JP2005199780A - Control device of electric power steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem in a motor control wherein the motor control can not be rightly executed when neutral point potential is unstable, and torque ripple and noise of the motor are large and loud and are not desirable. <P>SOLUTION: The motor control for stabilizing the neutral point potential is enabled by performing a control to estimate and compensate counter electromotive voltage of each phase of the motor after reducing an average value of each phase voltage command value in the voltage command value of each phase determined from a current command value to the motor and detected current of the motor, to reduce torque ripple and noise of the motor. In this device using the motor, a steering wheel operation reduced in noise and having good feeling is enabled. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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、モータの中性点電位を安定化させるモータ制御を備えた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 more particularly to a control device for an electric power steering device provided with motor control for stabilizing the neutral point potential of a motor.

自動車のステアリング装置をモータの回転力で補助力を付勢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補助力を付勢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構成を図7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 for energizing an automotive steering device with a rotational force of a motor applies an auxiliary force to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a reduction gear. It comes to be energized. The configuration of such an electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. A shaft 102 of the steering handle 101 is connected to a tie rod 106 of a steering wheel via a reduction gear 103, universal joints 104a and 104b, and a pinion rack mechanism 105. The shaft 102 is provided with a torque sensor 107 that detects the steering torque of the steering handle 101, and a motor 108 that assists the steering force of the steering handle 101 is connected to the shaft 102 via the reduction gear 103. Yes.

このような電動パワーステアリング装置において、モータ108の制御は重要であるが、例えば3相モータの電圧、電流は数1、数2、数3の式に示す関係が成立する。
(数1)
Van=Va−Vn=EMFa+La・(dIa/dt)+Ra・Ia
(数2)
Vbn=Vb−Vn=EMFb+Lb・(dIb/dt)+Rb・Ib
(数3)
Vcn=Vc−Vn=EMFc+Lc・(dIc/dt)+Rc・Ic
ここで、モータの電圧、電流及びモータの巻線のインダクタンス値、抵抗値に関する定義を図8を参照して説明する。Van,Vbn,Vcnはモータの中性点と各相(a相、b相、c相)の端子の間の電圧を示す。Va,Vb,Vc、Vnはアースと各相端子の間の電圧及び中性点の間の電圧、言い換えれば電位を示す。Ia,Ib,Icはモータの各相電流を示す。La,Lb,Lc及びRa,Rb,Rcはモータ巻線の各相インダクタンス値及び抵抗値を示す。
In such an electric power steering apparatus, control of the motor 108 is important. For example, the relationship between the voltage and current of the three-phase motor is expressed by equations (1), (2), and (3).
(Equation 1)
Van = Va−Vn = EMFa + La · (dIa / dt) + Ra · Ia
(Equation 2)
Vbn = Vb−Vn = EMFb + Lb · (dIb / dt) + Rb · Ib
(Equation 3)
Vcn = Vc−Vn = EMFc + Lc · (dIc / dt) + Rc · Ic
Here, definitions relating to the motor voltage, current, and inductance value and resistance value of the motor winding will be described with reference to FIG. Van, Vbn, and Vcn indicate voltages between the neutral point of the motor and terminals of each phase (a phase, b phase, and c phase). Va, Vb, Vc, and Vn represent a voltage between the ground and each phase terminal and a voltage between the neutral points, in other words, a potential. Ia, Ib, and Ic indicate currents of respective phases of the motor. La, Lb, Lc and Ra, Rb, Rc indicate the phase inductance value and resistance value of the motor winding.

ここで、中性点電位Vnが変動すると各相電圧Van,Vbn,Vcnが変動し、それを誤差として電流制御しなければトルクリップルが大きくなり問題となる。   Here, when the neutral point potential Vn varies, the phase voltages Van, Vbn, Vcn vary, and if this is not used as an error, torque ripple becomes large and becomes a problem.

このような問題に対して、例えば、特許文献1においては、中性点に電源を設ける構成のモータの制御に関し、中性点を安定させる制御方式について開示している。
特開2002−84758号公報
To deal with such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a control method for stabilizing the neutral point with respect to control of a motor having a power supply at the neutral point.
JP 2002-84758 A

しかし、中性点に電源を設置しない方式のモータ制御で中性点を安定させる制御方式について開示したものはなく、上述したように中性点の電位が不安定であるとモータのトルクリップルが大きくなり好ましくない。さらに、中性点電位を安定されるための制御に特別なセンサを要すると装置のコスト高になったり、特別な制御を行なうとCPUの処理負荷が増大してしまう問題がある。   However, there is no disclosure of a control method that stabilizes the neutral point by the motor control of a method that does not install a power source at the neutral point, and as described above, if the neutral point potential is unstable, the torque ripple of the motor It becomes large and is not preferable. Furthermore, if a special sensor is required for the control for stabilizing the neutral point potential, there is a problem that the cost of the apparatus increases, and if the special control is performed, the processing load of the CPU increases.

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、特別なセンサを設置することもなく、制御処理が簡単でCPUなどの負担が少ない制御方式で、中性点に電源が設置されていない多相モータの中性点を安定させてトルクリップルや騒音の少ないモータの制御を可能とすることにより、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を提供することにある。   The present invention has been made for the above-mentioned circumstances, and the object of the present invention is to provide a control system that does not require any special sensor, is simple in control processing, and has a low burden on the CPU. Control of an electric power steering system that can handle the steering wheel with a good feeling by stabilizing the neutral point of a multi-phase motor that is not equipped with a power source and enabling control of the motor with less torque ripple and noise To provide an apparatus.

本発明は、車両の操舵系に操舵補助力を付与する多相のモータと、前記モータへの各相の電流指令値を算出する電流指令値算出手段と、前記モータの各相の電流を検出する電流検出手段と、前記電流指令値と検出された前記電流とに基いて各相の電圧指令値を算出する電流制御手段とを備え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、前記モータにおいて誘起される逆起電圧値を推定する逆起電圧算出手段を備え、前記各相の電圧指令値から前記各相の電圧指令値の平均値を減算し、さらに前記各相の逆起電圧値をそれぞれ加算した新たな各相の電圧指令値に基いて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、フィードバック制御手段であることによってさらに効果的に達成される。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さらに効果的に達成される。また、本発明の上記目的は、前記逆起電圧を前記モータの端子電圧及び電流とから推定することによってさらに効果的に達成される。また、本発明の上記目的は、前記逆起電圧を前記モータの角速度及びモータ位置とから推定することによってさらに効果的に達成される。また、本発明の上記目的は、前記モータが、3相モータで結線方式がスター結線又はデルタ結線であることによってさらに効果的に達成される。   The present invention relates to a multiphase motor for applying a steering assist force to a steering system of a vehicle, a current command value calculating means for calculating a current command value for each phase to the motor, and a current for each phase of the motor. The present invention relates to a control device for an electric power steering apparatus, comprising: a current detection unit that performs a current control unit that calculates a voltage command value for each phase based on the current command value and the detected current. The above object is provided with a counter electromotive voltage calculation means for estimating a counter electromotive voltage value induced in the motor, subtracts an average value of the voltage command values of the phases from the voltage command values of the phases, and This is achieved by controlling based on a new voltage command value for each phase obtained by adding back electromotive voltage values for each phase. The above-mentioned object of the present invention is achieved more effectively by the current control means being a feedback control means. The above-mentioned object of the present invention is achieved more effectively by the current control means comprising a feedforward control means and a disturbance observer. The above-mentioned object of the present invention can be achieved more effectively by estimating the back electromotive voltage from the terminal voltage and current of the motor. The above-mentioned object of the present invention is achieved more effectively by estimating the back electromotive force from the angular velocity and motor position of the motor. The above-mentioned object of the present invention is more effectively achieved by the motor being a three-phase motor and the connection system being a star connection or a delta connection.

