JP2001025283A - Electricity controller for ac motor - Google Patents

Electricity controller for ac motor

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JP2001025283A
JP2001025283A JP11189616A JP18961699A JP2001025283A JP 2001025283 A JP2001025283 A JP 2001025283A JP 11189616 A JP11189616 A JP 11189616A JP 18961699 A JP18961699 A JP 18961699A JP 2001025283 A JP2001025283 A JP 2001025283A
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motor
correction
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貴史 山本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the accuracy of servo control on a brushless motor by taking resolution of a rotational angle sensor and errors caused by the sampling period of detected rotational angle into consideration. SOLUTION: A brushless motor 11 is servo-controlled according to the steering torque detected by means of a steering torque sensor 15. In this servo control, an electrical angle correcting section 44 corrects the electrical angle θ0 of a rotor detected by means of a rotational angle sensor 16 and an electrical angle converting section 43. In this correction, a corrected electrical angle θ=θ0+a.δ+b.ω.Δ or θ=θ0-a.δ+b.ω.Δ is calculated, according to the rotational angle of the rotor, based on coefficients (a) and (b) corresponding to the operated state, the controlled state, etc., of the motor 11, a correction value a.δ which varies depending upon the resolution of detected rotational angles, a sampling period Δ of the detected rotational angles, and a correction value b.ω.Δwhich varies, depending upon the angular velocity ω of the rotor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流モータの電気
制御装置に関する。
The present invention relates to an electric control device for an AC motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、例えば特開平4−25777
0号公報に示されているように、回転子の回転角を検出
する回転角検出手段を備え、同回転角検出手段による検
出回転角を用いて回転子の回転を制御する交流モータの
電気制御装置はよく知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 0-205, electric control of an AC motor including rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the rotor, and controlling the rotation of the rotor using the rotation angle detected by the rotation angle detection means. The device is well known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のような制御は、
コンピュータなどによるディジタル処理を行うことを一
般的としており、この場合、回転角検出手段による検出
回転角の分解能及びサンプリング周期による誤差が問題
となる。しかし、上記従来装置にあっては、前記分解能
及びサンプリング周期による誤差が考慮されておらず、
検出回転角の精度が悪く、ひいては交流モータの回転制
御が精度よく行われないという問題がある。
The above-described control is as follows.
Generally, digital processing is performed by a computer or the like. In this case, the resolution of the rotation angle detected by the rotation angle detecting means and an error due to the sampling period are problematic. However, in the above-described conventional apparatus, errors due to the resolution and the sampling period are not considered,
There is a problem that the accuracy of the detected rotation angle is poor, and that the rotation control of the AC motor is not accurately performed.

【0004】[0004]

【発明の概略】本発明は、上記問題に対処するためにな
されたもので、その目的は、検出回転角の分解能又はサ
ンプリング周期による誤差を考慮して検出回転角を補正
することにより、検出回転角の精度を向上させるように
した交流モータの電気制御装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address the above problems, and has as its object to correct the detected rotation angle by correcting the detected rotation angle in consideration of the error due to the resolution or sampling period of the detected rotation angle. An object of the present invention is to provide an electric control device for an AC motor that improves the accuracy of the angle.

【0005】前記目的を達成するために、本発明の構成
上の特徴は、交流モータにおける回転子の回転角を検出
する回転角検出手段を備え、同回転角検出手段による検
出回転角を用いて回転子の回転を制御する交流モータの
電気制御装置において、検出回転角に回転子の回転方向
に応じて所定の補正値を加減算することにより検出回転
角の誤差を補正する補正手段を設けたことにある。この
場合、前記補正手段は、例えば回転角検出手段による検
出回転角の分解能に依存した値を補正値として検出回転
角に加減算したり、検出回転角のサンプリング周期及び
回転子の角速度に依存した値を補正値として検出回転角
に加減算するものである。
In order to achieve the above object, a structural feature of the present invention is that a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of a rotor in an AC motor is provided, and a rotation angle detected by the rotation angle detecting means is used. In an electric motor control device for an AC motor for controlling rotation of a rotor, a correction means for correcting an error in the detected rotation angle by adding or subtracting a predetermined correction value to or from the detected rotation angle in accordance with the rotation direction of the rotor is provided. It is in. In this case, the correction means may add or subtract a value depending on the resolution of the rotation angle detected by the rotation angle detection means as a correction value to or from the detected rotation angle, or a value depending on the sampling period of the detected rotation angle and the angular velocity of the rotor. Is added to or subtracted from the detected rotation angle as a correction value.

