JP2009189089A - Motor controller and electric power steering machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To drive a brushless motor so that the occurrence of torque ripple caused by a resistance difference between phases may be suppressed. <P>SOLUTION: In a motor controller, an open loop control unit 22 gets a voltage commands v<SB>d</SB>and v<SB>q</SB>on an axis dq, based on current commands i<SB>d</SB><SP>*</SP>and i<SB>q</SB><SP>*</SP>on the axis dq, and the number Φ of interlinkage fluxes of an armature coil and the angular velocity ω<SB>e</SB>of the rotor in the motor, and an axis dq/three-phase converter 23 converts the voltage commands v<SB>d</SB>and v<SB>q</SB>into phase voltage commands Vu, Vv and Vw. On the other hand, a phase current computer 41 computes each phase current detected value Ix in order from a detected value Ia by a current sensor 15, and a memory 42 stores each phase voltage command Vux, Vvx and Vwx at the point of detection of each phase current detected value Ix (regarding as x=u, v and w). A phase resistance computer 43 computes phase resistance Ru, Rv and Rw, using each phase current detected value Ix and each phase voltage commands Vux, Vvx and Vwx described above, and a corrector 44 corrects phase voltage commands Vu, Vv and Vw obtained by the axis dq/three-phase converter 23, based on these computed values. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置、および、そのようなモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a motor control device for driving a brushless motor, and an electric power steering device including such a motor control device.

従来から、運転者がハンドル(ステアリングホイール)に加える操舵トルクに応じて電動モータを駆動することにより車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が用いられている。電動パワーステアリング装置の電動モータには従来からブラシモータが広く使用されているが、信頼性および耐久性の向上や慣性の低減などの観点から、近年ではブラシレスモータも使用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering device that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle by driving an electric motor according to a steering torque applied to a steering wheel (steering wheel) by a driver has been used. Conventionally, a brush motor has been widely used as an electric motor of an electric power steering apparatus. However, a brushless motor has also been used in recent years from the viewpoint of improving reliability and durability and reducing inertia.

一般にモータ制御装置は、モータで発生するトルクを制御するために、モータに流れる電流を検出し、モータに供給すべき電流と検出した電流との差に基づきPI制御(比例積分制御)を行う。3相ブラシレスモータを駆動するモータ制御装置には、2相以上の電流を検出するために、2個または3個の電流センサが設けられる。   In general, a motor control device detects a current flowing through a motor in order to control torque generated by the motor, and performs PI control (proportional integral control) based on a difference between the current to be supplied to the motor and the detected current. A motor control device that drives a three-phase brushless motor is provided with two or three current sensors in order to detect a current of two or more phases.

なお、本願発明に関連して、特許文献1には、トルクリップルを抑制すべく、モータについての推定電流あるいは検出電流が所定値以下であるときにモータ電流検出手段の出力信号のオフセット補正を行う電動パワーステアリング装置が開示されている。また、特許文献2には、電動パワーステアリング装置のゼロ点補正(オフセット補正)を高精度に行うべく、電動パワーステアリング装置の作動中において、目標電流が所定値以下のときにモータ駆動部を停止して電流センサのゼロ点補正を行うゼロ点補正方法が開示されている。
特開2007−069836号公報 特開2004−130901号公報
In relation to the present invention, Patent Document 1 discloses that an offset correction of the output signal of the motor current detecting means is performed when the estimated current or the detected current for the motor is equal to or less than a predetermined value in order to suppress torque ripple. An electric power steering device is disclosed. In Patent Document 2, in order to perform zero point correction (offset correction) of the electric power steering device with high accuracy, the motor drive unit is stopped when the target current is equal to or less than a predetermined value during operation of the electric power steering device. A zero point correction method for correcting the zero point of the current sensor is disclosed.
JP 2007-069836 A JP 2004-130901 A

電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御装置では、電流センサは100A以上の大電流を検出する必要がある。この電流センサは、サイズが大きく、電動パワーステアリング装置の制御装置の小型化を妨げている。このため、電動パワーステアリング装置などに含まれるモータ制御装置では、電流センサの削減が課題とされている。電流センサを削減できれば、モータ制御装置のコストや消費電力も低減できる。   In the motor control device included in the electric power steering device, the current sensor needs to detect a large current of 100 A or more. This current sensor is large in size and hinders downsizing of the control device of the electric power steering device. For this reason, in a motor control device included in an electric power steering device or the like, reduction of current sensors is an issue. If the number of current sensors can be reduced, the cost and power consumption of the motor control device can be reduced.

電流センサを削減する方法としては、電流センサを1個に削減し、従来と同様のフィードバック制御を行う方法や、電流センサをすべて除去し、モータの回路方程式に従いオープンループ制御を行う方法などが考えられる。   Possible ways to reduce the number of current sensors are to reduce the number of current sensors to one and perform the same feedback control as before, or remove all current sensors and perform open loop control according to the motor circuit equation. It is done.

これらのうち前者の方法には、モータのロータの回転位置によっては、1個の電流センサではフィードバック制御に必要な複数相の電流を検出できないことがあり、モータの制御が不連続になるという問題がある。これに対し、後者の方法では、このような問題は生じない。しかし、後者の方法には、下記の要因によって相間で抵抗値に差が生じるとモータの出力トルクにリップル(「トルクリップル」と呼ばれる)が発生するという問題がある。
i)フェイルセーフ用に2相にリレーを配置することでリレーの接点抵抗分の抵抗差が相間で発生する。
ii)モータ制御装置とモータを接続するためのコネクタの接触抵抗が相間で異なる。
Among these methods, the former method has a problem that, depending on the rotational position of the rotor of the motor, a single current sensor may not be able to detect multiple phases of current necessary for feedback control, and the motor control becomes discontinuous. There is. In contrast, the latter method does not cause such a problem. However, the latter method has a problem that a ripple (referred to as “torque ripple”) occurs in the output torque of the motor when a difference in resistance value occurs between the phases due to the following factors.
i) By arranging relays in two phases for fail-safe, a resistance difference corresponding to the contact resistance of the relay is generated between the phases.
ii) The contact resistance of the connector for connecting the motor control device and the motor differs between phases.

特に電動パワーステアリング装置では、操舵フィーリング向上の観点からモータの出力トルクの滑らかさが重要視されるので、このようなトルクリップルの発生を抑制することが求められている。   In particular, in an electric power steering apparatus, since smoothness of the output torque of a motor is regarded as important from the viewpoint of improving steering feeling, it is required to suppress the occurrence of such torque ripple.

それ故に、本発明の目的は、相間での抵抗差に起因するトルクリップルの発生が抑制されるようにブラシレスモータを駆動することができるモータ制御装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、そのようなモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a motor control device capable of driving a brushless motor so that generation of torque ripple due to resistance difference between phases is suppressed. Another object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus provided with such a motor control device.

第1の発明は、ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置であって、
前記ブラシレスモータに流れる各相電流を検出する電流検出手段と、
前記ブラシレスモータに印加すべき各相電圧を示す指令値を求め、当該指令値を相電圧指令値として出力する制御演算手段と、
前記電流検出手段により検出された各相電流の検出値と当該検出値の検出時点に前記ブラシレスモータに印加された各相電圧の指令値とに基づき各相の抵抗値を算出する相抵抗算出手段と、
前記相抵抗算出手段により算出される各相の抵抗値に応じて前記相電圧指令値を補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後の相電圧指令値に基づき前記ブラシレスモータを駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする。
A first invention is a motor control device for driving a brushless motor,
Current detection means for detecting each phase current flowing through the brushless motor;
Control calculation means for obtaining a command value indicating each phase voltage to be applied to the brushless motor, and outputting the command value as a phase voltage command value;
Phase resistance calculating means for calculating the resistance value of each phase based on the detected value of each phase current detected by the current detecting means and the command value of each phase voltage applied to the brushless motor at the time of detection of the detected value When,
Correction means for correcting the phase voltage command value according to the resistance value of each phase calculated by the phase resistance calculation means;
Drive means for driving the brushless motor based on the phase voltage command value corrected by the correction means.

第2の発明は、第1の発明において、
前記相抵抗算出手段は、前記ブラシレスモータに流れる電流の大きさが所定値よりも小さいときに各相の抵抗値を算出することを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
The phase resistance calculating means calculates a resistance value of each phase when the magnitude of the current flowing through the brushless motor is smaller than a predetermined value.

第3の発明は、第1の発明において、
前記電流検出手段により各相電流が検出される時点における前記補正後の相電圧指令値を記憶する記憶手段を更に備え、
前記相抵抗算出手段は、前記電流検出手段により検出された各相電流の検出値と前記記憶手段に記憶された相電圧指令値とに基づき各相の抵抗値を算出することを特徴とする。
According to a third invention, in the first invention,
A storage means for storing the corrected phase voltage command value at the time when each phase current is detected by the current detection means;
The phase resistance calculation unit calculates a resistance value of each phase based on a detected value of each phase current detected by the current detection unit and a phase voltage command value stored in the storage unit.

第4の発明は、第3の発明において、
前記電流検出手段は、
前記ブラシレスモータに流れる電流を検出する単一の電流センサと、
前記電流センサにより検出される電流の検出値に基づき各相電流の検出値を順次に求める相電流算出手段とを含み、
前記制御演算手段は、
前記ブラシレスモータに供給すべき電流を示す指令値と前記ブラシレスモータのロータの角速度とに基づき、ブラシレスモータの回路方程式に従い前記相電圧指令値を求めるオープンループ制御手段と、
前記電流センサにより検出される電流の検出値に基づき、前記回路方程式に従い前記相電圧指令値を求めるときに使用するパラメータの値を求めるパラメータ算出手段とを含み、
前記記憶手段は、前記相電流算出手段によりいずれかの相電流の検出値が得られる毎に前記相電圧指令値を記憶することを特徴とする。
According to a fourth invention, in the third invention,
The current detection means includes
A single current sensor for detecting a current flowing in the brushless motor;
Phase current calculation means for sequentially obtaining the detected value of each phase current based on the detected value of the current detected by the current sensor,
The control calculation means is
An open loop control means for obtaining the phase voltage command value according to a circuit equation of a brushless motor based on a command value indicating a current to be supplied to the brushless motor and an angular velocity of a rotor of the brushless motor;
Parameter calculation means for obtaining a value of a parameter to be used when obtaining the phase voltage command value according to the circuit equation based on a detected value of the current detected by the current sensor;
The storage means stores the phase voltage command value every time a detected value of any phase current is obtained by the phase current calculation means.

第5の発明は、車両のステアリング機構にブラシレスモータによって操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
第1から第4の発明のいずれかの発明に係るモータ制御装置を備え、
前記モータ制御装置は、前記ステアリング機構に操舵補助力を与えるブラシレスモータを駆動することを特徴とする。
A fifth invention is an electric power steering device that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle by a brushless motor,
A motor control device according to any one of the first to fourth inventions;
The motor control device drives a brushless motor that applies a steering assist force to the steering mechanism.

上記第1の発明によれば、電流検出手段により得られる各相電流の検出値と制御演算手段により得られる各相電圧の指令値とに基づき各相の抵抗値が算出され、算出された各相の抵抗値に応じて、ブラシレスモータに印加すべき各相電圧の指令値が補正されることにより、相間抵抗差が補償され、相間抵抗差に起因するトルクリップルが低減される。   According to the first aspect of the invention, the resistance value of each phase is calculated based on the detected value of each phase current obtained by the current detecting means and the command value of each phase voltage obtained by the control calculating means. By correcting the command value of each phase voltage to be applied to the brushless motor according to the phase resistance value, the phase resistance difference is compensated, and the torque ripple caused by the phase resistance difference is reduced.

上記第2の発明によれば、ブラシレスモータに流れる電流の大きさが所定値よりも小さいときに各相の抵抗値が算出され、当該算出時点では、電流による発熱に起因する抵抗値の増大が小さく相間抵抗差が相対的に大きいので、各相の抵抗につき精度の高い算出値が得られる。これにより、各相電圧の指令値の補正による相間抵抗差の補償がより正確に行われるので、トルクリップルを十分に低減することができる。   According to the second aspect of the invention, the resistance value of each phase is calculated when the magnitude of the current flowing through the brushless motor is smaller than a predetermined value. At the time of the calculation, the increase in the resistance value due to heat generation by the current is calculated. Since the resistance difference between the phases is small and relatively large, a highly accurate calculated value can be obtained for the resistance of each phase. Thereby, the compensation of the interphase resistance difference by the correction of the command value of each phase voltage is performed more accurately, so that the torque ripple can be sufficiently reduced.

上記第3の発明によれば、各相電流の検出時点にブラシレスモータに印加された各相電圧の指令値が記憶手段に記憶され、各相電流の検出値と記憶手段に記憶された各相電圧の指令値とに基づき各相の抵抗値が算出される。したがって、電流センサの個数が1個だけであるために全ての相の電流を同時に検出できず、当該電流センサにより得られる電流検出値に基づき順次に各相の電流検出値が得られる場合であっても、各相の抵抗値を算出し、当該各相の抵抗値に応じて各相電圧の指令値を補正することでトルクリップルを低減することができる。   According to the third aspect of the invention, the command value of each phase voltage applied to the brushless motor at the time of detection of each phase current is stored in the storage means, and the detected value of each phase current and each phase stored in the storage means The resistance value of each phase is calculated based on the voltage command value. Therefore, since there is only one current sensor, currents of all phases cannot be detected simultaneously, and current detection values of each phase can be obtained sequentially based on the current detection values obtained by the current sensors. However, it is possible to reduce the torque ripple by calculating the resistance value of each phase and correcting the command value of each phase voltage according to the resistance value of each phase.