モータの中性点電位は各相端子電圧の総和から各相逆起電圧の総和を減じた値の各相の平均値として表わせるので、まず、各相の電圧指令値に対して各相電圧指令値の平均値を補償して、さらに、各相の逆起電圧を補償すれば、中性点電位を安定化することが可能となり、その結果、トルクリップルや騒音の少ないモータ制御を備えたフィーリングの良いハンドル操作が可能な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。   The neutral point potential of the motor can be expressed as the average value of each phase obtained by subtracting the sum of the back electromotive force of each phase from the sum of the terminal voltage of each phase. Compensating the average value of the command value and further compensating the back electromotive force of each phase makes it possible to stabilize the neutral point potential, and as a result, it has motor control with less torque ripple and noise. There is an effect that it is possible to provide a control device for an electric power steering device capable of a steering operation with a good feeling.

まず、本発明が成立する理論を説明し、その後で本発明の好適な実施例について説明する。   First, the theory on which the present invention is established will be described, and then a preferred embodiment of the present invention will be described.

上述したモータの電圧、電流に関する式である数1、数2、数3の式の左辺及び右辺をそれぞれ加算して数4の式が導かれる。
(数4)
Van+Vbn+Vcn
=Va+Vb+Vc−3Vn
=EMFa+La・(dIa/dt)+Ra・Ia+EMFb+Lb・(dIb/dt)+Rb・Ib+EMFc+Lc・(dIc/dt)+Rc・Ic
となる。
By adding the left side and the right side of the equations (1), (2), and (3), which are equations related to the voltage and current of the motor, the equation (4) is derived.
(Equation 4)
Van + Vbn + Vcn
= Va + Vb + Vc-3Vn
= EMFa + La. (DIa / dt) + Ra.Ia + EMFb + Lb. (DIb / dt) + Rb.Ib + EMFc + Lc. (DIc / dt) + Rc.Ic
It becomes.

ここで、La=Lb=Lc=L、Ra=Rb=Rc=R、Ia+Ib+Ic=0を数4に代入すると、数5及び数6が導かれる。
(数5)
Vn=1/3((Va+Vb+Vc)−(Van+Vbn+Vcn))
(数6)
Vn=1/3((Va+Vb+Vc)−(EMFa+EMFb+EMFc))
となる。
Here, when La = Lb = Lc = L, Ra = Rb = Rc = R, and Ia + Ib + Ic = 0 are substituted into Equation 4, Equations 5 and 6 are derived.
(Equation 5)
Vn = 1/3 ((Va + Vb + Vc)-(Van + Vbn + Vcn))
(Equation 6)
Vn = 1/3 ((Va + Vb + Vc) − (EMFa + EMFb + EMFc))
It becomes.

ここで、数6に注目して、中性点電位Vnを一定、例えば、0に安定することを考える。そのためには、各相電圧Va、Vb、Vcを数7のような関係に制御する。
(数7)
Va=Varef+EMFa
Vb=Vbref+EMFb
Vc=Vcref+EMFc
そして、数7を数6に代入すると数8のようになる。
(数8)
Vn=1/3(Varef+Vbref+Vcref)
ここで、中性点電位Vnが0となるためには、(Varef+Vbref+Vcref)=0でなければならない。しかし、各相の電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefの総和が0になるには、これはモータの各相のLやRなどのパラメータに経年変化や温度変化によるバラツキが発生していないことが前提となる。実際には、バラツキは存在して、各相の電流制御手段は、この誤差を補正する制御を行なっているため、各相の電圧指令値の総和が0になることはない。よって、数7の関係を維持する制御をしても中性点電位Vnを安定化することはできない。
Here, paying attention to Equation 6, it is considered that the neutral point potential Vn is stabilized at a constant value, for example, 0. For this purpose, the phase voltages Va, Vb, and Vc are controlled to have a relationship as shown in Equation 7.
(Equation 7)
Va = Varef + EMFa
Vb = Vbref + EMFb
Vc = Vcref + EMFc
Then, when Equation 7 is substituted into Equation 6, Equation 8 is obtained.
(Equation 8)
Vn = 1/3 (Varef + Vbref + Vcref)
Here, in order for the neutral point potential Vn to be 0, (Varef + Vbref + Vcref) = 0 must be satisfied. However, in order for the sum of the voltage command values Varef, Vbref, and Vcref of each phase to be zero, it is assumed that there is no variation due to secular change or temperature change in parameters such as L and R of each phase of the motor. Become. Actually, there is variation, and the current control means of each phase performs control to correct this error, so that the sum of the voltage command values of each phase does not become zero. Therefore, the neutral point potential Vn cannot be stabilized even if the control for maintaining the relationship of Equation 7 is performed.

そこで、各相の電圧指令値の平均値を減じることで中性点電位Vnを安定化することを試みる。具体的には、数9の関係を維持する制御を行なうことになる。
(数9)
Va=Varef+EMFa−1/3(Varef+Vbref+Vcref)
Vb=Vbref+EMFb−1/3(Varef+Vbref+Vcref)
Vc=Vcref+EMFc−1/3(Varef+Vbref+Vcref)
数9を数6に代入すると、例え、(Varef+Vbref+Vcref)=0が成立していなくてもVn=0となり、中性点電位Vnを安定化することができる。
Therefore, an attempt is made to stabilize the neutral point potential Vn by reducing the average value of the voltage command values of each phase. Specifically, control is performed to maintain the relationship of Equation 9.
(Equation 9)
Va = Varef + EMFa-1 / 3 (Varef + Vbref + Vcref)
Vb = Vbref + EMFb-1 / 3 (Varef + Vbref + Vcref)
Vc = Vcref + EMFc-1 / 3 (Varef + Vbref + Vcref)
Substituting Equation 9 into Equation 6, for example, even if (Varef + Vbref + Vcref) = 0 is not satisfied, Vn = 0, and the neutral point potential Vn can be stabilized.

