JP2001095274A - Motor controller - Google Patents
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- JP2001095274A JP2001095274A JP26845099A JP26845099A JP2001095274A JP 2001095274 A JP2001095274 A JP 2001095274A JP 26845099 A JP26845099 A JP 26845099A JP 26845099 A JP26845099 A JP 26845099A JP 2001095274 A JP2001095274 A JP 2001095274A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、モータに発生す
るコギングトルクを低減できるモータ制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device capable of reducing a cogging torque generated in a motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、たとえばブラシレスＤＣモー
タでは、モータが回転しているとき、モータ内部のロー
タがその周囲の永久磁石に吸引されたり、反発したりす
るため、モータトルクの脈動、いわゆるコギングトルク
が発生することが知られている。特に、ブラシレスＤＣ
モータを用いて操舵力をアシストする電気式動力舵取装
置にあっては、ブラシレスＤＣモータにコギングトルク
が発生すると、ステアリングを介してドライバーの手に
微振動として伝わるため、操舵フィーリングが悪くなる
という問題が発生する。そこで、従来、上記コギングト
ルクを低減するため、永久磁石の極数および電機子鉄
心の突極数の最小公倍数が大きくなる構成にする、電
機子鉄心の突極に補助溝を設ける、永久磁石または電
機子鉄心をスキューする、などの手法が考えられてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a brushless DC motor, when a motor is rotating, a rotor inside the motor is attracted or repelled by a permanent magnet around the motor, so that pulsation of motor torque, so-called cogging. It is known that torque is generated. In particular, brushless DC
In an electric power steering apparatus that assists a steering force by using a motor, when cogging torque is generated in a brushless DC motor, the vibration is transmitted as fine vibration to a driver's hand via a steering, so that a steering feeling is deteriorated. The problem occurs. Therefore, conventionally, in order to reduce the cogging torque, the configuration is such that the least common multiple of the number of poles of the permanent magnet and the number of salient poles of the armature core is increased, an auxiliary groove is provided in the salient poles of the armature core, a permanent magnet or Methods such as skewing the armature core have been considered.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、コギングト
ルクの大きさは、モータに装着された永久磁石の磁束に
比例し、磁束は温度が上昇すると小さくなり、温度が低
下すると大きくなる特性がある。しかし、上記従来の
〜の手法は、いずれもモータ本体の機械的構造を変更
するものであるため、モータの温度変化に対応してコギ
ングトルクを減少させることができないという問題があ
る。しかも、上記従来の〜の手法は、いずれもモー
タ本体の機械的構造を変更するものであるため、加工や
組付の工程数が多くなるので、製造コストが高いという
問題がある。また、上記従来の〜の手法は、理論的
にはコギングトルクを低減できるが、加工精度や組付精
度のばらつきなどが原因で、コギングトルクを思うよう
に低減できないという問題がある。By the way, the magnitude of the cogging torque is proportional to the magnetic flux of the permanent magnet mounted on the motor, and the magnetic flux has a characteristic that the magnetic flux decreases as the temperature increases and increases as the temperature decreases. However, the above-mentioned conventional methods (1) to (4) change the mechanical structure of the motor body, and thus have a problem that the cogging torque cannot be reduced in response to a change in the temperature of the motor. In addition, since the above-mentioned conventional methods (1) to (4) change the mechanical structure of the motor body, the number of processing and assembling steps is increased, so that there is a problem that the manufacturing cost is high. In addition, the above-mentioned conventional methods can theoretically reduce the cogging torque, but have a problem that the cogging torque cannot be reduced as desired due to variations in machining accuracy and assembly accuracy.
【０００４】そこで、この発明は、モータ本体の機械的
構造を変更することなく、モータの温度に対応してコギ
ングトルクを低減できるモータ制御装置を実現すること
を目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor control device capable of reducing the cogging torque corresponding to the temperature of the motor without changing the mechanical structure of the motor body.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段、作用および発明の効果】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の
発明では、少なくともモータトルク指令値に基づいてモ
ータを制御するモータ制御装置において、モータの回転
角を検出する回転角検出手段と、前記モータの温度を検
出する温度検出手段と、前記モータの回転角と、前記モ
ータに発生するコギングトルクと逆位相の補正トルクと
が対応付けられており、前記モータの温度ごとに設定さ
れた複数の補正マップとを備えており、前記温度検出手
段によって検出されたモータの温度に対応する補正マッ
プを前記複数の補正マップの中から選択し、その選択し
た補正マップから前記回転角検出手段によって検出され
たモータの回転角に対応する補正トルクを抽出し、その
抽出した補正トルクを前記モータトルク指令値に足し込
むという技術的手段を用いる。Means for Solving the Problems, Functions and Effects of the Invention
To achieve the above object, according to the present invention, in a motor control device that controls a motor based on at least a motor torque command value, a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the motor; Temperature detection means for detecting the temperature of the motor, a rotation angle of the motor, and a correction torque of the opposite phase to the cogging torque generated in the motor are associated with each other, and a plurality of sets are set for each temperature of the motor. A correction map corresponding to the motor temperature detected by the temperature detecting means is selected from the plurality of correction maps, and detected by the rotation angle detecting means from the selected correction map. A technical method of extracting a correction torque corresponding to the rotation angle of the extracted motor and adding the extracted correction torque to the motor torque command value. It is used.
