JP2005160221A - Control device of electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に、多相モータを用いた電動パワーステアリング装置において、制御対象であるモータパラメータなどのパラメータ変化が一部の相において発生した場合でも制御としてロバストである電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric power steering device, and in particular, in an electric power steering device using a multiphase motor, even when parameter changes such as motor parameters to be controlled occur in some phases, the control is robust. The present invention relates to a control device for an electric power steering device.
自動車のステアリング装置をモータの回転力で操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与するようになっている。このような電動パワーステアリング装置の簡単な構成を図4を参照して説明する。操向ハンドル101の軸102は減速ギア103、ユニバーサルジョイント104a及び104b、ピニオンラック機構105を経て操向車輪のタイロッド106に結合されている。軸102には,操向ハンドル101の操舵トルクを検出するトルクセンサ107が設けられており、操向ハンドル101の操舵力を補助するモータ108が、減速ギア103を介して軸102に連結されている。
An electric power steering device that applies a steering assist force to a steering device of an automobile by the rotational force of a motor is a steering assist force applied to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. Is supposed to be granted. A simple configuration of such an electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. A
このような構成の電動パワーステアリング装置のモータ108が運転手のハンドル操作に対応した所望のトルクを出力するように制御を正しく実行する必要がある。電動パワーステアリング装置のモータ108を制御するための典型的な制御方法の一つであるベクトル制御について特許文献1に記載されており、図5は特許文献1で開示された制御の基本部分を表わした制御ブロック図である。
It is necessary to execute the control correctly so that the
この制御ブロック図について説明すると、トルクセンサ107から検出される操舵トルクTrに基いて図示しないトルク指令値演算部において演算されたトルク指令値Trefおよびモータ108の電気角である回転角度θが電流指令値演算部204に入力される。電流指令値演算部204はq軸成分の電流指令値Iqrefとd軸成分の電流指令値Idrefを算出するが、通常、電流指令値Iqrefはトルク指令値Trefに比例して、電流指令値Idrefは0である(通常はIdref=0である)。一方、モータ108の回転角度θを検出するために角度検出器が設置されており、角度検出器としてエンコーダやホールセンサなどもあるが、ここではレゾルバ201とする。レゾルバ201から出力する信号は直ちに回転角度θを示していないので、RDC回路などで構成される位置検出回路202において、回転角度θが算出される。
The control block diagram will be described. The torque command value Tref calculated by a torque command value calculation unit (not shown) based on the steering torque Tr detected from the
本制御ブロック図はフィードバック制御を例として用いており、前述した電流指令値IqrefおよびIdrefに対してモータ108の実際のモータ電流Ia,Ib,Icを検出してフィードバックして制御する必要がある。具体的には、電流検出器205−1,205−2において、モータ電流Ia,Icが検出され、モータ電流Ibは、Ia+Ib+Ic=0の関係から、減算部207−3において、Ib=−(Ia+Ic)として算出される。次に、ベクトル制御のために3相/2相変換部206でモータ電流Iq、Idに変換される。この変換に、前述したモータの回転角度θが利用される。次に、モータ電流Iq,Idは減算部207−1,207−2にそれぞれフィードバックされ、減算部207−1で電流指令値Iqrefとモータ電流Iqとの偏差ΔIqが算出され、減算部207−2で電流指令値Idref(通常はIdref=0である)とモータ電流Idとの偏差ΔIdが算出される。
This control block diagram uses feedback control as an example, and it is necessary to detect and feed back the actual motor currents Ia, Ib, and Ic of the
これらの偏差を無くすように比例積分(PI)制御部208に入力され、電圧指令値Vdref,Vqrefが出力される。そして実際のモータ108は3相の電流を供給する必要があるので、電圧指令値Vdref,Vqrefは2相/3相変換部209で3相の電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefに変換される。PWM制御部210は電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefに基いてPWM制御信号を発生し、インバータ回路211はこのPWM制御信号に基きモータ108に電流を供給して電流指令値IqrefおよびIdrefとの偏差が無くなるようにモータ電流Ia、Ib,Icを供給する。
このようなベクトル制御の特徴として、制御対象である3相モータのモータ電流を3相Ia,Ib,Icで検出し、インバータ回路によってモータ電流Ia,Ib,Icを供給しているにも拘わらず、ベクトル制御の途中ではd軸、q軸に変換した2相によって制御演算がされている。このように、d軸、q軸に変換することは独立してトルクを制御する場合など好都合であるが、下記の様な問題も抱えている。 As a feature of such vector control, the motor current of the three-phase motor to be controlled is detected by the three-phase Ia, Ib, Ic, and the motor currents Ia, Ib, Ic are supplied by the inverter circuit. In the middle of vector control, control calculation is performed by two phases converted into d-axis and q-axis. As described above, conversion to the d-axis and the q-axis is convenient when the torque is controlled independently, but also has the following problems.
