JP2000279000A - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータを大型化することなく、指定トルクが
小さい領域におけるモータの回転数を高くできるモータ
制御装置を提供する。 【解決手段】 ｄ軸電流補正処理では、まず最初に、ス
テップ５１０により、ｄ軸の補正電流ｉｄの値を式「ｉ
ｄ＝Ｃ＋ｆ（τ*）」に従って決定する。ただし、Ｃは
所定値、ｆ（τ*）は指令トルクτ*に応じたｄ軸補正電
流ｉｄを求める関数である。ステップ５２０では、式
「Ｉｄ＝ｉｄ* ＋ｉｄ」に従って指令トルクτ*に応じ
た補正後の指令電流Ｉｄを決定する。これにより、指令
トルクτ*がゼロの状態で、ｄ軸電流（界磁電流成分）
が所定値Ｃとなるように制御できるため、特に、指令ト
ルクτ*が小さい領域Ｅにおけるモータの界磁を弱める
ことが可能となり、この指令トルクτ*が小さい領域Ｅ
におけるモータの回転数を高めることができる。
小さい領域におけるモータの回転数を高くできるモータ
制御装置を提供する。 【解決手段】 ｄ軸電流補正処理では、まず最初に、ス
テップ５１０により、ｄ軸の補正電流ｉｄの値を式「ｉ
ｄ＝Ｃ＋ｆ（τ*）」に従って決定する。ただし、Ｃは
所定値、ｆ（τ*）は指令トルクτ*に応じたｄ軸補正電
流ｉｄを求める関数である。ステップ５２０では、式
「Ｉｄ＝ｉｄ* ＋ｉｄ」に従って指令トルクτ*に応じ
た補正後の指令電流Ｉｄを決定する。これにより、指令
トルクτ*がゼロの状態で、ｄ軸電流（界磁電流成分）
が所定値Ｃとなるように制御できるため、特に、指令ト
ルクτ*が小さい領域Ｅにおけるモータの界磁を弱める
ことが可能となり、この指令トルクτ*が小さい領域Ｅ
におけるモータの回転数を高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二相回転磁束座標
系（ｄｑ座標系）で記述され得るベクトル制御により、
指令トルクに応じたモータの制御を行うモータ制御装置
に関し、特に、指令トルクが低い状態におけるモータの
回転数を増加させ、モータの応答性を向上させるものに
関する。
系（ｄｑ座標系）で記述され得るベクトル制御により、
指令トルクに応じたモータの制御を行うモータ制御装置
に関し、特に、指令トルクが低い状態におけるモータの
回転数を増加させ、モータの応答性を向上させるものに
関する。
【０００２】
【従来の技術】二相回転磁束座標系（ｄｑ座標系）で記
述され得るベクトル制御により、指令トルクに応じたモ
ータの制御を行うモータ制御装置の例として、電気モー
タ（以下、単にモータという）により操舵をアシストす
る電動パワーステアリング装置がある。このような電動
パワーステアリング装置は、ハンドルに加わる操舵トル
クをトルクセンサにより検出し、この検出した操舵トル
クに応じたアシストトルクとなるようにモータをベクト
ル制御することにより、操舵のアシストを行なうように
なっている。
述され得るベクトル制御により、指令トルクに応じたモ
ータの制御を行うモータ制御装置の例として、電気モー
タ（以下、単にモータという）により操舵をアシストす
る電動パワーステアリング装置がある。このような電動
パワーステアリング装置は、ハンドルに加わる操舵トル
クをトルクセンサにより検出し、この検出した操舵トル
クに応じたアシストトルクとなるようにモータをベクト
ル制御することにより、操舵のアシストを行なうように
なっている。
【０００３】このベクトル制御は図略のモータ制御装置
により行われ、このモータ制御装置は、トルクセンサの
検出値に基づく指令トルクの演算、モータの各相（例え
ば、ｕ，ｖ相）の電流検出（例えば、ｕ，ｖ相の各電流
検出値ｉｕ，ｉｖ）、電流のｄｑ変換、電流偏差演算、
指令電圧値演算、ｄｑ逆変換、ＰＷＭ制御パターン出力
の各演算を行なうようになっている。通常、目標値及フ
ィードバック値の偏差演算をＣＰＵで行ない、その偏差
に応じた指令値に応じて制御量を制御している。このよ
うなモータ制御装置は、一般に、位置、速度及び電流の
フィードバックループを備えている。このようなフィー
ドバックループのうち電流フィードバックループにおい
ては、電流はカレントトランスフォーマ（ＣＴ）で検出
され、その出力はアナログ増幅器で増幅され、その増幅
器の出力が所定の周期でサンプリングされる。そして、
検出された各相の電流がｄｑ変換され、そのｄ軸成分と
ｑ軸成分とが、各軸の目標値に等しくなるように制御さ
れている。負荷電流のｄ軸成分は無効電流を意味し、負
荷電流のｑ軸成分はモータが同期モータであり励磁磁界
の大きさが一定である場合には、モータのトルクに比例
する。従って、電流のフィードバック制御は、同期モー
タの場合には、検出された負荷電流のｄ軸成分が零とな
り、ｑ軸成分が出力トルクの目標値に等しくなるように
制御される。
により行われ、このモータ制御装置は、トルクセンサの
検出値に基づく指令トルクの演算、モータの各相（例え
ば、ｕ，ｖ相）の電流検出（例えば、ｕ，ｖ相の各電流
検出値ｉｕ，ｉｖ）、電流のｄｑ変換、電流偏差演算、
指令電圧値演算、ｄｑ逆変換、ＰＷＭ制御パターン出力
の各演算を行なうようになっている。通常、目標値及フ
ィードバック値の偏差演算をＣＰＵで行ない、その偏差
に応じた指令値に応じて制御量を制御している。このよ
うなモータ制御装置は、一般に、位置、速度及び電流の
フィードバックループを備えている。このようなフィー
ドバックループのうち電流フィードバックループにおい
ては、電流はカレントトランスフォーマ（ＣＴ）で検出
され、その出力はアナログ増幅器で増幅され、その増幅
器の出力が所定の周期でサンプリングされる。そして、
検出された各相の電流がｄｑ変換され、そのｄ軸成分と
ｑ軸成分とが、各軸の目標値に等しくなるように制御さ
れている。負荷電流のｄ軸成分は無効電流を意味し、負