【０００６】つまり、モータの回転角と、モータに発生
するコギングトルクと逆位相の補正トルクとが対応付け
られたマップから抽出した補正トルクをモータトルク指
令値に足し込むことによりコギングトルクを補正するこ
とができる。したがって、モータの機械的構造を変更し
なくてもコギングトルクを補正できるため、加工精度や
組付精度のばらつきなどの影響を受ける従来の手法より
もコギングトルクを確実に大きく低減することができ
る。しかも、補正マップはモータの温度ごとに複数設定
されており、その中からモータの温度に対応する補正マ
ップを選択できるため、モータの温度に対応してコギン
グトルクを補正することができる。したがって、モータ
温度による影響を加味できない従来の手法よりもコギン
グトルクを確実に大きく低減することができる。以上の
ように、請求項１に記載のモータ制御装置を使用すれ
ば、モータ本体の機械的構造を変更することなく、モー
タの温度に対応してコギングトルクを低減できるモータ
制御装置を実現することができる。That is, the cogging torque is corrected by adding a correction torque extracted from a map in which a rotation angle of the motor and a cogging torque generated in the motor and a correction torque having an opposite phase are associated with the motor torque command value. be able to. Therefore, since the cogging torque can be corrected without changing the mechanical structure of the motor, the cogging torque can be surely greatly reduced as compared with the conventional method which is affected by variations in machining accuracy and assembly accuracy. In addition, a plurality of correction maps are set for each motor temperature, and a correction map corresponding to the motor temperature can be selected from the plurality of correction maps, so that the cogging torque can be corrected according to the motor temperature. Therefore, the cogging torque can be surely greatly reduced as compared with the conventional method in which the influence of the motor temperature cannot be considered. As described above, the use of the motor control device according to claim 1 realizes a motor control device that can reduce the cogging torque corresponding to the temperature of the motor without changing the mechanical structure of the motor body. Can be.
【０００７】請求項２に記載の発明では、少なくともモ
ータトルク指令値に基づいてモータを制御するモータ制
御装置において、モータの回転角を検出する回転角検出
手段と、前記モータの温度を検出する温度検出手段と、
前記モータの回転角と、前記モータに発生するコギング
トルクと逆位相の補正トルクとが対応付けられた補正マ
ップとを備えており、前記温度検出手段によって検出さ
れたモータの温度に対応する所定の係数を用いて前記補
正マップを補正し、その補正した補正マップから前記回
転角検出手段によって検出されたモータの回転角に対応
する補正トルクを抽出し、その抽出した補正トルクを前
記モータトルク指令値に足し込むという技術的手段を用
いる。According to a second aspect of the present invention, in a motor control device for controlling a motor based on at least a motor torque command value, a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the motor, and a temperature detecting means for detecting a temperature of the motor. Detecting means;
A rotation angle of the motor, a correction map in which a cogging torque generated in the motor and a correction torque having an opposite phase are associated with each other, and a predetermined map corresponding to the temperature of the motor detected by the temperature detection unit. The correction map is corrected using a coefficient, a correction torque corresponding to the rotation angle of the motor detected by the rotation angle detection means is extracted from the corrected correction map, and the extracted correction torque is used as the motor torque command value. Technical means of adding to
【０００８】つまり、モータの回転角と、モータに発生
するコギングトルクと逆位相の補正トルクとが対応付け
られたマップから抽出した補正トルクをモータトルク指
令値に足し込むことによりコギングトルクを補正するこ
とができる。したがって、モータの機械的構造を変更し
なくてもコギングトルクを補正できるため、加工精度や
組付精度のばらつきなどの影響を受ける従来の手法より
もコギングトルクを確実に大きく低減することができ
る。しかも、温度検出手段によって検出されたモータの
温度に対応する所定の係数を用いて補正マップを補正で
きるため、モータの温度に対応してコギングトルクを補
正することができる。したがって、モータ温度による影
響を加味できない従来の手法よりもコギングトルクを確
実に大きく低減することができる。以上のように、請求
項２に記載のモータ制御装置を使用すれば、モータ本体
の機械的構造を変更することなく、モータの温度に対応
してコギングトルクを低減できるモータ制御装置を実現
することができる。That is, the cogging torque is corrected by adding the correction torque extracted from the map in which the rotation angle of the motor and the cogging torque generated in the motor and the correction torque of the opposite phase are associated with the motor torque command value. be able to. Therefore, since the cogging torque can be corrected without changing the mechanical structure of the motor, the cogging torque can be surely greatly reduced as compared with the conventional method which is affected by variations in machining accuracy and assembly accuracy. In addition, since the correction map can be corrected using a predetermined coefficient corresponding to the motor temperature detected by the temperature detecting means, the cogging torque can be corrected according to the motor temperature. Therefore, the cogging torque can be surely greatly reduced as compared with the conventional method in which the influence of the motor temperature cannot be considered. As described above, the use of the motor control device according to claim 2 realizes a motor control device that can reduce the cogging torque corresponding to the temperature of the motor without changing the mechanical structure of the motor body. Can be.
【０００９】請求項３に記載の発明では、少なくともモ
ータトルク指令値に基づいてモータを制御するモータ制
御装置において、モータの回転角を検出する回転角検出
手段と、前記モータの温度を検出する温度検出手段と、
前記モータの回転角と、前記モータに発生するコギング
トルクと逆位相の補正トルクとが対応付けられた補正マ
ップとを備えており、前記補正マップから前記回転角検
出手段によって検出されたモータの回転角に対応する補
正トルクを抽出し、この抽出した補正トルクを前記温度
検出手段によって検出されたモータの温度に対応する所
定の係数を用いて補正し、このようにして補正した補正
トルクを前記モータトルク指令値に足し込むという技術
的手段を用いる。According to a third aspect of the present invention, in a motor control device for controlling a motor based on at least a motor torque command value, a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the motor, and a temperature detecting means for detecting a temperature of the motor. Detecting means;
A rotation angle of the motor, and a correction map in which a cogging torque generated in the motor and a correction torque having an opposite phase are associated with each other, and the rotation of the motor detected by the rotation angle detection unit from the correction map is provided. A correction torque corresponding to the angle is extracted, and the extracted correction torque is corrected by using a predetermined coefficient corresponding to the temperature of the motor detected by the temperature detecting means. A technical means of adding to the torque command value is used.