例えば、モータ108のモータパラメータであるモータ巻線に抵抗分がモータ巻線の発熱によって変化した場合、放熱条件などが各相で異なると、例えば,a相のモータの巻線抵抗Raが他相に比較して、(Ra+ΔR)になると、モータ電流Iaが(Ia+ΔI)に変化する。b相、c相のモータの巻線抵抗が変化せずに従来どおりの電流Ib,Icを通電しているとすると、3相/2相変換部206において、数1のような変換がされる。
For example, when the resistance of the motor winding, which is a motor parameter of the
つまり、a相に発生したパラメータ変化がd軸、q軸の要素に拡散し、特に、PI制御部208を介した後に2相/3相変換部209で電圧指令値Varef、Vbref,Vcrefに戻したときに、a相のパラメータ変化による誤差補正値がb相,c相の電圧指令値に組み込まれてしまうことになる。本来a相のみでパラメータ変化が発生しているのであるからa相のみで誤差を補正すべきであるにも拘わらず、b相、c相にも誤差補正値が含まれてしまう。さらに、モータの回転速度(角速度ω)が高速回転であると、誤差(ΔIa・cosθ、ΔIa・sinθ)がd軸、q軸で高速に変化して電流制御部が追従できない場合はトルクリップルとなってしまう。
That is, the parameter change generated in the a-phase is diffused to the elements of the d-axis and the q-axis, and in particular, after passing through the
本発明は上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的は、電動パワーステアリング装置に多相モータが用いられる場合、各相のパラメータ変化に対してロバストであるようなモータ制御を可能とし、トルクリップルの少ない電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made for the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a motor control that is robust against parameter changes in each phase when a multiphase motor is used in an electric power steering apparatus. It is an object of the present invention to provide a control device for an electric power steering device with a small torque ripple.
本発明は、車両の操舵系にn相(ただしnは3以上)のモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものであり、本発明の上記目的は、前記モータの各相電流Im(ただし、mは1、2、・・、n)を検出するために少なくとも(n−1)個の電流検出手段と、各相の電流指令値Imref(ただし、mは1、2、・・、n)を出力する電流指令値演算手段と、n個の電流制御手段とを備え、前記各相の電流指令値Imrefと前記各相電流Imとを入力とする前記電流制御手段による各相電流制御することによって達成される。また、本発明の上記目的は、前記電流制御手段が、フィードフォワード制御手段と外乱オブザーバとから構成されることによって達成される。また、本発明の上記目的は、前記n相のモータが3相のモータである場合、モータの巻線の結線がY結線、又は、Δ結線であることによって達成される。 The present invention relates to a control device for an electric power steering apparatus in which a steering assist force by an n-phase (where n is 3 or more) motor is applied to a vehicle steering system. In order to detect each phase current Im (where m is 1, 2,..., N) of the motor, at least (n−1) current detection means and a current command value Imref (where m is The current command value calculating means for outputting 1, 2,..., N) and n current control means, and the current command value Imref for each phase and the current Im for each phase as inputs. This is achieved by controlling each phase current by the control means. The above-mentioned object of the present invention is achieved by the current control means comprising a feedforward control means and a disturbance observer. Further, the above object of the present invention can be achieved when the n-phase motor is a three-phase motor and the winding of the motor winding is a Y connection or a Δ connection.