上記第4の発明によれば、単一の電流センサで検出された電流の検出値に基づき、各相電圧の指令値を求めるときに使用するパラメータの値が求められ、かつ、単一の電流センサを含む電流検出手段により順次に得られた各相電流の検出値と記憶手段に記憶された各相電圧の指令値とに基づき算出される各相の抵抗値に応じて、各相電圧の指令値が補正される。これにより、複数個の電流センサを使用する場合に比べてコストや消費電流を抑えつつ、上記パラメータの値が製造ばらつきや温度変化等によって変動するときでも高い精度でブラシレスモータを駆動し、トルクリップルの抑制されたモータ出力を得ることができる。   According to the fourth aspect of the invention, the parameter value used when obtaining the command value of each phase voltage is obtained based on the detected value of the current detected by the single current sensor, and the single current is obtained. According to the resistance value of each phase calculated based on the detected value of each phase current sequentially obtained by the current detection means including the sensor and the command value of each phase voltage stored in the storage means, The command value is corrected. This reduces the cost and current consumption compared to using multiple current sensors, and drives the brushless motor with high accuracy even when the values of the above parameters fluctuate due to manufacturing variations or temperature changes. Can be obtained.

上記第5の発明によれば、操舵補助力を与えるブラシレスモータに印加すべき電圧を示す各相電圧の指令値が補正されることにより、相間抵抗差に起因するトルクリップルの発生が抑制されるので、操舵フィーリングの良好な電動パワーステアリング装置を提供することができる。   According to the fifth aspect of the invention, by correcting the command value of each phase voltage indicating the voltage to be applied to the brushless motor that gives the steering assist force, the generation of torque ripple due to the interphase resistance difference is suppressed. Therefore, it is possible to provide an electric power steering device with good steering feeling.

<1.電動パワーステアリング装置>
図1は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両の構成と共に示す概略図である。図1に示す電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータ1、減速機2、トルクセンサ3、車速センサ4、位置検出センサ5、および、電子制御ユニット(Electronic Control Unit :以下、「ECU」という)10を備えたコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置である。
<1. Electric power steering device>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention, together with the configuration of a vehicle related thereto. The electric power steering apparatus shown in FIG. 1 includes a brushless motor 1, a speed reducer 2, a torque sensor 3, a vehicle speed sensor 4, a position detection sensor 5, and an electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU") 10. This is a column assist type electric power steering apparatus.

図1に示すように、ステアリングシャフト102の一端にはハンドル(ステアリングホイール)101が固着されており、ステアリングシャフト102の他端はラックピニオン機構103を介してラック軸104に連結されている。ラック軸104の両端は、タイロッドおよびナックルアームからなる連結部材105を介して車輪106に連結されている。運転者がハンドル101を回転させると、ステアリングシャフト102は回転し、これに伴いラック軸104は往復運動を行う。ラック軸104の往復運動に伴い、車輪106の向きが変わる。   As shown in FIG. 1, a steering wheel (steering wheel) 101 is fixed to one end of the steering shaft 102, and the other end of the steering shaft 102 is connected to a rack shaft 104 via a rack and pinion mechanism 103. Both ends of the rack shaft 104 are connected to a wheel 106 via a connecting member 105 composed of a tie rod and a knuckle arm. When the driver rotates the handle 101, the steering shaft 102 rotates, and the rack shaft 104 reciprocates accordingly. As the rack shaft 104 reciprocates, the direction of the wheels 106 changes.

電動パワーステアリング装置は、運転者の負荷を軽減するために、以下に示す操舵補助を行う。トルクセンサ3は、ハンドル101の操作によってステアリングシャフト102に加えられる操舵トルクTを検出する。車速センサ4は、車速Sを検出する。位置検出センサ5は、ブラシレスモータ1のロータの回転位置Pを検出する。位置検出センサ5は、例えばレゾルバで構成される。   The electric power steering device performs the following steering assistance in order to reduce the driver's load. The torque sensor 3 detects a steering torque T applied to the steering shaft 102 by operating the handle 101. The vehicle speed sensor 4 detects the vehicle speed S. The position detection sensor 5 detects the rotational position P of the rotor of the brushless motor 1. The position detection sensor 5 is composed of, for example, a resolver.

ECU10は、車載バッテリ100から電力の供給を受け、操舵トルクT、車速Sおよび回転位置Pに基づきブラシレスモータ1を駆動する。ブラシレスモータ1は、ECU10によって駆動されると、操舵補助力を発生させる。減速機2は、ブラシレスモータ1とステアリングシャフト102との間に設けられる。ブラシレスモータ1で発生した操舵補助力は、減速機2を介して、ステアリングシャフト102を回転させるように作用する。   The ECU 10 is supplied with electric power from the in-vehicle battery 100 and drives the brushless motor 1 based on the steering torque T, the vehicle speed S, and the rotational position P. The brushless motor 1 generates a steering assist force when driven by the ECU 10. The speed reducer 2 is provided between the brushless motor 1 and the steering shaft 102. The steering assist force generated by the brushless motor 1 acts to rotate the steering shaft 102 via the speed reducer 2.

この結果、ステアリングシャフト102は、ハンドル101に加えられる操舵トルクと、ブラシレスモータ1で発生した操舵補助力の両方によって回転する。このように電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータ1で発生した操舵補助力を車両のステアリング機構に与えることにより操舵補助を行う。   As a result, the steering shaft 102 is rotated by both the steering torque applied to the handle 101 and the steering assist force generated by the brushless motor 1. As described above, the electric power steering apparatus performs steering assist by applying the steering assist force generated by the brushless motor 1 to the steering mechanism of the vehicle.

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータ1を駆動する制御装置(モータ制御装置)に特徴がある。そこで以下では、各実施形態に係る電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御装置について説明する。   The electric power steering device according to the embodiment of the present invention is characterized by a control device (motor control device) that drives the brushless motor 1. Therefore, hereinafter, a motor control device included in the electric power steering device according to each embodiment will be described.

<2.第1の実施形態>
図2は、本発明の第1の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。図2に示すモータ制御装置は、ECU10を用いて構成されており、u相、v相およびw相の3相巻線(図示せず)を有するブラシレスモータ1を駆動する。ECU10は、位相補償器11、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと略称する)20、3相/PWM(Pulse Width Modulation)変調器12、モータ駆動回路13、および、電流センサ14を備えている。
<2. First Embodiment>
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the motor control device according to the first embodiment of the present invention. The motor control device shown in FIG. 2 is configured using an ECU 10 and drives a brushless motor 1 having u-phase, v-phase, and w-phase three-phase windings (not shown). The ECU 10 includes a phase compensator 11, a microcomputer (hereinafter abbreviated as “microcomputer”) 20, a three-phase / PWM (Pulse Width Modulation) modulator 12, a motor drive circuit 13, and a current sensor 14.

ECU10には、トルクセンサ3から出力された操舵トルクT、車速センサ4から出力された車速S、および、位置検出センサ5から出力された回転位置Pが入力される。位相補償器11は、操舵トルクTに対して位相補償を施す。マイコン20は、ブラシレスモータ1の駆動に用いられる電圧指令値を求める制御手段として機能する。マイコン20の機能の詳細については、後述する。   The ECU 10 receives the steering torque T output from the torque sensor 3, the vehicle speed S output from the vehicle speed sensor 4, and the rotational position P output from the position detection sensor 5. The phase compensator 11 performs phase compensation on the steering torque T. The microcomputer 20 functions as control means for obtaining a voltage command value used for driving the brushless motor 1. Details of the function of the microcomputer 20 will be described later.

3相/PWM変調器12とモータ駆動回路13は、ハードウェア(回路)で構成されており、マイコン20で求めた電圧指令値の電圧を用いてブラシレスモータ1を駆動するモータ駆動手段として機能する。3相/PWM変調器12は、マイコン20で求めた3相の電圧指令値に応じたデューティー比を有する3種類のPWM信号(図2に示すU、V、W)を生成する。モータ駆動回路13は、スイッチング素子として6個のMOS−FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor )を含むPWM電圧形インバータ回路である。6個のMOS−FETは、3種類のPWM信号とその否定信号によって制御される。PWM信号を用いてMOS−FETの導通状態を制御することにより、ブラシレスモータ1に対して3相の駆動電流(u相電流、v相電流およびw相電流)が供給される。   The three-phase / PWM modulator 12 and the motor drive circuit 13 are configured by hardware (circuit) and function as motor drive means for driving the brushless motor 1 using the voltage of the voltage command value obtained by the microcomputer 20. . The three-phase / PWM modulator 12 generates three types of PWM signals (U, V, and W shown in FIG. 2) having a duty ratio corresponding to the three-phase voltage command value obtained by the microcomputer 20. The motor drive circuit 13 is a PWM voltage source inverter circuit including six MOS-FETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) as switching elements. The six MOS-FETs are controlled by three types of PWM signals and their negative signals. By controlling the conduction state of the MOS-FET using the PWM signal, three-phase driving currents (u-phase current, v-phase current and w-phase current) are supplied to the brushless motor 1.

電流センサ14は、ブラシレスモータ1に流れる電流を検出する。本実施形態では、この電流センサ14と後述の相電流算出部41とにより、ブラシレスモータ1のu相、v相、w相の電流Iu,Iv,Iwを検出する電流検出手段が構成される。電流センサ14は、例えば抵抗体やホール素子で構成され、モータ駆動回路13と電源の間に1個だけ設けられる。図2に示す例では、電流センサ14はモータ駆動回路13と電源のマイナス側(接地)との間に設けられているが、電流センサ14をモータ駆動回路13と電源のプラス側との間に設けてもよい。   The current sensor 14 detects a current flowing through the brushless motor 1. In the present embodiment, the current sensor 14 and a phase current calculation unit 41 described later constitute current detection means for detecting u-phase, v-phase, and w-phase currents Iu, Iv, and Iw of the brushless motor 1. The current sensor 14 is constituted by, for example, a resistor or a Hall element, and only one current sensor 14 is provided between the motor drive circuit 13 and the power source. In the example shown in FIG. 2, the current sensor 14 is provided between the motor drive circuit 13 and the negative side (ground) of the power supply. However, the current sensor 14 is provided between the motor drive circuit 13 and the positive side of the power supply. It may be provided.

ブラシレスモータ1が回転している間、電流センサ14で検出される電流値は、PWM信号に応じて変化する。PWM信号の1周期内では、電流センサ14によって1相の駆動電流が検知されるときと、2相の駆動電流の和が検知されるときとがある。3相の駆動電流の和はゼロになるので、2相の駆動電流の和に基づき、残り1相の駆動電流を求めることができる。したがって、ブラシレスモータ1が回転している間、1個の電流センサ14を用いて3相の駆動電流を検出することができる。電流センサ14で検出された電流値Iaは、マイコン20に入力される。   While the brushless motor 1 is rotating, the current value detected by the current sensor 14 changes according to the PWM signal. Within one cycle of the PWM signal, there are a case where the current sensor 14 detects a one-phase driving current and a case where the sum of the two-phase driving currents is detected. Since the sum of the three-phase drive currents becomes zero, the remaining one-phase drive current can be obtained based on the sum of the two-phase drive currents. Therefore, the three-phase drive current can be detected by using one current sensor 14 while the brushless motor 1 is rotating. The current value Ia detected by the current sensor 14 is input to the microcomputer 20.

マイコン20は、ECU10に内蔵されたメモリ(図示せず)に格納されたプログラムを実行することにより、指令電流算出部21、オープンループ制御部22、dq軸/3相変換部23、角度算出部24、角速度算出部25、Φ算出部26、相電流算出部41、記憶部42、相抵抗算出部43、および補正部44として機能する。なお、指令電流算出部21とオープンループ制御部22とdq軸/3相変換部23と角速度算出部25とΦ算出部26は、ブラシレスモータ1を駆動するために使用される相電圧指令値を求める制御演算手段を構成する。   The microcomputer 20 executes a program stored in a memory (not shown) built in the ECU 10 to thereby execute a command current calculation unit 21, an open loop control unit 22, a dq axis / three-phase conversion unit 23, and an angle calculation unit. 24, angular velocity calculation unit 25, Φ calculation unit 26, phase current calculation unit 41, storage unit 42, phase resistance calculation unit 43, and correction unit 44. The command current calculation unit 21, the open loop control unit 22, the dq axis / three-phase conversion unit 23, the angular velocity calculation unit 25, and the Φ calculation unit 26 determine the phase voltage command value used for driving the brushless motor 1. The required control calculation means is configured.

マイコン20は、以下に示すように、ブラシレスモータ1に供給すべき電流を示す電流指令値とブラシレスモータ1のロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従い、モータ駆動回路13に与えるべき電圧を示す電圧指令値を求める。   As shown below, the microcomputer 20 determines the voltage to be applied to the motor drive circuit 13 according to the circuit equation of the motor based on the current command value indicating the current to be supplied to the brushless motor 1 and the angular velocity of the rotor of the brushless motor 1. The voltage command value shown is obtained.