【0006】前記のように構成した本発明においては、
回転角検出手段によって検出された回転角に回転子の回
転方向に応じて所定の補正値を加減算することにより、
同検出回転角が補正される。したがって、回転角検出手
段による検出回転角の分解能が多少大きくても、サンプ
リング周期が多少長くても、同分解能又はサンプリング
周期に依存した検出誤差が補正され、検出回転角の精度
が向上する。その結果、前記検出回転角を用いた交流モ
ータの回転制御の精度も向上する。
In the present invention configured as described above,
By adding or subtracting a predetermined correction value to or from the rotation angle detected by the rotation angle detection means according to the rotation direction of the rotor,
The detected rotation angle is corrected. Therefore, even if the resolution of the rotation angle detected by the rotation angle detecting means is somewhat large or the sampling period is slightly long, the detection error depending on the resolution or the sampling period is corrected, and the accuracy of the detected rotation angle is improved. As a result, the accuracy of the rotation control of the AC motor using the detected rotation angle is also improved.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に用いて説明すると、図1は、本発明に係る交流モータ
の電気制御装置を車両の電動パワーステアリング装置に
適用した例についてブロック図により示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example in which an electric control device for an AC motor according to the present invention is applied to an electric power steering device for a vehicle. This is shown in the figure.

【0008】この電動パワーステアリング装置は、交流
モータとして、三相同期式永久磁石モータで構成したブ
ラシレスモータ11を備えている。ブラシレスモータ1
1は、操舵ハンドル12の回動操作による前輪の操舵に
対してアシスト力を付与するもので、その回転に応じて
前輪を外側端にて接続するタイロッド13を軸線方向に
駆動する。操舵ハンドル12に上端にて接続されるとと
もにタイロッド13に下端にて接続された操舵軸14に
は操舵トルクセンサ15が組み付けられており、同セン
サ15は操舵軸14に作用する操舵トルクを検出して同
トルクを表す検出信号を出力する。また、ブラシレスモ
ータ11には、同モータ11の回転角を検出するための
エンコーダにより構成された回転角センサ16が組み付
けられている。回転角センサ16は、ブラシレスモータ
11の回転子の回転に応じてπ/2ずつ位相の異なる2
相パルス列信号と基準回転位置を表す零相パルス列信号
を出力する。
This electric power steering apparatus has a brushless motor 11 composed of a three-phase synchronous permanent magnet motor as an AC motor. Brushless motor 1
Reference numeral 1 denotes an assisting force applied to the steering of the front wheel by the turning operation of the steering handle 12, and the tie rod 13 connecting the front wheel at the outer end is driven in the axial direction according to the rotation. A steering torque sensor 15 is mounted on a steering shaft 14 connected to the steering handle 12 at an upper end and connected to a tie rod 13 at a lower end. The sensor 15 detects a steering torque acting on the steering shaft 14. And outputs a detection signal indicating the same torque. Further, a rotation angle sensor 16 constituted by an encoder for detecting the rotation angle of the motor 11 is assembled with the brushless motor 11. The rotation angle sensor 16 has a phase difference of π / 2 according to the rotation of the rotor of the brushless motor 11.
A phase pulse train signal and a zero-phase pulse train signal representing the reference rotational position are output.

【0009】ブラシレスモータ11の回転を制御するた
めの電気制御装置は、指令トルクT*を計算するための
基本アシスト力計算部21、戻し力計算部22及び演算
部23を備えている。基本アシスト力計算部21は、操
舵トルクセンサ15からの操舵トルク及び図示しない車
速センサからの車速を入力し、操舵トルクの増加にした
がって増加するとともに車速の増加にしたがって減少す
るアシストトルクを計算する。戻し力計算部22は、前
記車速と共に後述する回転子の補正電気角θ(回転角に
相当)及び角速度ωを入力し、これらの入力値に基づい
て操舵軸14の基本位置への復帰力及び同操舵軸14の
回転に対する抵抗力に対応した戻しトルクを計算する。
演算部23は、前記アシストトルクと戻しトルクを加算
することにより指令トルクT*を計算し、指令電流決定
部24に供給する。
The electric control device for controlling the rotation of the brushless motor 11 includes a basic assist force calculation unit 21, a return force calculation unit 22, and a calculation unit 23 for calculating the command torque T *. The basic assist force calculation unit 21 receives the steering torque from the steering torque sensor 15 and the vehicle speed from a vehicle speed sensor (not shown), and calculates an assist torque that increases as the steering torque increases and decreases as the vehicle speed increases. The return force calculation unit 22 inputs a corrected electrical angle θ (corresponding to a rotation angle) and an angular speed ω of a rotor described later together with the vehicle speed, and based on these input values, a return force of the steering shaft 14 to the basic position and The return torque corresponding to the resistance to the rotation of the steering shaft 14 is calculated.
The calculation unit 23 calculates the command torque T * by adding the assist torque and the return torque, and supplies the command torque T * to the command current determination unit 24.

