado e cosθ é calculado usando o deslocamento de 90° da entrada θ ou compensando a entrada θ por 120°. Em um caso em que não há problema na capacidade da ROM ou o modelo de valor de comando é complicado (por exemplo, um motor de onda pseudo- retangular e assim por diante), as equações completas são tabuladas antecipadamente.[090] The table can be a type stored in electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) or an expanded type in random access memory (RAM). In using Equation 3, she can obtain another sinusoidal function term, such that only the sineθ is tabulated and cosθ is calculated using the 90° offset of the θ input or offsetting the θ input by 120°. In a case where there is no issue with the ROM capacity or the command value model is complicated (for example, a pseudo-rectangular wave motor and so on), the complete equations are tabulated in advance.

[091] Os valores de comando de modelo de corrente de 3-fases Icm são introduzidos na seção de estimativa de sinal de compensação de corrente de fase 421. A seção de estimativa de sinal de compensação 421 emite um sinal de compensação SN de um positivo (+1) ou negativo (-1) com características de histerese mostrada nas Figuras 12A e 12B para os valores de comando corrente de 3-fase Icm. Embora os sinais de compensação SN sejam estimados como referência, sendo os valores de comando de modelo de corrente de 3-fases Icm, respectivamente cruzam o zerar, as características de histerese são definidas para suprimir a trepidação. Os sinais de compensação estimado SN são introduzidos na seção de multiplicação 402. Além disso, os limiares positivo e negativo das características de histerese são apropriadamente alteráveis.[091] The 3-phase current model Icm command values are entered in phase current compensation signal estimation section 421. Compensation signal estimation section 421 outputs a positive one SN compensation signal (+1) or negative (-1) with hysteresis characteristics shown in Figures 12A and 12B for 3-phase Icm current command values. Although the SN compensation signals are estimated as a reference, the 3-phase current model command values Icm respectively cross the zero, the hysteresis characteristics are set to suppress the jitter. The estimated compensation signals SN are introduced in the multiplication section 402. Furthermore, the positive and negative thresholds of the hysteresis characteristics are appropriately changeable.

[092] Em um caso em que o sinal do valor de compensação de tempo morto é simplesmente determinado a partir do sinal de corrente do modelo de valor de comando de corrente de fase, a trepidação ocorre no estado de carga baixa. Por exemplo, quando o o volante é girado para a direita ou para a esquerda no centro, a oscilação do torque ocorre. De modo a melhorar o problema, as características de histerese (na Figura 12, ±0,25[A]) são atribuídas à avaliação o do sinal, e o sinal presente é mantido de modo a suprimir a trepidação, exceto no caso em que a corrente excede o valor de corrente ajustado e o sinal é alterado.[092] In a case where the signal of the dead time compensation value is simply determined from the current signal of the phase current command value model, the chattering occurs in the low load state. For example, when the steering wheel is turned to the right or left on center, torque oscillation occurs. In order to improve the problem, the hysteresis characteristics (in Figure 12, ±0.25[A]) are assigned to the evaluation o of the signal, and the present signal is maintained in order to suppress the judder, except in the case where the current exceeds the set current value and the sign is changed.

[093] A quantidade de compensação do tempo morto DTC da seção de cálculo da quantidade de compensação sensível à tensão aplicada ao inversor 410 é introduzida na seção multiplicadora 402 e a seção de multiplicação 402 emite a quantidade de compensação do tempo morto DTCa (=DTC*SN) multiplicada pelo sinal de compensação SN. A quantidade de compensação de tempo morto DTCa é introduzida na seção de conversão de AC de 3-fases/ eixos dq 440, e a seção de conversão de AC de 3-fases/ eixos dq 440 emite os valores de compensação de tempo morto vd* e vq* das duas fases em sincronização com o ângulo de rotação do motor θm. Os valores de compensação de tempo morto vd* e vq* são respectivamente adicionados com os valores de comando de tensão vd e vq nas seções de adição 121d e 121q, e a compensação de tempo morto do inversor 161 é realizada.[093] The amount of DTC dead time compensation from the calculation section of the amount of voltage sensitive compensation applied to the drive 410 is input into the multiplier section 402, and the multiplication section 402 outputs the amount of DTCa dead time compensation (=DTC *SN) multiplied by the SN compensation signal. The DTCa deadtime compensation amount is entered in the 3-phase/dq-axis AC conversion section 440, and the 3-phase/dq-axis AC conversion section 440 outputs the vd* deadtime compensation values and vq* of the two phases in synchronization with the motor rotation angle θm. The deadtime compensation values vd* and vq* are respectively added with the voltage command values vd and vq in addition sections 121d and 121q, and deadtime compensation of the inverter 161 is performed.