角度算出部24は、位置検出センサ5で検出した回転位置Pに基づき、ブラシレスモータ1のロータの回転角(以下、「角度θ」という)を求める。角速度算出部25は、角度θに基づき、ブラシレスモータ1のロータの角速度ωe を求める。なお、図3に示すようにブラシレスモータ1に対してu軸、v軸およびw軸を設定し、ブラシレスモータ1のロータ6に対してd軸およびq軸を設定したとき、u軸とd軸のなす角が角度θとなる。すなわち、角度算出部24ではブラシレスモータ1における電気角θが求められる。 The angle calculation unit 24 obtains the rotation angle (hereinafter referred to as “angle θ”) of the rotor of the brushless motor 1 based on the rotation position P detected by the position detection sensor 5. The angular velocity calculation unit 25 obtains the angular velocity ω e of the rotor of the brushless motor 1 based on the angle θ. As shown in FIG. 3, when the u axis, the v axis, and the w axis are set for the brushless motor 1, and the d axis and the q axis are set for the rotor 6 of the brushless motor 1, the u axis and the d axis are set. Is an angle θ. That is, the angle calculation unit 24 calculates the electrical angle θ in the brushless motor 1.

指令電流算出部21は、位相補償後の操舵トルクT(位相補償器11の出力信号)と車速Sに基づき、ブラシレスモータ1に供給すべき電流の目標値のd軸成分とq軸成分を求める(以下、前者の値を「d軸電流指令値id *」、後者の値を「q軸電流指令値iq *」という)。より詳細には、指令電流算出部21は、車速Sをパラメータとして、操舵トルクTと指令電流との対応づけを記憶したテーブル(以下、「アシストマップ」という)を内蔵しており、アシストマップを参照して電流指令値を求める。アシストマップを用いることにより、或る大きさの操舵トルクが与えられたときに、その大きさに応じた適切な大きさの操舵補助力を発生させるためにブラシレスモータ1に供給すべき電流を示すd軸電流指令値id *とq軸電流指令値iq *を求めることができる。 The command current calculation unit 21 obtains the d-axis component and the q-axis component of the target value of the current to be supplied to the brushless motor 1 based on the steering torque T after phase compensation (the output signal of the phase compensator 11) and the vehicle speed S. (Hereinafter, the former value is referred to as “d-axis current command value i d * ”, and the latter value is referred to as “q-axis current command value i q * ”). More specifically, the command current calculation unit 21 has a built-in table (hereinafter referred to as “assist map”) that stores the correspondence between the steering torque T and the command current using the vehicle speed S as a parameter. Refer to the current command value. By using the assist map, when a certain amount of steering torque is applied, the current to be supplied to the brushless motor 1 in order to generate a steering assist force having an appropriate magnitude according to the magnitude is shown. The d-axis current command value i d * and the q-axis current command value i q * can be obtained.

なお、指令電流算出部21で求めるq軸電流指令値iq *は符号付きの電流値であり、その符号は操舵補助の方向を示す。例えば、符号がプラスのときには右方向へ曲がるための操舵補助が行われ、符号がマイナスのときには左方向へ曲がるための操舵補助が行われる。また、d軸電流指令値id *は、典型的にはゼロに設定される。 The q-axis current command value i q * obtained by the command current calculation unit 21 is a signed current value, and the sign indicates the steering assist direction. For example, when the sign is positive, steering assistance for turning to the right is performed, and when the sign is minus, steering assistance for turning to the left is performed. Further, the d-axis current command value i d * is typically set to zero.

オープンループ制御部22は、d軸電流指令値id * ,q軸電流指令値iq * および角速度ωe に基づき、ブラシレスモータ1に印加すべき電圧の目標値のd軸成分とq軸成分を求める(以下、前者の値を「d軸電圧指令値vd 」、後者の値を「q軸電圧指令値vq 」という)。d軸電圧指令値vd とq軸電圧指令値vq は、次式(1)と(2)に示すモータの回路方程式を用いて算出される。
d=(R+PLd)id *−ωeqq * …(1)
q=(R+PLq)iq *+ωedd *+ωeΦ …(2)
ただし、式(1)と(2)において、vd はd軸電圧指令値、vq はq軸電圧指令値、id *はd軸電流指令値、iq *はq軸電流指令値、ωe はロータの角速度、Rは電機子巻線抵抗を含む回路抵抗、Ld はd軸の自己インダクタンス、Lq はq軸の自己インダクタンス、ΦはU,V,W相電機子巻線鎖交磁束数の最大値の√(3/2)倍、Pは微分演算子である。このうちR、Ld 、Lq およびΦは、既知のパラメータとして扱われる。なお、Rで示される回路抵抗には、ブラシレスモータ1とECU10との間の配線抵抗やECU10内でのモータ駆動回路13の抵抗および配線抵抗などが含まれる。この点は他の実施形態でも同様である。
The open loop control unit 22 determines the d-axis component and the q-axis component of the target value of the voltage to be applied to the brushless motor 1 based on the d-axis current command value i d * , the q-axis current command value i q * and the angular velocity ω e. (Hereinafter, the former value is referred to as “d-axis voltage command value v d ” and the latter value is referred to as “q-axis voltage command value v q ”). The d-axis voltage command value v d and the q-axis voltage command value v q are calculated using the motor circuit equations shown in the following equations (1) and (2).
v d = (R + PL d ) i d * −ω e L q i q * (1)
v q = (R + PL q ) i q * + ω e L d i d * + ω e Φ (2)
In equations (1) and (2), v d is a d-axis voltage command value, v q is a q-axis voltage command value, i d * is a d-axis current command value, i q * is a q-axis current command value, ω e is the rotor angular velocity, R is the circuit resistance including the armature winding resistance, L d is the d-axis self-inductance, L q is the q-axis self-inductance, and Φ is the U, V, W-phase armature winding chain √ (3/2) times the maximum value of the number of magnetic flux exchanges, P is a differential operator. Of these, R, L d , L q and Φ are treated as known parameters. The circuit resistance indicated by R includes the wiring resistance between the brushless motor 1 and the ECU 10, the resistance of the motor driving circuit 13 in the ECU 10, the wiring resistance, and the like. This is the same in other embodiments.

dq軸/3相変換部23は、オープンループ制御部22で求めたd軸電圧指令値vd とq軸電圧指令値vq を3相交流座標軸上の電圧指令値に変換する。より詳細には、dq軸/3相変換部23は、d軸電圧指令値vd とq軸電圧指令値vq に基づき、次式(3)〜(5)を用いてu相電圧指令値Vu、v相電圧指令値Vvおよびw相電圧指令値Vwを求める。
Vu=√(2/3)×{vd×cosθ−vq×sinθ} …(3)
Vv=√(2/3)×{vd×cos(θ−2π/3)
−vq×sin(θ−2π/3)} …(4)
Vw=−Vu−Vv …(5)
上記の式(3)と(4)に含まれる角度θは、角度算出部24で求めた電気角である。なお、u相電圧指令値Vu、v相電圧指令値Vvおよびw相電圧指令値Vwを総称して「相電圧指令値Vu,Vv,Vw」ともいう。また、後述の補正部44による補正後のu相電圧指令値、v相電圧指令値およびw相電圧指令値を総称して「補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwc」という。
The dq-axis / 3-phase converter 23 converts the d-axis voltage command value v d and the q-axis voltage command value v q obtained by the open loop control unit 22 into a voltage command value on the three-phase AC coordinate axis. More specifically, the dq-axis / three-phase conversion unit 23 uses the following equations (3) to (5) based on the d-axis voltage command value v d and the q-axis voltage command value v q to determine the u-phase voltage command value. Vu, v-phase voltage command value Vv, and w-phase voltage command value Vw are obtained.
Vu = √ (2/3) × {v d × cos θ−v q × sin θ} (3)
Vv = √ (2/3) × {v d × cos (θ-2π / 3)
−v q × sin (θ−2π / 3)} (4)
Vw = −Vu−Vv (5)
The angle θ included in the above formulas (3) and (4) is an electrical angle obtained by the angle calculation unit 24. The u-phase voltage command value Vu, the v-phase voltage command value Vv, and the w-phase voltage command value Vw are collectively referred to as “phase voltage command values Vu, Vv, Vw”. Further, the u-phase voltage command value, the v-phase voltage command value, and the w-phase voltage command value after correction by the correction unit 44 described later are collectively referred to as “corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc”.

既述のように、ブラシレスモータ1が回転している間、1個の電流センサ14を用いて3相の駆動電流を検出することができる。そこで本実施形態では、相電流算出部41が、電流センサ14で検出された電流値Iaからブラシレスモータ1に流れるu相、v相、w相電流の値(以下、それぞれ「u相電流検出値Iu」、「v相電流検出値Iv」、「w相電流検出値Iw」いい、総称して各相電流検出値Iu,Iv,Iwともいう)を算出する。また、記憶部42は、各相電流検出値Ix(x=u,v,w)の検出時点すなわち各相電流検出値Ixの算出に使用された電流値Iaの検出時点における補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcを記憶する。以下では、x相電流検出値Ixの検出時点における補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcを、それぞれ、記号“Vux”,“Vvx”,“Vwx”で示すものとする(x=u,v,w)。   As described above, the three-phase drive current can be detected by using one current sensor 14 while the brushless motor 1 is rotating. Therefore, in the present embodiment, the phase current calculation unit 41 determines the values of the u-phase, v-phase, and w-phase currents flowing to the brushless motor 1 from the current value Ia detected by the current sensor 14 (hereinafter referred to as “u-phase current detection values” Iu ”,“ v-phase current detection value Iv ”,“ w-phase current detection value Iw ”, which are also collectively referred to as phase current detection values Iu, Iv, and Iw). The storage unit 42 also corrects the phase voltage after correction at the detection time of each phase current detection value Ix (x = u, v, w), that is, the detection time of the current value Ia used for calculation of each phase current detection value Ix. Command values Vuc, Vvc, Vwc are stored. In the following, corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc at the time of detection of the x-phase current detection value Ix are indicated by symbols “Vux”, “Vvx”, “Vwx”, respectively (x = u , V, w).

相抵抗算出部43は、上記のような相電流算出部41および電流センサ14からなる電流検出手段によって検出された各相電流検出値Ixと、その検出時点における補正後の相電圧指令値Vux,Vvx,Vwx(x=u,v,w)とに基づき、u相抵抗Ru、v相抵抗Rv、w相抵抗Rw(図4参照)の値を求める。ここで、u相抵抗、v相抵抗、w相抵抗は、それぞれu相、v相、w相についての電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を意味するものとし、それぞれ記号“Ru”,“Rv”,“Rw”で示すものとする。また、記号“Ru”,“Rv”,“Rw”は、u相抵抗、v相抵抗、w相抵抗の値をもそれぞれ示すものとする。なお以下では、u相抵抗、v相抵抗、w相抵抗をまとめて「相抵抗」ともいう。これらの相抵抗に相当する回路抵抗には、ブラシレスモータ1とECU10との間の配線抵抗やECU10内でのモータ駆動回路13の抵抗および配線抵抗等が含まれる。この点は他の実施形態でも同様である。相抵抗算出部43における相抵抗Ru,Rv,Rwの算出方法の詳細は後述する。   The phase resistance calculation unit 43 includes each phase current detection value Ix detected by the current detection means including the phase current calculation unit 41 and the current sensor 14 as described above, and a corrected phase voltage command value Vux, Based on Vvx, Vwx (x = u, v, w), values of u-phase resistance Ru, v-phase resistance Rv, and w-phase resistance Rw (see FIG. 4) are obtained. Here, the u-phase resistance, the v-phase resistance, and the w-phase resistance mean circuit resistances including armature winding resistances for the u-phase, v-phase, and w-phase, respectively, and symbols “Ru” and “Rv”, respectively. "," Rw ". The symbols “Ru”, “Rv”, and “Rw” also indicate the values of the u-phase resistance, the v-phase resistance, and the w-phase resistance, respectively. Hereinafter, the u-phase resistance, the v-phase resistance, and the w-phase resistance are collectively referred to as “phase resistance”. The circuit resistance corresponding to these phase resistances includes wiring resistance between the brushless motor 1 and the ECU 10, resistance of the motor drive circuit 13 in the ECU 10, wiring resistance, and the like. This is the same in other embodiments. Details of the calculation method of the phase resistances Ru, Rv, Rw in the phase resistance calculation unit 43 will be described later.

補正部44には、相抵抗算出部43で算出された相抵抗Ru,Rv,Rwの値と、Φ算出部26で算出された電機子巻線鎖交磁束数Φと、角速度算出部25で算出された角速度ωe とが入力され、当該補正部44は、次式(7)〜(9)に従って相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正する。
Vuc=(Vu−eu)・Ru/Rr+eu …(7)
Vvc=(Vv−ev)・Rv/Rr+ev …(8)
Vwc=(Vw−ew)・Rw/Rr+ew …(9)
上記式(7)〜(9)において、Rrは、各相に共通に設定される基準とすべき抵抗値(以下「基準抵抗値」という)であり、この基準抵抗値Rrとして、例えば各相抵抗値の平均値を使用することができ、また、所定時点における特定相の抵抗値を使用してもよい。さらに、この基準抵抗値Rrは、必ずしも固定値でなくてもよい。なお、相抵抗Ru,Rv,Rwの値が未算出のときには、基準抵抗Rrの値を予め決めておき、Ru=Rv=Rw=Rrとして補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcを算出してもよい。
The correction unit 44 includes values of the phase resistances Ru, Rv, and Rw calculated by the phase resistance calculation unit 43, an armature winding linkage magnetic flux number Φ calculated by the Φ calculation unit 26, and an angular velocity calculation unit 25. The calculated angular velocity ω e is input, and the correction unit 44 corrects the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw according to the following equations (7) to (9).
Vuc = (Vu-e u) · Ru / Rr + e u ... (7)
Vvc = (Vv-e v) · Rv / Rr + e v ... (8)
Vwc = (Vw−e w ) · Rw / Rr + e w (9)
In the above formulas (7) to (9), Rr is a resistance value (hereinafter referred to as “reference resistance value”) to be set in common for each phase, and as this reference resistance value Rr, for example, each phase An average value of resistance values can be used, and a resistance value of a specific phase at a predetermined time point may be used. Furthermore, the reference resistance value Rr is not necessarily a fixed value. When the values of the phase resistances Ru, Rv, Rw have not been calculated, the value of the reference resistance Rr is determined in advance, and the corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc are calculated with Ru = Rv = Rw = Rr. May be.