【００１０】つまり、モータの回転角と、モータに発生
するコギングトルクと逆位相の補正トルクとが対応付け
られたマップから抽出した補正トルクをモータトルク指
令値に足し込むことによりコギングトルクを補正するこ
とができる。したがって、モータの機械的構造を変更し
なくてもコギングトルクを補正できるため、加工精度や
組付精度のばらつきなどの影響を受ける従来の手法より
もコギングトルクを確実に大きく低減することができ
る。しかも、補正マップからモータの回転角に対応する
補正トルクを抽出し、この抽出した補正トルクをモータ
の温度に対応する所定の係数を用いて補正できるため、
モータの回転角およびモータの温度に対応してコギング
トルクを補正することができる。したがって、モータの
回転角およびモータの温度による影響を加味できない従
来の手法よりもコギングトルクを確実に大きく低減する
ことができる。以上のように、請求項３に記載のモータ
制御装置を使用すれば、モータ本体の機械的構造を変更
することなく、モータの回転角およびモータの温度に対
応してコギングトルクを低減できるモータ制御装置を実
現することができる。That is, the cogging torque is corrected by adding the correction torque extracted from the map in which the rotation angle of the motor and the correction torque having the opposite phase to the cogging torque generated in the motor are associated with the motor torque command value. be able to. Therefore, since the cogging torque can be corrected without changing the mechanical structure of the motor, the cogging torque can be surely greatly reduced as compared with the conventional method which is affected by variations in machining accuracy and assembly accuracy. Moreover, since a correction torque corresponding to the rotation angle of the motor is extracted from the correction map, and the extracted correction torque can be corrected using a predetermined coefficient corresponding to the temperature of the motor,
The cogging torque can be corrected according to the rotation angle of the motor and the temperature of the motor. Therefore, the cogging torque can be reliably reduced more than the conventional method in which the influence of the rotation angle of the motor and the temperature of the motor cannot be considered. As described above, by using the motor control device according to the third aspect, the motor control can reduce the cogging torque corresponding to the rotation angle of the motor and the temperature of the motor without changing the mechanical structure of the motor body. The device can be realized.
【００１１】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載のモータ制御装置において、前記補正
マップは、前記コギングトルクの１サイクル分に設定さ
れているという技術的手段を用いる。According to a third aspect of the present invention, in the motor control device according to the first or second aspect, technical means is used in which the correction map is set to one cycle of the cogging torque. .
【００１２】つまり、コギングトルクには周期性がある
ため、補正マップをコギングトルクの１サイクル分に設
定しても、モータトルク指令値を補正してコギングトル
クを低減することができる。したがって、全サイクル分
の補正マップを記憶媒体に記憶する場合よりも、記憶媒
体の補正マップが占める領域を小さくすることができ
る。That is, since the cogging torque has periodicity, the motor torque command value can be corrected and the cogging torque can be reduced even if the correction map is set to one cycle of the cogging torque. Therefore, the area occupied by the correction maps of the storage medium can be made smaller than when the correction maps for all cycles are stored in the storage medium.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、この発明に係るモータ制御
装置の一実施形態について図を参照して説明する。な
お、以下に述べる各実施形態では、この発明に係るモー
タ制御装置として、電気式動力舵取装置に備えられたブ
ラシレスＤＣモータを制御するモータ制御装置を例に挙
げて説明する。 ［電気的構成］図１は、第１実施形態に係る電気式動力
舵取装置に備えられたブラシレスＤＣモータの制御装置
の主な電気的構成をブロックで示す説明図である。ブラ
シレスＤＣモータＭのｕ相およびｖ相に流れる電流は、
それぞれモータ制御装置１０を構成する電流検出器２０
によって検出され、それぞれＡ／Ｄ変換回路２２によっ
てデジタルの検出電流値に変換される。その変換された
検出電流値ｉｕ，ｉｖは、ｄ／ｑ変換部２３に取り込ま
れ、ｄ／ｑ変換（２相変換）される。ここで、ｄ／ｑ変
換とは、回転子と共に回転するｄ軸（励磁電流）および
ｑ軸（トルク電流）からなる直交座標を設定し、その直
交座標に対して各相に流れる交流電流のベクトルを写像
することにより、交流を直流として演算する手法であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a motor control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the embodiments described below, a motor control device that controls a brushless DC motor provided in an electric power steering device will be described as an example of a motor control device according to the present invention. [Electrical Configuration] FIG. 1 is a block diagram showing the main electrical configuration of a control device for a brushless DC motor provided in the electric power steering apparatus according to the first embodiment. The current flowing in the u and v phases of the brushless DC motor M is
A current detector 20 constituting each motor control device 10
, And converted into digital detection current values by the A / D conversion circuit 22. The converted detection current values iu and iv are taken into the d / q conversion unit 23 and subjected to d / q conversion (two-phase conversion). Here, the d / q conversion refers to the setting of orthogonal coordinates consisting of a d-axis (excitation current) and a q-axis (torque current) rotating with the rotor, and a vector of an alternating current flowing in each phase with respect to the orthogonal coordinates. Is a method of calculating an alternating current as a direct current by mapping.
【００１４】回転子の回転角を検出する回転角センサＥ
により検出された検出信号ｎは、モータ回転角演算部２
４に取り込まれ、モータ回転角演算部２４は、図示しな
いｓｉｎテーブルを参照し、検出信号ｎに対応するモー
タ回転角θを選択する。その選択されたモータ回転角θ
は、ｄ／ｑ変換部２３におけるｄ／ｑ変換に用いられ
る。そして、検出電流値ｉｕ，ｉｖは、ｄ／ｑ変換部２
３においてモータ回転角θを用いてｄ／ｑ変換され、電
流値ｉｑ，ｉｄとして出力される。電流値ｉｄは、ｄ軸
電流指令値ｉｄ* と加算部１６において加算され、その
偏差ΔＩｄは、補償部１７における補償処理に用いられ
る。補償部１７は、取り込んだ偏差ΔＩｄを比例積分す
るとともに、電圧方程式を用いてｄ軸電圧指令値Ｖｄ*
をｄ／ｑ逆変換部１５に出力する。なお、ブラシレスＤ
ＣモータＭは、回転子がマグネットであり、励磁電流ｉ
ｄを流す必要がないため、ｄ軸電流指令値ｉｄ* ＝０で
ある。A rotation angle sensor E for detecting the rotation angle of the rotor
Is detected by the motor rotation angle calculator 2
4, and the motor rotation angle calculation unit 24 selects a motor rotation angle θ corresponding to the detection signal n with reference to a sine table (not shown). The selected motor rotation angle θ
Is used for d / q conversion in the d / q conversion unit 23. Then, the detected current values iu and iv are calculated by the d / q converter 2
In step 3, d / q conversion is performed using the motor rotation angle θ, and output as current values iq and id. The current value id is added to the d-axis current command value id * in the adder 16, and the deviation ΔId is used for compensation processing in the compensator 17. The compensating unit 17 proportionally integrates the acquired deviation ΔId and uses the voltage equation to set the d-axis voltage command value Vd *.