[094] Como afirmado acima, na presente invenção, os valores de compensação do tempo morto do inversor são alterados pela função de compensação do tempo morto (A) com base no ângulo de rotação do motor (o ângulo elétrico) e a função de compensação do tempo morto (B) com base no modelo de valor de comando de corrente com a condição predeterminada e são retroalimentados aos valores de comando de tensão nos eixos dq com a alimentação em avanço para compensar o tempo morto do inversor. Consequentemente, é possível realizar a compensação de tempo morto mais adequada, alternando simultaneamente as funções de compensação diferenciais A e B.[094] As stated above, in the present invention, the inverter dead time compensation values are changed by the dead time compensation function (A) based on the motor rotation angle (the electrical angle) and the compensation function of the dead time (B) based on the current command value model with the predetermined condition and are fed back to the voltage command values in the dq axes with the feed forward to compensate for the inverter dead time. Consequently, it is possible to perform the most suitable deadtime compensation by simultaneously switching the differential compensation functions A and B.

[095] Em seguida, a modulação de vetor espacial será descrita. A seção de modulação de vetor espacial 300 pode ter uma função que converte tensões de 2- fases (vd**, Vq**) no espaço dos eixos dq em tensões de 3-fases (Vua, Vva, Vwa) e uma terceira forma de onda harmônica às tensões de 3-fases (Vua, Vva, Vwa) como mostrado na Figura 21. Por exemplo, os métodos de modulação de vetores espaciais propostos na Publicação Japonesa de Patentes Não Examinadas No. 2017-70066, WO/2017/098840 (Pedido de Patente Japonesa N ° 2015-239898) e assim por diante pelo presente requerente podem ser usados.[095] Next, the spatial vector modulation will be described. Space vector modulation section 300 can have a function that converts 2-phase voltages (vd**, Vq**) in dq-axis space to 3-phase voltages (Vua, Vva, Vwa) and a third form from harmonic wave to 3-phase voltages (Vua, Vva, Vwa) as shown in Figure 21. For example, the spatial vector modulation methods proposed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-70066, WO/2017/ 098840 (Japanese Patent Application No. 2015-239898) and so on by the present applicant can be used.

[096] Ou seja, a modulação de vetor espacial realiza a transformação coordenada abaixo com base nos valores de comando de tensão vd** e vq** do espaço dos eixos dq, o ângulo de rotação do motor θ e um número de setor n (n°1 a n°6), e controla LIGA/DESLIGA dos FETs (ramificação superior Q1, Q3, Q5; ramificação inferior Q2, Q4, Q6) do inversor tipo ponte. Pelo fornecimento dos padrões de alteração S1 a S6 correspondentes aos setores n°1 a n°6 ao motor, ele tem uma função para controlar a rotação do motor. Com relação à transformação de coordenadas, na modulação de vetor espacial, os valores de comando de tensão vd** e vq** são transformados por coordenadas para os vetores de tensão V α e Vβ em um sistema de coordenadas α-βcom base na Equação 4 abaixo. Uma relação entre o eixo de coordenadas e o ângulo de rotação do motor θ usado na transformação de coordenadas acima, é mostrada na Figura 22. [Equação 4] [096] That is, the space vector modulation performs the coordinate transformation below based on the voltage command values vd** and vq** of the dq axes space, the motor rotation angle θ and a sector number n (No.1 to No.6), and controls the ON/OFF of the FETs (upper branch Q1, Q3, Q5; lower branch Q2, Q4, Q6) of the bridge inverter. By supplying shift patterns S1 to S6 corresponding to sectors No.1 to No.6 to the motor, it has a function to control the rotation of the motor. With regard to coordinate transformation, in space vector modulation, voltage command values vd** and vq** are coordinate transformed to voltage vectors V α and Vβ in an α-β coordinate system based on Equation 4 below. A relationship between the coordinate axis and the motor rotation angle θ used in the coordinate transformation above is shown in Figure 22. [Equation 4]