【0010】指令電流決定部24は、前記指令トルクT
*に基づいて、2相指令電流Id*,Iq*を計算する。指
令電流Id*,Iq*は、ブラシレスモータ11の回転子上
の永久磁石が作り出す回転磁束と同期した回転座標系に
おいて、永久磁石と同一方向のd軸及びこれに直交した
q軸にそれぞれ対応するもので、これらの指令電流Id
*,Iq*をそれぞれd軸及びq軸指令電流という。ま
た、この指令電流決定部24は、各種センサによる検出
値をも入力して両指令電流Id*,Iq*を補正して出力す
る。例えば、バッテリ電圧値を入力して、バッテリ電圧
値が低い場合などに弱め磁束制御のためにd軸及びq軸
指令電流Id*,Iq*を補正する。
The command current determining section 24 determines the command torque T
Based on *, two-phase command currents Id * and Iq * are calculated. The command currents Id * and Iq * correspond to the d-axis in the same direction as the permanent magnet and the q-axis orthogonal to the same in the rotating coordinate system synchronized with the rotating magnetic flux generated by the permanent magnet on the rotor of the brushless motor 11. These command currents Id
* And Iq * are referred to as d-axis and q-axis command currents, respectively. The command current determination unit 24 also receives values detected by various sensors and corrects and outputs both command currents Id * and Iq *. For example, when a battery voltage value is input, the d-axis and q-axis command currents Id * and Iq * are corrected for magnetic flux weakening when the battery voltage value is low.

【0011】前記補正されたd軸及びq軸指令電流Id
*,Iq*は演算部25,26に供給され、演算部25,
26は、d軸及びq軸指令電流Id*,Iq*からd軸及び
q軸検出電流Id,Iqをそれぞれ減算することにより差
分値ΔId,ΔIqを計算して、比例積分制御部(PI制
御部)27,28に供給する。比例積分制御部27,2
8は、差分値ΔId,ΔIqに基づいて、d軸及びq軸検
出電流Id,Iqがd軸及びq軸指令電流Id*,Iq*に追
従するようにd軸及びq軸指令電圧Vd*,Vq*を計算す
る。
The corrected d-axis and q-axis command currents Id
*, Iq * are supplied to arithmetic units 25 and 26,
26 calculates difference values ΔId and ΔIq by subtracting the d-axis and q-axis detection currents Id and Iq from the d-axis and q-axis command currents Id * and Iq *, respectively, and calculates a proportional integral control unit (PI control unit). ) 27 and 28. Proportional-integral controller 27, 2
8, the d-axis and q-axis command voltages Vd *, Vd *, and the d-axis and q-axis detection currents Id, Iq follow the d-axis and q-axis command currents Id *, Iq * based on the difference values ΔId, ΔIq. Calculate Vq *.

【0012】これらのd軸及びq軸指令電圧Vd*,Vq*
は、非干渉補正値計算部31及び演算部32,33によ
り補正されてd軸及びq軸補正指令電圧Vd*',Vq*'と
して2相/3相座標変換部34に供給される。非干渉補
正値計算部31は、d軸及びq軸検出電流Id,Iq及び
回転子の角速度ωに基づいて、d軸及びq軸指令電圧V
d*,Vq*のための非干渉補正値ω・La・Iq,−ω・(φa
+La・Id)を計算する。なお、前記インダクタンスLa
及び磁束φaは、予め決められた定数である。演算部3
2,33は、d軸及びq軸指令電圧Vd*,Vq*から非干
渉補正値ω・La・Iq,−ω・(φa+La・Id)をそれぞれ
減算して、d軸及びq軸補正指令電圧Vd*'=Vd*−ω・
La・Iq,Vq*'=Vq*+ω・(φa+La・Id)を算出す
る。
These d-axis and q-axis command voltages Vd *, Vq *
Are corrected by the non-interference correction value calculation unit 31 and the calculation units 32 and 33 and supplied to the two-phase / three-phase coordinate conversion unit 34 as d-axis and q-axis correction command voltages Vd * 'and Vq *'. The non-interference correction value calculator 31 calculates the d-axis and q-axis command voltages V based on the d-axis and q-axis detection currents Id and Iq and the angular velocity ω of the rotor.
Non-interference correction values ω · La · Iq, −ω · (φa
+ La · Id) is calculated. The inductance La
And the magnetic flux φa are predetermined constants. Arithmetic unit 3
Reference numerals 2 and 33 denote the d-axis and q-axis correction command voltages by subtracting the non-interference correction values ω · La · Iq and −ω · (φa + La · Id) from the d-axis and q-axis command voltages Vd * and Vq *, respectively. Vd * '= Vd * -ω
La · Iq, Vq * ′ = Vq * + ω · (φa + La · Id) is calculated.