荷電流のｑ軸成分はモータが同期モータであり励磁磁界
の大きさが一定である場合には、モータのトルクに比例
する。従って、電流のフィードバック制御は、同期モー
タの場合には、検出された負荷電流のｄ軸成分が零とな
り、ｑ軸成分が出力トルクの目標値に等しくなるように
制御される。
【０００４】一般に、このような電動パワーステアリン
グに用いるモータの特性は図７に示すようになってお
り、モータトルクτ’とモータ回転数Ｎとの関係は実線
ａで示すように、モータトルクτ’が大きくなるに従っ
てモータの回転数Ｎが低くなるような特性になってい
る。また、モータトルクτ’とモータ電流Ｉとの関係は
実線ｂで示すように、モータトルクτ’が大きくなるに
従ってモータ電流Ｉが大きくなるようになっている。こ
の図７に示すモータの場合、定格電流はＩ１となってい
る。このようにモータには、上述したような特性がある
ため、特に、電動パワーステアリングに用いるモータの
場合、車両の特性、車両重量などに応じて車種毎に、最
適なモータを選択する必要がある。例えば、モータトル
クτ’とモータ回転数Ｎとの関係が図７中実線ａ、モー
タトルクτ’とモータ電流Ｉとの関係が実線ｂで示す特
性のモータを用いると、ハンドルを中立状態から素早く
操舵した時、ハンドルの切り始めに引っ掛かったような
操舵感覚、いわゆる「引っ掛かり感」が生じてしまった
とする。これはモータトルクτ’が小さい状態のときの
モータの回転数Ｎが低いことが原因となっている。この
ような場合には、モータトルクτ’が小さい状態のとき
のモータの回転数Ｎが高いモータに変更する必要があ
る。
グに用いるモータの特性は図７に示すようになってお
り、モータトルクτ’とモータ回転数Ｎとの関係は実線
ａで示すように、モータトルクτ’が大きくなるに従っ
てモータの回転数Ｎが低くなるような特性になってい
る。また、モータトルクτ’とモータ電流Ｉとの関係は
実線ｂで示すように、モータトルクτ’が大きくなるに
従ってモータ電流Ｉが大きくなるようになっている。こ
の図７に示すモータの場合、定格電流はＩ１となってい
る。このようにモータには、上述したような特性がある
ため、特に、電動パワーステアリングに用いるモータの
場合、車両の特性、車両重量などに応じて車種毎に、最
適なモータを選択する必要がある。例えば、モータトル
クτ’とモータ回転数Ｎとの関係が図７中実線ａ、モー
タトルクτ’とモータ電流Ｉとの関係が実線ｂで示す特
性のモータを用いると、ハンドルを中立状態から素早く
操舵した時、ハンドルの切り始めに引っ掛かったような
操舵感覚、いわゆる「引っ掛かり感」が生じてしまった
とする。これはモータトルクτ’が小さい状態のときの
モータの回転数Ｎが低いことが原因となっている。この
ような場合には、モータトルクτ’が小さい状態のとき
のモータの回転数Ｎが高いモータに変更する必要があ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなモータトルクτ’が小さい状態のときのモータの回
転数Ｎが高いモータを使用すると、図７中点線ａ’で示
すように、モータトルクτ’が小さい状態のときに、高
回転Ｎ２（＞Ｎ１）が得られるものの、モータトルク
τ’とモータ電流Ｉとの関係が点線ｂ’で示すようにな
り、モータの定格電流がＩ２（＞Ｉ１）となってしま
い、結局、消費電力の大きい大型のモータが必要となっ
てしまう。このため、限られたスペースに設置する電動
パワーステアリング装置においては、モータの消費電力
を低く押さえこと、モータを小型化することが重要とな
る。
うなモータトルクτ’が小さい状態のときのモータの回
転数Ｎが高いモータを使用すると、図７中点線ａ’で示
すように、モータトルクτ’が小さい状態のときに、高
回転Ｎ２（＞Ｎ１）が得られるものの、モータトルク
τ’とモータ電流Ｉとの関係が点線ｂ’で示すようにな
り、モータの定格電流がＩ２（＞Ｉ１）となってしま
い、結局、消費電力の大きい大型のモータが必要となっ
てしまう。このため、限られたスペースに設置する電動
パワーステアリング装置においては、モータの消費電力
を低く押さえこと、モータを小型化することが重要とな
る。
【０００６】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的は、モータを大型化するこ
となく、低い指令トルクにおけるモータ回転数を高くで
きるモータ制御装置を提供することである。
されたものであり、その目的は、モータを大型化するこ
となく、低い指令トルクにおけるモータ回転数を高くで
きるモータ制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの発明の構成は、界磁電流の方向をｄ軸方向に、この
ｄ軸と直交する方向をｑ軸方向にもつ二相回転磁束座標
系で記述され得るベクトル制御により、指令トルクに応
じたモータの制御を行なうモータ制御装置において、前
記指令トルクがゼロの状態におけるモータの電機子電流
のｄ軸成分であるｄ軸電流がモータの界磁を弱めるよう
な所定値となるように補正するｄ軸電流補正手段と、前
記指令トルクがゼロの状態から増加する場合には、前記
ｄ軸電流がゼロになるように前記所定値を補正する所定
値補正手段とを備えていることを特徴とするものであ
る。すなわち、この構成により、通常、指令トルクがゼ
ロの状態ではｄ軸電流がゼロであるが、モータの界磁を
弱めるようにｄ軸電流を所定値にできる。この状態で、
指令トルクがゼロの状態から増加する場合、ｄ軸電流が
ゼロになるように、所定値が補正され、モータの界磁を
弱める制御が解除される。
めの発明の構成は、界磁電流の方向をｄ軸方向に、この
ｄ軸と直交する方向をｑ軸方向にもつ二相回転磁束座標
系で記述され得るベクトル制御により、指令トルクに応
じたモータの制御を行なうモータ制御装置において、前
記指令トルクがゼロの状態におけるモータの電機子電流