[097] Existe uma relação expressa pela Equação 5 abaixo entre o vetor de tensão alvo no sistema de coordenadas dq e o vetor de tensão alvo no sistema de coordenadas α-β, e um valor absoluto do vetor de tensão alvo V é mantido. [Equação 5] [097] There is a relationship expressed by Equation 5 below between the target voltage vector in the dq coordinate system and the target voltage vector in the α-β coordinate system, and an absolute value of the target voltage vector V is maintained. [Equation 5]

[098] Nos padrões de alteração do controle de vetor espacial, as tensões emitidas do inversor são definidas com vetores de tensão de emissão de referência discreta de 8 tipos V0 a V7 (vetores de tensão não nulos V1 a V6, cujas fases são diferentes por π/3 [rad e vetores de tensão zero V0, V7) mostrados no diagrama de vetor espacial da Figura 23 correspondente aos padrões de alteração S1 a S6 dos FET (Q1 a Q6). A seleção dos vetores de tensão de emissão de referência V0 a V7 e o tempo de ocorrência dos mesmos são controlados. É possível dividir os vetores espaciais nos seis setores de n°1 a n°6 pelo uso de seis regiões intercaladas com vetores de tensão emitida de referência adjacentes. O vetor de tensão alvo pertence a qualquer um dos setores de n°1 a n°6 e é possível alocar o número do setor. É possível obter com base no ângulo de rotação Y no sistema de coordenadas β-β do vetor de tensão alvo V que o vetor de tensão alvo V, sendo o vetor sintético de Vα e Vβ, existe qualquer um dos setores mostrados na Figura 23 secionado para a forma hexagonal regular no espaço α-β. O ângulo de rotação Y é determinado por “Y=θ+δ” como uma adição da fase δ obtida de uma relação entre o ângulo de rotação do motor θ e os valores de comando de tensão vd** e vq** no sistema de coordenadas d-q.[098] In the space vector control change patterns, the voltages emitted from the inverter are defined with discrete reference emission voltage vectors of 8 types V0 to V7 (non-zero voltage vectors V1 to V6, whose phases are different by π/3 [rad and zero voltage vectors V0, V7) shown in the space vector diagram of Figure 23 corresponding to the changing patterns S1 to S6 of the FETs (Q1 to Q6). The selection of the reference emission voltage vectors V0 to V7 and their occurrence time are controlled. It is possible to divide the space vectors into the six sectors from #1 to #6 by using six regions interspersed with adjacent reference emitted voltage vectors. The target voltage vector belongs to any of the sectors #1 to #6 and it is possible to allocate the sector number. It is possible to obtain based on the angle of rotation Y in the β-β coordinate system of the target stress vector V that the target stress vector V, being the synthetic vector of Vα and Vβ, exists any of the sectors shown in Figure 23 sectioned for regular hexagonal shape in α-β space. The rotation angle Y is determined by “Y=θ+δ” as a sum of the phase δ obtained from a relation between the motor rotation angle θ and the voltage command values vd** and vq** in the control system. d-q coordinates.