本発明の理論を制御ブロック図に示したものが図1である。トルクセンサ107で検出されたトルク値と車速センサ120で検出された車速値Vsとがトルク指令値演算部122に入力されて、演算の結果、トルク指令値Trefが出力される。トルク指令値Trefを入力として電流指令値算出手段としての電流指令値算出部204にて各相電流指令値が出力される。例えば、3相モータであれば、電流指令値Iaref,Ibref,Icrefが出力される。電流指令算出部204の一例として、d軸、q軸を用いたベクトル制御による電流指令値Idref及びIqrefを2相/3相変換して各相電流指令値Iaref,Ibref,Icrefを算出する電流指令値算出部、或いは矩形波電流による各相電流指令値Iaref,Ibref,Icrefを算出する電流指令値算出部などがある。   FIG. 1 is a control block diagram illustrating the theory of the present invention. The torque value detected by the torque sensor 107 and the vehicle speed value Vs detected by the vehicle speed sensor 120 are input to the torque command value calculation unit 122, and the torque command value Tref is output as a result of the calculation. The torque command value Tref is input, and a current command value calculation unit 204 serving as a current command value calculation unit outputs each phase current command value. For example, in the case of a three-phase motor, current command values Iaref, Ibref, and Icref are output. As an example of the current command calculation unit 204, current command values Iaref, Ibref, and Icref are calculated by performing two-phase / three-phase conversion of current command values Idref and Iqref by vector control using the d-axis and q-axis. There is a value calculation unit or a current command value calculation unit for calculating each phase current command value Iaref, Ibref, Icref by a rectangular wave current.

モータ108の各相電流Ia,Ib,Icを検出するための電流検出手段としての電流検出器205によって検出された各相の電流Ia,Ib,Icが、前記各相電流指令値Ia,Ib,Icと共に電流制御手段としての電流制御部Aに入力され、各相の電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefが出力される。電流制御部Aの具体的な内容は後述する実施例で詳細に説明する。各相の電圧指令値Varef、Vbref,Vcrefが平均値算出部10に入力されて、その平均値Vav=1/3(Varef+Vbref+Vcref)が出力され、減算部12にて各相電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefから、平均値Vavがそれぞれ減算される。   Each phase current Ia, Ib, Ic detected by the current detector 205 as current detecting means for detecting each phase current Ia, Ib, Ic of the motor 108 is converted into the phase current command values Ia, Ib, Ic is input to a current control unit A as current control means, and voltage command values Varef, Vbref, and Vcref for each phase are output. Specific contents of the current control unit A will be described in detail in an embodiment described later. The voltage command values Varef, Vbref, and Vcref of each phase are input to the average value calculation unit 10, and the average value Vav = 1/3 (Varef + Vbref + Vcref) is output. The subtraction unit 12 outputs the phase voltage command values Varef, Vbref. , Vcref, respectively, the average value Vav is subtracted.

一方、逆起電圧算出手段としての逆起電圧算出部20にてモータ108にて誘起される各相の逆起電圧eaf,ebf,ecfが推定され、減算部12の出力である(Varef−Vav),(Vbref−Vav),(Vcref−Vav)に、上述した逆起電圧eaf,ebf,ecfが加算部14にてそれぞれ加算される。そして、加算部14の出力値である新たな各相の電圧指令値(Varef−Vav+eaf),(Vbref−Vav+ebf),(Vcref−Vav+ecf)がPWM制御部210に入力され、インバータ回路211は、PWM制御部210の出力するPWM制御信号に基きPWM制御されてモータ108に電流を供給する。   On the other hand, the counter electromotive voltage eaf, ebf, ecf of each phase induced by the motor 108 is estimated by the counter electromotive voltage calculation unit 20 as the counter electromotive voltage calculation means, and is an output of the subtraction unit 12 (Varef−Vav). ), (Vbref−Vav), and (Vcref−Vav), the above-described counter electromotive voltages eaf, ebf, and ecf are respectively added by the adding unit 14. Then, the voltage command values (Varef−Vav + eaf), (Vbref−Vav + ebf), and (Vcref−Vav + ecf) of new phases that are output values of the adding unit 14 are input to the PWM control unit 210, and the inverter circuit 211 PWM control is performed based on the PWM control signal output from the controller 210 to supply current to the motor 108.

このような本発明による制御方式の結果、モータの中性点電位を安定化することが可能となり、その結果、トルクリップルの少ないモータ制御が可能となる。以上の説明が本発明の理論的な裏付けである。以下に、本発明の実施例について図を参照して説明する。   As a result of such a control method according to the present invention, it is possible to stabilize the neutral point potential of the motor, and as a result, it is possible to control the motor with less torque ripple. The above explanation is the theoretical support of the present invention. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の好適な実施例について図2、図3、図4及び図5を参照して説明する。上述した本発明の理論的説明においては、モータの中性点電位Vnは0として説明したが、電動パワーステアリング装置に用いられるモータ制御では、モータの電源であるバッテリー電圧Vbatは、0を中心に正負の値を出力する電源ではなく、正、又は、負の片方だけの値を出力する電源なので、安定化すべき中性点電位Vnは0ではなくVbat/2となるように制御する。   A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 3, 4 and 5. FIG. In the above-described theoretical explanation of the present invention, the neutral point potential Vn of the motor has been described as 0. However, in the motor control used in the electric power steering apparatus, the battery voltage Vbat which is the power source of the motor is centered on 0. Since it is not a power source that outputs positive and negative values but a power source that outputs only one of positive and negative values, the neutral point potential Vn to be stabilized is controlled to be Vbat / 2 instead of 0.

端子電圧Va=Van+Vnの関係より、数9の式に対してVbat/2を加算すれば良い。よって、中性点電位Vnを0ではなくVbat/2に維持するように制御するための理論式は数10となる。
(数10)
Va=Varef+EMFa−1/3(Varef+Vbref+Vcref)+Vbat/2
Vb=Vbref+EMFb−1/3(Varef+Vbref+Vcref)+Vbat/2
Vc=Vcref+EMFc−1/3(Varef+Vbref+Vcref)+Vbat/2
本実施例は、電動パワーステアリング装置のバッテリー電源を考慮した数10の式を満足するように制御する実施例である。また、本実施例では電流制御部Aの実施例としてフィードバック制御を用いた場合について説明する。
From the relationship of terminal voltage Va = Van + Vn, Vbat / 2 may be added to the formula (9). Therefore, the theoretical formula for controlling the neutral point potential Vn to be maintained at Vbat / 2 instead of 0 is expressed by Equation 10.
(Equation 10)
Va = Varef + EMFa-1 / 3 (Varef + Vbref + Vcref) + Vbat / 2
Vb = Vbref + EMFb-1 / 3 (Varef + Vbref + Vcref) + Vbat / 2
Vc = Vcref + EMFc-1 / 3 (Varef + Vbref + Vcref) + Vbat / 2
The present embodiment is an embodiment in which control is performed so as to satisfy the formula (10) in consideration of the battery power source of the electric power steering apparatus. In this embodiment, a case where feedback control is used as an embodiment of the current control unit A will be described.