上記式(7)〜(9)において、eu , ev ,ew は、それぞれ、ブラシレスモータ1におけるu相、v相、w相の逆起電力(誘起電圧)である。ところで、ブラシレスモータ1の逆起電力のq軸成分はωeΦであり、d軸成分は0である。そこで補正部44は、これら逆起電力のd軸成分およびq軸成分を次式(10)〜(12)により3相交流座標軸上の逆起電力に変換し、その変換により得られる各相の逆起電力eu , ev ,ew を用いて上記式(7)〜(9)に従って補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcを算出する。
u=√(2/3)×{0×cosθ−ωeΦ×sinθ} …(10)
v=√(2/3)×{0×cos(θ−2π/3)
−ωeΦ×sin(θ−2π/3)} …(11)
w=−eu−ev …(12)
なお式(10)と(11)に含まれる角度θは、角度算出部24で求めた電気角である。
In the above formula (7) ~ (9), e u, e v, e w are each, u phases in the brushless motor 1, v-phase, a counter electromotive force of the w-phase (induced voltage). Incidentally, the q-axis component of the back electromotive force of the brushless motor 1 is ω e Φ, and the d-axis component is zero. Therefore, the correction unit 44 converts the d-axis component and the q-axis component of these back electromotive forces into back electromotive forces on the three-phase AC coordinate axes according to the following equations (10) to (12), and for each phase obtained by the conversion: counter electromotive force e u, e v, the equation using e w (7) the phase voltage command value after correction in accordance with ~ (9) Vuc, Vvc, and calculates the Vwc.
e u = √ (2/3) × {0 × cos θ−ω e Φ × sin θ} (10)
e v = √ (2/3) × {0 × cos (θ−2π / 3)
−ω e Φ × sin (θ−2π / 3)} (11)
e w = −e u −e v (12)
The angle θ included in the equations (10) and (11) is an electrical angle obtained by the angle calculation unit 24.

このようにマイコン20は、dq座標軸上の電流指令値id * ,iq * を求める処理と、モータの回路方程式に従いdq座標軸上の電圧指令値vd ,vq を求める処理と、d軸およびq軸電圧指令値vd ,vq を相電圧指令値Vu,Vv,Vwに変換する処理と、相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正する処理とを行う。3相/PWM変調器12は、マイコン20で求めた補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに基づき、3種類のPWM信号を出力する。これにより、ブラシレスモータ1の3相巻線には、各相の補正後の電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに応じた正弦波状の電流が流れ、ブラシレスモータ1のロータは回転する。これに伴い、ブラシレスモータ1の回転軸には、ブラシレスモータ1を流れる電流に応じたトルクが発生する。発生したトルクは操舵補助に用いられる。 As described above, the microcomputer 20 obtains the current command values i d * and i q * on the dq coordinate axis, obtains the voltage command values v d and v q on the dq coordinate axis according to the motor circuit equation, and the d axis. And a process for converting the q-axis voltage command values v d and v q into the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw and a process for correcting the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw. The three-phase / PWM modulator 12 outputs three types of PWM signals based on the corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc obtained by the microcomputer 20. As a result, a sinusoidal current corresponding to the corrected voltage command values Vuc, Vvc, and Vwc of each phase flows through the three-phase windings of the brushless motor 1, and the rotor of the brushless motor 1 rotates. Accordingly, a torque corresponding to the current flowing through the brushless motor 1 is generated on the rotating shaft of the brushless motor 1. The generated torque is used for steering assistance.

Φ算出部26には、電流センサ14で検出された電流値Iaと、角度算出部24で算出された電気角θと、角速度算出部25で算出された角速度ωe とが入力される。Φ算出部26は、まず電流値Iaに基づきブラシレスモータ1に流れるu相とv相の電流の値、すなわちu相電流検出値Iu、v相電流検出値Ivを求め、これらを次式(13)と(14)を用いてdq座標軸上の電流値に変換することにより、d軸電流検出値id とq軸電流検出値iq を求める。
d=√2×{Iv×sinθ−Iu×sin(θ−2π/3)} …(13)
q=√2×{Iv×cosθ−Iu×cos(θ−2π/3)} …(14)
The current value Ia detected by the current sensor 14, the electrical angle θ calculated by the angle calculator 24, and the angular velocity ω e calculated by the angular velocity calculator 25 are input to the Φ calculator 26. The Φ calculating unit 26 first obtains the values of the u-phase and v-phase currents flowing through the brushless motor 1 based on the current value Ia, that is, the u-phase current detection value Iu and the v-phase current detection value Iv, and these are expressed by the following formula (13 ) And (14) are used to convert the current value on the dq coordinate axis to obtain the d-axis current detection value id and the q-axis current detection value iq .
i d = √2 × {Iv × sin θ−Iu × sin (θ−2π / 3)} (13)
i q = √2 × {Iv × cos θ−Iu × cos (θ−2π / 3)} (14)

次に、Φ算出部26は、ωe ≠0のときに、q軸電圧指令値vq 、d軸電流検出値id 、q軸電流検出値iq および角速度ωe に基づき、次式(15)を用いて式(2)に含まれる電機子巻線鎖交磁束数Φを求める。
Φ={vq−(R+PLq)iq−ωedd}/ωe …(15)
なお、式(15)は、式(2)のd軸電流指令値id *とq軸電流指令値iq *にd軸電流検出値id とq軸電流検出値iq を代入し、その式をΦについて解いたものである。
Next, when ω e ≠ 0, the Φ calculating unit 26 uses the following formula ( q) based on the q-axis voltage command value v q , the d-axis current detection value i d , the q-axis current detection value i q and the angular velocity ω e. 15) is used to determine the number of armature winding linkage magnetic fluxes Φ included in the equation (2).
Φ = {v q − (R + PL q ) i q −ω e L d i d } / ω e (15)
Equation (15) substitutes d-axis current detection value i d and q-axis current detection value i q for d-axis current command value i d * and q-axis current command value i q * of equation (2), and The equation is solved for Φ.

Φ算出部26は、求めたΦ値をオープンループ制御部22に対して出力する。オープンループ制御部22は、式(2)を用いてq軸電圧指令値vq を求めるときに、Φ算出部26で算出されたΦ値を使用する。このようにマイコン20は、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線鎖交磁束数Φを求め、q軸電圧指令値vq を求めるときにはそのΦ値を使用する。 The Φ calculating unit 26 outputs the obtained Φ value to the open loop control unit 22. The open loop control unit 22 uses the Φ value calculated by the Φ calculation unit 26 when obtaining the q-axis voltage command value v q using the equation (2). As described above, the microcomputer 20 obtains the armature winding linkage magnetic flux number Φ included in the motor circuit equation, and uses the Φ value when obtaining the q-axis voltage command value v q .

Φ算出部26は、ωe ≠0である限り、任意のタイミングでΦ値を求めてもよい。Φ算出部26は、例えば、所定の時間間隔でΦ値を求めてもよく、ブラシレスモータ1の駆動開始後に1回だけΦ値を求めてもよく、温度などの状態が変化したときにΦ値を求めてもよい。また、ωe がゼロに近いときに求めたΦ値には誤差が発生しやすいので、Φ算出部26は、ωe が所定の閾値以上であるときに限りΦ値を求めることとしてもよい。 The Φ calculating unit 26 may obtain the Φ value at an arbitrary timing as long as ω e ≠ 0. For example, the Φ calculating unit 26 may obtain the Φ value at a predetermined time interval, obtain the Φ value only once after the start of the driving of the brushless motor 1, or the Φ value when the state such as temperature changes. You may ask for. In addition, since an error is likely to occur in the Φ value obtained when ω e is close to zero, the Φ calculation unit 26 may obtain the Φ value only when ω e is equal to or greater than a predetermined threshold.

以上に示すように、本実施形態に係るモータ制御装置は、電流指令値とロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従いオープンループ制御により電圧指令値を求めると共に、電流センサで検出した電流値に基づきモータの回路方程式に含まれるΦを求め、電圧指令値を求めるときにはそのΦ値を使用する。したがって、本実施形態に係るモータ制御装置によれば、モータの回路方程式に含まれるΦ値が製造ばらつきや温度変化によって変動するときでも、電流センサで検出した電流値に基づきΦ値を求めることにより、高い精度でブラシレスモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができる。   As described above, the motor control device according to the present embodiment obtains the voltage command value by open loop control according to the motor circuit equation based on the current command value and the angular velocity of the rotor, and the current value detected by the current sensor. Φ included in the circuit equation of the motor is obtained based on the above, and the Φ value is used when obtaining the voltage command value. Therefore, according to the motor control device according to the present embodiment, even when the Φ value included in the circuit equation of the motor fluctuates due to manufacturing variation or temperature change, the Φ value is obtained based on the current value detected by the current sensor. The brushless motor can be driven with high accuracy, and a desired motor output can be obtained.

また、本実施形態に係るモータ制御装置には、電流センサは1個だけ設けられている。したがって、本実施形態に係るモータ制御装置によれば、電流センサを削減することにより、モータ制御装置の小型化、低コスト化および低消費電力化が可能となる。さらに、本実施形態に係るモータ制御装置はオープンループ制御を行うので、1個の電流センサを用いてフィードバック制御を行うモータ制御装置とは異なり、モータの制御が不連続にならない。したがって、本実施形態に係るモータ制御装置によれば、音や振動を抑制することができる。   Further, the motor control device according to the present embodiment is provided with only one current sensor. Therefore, according to the motor control device according to the present embodiment, it is possible to reduce the size, cost and power consumption of the motor control device by reducing the number of current sensors. Furthermore, since the motor control device according to the present embodiment performs open loop control, the motor control does not become discontinuous, unlike the motor control device that performs feedback control using one current sensor. Therefore, according to the motor control device according to the present embodiment, it is possible to suppress sound and vibration.

なお本実施形態では、オープンループ制御部22においてd軸電圧指令値vd およびq軸電圧指令値vq を求めるために使用されるRやΦ等は、既知のパラメータとして扱われるが、ΦについてはΦ算出部26により算出された値が使用される。すなわち、Φについては既知のパラメータとして扱いつつもパラメータ算出手段としてのΦ算出部26により適宜補正される。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、Φ算出部26に代えて又はΦ算出部26と共にパラメータ算出手段としてのR算出部を設け、d軸電圧指令値vd およびq軸電圧指令値vq を求める際に、当該R算出部により算出されたRを使用してもよい(この点は、以下に述べる他の実施形態においても同様)。なお、R算出部が設けられている場合、当該R算出部は、例えば、iq ≠0のときに、q軸電圧指令値vq 、d軸電流検出値id 、q軸電流検出値iq および角速度ωe に基づき、次式を用いて上記式(1)と(2)に含まれる電気子巻線抵抗Rを求める。
R=(vq−PLqq−ωedd−ωeΦ)/iq
In the present embodiment, R, Φ, and the like used for obtaining the d-axis voltage command value v d and the q-axis voltage command value v q in the open loop control unit 22 are treated as known parameters. The value calculated by the Φ calculating unit 26 is used. That is, Φ is appropriately corrected by the Φ calculating unit 26 as parameter calculating means while being treated as a known parameter. However, the present invention is not limited to such a configuration, and instead of the Φ calculating unit 26 or with the Φ calculating unit 26, an R calculating unit as a parameter calculating unit is provided, and the d-axis voltage command values v d and q When calculating the shaft voltage command value v q , R calculated by the R calculating unit may be used (this is the same in other embodiments described below). When the R calculation unit is provided, the R calculation unit, for example, when i q ≠ 0, the q-axis voltage command value v q , the d-axis current detection value i d , and the q-axis current detection value i Based on q and the angular velocity ω e , the electric winding resistance R included in the above formulas (1) and (2) is obtained using the following formula.
R = (v q −PL q i q −ω e L d i d −ω e Φ) / i q