[099] A Figura 24 mostra um gráfico de temporização básico para determinar, com o controle digital devido aos padrões de alteração S1, S3, S5 do inversor no controle vetorial espacial, a largura de pulso de alteração e a temporização nos sinais de LIGA/DESLIGA S1 a S6 (padrões de alteração) para os FETs, de modo a emitir o vetor de tensão alvo V do inversor. A modulação de vetor espacial realiza o cálculo e similar a cada termo de amostragem prescrito Ts dentro do termo de amostragem Ts, e converte o resultado calculado nas respectivas larguras de pulso de alteração e os tempos dos padrões de alteração S1 a S6 em um próximo termo de amostragem Ts e então emite.[099] Figure 24 shows a basic timing graph to determine, with digital control due to the inverter shift patterns S1, S3, S5 in spatial vector control, the shift pulse width and timing in the ON/OFF signals. Turns S1 to S6 (change defaults) OFF for the FETs to output the drive's V target voltage vector. Spatial vector modulation performs the calculation and similar to each prescribed sampling term Ts within the sampling term Ts, and converts the calculated result into the respective changing pulse widths and times of changing patterns S1 to S6 into a next term of sampling Ts and then emit.

[0100] A modulação de vetor espacial gera os padrões de alteração S1 a S6, correspondentes aos números de setor obtidos com base no vetor de tensão alvo V. Na figura 24, um exemplo dos padrões de alteração S1 a S6 dos FETs do inversor em um caso de número do setor n°1 (n=1) é mostrado. Os sinais S1, S3, S5 indicam sinais de porta dos FET Q1, Q3, Q5 correspondentes à ramificação superior. O eixo horizontal é um tempo, e "Ts" corresponde a um período de alteração e é dividido em 8 períodos compreendendo T0/4, T1/2, T2/2, T0/4, T0/4, T2/2, T1/2 e T0/4. Os termos T1 e T2 são respectivamente tempos dependendo do número de setor n e do ângulo de rotação Y.[0100] Spatial vector modulation generates the S1 to S6 change patterns, corresponding to the sector numbers obtained based on the target voltage vector V. In figure 24, an example of the S1 to S6 change patterns of the inverter FETs in a sector number case #1 (n=1) is shown. Signals S1, S3, S5 indicate gate signals of FETs Q1, Q3, Q5 corresponding to the upper branch. The horizontal axis is a time, and "Ts" corresponds to a period of change and is divided into 8 periods comprising T0/4, T1/2, T2/2, T0/4, T0/4, T2/2, T1/ 2 and T0/4. The terms T1 and T2 are respectively times depending on the sector number n and the rotation angle Y.

[0101] No caso de não haver modulação de vetor espacial, a forma de onda do valor de compensação do tempo morto (a forma de onda da fase U) que a compensação do tempo morto da presente invenção é aplicada nos eixos dq e apenas os valores de compensação do tempo morto são eixos dq/conversão de 3 fases, é uma forma de onda removida do terceiro componente harmônico como mostrado por uma linha tracejada na Figura 25. A fase V e a fase W também são iguais. Pela adoção da modulação de vetor espacial em vez da conversão de eixos dq/3-fases, é possível sobrepor a terceira onda harmônica aos sinais de 3-fases e ainda compensar o terceiro componente harmônico que está sendo desejado devido à conversão das 3- fases. Dessa forma, é possível gerar a forma de onda de compensação de tempo morto ideal, como mostrado por uma linha real da Figura 25.[0101] In case there is no space vector modulation, the waveform of the dead time compensation value (the U phase waveform) that the dead time compensation of the present invention is applied to the dq axes and only the Dead time compensation values are dq axes/3-phase conversion, it is a waveform removed from the third harmonic component as shown by a dashed line in Figure 25. V phase and W phase are also equal. By adopting space vector modulation instead of dq axis/3-phase conversion, it is possible to superimpose the third harmonic wave onto the 3-phase signals and still compensate for the third harmonic component that is being desired due to the 3-phase conversion. . In this way, it is possible to generate the ideal dead time compensation waveform, as shown by a real line in Figure 25.