まず、モータ108の回転角度θを検出する位置検出器の一例としてのレゾルバ201、及び、レゾルバ201の出力信号を処理するRDC回路などで構成される回転角度検出器202によってモータ108の回転角度θや角速度ωが検出される。そして、電流指令値算出手段としての電流指令値算出部204に、トルク指令値Tref及び回転角度θ、角速度ωが入力され、各相の電流指令値Iaref,Ibref,Icrefが出力される。   First, the rotation angle θ of the motor 108 is detected by a resolver 201 as an example of a position detector that detects the rotation angle θ of the motor 108 and a rotation angle detector 202 that includes an RDC circuit that processes an output signal of the resolver 201. And the angular velocity ω is detected. The torque command value Tref, the rotation angle θ, and the angular velocity ω are input to the current command value calculation unit 204 serving as a current command value calculation unit, and current command values Iaref, Ibref, and Icref for each phase are output.

本実施例では電流制御手段としての電流制御部Aはフィードバック制御構成となっている。モータ108の各相電流Ia,Ib,Icは、次のようにして検出される。まず、電流検出手段としての電流検出器205−1と205−2によって、電流Ia,Icが検出される。次に、電流Ibは(Ia+Ib+Ic=0)の関係から、加算部205−3と極性反転部205−4とによって電流Ia,Icを入力として、電流Ib=−(Ia+Ic)として算出される。   In this embodiment, the current control unit A as current control means has a feedback control configuration. The phase currents Ia, Ib, and Ic of the motor 108 are detected as follows. First, currents Ia and Ic are detected by current detectors 205-1 and 205-2 as current detection means. Next, the current Ib is calculated as current Ib = − (Ia + Ic) from the relationship of (Ia + Ib + Ic = 0) by using the adder 205-3 and the polarity inversion unit 205-4 as inputs of the currents Ia and Ic.

検出されたモータ108の各相電流Ia,Ib,Icはそれぞれ電流制御部Aの中の減算部150−1,150−2,150−3にフィードバックされ、各相電流指令値Iaref,Ibref,Icrefから電流Ia,Ib,Icをそれぞれ減ずる。減算部150−1,150−2,150−3の出力である偏差(Iaref−Ia)、(Ibref−Ib)、(Icref−Ic)が比例積分制御部(PI制御部)152−1,152−2,152−3にそれぞれ入力され、その結果、各相の電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefが出力される。   The detected phase currents Ia, Ib, Ic of the motor 108 are fed back to the subtracting units 150-1, 150-2, 150-3 in the current control unit A, respectively, and the phase current command values Iaref, Ibref, Icref Currents Ia, Ib, and Ic are reduced. Deviations (Iaref-Ia), (Ibref-Ib), and (Icref-Ic) as outputs of the subtracting units 150-1, 150-2, and 150-3 are proportional integral control units (PI control units) 152-1, 152. As a result, the voltage command values Varef, Vbref, and Vcref for each phase are output.

次に、各相の電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefが平均値算出部10に入力され、平均値Vav=1/3(Varef+Vbref+Vcref)が算出される。減算部12−1,12−2,12−3に、各相の電圧指令値Varef,Vbref,Vcref及び平均値Vavがそれぞれ入力され、減算の結果、減算部12−1,12−2,12−3から(Varef−Vav),(Vbref−Vav)、(Vcref−Vav)が出力される。   Next, the voltage command values Varef, Vbref, and Vcref of each phase are input to the average value calculation unit 10, and the average value Vav = 1/3 (Varef + Vbref + Vcref) is calculated. The voltage command values Varef, Vbref, Vcref and average value Vav of each phase are input to the subtraction units 12-1, 12-2, 12-3, respectively, and as a result of the subtraction, the subtraction units 12-1, 12-2, 12 -3 outputs (Varef-Vav), (Vbref-Vav), and (Vcref-Vav).

一方、各相の逆起電圧eaf,ebf,ecfがそれぞれ逆起電圧算出手段としてのa相逆起電圧算出部20−1,b相逆起電圧算出部20−2,c相逆起電圧算出部20−3にて推定される。まず、電圧検出器220−1,220−2,220−3にてa相のモータ端子電圧Va,b相のモータ端子電圧Vb,c相のモータ端子電圧Vcがそれぞれ検出される。そして、a相逆起電圧算出部20−1には電流Ia,及び電圧Vaが入力され、その結果逆起電圧eafが出力される。同じように,b相逆起電圧算出部20−2には電流Ib及び電圧Vbが入力され、その結果逆起電圧ebfが出力され、c相逆起電圧算出部20−3には電流Ic及び電圧Vcが入力され、その結果逆起電圧ecfが出力される。   On the other hand, the counter electromotive voltages eaf, ebf, and ecf of each phase are a-phase counter-electromotive voltage calculation unit 20-1, b-phase counter-electromotive voltage calculation unit 20-2, and c-phase counter-electromotive voltage calculation as counter-electromotive voltage calculation means, respectively. Estimated by the unit 20-3. First, a-phase motor terminal voltage Va, b-phase motor terminal voltage Vb, and c-phase motor terminal voltage Vc are detected by voltage detectors 220-1, 220-2, and 220-3, respectively. Then, the current Ia and the voltage Va are input to the a-phase counter electromotive voltage calculation unit 20-1, and as a result, the counter electromotive voltage eaf is output. Similarly, the current Ib and the voltage Vb are input to the b-phase counter electromotive voltage calculation unit 20-2, and as a result, the counter electromotive voltage ebf is output. The voltage Vc is input, and as a result, the back electromotive voltage ecf is output.

a相逆起電圧算出部20−1,b相逆起電圧算出部20−2,c相逆起電圧算出部20−3の具体的内容を図3を参照して説明する。モータの電圧、電流の関係を示す式V=EMF+(R+s・L)・Iから算出される。この式を変形してEMF=V−(R+s・L)・Iとして逆起電圧EMFが算出される。具体的には、図3において、a相電流Iaが伝達関数部22−1(その伝達関数=(Ra+s・La)/(s・Tf+1)である。)に入力される。なお、伝達関数の分母は電流検出におけるノイズなどを吸収するためなどのローパスフィルタ(LPF)を意味する。そして、減算部24−1において、モータの端子電圧Vaから伝達関数部22−1の出力が減ぜられることによりa相の逆起電圧eafがeaf=Va−(Ra+s・La)・Ia/(s・Tf+1)として推定される。   Specific contents of the a-phase counter electromotive voltage calculation unit 20-1, the b-phase counter electromotive voltage calculation unit 20-2, and the c-phase counter electromotive voltage calculation unit 20-3 will be described with reference to FIG. It is calculated from the equation V = EMF + (R + s · L) · I indicating the relationship between the voltage and current of the motor. By transforming this equation, the back electromotive force EMF is calculated as EMF = V− (R + s · L) · I. Specifically, in FIG. 3, the a-phase current Ia is input to the transfer function unit 22-1 (the transfer function is (Ra + s · La) / (s · Tf + 1)). The denominator of the transfer function means a low-pass filter (LPF) for absorbing noise or the like in current detection. Then, in the subtraction unit 24-1, the output of the transfer function unit 22-1 is subtracted from the terminal voltage Va of the motor, so that the a-phase counter electromotive voltage eaf becomes eaf = Va− (Ra + s · La) · Ia / ( s · Tf + 1).

