JP2002272164A - モータの通電制御方法 - Google Patents
モータの通電制御方法Info
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- JP2002272164A JP2002272164A JP2001064557A JP2001064557A JP2002272164A JP 2002272164 A JP2002272164 A JP 2002272164A JP 2001064557 A JP2001064557 A JP 2001064557A JP 2001064557 A JP2001064557 A JP 2001064557A JP 2002272164 A JP2002272164 A JP 2002272164A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータにおいて磁束密度の分布を正弦波状に
することなくトルクリップルを無くす。 【解決手段】 ロータの回転角に対する磁束密度の分布
Ｂ(θ)が図の破線に示されるように台形状の波形になる
場合に、正弦波磁束分布に対する正弦波通電を行った場
合と同等のトルクが発生するように、磁束分布波形に対
して回転角に対応したコイルへの通電電流Ｉ(θ)を算出
してマップ化し、回転センサにより検出される回転角に
応じてマップに基づきコイルに流す電流を制御する。 【効果】 磁束密度の正弦波状の分布波形に対して磁束
密度の高い部分においてコイルへの通電電流を低減する
ことにより、正弦波磁束分布に対する正弦波電流の通電
を行った場合と同様のトルクを発生させることができ、
磁石に対して困難な正弦波磁束分布の着磁を実施するこ
となく、容易にトルクリップルを解消する。
することなくトルクリップルを無くす。 【解決手段】 ロータの回転角に対する磁束密度の分布
Ｂ(θ)が図の破線に示されるように台形状の波形になる
場合に、正弦波磁束分布に対する正弦波通電を行った場
合と同等のトルクが発生するように、磁束分布波形に対
して回転角に対応したコイルへの通電電流Ｉ(θ)を算出
してマップ化し、回転センサにより検出される回転角に
応じてマップに基づきコイルに流す電流を制御する。 【効果】 磁束密度の正弦波状の分布波形に対して磁束
密度の高い部分においてコイルへの通電電流を低減する
ことにより、正弦波磁束分布に対する正弦波電流の通電
を行った場合と同様のトルクを発生させることができ、
磁石に対して困難な正弦波磁束分布の着磁を実施するこ
となく、容易にトルクリップルを解消する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータの通電制御
方法に関するものである。
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車に用いられる電動パワーステアリ
ング装置においてそのモータのトルク特性においてトル
クリップルが大きいと、低回転速度で使用した場合には
コギングが生じて操作感が悪くなるという問題がある。
ング装置においてそのモータのトルク特性においてトル
クリップルが大きいと、低回転速度で使用した場合には
コギングが生じて操作感が悪くなるという問題がある。
【０００３】上記装置に使用されるモータにはブラシレ
スモータを用いる場合があり、そのブラシレスモータに
あっては、ロータの磁束分布を正弦波状にすると共に正
弦波形の通電を行うことにより、トルク波形からトルク
リップルを無くすことができることが知られている。し
かしながら、普通に着磁された磁石の磁束密度の回転角
に対する分布を示す波形は図３に示されるように台形波
状になる。そのため、従来、磁束密度の分布を図の想像
線に示されるように正弦波状にするための工夫を行うよ
うにしたものがある。
スモータを用いる場合があり、そのブラシレスモータに
あっては、ロータの磁束分布を正弦波状にすると共に正
弦波形の通電を行うことにより、トルク波形からトルク
リップルを無くすことができることが知られている。し
かしながら、普通に着磁された磁石の磁束密度の回転角
に対する分布を示す波形は図３に示されるように台形波
状になる。そのため、従来、磁束密度の分布を図の想像
線に示されるように正弦波状にするための工夫を行うよ
うにしたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁束密
度の分布を正弦波にしようとすると、フル着磁ができな
いため磁石のエネルギを十分に使えなかったり、また着
磁条件の管理が厳しいため品質が不安定であったり、磁
石をセグメントで構成する場合の各セグメントへの着磁