【0013】2相/3相座標変換部34は、d軸及びq
軸補正指令電圧Vd*',Vq*'を3相指令電圧Vu*,Vv
*,Vw*に変換して、同変換した3相指令電圧Vu*,Vv
*,Vw*をPWM電圧発生部35に供給する。PWM電
圧発生部35は、3相指令電圧Vu*,Vv*,Vw*に対応
したPWM制御電圧信号UU,VU,WUをインバータ回路3
6に出力する。インバータ回路36は、前記PWM制御
電圧信号UU,VU,WUに対応した3相の励磁電圧信号V
u,Vv,Vwを発生して、同励磁電圧信号Vu,Vv,Vw
を3相の励磁電流路を介してブラシレスモータ11にそ
れぞれ供給する。3相の励磁電流路のうちの2つには電
流センサ37,38が設けられ、各電流センサ37,3
8は、ブラシレスモータ11に対する3相の励磁電流I
u,Iv,Iwのうちの2つの励磁電流Iu,Iwを検出し
て3相/2相座標変換部41に出力する。この3相/2
相座標変換部41には、演算部42にて前記検出電流I
u,Iwに基づいて計算された励磁電流Ivも供給されて
いる。3相/2相座標変換部41は、これらの3相検出
励磁電流Iu,Iv,Iwを2相検出励磁電流Id,Iqに
変換する。
The two-phase / three-phase coordinate converter 34 includes a d-axis and a q-axis
Axis correction command voltages Vd * ', Vq *' are converted to three-phase command voltages Vu *, Vv
*, Vw *, and the converted three-phase command voltages Vu *, Vv
*, Vw * are supplied to the PWM voltage generator 35. The PWM voltage generator 35 converts the PWM control voltage signals UU, VU, WU corresponding to the three-phase command voltages Vu *, Vv *, Vw * into inverter circuit 3
6 is output. The inverter circuit 36 includes a three-phase excitation voltage signal V corresponding to the PWM control voltage signals UU, VU, and WU.
u, Vv, Vw to generate the excitation voltage signals Vu, Vv, Vw.
Are supplied to the brushless motor 11 via three-phase excitation current paths. Current sensors 37 and 38 are provided in two of the three-phase excitation current paths.
8 is a three-phase excitation current I for the brushless motor 11
The two exciting currents Iu and Iw among u, Iv and Iw are detected and output to the three-phase / two-phase coordinate converter 41. This 3 phase / 2
In the phase coordinate conversion unit 41, the detection current I
The excitation current Iv calculated based on u and Iw is also supplied. The three-phase / two-phase coordinate converter 41 converts these three-phase detection excitation currents Iu, Iv, Iw into two-phase detection excitation currents Id, Iq.

【0014】また、回転角センサ16からの2相パルス
列信号及び零相パルス列信号は、所定のサンプリング周
期で電気角変換部43に連続的に供給されている。電気
角変換部43は、前記各パルス列信号に基づいてブラシ
レスモータ11における回転子の固定子に対する電気角
θoを計算して、電気角補正部44に供給する。電気角
補正部44は、前記計算された電気角θoを補正して、
同補正した電気角θを角速度変換部45に供給する。角
速度変換部45は、前記補正電気角θを微分して回転子
の固定子に対する角速度ωを計算する。なお、角速度ω
は、正により回転子の正方向の回転を表し、負により回
転子の負方向の回転を表しているものとする。
The two-phase pulse train signal and the zero-phase pulse train signal from the rotation angle sensor 16 are continuously supplied to the electrical angle converter 43 at a predetermined sampling cycle. The electrical angle converter 43 calculates the electrical angle θo of the rotor of the brushless motor 11 with respect to the stator based on the pulse train signals, and supplies the electrical angle θo to the electrical angle corrector 44. The electrical angle correction unit 44 corrects the calculated electrical angle θo,
The corrected electrical angle θ is supplied to the angular velocity converter 45. The angular velocity converter 45 differentiates the corrected electrical angle θ to calculate an angular velocity ω of the rotor with respect to the stator. Note that the angular velocity ω
Represents positive rotation of the rotor in the positive direction and negative rotation of the rotor in the negative direction.

【0015】電気角補正部44は、図2に示すように、
補正演算部44a、第1係数決定部44b及び第2係数
決定部44cを備えている。補正演算部44aは、電気
角変換部43からの電気角θo及び角速度変換部45か
らの角速度ωを入力するとともに、第1及び第2係数決
定部44b,44cからの第1及び第2係数a,bを入
力して、回転子の回転方向が正ならば(ω≧0)、下記
数1の演算の実行により補正電気角θを計算する。ま
た、回転子の回転方向が負ならば(ω<0)、下記数2
の演算の実行により補正電気角θを計算する。
As shown in FIG. 2, the electrical angle correction unit 44
A correction operation unit 44a, a first coefficient determination unit 44b, and a second coefficient determination unit 44c are provided. The correction calculation unit 44a receives the electrical angle θo from the electrical angle conversion unit 43 and the angular velocity ω from the angular velocity conversion unit 45, and inputs the first and second coefficients a from the first and second coefficient determination units 44b and 44c. , B, and if the rotation direction of the rotor is positive (ω ≧ 0), the correction electrical angle θ is calculated by executing the calculation of the following equation (1). If the rotation direction of the rotor is negative (ω <0),
By executing the above calculation, the corrected electrical angle θ is calculated.