のｄ軸成分であるｄ軸電流がモータの界磁を弱めるよう
な所定値となるように補正するｄ軸電流補正手段と、前
記指令トルクがゼロの状態から増加する場合には、前記
ｄ軸電流がゼロになるように前記所定値を補正する所定
値補正手段とを備えていることを特徴とするものであ
る。すなわち、この構成により、通常、指令トルクがゼ
ロの状態ではｄ軸電流がゼロであるが、モータの界磁を
弱めるようにｄ軸電流を所定値にできる。この状態で、
指令トルクがゼロの状態から増加する場合、ｄ軸電流が
ゼロになるように、所定値が補正され、モータの界磁を
弱める制御が解除される。
【０００８】また、 前記所定値補正手段は、前記指令
トルクがゼロの状態から増加するに従って、前記所定値
を徐変させる徐変手段を備えていることを特徴とするも
のである。すなわち、この構成により、所定値が徐変さ
れるので、モータの界磁を弱める制御が徐々に解除され
る。
トルクがゼロの状態から増加するに従って、前記所定値
を徐変させる徐変手段を備えていることを特徴とするも
のである。すなわち、この構成により、所定値が徐変さ
れるので、モータの界磁を弱める制御が徐々に解除され
る。
【０００９】また、前記ｄ軸電流補正手段は、前記指令
トルクが所定トルクを超えた後は、前記ｄ軸電流をゼロ
にする補正解除手段を備えていることを特徴とするもの
である。すなわち、この構成により、指令トルクが所定
トルクを超えた後は、直ちに、ｄ軸電流がゼロとなり、
モータの界磁を弱める制御が解除される。
トルクが所定トルクを超えた後は、前記ｄ軸電流をゼロ
にする補正解除手段を備えていることを特徴とするもの
である。すなわち、この構成により、指令トルクが所定
トルクを超えた後は、直ちに、ｄ軸電流がゼロとなり、
モータの界磁を弱める制御が解除される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１に、本発明の第１の実施形態に
おける電動パワーステアリング装置８０のハードウェア
構成図を示す。ステアリングシャフト１０の一端には、
ハンドル１１が取り付けられ、他端にはギヤボックス１
２に軸承されたピニオン軸１３が結合されている。ピニ
オン軸１３は、ギヤボックス１２に嵌装されたラック軸
１４に噛合され、このラック軸１４の両端は図示してい
ないが、ボールジョイント等を介して操向車輪に連結さ
れている。また、ステアリングシャフト１０には、アシ
ストトルクを発生するブラシレス直流モータＭが、歯車
１７を介して連結されている。この直流モータＭには、
駆動回路１１３より電流検出器１１５を介して３相より
成るモータ駆動電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗが供給されてい
る。
基づいて説明する。図１に、本発明の第１の実施形態に
おける電動パワーステアリング装置８０のハードウェア
構成図を示す。ステアリングシャフト１０の一端には、
ハンドル１１が取り付けられ、他端にはギヤボックス１
２に軸承されたピニオン軸１３が結合されている。ピニ
オン軸１３は、ギヤボックス１２に嵌装されたラック軸
１４に噛合され、このラック軸１４の両端は図示してい
ないが、ボールジョイント等を介して操向車輪に連結さ
れている。また、ステアリングシャフト１０には、アシ
ストトルクを発生するブラシレス直流モータＭが、歯車
１７を介して連結されている。この直流モータＭには、
駆動回路１１３より電流検出器１１５を介して３相より
成るモータ駆動電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗが供給されてい
る。
【００１１】更に、ステアリングシャフト１０には、運
転者からハンドル１１に加えられたマニュアル操舵力の
大きさ及びその方向（操舵トルクτ）を検出するための
トルク検出器１５及び、ステアリングシャフト１０の操
舵角φを検出するフォトインタラプタ３０が設けられて
いる。フォトインタラプタ３０の出力はカウンタ３２に
入力され、操舵角φに変換されて出力される。この操舵
角φは、入力インターフェイス（ＩＦ）１１４を介して
ＣＰＵ１１０に入力され、ＣＰＵ１１０の演算により操
舵角速度（ｄφ／ｄｔ）が検出される。
転者からハンドル１１に加えられたマニュアル操舵力の
大きさ及びその方向（操舵トルクτ）を検出するための
トルク検出器１５及び、ステアリングシャフト１０の操
舵角φを検出するフォトインタラプタ３０が設けられて
いる。フォトインタラプタ３０の出力はカウンタ３２に
入力され、操舵角φに変換されて出力される。この操舵
角φは、入力インターフェイス（ＩＦ）１１４を介して
ＣＰＵ１１０に入力され、ＣＰＵ１１０の演算により操
舵角速度（ｄφ／ｄｔ）が検出される。
【００１２】モータＭには、モータＭの回転角を検出す
る回転角センサ（エンコーダ）Ｅが設けられており、Ｃ
ＰＵ１１０は、回転角センサＥが出力するモータＭの所
定微小回転角の回転数ｎを入力することにより、モータ
Ｍの回転角θを検出する。即ち、この回転数ｎは、モー
タＭが所定方向に回転した際には増加し、その逆方向に
回転した際には減少する。
る回転角センサ（エンコーダ）Ｅが設けられており、Ｃ
ＰＵ１１０は、回転角センサＥが出力するモータＭの所
定微小回転角の回転数ｎを入力することにより、モータ
Ｍの回転角θを検出する。即ち、この回転数ｎは、モー
タＭが所定方向に回転した際には増加し、その逆方向に
回転した際には減少する。
【００１３】モータ制御装置１００は、前記のＣＰＵ１
１０、ＲＯＭ１１１、ＲＡＭ１１２、駆動回路１１３、
入力インターフェイス（ＩＦ）１１４、電流検出器１１
５等から構成されている。駆動回路１１３は、チョッパ
制御等により駆動電流を正弦波にしてモータＭに電力を
供給する。モータ制御装置１００は、上記の操舵トルク
τ、操舵角φ及び、車速計５０により検出される車両速