本発明を用いれば、電動パワーステアリング装置の多相モータの電流検出および電流指令値の演算を各相毎に行ない、さらに各相毎の電流指令値と各相ごとの検出電流値とを入力とする電流制御も各相毎に実行するので、一部の相で発生したモータパラメータなどの制御パラメータの変化にロバストなモータ制御が可能となる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供できる効果がある。 According to the present invention, the current detection of the multiphase motor of the electric power steering apparatus and the calculation of the current command value are performed for each phase, and the current command value for each phase and the detected current value for each phase are input. Since the current control to be performed is also executed for each phase, there is an effect that it is possible to provide a control device for an electric power steering apparatus that can perform motor control robust to changes in control parameters such as motor parameters generated in some phases.
本発明の好適な実施例について図1を参照して説明する。従来技術の説明で使用した番号と同一の番号を有するものは同一の機能を有する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Those having the same numbers as those used in the description of the prior art have the same functions.
本実施例はモータがn=3である3相モータに本発明を適用した場合の実施例である。なお、n=3の場合は、m=1,2,3となり、各相の電流指令値ImrefはI1ref,I2ref,I3refとなるが、一般的な表記としてIaref,Ibref,Icrefと記す。また、モータの各相電流ImはI1,I2,I3となるが、同じ理由により、Ia,Ib,Icと記す。 In this embodiment, the present invention is applied to a three-phase motor in which the motor is n = 3. In the case of n = 3, m = 1, 2, 3 and the current command value Imref of each phase is I1ref, I2ref, I3ref, which are generally expressed as Iaref, Ibref, Icref. Further, although the motor phase currents Im are I1, I2, and I3, they are denoted as Ia, Ib, and Ic for the same reason.
まず、トルク指令値Trefとモータ108の回転角度θとが電流指令値演算手段である電流指令値演算部10に入力され、各相の電流指令値Imrefは3相の場合、Iaref,Ibref,Icrefが出力される。一方、検出されるモータの各相電流Imは、3相モータの場合、Ia,Ib,Icとなる。よって、電流検出手段である電流検出器205−1および電流検出器205−2でそれぞれa相およびc相のモータの電流Ia,Icが検出される。b相のモータ電流Ibは減算部207−3でIa+Ib+Ic=0の関係からIb=−(Ia+Ic)として算出される。n=3の3相モータにおいては、少なくとも電流検出手段はn−1である2個が必要となる。もちろん電流Ibを直接検出するため3個の電流検出手段を用いても良い。
First, when the torque command value Tref and the rotation angle θ of the
次に、各相電流指令値Iaref,Ibref,Icrefおよび検出された各相電流Ia,Ib,Icが電流制御手段に入力される。図1において破線Aで囲まれた部分が電流制御手段に相当し、電流制御部Aとする。本実施例の電流制御手段は、フィードフォワード制御手段と外乱オブザーバとから構成されいる。フィードフォワード(以下FFと記す)制御手段であるa相のFF制御部11−1とb相のFF制御部11−2とc相のFF制御部11−3に電流指令値Iaref、Ibref,Icrefがそれぞれ入力され電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefが出力される。電流指令値と電圧指令値との関係は数2のような関係にある。
Next, each phase current command value Iaref, Ibref, Icref and each detected phase current Ia, Ib, Ic are input to the current control means. A portion surrounded by a broken line A in FIG. The current control means of this embodiment is composed of a feedforward control means and a disturbance observer. Current command values Iaref, Ibref, Icref are fed to the a-phase FF control unit 11-1, b-phase FF control unit 11-2, and c-phase FF control unit 11-3, which are feedforward (hereinafter referred to as FF) control means. Are inputted, and voltage command values Varef, Vbref, Vcref are outputted. The relationship between the current command value and the voltage command value is as shown in
(数2)
Varef=(Rna+s・Lna)・Iaref
Vbref=(Rnb+s・Lnb)・Ibref
Vcref=(Rnc+s・Lnc)・Icref
ただし、Rn,Lnはモータの定格の巻線抵抗値および巻線インダクタンス値であるり、Rna,Lnaはa相のモータの定格の巻線抵抗値および巻線インダクタンス値である。設計上は、Rna=Rnb=Rnc=Rn、Lna=Lnb=Lnc=Lnである。
(Equation 2)
Varef = (Rna + s · Lna) · Iaref
Vbref = (Rnb + s · Lnb) · Ibref
Vcref = (Rnc + s · Lnc) · Icref
Here, Rn and Ln are the rated winding resistance value and winding inductance value of the motor, and Rna and Lna are the rated winding resistance value and winding inductance value of the a-phase motor. In design, Rna = Rnb = Rnc = Rn, Lna = Lnb = Lnc = Ln.
