JP4757722B2 - Motor control device - Google Patents
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Description
本発明は、モータの制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device.
従来、例えばサーボ圧により互いの位相位置を変更可能な第1永久磁極片および第2永久磁極片を具備し、界磁磁束量を変更可能なモータが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, comprising a first permanent magnetic pole piece and the second permanent pole piece capable of changing the phase position of one another by the servo pressure, the magnetic field flux amount capable of changing motors are known (e.g., Patent Documents 1).
ところで、上記従来技術の一例に係るモータにおいて、例えば油圧等のサーボ圧により各永久磁極片の位相位置を変更する際には、例えば油圧ポンプの回転変動等に起因して油圧脈動が発生する場合があり、各永久磁極片の位相位置にずれが生じたり、位相位置が振動することでモータの出力軸に振動が発生してしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、作動流体の流体圧によってモータの誘起電圧定数を変更する際に流体圧の脈動を抑制し適切な制御を行うことが可能なモータの制御装置を提供することを目的とする。
By the way, in the motor according to the above prior art, for example, when the phase position of each permanent magnetic pole piece is changed by servo pressure such as hydraulic pressure, hydraulic pulsation occurs due to, for example, rotational fluctuation of the hydraulic pump. There is a risk that the phase position of each permanent magnetic pole piece may be shifted, or the phase position may vibrate, causing vibration on the output shaft of the motor.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a motor control device capable of suppressing pulsation of fluid pressure and performing appropriate control when changing the induced voltage constant of the motor by the fluid pressure of the working fluid. The purpose is to provide.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の発明のモータの制御装置は、各々永久磁石を有し互いの相対的な位相を変更可能な複数のロータ(例えば、実施の形態での内周側回転子6および外周側回転子5)を具備するモータ(例えば、実施の形態でのモータ1)と、前記複数のロータの相対的な位相を作動流体の流体圧により変更する位相変更手段(例えば、実施の形態での位相変更手段12)とを備えるモータの制御装置であって、前記位相変更手段は、位相変更の要求に係る指令電流(例えば、実施の形態での指令電流値ICMD)に応じて前記作動流体の流体圧を制御する電磁アクチュエータ(例えば、実施の形態での電磁ソレノイド37b)を備え、該電磁アクチュエータに通電される実電流(例えば、実施の形態での実電流値IACT)を検出する電流センサ(例えば、実施の形態での位相センサ74)と、前記指令電流と前記実電流との差分に基づき、前記流体圧の脈動を検知する脈動検知手段(例えば、実施の形態での脈動低減指令算出部63)と、前記差分に応じた単位時間あたりの脈動幅が所定値以上である場合に前記脈動を相殺するようにして前記指令電流を設定する指令電流設定手段(例えば、実施の形態での脈動低減指令算出部63)とを備え、前記指令電流設定手段は、前記実電流から前記指令電流を減算して得られる前記差分がゼロより大きい場合には前記差分に電流補正値を乗算した値を前記指令電流から減算し、前記差分がゼロ以下の場合には前記差分に前記電流補正値を乗算した値を前記指令電流に加算することによって、前記指令電流を修正することを特徴としている。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, a motor control device according to a first aspect of the present invention includes a plurality of rotors (for example, each having a permanent magnet and capable of changing relative phases with each other). The relative phase of the motor (for example, the motor 1 in the embodiment) including the inner
上記構成のモータの制御装置によれば、例えば電磁ソレノイド等を具備する電磁アクチュエータに対する指令電流と実電流との差分に基づき流体圧の脈動を検知し、この脈動を相殺するようにして指令電流を設定することから、モータの誘起電圧定数を適切に設定することができ、モータの出力軸に振動が発生してしまうことを防止することができる。 According to the motor control apparatus having the above configuration, for example, a pulsation of fluid pressure is detected based on a difference between a command current and an actual current for an electromagnetic actuator including an electromagnetic solenoid, and the command current is set so as to cancel the pulsation. Since it is set, the induced voltage constant of the motor can be set appropriately, and vibrations can be prevented from occurring on the output shaft of the motor.
さらに、請求項2に記載の発明のモータの制御装置は、前記作動流体の温度を検出あるいは推定する温度検知手段(例えば、実施の形態でのステップS21)を備え、前記指令電流設定手段は、前記温度が増大することに伴い、前記電流補正値を低下傾向に変化させることを特徴としている。 Furthermore, the motor control apparatus according to the second aspect of the present invention includes temperature detection means (for example, step S21 in the embodiment) that detects or estimates the temperature of the working fluid, and the command current setting means includes : As the temperature increases, the current correction value is changed to a decreasing tendency .
上記構成のモータの制御装置によれば、作動流体の温度に応じて脈動が変化する場合であっても、モータの誘起電圧定数を適切に設定することができ、モータの出力軸に振動が発生してしまうことを防止することができる。 According to the motor control apparatus having the above configuration, even if the pulsation changes according to the temperature of the working fluid, the induced voltage constant of the motor can be set appropriately, and vibration is generated in the output shaft of the motor. Can be prevented.