度ｕを入力インターフェイス（ＩＦ）１１４を介してＣ
ＰＵ１１０に入力し、これらの入力値から所定のトルク
計算により指令トルクτ*を求め、モータＭをベクトル
制御するためのｄ軸とｑ軸の各電流指令値（ｉｄ*，ｉ
ｑ* ）を決定する。
１０、ＲＯＭ１１１、ＲＡＭ１１２、駆動回路１１３、
入力インターフェイス（ＩＦ）１１４、電流検出器１１
５等から構成されている。駆動回路１１３は、チョッパ
制御等により駆動電流を正弦波にしてモータＭに電力を
供給する。モータ制御装置１００は、上記の操舵トルク
τ、操舵角φ及び、車速計５０により検出される車両速
度ｕを入力インターフェイス（ＩＦ）１１４を介してＣ
ＰＵ１１０に入力し、これらの入力値から所定のトルク
計算により指令トルクτ*を求め、モータＭをベクトル
制御するためのｄ軸とｑ軸の各電流指令値（ｉｄ*，ｉ
ｑ* ）を決定する。
【００１４】本第１実施例におけるモータ制御装置１０
０の制御ブロック・ダイアグラムを図２に、ベクトル制
御処理のゼネラル・フローチャートを図３にそれぞれ示
す。図３は、図２の制御ブロック・ダイアグラムの内の
ソフトウェアによって構成されている範囲の各制御ブロ
ックの動作等をその制御処理の実行順序に従って記載し
たものである。
０の制御ブロック・ダイアグラムを図２に、ベクトル制
御処理のゼネラル・フローチャートを図３にそれぞれ示
す。図３は、図２の制御ブロック・ダイアグラムの内の
ソフトウェアによって構成されている範囲の各制御ブロ
ックの動作等をその制御処理の実行順序に従って記載し
たものである。
【００１５】このベクトル制御処理（図３）では、まず
最初に、ステップ４０５により初期設定及び初期診断等
の初期処理を実行する。次にステップ４１０では、モー
タＭの駆動制御に必要な物理量の入力を行う。この物理
量とは、操舵トルクτ、操舵角φ、車両速度ｕ、モータ
駆動電流の検出値ｉｕ，ｉｖ、モータＭの所定微小回転
角の回転数ｎ等である。ステップ４１５では、次式
（１）に従って、モータＭに指令する指令トルクτ * を
算出する。 τ* ＝Ｇ（τ，ｕ，φ，ｄφ／ｄｔ） …（１） ただし、ここでＧは、所定のトルク計算を実行する関数
である。
最初に、ステップ４０５により初期設定及び初期診断等
の初期処理を実行する。次にステップ４１０では、モー
タＭの駆動制御に必要な物理量の入力を行う。この物理
量とは、操舵トルクτ、操舵角φ、車両速度ｕ、モータ
駆動電流の検出値ｉｕ，ｉｖ、モータＭの所定微小回転
角の回転数ｎ等である。ステップ４１５では、次式
（１）に従って、モータＭに指令する指令トルクτ * を
算出する。 τ* ＝Ｇ（τ，ｕ，φ，ｄφ／ｄｔ） …（１） ただし、ここでＧは、所定のトルク計算を実行する関数
である。
【００１６】ステップ４２０では、図２の制御ブロック
２０７に相当するトルク電流変換を次式（２）に従って
実行する。 ｉｑ* ＝ｈ（τ* ） …（２） ただし、ここでｈは、所定のトルク電流変換を実行する
関数である。
２０７に相当するトルク電流変換を次式（２）に従って
実行する。 ｉｑ* ＝ｈ（τ* ） …（２） ただし、ここでｈは、所定のトルク電流変換を実行する
関数である。
【００１７】ステップ４２５では、図２の制御ブロック
２０５に相当するｄｑ変換を実行する。これにより、ｄ
軸及びｑ軸の測定電流（フィード・バック電流）ｉｄ
ｆ，ｉｑｆが得られる。ステップ４３０では、図２の制
御ブロック２０１、２０２、即ち、後述のｄ軸電流補正
処理（図４）に相当する指令電流補正を実行する。本発
明の最も大きな特徴は、後述する様に、このステップ４
３０のより具体的な実現方式にある。
２０５に相当するｄｑ変換を実行する。これにより、ｄ
軸及びｑ軸の測定電流（フィード・バック電流）ｉｄ
ｆ，ｉｑｆが得られる。ステップ４３０では、図２の制
御ブロック２０１、２０２、即ち、後述のｄ軸電流補正
処理（図４）に相当する指令電流補正を実行する。本発
明の最も大きな特徴は、後述する様に、このステップ４
３０のより具体的な実現方式にある。
【００１８】ステップ４３５では、図２の制御ブロック
２０３、２０４に相当する電流偏差演算を次式（３）に
従って実行する。 ΔＩｄ＝Ｉｄ−ｉｄｆ， ΔＩｑ＝ｉｑ*−ｉｑｆ …（３） ただし、ここで、ΔＩｄ，Ｉｄはそれぞれｄ軸の電流偏
差及び、ステップ４３０によるｄ軸補正電流ｉｄによる
補正後の指令電流である。ΔＩｑ，ｉｑ*はそれぞれｑ
軸の電流偏差及びｑ軸の電流指令値である。
２０３、２０４に相当する電流偏差演算を次式（３）に
従って実行する。 ΔＩｄ＝Ｉｄ−ｉｄｆ， ΔＩｑ＝ｉｑ*−ｉｑｆ …（３） ただし、ここで、ΔＩｄ，Ｉｄはそれぞれｄ軸の電流偏
差及び、ステップ４３０によるｄ軸補正電流ｉｄによる
補正後の指令電流である。ΔＩｑ，ｉｑ*はそれぞれｑ
軸の電流偏差及びｑ軸の電流指令値である。
【００１９】ステップ４４０では、図２のＰＩ制御ブロ
ックに相当する所定のＰＩ制御を実行する。ステップ４
４５では、図２の制御ブロック２０６に相当するｄｑ逆
変換を実行する。これにより、ｄ軸及びｑ軸の各指令電
圧Ｖｄ* ，Ｖｑ* が、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相に対する指令電
圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗにそれぞれ変換される。ステップ４
５０では、ＰＷＭ信号を駆動回路１１３に対して出力す
る。
ックに相当する所定のＰＩ制御を実行する。ステップ４
４５では、図２の制御ブロック２０６に相当するｄｑ逆
変換を実行する。これにより、ｄ軸及びｑ軸の各指令電
圧Ｖｄ* ，Ｖｑ* が、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相に対する指令電
圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗにそれぞれ変換される。ステップ４
５０では、ＰＷＭ信号を駆動回路１１３に対して出力す
る。
【００２０】ステップ４５５では、モータＭの駆動（ベ
クトル制御処理）を終了する条件が成立するか否かの判
定を行う。モータ制御装置１００の故障等が検知された
場合、車両のイグニッションキーがＯＦＦ状態になった
場合等にこの終了条件が成立する。本終了条件が成り立
たない場合には、ステップ４１０に処理を戻し、ステッ
プ４１０以下の処理を繰り返し実行する。
クトル制御処理）を終了する条件が成立するか否かの判
定を行う。モータ制御装置１００の故障等が検知された
場合、車両のイグニッションキーがＯＦＦ状態になった
場合等にこの終了条件が成立する。本終了条件が成り立
たない場合には、ステップ４１０に処理を戻し、ステッ
プ４１０以下の処理を繰り返し実行する。
【００２１】図４に、前述した本第１実施例におけるｄ
軸電流補正処理の詳細フローチャートを示す。本ｄ軸電
流補正処理は、図３のステップ４３０に示されるサブル
ーチンとして呼び出されるものである。本ｄ軸電流補正
処理では、まず最初に、図２の制御ブロック２０１に相
当するステップ５１０により、ｄ軸の補正電流ｉｄの値
を次式（４）に従って決定する。 ｉｄ＝Ｃ＋ｆ（τ*） …（４） ただし、ここで、ＣはモータＭの界磁を弱めることがで
きる所定値、ｆ（τ*）は指令トルクτ*に応じたｄ軸の
補正電流を求める関数である。なお、Ｃ＜０、ｆ
（τ*）≧０である。
軸電流補正処理の詳細フローチャートを示す。本ｄ軸電
流補正処理は、図３のステップ４３０に示されるサブル
ーチンとして呼び出されるものである。本ｄ軸電流補正
処理では、まず最初に、図２の制御ブロック２０１に相
当するステップ５１０により、ｄ軸の補正電流ｉｄの値
を次式（４）に従って決定する。 ｉｄ＝Ｃ＋ｆ（τ*） …（４） ただし、ここで、ＣはモータＭの界磁を弱めることがで
きる所定値、ｆ（τ*）は指令トルクτ*に応じたｄ軸の
補正電流を求める関数である。なお、Ｃ＜０、ｆ
（τ*）≧０である。
【００２２】図２の制御ブロック２０２に相当するステ
ップ５２０では、次式（５）に従って指令トルクτ*に
応じた補正後の指令電流Ｉｄを決定する。 Ｉｄ＝ｉｄ* ＋ｉｄ …（５） ただし、ここでｉｄ* はｄ軸の電流指令値で、ｉｄ* ＝
０である。これにより、図５に示すように、モータトル
クτ’とモータ回転数Ｎとの関係が実線Ａに示すように
なり、モータトルクτ’が小さい領域Ｅにおけるモータ
回転数Ｎを高めることができる。また、モータトルク
τ’とモータ電流Ｉとの関係は実線Ｂとなる。このよう
に指令トルクτ*がゼロの状態で、界磁電流成分である
補正後の指令電流Ｉｄが、従来はＩｄ＝ｉｄ* ＝０とな
るが、モータの界磁を弱める所定値Ｃ（＜０）となるよ
うに補正後の指令電流Ｉｄを制御でき、指令トルクτ*
が増加するに従って、この指令電流Ｉｄがゼロとなるよ
うにできるため、特に、指令トルクτ*が小さい領域Ｅ
におけるモータＭの界磁を弱めることが可能となる。こ
れにより、指令トルクτ*が小さい領域Ｅにおけるモー
タＭの回転数Ｎを従来のモータ制御装置よりも高でき
る。
ップ５２０では、次式（５）に従って指令トルクτ*に
応じた補正後の指令電流Ｉｄを決定する。 Ｉｄ＝ｉｄ* ＋ｉｄ …（５） ただし、ここでｉｄ* はｄ軸の電流指令値で、ｉｄ* ＝
０である。これにより、図５に示すように、モータトル
クτ’とモータ回転数Ｎとの関係が実線Ａに示すように
なり、モータトルクτ’が小さい領域Ｅにおけるモータ
回転数Ｎを高めることができる。また、モータトルク
τ’とモータ電流Ｉとの関係は実線Ｂとなる。このよう
に指令トルクτ*がゼロの状態で、界磁電流成分である
補正後の指令電流Ｉｄが、従来はＩｄ＝ｉｄ* ＝０とな
るが、モータの界磁を弱める所定値Ｃ（＜０）となるよ
うに補正後の指令電流Ｉｄを制御でき、指令トルクτ*
が増加するに従って、この指令電流Ｉｄがゼロとなるよ
うにできるため、特に、指令トルクτ*が小さい領域Ｅ
におけるモータＭの界磁を弱めることが可能となる。こ
れにより、指令トルクτ*が小さい領域Ｅにおけるモー
タＭの回転数Ｎを従来のモータ制御装置よりも高でき
る。
【００２３】従って、第１の実施形態によれば、指令ト
ルクτ*が小さい状態では、界磁電流成分である補正後
の指令電流Ｉｄをモータの界磁を弱める所定値Ｃ（＜
０）にすることにより、モータの界磁を弱め、操舵が必
要になる（指令トルクτ*が大きくなる）に従って界磁
を弱める制御を徐々に解除し、界磁電流成分である補正
後の指令電流Ｉｄ＝０とするので、小型のモータを使用
しても、急操舵の際に操舵が引っ掛かったような感覚、
いわゆる「引っ掛り感」が生じることがない。この実施
形態においては、指令トルクτ*がτｐのとき、ｉｄ＝
０となるように所定値Ｃを決定しているが、指令トルク
τ*が最大のときにｉｄ＝０となるようにしても良い。
このようにした場合には、指令トルクτ*の値がゼロか
ら最大値になる手前まで、補正後の指令電流Ｉｄが補正
されることになる。
ルクτ*が小さい状態では、界磁電流成分である補正後
の指令電流Ｉｄをモータの界磁を弱める所定値Ｃ（＜
０）にすることにより、モータの界磁を弱め、操舵が必
要になる（指令トルクτ*が大きくなる）に従って界磁
を弱める制御を徐々に解除し、界磁電流成分である補正
後の指令電流Ｉｄ＝０とするので、小型のモータを使用
しても、急操舵の際に操舵が引っ掛かったような感覚、
いわゆる「引っ掛り感」が生じることがない。この実施
形態においては、指令トルクτ*がτｐのとき、ｉｄ＝
０となるように所定値Ｃを決定しているが、指令トルク
τ*が最大のときにｉｄ＝０となるようにしても良い。
このようにした場合には、指令トルクτ*の値がゼロか
ら最大値になる手前まで、補正後の指令電流Ｉｄが補正