同じように、b相逆起電圧ebfは伝達関数部22−2に入力され、その出力とb相端子電圧Vbとが減算部24−2に入力され、逆起電圧ebfが出力される。同じように、c相逆起電圧ecfは伝達関数部22−3に入力され、その出力とc相端子電圧Vcとが減算部24−3に入力され、逆起電圧ecfが出力される。   Similarly, the b-phase counter electromotive voltage ebf is input to the transfer function unit 22-2, the output and the b-phase terminal voltage Vb are input to the subtracting unit 24-2, and the counter electromotive voltage ebf is output. Similarly, the c-phase counter electromotive voltage ecf is input to the transfer function unit 22-3, the output thereof and the c-phase terminal voltage Vc are input to the subtracting unit 24-3, and the counter electromotive voltage ecf is output.

図3を用いて各相の逆起電圧の推定の具体的手順の一例を説明したので、再び図2の制御ブロック図の説明に戻る。加算部14−1において、減算部12−1の出力である(Varef−Vav)に対してa相逆起電圧算出部20−1の出力である逆起電圧eafが加算され、新たなa相の電圧指令値(Varef−Vav+eaf)が出力される。同じように、b相に関しては、加算部14−2において、減算部14−2の出力である(Vbref−Vav)に対してb相逆起電圧算出部20−2が推定したb相逆起電圧ebfが加算され、b相の新たな電圧指令値(Vbref−Vav+ebf)が出力される。同じように、c相に関しては、加算部14−3において、減算部14−3の出力である(Vcref−Vav)に対してc相逆起電圧算出部20−3が推定したc相逆起電圧ecfが加算され、c相の新たな電圧指令値(Vcref−Vav+ecf)が出力される。   Since an example of a specific procedure for estimating the back electromotive force of each phase has been described with reference to FIG. 3, the description returns to the control block diagram of FIG. In the adding unit 14-1, the counter electromotive voltage eaf, which is the output of the a-phase counter electromotive voltage calculation unit 20-1, is added to (Varef-Vav), which is the output of the subtracting unit 12-1. Voltage command value (Varef−Vav + eaf) is output. Similarly, with respect to the b phase, the b phase counter electromotive force estimated by the b phase counter electromotive voltage calculation unit 20-2 with respect to (Vbref−Vav) that is the output of the subtraction unit 14-2 in the adding unit 14-2. The voltage ebf is added, and a new b-phase voltage command value (Vbref−Vav + ebf) is output. Similarly, for the c-phase, the c-phase counter electromotive force estimated by the c-phase counter electromotive voltage calculation unit 20-3 with respect to (Vcref−Vav), which is the output of the subtraction unit 14-3, in the adding unit 14-3. The voltage ecf is added, and a new c-phase voltage command value (Vcref−Vav + ecf) is output.

そして、目標中性点電位設定部40が示すバッテリ電圧値の半分であるVbat/2が加算部15−1,15−2,15−3において、新たな各相の電圧指令値である(Varef−Vav+eaf)、(Vbref−Vav+ebf)、(Vcref−Vav+ecf)に加算され、(Varef−Vav+eaf+Vbat/2)、(Vbref−Vav+ebf+Vbat/2)、(Vcref−Vav+ecf+Vbat/2)が出力される。加算部15−1,15−2,15−3のこれらの出力がPWM制御部210に入力され、PWM制御信号に変換されてインバータ回路211はモータ108に電流を供給する。   Then, Vbat / 2, which is half of the battery voltage value indicated by the target neutral point potential setting unit 40, is a voltage command value for each new phase in the adding units 15-1, 15-2, and 15-3 (Varef). -Vav + eaf), (Vbref-Vav + ebf), and (Vcref-Vav + ecf) are added to (Vref-Vav + eaf + Vbat / 2), (Vbref-Vav + ebf + Vbat / 2), and (Vcref-Vav + ec / cf + cf + cf + cf + cf + cf + cf + cf + cf2). These outputs from the adders 15-1, 15-2, and 15-3 are input to the PWM controller 210, converted into PWM control signals, and the inverter circuit 211 supplies current to the motor 108.

つまり、PWM制御部210の入力である最終的な新たな各相の電圧指令値は(Varef−Vav+eaf+Vbat/2)、(Vbref−Vav+ebf+Vbat/2)、(Vcref−Vav+ecf+Vbat/2)となり、数10の式が示す値がPWM制御部210に入力される。その結果、モータ108の中性点電位Vnはバッテリ電圧値の半分の値であるVbat/2に維持されるように制御される。つまり、モータ制御において、中性点電位が安定してモータのトルクリップルや騒音が抑えられるように制御される。   That is, the final voltage command value of each phase that is an input of the PWM control unit 210 is (Vref−Vav + eaf + Vbat / 2), (Vbref−Vav + ebf + Vbat / 2), (Vcref−Vav + ecf + Vbat / 2), A value indicated by the equation is input to the PWM control unit 210. As a result, the neutral point potential Vn of the motor 108 is controlled to be maintained at Vbat / 2, which is half the battery voltage value. That is, in the motor control, the neutral point potential is stabilized and the torque ripple and noise of the motor are suppressed.

以上の説明では、モータの逆起電圧をモータの端子電圧及び電流から算出した実施例について説明したが、逆起電圧はモータ位置としての回転角度θ及びモータの角速度ωから推定することもできる。その実施例を図4を用いて説明する。回転角度検出器202から出力された回転角度θ及び角速度ωがa相逆起電圧算出部30−1に入力される。モータのロータ位置を示す回転角度θによって誘起される逆起電圧は、角速度ω[rad/s]より算出される回転速度N[rpm]=ω×60/2πを1000[rpm]とすれば、モータの特性によって決定されているので、テーブルとして用意した規格化逆起電圧算出部32−1に入力して1000rpmでの規格化逆起電圧eafkを推定できる。次に、1000[rpm]での規格化逆起電圧eafkに対して回転速度N[rpm]を考慮した逆起電圧に修正するため、検出された角速度ωを回転速度Nに換算して、さらに、その回転速度Nの1000[rpm]を基準にした相対速度(N/1000)を乗ずる回転数補正部34−1に先ほどの規格化逆起電圧eafkを入力し、その結果、a相の逆起電圧eaf=eafk×(N/1000)が算出される。   In the above description, the embodiment in which the back electromotive voltage of the motor is calculated from the terminal voltage and current of the motor has been described. However, the back electromotive voltage can also be estimated from the rotation angle θ as the motor position and the angular velocity ω of the motor. The embodiment will be described with reference to FIG. The rotation angle θ and the angular velocity ω output from the rotation angle detector 202 are input to the a-phase counter electromotive voltage calculation unit 30-1. The counter electromotive voltage induced by the rotational angle θ indicating the rotor position of the motor is as follows: If the rotational speed N [rpm] = ω × 60 / 2π calculated from the angular speed ω [rad / s] is 1000 [rpm], Since it is determined by the characteristics of the motor, the normalized back electromotive force eafk at 1000 rpm can be estimated by inputting to the standardized back electromotive force calculating unit 32-1 prepared as a table. Next, in order to correct the counter electromotive voltage in consideration of the rotational speed N [rpm] with respect to the standardized counter electromotive voltage eafk at 1000 [rpm], the detected angular speed ω is converted into the rotational speed N, and Then, the normalized back electromotive force eafk is input to the rotation speed correction unit 34-1 that multiplies the rotation speed N by a relative speed (N / 1000) based on 1000 [rpm]. Electromotive voltage eaf = eafk × (N / 1000) is calculated.