が困難なため高騰化したりするという問題がある。
度の分布を正弦波にしようとすると、フル着磁ができな
いため磁石のエネルギを十分に使えなかったり、また着
磁条件の管理が厳しいため品質が不安定であったり、磁
石をセグメントで構成する場合の各セグメントへの着磁
が困難なため高騰化したりするという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、モータにおいて磁束密度の分布を正弦波状にするこ
となくトルクリップルを無くすことを実現するために、
本発明に於いては、モータのコイルに流す電流を、前記
モータの回転角に対する磁束密度の分布波形を正弦波と
した場合における通電量に基づき当該磁束密度の分布波
形に応じて通電するものとした。
て、モータにおいて磁束密度の分布を正弦波状にするこ
となくトルクリップルを無くすことを実現するために、
本発明に於いては、モータのコイルに流す電流を、前記
モータの回転角に対する磁束密度の分布波形を正弦波と
した場合における通電量に基づき当該磁束密度の分布波
形に応じて通電するものとした。
【０００６】これによれば、モータの回転角に対する磁
束密度の分布波形が正弦波状になっていなくても、正弦
波とした場合における正弦波通電の場合と同様になるよ
うに実際の磁束密度の分布波形に応じて通電することが
できる。
束密度の分布波形が正弦波状になっていなくても、正弦
波とした場合における正弦波通電の場合と同様になるよ
うに実際の磁束密度の分布波形に応じて通電することが
できる。
【０００７】また、前記コイルに流す電流を、前記磁束
密度の分布波形において前記正弦波とした場合よりも突
出している部分にあっては正弦波通電に対して低減する
ことにより、正弦波磁束分布に対する正弦波電流の通電
を行った場合と同様のトルクを発生させることができ
る。
密度の分布波形において前記正弦波とした場合よりも突
出している部分にあっては正弦波通電に対して低減する
ことにより、正弦波磁束分布に対する正弦波電流の通電
を行った場合と同様のトルクを発生させることができ
る。
【０００８】また、前記コイルに流す電流を前記磁束密
度の分布波形における前記回転角に対応させてマップ化
し、前記ロータの回転角を回転センサにより検出すると
共に、前記検出された回転角に応じて、前記マップ化さ
れた前記コイルに流す電流を読み出して前記コイルに通
電することによれば、複雑な回路や制御を行う必要がな
く、かつコイル通電電流のマップ化によりモータ毎の磁
束分布の違いに容易に対応できる。
度の分布波形における前記回転角に対応させてマップ化
し、前記ロータの回転角を回転センサにより検出すると
共に、前記検出された回転角に応じて、前記マップ化さ
れた前記コイルに流す電流を読み出して前記コイルに通
電することによれば、複雑な回路や制御を行う必要がな
く、かつコイル通電電流のマップ化によりモータ毎の磁
束分布の違いに容易に対応できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。
【００１０】図１は、本発明が適用されたブラシレスモ
ータの要部概略図である。なお、図ではアウタロータ型
のものを示しているが、本発明の対象となるものは、イ
ンナロータ型など他の構造のものであっても良い。図に
示されるように、本ブラシレスモータ１のロータ２内周
面には所定数の磁石３が固着されており、ロータ２の中
央部にはステータコア４が受容されており、そのステー
タコア４に設けられた所定数のティース４ａに、例えば
三相の各相のコイル５がそれぞれ巻回されている。
ータの要部概略図である。なお、図ではアウタロータ型
のものを示しているが、本発明の対象となるものは、イ
ンナロータ型など他の構造のものであっても良い。図に
示されるように、本ブラシレスモータ１のロータ２内周
面には所定数の磁石３が固着されており、ロータ２の中
央部にはステータコア４が受容されており、そのステー
タコア４に設けられた所定数のティース４ａに、例えば
三相の各相のコイル５がそれぞれ巻回されている。
【００１１】また、ロータ２の回転角を検出するための
回転センサ６が設けられており、その回転センサ６によ
る回転角検出信号が本ブラシレスモータ１の駆動制御を
行う制御装置７に入力している。この制御装置７によ
り、上記回転角検出信号に基づいてＰＷＭ駆動回路７ａ
からコイル５に流す電流を制御する。
回転センサ６が設けられており、その回転センサ６によ
る回転角検出信号が本ブラシレスモータ１の駆動制御を
行う制御装置７に入力している。この制御装置７によ
り、上記回転角検出信号に基づいてＰＷＭ駆動回路７ａ
からコイル５に流す電流を制御する。
【００１２】本ブラシレスモータ１の磁石３にあって