されることになる。
【００２４】図６に、第２の実施形態における指令電流
補正処理のフローチャートを示す。本指令電流補正処理
は、図３のステップ４３０に示されるサブルーチンとし
て呼び出されるものである。
補正処理のフローチャートを示す。本指令電流補正処理
は、図３のステップ４３０に示されるサブルーチンとし
て呼び出されるものである。
【００２５】本指令電流補正処理では、まず最初に、ス
テップ６１０により、指令トルクτ *が所定値τｏより
も大きいか否かを判定し、指令トルクτ*が所定値τｏ
よりも小さい場合には次のステップ６２０へ処理を移
す。このステップ６２０では、第１の実施形態の図４の
フローチャートのステップ５１０と同様に、ｄ軸の補正
電流ｉｄの値を前記式（４）に従って決定する。次に、
ステップ６３０では、第１の実施形態の図４のフローチ
ャートのステップ５２０と同様に、前記式（５）に従っ
て指令トルクτ*に応じた補正後のｄ軸の指令電流Ｉｄ
を決定する。
テップ６１０により、指令トルクτ *が所定値τｏより
も大きいか否かを判定し、指令トルクτ*が所定値τｏ
よりも小さい場合には次のステップ６２０へ処理を移
す。このステップ６２０では、第１の実施形態の図４の
フローチャートのステップ５１０と同様に、ｄ軸の補正
電流ｉｄの値を前記式（４）に従って決定する。次に、
ステップ６３０では、第１の実施形態の図４のフローチ
ャートのステップ５２０と同様に、前記式（５）に従っ
て指令トルクτ*に応じた補正後のｄ軸の指令電流Ｉｄ
を決定する。
【００２６】前記ステップ６１０の判定が、指令トルク
τ*が所定値τｏよりも大きい場合には、ｉｄ＝０に
し、次のステップ６３０へ処理を移し、前記式（５）に
従って指令トルクτ*に応じた補正後の指令電流Ｉｄを
決定する。これにより、指令トルクτ*が小さい領域の
みで、第１の実施形態と同様に、モータの回転数Ｎを高
くすることができる。
τ*が所定値τｏよりも大きい場合には、ｉｄ＝０に
し、次のステップ６３０へ処理を移し、前記式（５）に
従って指令トルクτ*に応じた補正後の指令電流Ｉｄを
決定する。これにより、指令トルクτ*が小さい領域の
みで、第１の実施形態と同様に、モータの回転数Ｎを高
くすることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、指令トル
クがゼロの状態におけるモータの電機子電流のｄ軸成分
であるｄ軸電流が、モータの界磁を弱めるような所定値
となるように補正され、モータの界磁を弱める指令トル
クがゼロの状態から増加する場合、電機子電流のｄ軸成
分であるｄ軸電流がゼロになるように所定値を補正する
ので、指令トルクが小さい状態（ゼロ付近）におけるモ
ータの回転数を定格電流の大きいモータに交換すること
なく、モータの回転数を増加させることができ、指令ト
ルクが急激に変化した場合でもモータの応答性を向上で
きる。また、電機子電流のｄ軸成分であるｄ軸電流がゼ
ロになるように所定値を補正する際、所定値を徐々に補
正にするので、指令トルクが大きくなりモータの回転数
を高くする必要がない領域においてモータの回転数を滑
らかに減少させることができる。また、電機子電流のｄ
軸成分であるｄ軸電流がゼロとなるように所定値を補正
する際、指令トルクが所定値を超えたときに、ゼロにす
るようにしたので、指令トルクが大きくなりモータの回
転数を高くする必要がない領域ではモータの回転数を直
ちに低下させることができる。本発明は、電動パワース
テアリング装置に限らず、指令トルクに対してモータを
制御する例えば、ロボットのダイレクトティーチングな
どに用いられるモータ制御装置にも適用することができ
る。
クがゼロの状態におけるモータの電機子電流のｄ軸成分
であるｄ軸電流が、モータの界磁を弱めるような所定値
となるように補正され、モータの界磁を弱める指令トル
クがゼロの状態から増加する場合、電機子電流のｄ軸成
分であるｄ軸電流がゼロになるように所定値を補正する
ので、指令トルクが小さい状態（ゼロ付近）におけるモ
ータの回転数を定格電流の大きいモータに交換すること
なく、モータの回転数を増加させることができ、指令ト
ルクが急激に変化した場合でもモータの応答性を向上で
きる。また、電機子電流のｄ軸成分であるｄ軸電流がゼ
ロになるように所定値を補正する際、所定値を徐々に補
正にするので、指令トルクが大きくなりモータの回転数
を高くする必要がない領域においてモータの回転数を滑
らかに減少させることができる。また、電機子電流のｄ
軸成分であるｄ軸電流がゼロとなるように所定値を補正
する際、指令トルクが所定値を超えたときに、ゼロにす
るようにしたので、指令トルクが大きくなりモータの回
転数を高くする必要がない領域ではモータの回転数を直
ちに低下させることができる。本発明は、電動パワース
テアリング装置に限らず、指令トルクに対してモータを
制御する例えば、ロボットのダイレクトティーチングな
どに用いられるモータ制御装置にも適用することができ
る。
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態における電動
パワーステアリング装置８０のハードウェア構成図。
パワーステアリング装置８０のハードウェア構成図。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるモータ制御装
置１００の制御ブロック・ダイアグラム。
置１００の制御ブロック・ダイアグラム。
【図３】本発明の第１及び第２の実施形態におけるベク
トル制御処理のゼネラル・フローチャート。
トル制御処理のゼネラル・フローチャート。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるｄ軸電流補正
処理のフローチャート。