Is output to the d / q inverse conversion unit 15. In addition, brushless D
In the C motor M, the rotor is a magnet and the exciting current i
Since d does not need to flow, the d-axis current command value id * = 0.
【００１５】また、図示しない電気式動力舵取装置に備
えられたトルクセンサ４０からは、操舵トルクに対応し
たトルク信号が出力され、そのトルク信号に対応したア
シストトルクがアシストマップ４１から抽出される。続
いて、その抽出されたアシストトルクは、乗算部４２に
おいて、たとえば図示しない車速センサから出力された
車速に対応した係数が乗算され、モータトルク指令値Ｔ
ａとなって加算部１１に送出される。また、モータＭに
は、電機子巻線の温度を監視するためのサーミスタ２７
が取付けられており、そのサーミスタ２７から出力され
たモータ温度信号は、Ａ／Ｄ変換回路２２によってモー
タ温度に対応したデジタルのモータ温度値Ｔｈに変換さ
れる。A torque signal corresponding to the steering torque is output from a torque sensor 40 provided in an electric power steering device (not shown), and an assist torque corresponding to the torque signal is extracted from an assist map 41. . Subsequently, the extracted assist torque is multiplied by a coefficient corresponding to, for example, a vehicle speed output from a vehicle speed sensor (not shown) in a multiplication unit 42, and a motor torque command value T
This is sent to the addition unit 11 as a. The motor M has a thermistor 27 for monitoring the temperature of the armature winding.
The motor temperature signal output from the thermistor 27 is converted by the A / D conversion circuit 22 into a digital motor temperature value Th corresponding to the motor temperature.
【００１６】［補正トルク演算］ここで、補正トルク演
算について図２および図３を参照して説明する。図２
（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれモータ温度が２０゜Ｃ，５
０゜Ｃ，１００゜Ｃである場合の補正トルクΔＴとモー
タ回転角θとを対応付けた補正マップを示す説明図であ
る。図３は、図１に示す補正トルク演算部３０の処理の
流れを示すフローチャートである。図２に示すように、
モータ温度が２０゜Ｃのときに用いる補正マップ３１
（図２（Ａ））と、モータ温度が５０゜Ｃのときに用い
る補正マップ３２（図２（Ｂ））と、モータ温度が１０
０゜Ｃのときに用いる補正マップ３３（図２（Ｃ））と
を有する。各補正マップは、実際にブラシレスＤＣモー
タＭを１回転（０°〜３６０°）した場合に発生するコ
ギングトルクを計測し、その計測したコギングトルクと
逆位相のトルクを補正トルクとして設定している。な
お、３つの補正マップ３１〜３３は、たとえば図示しな
い車両のＥＣＵ（電子制御装置）に備えられたＲＯＭな
どに記憶されている。[Correction Torque Calculation] Here, the correction torque calculation will be described with reference to FIGS. FIG.
(A) to (C) show that the motor temperature is 20 ° C and 5 ° C, respectively.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a correction map in which a correction torque ΔT and a motor rotation angle θ are associated with each other when 0 ° C and 100 ° C. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the processing of the correction torque calculation unit 30 shown in FIG. As shown in FIG.
Correction map 31 used when motor temperature is 20 ° C.
(FIG. 2 (A)), a correction map 32 (FIG. 2 (B)) used when the motor temperature is 50 ° C.,
And a correction map 33 (FIG. 2C) used when 0 と き に C. Each correction map measures a cogging torque generated when the brushless DC motor M is actually rotated once (0 ° to 360 °), and sets a torque having a phase opposite to the measured cogging torque as a correction torque. . The three correction maps 31 to 33 are stored in, for example, a ROM provided in an ECU (electronic control device) of a vehicle (not shown).
【００１７】図３に示すように、補正トルク演算部３０
は、モータ温度演算部２５から出力されたモータ温度値
Ｔｈを読込み（ステップ（以下、Ｓと略す）１０）、そ
の読込んだモータ温度値Ｔｈに最も近いモータ温度が設
定された補正マップを図２に示す３つの補正マップの中
から選択する（Ｓ１２）。たとえば、モータ温度値Ｔｈ
が５０゜Ｃの場合には、補正マップ３２を選択する。続
いて補正トルク演算部３０は、モータ回転角演算部２４
からモータ回転角θを読込み（Ｓ１４）、そのモータ回
転角θに対応する補正トルクΔＴをＳ１２において選択
した補正マップから抽出する（Ｓ１６）。そして補正ト
ルク演算部３０は、Ｓ１６において抽出した補正トルク
ΔＴを前述の加算部１１へ送出する（Ｓ１８）。これに
より、加算部１１では、モータトルク指令値Ｔａに補正
トルクΔＴが足し込まれるため、モータトルク指令値Ｔ
ａからコギングトルク分を低減するように補正すること
ができる。As shown in FIG. 3, the correction torque calculator 30
FIG. 5 shows a correction map in which the motor temperature value Th output from the motor temperature calculation unit 25 is read (step (hereinafter abbreviated as S) 10) and the motor temperature closest to the read motor temperature value Th is set. 2 are selected from among three correction maps (S12). For example, the motor temperature value Th
Is 50 ° C., the correction map 32 is selected. Subsequently, the correction torque calculation unit 30 includes a motor rotation angle calculation unit 24.