さらに、請求項3に記載の発明のモータの制御装置は、前記位相に対して所定の補正必要位相範囲(例えば、実施の形態での第1位相角αと第2位相角βとの間の位相範囲)として、ゼロ周辺を含む位相範囲およびトルクが極大となる位相を含む位相範囲を設定する位相設定手段(例えば、実施の形態でのステップS31)を備え、前記指令電流設定手段は、前記位相が前記補正必要位相範囲内に含まれる場合に前記指令電流を設定することを特徴としている。 Further, in the motor control device according to the third aspect of the present invention, a predetermined correction required phase range with respect to the phase (for example, between the first phase angle α and the second phase angle β in the embodiment). Phase setting unit (for example, step S31 in the embodiment) for setting a phase range including a periphery of zero and a phase range including a phase where the torque is maximized, and the command current setting unit includes: The command current is set when a phase is included in the correction required phase range.
上記構成のモータの制御装置によれば、例えば脈動の大きさに応じた位相の変動量が相対的に大きい位相範囲等を所定の補正必要位相範囲として設定することにより、例えば脈動の大きさに応じた位相の変動量が相対的に小さい位相範囲等において過剰な演算処理が実行されることを防止しつつ、適切に指令電流を設定することができる。 According to the motor control apparatus having the above-described configuration, for example, by setting a phase range having a relatively large phase fluctuation amount according to the pulsation magnitude as the predetermined correction necessary phase range, The command current can be appropriately set while preventing an excessive calculation process from being executed in a phase range or the like in which the amount of phase fluctuation corresponding to the phase is relatively small.
本発明のモータの制御装置によれば、流体圧の脈動を相殺するようにして指令電流を設定することから、モータの誘起電圧定数を適切に設定することができ、モータの出力軸に振動が発生してしまうことを防止することができる。
さらに、請求項2に記載の発明のモータの制御装置によれば、作動流体の温度に応じて脈動が変化する場合であっても、モータの誘起電圧定数を適切に設定することができ、モータの出力軸に振動が発生してしまうことを防止することができる。
さらに、請求項3に記載の発明のモータの制御装置によれば、過剰な演算処理が実行されることを防止しつつ、適切に指令電流を設定することができる。
According to the motor control device of the present invention, since the command current is set so as to cancel the pulsation of the fluid pressure, the induced voltage constant of the motor can be set appropriately, and vibration is generated on the output shaft of the motor. It can be prevented from occurring.
Furthermore, according to the motor control device of the invention described in claim 2, even if the pulsation changes according to the temperature of the working fluid, the induced voltage constant of the motor can be set appropriately, and the motor It is possible to prevent vibration from occurring on the output shaft.
Furthermore, according to the motor control device of the invention described in
以下、本発明のモータの制御装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態によるモータ1は、例えば図1〜図4に示すように円環状の固定子2の内周側に回転子ユニット3が配置されたインナロータ型のブラシレスモータであり、例えばハイブリッド車や電動車両等の走行駆動源として用いられる。固定子2は複数相の固定子巻線2aを有し、回転子ユニット3は軸芯部に回転軸4を有している。車両の走行駆動源として用いる場合には、モータ1の回転力はトランスミッション(図示せず)を介して車輪の駆動軸(図示せず)に伝達される。この場合、モータ1は車両の減速時に発電機として機能させれば、回生エネルギーとして蓄電器に回収することもできる。また、ハイブリッド車においては、モータ1の回転軸4をさらに内燃機関のクランクシャフト(図示せず)に連結することにより、内燃機関による発電にも利用することができる。
Hereinafter, an embodiment of a motor control device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The motor 1 according to the present embodiment is an inner rotor type brushless motor in which a
図6は、このモータ1を車両の走行駆動源として用いる場合のモータ1の制御系の一例を示すものである。この制御系では、モータ1の駆動作動および回生作動はコントローラ40から出力される制御指令を受けてパワードライブユニット41(以下、「PDU41」と呼ぶ)により行われる。