処理のフローチャート。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるモータ特性を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるｄ軸電流補正
処理のフローチャート。
処理のフローチャート。
【図７】モータの特性を示すグラフ。
Ｍ … ブラシレス直流モータ Ｅ … 回転センサ（エンコーダ） １５ … トルク検出器 １００ … モータ制御装置 １１３ … 駆動回路 ｎ … モータＭのロータの微小回転回数 θ … モータＭのロータの回転角 τ … 操舵トルク τ* … 指令トルク τ’ … モータトルク φ … 操舵角 ｕ … 車両速度 ｉｄ* … 補正前のｄ軸の指令電流 ｉｑ* … 補正前のｑ軸の指令電流 ｉｄ … ｄ軸の補正電流 Ｉｄ … 補正後のｄ軸の指令電流 ｉｄｆ … ｄ軸の測定電流（フィード・バック電流） ｉｑｆ … ｑ軸の測定電流（フィード・バック電流） ΔＩｄ … ｄ軸の電流偏差 ΔＩｑ … ｑ軸の電流偏差 ｆ … 指令トルクτ*に応じたｄ軸の補正電流ｉ
ｄを求める関数
ｄを求める関数
Claims (3)
- 【請求項１】 界磁電流の方向をｄ軸方向に、このｄ軸
と直交する方向をｑ軸方向にもつ二相回転磁束座標系で
記述され得るベクトル制御により、指令トルクに応じた
モータの制御を行なうモータ制御装置において、前記指
令トルクがゼロの状態におけるモータの電機子電流のｄ
軸成分であるｄ軸電流がモータの界磁を弱めるような所
定値となるように補正するｄ軸電流補正手段と、前記指
令トルクがゼロの状態から増加する場合には、前記ｄ軸
電流がゼロになるように前記所定値を補正する所定値補
正手段とを備えていることを特徴とするモータ制御装
置。 - 【請求項２】 前記所定値補正手段は、前記指令トルク
がゼロの状態から増加するに従って、前記所定値を徐変
させる徐変手段を備えていることを特徴とする請求項１
に記載のモータ制御装置。 - 【請求項３】 前記ｄ軸電流補正手段は、前記指令トル
クが所定トルクを超えた後は、前記ｄ軸電流をゼロにす
る補正解除手段を備えていることを特徴とする請求項１
または２に記載のモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07730599A JP3624737B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07730599A JP3624737B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000279000A true JP2000279000A (ja) | 2000-10-06 |
| JP3624737B2 JP3624737B2 (ja) | 2005-03-02 |
Family
ID=13630211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07730599A Expired - Fee Related JP3624737B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | モータ制御装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3624737B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002145096A (ja) * | 2000-11-09 | 2002-05-22 | Kayaba Ind Co Ltd | 電動パワーステアリング制御装置 |
| US6427104B1 (en) | 2001-07-30 | 2002-07-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Steering control apparatus |
| EP1378419A2 (en) | 2002-07-02 | 2004-01-07 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electric power steering apparatus |
| WO2004049554A1 (ja) * | 2002-11-28 | 2004-06-10 | Nsk Ltd. | モータ及びその駆動制御装置 |
| JP2005110343A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Daikin Ind Ltd | モータの制御方法及びモータの制御装置 |
| WO2005049408A1 (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-02 | Nsk Ltd. | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| JP2006248389A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Favess Co Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| CN100369375C (zh) * | 2002-11-28 | 2008-02-13 | 日本精工株式会社 | 电机及其驱动控制装置 |
| DE102010043297A1 (de) | 2010-04-26 | 2011-10-27 | Mitsubishi Electric Corp. | Elektrische Servolenkungsapparatur |
| CN112977084A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-06-18 | 广州橙行智动汽车科技有限公司 | 汽车的电机励磁控制方法、装置、车辆以及存储介质 |