一方、外乱オブザーバはa相の外乱オブザーバ19−1、b相の外乱オブザーバ19−2、c相の外乱オブザーバ19−3から構成されており、各外乱オブザーバには、検出されたモータ電流Iおよび各相外乱オブザーバの出力である外乱値Vdisと電圧指令値Vrefとの合算値(Vref+Vdis)とが入力され、外乱値Vdisが出力される。例えば、a相に関しては外乱オブザーバ19−1には、a相モータ電流Iaとa相の合算値(Varef+Vadis)が入力され、a相の外乱値Vadisが出力される。b相の外乱オブザーバ19−2およびc相の外乱オブザーバ19−3においても、同じようにb相、c相のモータ電流Ib,Icと合算値(Vbref+Vbdis)、(Vcref+Vcdis)が入力され、外乱値Vbdis,Vcdisが出力される。 On the other hand, the disturbance observer includes an a-phase disturbance observer 19-1, a b-phase disturbance observer 19-2, and a c-phase disturbance observer 19-3. Each disturbance observer includes a detected motor current I and The sum (Vref + Vdis) of the disturbance value Vdis and the voltage command value Vref, which is the output of each phase disturbance observer, is input, and the disturbance value Vdis is output. For example, for the a phase, the disturbance observer 19-1 receives the a-phase motor current Ia and the a-phase sum (Varef + Vdis) and outputs the a-phase disturbance value Vadis. Similarly, in the b-phase disturbance observer 19-2 and the c-phase disturbance observer 19-3, the b-phase and c-phase motor currents Ib and Ic and the sum (Vbref + Vbdis) and (Vcref + Vcdis) are input, and the disturbance value is obtained. Vbdis and Vcdis are output.
具体的には、外乱オブザーバ19は伝達関数20と伝達関数21と減算部22とから構成されている。伝達関数21はモータモデルの逆システムである(Rn+s・Ln)を模擬している。分母の一次遅れ関数(1+s・T)は電流検出手段などで発生するノイズを除去するフィルタを表わしている。一方、伝達関数20には、伝達関数21のノイズフィルタを表わす(1+s・T)と時間遅れのバランスをとるため、同じ一次遅れ関数(1+s・T)が挿入されている。つまり、伝達関数21の出力はノイズフィルタとしての一次遅れ関数を無視すると、数3の関係にある。
Specifically, the disturbance observer 19 includes a transfer function 20, a transfer function 21, and a subtracting unit 22. The transfer function 21 simulates (Rn + s · Ln) which is an inverse system of the motor model. The first-order lag function (1 + s · T) in the denominator represents a filter that removes noise generated by the current detection means or the like. On the other hand, the same first-order lag function (1 + s · T) is inserted into the transfer function 20 to balance the time delay with (1 + s · T) representing the noise filter of the transfer function 21. In other words, the output of the transfer function 21 has the relationship of
(数3)
Va=(Rn+s・Ln)・Ia
Vb=(Rn+s・Ln)・Ib
Vc=(Rn+s・Ln)・Ic
つまり、検出した実際のモータ電流Ia,Ib,Icから実際のモータ電圧Va,Vb,Vcを推定している。そして、外乱オブザーバ19−1,19−2,19−3では、最終的な電圧指令値である合算値(Vref+Vdis)、(Vref+Vdis)、(Vref+Vdis)と実際のモータ電流Ia,Ib,Icから推定したモータ電圧Va,Vb,Vcとの差を、それぞれ減算部22−1,22−2,22−3において算出し、外乱値Vadis、Vbdis,Vcdisとして算出される。これらの外乱値Vadis、Vbdis,Vcdisは、加算部12−1,12−3,12−4にフィードバックされ、FF制御部11−1、11−2,11−3制御の出力である電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefとそれぞれ加算され制御の修正をかけている。
(Equation 3)
Va = (Rn + s · Ln) · Ia
Vb = (Rn + s · Ln) · Ib
Vc = (Rn + s · Ln) · Ic