From the motor rotation angle θ (S14), and a correction torque ΔT corresponding to the motor rotation angle θ is extracted from the correction map selected in S12 (S16). Then, the correction torque calculation section 30 sends the correction torque ΔT extracted in S16 to the above-described addition section 11 (S18). As a result, in the adding section 11, the correction torque ΔT is added to the motor torque command value Ta, so that the motor torque command value T
Correction can be made to reduce the cogging torque from a.
【００１８】そして、補正されたモータトルク指令値Ｔ
ａに対応するｑ軸電流指令値ｉｑ*が、ｉｑ−トルクマ
ップ１２から抽出され、その抽出されたｑ軸電流指令値
ｉｑ * は、加算部１３においてｄ／ｑ変換部２３から送
出された電流値ｉｑと加算され、その偏差ΔＩｑは、補
償部１４における補償処理に用いられる。補償部１４
は、取り込んだ偏差ΔＩｑを比例積分するとともに、電
圧方程式を用いてｑ軸電圧指令値Ｖｑ* をｄ／ｑ逆変換
部１５に出力する。ｄ／ｑ逆変換部１５は、取り込んだ
ｑ軸電圧指令値Ｖｑ* およびｄ軸電圧指令値Ｖｄ* をｄ
／ｑ逆変換（３相変換）し、電圧指令値Ｖｕ*，Ｖｖ*，
Ｖｗ* をパルス幅変調（ＰＷＭ）部１８へ出力する。そ
して、パルス幅変調部１８は、入力した電圧指令値Ｖｕ
*，Ｖｖ*，Ｖｗ* にそれぞれ対応するパルス幅を有する
パルス信号をインバータ構成の駆動回路１９へ出力し、
駆動回路１９は、ｕ，ｖ，ｗの各相へ駆動電圧を印加す
る。Then, the corrected motor torque command value T
q-axis current command value iq corresponding to a*Is iq-Turkma
Extracted from the tap 12 and the extracted q-axis current command value
iq *Is transmitted from the d / q conversion unit 23 in the addition unit 13.
Is added to the output current value iq, and the deviation ΔIq
The compensation unit 14 uses the compensation processing. Compensation unit 14
Performs proportional integration of the acquired deviation ΔIq,
Q-axis voltage command value Vq using the pressure equation*To d / q inverse transformation
Output to the unit 15. The d / q inverse conversion unit 15
q-axis voltage command value Vq*And d-axis voltage command value Vd*To d
/ Q inverse conversion (three-phase conversion) and voltage command value Vu*, Vv*,
Vw*Is output to the pulse width modulation (PWM) unit 18. So
Then, the pulse width modulation unit 18 receives the input voltage command value Vu
*, Vv*, Vw*Have pulse widths corresponding to
A pulse signal is output to a drive circuit 19 having an inverter configuration,
The drive circuit 19 applies a drive voltage to each of u, v, and w phases.
You.
【００１９】ここで、本発明者らがコギングトルクの計
測結果について図５および図６を参照して説明する。図
５は、モータ制御装置１０を使用した場合にブラシレス
ＤＣモータＭに発生するコギングトルクを測定した場合
の測定結果を示すグラフであり、図６は、従来のモータ
制御装置を使用した場合にブラシレスＤＣモータＭに発
生するコギングトルクを測定した場合の測定結果を示す
グラフである。図６に示すように、従来のモータ制御装
置を使用した場合は、コギングトルクの変動幅の最大値
は、約０．１７Ｎｍであり、１サイクル当たりのコギン
グトルクは、約０．１４Ｎｍであった。これに対して、
図５に示すように、モータ制御装置１０を使用した場合
は、コギングトルクの変動幅の最大値は、約０．０７０
Ｎｍであり、１サイクル当たりのコギングトルクは、約
０．０５３Ｎｍであった。つまり、モータ制御装置１０
を使用すれば、従来のコギングトルクの変動幅を（０．
０７０／０．１７）×１００％＝約４１％に低減するこ
とができ、１サイクル当たりのコギングトルクを（０．
０５３／０．１４）×１００％＝約３８％に低減できる
ことが分かった。Here, the measurement results of the cogging torque by the present inventors will be described with reference to FIG. 5 and FIG. FIG. 5 is a graph showing a measurement result when the cogging torque generated in the brushless DC motor M when the motor control device 10 is used, and FIG. 6 is a graph showing a brushless when the conventional motor control device is used. 9 is a graph showing a measurement result when a cogging torque generated in a DC motor M is measured. As shown in FIG. 6, when the conventional motor control device is used, the maximum value of the fluctuation range of the cogging torque is about 0.17 Nm, and the cogging torque per cycle is about 0.14 Nm. . On the contrary,
As shown in FIG. 5, when the motor control device 10 is used, the maximum value of the fluctuation range of the cogging torque is about 0.070.
Nm, and the cogging torque per cycle was about 0.053 Nm. That is, the motor control device 10
Is used, the fluctuation range of the conventional cogging torque is set to (0.
070 / 0.17) × 100% = approximately 41%, and the cogging torque per cycle can be reduced to (0.
053 / 0.14) × 100% = about 38%.