[0102] A Figura 26 é um resultado experimental usando um aparelho de teste de direção e indica as formas de onda da corrente do eixo d e da corrente do eixo q, o valor de compensação do tempo morto do eixo d e o valor de compensação do tempo q quando a direção é alterada a partir da função de compensação A para a função de compensação B no estado de direção que a direção de avanço é realizada a partir da velocidade de momento à velocidade alta. Como mostrado na Figura 26, adotando a compensação do tempo morto da presente invenção e alterando o valor da função do tempo morto de A para B, é possível confirmar que não há distorção da onda das correntes dos eixos dq devido à influência do tempo morto, até mesmo a característica de controle de corrente é alterada no início do fluxo de corrente do eixo d.[0102] Figure 26 is an experimental result using a steering tester and indicates the waveforms of the d-axis current and the q-axis current, the d-axis dead time compensation value and the q time compensation value when the direction is changed from compensation function A to compensation function B in the direction state that forward direction is realized from moment speed to high speed. As shown in Figure 26, by adopting the deadtime compensation of the present invention and changing the value of the deadtime function from A to B, it is possible to confirm that there is no distortion of the dq axis current wave due to the deadtime influence, even the current control characteristic is changed at the beginning of d-axis current flow.

[0103] A Figura 27 mostra um outro exemplo da seção de compensação do tempo morto (A) 200 correspondente à Figura 7, e as tabelas de referência 260d e 260q calculam diretamente os valores de compensação do tempo morto vda e vqa dos eixos dq. Os detalhes das tabelas de referência do dos valores de compensação de tempo morto de ângulo dos eixos dq 260d e 260q são mostrados na Figura 28, e os valores de compensação do tempo morto sendo o ângulo necessário para as três fases são calculadas off-line e convertidos nos valores de compensação de tempo morto de tempo dos eixos dq. Ou seja, as respectivas seções de função de valor de compensação de tempo morto de ângulo 260U, 260V e 260W emitem valores de compensação de referência de tempo morto de fase respectivos Udt, Vdt e Wdt de onda retangular, cujas fases são respectivamente deslocadas por 120 [deg] em uma faixa do ângulo elétrico de 0 a 359[deg] para o ângulo de rotação do motor θm cuja fase é ajustada. As seções de função de valor de compensação de tempo morto de ângulo 230U, 230V e 230W obtêm os valores de compensação de tempo morto necessários nas três fases como as funções devido ao ângulo e produzem os valores de compensação de referência de tempo morto Udt, Vdt e Wdt. As funções de ângulo dos valores de compensação de referência de tempo morto são diferentes dependendo da característica do tempo morto da ECU.[0103] Figure 27 shows another example of the deadtime compensation section (A) 200 corresponding to Figure 7, and the reference tables 260d and 260q directly calculate the deadtime compensation values vda and vqa of the dq axes. Details of the 260d and 260q angle deadtime offset values reference tables are shown in Figure 28, and the deadtime offset values being the required angle for the three phases are calculated offline and converted into dq axis time dead time compensation values. That is, the respective 260U, 260V and 260W angle deadtime offset value function sections output respective rectangular waveform deadtime reference offset values Udt, Vdt and Wdt, whose phases are respectively shifted by 120 [deg] in an electrical angle range from 0 to 359[deg] for the motor rotation angle θm whose phase is adjusted. The 230U, 230V and 230W angle deadtime compensation value function sections obtain the necessary deadtime compensation values in the three phases as the functions due to the angle and produce the reference deadtime compensation values Udt, Vdt and Wdt. The angle functions of the dead time reference offset values are different depending on the dead time characteristic of the ECU.

[0104] Os valores de compensação de referência de tempo morto Udt, Vdt e Wdt são introduzidos na seção de conversão de AC de 3-fases/eixos dq 261, e são convertidos nos valores de compensação de tempo morto de eixos dq DTd e DTq da forma de onda como mostrado na Figura 28. Com base nas formas de onda emitidas dos eixos dq da Figura 28, as tabelas de referência do valor de compensação do tempo morto do ângulo dos eixos dq 260d e 260q são geradas pela entrada de ângulo (θm). As tabelas de referência de valor de compensação de tempo morto de ângulo 260d têm uma característica de tensão de saída de onda dente de serra para o ângulo de rotação de motor θm como mostrado na FIGURA 29A, e as tabelas de referência de valor de compensação de tempo morto de ângulo 260q tem uma característica de tensão de emissão de forma de onda sobreposta a tensão de compensação como mostrado na Figura 29B.[0104] Udt, Vdt and Wdt reference deadtime offset values are entered in 3-phase/dq-axis AC conversion section 261, and are converted into dq-axis deadtime offset values DTd and DTq of the waveform as shown in Figure 28. Based on the waveforms output from the dq axes of Figure 28, the angle dead time offset value lookup tables of the dq axes 260d and 260q are generated by the angle input ( θm). The angle dead time compensation value reference tables 260d has a sawtooth wave output voltage characteristic for motor rotation angle θm as shown in FIGURE 29A, and the angle dead time compensation value reference tables 260q angle dead time has a waveform emission voltage characteristic superimposed on the compensation voltage as shown in Fig. 29B.