次に、相抵抗算出部43における相抵抗Ru,Rv,Rwの算出方法について説明する。本実施形態では、x相の電流の時間的変化が緩やかなときに当該x相の電流を検出するものとし、当該x相のインダクタンスによって生じる電圧降下を無視できるものとする(x=u,v,w)。この場合、x相電流検出値Ixの検出時点でのブラシレスモータ1におけるu相、v相、w相の逆起電力(誘起電圧)を“Eux”,“Evx”,“Ewx”でそれぞれ示すものとし、x相電流検出値Ixの検出時点でのu相、v相、w相の電流値を“Iux”,“Ivx”,“Iwx”でそれぞれ示すものとすると(x=u,v,w)、下記の式が成立する。
Vuu=Iuu・Ru+Euu …(16a)
Vvu=Ivu・Rv+Evu …(16b)
Vwu=Iwu・Rw+Ewu …(16c)
Vuv=Iuv・Ru+Euv …(17a)
Vvv=Ivv・Rv+Evv …(17b)
Vwv=Iwv・Rw+Ewv …(17c)
Vuw=Iuw・Ru+Euw …(18a)
Vvw=Ivw・Rv+Evw …(18b)
Vww=Iww・Rw+Eww …(18c)
Iuu+Ivu+Iwu=0 …(19a)
Iuv+Ivv+Iwv=0 …(19b)
Iuw+Ivw+Iww=0 …(19c)
Euu+Evu+Ewu=0 …(20a)
Euv+Evv+Ewv=0 …(20b)
Euw+Evw+Eww=0 …(20c)
Vuu+Vvu+Vwu=0 …(21a)
Vuv+Vvv+Vwv=0 …(21b)
Vuw+Vvw+Vww=0 …(21c)
Next, a method for calculating the phase resistances Ru, Rv, Rw in the phase resistance calculation unit 43 will be described. In this embodiment, it is assumed that the current of the x phase is detected when the temporal change of the current of the x phase is gentle, and the voltage drop caused by the inductance of the x phase can be ignored (x = u, v , W). In this case, the u-phase, v-phase, and w-phase back electromotive forces (induced voltages) in the brushless motor 1 at the time of detection of the x-phase current detection value Ix are respectively represented by “Eux”, “Evx”, and “Ewx” And the current values of the u-phase, v-phase, and w-phase at the time of detection of the x-phase current detection value Ix are denoted by “Iux”, “Ivx”, and “Iwx”, respectively (x = u, v, w ), The following formula is established.
Vuu = Iuu · Ru + Euu (16a)
Vvu = Ivu · Rv + Evu (16b)
Vwu = Iwu · Rw + Ewu (16c)
Vuv = Iuv · Ru + Euv (17a)
Vvv = Ivv · Rv + Evv (17b)
Vwv = Iwv · Rw + Ewv (17c)
Vuw = Iu · Ru + Eu (18a)
Vvw = Ivw · Rv + Evw (18b)
Vww = Iw · Rw + Ew (18c)
Iuu + Ivu + Iwu = 0 (19a)
Iuv + Ivv + Iwv = 0 (19b)
Iuw + Ivw + Iw = 0 (19c)
Eu + Evu + Ewu = 0 (20a)
Euv + Evv + Ewv = 0 (20b)
Euw + Evw + Ew = 0 (20c)
Vuu + Vvu + Vwu = 0 (21a)
Vuv + Vvv + Vwv = 0 (21b)
Vuw + Vvw + Vw = 0 (21c)

上記18個の式(16a)〜(21c)において、相電圧指令値Vux,Vvx,Vwx(x=u,v,w)および相電流検出値Iuu,Ivv,Iwwは既知であり、未知数は相抵抗Ru,Rv,Rw、相電流値Ivu,Iwu,Iuv,Iwv,Iuw,Ivwおよび誘起電圧Eux,Evx,Ewx(x=u,v,w)の18個であるので、上記式(6a)〜(21c)から相抵抗Ru,Rv,Rwを求めることができる。具体的には下記のようにして相抵抗Ru,Rv,Rwを求める。   In the 18 equations (16a) to (21c), the phase voltage command values Vux, Vvx, Vwx (x = u, v, w) and the phase current detection values Iuu, Ivv, Iww are known, and the unknowns are the phases. Since there are 18 resistors Ru, Rv, Rw, phase current values Ivu, Iwu, Iuv, Iwv, Iuw, Ivw and induced voltages Eux, Evx, Ewx (x = u, v, w), the above equation (6a) The phase resistances Ru, Rv, Rw can be obtained from (21c). Specifically, the phase resistances Ru, Rv, Rw are obtained as follows.

u相電流が検出されると、相電流算出部41がu相電流検出値Iuを出力すると共に、記憶部42がその検出時点でのu相、v相、w相の補正後の電圧指令値Vuc,Vvc,VwcをそれぞれVuu,Vvu,Vwuとして記憶する。相抵抗算出部43は、Iu≠0のときに、このu相電流検出値Iuとその検出時点の相電圧指令値Vuu,Vvu,Vwuとを用いて次式により与えられるUa,Ubを算出する。
Ua=(Vuu−Vvu)/Iu …(22a)
Ub=(Vuu−Vwu)/Iu …(22b)
When the u-phase current is detected, the phase current calculation unit 41 outputs the u-phase current detection value Iu, and the storage unit 42 corrects the voltage command values for the u-phase, v-phase, and w-phase at the time of detection. Vuc, Vvc, and Vwc are stored as Vuu, Vvu, and Vwu, respectively. When Iu ≠ 0, the phase resistance calculation unit 43 uses the u-phase current detection value Iu and the phase voltage command values Vuu, Vvu, and Vwu at the time of detection to calculate Ua and Ub given by the following equations. .
Ua = (Vuu−Vvu) / Iu (22a)
Ub = (Vuu−Vwu) / Iu (22b)

v相電流が検出されると、相電流算出部41がv相電流検出値Ivを出力すると共に、記憶部42がその検出時点での補正後のu相、v相、w相の電圧指令値Vuc,Vvc,VwcをそれぞれVuv,Vvv,Vwvとして記憶する。相抵抗算出部43は、Iv≠0のときに、このv相電流検出値Ivとその検出時点の相電圧指令値Vuv,Vvv,Vwvとを用いて、次式により与えられるVa,Vbを算出する。
Va=(Vvv−Vwv)/Iv …(23a)
Vb=(Vvv−Vuv)/Iv …(23b)
When the v-phase current is detected, the phase current calculation unit 41 outputs the v-phase current detection value Iv, and the storage unit 42 corrects u-phase, v-phase, and w-phase voltage command values at the time of detection. Vuc, Vvc, and Vwc are stored as Vuv, Vvv, and Vwv, respectively. When Iv ≠ 0, the phase resistance calculation unit 43 uses the v-phase current detection value Iv and the phase voltage command values Vuv, Vvv, and Vwv at the time of detection to calculate Va and Vb given by the following equations: To do.
Va = (Vvv−Vwv) / Iv (23a)
Vb = (Vvv−Vuv) / Iv (23b)

w相電流が検出されると、相電流算出部41がw相電流検出値Iwを出力すると共に、記憶部42がその検出時点でのu相、v相、w相の補正後の電圧指令値Vuc,Vvc,VwcをそれぞれVuw,Vvw,Vwwとして記憶する。相抵抗算出部43は、Iw≠0のときに、このw相電流検出値Iwとその検出時点の相電圧指令値Vuw,Vvw,Vwwとを用いて、次式により与えられるWa,Wbを算出する。
Wa=(Vww−Vuw)/Iw …(24a)
Wb=(Vww−Vvw)/Iw …(24b)
When the w-phase current is detected, the phase current calculation unit 41 outputs the w-phase current detection value Iw, and the storage unit 42 corrects the voltage command values for the u-phase, v-phase, and w-phase at the time of detection. Vuc, Vvc, and Vwc are stored as Vuw, Vvw, and Vww, respectively. When Iw ≠ 0, the phase resistance calculation unit 43 uses the w-phase current detection value Iw and the phase voltage command values Vuw, Vvw, and Vww at the time of detection to calculate Wa and Wb given by the following equations: To do.
Wa = (Vww−Vuw) / Iw (24a)
Wb = (Vww−Vvw) / Iw (24b)

次に、算出されたUa,Ub,Va,Vb,Wa,Wbを用いて、次式により与えられるra,rb,rc,rdを算出する。
a=Ua・Va・Wa−Ub・Vb・Wb …(25a)
b=Wa・Ua−Wa・Vb+Ub・Vb …(25b)
c=Ua・Va−Ua・Wb+Vb・Wb …(25c)
d=Va・Wa−Va・Ub+Wb・Ub …(25d)
Then, the calculated Ua, Ub, using Va, Vb, Wa, the Wb, r a given by the following equation, r b, r c, calculates a r d.
r a = Ua · Va · Wa -Ub · Vb · Wb ... (25a)
r b = Wa · Ua−Wa · Vb + Ub · Vb (25b)
r c = Ua · Va−Ua · Wb + Vb · Wb (25c)
r d = Va · Wa−Va · Ub + Wb · Ub (25d)

次に、算出されたra,rb,rc,rdを用いて、次式により相抵抗Ru,Rv,Rwを算出する。
Ru=ra・rb/(rb・rc+rc・rd+rd・rb) …(26a)
Rv=ra・rc/(rb・rc+rc・rd+rd・rb) …(26b)
Rw=ra・rd/(rb・rc+rc・rd+rd・rb) …(26c)
Then, the calculated r a, r b, r c , with r d, and calculates phase resistance Ru by the following formula, Rv, and Rw.
Ru = r a · r b / (r b · r c + r c · r d + r d · r b ) (26a)
Rv = r a · r c / (r b · r c + r c · r d + r d · r b ) (26b)
Rw = r a · r d / (r b · r c + r c · r d + r d · r b ) (26c)

既述の式(7)〜(9)による相電圧指令値Vu,Vv,Vwの補正に必要な相抵抗Ru,Rv,Rwの値は、u相、v相およびw相の電流検出値Iu,Iv,Iwが検出されると上記のように算出することができるが、ブラシレスモータ1に流れる電流が増大すると、発熱によって相抵抗Ru,Rv,Rwの算出精度が低下する。以下、この点につき説明する。   The values of the phase resistances Ru, Rv, Rw necessary for the correction of the phase voltage command values Vu, Vv, Vw by the above-described equations (7) to (9) are the detected current values Iu of the u phase, the v phase, and the w phase. , Iv, Iw can be calculated as described above, but when the current flowing through the brushless motor 1 increases, the calculation accuracy of the phase resistances Ru, Rv, Rw decreases due to heat generation. This point will be described below.

いま、u相抵抗Ruに対するv相抵抗Rvの差を1mΩとし、u相抵抗Ruに対するw相抵抗Rwの差を2mΩとする。この場合、Ru=10mΩであれば、Rv=11mΩ、Rw=12mΩとなる。したがって、抵抗比Rv/Ru,Rw/Ruは、
Rv/Ru=11/10=1.1
Rw/Ru=12/10=1.2
であるので、抵抗差を相対値で示すと、u相抵抗Ruに対するv相抵抗Rvの差は10%であり、u相抵抗Ruに対するw相抵抗Rwの差は20%である。
Now, the difference of the v-phase resistance Rv with respect to the u-phase resistance Ru is 1 mΩ, and the difference of the w-phase resistance Rw with respect to the u-phase resistance Ru is 2 mΩ. In this case, if Ru = 10 mΩ, Rv = 11 mΩ and Rw = 12 mΩ. Therefore, the resistance ratios Rv / Ru, Rw / Ru are
Rv / Ru = 11/10 = 1.1
Rw / Ru = 12/10 = 1.2
Therefore, when the resistance difference is expressed as a relative value, the difference of the v-phase resistance Rv with respect to the u-phase resistance Ru is 10%, and the difference of the w-phase resistance Rw with respect to the u-phase resistance Ru is 20%.

一般に、相間の抵抗差はモータに流れる電流による発熱には影響されない。このため、電流による発熱によってu相抵抗Ruが例えばRu=20mΩになったとすると、Rv=21mΩ、Rw=22mΩとなる。このときの抵抗比Rv/Ru,Rw/Ruは、
Rv/Ru=21/20=1.05
Rw/Ru=22/20=1.1
であるので、抵抗差を相対値で示すと、u相抵抗Ruに対するv相抵抗Rvの差は5%となり、u相抵抗Ruに対するw相抵抗Rwの差は10%となる。
In general, the resistance difference between the phases is not affected by the heat generated by the current flowing through the motor. For this reason, if the u-phase resistance Ru becomes, for example, Ru = 20 mΩ due to heat generated by the current, Rv = 21 mΩ and Rw = 22 mΩ. The resistance ratios Rv / Ru and Rw / Ru at this time are
Rv / Ru = 21/20 = 1.05
Rw / Ru = 22/20 = 1.1
Therefore, when the resistance difference is expressed as a relative value, the difference in the v-phase resistance Rv with respect to the u-phase resistance Ru is 5%, and the difference in the w-phase resistance Rw with respect to the u-phase resistance Ru is 10%.

このように、電流による発熱によって抵抗値が大きくなると、相間の抵抗差は相対的に小さくなる。したがって、相間の抵抗差の観点から見ると、電流による発熱は相抵抗の算出精度を低下させることになる。よって、電流による発熱が小さいときに相抵抗を算出するのが好ましい。そこで本実施形態では、u相、v相およびw相電流の指令値または検出値が、予め決められた閾値よりも小さいときに上記のようにして相抵抗Ru,Rv,Rwを算出する。以下、このような本実施形態における相抵抗算出部43の動作を説明する。   Thus, when the resistance value increases due to heat generated by the current, the resistance difference between the phases becomes relatively small. Therefore, from the viewpoint of the resistance difference between the phases, the heat generation due to the current reduces the calculation accuracy of the phase resistance. Therefore, it is preferable to calculate the phase resistance when the heat generated by the current is small. Therefore, in the present embodiment, the phase resistances Ru, Rv, and Rw are calculated as described above when the command value or detection value of the u-phase, v-phase, and w-phase currents is smaller than a predetermined threshold value. Hereinafter, the operation of the phase resistance calculation unit 43 in the present embodiment will be described.

