JP2003265000A - 三相モータの制御装置 - Google Patents
三相モータの制御装置Info
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Abstract
タの振動や音を防止できる装置を提供すること。 【解決手段】 U相、V相の電流値と三相モータ1の角
度とからd−q座標の電流値に変換する三相/d−q座
標変換回路4と、三相/d−q座標変換回路から出力さ
れたd軸電流値と目標のd軸指令電流値との差分を比例
および積分動作してd軸指令Vdaを出力するd軸系の
制御回路8,9と、三相/d−q座標変換回路からの出
力されたq軸電流値と目標のq軸指令電流値との差分を
比例および積分動作してq軸指令Vqaを出力するq軸
系の制御回路10,11と、d軸指令Vdaおよびq軸
指令Vqaを三相の入力制御電流値に対応する各PWM
指令値Vu、Vv、Vwに変換して出力するd−q/三
相座標変換回路6と、三相モータの回転数を検出するセ
ンサ5とを備え、三相モータ1の回転数に基づいてd軸
系、q軸系の制御回路の比例ゲインを可変制御する。
Description
御電流を調整する三相モータの制御装置に関する。 【0002】 【従来の技術】例えば、電動パワーステアリング装置で
は、電動モータとして三相モータを用いている。この三
相モータは、ステアリングホィールを操作したときの入
力トルクに応じてアシスト力を発揮するものであり、図
3は、この三相モータ1の制御ブロックを示したもので
ある。図示するように、三相モータ1には、d軸指令お
よびq軸指令からなるd−q座標の指令値を三相電流に
変換して、それを制御電流として入力するようにしてい
る。 【0003】具体的には、上記三相モータ1に入力され
るU相電流値を検出する電流計2と、V相電流値を検出
する電流計3とを設け、これら電流計2,3の検出値を
三相/d−q座標変換回路4で二軸の信号に変換する。
この二軸信号を、d軸指令、q軸指令の電流値とそれぞ
れ比較する。これら二軸信号を比較した後、その差分の
d軸電流値をd軸系の比例器8によって比例動作すると
ともに積分器9によって積分動作する。そして、これら
比例動作後の値と積分動作後の値とを加算して、その加
算値をd軸指令Vdaとして出力する。また、q軸指令
値も、q軸系の比例器10によって比例動作するととも
に積分器11によって積分動作する。そして、これら比
例動作後の値と積分動作後の値とを加算して、q軸指令
Vqaとして出力する。 【0004】上記のようにして求めたd軸指令Vdaお
よびq軸指令Vqaを、d−q/三相座標変換回路6に
入力し、三相PWM指令値Vu、Vv、Vwに変換して
出力する。そして、このd−q/三相座標変換回路6か
ら出力されるPWM指令値を、インバータ回路7によっ
て調整し、上記三相モータ1に出力する。以上のように
することにより、三相モータ1の出力を調整している。
なお、図中符号5は、レゾルバに代表される角度センサ
であり、この角度センサ5によって、予め決定したステ
ータに対するロータの基準角度からの変位量、すなわち
変位角度を検出するようにしている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】電動パワーステアリン
グにおいては、ステアリングホィールを素早く操作した
ときの操舵追従性を良好に保つために、上記d軸系の比
例器8における比例ゲインとq軸系の比例器10におけ
る比例ゲインを大きめに設定している。ところが、この
ように比例ゲインを大きめに設定すると、PWMのスイ
ッチノイズや外部からのノイズ、A/Dの分解能の荒
さ、演算誤差等の影響で、振動や音が発生する。この振
動や音は、それほど大きくないので、例えばドライバー
がステアリングホィールを素早く操作している場合な
ど、電動モータが高速で回転している場合には、ドライ
バーが振動や音に気がつくことはほとんどない。しか
し、ドライバーがステアリングホィールをゆっくり操作
する場合や、中立位置付近でステアリングホィールを保
持している場合など、電動モータの回転数が低くなる
と、上記した振動や音がドライバーに認識できるように
なる。そのため、この振動や音によってドライバーに不
快感を与えるという問題がある。この発明の目的は、三
相モータの追従性を維持しつつ、この三相モータの回転
数が低くなったときの振動や音を防止できる三相モータ
の制御装置を提供することである。 【0006】 【課題を解決するための手段】この発明は、三相モータ
に入力するU相、V相、W相の制御電流のうち、U相お