は、従来例で述べたものと同様に普通に着磁したものを
用いており、このような場合には、その磁束密度Ｂ(θ)
のロータ２の回転角に対する分布は図２の破線に示され
るように台形状の波形になる。本発明によれば、その台
形状の磁束密度Ｂ(θ)の波形に対して、対応するコイル
５に通電する電流Ｉ(θ)の波形を図の実線に示されるよ
うに流すように制御する。
は、従来例で述べたものと同様に普通に着磁したものを
用いており、このような場合には、その磁束密度Ｂ(θ)
のロータ２の回転角に対する分布は図２の破線に示され
るように台形状の波形になる。本発明によれば、その台
形状の磁束密度Ｂ(θ)の波形に対して、対応するコイル
５に通電する電流Ｉ(θ)の波形を図の実線に示されるよ
うに流すように制御する。
【００１３】次に、上記電流Ｉ(θ)の波形を求めるため
の制御要領について以下に示す。まず、理想的には磁束
密度Ｂ(θ)の分布及び電流Ｉ(θ)の波形は、図２の想像
線に示されるように共に正弦波になることが望ましい。
これは、磁界の交差角度を９０度にするためなので、管
理が容易なフル着磁による磁界の分布に応じた通電を行
うことで、トルクリップルを低減し、かつ出力を向上す
るためである。
の制御要領について以下に示す。まず、理想的には磁束
密度Ｂ(θ)の分布及び電流Ｉ(θ)の波形は、図２の想像
線に示されるように共に正弦波になることが望ましい。
これは、磁界の交差角度を９０度にするためなので、管
理が容易なフル着磁による磁界の分布に応じた通電を行
うことで、トルクリップルを低減し、かつ出力を向上す
るためである。
【００１４】例えば三相正弦波通電において、任意の１
相に流れる電流Ｉは、その最大電流をＩmとすると、Ｉ
＝Ｉm・ｓｉｎθとなり、その相に直交する界磁磁束密
度Ｂは、その最大値をＢmとすると、Ｂ＝Ｂm・ｓｉｎθ
となる。これら電流Ｉ及び磁束密度ＢによるトルクＴ
は、比例定数をＫとすると、 Ｔ＝Ｋ・Ｉm・Ｂm・ｓｉｎ２θ …（１） となる。
相に流れる電流Ｉは、その最大電流をＩmとすると、Ｉ
＝Ｉm・ｓｉｎθとなり、その相に直交する界磁磁束密
度Ｂは、その最大値をＢmとすると、Ｂ＝Ｂm・ｓｉｎθ
となる。これら電流Ｉ及び磁束密度ＢによるトルクＴ
は、比例定数をＫとすると、 Ｔ＝Ｋ・Ｉm・Ｂm・ｓｉｎ２θ …（１） となる。
【００１５】ここで、磁束密度Ｂの分布が上記図２の破
線に示されるように正弦波とはならないものを、Ｂ＝Ｂ
m・Ｆ(θ)とし、それに対応する電流Ｉを、Ｉ＝Ｉm・ｆ
(θ)とすると、上記と同様にトルクＴは、 Ｔ＝Ｋ・Ｉm・Ｂm・Ｆ(θ)・ｆ(θ) …（２） となる。
線に示されるように正弦波とはならないものを、Ｂ＝Ｂ
m・Ｆ(θ)とし、それに対応する電流Ｉを、Ｉ＝Ｉm・ｆ
(θ)とすると、上記と同様にトルクＴは、 Ｔ＝Ｋ・Ｉm・Ｂm・Ｆ(θ)・ｆ(θ) …（２） となる。
【００１６】磁束密度の分布が正弦波とならないもの
（Ｆ(θ)）において、正弦波の場合と同等のトルク特性
を出すためには、上記両式（１）（２）から、電流Ｉ
を、 ｆ(θ)＝ｓｉｎ２θ／Ｆ(θ) …（３） で表される波形にすれば良い。
（Ｆ(θ)）において、正弦波の場合と同等のトルク特性
を出すためには、上記両式（１）（２）から、電流Ｉ
を、 ｆ(θ)＝ｓｉｎ２θ／Ｆ(θ) …（３） で表される波形にすれば良い。
【００１７】これを実現するための一例として、本図示
例では、上記式（３）から求める電流Ｉを、回転センサ
６により検出する角度毎に算出し、各算出値（データ）
を回転角に応じてマップ化して、制御装置７内のマップ
制御部７ｂに記憶しておく。そのマップ化された電流は
図２の実線に示されるようになる。そして、ロータ２の
回転に対して、回転センサ６で検出された回転角に応じ
てマップから対応する電流データを読み出し、その電流
データに応じてＰＷＭ駆動回路７ａによりコイル５に流
す電流Ｉを制御する。
例では、上記式（３）から求める電流Ｉを、回転センサ
６により検出する角度毎に算出し、各算出値（データ）
を回転角に応じてマップ化して、制御装置７内のマップ
制御部７ｂに記憶しておく。そのマップ化された電流は
図２の実線に示されるようになる。そして、ロータ２の
回転に対して、回転センサ６で検出された回転角に応じ
てマップから対応する電流データを読み出し、その電流
データに応じてＰＷＭ駆動回路７ａによりコイル５に流
す電流Ｉを制御する。
【００１８】このようにして制御された電流Ｉは上記し
たように図２の実線に示されるようになり、それに基づ
いて通電することにより正弦波状の磁束密度に対する正
弦波通電を行ったものと同様のトルクを発生させること
ができる。したがって、本図示例のような複数のセグメ
ントタイプの磁石３を配設したモータにおいても、リン