That is, the actual motor voltages Va, Vb, Vc are estimated from the detected actual motor currents Ia, Ib, Ic. Then, the disturbance observers 19-1, 19-2, 19-3 are estimated from the sum of the final voltage command values (Vref + Vdis), (Vref + Vdis), (Vref + Vdis) and the actual motor currents Ia, Ib, Ic. Differences from the motor voltages Va, Vb, and Vc calculated by the subtracting units 22-1, 22-2, and 22-3 are calculated as disturbance values Vadis, Vbdis, and Vcdis, respectively. These disturbance values Vadis, Vbdis, and Vcdis are fed back to the adders 12-1, 12-3, and 12-4, and are voltage command values that are outputs of the FF controllers 11-1, 11-2, and 11-3. The control is corrected by adding to each of Varef, Vbref, and Vcref.
加算部12−1,12−2,12−3の出力である合算値(Vref+Vdis)、(Vref+Vdis)、(Vref+Vdis)は最終的な電圧指令値となり、PWM制御部210に入力され、PWM制御部210は各相の電圧指令値に基いてPWM信号Ta,Tb,Tcを発生して、インバータ回路211はPWM制御される。そして、インバータ回路211は、PWM信号Ta,Tb,Tcに基いて、即ち、電圧指令値である合算値(Vref+Vdis)、(Vref+Vdis)、(Vref+Vdis)に基いて、モータ108にモータ電流Ia,Ib,Icを供給する。
The sum values (Vref + Vdis), (Vref + Vdis), and (Vref + Vdis), which are the outputs of the adders 12-1, 12-2, and 12-3, are final voltage command values that are input to the
以上が、図1の本発明の実施例の動作説明であるが、以上のようなモータ制御の動作であれば、例えば、モータパラメータであるa相のモータ巻線抵抗がRaから(Ra+ΔRa)となって、その結果、a相のモータ電流が(Ia+ΔIa)となったとしても、電流指令値Iaref、Ibref,Icrefおよび検出されたモータ電流Ia,Ib,Icは各相独立しており、電流制御も各相独立して制御しているので、a相のモータパラメータの変化は、a相の制御ループの中(外乱値Vadis)に閉じられ、b相やc相の制御から独立している。つまり、a相のモータパラメータの変化はa相の制御ループの中で独立して修正されるので、従来の制御より、a相の修正が容易となり、また、他の相であるb相やc相には影響を与えないので、従来の制御のように、関係ない相のパラメータ変化の影響を受けずにすむ効果がある。 The above is an explanation of the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1. If the motor control operation is as described above, for example, the motor parameter a-phase motor winding resistance is changed from Ra to (Ra + ΔRa). As a result, even if the a-phase motor current becomes (Ia + ΔIa), the current command values Iaref, Ibref, Icref and the detected motor currents Ia, Ib, Ic are independent in each phase, and current control is performed. Since each phase is controlled independently, the change in the motor parameter of the a phase is closed in the control loop of the a phase (disturbance value Vadis), and is independent of the control of the b phase or the c phase. That is, since the change in the a-phase motor parameter is corrected independently in the a-phase control loop, it is easier to correct the a-phase than in the conventional control, and the other phases are the b-phase and c-phase. Since the phase is not affected, there is an effect that it is not affected by the parameter change of the irrelevant phase as in the conventional control.
よって、電動パワーステアリング装置のモータにおいて、モータパラメータのような制御パラメータが一部の相だけで発生しても、その変化を組み込んで修正制御できるのでモータのトルクリップルも発生せず、フィーリングの良いハンドル操作を期待できる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供できる。 Therefore, even if a control parameter such as a motor parameter occurs only in a part of the phase in the motor of the electric power steering apparatus, the change control can be incorporated and the correction control can be performed. It is possible to provide a control device for an electric power steering device that can be expected to have good steering operation.