次に、b相の逆起電圧ebfを算出するためには、モータ位置としての回転角度θ及びモータの角速度ωがb相逆起電圧算出部30−2に入力される。b相はa相に対して、その回転角度が120度位相が遅れているので、入力された回転角度θは120°位相を遅らす位相シフト部36−2に入力され、b相の回転角度である回転角度(θ−120)として出力される。その後は、a相と同じように規格化逆起電圧算出部32−2に入力され、その出力ebfkは回転数補正部34−2に入力されてb相逆起電圧ebfとして出力される。c相逆起電圧ecfの算出は、c相の回転角度はa相に対して120°位相が進んでいるので、入力された回転角度θは120°位相を進ます位相シフト部36−3に入力され、c相の回転角度である回転角度(θ+120)として出力される。その後は、a相と同じように規格化逆起電圧算出部32−3に入力され、その出力ecfkは回転数補正部34−3に入力されてc相逆起電圧ecfとして出力される。   Next, in order to calculate the b-phase counter electromotive voltage ebf, the rotation angle θ as the motor position and the motor angular velocity ω are input to the b-phase counter electromotive voltage calculation unit 30-2. Since the rotation angle of the b phase is 120 degrees behind the a phase, the input rotation angle θ is input to the phase shift unit 36-2 that delays the 120 ° phase, It is output as a certain rotation angle (θ−120). Thereafter, like the a phase, it is input to the normalized counter electromotive voltage calculation unit 32-2, and the output ebfk is input to the rotation speed correction unit 34-2 and output as the b phase counter electromotive voltage ebf. The c-phase counter electromotive force ecf is calculated because the rotation angle of the c-phase is 120 ° ahead of the a-phase, so that the input rotation angle θ is advanced by 120 ° to the phase shift unit 36-3. It is input and output as a rotation angle (θ + 120) which is the rotation angle of the c phase. Thereafter, like the a phase, it is input to the normalized counter electromotive voltage calculation unit 32-3, and its output ecfk is input to the rotation speed correction unit 34-3 and output as the c phase counter electromotive voltage ecf.

各相の逆起電圧が、モータの端子電圧、電流から推定することも可能であり、また、モータの回転角度、角速度からも推定可能である。設置される検出器の性能によって精度や検出速度などを考慮して選択することが可能である。また、逆起電圧は上述した方法以外の方法でも検出可能であり、それらで検出した逆起電圧を用いても本発明に適用可能であることは言うまでもない。   The back electromotive voltage of each phase can be estimated from the terminal voltage and current of the motor, and can also be estimated from the rotation angle and angular velocity of the motor. It is possible to select in consideration of accuracy, detection speed, etc. depending on the performance of the installed detector. Further, it is needless to say that the counter electromotive voltage can be detected by a method other than the above-described method, and the present invention can be applied even if the counter electromotive voltage detected by the method is used.

図2の比例積分制御部152を具体的にデジタル処理する場合の実施例の詳細を図5を参照して説明する。図5(A)は図2に示す制御ブロック図をそのままデジタル処理した場合のブロック図である。各相の電圧指令値の平均値を算出して、その平均値を各相の電圧指令値から減ずる手順として、図5(A)では、PI制御部152−1,152−2,152−3の出力である電圧指令値Varef,Vbref、Vcrefをまず算出してから、その後で平均値Vavを加算部10−1及び割り算部10−2を経て算出し、減算部12−1,12−2,12−3において、各相の電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefから平均値Vavを減じている。この手順でデジタル処理を実行すると処理の途中でオーバフローを発生したり、値がリミッタに張り付いたりして好ましくない。そこで、図5(B)に示すように、比例積分の処理の途中で平均値を算出して、さらに各相の値から平均値を減ずる処理も比例積分の処理の途中で算出している。   Details of the embodiment in the case where the proportional integral control unit 152 of FIG. 2 is specifically digitally processed will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a block diagram when the control block diagram shown in FIG. 2 is directly digitally processed. As a procedure for calculating the average value of the voltage command values of each phase and subtracting the average value from the voltage command value of each phase, in FIG. 5A, in the PI control units 152-1, 152-2, and 152-3. Voltage command values Varef, Vbref, and Vcref, which are the outputs of the output, are calculated first, and then the average value Vav is calculated through the adder 10-1 and the divider 10-2, and the subtractors 12-1, 12-2 12-3, the average value Vav is subtracted from the voltage command values Varef, Vbref, Vcref of each phase. If digital processing is executed in this procedure, an overflow occurs in the middle of processing, or a value sticks to the limiter, which is not preferable. Therefore, as shown in FIG. 5B, an average value is calculated in the middle of the proportional integration process, and a process of subtracting the average value from the value of each phase is also calculated in the middle of the proportional integration process.

つまり、例えば、a相の減算部154−1、b相の減算部154−2、c相の減算部154−3のそれぞれの出力値の平均値を加算部10−1及び除算部10−2にて実行し、さらに、その直後に減算部12−1,12−2,12−3で減算部154−1,154−2,154−2の出力からその平均値を減ずる処理を実行する。つまり、減算部12−1,12−2,12−3の出力値に関し、図5(A)での減算部12−1,12−2,12−3の出力値と比較して、図5(B)の減算部12−1,12−2,12−3の出力値は、絶対値として小さく、オーバーフローを引起こしたり、リミッタに張り付く可能性が少なくなり、本発明の実施例として図5(B)方の構成が好ましい構成となる。   That is, for example, the average values of the output values of the a-phase subtracting unit 154-1, the b-phase subtracting unit 154-2, and the c-phase subtracting unit 154-3 are added to the adding unit 10-1 and the dividing unit 10-2. Further, immediately after that, the subtracting units 12-1, 12-2, and 12-3 execute processing for subtracting the average value from the outputs of the subtracting units 154-1, 154-2, and 154-2. That is, the output values of the subtraction units 12-1, 12-2, 12-3 are compared with the output values of the subtraction units 12-1, 12-2, 12-3 in FIG. The output values of the subtracting units 12-1, 12-2 and 12-3 in (B) are small as absolute values, and the possibility of causing an overflow or sticking to the limiter is reduced. FIG. 5 shows an embodiment of the present invention. The configuration of (B) is a preferable configuration.