グ状磁石を設けたモータと同等にトルクリップルの無い
駆動を行うことができる。さらに、正弦波電流を流す場
合に対して電流が低減されるため、省電力化を促進し得
る。
たように図２の実線に示されるようになり、それに基づ
いて通電することにより正弦波状の磁束密度に対する正
弦波通電を行ったものと同様のトルクを発生させること
ができる。したがって、本図示例のような複数のセグメ
ントタイプの磁石３を配設したモータにおいても、リン
グ状磁石を設けたモータと同等にトルクリップルの無い
駆動を行うことができる。さらに、正弦波電流を流す場
合に対して電流が低減されるため、省電力化を促進し得
る。
【００１９】また、トルクリップルを有するモータを用
いた電動パワーステアリング装置において低回転速度で
使用した場合にはコギングが生じて操作感が悪くなるの
に対して、本ブラシレスモータ１を適用した場合には上
記コギングが発生せず、電動パワーステアリング装置の
操作感を良くすることができる。
いた電動パワーステアリング装置において低回転速度で
使用した場合にはコギングが生じて操作感が悪くなるの
に対して、本ブラシレスモータ１を適用した場合には上
記コギングが発生せず、電動パワーステアリング装置の
操作感を良くすることができる。
【００２０】なお、本図示例では磁束分布が正弦波に対
して突出している波形となる例について示したが、本発
明によれば、磁束密度が正弦波に対してへこむような分
布波形となる場合に対しても同様に対応し得る。この場
合には、そのへこんでいる部分に対して正弦波通電を基
準として通電量を増大させれば良く、上記と同様にトル
クリップルの無い駆動を行うことができる。また、本発
明によれば磁石の磁束分布をきれいな波形にするように
着磁する必要はないが、例えば図示例のように台形にす
ることは正弦波にするよりは簡単であり、できるだけき
れいな台形状に着磁することにより、電流のマップ化も
容易になる。
して突出している波形となる例について示したが、本発
明によれば、磁束密度が正弦波に対してへこむような分
布波形となる場合に対しても同様に対応し得る。この場
合には、そのへこんでいる部分に対して正弦波通電を基
準として通電量を増大させれば良く、上記と同様にトル
クリップルの無い駆動を行うことができる。また、本発
明によれば磁石の磁束分布をきれいな波形にするように
着磁する必要はないが、例えば図示例のように台形にす
ることは正弦波にするよりは簡単であり、できるだけき
れいな台形状に着磁することにより、電流のマップ化も
容易になる。
【００２１】
【発明の効果】このように本発明によれば、モータの回
転角に対する磁束密度の分布波形が正弦波状でなくて
も、正弦波とした場合における正弦波通電の場合と同様
になるように実際の磁束密度の分布波形に応じて通電す
ることができ、トルクリップルの無い駆動を行うことが
できる。また、磁束密度の正弦波状の分布波形に対して
磁束密度の高い部分においてコイルへの通電電流を低減
することにより、磁束密度の高い部分に対する通電過大
によるトルクリップルの発生を防止すると共に、正弦波
磁束分布に対する正弦波電流の通電を行った場合と同様
のトルクを発生させることができ、磁石において困難な
正弦波磁束分布の着磁を実施することなく容易にトルク
リップルを解消し、かつ正弦波通電を行う場合に対して
電流を低減することから省電力化を促進し得る。さら
に、回転角に応じてコイルに通電する電流をマップ化す
ることによれば、複雑な回路や制御を行う必要がなく、
かつコイル通電電流のマップ化によりモータ毎の磁束分
布の違いに容易に対応できる。
転角に対する磁束密度の分布波形が正弦波状でなくて
も、正弦波とした場合における正弦波通電の場合と同様
になるように実際の磁束密度の分布波形に応じて通電す
ることができ、トルクリップルの無い駆動を行うことが
できる。また、磁束密度の正弦波状の分布波形に対して
磁束密度の高い部分においてコイルへの通電電流を低減
することにより、磁束密度の高い部分に対する通電過大
によるトルクリップルの発生を防止すると共に、正弦波
磁束分布に対する正弦波電流の通電を行った場合と同様
のトルクを発生させることができ、磁石において困難な
正弦波磁束分布の着磁を実施することなく容易にトルク
リップルを解消し、かつ正弦波通電を行う場合に対して
電流を低減することから省電力化を促進し得る。さら
に、回転角に応じてコイルに通電する電流をマップ化す
ることによれば、複雑な回路や制御を行う必要がなく、
かつコイル通電電流のマップ化によりモータ毎の磁束分
布の違いに容易に対応できる。
【図１】本発明が適用されたブラシレスモータの要部概
略図。
略図。
【図２】ロータの磁束分布に対するコイルへ流す電流波