[0105] As tensões de emissão vda e vqa indicando os valores de compensação de tempo morto vda* e vqa* das tabelas de referência de valor de compensação de tempo morto de ângulo 260d e 260q são inseridas respectivamente nas seções de multiplicação 205d e 205q e são multiplicadas com o ganho sensível de tensão Gv. Os valores de compensação do tempo morto de eixos dq vda* e vqa* multiplicaram o ganho sensível de tensão Gv nas seções de multiplicação 205d e 205q são introduzidos respectivamente nas seções de multiplicação 204d e 204q, e são multiplicados com ganho sensível de comando de corrente Gcs. Os resultados multiplicados nas seções de multiplicação 204d e 204q são os valores de compensação de tempo morto vd* e vq*, os valores de compensação de tempo morto vd* e vq* são respectivamente adicionados aos valores de comando de tensão Vd e vq na seção de adição 121d e 121q. EXPLICAÇÃO DOS NÚMEROS DE REFERÊNCIA 1 Alavanca (volante) 2 Eixo de coluna (eixo da direção, eixo de alavanca) 10 sensor de torque 12 Sensor de velocidade de veículo 20, 100 motor 30 unidade de controle (ECU) 31 seção de cálculo do valor do comando da assistência de direção 35, 203, 204 seção de controle de PI 36, 160 seção de controle de PWM 37, 161 Inversor 110 seção de detecção de ângulo 130 seção de conversão de eixos dq/ AC de 3-fases 140 seção de controle de não interferência d-q 200 seção de compensação de tempo morto (A) 201 modelo de atraso de controle de corrente 202 seção de estimativa de sinal de compensação 210, 430 seção de ajuste de fase 220 seção de ganho sensível de tensão aplicada ao inversor 230U, 230V, 230W seção de função do ângulo da compensação do tempo morto do ângulo 240, 440 seção de conversão de AC de 3-fases/eixos dq 250 seção do ganho sensível de valor do comando de corrente 300 seção de modulação de vetor espacial 301 seção de conversão de 2-fases/3-fases 302 seção de superposição de terceira onda harmônica 400 seção de compensação de tempo morto (B) 420 modelo de valor de comando de corrente de 3-fases 421 seção de estimativa de sinal de compensação de corrente de fase 500 seção de alteração de valor de compensação 501, 502 seção de ramificação de condição 510 seção de avaliação de alteração[0105] The emission voltages vda and vqa indicating the deadtime compensation values vda* and vqa* from the angle deadtime compensation value reference tables 260d and 260q are respectively entered in the multiplication sections 205d and 205q and are multiplied with the sensitive voltage gain Gv. The dead time compensation values of dq axis vda* and vqa* multiplied voltage sensitive gain Gv in multiplication sections 205d and 205q are respectively entered in multiplication sections 204d and 204q, and are multiplied with current command sensitive gain gcs. The results multiplied in the multiplication sections 204d and 204q are the deadtime offset values vd* and vq*, the deadtime offset values vd* and vq* are respectively added to the voltage command values Vd and vq in section of addition 121d and 121q. EXPLANATION OF REFERENCE NUMBERS 1 Lever (steering wheel) 2 Column shaft (steering axle, lever axle) 10 Torque sensor 12 Vehicle speed sensor 20, 100 Engine 30 Control unit (ECU) 31 Value calculation section 35, 203, 204 PI control section 36, 160 PWM control section 37, 161 Inverter 110 Angle detection section 130 3-phase dq/AC axis conversion section 140 Control section d-q non-interference control 200 deadtime (A) compensation section 201 current control delay model 202 compensation signal estimation section 210, 430 phase adjustment section 220 voltage sensitive gain section applied to inverter 230U , 230V, 230W angle dead time compensation angle function section 240, 440 3-phase/dq-axis AC conversion section 250 current command value sensitive gain section 300 space vector modulation section 301 2-phase/3-phase conversion section 302 third harmonic wave superposition section 400 dead-time (B) compensation section 420 3-phase current command value model 421 signal estimation compensation section phase current 500 compensation value change section 501, 502 condition branch section 510 change evaluation section