よびV相の電流値と上記三相モータの角度を検出して、
これらの検出値からd−q座標の電流値に変換する三相
/d−q座標変換回路と、この三相/d−q座標変換回
路から出力されたd軸電流値と目標のd軸指令電流値と
を比較し、この比較した際の差分を比例動作および積分
動作してd軸指令Vdaを出力するd軸系の制御回路
と、三相/d−q座標変換回路からの出力されたq軸電
流値と目標のq軸指令電流値とを比較し、この比較した
際の差分を比例動作および積分動作してq軸指令Vqa
を出力するq軸系の制御回路と、上記d軸指令Vdaお
よびq軸指令Vqaを上記三相の入力制御電流値に対応
する各PWM指令値Vu、Vv、Vwに変換して出力す
るd−q/三相座標変換回路と、上記三相モータの回転
数を検出するセンサとを備え、上記センサによって検出
した三相モータの回転数に基づいて、上記d軸系、q軸
系の制御回路における比例ゲインを可変に制御すること
を特徴とする。 【0007】 【発明の実施の形態】図1,図2に基づいてこの発明の
一実施形態を説明する。以下では、前記従来例と同様
に、電動パワーステアリング装置を前提にして説明する
が、この発明の三相モータの制御装置は、電動パワース
テアリング装置の三相モータ用に限定されるものではな
い。なお、従来と同じ構成要素については同じ符号を付
して説明する。 【0008】入力トルクに応じてアシスト力を発揮する
電動パワーステアリング装置の三相モータ1には、U相
電流とV相電流とW相電流とをそれぞれ制御して入力す
るようにしている。上記U相電流を供給するラインには
U相電流値を検出する電流計2を設け、上記V相電流を
供給するラインには、V相電流値を検出する電流計3を
設けている。そして、これら電流計2,3によって検出
した値を、三相モータ1の角度センサ5からの角度デー
タを入力した三相/d−q座標変換回路4によって二軸
の信号に変換する。 【0009】上記三相/d−q座標変換回路4によって
変換した二軸信号を、d軸指令およびq軸指令の電流値
とぞれぞれ比較する。上記二軸信号を比較した後、その
差分のd軸電流値をd軸系の比例器8によって比例動作
する。そして、この比例動作後の値に、モータ回転数に
基づいて設定したゲインをかけ合わせる。このモータ回
転数に基づいて設定したゲインとは、図2に示すよう
に、三相モータ1の回転数とゲインとを対応させたマッ
プに基づいて特定した値である。このマップは、三相モ
ータ1の回転数が低いときにゲインを小さくして、三相
モータ1の回転数が高くなるにつれてゲインを大きくす
るようにしている。また、三相モータ1の回転数がa点
に達するまでゲインの増加率(傾き)を大きくしている
が、回転数がa点を超えるとゲインの増加率(傾き)を
小さくようにしている。上記のようにモータ回転数に基
づいて設定したゲインを比例動作後の値にかけ合わせた
ら、この値に、積分器9によって積分動作した後の値を
加算する。そして、この加算値をd軸指令Vdaとして
出力する。 【0010】一方、上記二軸信号と比較して求めたその
差分のq軸電流値は、q軸系の比例器10によって比例
動作する。そして、この比例動作後の値に、上記と同様
に、モータ回転数に基づいて設定したゲインをかけ合わ
せる。このようにモータ回転数に基づいて設定したゲイ
ンを比例動作後の値にかけ合わせたら、この値に、積分
器11によって積分動作した後の値を加算する。そし
て、この加算値をq軸指令Vqaとして出力する。 【0011】なお、上記三相モータ1の回転数は、角度
センサ5によって検出した信号を、θ−N演算回路12
に入力して、このθ−N演算回路12が演算することに
よって求めている。また、この実施形態では、三相モー
タ1の角度や回転数を、角度センサ5によって検出して
いるが、三相モータ1の角度や回転数を検出するできる
ものであれば、上記構成に限定されるものではない。さ
らに、上記d軸系の比例器8および積分器9がこの発明
におけるd軸系の制御回路に相当し、上記q軸系の比例
器10および積分器11がこの発明におけるq軸系の制
御回路に相当する。 【0012】上記のようにしてd軸指令Vdaとq軸指
令Vqaとを求めたら、これらd軸指令Vdaとq軸指
令Vqaとをd−q/三相座標変換回路6によって三相
PWM指令値Vu、Vv、Vwに変換して出力する。そ
して、このd−q/三相座標変換回路6から出力される
PWM指令値を、インバータ回路7によって調整し、三
相モータ1に出力する。以上のようにして、三相モータ
1の出力を調整するようにしている。なお、図中符号5
は、レゾルバに代表される角度センサであり、詳述する