【0016】[0016]

【数1】θ=θo+a・δ+b・ω・Δ[Equation 1] θ = θo + a · δ + b · ω · Δ

【0017】[0017]

【数2】θ=θo−a・δ+b・ω・Δ[Equation 2] θ = θo−a · δ + b · ω · Δ

【0018】ただし、δは回転角センサ16の分解能を
表す正の定数であり、Δは回転角センサ16からの信号
を電気角変換部43に取込むサンプリング周期を表す正
の定数である。なお、上記数1,2においては、第3項
b・ω・Δの項も角速度ωの正負により回転子の回転方向
に応じて正負の値をとる。
Here, δ is a positive constant representing the resolution of the rotation angle sensor 16, and Δ is a positive constant representing the sampling period for taking the signal from the rotation angle sensor 16 into the electrical angle converter 43. In the above equations (1) and (2), the third term b · ω · Δ also takes a positive or negative value according to the rotation direction of the rotor depending on whether the angular velocity ω is positive or negative.

【0019】第1係数決定部44bは、角速度ωに加
え、バッテリ電圧などのブラシレスモータ11の回転状
態(運転状態)、制御状態などからなる係数決定情報を
入力し、次の〜などの条件にしたがって第1係数a
を決定する。なお、この第1係数aは、「0.0」〜「1.
0」の間にて変化するもので、「0.0」に近い値に設定さ
れることは、電気角θを遅らせることになるため、強め
磁束側の制御を行うことを意味する。また、この第1係
数aが「1.0」に近い値に設定されることは、電気角θ
を進めることになるため、弱め磁束側の制御を行うこと
を意味する。
The first coefficient determination unit 44b inputs coefficient determination information including the rotation state (operating state) of the brushless motor 11, such as the battery voltage, the control state, and the like, in addition to the angular velocity ω. Therefore, the first coefficient a
To determine. Note that the first coefficient a ranges from “0.0” to “1.
The value changes between "0" and is set to a value close to "0.0", which means that the electrical angle θ is delayed, which means that the control on the stronger magnetic flux side is performed. The setting of the first coefficient a to a value close to “1.0” means that the electrical angle θ
Therefore, the control on the side of the weak magnetic flux is performed.

【0020】回転角センサ16の分解能による誤差
は、0〜δの間でランダムな値をとるため、基本的に
は、第1係数aを平均的な値である「0.5」に設定す
る。これにより、ブラシレスモータ11の通常動作時に
は、トルクのばらつきを小さくできるとともに、平均効
率を向上させることができる。
Since the error due to the resolution of the rotation angle sensor 16 takes a random value between 0 and δ, the first coefficient a is basically set to an average value of “0.5”. Thereby, during the normal operation of the brushless motor 11, the variation in torque can be reduced, and the average efficiency can be improved.

【0021】回転子の回転速度が低いとき(角速度ω
の絶対値|ω|が所定微小値ε以下のとき)には、前記
にかかわらず第1係数aを「0.0」に設定する。これ
により、角速度ωが「0.0」近傍で正負を繰返すことに
よる補正回転角θのハンチングを避けることができ、分
解能による誤差の影響が小さくて補正の必要性の少ない
状況下における前記の補正の悪影響を避けることがで
きる。
When the rotational speed of the rotor is low (angular speed ω
(When the absolute value | ω | is equal to or smaller than the predetermined minute value ε), the first coefficient a is set to “0.0” regardless of the above. As a result, it is possible to avoid hunting of the correction rotation angle θ due to repetition of positive and negative when the angular velocity ω is close to “0.0”, and the influence of the above-described correction under the situation where the influence of the error due to the resolution is small and the correction is small is small. Can be avoided.

【0022】バッテリ電圧が通常時よりも低くて所定
値よりも小さい場合には、前記にかかわらず第1係
数aを「1.0」に設定する。これにより、ブラシレスモ
ータ11は弱め磁束側に制御され、励磁電圧に制御の余
裕をもたせることができる。
If the battery voltage is lower than normal and lower than a predetermined value, the first coefficient a is set to "1.0" regardless of the above. As a result, the brushless motor 11 is controlled to the weak magnetic flux side, so that the excitation voltage can have a margin of control.