Claims

1. Electric power steering apparatus comprising a vector control system that calculates dq-axis steering assistance command values based on at least one steering torque, calculates dq-axis current command values from said values steering assistance command, converts said dq-axis current command values to dq-axis voltage command values, converts said dq-axis voltage command values to 3-phase voltage command values, converts said 3-phase voltage command values into 3-phase work command values, control the direction of a 3-phase brushless motor (100) by an inverter (161) of a width modulation control (PWM) and applies an assistance torque to a steering system of a vehicle, CHARACTERIZED by the fact that said electric power steering device has two dead time compensation functions A and B of which the efficiencies to perform respectively a dead time compensation of said inverter (161) are different from each other and comprises: a dead time compensation section A (200) which inputs said q-axis direction assistance command value (iqref), a voltage applied to the drive (VR), a motor rotation angle (θ) and a motor rotation number (w), and calculates first dq axis compensation values (VdA, VqA); a B deadtime compensation section (400) which inputs said dq axis current command values (id*, iq*), said voltage applied to the inverter (VR), said motor rotation angle (θ ) and said engine speed number (w), and calculates second dq axis offset values (VdB, VqB), and a offset value change section (500) outputting said second offset values of dq-axis (VdB, VqB) as dq-axis deadtime offset values (Vd*, Vq*) when said d-axis current command value is close to zero, an absolute value of said current command value of q-axis is equal to or greater than a first threshold value and an absolute value of said engine speed number (w) is equal to or greater than a second threshold value, and otherwise outputs said first offset values of dq axes (VdA, VqA) as dq axis dead time compensation values.

2. Electric power steering device, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that said compensation value change section (500) comprises: a change assessment section (510) for issuing an assessment flag of change when said d-axis current command value is close to zero, an absolute value of said q-axis current command value is equal to or greater than said first threshold value, and an absolute value of said number of engine speed (w) is equal to or greater than said second threshold value; and a condition branching section (501, 502) for outputting said second dq-axis compensation values (VdB, VqB) as said dq-axis deadtime compensation values when said change evaluation flag is output at from said change evaluation section (510), and output said first dq-axis compensation values (VdA, VqA) as said dq-axis deadtime compensation values when said change evaluation flag is not issued from said change evaluation section (510).

3. Electrical power steering device, according to claim 2, CHARACTERIZED by the fact that said change evaluation section (510) comprises: a zero evaluation section (511) to issue a first evaluation flag when said d-axis current command value is close to zero; a first absolute value section (512) for obtaining an absolute value of said q-axis current command value; a first threshold section (513) having a first hysteresis characteristic and emitting a second evaluation flag when an emission of said first absolute value section (512) is equal to or greater than said first threshold value; a second absolute value section (514) for obtaining an absolute value of said engine rotation number (w); a second threshold section (515) having a second hysteresis characteristic and outputting a third evaluation flag when an output of said second absolute value section (514) is equal to or greater than said second threshold value; and a change condition evaluation section (516) for outputting said change evaluation flag when said first evaluation flag, said second evaluation flag and said third evaluation flag are entered.

4. Electric power steering device, according to any one of claims 1 to 3, CHARACTERIZED by the fact that a current value of said d-axis current command value close to zero is "0.0 - 0, 1[A]".