-
1999
- 1999-03-23 JP JP07730599A patent/JP3624737B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6427104B1 (en) | 2001-07-30 | 2002-07-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Steering control apparatus |
| EP1378419A2 (en) | 2002-07-02 | 2004-01-07 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electric power steering apparatus |
| EP1378419A3 (en) * | 2002-07-02 | 2004-05-12 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electric power steering apparatus |
| EP1625991A1 (en) | 2002-07-02 | 2006-02-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electric power steering apparatus |
| US7188702B2 (en) | 2002-07-02 | 2007-03-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electric power steering apparatus |
| CN100369375C (zh) * | 2002-11-28 | 2008-02-13 | 日本精工株式会社 | 电机及其驱动控制装置 |
| WO2004049554A1 (ja) * | 2002-11-28 | 2004-06-10 | Nsk Ltd. | モータ及びその駆動制御装置 |
| US7463006B2 (en) | 2002-11-28 | 2008-12-09 | Nsk Ltd. | Motor and drive control device therefor |
| US7339346B2 (en) | 2002-11-28 | 2008-03-04 | Nsk Ltd. | Motor and drive control device therefor |
| JP2005110343A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Daikin Ind Ltd | モータの制御方法及びモータの制御装置 |
| JP4539065B2 (ja) * | 2003-09-29 | 2010-09-08 | ダイキン工業株式会社 | モータの制御方法及びモータの制御装置 |
| US7394214B2 (en) | 2003-11-18 | 2008-07-01 | Nsk Ltd. | Control unit for electric power steering apparatus |
| WO2005049408A1 (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-02 | Nsk Ltd. | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| JP2006248389A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Favess Co Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| JP4622593B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2011-02-02 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
| DE102010043297A1 (de) | 2010-04-26 | 2011-10-27 | Mitsubishi Electric Corp. | Elektrische Servolenkungsapparatur |
| US8670902B2 (en) | 2010-04-26 | 2014-03-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power steering apparatus |
| DE102010043297B4 (de) | 2010-04-26 | 2020-06-25 | Mitsubishi Electric Corp. | Elektrische Servolenkungsapparatur |
| CN112977084A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-06-18 | 广州橙行智动汽车科技有限公司 | 汽车的电机励磁控制方法、装置、车辆以及存储介质 |
| CN112977084B (zh) * | 2021-02-19 | 2022-08-19 | 广州橙行智动汽车科技有限公司 | 汽车的电机励磁控制方法、装置、车辆以及存储介质 |
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| JP3624737B2 (ja) | 2005-03-02 |
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