【００２０】以上のように、第１実施形態のモータ制御
装置１０を使用すれば、ブラシレスＤＣモータＭの回転
角θと、ブラシレスＤＣモータＭに発生するコギングト
ルクと逆位相の補正トルクΔＴとが対応付けられたマッ
プ３１〜３３のいずれかから抽出した補正トルクΔＴを
モータトルク指令値Ｔａに足し込むことによりコギング
トルクを補正することができる。したがって、ブラシレ
スＤＣモータＭの機械的構造を変更しなくてもコギング
トルクを補正できるため、加工精度や組付精度のばらつ
きなどの影響を受ける従来の手法よりもコギングトルク
を大きく低減することができる。しかも、補正マップ３
１〜３３はブラシレスＤＣモータＭの温度ごとに複数設
定されており、その中からモータ温度Ｔｈに対応する補
正マップを選択できるため、モータ温度Ｔｈに対応して
コギングトルクを補正することができる。したがって、
モータ温度Ｔｈによる影響を考慮できない従来の手法よ
りも確実にコギングトルクを大きく低減することができ
る。以上のように、第１実施形態に係るモータ制御装置
１０を使用すれば、モータ本体の機械的構造を変更する
ことなく、モータ温度に対応してコギングトルクを低減
できるモータ制御装置を実現することができる。これに
より、ステアリングにコギングトルクによる振動が伝わ
らないため、操舵フィーリングを向上させることができ
る。As described above, when the motor control device 10 of the first embodiment is used, the rotation angle θ of the brushless DC motor M and the correction torque ΔT of the opposite phase to the cogging torque generated in the brushless DC motor M are obtained. The cogging torque can be corrected by adding the correction torque ΔT extracted from any of the associated maps 31 to 33 to the motor torque command value Ta. Therefore, since the cogging torque can be corrected without changing the mechanical structure of the brushless DC motor M, the cogging torque can be significantly reduced as compared with the conventional method that is affected by variations in machining accuracy and assembly accuracy. . Moreover, the correction map 3
A plurality of brushes 1 to 33 are set for each temperature of the brushless DC motor M, and a correction map corresponding to the motor temperature Th can be selected from the plurality, so that the cogging torque can be corrected according to the motor temperature Th. Therefore,
The cogging torque can be greatly reduced more reliably than the conventional method in which the influence of the motor temperature Th cannot be considered. As described above, by using the motor control device 10 according to the first embodiment, it is possible to realize a motor control device that can reduce the cogging torque corresponding to the motor temperature without changing the mechanical structure of the motor body. Can be. Thus, the vibration due to the cogging torque is not transmitted to the steering, so that the steering feeling can be improved.
【００２１】［第２実施形態］次に、この発明の第２実
施形態に係るモータ制御装置について図４を参照して説
明する。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれモータ温度が
２０゜Ｃ，５０゜Ｃ，１００゜Ｃのときに用いる補正マ
ップを示す説明図である。なお、図４に示す補正マップ
以外は、第１実施形態と同じ構成であるため、その説明
を省略する。第１実施形態では、ブラシレスＤＣモータ
Ｍの１回転分のコギングトルクと逆位相の補正トルクΔ
Ｔと、モータ回転角θとを対応付けた補正マップ３１〜
３３を説明したが、この第２実施形態では、図４に示す
ように、１サイクル分のコギングトルクと逆位相の補正
トルクΔＴと、モータ回転角θとを対応付けた補正マッ
プ３１ａ〜３３ａを用いる。つまり、コギングトルクに
は周期性があるため、補正マップをコギングトルクの１
サイクル分に設定しても、モータトルク指令値Ｔａを補
正してコギングトルクを低減することができる。したが
って、上記補正マップ３１ａ〜３３ａを使用すれば、第
１実施形態のモータ制御装置が奏する効果に加えて、第
１実施形態の補正マップ３１〜３３をＲＯＭに記憶する
場合よりも、ＲＯＭの補正マップが占める記憶領域を小
さくすることができるという効果がある。[Second Embodiment] Next, a motor control device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIGS. 4A to 4C are explanatory diagrams showing correction maps used when the motor temperature is 20 ° C., 50 ° C., and 100 ° C., respectively. Except for the correction map shown in FIG. 4, the configuration is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In the first embodiment, the correction torque Δ having the opposite phase to the cogging torque for one rotation of the brushless DC motor M
Correction maps 31 to 31 in which T is associated with the motor rotation angle θ
33, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the correction maps 31a to 33a in which the cogging torque for one cycle, the correction torque ΔT in the opposite phase, and the motor rotation angle θ are associated with each other. Used. That is, since the cogging torque has a periodicity, the correction map is set to the cogging torque of 1
Even if the number of cycles is set, the cogging torque can be reduced by correcting the motor torque command value Ta. Therefore, the use of the correction maps 31a to 33a is advantageous in that, in addition to the effects of the motor control device according to the first embodiment, the correction maps 31 to 33 of the first embodiment are more likely to be corrected than when the correction maps 31 to 33 are stored in the ROM. There is an effect that the storage area occupied by the map can be reduced.
【００２２】［第３実施形態］次に、この発明の第３実
施形態に係るモータ制御装置について説明する。 永久磁石 ブラシレスＤＣモータＭに装着されている永久磁石のコ
ギングトルクに対する温度特性は、フェライトの場合
が、−０．１８〜−０．２０％／゜Ｃであり、ネオジム
の場合は、−０．１３％／゜Ｃであり、サマリウム−コ
バルトの場合は、−０．０３〜−０．０４％／゜Ｃであ
る。つまり、たとえば常温２５゜Ｃにおいて測定した基
準の補正マップを１つＲＯＭなどに記憶しておき、モー
タ温度演算部２５によって演算されたモータ温度Ｔｈに
対して上記係数を乗算し、その結果得られた数値を上記
基準の補正マップに乗算することにより基準の補正マッ
プを補正し、その補正された補正マップからモータ回転
角θに対応する補正トルクΔＴを抽出する。この制御の
場合、図３に示すＳ１２の内容は「補正マップを補正」
となり、Ｓ１０、Ｓ１４〜Ｓ１８は、図３に示す内容と
同じである。[Third Embodiment] Next, a motor control device according to a third embodiment of the present invention will be described. Permanent magnet The temperature characteristic of the permanent magnet mounted on the brushless DC motor M with respect to the cogging torque is -0.18 to -0.20% / [deg.] C. for ferrite, and -0.08% for neodymium. 13% / ゜ C, and in the case of samarium-cobalt, it is -0.03 to -0.04% / ゜ C. That is, for example, one reference correction map measured at a normal temperature of 25 ° C. is stored in a ROM or the like, and the motor temperature Th calculated by the motor temperature calculation unit 25 is multiplied by the above coefficient. The reference correction map is corrected by multiplying the corrected value by the reference value, and a correction torque ΔT corresponding to the motor rotation angle θ is extracted from the corrected correction map. In the case of this control, the content of S12 shown in FIG.