図5は、本実施形態における相抵抗算出部43の動作例を説明するためのフローチャートである。この動作例では、相抵抗算出部43は下記の手順により相抵抗Ru,Rv,Rwを算出する。既述のように相電流算出部41は、電流センサ14により得られる電流検出値Iaからu相、v相、w相電流検出値のいずれかが算出される毎にその電流検出値Ixを相抵抗算出部43に与え(xはu,v,wのいずれか)、相抵抗算出部43は、この相電流検出値Ixを順次受け取る(ステップS10)。相抵抗算出部43は、受け取った相電流検出値Ixがゼロの場合にはステップS10へ戻り、次に算出される相電流検出値Iyを受け取る(yはu,v,wのいずれか)。このようにしてステップS10,S12を繰り返すことにより、ゼロでないu相、v相およびw相電流検出値Iu,Iv,Iwを受け取ると、相抵抗算出部43は、それらの相電流検出値の絶対値|Iu|,|Iv|,|Iw|が全て、予め決められた閾値Ithよりも小さいか否かを判定し、その結果、|Iu|,|Iv|,|Iw|のいずれかが閾値Ith以上であればステップS10へ戻り、|Iu|,|Iv|,|Iw|のすべてが閾値Ithよりも小さければステップS16へ進む。ここで、閾値Ithは、既述のように電流による発熱によって相抵抗の算出精度の低下を防止するために導入されたものであり、発熱による相抵抗の増大が比較的小さい範囲で相抵抗が算出されるように設定される。その具体的な値は、ブラシレスモータおよびそれを駆動するモータ制御装置によって異なり、実際には、個々のブラシレスモータおよびモータ制御装置についての実験や計算機シミュレーション等を用いて決定される。   FIG. 5 is a flowchart for explaining an operation example of the phase resistance calculation unit 43 in the present embodiment. In this operation example, the phase resistance calculation unit 43 calculates the phase resistances Ru, Rv, Rw by the following procedure. As described above, the phase current calculation unit 41 calculates the current detection value Ix from the current detection value Ia obtained by the current sensor 14 every time one of the u-phase, v-phase, and w-phase current detection values is calculated. The resistance calculation unit 43 is given (x is any one of u, v, and w), and the phase resistance calculation unit 43 sequentially receives the phase current detection value Ix (step S10). When the received phase current detection value Ix is zero, the phase resistance calculation unit 43 returns to step S10 and receives the next calculated phase current detection value Iy (y is any one of u, v, and w). When the non-zero u-phase, v-phase, and w-phase current detection values Iu, Iv, and Iw are received by repeating steps S10 and S12 in this manner, the phase resistance calculation unit 43 calculates the absolute value of these phase current detection values. It is determined whether the values | Iu |, | Iv |, | Iw | are all smaller than a predetermined threshold value Ith, and as a result, any of | Iu |, | Iv |, | Iw | If it is equal to or greater than Ith, the process returns to step S10. If all of | Iu |, | Iv |, | Iw | are smaller than the threshold value Ith, the process proceeds to step S16. Here, the threshold value Ith is introduced in order to prevent a decrease in calculation accuracy of the phase resistance due to heat generation due to current as described above, and the phase resistance is within a relatively small range of increase in phase resistance due to heat generation. Set to be calculated. The specific value differs depending on the brushless motor and the motor control device that drives the brushless motor, and is actually determined using experiments, computer simulations, and the like for the individual brushless motors and motor control devices.

ステップS16へ進んだときには、いずれもゼロではなく且つ絶対値が閾値Ithよりも小さい各相電流検出値Ix(x=u,v,w)が得られている。相抵抗算出部43は、この各相電流検出値Ixの検出時点での(補正後の)各相電圧指令値Vux,Vvx,Vwxを記憶部42から取り出し、この各相電圧指令値Vux,Vvx,Vwx(x=u,v,w)と上記各相電流検出値Ixとを用い、既述の式(22a)〜(26c)に基づいて相抵抗Ru,Rv,Rwを算出する。   When the process proceeds to step S16, each phase current detection value Ix (x = u, v, w) that is not zero and whose absolute value is smaller than the threshold value Ith is obtained. The phase resistance calculation unit 43 extracts the phase voltage command values Vux, Vvx, Vwx (after correction) at the time of detection of the phase current detection values Ix from the storage unit 42, and the phase voltage command values Vux, Vvx. , Vwx (x = u, v, w) and the respective phase current detection values Ix are used to calculate the phase resistances Ru, Rv, Rw based on the aforementioned equations (22a) to (26c).

上記のようにして得られた相抵抗Ru,Rv,Rwの算出値は、相抵抗算出部43から補正部44に与えられる(ステップS20)。補正部44は、これらの相抵抗Ru,Rv,Rwの算出値を用いて既述の式(7)〜(9)に基づき相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正する。   The calculated values of the phase resistances Ru, Rv, Rw obtained as described above are given from the phase resistance calculation unit 43 to the correction unit 44 (step S20). The correction unit 44 corrects the phase voltage command values Vu, Vv, Vw based on the above-described equations (7) to (9) using the calculated values of the phase resistances Ru, Rv, Rw.

このようにして相抵抗Ru,Rv,Rwを算出した後は、新たな各相電流検出値Ixに基づき相抵抗Ru,Rv,Rwを算出すべくステップS10へ戻る。   After calculating the phase resistances Ru, Rv, Rw in this way, the process returns to step S10 to calculate the phase resistances Ru, Rv, Rw based on the new detected phase current values Ix.

なお、図5に示す処理手順による相抵抗算出部43の動作は一例であり、相抵抗算出部43の動作はこのような処理手順に限定されない。例えば、図5に示すステップS10〜S20の処理を所定時間間隔で実行するようにしてもよい。また、図5に示すステップS10〜S20の処理を、ブラシレスモータ1の駆動開始後に1回だけ実行してもよく、温度などの状態が変化したときに実行してもよい。   The operation of the phase resistance calculation unit 43 according to the processing procedure illustrated in FIG. 5 is an example, and the operation of the phase resistance calculation unit 43 is not limited to such a processing procedure. For example, the processes in steps S10 to S20 shown in FIG. 5 may be executed at predetermined time intervals. Further, the processing of steps S10 to S20 shown in FIG. 5 may be executed only once after the start of driving the brushless motor 1, or may be executed when a state such as temperature changes.

図5に示す動作例では、ステップS12の判定結果が“No”で且つステップS14の判定結果が“Yes”の場合に各相電流の検出時点における各相電圧の指令値Vux,Vvx,Vwxが記憶部42から取り出されるが、これに代えて、いずれかの相の電流検出値Ixが得られる毎に、当該相電流検出値Ixがゼロでないか、その絶対値が閾値Ithよりも小さいかを判定し、当該相電流検出値Ixがゼロでなく且つその絶対値が閾値Ithよりも小さければ、式(22a)(22b)または(23a)(23b)または(24a)(24b)に基づき、当該電流検出値Ixに対応する中間的なパラメータ値Xa,Xbを算出するようにしてもよい(x=u,v,w;X=U,V,W)。   In the operation example shown in FIG. 5, when the determination result of step S12 is “No” and the determination result of step S14 is “Yes”, the command values Vux, Vvx, Vwx of each phase voltage at the time of detection of each phase current are Although it is taken out from the storage unit 42, each time the current detection value Ix of any phase is obtained, whether the phase current detection value Ix is not zero or whether the absolute value is smaller than the threshold value Ith. If the phase current detection value Ix is not zero and the absolute value is smaller than the threshold value Ith, based on the formula (22a) (22b) or (23a) (23b) or (24a) (24b) Intermediate parameter values Xa and Xb corresponding to the current detection value Ix may be calculated (x = u, v, w; X = U, V, W).

また、図5に示す動作例では、ステップS14において、各相電流の検出値の絶対値が閾値Ithよりも小さいか否かが判定されるが、これに代えて、各相電流の指令値の絶対値が閾値Ithよりも小さいか否かを判定するようにしてもよい。この場合、各相電流の指令値は、指令電流算出部21により得られるd軸およびq軸電流指令値id *,iq *を3相交流座標軸上の値に変換することにより求めることができる。また、これらに代えて、d軸およびq軸電流指令値id *,iq *の絶対値または2乗和が所定の閾値よりも小さいか否かで判定するようにしてもよい。より一般的には、ブラシレスモータ1に流れる電流の大きさが所定値よりも小さいときに相抵抗Ru,Rv,Rwを算出することで、電流による発熱に起因する相抵抗算出精度の低下が防止できればよい。 In the operation example shown in FIG. 5, it is determined in step S14 whether or not the absolute value of the detected value of each phase current is smaller than the threshold value Ith. You may make it determine whether an absolute value is smaller than the threshold value Ith. In this case, the command value of each phase current can be obtained by converting the d-axis and q-axis current command values i d * and i q * obtained by the command current calculation unit 21 into values on the three-phase AC coordinate axes. it can. Alternatively, the determination may be made based on whether the absolute value or sum of squares of the d-axis and q-axis current command values i d * and i q * is smaller than a predetermined threshold value. More generally, by calculating the phase resistances Ru, Rv, Rw when the magnitude of the current flowing through the brushless motor 1 is smaller than a predetermined value, it is possible to prevent a decrease in the accuracy of calculation of the phase resistance due to heat generated by the current. I can do it.

また、各相の電流値の絶対値等が所定の閾値よりも小さく発熱が小さい場合であっても、式(22a)〜(24b)における各相電流値Iu,Iv,Iwがゼロに近い場合には誤差が発生しやすいので、ステップS14の判定に加えて、各相電流検出値の絶対値|Iu|,|Iv|,|Iw|が別の閾値Ith2よりも大きいか否かを判定し(ただし、Ith>Ith2)、当該閾値Ith2よりも大きい場合にのみ相抵抗を算出するようにしてもよい。   Further, even when the absolute value of the current value of each phase is smaller than a predetermined threshold value and the heat generation is small, the current values Iu, Iv, Iw in the formulas (22a) to (24b) are close to zero. Since an error is likely to occur, it is determined whether or not the absolute values | Iu |, | Iv |, | Iw | of each phase current detection value are larger than another threshold value Ith2 in addition to the determination in step S14. (However, Ith> Ith2), the phase resistance may be calculated only when it is larger than the threshold value Ith2.

以上のように本実施形態によれば、各相電流の検出値Ixとその検出時点の各相電圧の指令値Vux,Vvx,Vwx(x=u,v,w)とを用いて相抵抗Ru,Rv,Rwが算出され、現時点の各相電圧の指令値Vyが当該相の抵抗Ryの値に応じて補正される(y=u,v,w)。すなわち、これらの相抵抗Ru,Rv,Rwの算出値を用いて式(7)〜(9)により各相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正される。ここで、式(7)〜(9)は、各相電圧指令値Vyのうち当該相の抵抗Ryへの印加電圧に相当する部分が当該抵抗Ryの値に比例するように各相電圧指令値Vyが補正されることを表している(y=u,v,w)。このような補正により、相間抵抗差が補償され、相間抵抗差に起因するトルクリップルが低減される。したがって、本実施形態に係るモータ制御装置を用いた電動パワーステアリング装置によれば、モータの出力トルクが滑らかになり、操舵フィーリングが向上する。   As described above, according to the present embodiment, the phase resistance Ru using the detected value Ix of each phase current and the command values Vux, Vvx, Vwx (x = u, v, w) of each phase voltage at the time of detection. , Rv, Rw are calculated, and the current command value Vy of each phase voltage is corrected according to the value of the resistance Ry of the phase (y = u, v, w). That is, the phase voltage command values Vu, Vv, Vw are corrected by the equations (7) to (9) using the calculated values of the phase resistances Ru, Rv, Rw. Here, the equations (7) to (9) are obtained by changing each phase voltage command value so that a portion of each phase voltage command value Vy corresponding to the voltage applied to the resistance Ry of the phase is proportional to the value of the resistance Ry. This indicates that Vy is corrected (y = u, v, w). By such correction, the interphase resistance difference is compensated, and the torque ripple caused by the interphase resistance difference is reduced. Therefore, according to the electric power steering apparatus using the motor control apparatus according to the present embodiment, the output torque of the motor becomes smooth and the steering feeling is improved.

しかも本実施形態によれば、相電圧指令値の補正に使用する相抵抗Ru,Rv,Rwの値は、各相電流が小さくて発熱による抵抗値の増大が小さいときに算出されるので、精度良く相抵抗Ru,Rv,Rwが算出される。これにより、相電圧指令値の補正による相間抵抗差の補償がより正確に行われ、その結果、トルクリップルを十分に低減することができる。   Moreover, according to the present embodiment, the values of the phase resistances Ru, Rv, Rw used for correcting the phase voltage command value are calculated when each phase current is small and the resistance value increase due to heat generation is small. The phase resistances Ru, Rv, Rw are calculated well. Thereby, the compensation of the interphase resistance difference by the correction of the phase voltage command value is performed more accurately, and as a result, the torque ripple can be sufficiently reduced.

<3.第2の実施形態>
図6は、本発明の第2の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係るモータ制御装置は、第1の実施形態に係るモータ制御装置においてマイコン20と電流センサ14をマイコン30と電流センサ15に置換したものである。このモータ制御装置は、電流センサ15が正常に動作しているときにはフィードバック制御を行い、電流センサ15が故障したときにはオープンループ制御を行う。
<3. Second Embodiment>
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a motor control device according to the second embodiment of the present invention. The motor control device according to the present embodiment is obtained by replacing the microcomputer 20 and the current sensor 14 with the microcomputer 30 and the current sensor 15 in the motor control device according to the first embodiment. This motor control device performs feedback control when the current sensor 15 is operating normally, and performs open loop control when the current sensor 15 fails.