形を示す図。
形を示す図。
【図３】モータの磁石における磁束密度の回転角に対す
る分布を示す波形図。
る分布を示す波形図。
１ ブラシレスモータ ２ ロータ ３ 磁石 ４ ステータコア、４ａ ティース ５ コイル ６ 回転センサ ７ 制御装置、７ａ ＰＷＭ駆動回路、７ｂ マップ制
御部
御部
Claims (3)
- 【請求項１】 モータのコイルに流す電流を、前記モー
タの回転角に対する磁束密度の分布波形を正弦波とした
場合における通電量に基づき当該磁束密度の分布波形に
応じて通電することを特徴とするモータの通電制御方
法。 - 【請求項２】 前記コイルに流す電流を、前記磁束密度
の分布波形において前記正弦波とした場合よりも突出し
ている部分にあっては正弦波通電に対して低減すること
を特徴とする請求項１に記載のモータの通電制御方法。 - 【請求項３】 前記コイルに流す電流を前記磁束密度の
分布波形における前記回転角に対応させてマップ化し、
前記ロータの回転角を回転センサにより検出すると共
に、 前記検出された回転角に応じて、前記マップ化された前
記コイルに流す電流を読み出して前記コイルに通電する
ことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のモ
ータの通電制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001064557A JP2002272164A (ja) | 2001-03-08 | 2001-03-08 | モータの通電制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001064557A JP2002272164A (ja) | 2001-03-08 | 2001-03-08 | モータの通電制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002272164A true JP2002272164A (ja) | 2002-09-20 |
Family
ID=18923356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001064557A Pending JP2002272164A (ja) | 2001-03-08 | 2001-03-08 | モータの通電制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002272164A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006006067A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Nidec Shibaura Corp | ブラシレスｄｃモータの駆動装置 |
| EP2040368A4 (en) * | 2006-07-07 | 2018-01-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor control device and vehicle using the same |
| WO2022186057A1 (ja) * | 2021-03-01 | 2022-09-09 | 株式会社デンソー | 回転電機及び回転電機の制御方法 |
-
2001
- 2001-03-08 JP JP2001064557A patent/JP2002272164A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006006067A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Nidec Shibaura Corp | ブラシレスｄｃモータの駆動装置 |
| EP2040368A4 (en) * | 2006-07-07 | 2018-01-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor control device and vehicle using the same |
| WO2022186057A1 (ja) * | 2021-03-01 | 2022-09-09 | 株式会社デンソー | 回転電機及び回転電機の制御方法 |
| JP7487839B2 (ja) | 2021-03-01 | 2024-05-21 | 株式会社デンソー | 回転電機及び回転電機の制御方法 |
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