【0023】また、前記の条件にかかわらず、弱
め磁束制御時(係数決定情報により表示)には、第1係
数aを「0.5」に設定するようにしてもよい。これは、
補正回転角θが誤差を含んで変動すると、d軸及びq軸
指令電流Id*,Iq*が変動するために、前記条件で記
載の理由のように平均的な値を用いて補正回転角θの変
動をなるべく小さく抑えるためである。
Further, regardless of the above conditions, the first coefficient a may be set to "0.5" during the magnetic flux weakening control (displayed by the coefficient determination information). this is,
If the corrected rotation angle θ fluctuates with an error, the d-axis and q-axis command currents Id * and Iq * fluctuate. Therefore, the correction rotation angle θ is calculated using an average value as described in the above condition. This is to suppress the fluctuation of as small as possible.

【0024】第2係数決定部44cは、角速度ωに加
え、バッテリ電圧などのブラシレスモータ11の回転状
態(運転状態)、制御状態などからなる係数決定情報を
入力し、次のなどの条件にしたがって第2係数bを決
定する。
The second coefficient determination unit 44c inputs coefficient determination information including the rotation state (operating state) of the brushless motor 11, such as the battery voltage, and the control state, in addition to the angular velocity ω, according to the following conditions. Determine the second coefficient b.

【0025】回転子の回転速度が小さいとき(角速度
ωの絶対値|ω|が所定微小値ε以下のとき)には、第
2係数bを「0.0」に設定する。それ以外のときには、
第2係数bを「1.0」に設定する。なお、第2係数bが
「1.0」であることはサンプリングによる遅れの影響を
考慮したことを意味し、同係数bが「0.0」であること
はサンプリングによる遅れの影響を無視したことを意味
する。
When the rotation speed of the rotor is low (when the absolute value | ω | of the angular speed ω is equal to or smaller than the predetermined minute value ε), the second coefficient b is set to “0.0”. At other times,
The second coefficient b is set to “1.0”. In addition, the fact that the second coefficient b is “1.0” means that the influence of the delay due to sampling is considered, and that the coefficient b is “0.0” means that the influence of the delay due to sampling is ignored. .

【0026】したがって、前記の条件により、回転子
が中高速で回転している場合には、補正値ωΔにより、
サンプリング周期に依存した各種演算に対する遅れ誤差
をなくすことができる。また、回転子の回転速度が低い
場合には、すなわち補正値ωΔが微小であって前記誤差
に対する影響が小さいために補正の必要性が少ない場合
には、角速度ωが「0.0」近傍で正負を繰り返すことに
よってもたらされる外乱(補正電気角θが振動する原
因)の影響を避けることができる。
Therefore, when the rotor is rotating at medium to high speed under the above conditions, the correction value ωΔ
Delay errors for various calculations depending on the sampling period can be eliminated. Further, when the rotation speed of the rotor is low, that is, when the correction value ωΔ is small and the influence on the error is small and the necessity of correction is small, It is possible to avoid the influence of disturbance caused by the repetition (the cause of the oscillation of the corrected electrical angle θ).

【0027】なお、前記第1及び第2係数決定部44
b,44cにおいて、第1及び第2係数a,bを変更す
る場合、補正電気角θ及び角速度ωの急変はトルク振動
を発生する恐れがあるので、前記条件〜にしたがっ
て決定された補正係数a,bをローパスフィルタ処理し
たり、補正係数a,bの変化又は変化率を所定値以内に
制限する変化規制処理などを実行した後に補正電気角θ
を出力するようにするとよい。
The first and second coefficient determining units 44
b, 44c, when the first and second coefficients a, b are changed, abrupt changes in the corrected electrical angle θ and the angular velocity ω may cause torque oscillation. , B after a low-pass filter process or a change regulation process for limiting the change or the rate of change of the correction coefficients a and b to within a predetermined value.
Should be output.

【0028】上記構成の電気制御装置は、各種センサ1
4,16,37,38及びインバータ回路36を除いて
電子回路ユニット内に収められており、同ユニット内の
回路をディジタル処理を行うハード回路で構成してもよ
いが、本実施形態においてはマイクロコンピュータ装置
により構成されている。そして、電子回路ユニット内の
各部21〜28,31〜35、41〜45は、プログラ
ム処理により各機能が実現されるようになっている。し
たがって、各種センサ14,16,37,38からの検
出信号は、所定のサンプリングレート(サンプリング周
期)でサンプリングされた検出値の形で前記電子回路ユ
ニットの各部に入力されることになる。
The electric control device having the above-described configuration includes various sensors 1
4, 16, 37, 38 and the inverter circuit 36 are housed in an electronic circuit unit, and the circuit in the unit may be constituted by a hardware circuit for performing digital processing. It is composed of a computer device. And each function in each part 21-28, 31-35, 41-45 in an electronic circuit unit is implement | achieved by program processing. Therefore, the detection signals from the various sensors 14, 16, 37, and 38 are input to each section of the electronic circuit unit in the form of detection values sampled at a predetermined sampling rate (sampling cycle).