電流センサ15は、ブラシレスモータ1に供給される3相の駆動電流が流れる経路上に1個ずつ設けられ、3相の駆動電流を個別に検出する。電流センサ15で検出された3相の電流値(以下、「u相電流検出値Iu」、「v相電流検出値Iv」および「w相電流検出値Iw」という)は、マイコン30に入力される。   One current sensor 15 is provided on the path through which the three-phase drive current supplied to the brushless motor 1 flows, and individually detects the three-phase drive current. Three-phase current values detected by the current sensor 15 (hereinafter referred to as “u-phase current detection value Iu”, “v-phase current detection value Iv”, and “w-phase current detection value Iw”) are input to the microcomputer 30. The

マイコン30は、マイコン20に対して、3相/dq軸変換部31、減算部32、フィードバック制御部33、故障監視部34、および、指令電圧選択部35を追加したものである。また、マイコン30においても、上記第1の実施形態と同様に相抵抗算出部53および補正部54を備えているが、本実施形態では、ブラシレスモータ1に供給される3相の駆動電流が個別に検出されることから、相電流算出部41および記憶部42を備えていない。   The microcomputer 30 is obtained by adding a three-phase / dq axis conversion unit 31, a subtraction unit 32, a feedback control unit 33, a failure monitoring unit 34, and a command voltage selection unit 35 to the microcomputer 20. The microcomputer 30 also includes a phase resistance calculation unit 53 and a correction unit 54 as in the first embodiment, but in this embodiment, three-phase drive currents supplied to the brushless motor 1 are individually provided. Therefore, the phase current calculation unit 41 and the storage unit 42 are not provided.

3相/dq軸変換部31は、電流センサ15で検出されたu相電流検出値Iuとv相電流検出値Ivに基づき、次式(27)と(28)を用いてd軸電流検出値id とq軸電流検出値iq を求める。
d=√2×{Iv×sinθ−Iu×sin(θ−2π/3)} …(27)
q=√2×{Iv×cosθ−Iu×cos(θ−2π/3)} …(28)
The three-phase / dq-axis conversion unit 31 uses the following equations (27) and (28) based on the u-phase current detection value Iu and the v-phase current detection value Iv detected by the current sensor 15 to detect the d-axis current detection value. i d and q-axis current detection value i q are obtained.
i d = √2 × {Iv × sin θ−Iu × sin (θ−2π / 3)} (27)
i q = √2 × {Iv × cos θ−Iu × cos (θ−2π / 3)} (28)

減算部32は、d軸電流指令値id *とd軸電流検出値id の偏差Ed 、および、q軸電流指令値iq *とq軸電流検出値iq の偏差Eq を求める。フィードバック制御部33は、偏差Ed 、Eq に対して次式(29)と(30)に示す比例積分演算を施して、d軸電圧指令値vd #とq軸電圧指令値vq #を求める。
d #=K×{Ed+(1/T)∫Ed・dt} …(29)
q #=K×{Eq+(1/T)∫Eq・dt} …(30)
ただし、式(29)と(30)において、Kは比例ゲイン定数であり、Tは積分時間である。
Subtraction unit 32, d-axis current command value i d * and the d-axis current detection value i d deviation E d, and a deviation E q of the q-axis current command value i q * and the q-axis current detection value i q . The feedback control unit 33 performs a proportional-integral calculation shown in the following equations (29) and (30) on the deviations E d and E q to obtain the d-axis voltage command value v d # and the q-axis voltage command value v q #. Ask for.
v d # = K × {E d + (1 / T) ∫E d · dt} (29)
v q # = K × {E q + (1 / T) ∫E q · dt} (30)
In equations (29) and (30), K is a proportional gain constant, and T is an integration time.

故障監視部34は、電流センサ15で検出された3相の電流値が正常範囲内にあるか否かを調べ、電流センサ15が正常に動作しているか、故障しているかを判断する。故障監視部34は、3相の電流値がすべて正常範囲内にあるときには「正常」と判断し、1相以上の電流値が正常範囲外にあるときには「故障」と判断する。故障監視部34は、判断結果を示す制御信号を出力する。   The failure monitoring unit 34 checks whether or not the three-phase current values detected by the current sensor 15 are within the normal range, and determines whether the current sensor 15 is operating normally or has failed. The failure monitoring unit 34 determines “normal” when all three-phase current values are within the normal range, and determines “failure” when one-phase or more current values are outside the normal range. The failure monitoring unit 34 outputs a control signal indicating the determination result.

指令電圧選択部35は、故障監視部34で正常と判断されたときには、フィードバック制御部33で求めたd軸電圧指令値vd #とq軸電圧指令値vq #を出力し、故障監視部34で故障と判断されたときには、オープンループ制御部22で求めたd軸電圧指令値vd とq軸電圧指令値vq を出力する。 When the failure monitoring unit 34 determines that the command voltage selection unit 35 is normal, the command voltage selection unit 35 outputs the d-axis voltage command value v d # and the q-axis voltage command value v q # obtained by the feedback control unit 33, and the failure monitoring unit If it is determined in 34 that a failure has occurred, the d-axis voltage command value v d and the q-axis voltage command value v q obtained by the open loop control unit 22 are output.

電流センサ15が正常に動作しているときには、故障監視部34は正常と判断し、指令電圧選択部35はフィードバック制御部33の出力を選択する。このとき、指令電流算出部21、dq軸/3相変換部23、角度算出部24、3相/dq軸変換部31、減算部32およびフィードバック制御部33が動作し、フィードバック制御が行われる。これに加えて、電流センサ15が正常に動作している間に、角速度算出部25とΦ算出部26も動作する。Φ算出部26は、電流センサ15が正常に動作している間に、式(15)を用いて式(2)に含まれる電機子巻線鎖交磁束数Φを求める。   When the current sensor 15 is operating normally, the failure monitoring unit 34 determines that it is normal, and the command voltage selection unit 35 selects the output of the feedback control unit 33. At this time, the command current calculation unit 21, the dq axis / three-phase conversion unit 23, the angle calculation unit 24, the three-phase / dq axis conversion unit 31, the subtraction unit 32, and the feedback control unit 33 operate to perform feedback control. In addition to this, while the current sensor 15 is operating normally, the angular velocity calculation unit 25 and the Φ calculation unit 26 also operate. The Φ calculating unit 26 obtains the armature winding linkage magnetic flux number Φ included in the equation (2) using the equation (15) while the current sensor 15 is operating normally.

相抵抗算出部53も、電流センサ15が正常に動作している間に、上記第1の実施形態の場合と同様に相抵抗Ru,Rv,Rwを算出する。すなわち、相抵抗算出部43は、電流センサ15によって検出された各相電流検出値Iu,Iv,Iwと、その検出時点における補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcとに基づき、ブラシレスモータ1におけるu相抵抗Ru、v相抵抗Rv、w相抵抗Rwの値を求める。ここで、u相、v相およびw相電流検出値Iu,Iv,Iwは同時に検出されるものとする。このため、上記検出時点における相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcは、第1の実施形態における各相電流の検出時点の各相電圧指令値Vux,Vvx,Vwx(x=u,v,w)に対応する。したがって、図5に示すフローチャートにおける“Vux,Vvx,Vwx(x=u,v,w)”を“Vuc,Vvc,Vwc”に置き換えれば、このフローチャートは本実施形態における動作例を示すことになるので、相抵抗算出部53についての詳しい説明を省略する。   The phase resistance calculation unit 53 also calculates the phase resistances Ru, Rv, Rw in the same manner as in the first embodiment while the current sensor 15 is operating normally. That is, the phase resistance calculation unit 43 is based on the phase current detection values Iu, Iv, Iw detected by the current sensor 15 and the corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc at the time of detection. The values of u-phase resistance Ru, v-phase resistance Rv, and w-phase resistance Rw in 1 are obtained. Here, the u-phase, v-phase and w-phase current detection values Iu, Iv and Iw are detected simultaneously. For this reason, the phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc at the detection time are the phase voltage command values Vux, Vvx, Vwx (x = u, v, w) at the detection time of each phase current in the first embodiment. Corresponding to Therefore, if “Vux, Vvx, Vwx (x = u, v, w)” in the flowchart shown in FIG. 5 is replaced with “Vuc, Vvc, Vwc”, this flowchart shows an operation example in this embodiment. Therefore, detailed description of the phase resistance calculation unit 53 is omitted.

相抵抗算出部53により得られる相抵抗Ru,Rv,Rwの算出値は、補正部54に与えられる。この補正部54には、上記第1の実施形態の場合と同様、これらの相抵抗Ru,Rv,Rwの算出値と共に、Φ算出部26から電機子巻線鎖交磁束数Φが、角速度算出部25から角速度ωe がそれぞれ与えられる。さらに補正部54には、故障監視部34での判断結果を示す制御信号も与えられる。 The calculated values of the phase resistances Ru, Rv, Rw obtained by the phase resistance calculation unit 53 are given to the correction unit 54. As in the case of the first embodiment, the correction unit 54 includes the calculated values of the phase resistances Ru, Rv, and Rw, the armature winding interlinkage magnetic flux number Φ from the Φ calculation unit 26, and the angular velocity calculation. An angular velocity ω e is given from the unit 25. Further, the correction unit 54 is also given a control signal indicating the determination result in the failure monitoring unit 34.

ところで、電流センサ15が正常に動作している間は、d軸電流指令値id *とd軸電流検出値id の偏差Ed 、および、q軸電流指令値iq *とq軸電流検出値iq の偏差Eq が打ち消されるようにフィードバック制御が行われることから、通常、相間抵抗差に起因するトルクリップルの発生は問題とはならない。そこで本実施形態では、補正部54は、故障監視部34からの上記制御信号に基づき、電流センサ15が正常に動作している間すなわちフィードバック制御が行われている間は、dq軸/3相変換部23から出力される相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正することなく、そのまま3相/PWM変調器12に与える。すなわち、Vu=Vuc,Vv=Vvc,Vw=Vwcである。しかし、フィードバック制御が行われている間においても、上記相抵抗Ru,Rv,Rwの算出値を使用して相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正するようにしてもよい。 Incidentally, while the current sensor 15 is operating normally, d-axis current command value i d * and the d-axis current detection value i d deviation E d, and, q-axis current command value i q * and the q-axis current since the feedback control so that the deviation E q of the detection value i q is canceled performed normally, the occurrence of torque ripple caused by the interphase resistance difference is not a problem. Therefore, in the present embodiment, the correction unit 54 is based on the control signal from the failure monitoring unit 34 while the current sensor 15 is operating normally, that is, while feedback control is being performed. The phase voltage command values Vu, Vv, Vw output from the conversion unit 23 are supplied to the three-phase / PWM modulator 12 as they are without correction. That is, Vu = Vuc, Vv = Vvc, Vw = Vwc. However, even during feedback control, the phase voltage command values Vu, Vv, Vw may be corrected using the calculated values of the phase resistances Ru, Rv, Rw.

その後、電流センサ15が故障すると、故障監視部34は故障と判断し、指令電圧選択部35は、オープンループ制御部22の出力を選択する。このとき、指令電流算出部21、オープンループ制御部22、dq軸/3相変換部23および角度算出部24が動作し、オープンループ制御が行われる。オープンループ制御部22は、電流センサ15が正常に動作している間に求められたΦ値を用いて、d軸電圧指令値vd とq軸電圧指令値vq を求める。これらのd軸電圧指令値vd とq軸電圧指令値vq は、指令電圧選択部35を介してdq軸/3相変換部23に与えられ、そこで相電圧指令値Vu,Vv,Vwに変換される。これらの相電圧指令値Vu,Vv,Vwは補正部54に与えられる。 Thereafter, when the current sensor 15 fails, the failure monitoring unit 34 determines that there is a failure, and the command voltage selection unit 35 selects the output of the open loop control unit 22. At this time, the command current calculation unit 21, the open loop control unit 22, the dq axis / 3-phase conversion unit 23, and the angle calculation unit 24 operate to perform open loop control. The open loop control unit 22 obtains the d-axis voltage command value v d and the q-axis voltage command value v q using the Φ value obtained while the current sensor 15 is operating normally. The d-axis voltage command value v d and the q-axis voltage command value v q are given to the dq-axis / 3-phase conversion unit 23 via the command voltage selection unit 35, where the phase voltage command values Vu, Vv, Vw Converted. These phase voltage command values Vu, Vv, Vw are given to the correction unit 54.

補正部54は、故障監視部34からの制御信号に基づき、電流センサ15が故障しているときには、上記第1の実施形態の場合と同様、相抵抗算出部53からの相抵抗Ru,Rv,Rwの算出値とΦ算出部26からの電機子巻線鎖交磁束数Φと角速度算出部25からの角速度ωe とを用い、既述の式(7)〜(12)に従って相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正する。この補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcは3相/PWM変調器12に与えられる。この3相/PWM変調器12とモータ駆動回路13からなるモータ駆動手段は、これらの相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcの電圧によってブラシレスモータ1を駆動する。 Based on the control signal from the failure monitoring unit 34, the correction unit 54 uses the phase resistances Ru, Rv, and the like from the phase resistance calculation unit 53 as in the case of the first embodiment when the current sensor 15 has failed. Using the calculated value of Rw, the number of armature winding linkage magnetic fluxes Φ from the Φ calculating unit 26 and the angular velocity ω e from the angular velocity calculating unit 25, the phase voltage command value according to the above-described formulas (7) to (12) Vu, Vv, and Vw are corrected. The corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc are given to the three-phase / PWM modulator 12. The motor driving means comprising the three-phase / PWM modulator 12 and the motor driving circuit 13 drives the brushless motor 1 with the voltages of these phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc.