S10 and S14 to S18 are the same as those shown in FIG.
【００２３】あるいは、モータ回転角θに対応する補正
トルクを抽出し、その抽出した補正トルクに対して、モ
ータ温度演算部２５によって演算されたモータ温度Ｔｈ
に対して上記係数を乗算したものを乗算して補正トルク
ΔＴを求める。また、この第３実施形態の構成において
も、補正マップは、モータの１回転分を有する構成ある
いはコギングトルクの１サイクル分を有する構成にする
ことができる。この制御の場合、図３に示すＳ１２の内
容は「モータ回転角θ読込み」となり、Ｓ１４の内容は
「補正マップより補正トルク抽出」となり、Ｓ１６の内
容は「補正トルクを補正」となり、Ｓ１８は、図３に示
す内容と同じである。以上のように、第３実施形態のモ
ータ制御装置を使用すれば、補正マップを１つ記憶して
おけば良いため、第１実施形態のモータ制御装置が奏す
る効果に加えて、ＲＯＭの補正マップが占める記憶領域
を小さくすることができるという効果がある。また、ブ
ラシレスＤＣモータＭに装着されている永久磁石の種類
によって上記係数を使い分けることにより、精度の高い
補正を行うことができる。Alternatively, a correction torque corresponding to the motor rotation angle θ is extracted, and the motor temperature Th calculated by the motor temperature calculation unit 25 is applied to the extracted correction torque.
Is multiplied by the above coefficient to obtain a correction torque ΔT. Also in the configuration of the third embodiment, the correction map may have a configuration having one rotation of the motor or a configuration having one cycle of cogging torque. In the case of this control, the content of S12 shown in FIG. 3 is “reading of motor rotation angle θ”, the content of S14 is “extraction of correction torque from correction map”, the content of S16 is “correction of correction torque”, and S18 is 3 is the same as that shown in FIG. As described above, if the motor control device of the third embodiment is used, only one correction map needs to be stored. In addition to the effects of the motor control device of the first embodiment, the correction map of the ROM Has the effect that the storage area occupied by the memory can be reduced. In addition, highly accurate correction can be performed by properly using the above coefficients depending on the type of the permanent magnet mounted on the brushless DC motor M.
【００２４】なお、上述の各実施形態では、補正マップ
がモータ温度２０゜Ｃ，５０゜Ｃ，１００゜Ｃの３つの
場合について設定されている場合を説明したが、たとえ
ば、１゜Ｃごと、数゜Ｃごと、あるいは１０゜Ｃごとに
補正マップを設定することもできる。また、モータ回転
角θの検出にモータ回転角センサ２１を用いたが、操舵
角センサを用いることもできる。さらに、上述の各実施
形態では、電気式動力舵取装置に備えられたブラシレス
ＤＣモータＭを制御する場合を説明したが、他の装置に
備えられたブラシレスＤＣモータなどにこの発明を適用
できることは勿論である。ところで、モータ回転角セン
サ２１が、この発明の回転角検出手段に対応し、サーミ
スタ２７が温度検出手段に対応する。また、補正トルク
演算部３０および図３のＳ１０〜Ｓ１８が、請求項１に
記載の「前記温度検出手段によって検出されたモータの
温度に対応する補正マップを・・・補正トルクを前記モ
ータトルク指令値に足し込む」の部分、または、請求項
２に記載の「前記温度検出手段によって検出されたモー
タの温度に対応する所定の係数を用いて・・・補正トル
クを前記モータトルク指令値に足し込む」の部分、また
は、請求項３に記載の「前記補正マップから前記回転角
検出手段によって検出されたモータの回転角に対応する
補正トルクを抽出し、・・・補正トルクを前記モータト
ルク指令値に足し込む」の部分として機能する。In each of the above embodiments, the case where the correction map is set for three cases of the motor temperatures 20 ° C., 50 ° C., and 100 ° C. has been described. A correction map can be set for every several degrees C or every ten degrees C. Further, although the motor rotation angle sensor 21 is used for detecting the motor rotation angle θ, a steering angle sensor may be used. Further, in each of the above-described embodiments, the case where the brushless DC motor M provided in the electric power steering device is controlled has been described. However, the present invention can be applied to a brushless DC motor provided in other devices. Of course. Incidentally, the motor rotation angle sensor 21 corresponds to the rotation angle detecting means of the present invention, and the thermistor 27 corresponds to the temperature detecting means. The correction torque calculation unit 30 and S10 to S18 in FIG. 3 are configured to generate a correction map corresponding to the motor temperature detected by the temperature detection means. Using a predetermined coefficient corresponding to the motor temperature detected by the temperature detecting means described in claim 2 or adding a correction torque to the motor torque command value. Extracting a correction torque corresponding to the rotation angle of the motor detected by the rotation angle detection means from the correction map according to claim 3; "Add to value".
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】この発明の第１実施形態に係る電気式動力舵取
装置に備えられたブラシレスＤＣモータの制御装置の主
な電気的構成をブロックで示す説明図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a main electric configuration of a control device of a brushless DC motor provided in an electric power steering device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図２（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれモータ温度が
２０゜Ｃ，５０゜Ｃ，１００゜Ｃである場合の補正トル
クΔＴとモータ回転角θとを対応付けた補正マップを示
す説明図である。FIGS. 2A to 2C show correction maps in which a correction torque ΔT and a motor rotation angle θ are associated with each other when the motor temperature is 20 ° C., 50 ° C., and 100 ° C., respectively. FIG.