と、この角度センサ5によって、予め決定したステータ
に対するロータの基準角度からの変位量、すなわち変位
角度を検出するようにしている。 【0013】この実施形態によれば、d軸系,q軸系の
比例動作後の値に、モータ回転数に基づいて設定したゲ
インをかけ合わせている。しかも、このモータ回転数に
基づいて設定したゲインは、三相モータの回転数が高い
ときに大きくし、モータの回転数が低くなるにつれて小
さくするようにしている。このように三相モータ1の回
転数に応じて比例ゲインを可変にしているので、三相モ
ータ1の回転数が高い場合には所定の追従性を維持する
ことができ、三相モータ1の回転数が低い場合には、振
動や音を防止することができる。つまり、操舵追従性を
維持しつつ、PWMのスイッチノイズや外部からのノイ
ズ、A/Dの分解能の荒さ、演算誤差等の影響により発
生する三相モータ1の振動や音などによる違和感を防止
することができる。 【0014】なお、この実施形態では、比例器8,10
における比例動作後にモータ回転数に基づくゲインをか
け合わせているが、比例器8,10の比例ゲインを、モ
ータ回転数に応じて直接可変制御するようにしてもよ
い。 【0015】 【発明の効果】この発明によれば、上記d軸系、q軸系
の制御回路における比例ゲインを、三相モータの回転数
に基づいて可変に制御することができる。そのため、モ
ータの回転数が低いときの比例ゲインを小さくすること
によって、振動や音の発生を防止することができる。し
たがって、例えば電動パワーステアリング装置におい
て、三相モータの追従性を維持しつつ、モータの回転数
が低くなったときの振動や音などの弊害を防止すること
ができる。
ある。 【図3】従来例の三相モータの制御ブロック図である。 【符号の説明】 1 三相モータ 4 三相/d−q座標変換回路 6 d−q/三相座標変換回路 8 この発明のd軸系の制御回路を構成する比例器で
ある。 9 この発明のd軸系の制御回路を構成する積分器で
ある。 10 この発明のq軸系の制御回路を構成する比例器
である。 11 この発明のq軸系の制御回路を構成する積分器
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 三相モータに入力するU相、V相、W相
の制御電流のうち、U相およびV相の電流値と上記三相
モータの角度を検出して、これらの検出値からd−q座
標の電流値に変換する三相/d−q座標変換回路と、こ
の三相/d−q座標変換回路から出力されたd軸電流値
と目標のd軸指令電流値とを比較し、この比較した際の
差分を比例動作および積分動作してd軸指令Vdaを出
力するd軸系の制御回路と、三相/d−q座標変換回路
からの出力されたq軸電流値と目標のq軸指令電流値と
を比較し、この比較した際の差分を比例動作および積分
動作してq軸指令Vqaを出力するq軸系の制御回路
と、上記d軸指令Vdaおよびq軸指令Vqaを上記三
相の入力制御電流値に対応する各PWM指令値Vu、V
v、Vwに変換して出力するd−q/三相座標変換回路
と、上記三相モータの回転数を検出するセンサとを備
え、上記センサによって検出した三相モータの回転数に
基づいて、上記d軸系、q軸系の制御回路における比例
ゲインを可変に制御することを特徴とする三相モータの
制御装置。
Priority Applications (1)
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JP2002065235A JP3793733B2 (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | 三相モータの制御装置 |
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Country Status (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-03-11 JP JP2002065235A patent/JP3793733B2/ja not_active Expired - Lifetime
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CN102130648B (zh) * | 2010-01-08 | 2013-11-27 | Ls产电株式会社 | 用于控制逆变器系统的运行的装置和方法 |
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