特に、本実施例のように電流制御部AがFF制御と外乱オブザーバで構成されている場合、FF制御や外乱オブザーバでモータモデル(Rn+s・Ln)が使用されているため、モータモデルのパラメータ変化に対して特に良い効果を期待できる。具体的には、各相の設計上のパラメータ、例えば、a相のRna、Lnaからの誤差ΔRna,ΔLnaを推定し、各相の電流制御で(Rna+ΔRna)、(Lna+ΔLna)として使用すれば、さらに、モータパラメータ変化を補償することができる。 In particular, when the current control unit A is configured with FF control and a disturbance observer as in this embodiment, the motor model (Rn + s · Ln) is used for the FF control and the disturbance observer. Especially good effects can be expected. More specifically, if design parameters of each phase, for example, errors ΔRna and ΔLna from ana Rna and Lna are estimated and used as (Rna + ΔRna) and (Lna + ΔLna) in current control of each phase, The motor parameter change can be compensated.
図3は、電流制御手段をフィードバック制御(以下FB制御と記す)で行なった場合の実施例である。本実施例では、各相電流指令値Iaref,Ibref,Icrefを出力する電流指令値演算手段としての電流指令値演算部10と、モータの各相電流Ia,Ib,Icを測定するために電流検出手段である電流検出器205−1,205−2および減算部207−3と、各相に対して独立して制御し、各相の電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefを出力する破線部Bで囲まれた電流制御手段である電流制御部Bを含む構成となっている。
FIG. 3 shows an embodiment in which the current control means is performed by feedback control (hereinafter referred to as FB control). In this embodiment, a current command
本実施例の動作としては、電流指令値演算部10で各相の電流指令値Iaref,Ibref,Icrefが出力される。一方、モータの各相の電流IaとIcは電流件検出器205−1、電流検出器205−2で検出され、電流Ibは減算部207−3でIb=−(Ia+Ic)の関係から算出される。電流指令値Iaref,Ibref,Icrefと検出されたモータ電流Ia,Ib,Icとが減算部207−4,207−5,207−6において、それぞれ偏差ΔIa=(Iaref−Ia),ΔIb=(Ibref−Ib),ΔIc=(Icref−Ic)として算出される。各相の偏差ΔIa,ΔIb,ΔIcがそれぞれPI制御部13−1,13−2,13−3に入力され、電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefを出力する。
As the operation of this embodiment, the current command
よって、各相の電流指令値Iaref,Ibref,Icrefと検出されたモータの各相電流Ia,Ib,Icがそれぞれ独立して電流制御部Bに入力され、電流制御部Bでの演算は各相独立に制御されている構成と動作になっている。 Therefore, the current command values Iaref, Ibref, Icref of each phase and the detected motor phase currents Ia, Ib, Ic are independently input to the current control unit B, and the calculation in the current control unit B is performed for each phase. The configuration and operation are controlled independently.
PWM制御部210は、電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefを入力として、PWM信号Ta,Tb,Tcを各相ごとに発生させて出力し、インバータ回路211は、そのPWM信号に基いてモータ108に偏差ΔIa,ΔIb,ΔIcが0になるように電流Ia,Ib,Icを供給する。
The
本実施例においても、モータ108の制御は、各相毎に電流指令値Iaref,Ibref,Icrefを演算し、また、各相毎にモータの電流Ia,Ib,Icを検出し、これらの各相毎の電流指令値と検出電流を入力とし、電流制御部Bにおいて、各相ごとに独立して電流制御している。よって、モータの一部の相のモータパラメータなどの制御パラメータが変化しても、その変化した相で独立して修正する制御が実行されるので、当該相のパラメータの変化は他の相に影響を与えず、かつ、当該相ででクローズして修正するための制御が実行されるので効果的な制御が可能となる。
Also in this embodiment, the
以上説明したように、本実施例を用いれば、一部の相の制御パラメータの変化が発生しても、各相独立した制御を実行するので、他相に影響を与えず、当該相だけで閉じた形で制御をできるので、当該変化を効果的に修正制御でき、よって、トルクリップルの少ないモータ制御が可能となり、フィーリングの良いハンドル操作が可能となる電動パワーステアリング装置の制御装置が提供できる。 As described above, if this embodiment is used, even if a change in the control parameters of some phases occurs, control is performed independently for each phase, so that other phases are not affected and only the relevant phase is affected. Since the control can be performed in a closed form, it is possible to effectively correct and control the change. Therefore, it is possible to control the motor with less torque ripple, and to provide a control device for the electric power steering device that enables a steering operation with a good feeling. it can.