【0029】次に、上記のように構成した実施形態の動
作について説明する。運転者が操舵ハンドル12を回動
操作すると、この回動操作はタイロッド13に伝達され
て同ロッド13の軸線方向の移動により前輪が操舵され
る。これと同時に、操舵トルクセンサ15は操舵軸14
に付与される操舵トルクを検出し、ブラシレスモータ1
1が電気制御装置によりサーボ制御されて前記操舵トル
クに応じたアシストトルクでタイロッド13を駆動する
ので、前輪はブラシレスモータ11の駆動力によりアシ
ストされながら操舵される。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. When the driver turns the steering wheel 12, the turning operation is transmitted to the tie rod 13, and the front wheel is steered by the axial movement of the rod 13. At the same time, the steering torque sensor 15
The brushless motor 1 detects the steering torque applied to the
1 is servo-controlled by the electric control device and drives the tie rod 13 with an assist torque corresponding to the steering torque, so that the front wheels are steered while being assisted by the driving force of the brushless motor 11.

【0030】この電気制御装置によるサーボ制御におい
ては、基本アシスト力計算部21、戻し力計算部22及
び演算部23が、前記検出操舵トルク、車速、回転子の
補正電気角θ及び角速度ωに基づいて指令トルクT*を
計算するとともに、指令電流決定部24がこの指令トル
クT*及びその他の各種センサ値に基づいてd軸及びq
軸指令電流Id*,Iq*を決定する。そして、演算部2
5,26、比例積分制御部27,28、2相/3相座標
変換部34、PWM電圧発生部35及びインバータ回路
36が、電流センサ37,38、3相/2相座標変換部
41及び演算部42によってフィードバックされたd軸
及びq軸検出電流Id,Iqを用いて、ブラシレスモータ
11を制御する。この場合、非干渉補正値計算部31及
び演算部32,33は、d,q軸間で干渉し合う速度起
電力を打ち消すために比例積分制御部27,28からの
d軸及びq軸指令電圧Vd*,Vq*を補正する。
In the servo control by this electric control device, the basic assist force calculation unit 21, the return force calculation unit 22, and the calculation unit 23 are based on the detected steering torque, vehicle speed, and corrected electric angle θ and angular speed ω of the rotor. Command current T *, and the command current determining unit 24 calculates the d-axis and q based on the command torque T * and other various sensor values.
The axis command currents Id * and Iq * are determined. And the operation unit 2
5, 26, proportional-integral controllers 27, 28, two-phase / 3-phase coordinate converter 34, PWM voltage generator 35, and inverter circuit 36 include current sensors 37, 38, three-phase / 2-phase coordinate converter 41, and arithmetic operation. The brushless motor 11 is controlled using the d-axis and q-axis detection currents Id and Iq fed back by the unit 42. In this case, the non-interference correction value calculation unit 31 and the calculation units 32 and 33 use the d-axis and q-axis command voltages from the proportional-integral control units 27 and 28 to cancel the speed electromotive force that interferes between the d and q axes. Vd * and Vq * are corrected.

【0031】このようなサーボ制御では、戻し力計算部
22、非干渉補正値計算部31、2相/3相座標変換部
34、3相/2相座標変換部34において、電気角補正
部44にて補正された補正電気角θ又は角速度変換部4
5で変換された角速度ωが利用される。この場合、電気
角補正部44は、上記数1,2の演算の実行により、電
気角変換部43にて計算した検出電気角θoに回転子の
回転方向に応じて所定の補正値(検出回転角の分解能に
依存した補正値a・δ、並びに検出回転角のサンプリン
グ周期Δ及び回転子の角速度ωに依存した補正値b・ω・
Δ)を加減算して、検出電気角θoを補正する。これに
より、回転角センサ16による検出回転角の分解能が多
少大きくても、同センサ16から電気角変換部43に入
力されるサンプリング周期Δが多少長くても、同分解能
δ又はサンプリング周期Δに依存した検出誤差が補正さ
れ、補正電気角θ及び角速度ωの精度が向上し、ひいて
はブラシレスモータ11及び電動パワーステアリング装
置の制御精度が向上する。
In such servo control, the return force calculation unit 22, the non-interference correction value calculation unit 31, the two-phase / 3-phase coordinate conversion unit 34, and the three-phase / 2-phase coordinate conversion unit 34 have an electrical angle correction unit 44. Electrical angle θ or angular velocity converter 4 corrected by
The angular velocity ω converted in step 5 is used. In this case, the electrical angle correction unit 44 executes the calculation of Equations 1 and 2 to add a predetermined correction value (detection rotation) to the detected electrical angle θo calculated by the electrical angle conversion unit 43 according to the rotation direction of the rotor. A correction value a · δ depending on the angular resolution, and a correction value b · ω · depending on the sampling period Δ of the detected rotation angle and the angular velocity ω of the rotor.
Δ) is added or subtracted to correct the detected electrical angle θo. Accordingly, even if the resolution of the rotation angle detected by the rotation angle sensor 16 is somewhat large, or if the sampling period Δ input from the sensor 16 to the electrical angle conversion unit 43 is slightly longer, it depends on the same resolution δ or the sampling period Δ. The detected error is corrected, the accuracy of the corrected electrical angle θ and the angular velocity ω is improved, and the control accuracy of the brushless motor 11 and the electric power steering device is improved.