以上に示すように、本実施形態に係るモータ制御装置は、電流センサが正常に動作しているときには、電流指令値と電流センサで検出された電流値との差に比例積分演算を施して電圧指令値を求め、電流センサが故障したときには、電流指令値とロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従いオープンループ制御を行って電圧指令値を求める。また、オープンループ制御を行うときには、電流センサが正常に動作している間に求めたΦ値(電機子巻線鎖交磁束数Φ)が使用される。したがって、本実施形態に係るモータ制御装置によれば、電流センサが正常に動作している間は、フィードバック制御を行い、高い精度でブラシレスモータを駆動することができる。また、電流センサが故障し、フィードバック制御を行えないときには、フィードバック制御を行っている間に求めた電機子巻線鎖交磁束数Φを用いてオープンループ制御を行うことにより、高い精度でブラシレスモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができる。   As described above, when the current sensor is operating normally, the motor control device according to the present embodiment performs a proportional integral operation on the difference between the current command value and the current value detected by the current sensor to The command value is obtained, and when the current sensor fails, the voltage command value is obtained by performing open loop control according to the circuit equation of the motor based on the current command value and the angular velocity of the rotor. When performing open loop control, the Φ value (the number of armature winding linkage magnetic fluxes Φ) obtained while the current sensor is operating normally is used. Therefore, according to the motor control device according to the present embodiment, while the current sensor is operating normally, feedback control can be performed and the brushless motor can be driven with high accuracy. In addition, when the current sensor fails and feedback control cannot be performed, the open-loop control is performed using the armature winding interlinkage magnetic flux number Φ obtained during the feedback control, so that the brushless motor is highly accurate. To obtain a desired motor output.

また本実施形態によれば、オープンループ制御を行う場合には、電流センサが正常に動作している間に求めた相抵抗Ru,Rv,Rwの値を用いて、相間抵抗差が補償されるように相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正部54により補正される(式(7)〜(9)参照)。このため、本実施形態に係るモータ制御装置によれば、相間抵抗差に起因するトルクリップルの発生が抑制される。したがって、電流センサが故障し、フィードバック制御を行えない場合であっても、良好な操舵フィーリングを得ることができる。   Further, according to the present embodiment, when performing open loop control, the resistance difference between phases is compensated using the values of the phase resistances Ru, Rv, Rw obtained while the current sensor is operating normally. As described above, the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw are corrected by the correction unit 54 (see equations (7) to (9)). For this reason, according to the motor control apparatus which concerns on this embodiment, generation | occurrence | production of the torque ripple resulting from an interphase resistance difference is suppressed. Therefore, even when the current sensor fails and feedback control cannot be performed, a good steering feeling can be obtained.

<4.変形例>
上記第1の実施形態では、電流センサ14が1個だけ設けられているが、複数個(2個または3個)設けられていてもよい。例えばu相およびv相用電流センサが設けられている場合には、相抵抗算出部43において相抵抗Ru,Rv,Rwの算出に使用されるu相およびv相電流検出値は、これらのu相およびv相用電流センサから出力されるu相電流検出値Iuおよびv相電流検出値Ivを使用すればよく、w相電流検出値Iwは、相電流算出部41において次式により求めればよい。
Iw=−Iu−Iv
なお、電流センサ14が複数個設けられている場合には、同一時点においてu相、v相およびw相の電流検出値を得ることができるので、記憶部42は必ずしも必要ではなく、電流センサ14が3個設けられている場合(相数に等しい個数だけ設けられている場合)には、相電流算出部41は不要となる。この場合、当該複数個の電流センサにより電流検出手段が構成される。
<4. Modification>
In the first embodiment, only one current sensor 14 is provided, but a plurality (two or three) may be provided. For example, when u-phase and v-phase current sensors are provided, the u-phase and v-phase current detection values used for the calculation of the phase resistances Ru, Rv, Rw in the phase resistance calculation unit 43 are the u The u-phase current detection value Iu and the v-phase current detection value Iv output from the phase and v-phase current sensors may be used, and the w-phase current detection value Iw may be obtained by the following equation in the phase current calculation unit 41. .
Iw = −Iu−Iv
When a plurality of current sensors 14 are provided, the u-phase, v-phase, and w-phase current detection values can be obtained at the same time, and therefore the storage unit 42 is not always necessary. When three are provided (when the number equal to the number of phases is provided), the phase current calculation unit 41 is not necessary. In this case, a current detection means is constituted by the plurality of current sensors.

また、上記第1および第2の実施形態では、相抵抗Ru,Rv,Rwに基づき式(7)〜(9)により相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正されるが、本発明は、このような式(7)〜(9)による補正に限定されない。より一般的には、相間抵抗差を補償すべく、各相電圧指令値Vxのうち当該相の抵抗Rxへの印加電圧に相当する部分が当該抵抗Rxの値と正の相関を有するように各相電圧指令値Vxを補正すればよい(x=u,v,w)。   In the first and second embodiments, the phase voltage command values Vu, Vv, Vw are corrected by the equations (7) to (9) based on the phase resistances Ru, Rv, Rw. The correction is not limited to such equations (7) to (9). More generally, in order to compensate for the resistance difference between the phases, each of the phase voltage command values Vx so that the portion corresponding to the voltage applied to the resistance Rx of the phase has a positive correlation with the value of the resistance Rx. The phase voltage command value Vx may be corrected (x = u, v, w).

ところで、ブラシレスモータ1のロータの角速度ωeが大きいときには、逆起電力が大きくなって相抵抗Ru,Rv,Rwへの印加電圧の割合が小さくなるので、逆起電力の算出誤差の影響を受けやすくなり、相抵抗Ru,Rv,Rwの算出精度が低下する。したがって、角速度ωeにつき閾値を設け、角速度ωeが当該閾値よりも小さいときにのみ相抵抗Ru,Rv,Rwを算出するようにしてもよい。 By the way, when the angular velocity ω e of the rotor of the brushless motor 1 is large, the counter electromotive force is large and the ratio of the voltage applied to the phase resistances Ru, Rv, Rw is small. It becomes easy and the calculation precision of phase resistance Ru, Rv, Rw falls. Therefore, it provided the threshold per angular velocity omega e, phase resistance Ru only when the angular speed omega e is smaller than the threshold value, Rv, may be calculated Rw.

また、上記第1および第2の実施形態に係るモータ制御装置は、3相ブラシレスモータ1を駆動するように構成されているが、本発明は、これに限定されるものではなく、4相以上のブラシレスモータを駆動するモータ制御装置にも適用可能である。   Moreover, although the motor control apparatus according to the first and second embodiments is configured to drive the three-phase brushless motor 1, the present invention is not limited to this, and four or more phases are used. The present invention can also be applied to a motor control device that drives a brushless motor.

また、第2の実施形態に係るモータ制御装置では、故障監視部34での判断結果によってフィードバック制御とオープンループ制御が切り替えられるが、故障監視部34での判断以外の判断によって(例えば、運転者の選択によって)フィードバック制御とオープンループ制御を切り替えてもよい。   In the motor control device according to the second embodiment, the feedback control and the open loop control are switched based on the determination result in the failure monitoring unit 34. However, the determination is not based on the determination in the failure monitoring unit 34 (for example, the driver Feedback control and open loop control may be switched).

なお、本発明は、上述したコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置だけでなく、ピニオンアシスト型やラックアシスト型の電動パワーステアリング装置にも適用できる。また、本発明は、電動パワーステアリング装置以外のモータ制御装置にも適用できる。   The present invention can be applied not only to the above-described column assist type electric power steering apparatus but also to a pinion assist type or rack assist type electric power steering apparatus. The present invention can also be applied to motor control devices other than the electric power steering device.

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric power steering apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 3相ブラシレスモータにおける3相交流座標とdq座標を示す図である。It is a figure which shows the three-phase alternating current coordinate and dq coordinate in a three-phase brushless motor. 上記第1の実施形態における相抵抗の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the phase resistance in the said 1st Embodiment. 上記第1の実施形態における相抵抗算出部の動作例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation example of the phase resistance calculation part in the said 1st Embodiment. 本発明の第2の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

6…ロータ、10…ECU、13…モータ駆動回路、14,15…電流センサ(電流検出手段)、20,30…マイコン、26…Φ算出部(パラメータ算出手段)、32…減算部、35…指令電圧選択部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 ... Rotor, 10 ... ECU, 13 ... Motor drive circuit, 14, 15 ... Current sensor (current detection means), 20, 30 ... Microcomputer, 26 ... Φ calculation part (parameter calculation means), 32 ... Subtraction part, 35 ... Command voltage selector.

Claims (5)

ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置であって、
前記ブラシレスモータに流れる各相電流を検出する電流検出手段と、
前記ブラシレスモータに印加すべき各相電圧を示す指令値を求め、当該指令値を相電圧指令値として出力する制御演算手段と、
前記電流検出手段により検出された各相電流の検出値と当該検出値の検出時点に前記ブラシレスモータに印加された各相電圧の指令値とに基づき各相の抵抗値を算出する相抵抗算出手段と、
前記相抵抗算出手段により算出される各相の抵抗値に応じて前記相電圧指令値を補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後の相電圧指令値に基づき前記ブラシレスモータを駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする、モータ制御装置。
A motor control device for driving a brushless motor,
Current detection means for detecting each phase current flowing through the brushless motor;
Control calculation means for obtaining a command value indicating each phase voltage to be applied to the brushless motor, and outputting the command value as a phase voltage command value;
Phase resistance calculating means for calculating the resistance value of each phase based on the detected value of each phase current detected by the current detecting means and the command value of each phase voltage applied to the brushless motor at the time of detection of the detected value When,
Correction means for correcting the phase voltage command value according to the resistance value of each phase calculated by the phase resistance calculation means;
A motor control device comprising: drive means for driving the brushless motor based on the phase voltage command value corrected by the correction means.
前記相抵抗算出手段は、前記ブラシレスモータに流れる電流の大きさが所定値よりも小さいときに各相の抵抗値を算出することを特徴とする、請求項1に記載のモータ制御装置。   2. The motor control device according to claim 1, wherein the phase resistance calculation unit calculates a resistance value of each phase when a magnitude of a current flowing through the brushless motor is smaller than a predetermined value. 前記電流検出手段により各相電流が検出される時点における前記補正後の相電圧指令値を記憶する記憶手段を更に備え、
前記相抵抗算出手段は、前記電流検出手段により検出された各相電流の検出値と前記記憶手段に記憶された相電圧指令値とに基づき各相の抵抗値を算出することを特徴とする、請求項1に記載のモータ制御装置。
A storage means for storing the corrected phase voltage command value at the time when each phase current is detected by the current detection means;
The phase resistance calculating means calculates a resistance value of each phase based on a detected value of each phase current detected by the current detecting means and a phase voltage command value stored in the storage means, The motor control device according to claim 1.
前記電流検出手段は、
前記ブラシレスモータに流れる電流を検出する単一の電流センサと、
前記電流センサにより検出される電流の検出値に基づき各相電流の検出値を順次に求める相電流算出手段とを含み、
前記制御演算手段は、
前記ブラシレスモータに供給すべき電流を示す指令値と前記ブラシレスモータのロータの角速度とに基づき、ブラシレスモータの回路方程式に従い前記相電圧指令値を求めるオープンループ制御手段と、
前記電流センサにより検出される電流の検出値に基づき、前記回路方程式に従い前記相電圧指令値を求めるときに使用するパラメータの値を求めるパラメータ算出手段とを含み、
前記記憶手段は、前記相電流算出手段によりいずれかの相電流の検出値が得られる毎に前記補正後の相電圧指令値を記憶することを特徴とする、請求項3に記載のモータ制御装置。
The current detection means includes
A single current sensor for detecting a current flowing in the brushless motor;
Phase current calculation means for sequentially obtaining the detected value of each phase current based on the detected value of the current detected by the current sensor,
The control calculation means is
An open loop control means for obtaining the phase voltage command value according to a circuit equation of a brushless motor based on a command value indicating a current to be supplied to the brushless motor and an angular velocity of a rotor of the brushless motor;
Parameter calculation means for obtaining a value of a parameter to be used when obtaining the phase voltage command value according to the circuit equation based on a detected value of the current detected by the current sensor;
4. The motor control device according to claim 3, wherein the storage unit stores the corrected phase voltage command value every time a detected value of any phase current is obtained by the phase current calculation unit. 5. .
車両のステアリング機構にブラシレスモータによって操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
請求項1から4のいずれか1項に記載のモータ制御装置を備え、
前記モータ制御装置は、前記ステアリング機構に操舵補助力を与えるブラシレスモータを駆動することを特徴とする、電動パワーステアリング装置。
An electric power steering device that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle by a brushless motor,
A motor control device according to any one of claims 1 to 4, comprising:
The electric power steering device according to claim 1, wherein the motor control device drives a brushless motor that applies a steering assist force to the steering mechanism.
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