モータが3相モータである場合、モータ結線として、図3に示すように、Y結線とΔ結線が存在する。モータ結線として、Y結線が一般的であるが、Δ結線であっても本発明を適用できる。即ち、Y結線とΔ結線は、数4のようなインピーダンス変換が可能であり、その変換式に従って値を変換すればΔ結線のモータにも本発明は適用可能である。
When the motor is a three-phase motor, as shown in FIG. 3, there are a Y connection and a Δ connection as motor connections. As the motor connection, the Y connection is generally used, but the present invention can also be applied to a Δ connection. In other words, the Y connection and the Δ connection can be impedance-converted as shown in
(数4)
Z1=Z31・Z12/(Z12+Z23+Z31)
Z2=Z12・Z23/(Z12+Z23+Z31)
Z3=Z23・Z31/(Z12+Z23+Z31)
この変換式に基いて変換すれば、3相モータがY結線であってもΔ結線であっても本発明は適用可能である。具体的には、Z12が(Z12+ΔZ12)に変化した場合、その誤差はY結線のモデル(Z1+ΔZ1)、(Z2+ΔZ2)、(Z3+ΔZ3)となり、3相それぞれの電流制御部で補償することができる。d軸、q軸上で電流制御される場合と異なり、回転角度θによって誤差ΔZ12が各相で変化することがないため、高速回転でもトルクリップルの発生を抑えることができる。
(Equation 4)
Z1 = Z31 · Z12 / (Z12 + Z23 + Z31)
Z2 = Z12 · Z23 / (Z12 + Z23 + Z31)
Z3 = Z23 · Z31 / (Z12 + Z23 + Z31)
If conversion is performed based on this conversion formula, the present invention can be applied regardless of whether the three-phase motor is Y-connected or Δ-connected. Specifically, when Z12 changes to (Z12 + ΔZ12), the errors become Y-connection models (Z1 + ΔZ1), (Z2 + ΔZ2), and (Z3 + ΔZ3), which can be compensated by the current control units of the three phases. Unlike the case where current control is performed on the d-axis and the q-axis, the error ΔZ12 does not change in each phase depending on the rotation angle θ, so that generation of torque ripple can be suppressed even at high-speed rotation.
なお、実施例1および実施例2は3相モータの例で説明したが,n=3の3相モータに限定されるものではなく、本発明は、n=5の5相モータなどの多相モータにも適用可能である。 In addition, although Example 1 and Example 2 demonstrated the example of the three-phase motor, it is not limited to the three-phase motor of n = 3, This invention is multiphase, such as a five-phase motor of n = 5. It can also be applied to motors.
10 電流指令値演算部
11−1,11−2,11−3 FF制御部
12−1,12−2,12−3 減算部
13−1,13−2,13−3 PI制御部
19−1,19−2,19−3 外乱オブザーバ
20−1,20−2,20−3 伝達関数
21−1,21−2,21−3 伝達関数
22−1、22−2,22−3 減算部
A,B 電流制御部
10 current command value calculation unit 11-1, 11-2, 11-3 FF control unit 12-1, 12-2, 12-3 subtraction unit 13-1, 13-2, 13-3 PI control unit 19-1 , 19-2, 19-3 Disturbance observer 20-1, 20-2, 20-3 Transfer function 21-1, 21-2, 21-3 Transfer function 22-1, 22-2, 22-3 Subtractor A , B Current controller
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