上述した実施例は電流制御手段としての電流制御部Aがフィードバック制御の場合あるが、本発明は電流制御手段がフィードフォワード制御及び外乱オブザーバとの組み合わせの場合にも適用可能である。図6を参照して、本発明をフィードフォワード制御及び外乱オブザーバとの組み合わせに適用した実施例について説明する。上述したフィードバック制御の実施例と異なる部分は電流制御部Aのみであり、各相の逆起電圧eaf,ebf,ecfの算出手順などはフィードバック制御の実施例と同じなので説明を省略し、異なる電流制御部Aについてのみ詳細に説明する。   In the above-described embodiment, the current control unit A as the current control means is in the case of feedback control. However, the present invention can also be applied to the case where the current control means is a combination of feedforward control and a disturbance observer. With reference to FIG. 6, the Example which applied this invention to the combination with feedforward control and a disturbance observer is described. Only the current control unit A is different from the feedback control embodiment described above, and the calculation procedure of the back electromotive voltages eaf, ebf, and ecf of each phase is the same as that of the feedback control embodiment. Only the control unit A will be described in detail.

各相の電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefは各相の電流指令値Iaref,Ibref,Icrefを入力とするフィードフォワード(FF)制御部160−1,160−2,160−3の出力に各相の外乱オブザーバ演算部164−1,164−2,164−3の出力を加算部162−1,162−2,163−3にて加算して求めることができる。   The voltage command values Varef, Vbref, and Vcref for each phase are output to the outputs of the feedforward (FF) control units 160-1, 160-2, and 160-3 that receive the current command values Iaref, Ibref, and Icref for each phase. Can be obtained by adding the outputs of the disturbance observer computing units 164-1, 164-2, and 164-3 in the adding units 162-1, 162-2, and 163-3.

例えば、a相の外乱オブザーバ演算部164−1には、電流検出器205−1で検出された電流Iaと電圧指令値Varefが入力される。電流Iaは外乱オブザーバ演算部164−1の中の伝達関数部167−1に入力される。この伝達関数は(Ra+s・La)/(1+s・Tf)であり、分母の一次遅れ関数は電流検出時のノイズ吸収のためのLPFを表わす。一方、電圧指令値Varefを入力とする伝達関数部165−1の伝達関数は(K/1+s・Tf)である。分母の(1+s・Tf)は伝達関数部167−1の一次遅れと時間遅れのバランスを取るために設けられたものである。伝達関数部165−1の出力と伝達関数部167−1の出力との減算を減算部166−1にて実行し、その出力が外乱オブザーバ演算部164−1の出力Vadisとなる。   For example, the current Ia and the voltage command value Varef detected by the current detector 205-1 are input to the a-phase disturbance observer calculation unit 164-1. The current Ia is input to the transfer function unit 167-1 in the disturbance observer calculation unit 164-1. This transfer function is (Ra + s · La) / (1 + s · Tf), and the first-order lag function of the denominator represents LPF for noise absorption at the time of current detection. On the other hand, the transfer function of the transfer function unit 165-1 having the voltage command value Varef as an input is (K / 1 + s · Tf). The denominator (1 + s · Tf) is provided to balance the first-order lag and the time lag of the transfer function unit 167-1. The subtraction unit 166-1 performs subtraction between the output of the transfer function unit 165-1 and the output of the transfer function unit 167-1, and the output becomes the output Vadis of the disturbance observer calculation unit 164-1.

同じように、b相の外乱オブザーバ演算部164−2には極性反転部205−4の出力である電流Ibと電圧指令値Vbrefが入力される。a相と同じように伝達関数部167−2及び伝達関数部165−2にそれぞれ入力され、それらの出力は減算部166−2に入力され、減算部166−2の出力は外乱オブザーバ演算部164−2の出力Vbdisとして出力される。   Similarly, the current Ib and the voltage command value Vbref which are the outputs of the polarity reversing unit 205-4 are input to the b-phase disturbance observer calculation unit 164-2. Similarly to the a-phase, the signals are input to the transfer function unit 167-2 and the transfer function unit 165-2, their outputs are input to the subtracting unit 166-2, and the output of the subtracting unit 166-2 is the disturbance observer calculating unit 164. -2 output Vbdis.

同じように、c相の外乱オブザーバ演算部164−3には電流検出器205−2の出力である電流Icと電圧指令値Vcrefが入力される。a相と同じように伝達関数部167−3及び伝達関数部165−3にそれぞれ入力され、それらの出力は減算部166−3に入力され、減算部166−3の出力は外乱オブザーバ演算部164−3の出力Vcdisとして出力される。   Similarly, the current Ic and the voltage command value Vcref which are the outputs of the current detector 205-2 are input to the c-phase disturbance observer calculation unit 164-3. Similarly to the a phase, the signals are input to the transfer function unit 167-3 and the transfer function unit 165-3, their outputs are input to the subtraction unit 166-3, and the output of the subtraction unit 166-3 is the disturbance observer calculation unit 164. -3 output Vcdis.

外乱オブザーバ演算部164−1,164−2,164−3の出力である外乱値Vadis,Vbdis,Vcdisと、電流指令値Iaref,Ibref,Icrefを入力とするFF制御部160−1,160−2,160−3の出力とが、加算部162−1,162−2,162−3でそれぞれ加算されて、電圧指令値Varef,Vbref,Vcrefが算出される。   FF control units 160-1 and 160-2 that receive disturbance values Vadis, Vbdis, and Vcdis that are outputs of the disturbance observer calculation units 164-1, 164-2, and 164-3 and current command values Iaref, Ibref, and Icref as inputs. , 160-3 are added by the adders 162-1, 162-2, and 162-3, respectively, to calculate voltage command values Varef, Vbref, and Vcref.

このようにして決定された各相の電圧指令値に対して、それらの平均値Vavを平均値算出部10で算出して、各相電圧指令値から平均値Vavを減算部12−1,12−2,12−3でそれぞれ減算し、その出力に対して各相の逆起電圧eaf,ebf,ecfが加算部14−1,14−2,14−3でそれぞれ加算される。バッテイ電圧を考慮した中性点電位にするための目標中性点電位設定部40が示す目標値Vbat/2を加算部15−1,15−2,15−3でそれぞれ加算して得られた結果である新たな各相の電圧指令値は(Varef−Vav+eaf+Vbat/2)、(Vbref−Vav+ebf+Vbat/2)、(Vcref−Vav+ecf+Vbat/2)となり、数10の式を満たす値となる。   For the voltage command values of each phase determined in this way, the average value Vav is calculated by the average value calculation unit 10, and the average value Vav is subtracted from each phase voltage command value by the subtraction units 12-1 and 12. Subtraction is performed at −2 and 12-3, respectively, and the back electromotive voltages eaf, ebf, and ecf of the respective phases are added to the outputs by the adders 14-1, 14-2, and 14-3, respectively. It was obtained by adding the target value Vbat / 2 indicated by the target neutral point potential setting unit 40 for obtaining the neutral point potential in consideration of the battery voltage by the adding units 15-1, 15-2, and 15-3, respectively. The resulting voltage command values for each phase are (Varef−Vav + eaf + Vbat / 2), (Vbref−Vav + ebf + Vbat / 2), and (Vcref−Vav + ecf + Vbat / 2), which are values satisfying the equation (10).