【0032】さらに、前記補正においては、補正値a・
δ,b・ω・Δの各係数a,bを、上述した各条件〜
のようなブラシレスモータ11の回転状態(運転状
態)、制御状態などに応じて制御するようにしたので、
前記補正が的確に行われ、補正電気角θ及び角速度ωの
精度がより向上するとともに、ブラシレスモータ11及
び電動パワーステアリング装置の制御精度もより向上す
る。
Further, in the correction, a correction value a ·
The coefficients a and b of δ, b, ω, and Δ are calculated using the above-described conditions.
The control is performed according to the rotation state (operation state), control state, and the like of the brushless motor 11 as described above.
The correction is accurately performed, and the accuracy of the corrected electrical angle θ and the angular velocity ω is further improved, and the control accuracy of the brushless motor 11 and the electric power steering device is further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態に係る交流モータの電気
制御装置を適用した車両の電動パワーステアリング装置
の全体概略図である。
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an electric power steering device for a vehicle to which an electric control device for an AC motor according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】 図1の電気角補正部の詳細ブロック図であ
る。
FIG. 2 is a detailed block diagram of an electrical angle correction unit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…ブラシレスモータ、12…操舵ハンドル、15…
操舵トルクセンサ、16…回転角センサ、24…指令電
流決定部、27,28…比例積分制御部(PI制御
部)、31…非干渉補正値計算部、34…2相/3相座
標変換部、35…PWM電圧発生部、36…インバータ
回路、37,38…電流センサ、41…3相/2相座標
変換部、43…電気角変換部、44…電気角補正部、4
5…角速度変換部。
11 ... brushless motor, 12 ... steering wheel, 15 ...
Steering torque sensor, 16: rotation angle sensor, 24: command current determination unit, 27, 28: proportional integral control unit (PI control unit), 31: non-interference correction value calculation unit, 34: 2-phase / 3-phase coordinate conversion unit , 35 PWM voltage generator, 36 inverter circuit, 37, 38 current sensor, 41 three-phase / two-phase coordinate converter, 43 electrical angle converter, 44 electrical angle corrector, 4
5. Angular velocity conversion unit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流モータにおける回転子の回転角を検
出する回転角検出手段を備え、同回転角検出手段による
検出回転角を用いて回転子の回転を制御する交流モータ
の電気制御装置において、 前記検出回転角に回転子の回転方向に応じて所定の補正
値を加減算することにより同検出回転角の誤差を補正す
る補正手段を設けたことを特徴とする交流モータの電気
制御装置。
An AC motor electric control device, comprising: a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of a rotor in an AC motor; and controlling rotation of the rotor using a rotation angle detected by the rotation angle detection means. An electric motor control device for an AC motor, further comprising a correction means for correcting an error of the detected rotation angle by adding or subtracting a predetermined correction value to or from the detected rotation angle in accordance with a rotation direction of a rotor.
【請求項2】 前記請求項1に記載した交流モータの電
気制御装置において、 前記補正手段は、前記回転角検出手段による検出回転角
の分解能に依存した値を補正値として前記検出回転角に
加減算する交流モータの電気制御装置。
2. The electric control device for an AC motor according to claim 1, wherein the correction means adds or subtracts a value depending on the resolution of the rotation angle detected by the rotation angle detection means as a correction value to the detected rotation angle. Motor electric control device.
【請求項3】 前記請求項1に記載した交流モータの電
気制御装置において、 前記補正手段は、前記検出回転角のサンプリング周期及
び回転子の角速度に依存した値を補正値として前記検出
回転角に加減算する交流モータの電気制御装置。
3. The electric motor control device for an AC motor according to claim 1, wherein the correction unit sets a value dependent on a sampling cycle of the detected rotation angle and an angular velocity of a rotor as a correction value to the detected rotation angle. An electric motor control unit for adding and subtracting AC motors.
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