【図３】図３は、図１に示す補正トルク演算部３０の処
理の流れを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of a process of a correction torque calculator 30 illustrated in FIG. 1;
【図４】図４（Ａ）〜（Ｃ）は、第２実施形態におい
て、それぞれモータ温度が２０゜Ｃ，５０゜Ｃ，１００
゜Ｃのときに用いる補正マップを示す説明図である。FIGS. 4 (A) to 4 (C) show the motor temperatures of 20 ° C., 50 ° C., and 100 ° C. in the second embodiment, respectively.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a correction map used when ゜ C.
【図５】モータ制御装置１０を使用した場合にブラシレ
スＤＣモータＭに発生するコギングトルクを測定した場
合の測定結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a measurement result when cogging torque generated in the brushless DC motor M when the motor control device 10 is used.
【図６】図６は、従来のモータ制御装置を使用した場合
にブラシレスＤＣモータＭに発生するコギングトルクを
測定した場合の測定結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a measurement result when a cogging torque generated in a brushless DC motor M when a conventional motor control device is used.
１０ モータ制御装置 ２１ モータ回転角センサ（回転角検出手段） ２７ サーミスタ（温度検出手段） ３０ 補正トルク演算部 ３１〜３３ 補正マップ Ｍ ブラシレスＤＣモータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motor control apparatus 21 Motor rotation angle sensor (rotation angle detection means) 27 Thermistor (temperature detection means) 30 Correction torque calculation part 31-33 Correction map M Brushless DC motor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H550 AA20 BB05 BB10 DD08 GG01 GG05 HB16 JJ02 JJ16 JJ24 JJ25 KK06 LL22 LL32 LL34 LL39 5H570 AA30 BB06 DD08 GG01 HB16 JJ02 JJ16 JJ24 KK06 LL02 LL12 LL14 LL19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page F term (reference) 5H550 AA20 BB05 BB10 DD08 GG01 GG05 HB16 JJ02 JJ16 JJ24 JJ25 KK06 LL22 LL32 LL34 LL39 5H570 AA30 BB06 DD08 GG01 HB16 JJ02 JJ16 JJ24 KK12 LL12
Claims (4)
てモータを制御するモータ制御装置において、 モータの回転角を検出する回転角検出手段と、 前記モータの温度を検出する温度検出手段と、 前記モータの回転角と、前記モータに発生するコギング
トルクと逆位相の補正トルクとが対応付けられており、
前記モータの温度ごとに設定された複数の補正マップと
を備えており、 前記温度検出手段によって検出されたモータの温度に対
応する補正マップを前記複数の補正マップの中から選択
し、その選択した補正マップから前記回転角検出手段に
よって検出されたモータの回転角に対応する補正トルク
を抽出し、その抽出した補正トルクを前記モータトルク
指令値に足し込むことを特徴とするモータ制御装置。A motor control device that controls a motor based on at least a motor torque command value; a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the motor; a temperature detection unit that detects a temperature of the motor; The rotation angle, the cogging torque generated in the motor and the correction torque of the opposite phase are associated,
A plurality of correction maps set for each of the motor temperatures, and a correction map corresponding to the motor temperature detected by the temperature detecting means is selected from the plurality of correction maps, and the selected one is selected. A motor control device, comprising: extracting a correction torque corresponding to a rotation angle of a motor detected by the rotation angle detection means from a correction map, and adding the extracted correction torque to the motor torque command value.
てモータを制御するモータ制御装置において、 モータの回転角を検出する回転角検出手段と、 前記モータの温度を検出する温度検出手段と、 前記モータの回転角と、前記モータに発生するコギング
トルクと逆位相の補正トルクとが対応付けられた補正マ
ップとを備えており、 前記温度検出手段によって検出されたモータの温度に対
応する所定の係数を用いて前記補正マップを補正し、そ
の補正した補正マップから前記回転角検出手段によって
検出されたモータの回転角に対応する補正トルクを抽出
し、その抽出した補正トルクを前記モータトルク指令値
に足し込むことを特徴とするモータ制御装置。2. A motor control device for controlling a motor based on at least a motor torque command value, wherein: a rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the motor; a temperature detection means for detecting a temperature of the motor; A rotation angle, a correction map in which a cogging torque generated in the motor and a correction torque of the opposite phase are associated, and a predetermined coefficient corresponding to the temperature of the motor detected by the temperature detection unit is used. A correction torque corresponding to the rotation angle of the motor detected by the rotation angle detection means is extracted from the corrected correction map, and the extracted correction torque is added to the motor torque command value. A motor control device characterized by the above-mentioned.
てモータを制御するモータ制御装置において、 モータの回転角を検出する回転角検出手段と、 前記モータの温度を検出する温度検出手段と、 前記モータの回転角と、前記モータに発生するコギング
トルクと逆位相の補正トルクとが対応付けられた補正マ
ップとを備えており、 前記補正マップから前記回転角検出手段によって検出さ
れたモータの回転角に対応する補正トルクを抽出し、こ
の抽出した補正トルクを前記温度検出手段によって検出
されたモータの温度に対応する所定の係数を用いて補正
し、このようにして補正した補正トルクを前記モータト
ルク指令値に足し込むことを特徴とするモータ制御装
置。3. A motor control device for controlling a motor based on at least a motor torque command value, wherein: a rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the motor; a temperature detection means for detecting a temperature of the motor; A rotation angle, and a correction map in which a cogging torque generated in the motor and a correction torque having an opposite phase are associated with each other. The correction map corresponds to a rotation angle of the motor detected by the rotation angle detection unit from the correction map. A correction torque to be extracted, and correct the extracted correction torque using a predetermined coefficient corresponding to the temperature of the motor detected by the temperature detecting means. The corrected torque thus corrected is referred to as the motor torque command value. A motor control device characterized by adding to the above.
の１サイクル分に設定されていることを特徴とする請求
項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のモータ制御
装置。4. The motor control device according to claim 1, wherein the correction map is set for one cycle of the cogging torque.
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