この結果、電流制御部Aがフィードフォワード制御と外乱オブザーバとの組み合わせ構成であっても、本発明の効果であるモータの中性点電位を一定に維持する制御が可能となり、よって、モータのトルクリップルを抑えるモータ制御が可能となる。なお、本発明の適用にあたって、電流制御部Aの構成は上述したフィードバック制御やフィードフォワード制御と外乱オブザーバとの組み合わせにかぎられるものではない。   As a result, even when the current control unit A is a combination configuration of feedforward control and disturbance observer, it is possible to control the neutral point potential of the motor, which is the effect of the present invention, to be constant, and thus the torque of the motor. Motor control that suppresses ripple is possible. In applying the present invention, the configuration of the current control unit A is not limited to the combination of the above-described feedback control, feedforward control, and disturbance observer.

以上説明したように、本発明を用いれば、特別なセンサを用いることもなく、また、CPUなどの演算処理の負担を特別増加させることもなく、モータの中性点電位を一定に安定化でき、よって、モータのトルクリップルや騒音を抑えるモータ制御が可能となる。   As described above, by using the present invention, the neutral point potential of the motor can be constantly stabilized without using a special sensor and without increasing the burden of arithmetic processing such as a CPU. Therefore, motor control that suppresses torque ripple and noise of the motor is possible.

また、中性点は、3相モータの場合、スター結線の場合は存在するが、デルタ結線の場合現実には存在しない。しかし、本発明をデルタ結線のモータ制御に適用しても、デルタ結線の3端子をスター結線の3端子と見なしたデルタ/スター等価変換した場合の仮想の中性点の電位を安定化する効果を発揮し、各相電流の干渉を抑えることができる。従って、現実には中性点の存在しないデルタ結線のモータであってもトルクリップルを抑制できるモータ制御が可能となる。   Further, in the case of a three-phase motor, the neutral point exists in the case of star connection, but does not actually exist in the case of delta connection. However, even if the present invention is applied to the motor control of the delta connection, the potential of the virtual neutral point in the case of the delta / star equivalent conversion in which the three terminals of the delta connection are regarded as the three terminals of the star connection is stabilized. An effect is exhibited and interference of each phase current can be suppressed. Therefore, even in the case of a delta-connected motor that does not actually have a neutral point, motor control that can suppress torque ripple is possible.

なお、上述した実施例の説明では3相モータについて説明したが、本発明は3以上の多相モータにも適用可能である。   In the above description of the embodiment, a three-phase motor has been described. However, the present invention can also be applied to three or more multi-phase motors.

さらに、本発明を用いれば、モータ制御において中性点電位を安定化してトルクリップルを抑制できるので、モータを用いた電動パワーステアリング装置においては騒音が少なくフィーリングの良いハンドル操作が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効果を期待できる。   Furthermore, if the present invention is used, the neutral point potential can be stabilized in the motor control and the torque ripple can be suppressed. Therefore, in the electric power steering device using the motor, the electric power steering can be operated with a low noise and a good feeling. The effect which can provide the control apparatus of an apparatus can be anticipated.

本発明の基本制御ブロック図である。It is a basic control block diagram of the present invention. 電流制御がフィードバック制御である場合の実施例である。It is an Example in case electric current control is feedback control. モータの端子電圧、電流を用いた逆起電圧算出を示す図である。It is a figure which shows the back electromotive force calculation using the terminal voltage and electric current of a motor. モータの回転角度及び角速度を用いた逆起電圧算出を示す図である。It is a figure which shows the back electromotive force calculation using the rotation angle and angular velocity of a motor. 比例積分制御のデジタル処理を示す実施例である。It is an Example which shows the digital processing of proportional integral control. 電流制御がフィードフォワード制御及び外乱オブザーバである場合の実施例である。It is an Example in case electric current control is feedforward control and a disturbance observer. 電動パワーステアリング装置の構成図である。It is a block diagram of an electric power steering device. モータの電圧、電流、巻線のインダクタンス値及び抵抗値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the voltage of a motor, an electric current, the inductance value of a coil | winding, and resistance value.

符号の説明Explanation of symbols

10 平均値算出部
12 減算部
14 加算部
20 逆起電圧算出部(電圧、電流)
30 逆起電圧算出部(角速度、回転位置)
40 目標中性点電位設定部
15 加算部
204 電流指令値算出部
A 電流制御部
150 減算部
152 比例積分制御部(PI制御部)
160 フィードフォワード制御部(FF制御部)
164 外乱オブザーバ演算部
10 Average Value Calculation Unit 12 Subtraction Unit 14 Addition Unit 20 Back Electromotive Voltage Calculation Unit (Voltage, Current)
30 Back electromotive force calculation unit (angular velocity, rotational position)
40 Target neutral point potential setting unit 15 Addition unit 204 Current command value calculation unit A Current control unit 150 Subtraction unit 152 Proportional integration control unit (PI control unit)
160 Feedforward control unit (FF control unit)
164 Disturbance observer calculation unit

Claims (6)

車両の操舵系に操舵補助力を付与する多相のモータと、前記モータへの各相の電流指令値を算出する電流指令値算出手段と、前記モータの各相の電流を検出する電流検出手段と、前記電流指令値と検出された前記電流とに基いて各相の電圧指令値を算出する電流制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記モータにおいて誘起される逆起電圧値を推定する逆起電圧算出手段を備え、前記各相の電圧指令値から前記各相の電圧指令値の平均値を減算し、さらに前記各相の逆起電圧値をそれぞれ加算した新たな各相の電圧指令値に基いて制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
A multiphase motor for applying a steering assist force to a steering system of a vehicle, a current command value calculation means for calculating a current command value for each phase to the motor, and a current detection means for detecting a current for each phase of the motor And a control device for an electric power steering apparatus comprising: current control means for calculating a voltage command value for each phase based on the current command value and the detected current;
Back electromotive force calculating means for estimating a counter electromotive voltage value induced in the motor, subtracting an average value of the voltage command values of the phases from the voltage command values of the phases, and further back electromotive force of the phases. A control device for an electric power steering apparatus, wherein control is performed based on a voltage command value for each new phase obtained by adding voltage values.
前記電流制御手段が、フィードバック制御手段である請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the current control means is a feedback control means. 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請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the current control means includes a feedforward control means and a disturbance observer. 前記逆起電圧を前記モータの端子電圧及び電流から推定する請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 4. The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the back electromotive voltage is estimated from a terminal voltage and a current of the motor. 前記逆起電圧を前記モータの角速度及びモータ位置から推定する請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 4. The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the counter electromotive voltage is estimated from an angular velocity and a motor position of the motor. 前記モータが、3相モータで結線方式がスター結線又はデルタ結線である請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The control device for an electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the motor is a three-phase motor and a connection method is a star connection or a delta connection.
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