PDU41は、トランジスタのスイッチング素子がブリッジ接続されたブリッジ回路を用いてパルス幅変調(PWM)を行うPWMインバータを備えるとともに、モータ1と電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ42に接続されている。
PDU41は、モータ1の駆動時等においてコントローラ40から入力されるスイッチング指令であるゲート信号(つまり、PWM信号)に基づき、PWMインバータにおいて各相毎に対を成す各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り換えることによって、バッテリ42から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、モータ1の固定子巻線2aへの通電を順次転流させることによって、各相の固定子巻線2aに交流のU相電流Iu、V相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。
FIG. 6 shows an example of a control system of the motor 1 when the motor 1 is used as a traveling drive source of the vehicle. In this control system, the drive operation and regenerative operation of the motor 1 are performed by a power drive unit 41 (hereinafter referred to as “PDU41”) in response to a control command output from the
The
The
回転子ユニット3は、図1〜図4に示すように、円環状の外周側回転子5と、この外周側回転子5の内側に同軸に配置される円環状の内周側回転子6を備え、外周側回転子5と内周側回転子6が設定角度の範囲で回動可能とされている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
外周側回転子5と内周側回転子6は、回転子本体である円環状のロータ鉄心7,8が例えば焼結金属によって形成され、その各ロータ鉄心7,8の外周側に偏寄した位置に、複数の磁石装着スロット7a,8aが円周方向等間隔に形成されている。各磁石装着スロット7a,8aには、厚み方向に磁化された2つの平板状の永久磁石9,9が並列に並んで装着されている。同じ磁石装着スロット7a,8a内に装着される2つの永久磁石9,9は同方向に磁化され、各隣接する磁石装着スロット7a,7a、及び、8a,8aに装着される永久磁石9の対同士は磁極の向きが逆向きになるように設定されている。即ち、各回転子5,6においては、外周側がN極とされた永久磁石9の対と、S極とされた永久磁石9の対が円周方向に交互に並んで配置されている。なお、各回転子5,6の外周面の隣接する磁石装着スロット7a,7a、及び、8a,8aの各間には、永久磁石9の磁束の流れを制御するための切欠き部10が回転子5,6の軸方向に沿って形成されている。
The
外周側回転子5と内周側回転子6の磁石装着スロット7a,8aは夫々同数設けられ、両回転子5,6の永久磁石9,…,9が夫々1対1で対応するようになっている。したがって、外周側回転子5と内周側回転子6の各磁石装着スロット7a,8a内の永久磁石9の対を互いに同極同士で対向させる(異極配置にする)ことにより、回転子ユニット3全体の界磁が最も弱められる弱め界磁の状態(図4,図5(b)参照)を得ることができるとともに、外周側回転子5と内周側回転子6の各磁石装着スロット7a,8a内の永久磁石9の対を互いに異極同士で対向させる(同極配置にする)ことにより、回転子ユニット3全体の界磁が最も強められる強め界磁の状態(図2,図5(a)参照)を得ることができる。
The same number of
また、回転子ユニット3は、外周側回転子5と内周側回転子6を相対回動させるための回動機構11を備えている。この回動機構11は、両回転子5,6の相対位相を任意に変更するための位相変更手段12の一部を構成するものであり、非圧縮性の作動流体である作動液の圧力によって操作されるようになっている。位相変更手段12は、上記の回動機構11と、この回動機構11に供給する作動液の圧力を制御する図7に示す油圧制御装置13と、を主要な要素として構成されている。
The
回動機構11は、図1〜図4に示すように回転軸4の外周に一体回転可能にスプライン嵌合されるベーンロータ14(第1部材)と、ベーンロータ14の外周側に相対回動可能に配置される環状ハウジング15(第2部材)とを備え、この環状ハウジング15が内周側回転子6の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、ベーンロータ14が、環状ハウジング15と内周側回転子6の両側の側端部を跨ぐ円板状の一対のドライブプレート16,16(第1部材)を介して外周側回転子5に一体に結合されている。したがって、ベーンロータ14は回転軸4と外周側回転子5に一体化され、環状ハウジング15は内周側回転子6に一体化されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
ベーンロータ14は、回転軸4にスプライン嵌合される円筒状のボス部17の外周に、径方向外側に突出する複数のベーン18が円周方向等間隔に設けられている。一方、環状ハウジング15は、内周面に円周方向等間隔に複数の凹部19が設けられ、この各凹部19にベーンロータ14の対応するベーン18が収容配置されるようになっている。各凹部19は、ベーン18の先端部の回転軌道にほぼ合致する円弧面を有する底壁20と、隣接する凹部19,19同士を隔成する略三角形状の仕切壁21によって構成され、ベーンロータ14と環状ハウジング15の相対回動時に、ベーン18が一方の仕切壁21と他方の仕切壁21の間を変位し得るようになっている。この実施形態の場合、仕切壁21はベーン18と当接することにより、ベーンロータ14と環状ハウジング15の相対回動を規制するストッパとしても機能する。なお、各ベーン18の先端部と仕切壁21の先端部には、軸方向に沿うようにシール部材22が設けられ、これらのシール部材22によってベーン18と凹部19の底壁20、仕切壁21とボス部17の外周面の各間が液密にシールされている。
In the
また、内周側回転子6に固定される環状ハウジング15のベース部15aは一定厚みの円筒状に形成されるとともに、図1に示すように内周側回転子6や仕切壁21に対して軸方向外側に突出している。このベース部15aの外側に突出した各端部は、ドライブプレート16に形成された環状のガイド溝16aに摺動自在に保持され、環状ハウジング15と内周側回転子6が、外周側回転子5や回転軸4にフローティング状態で支持されるようになっている。
Further, the
外周側回転子5とベーンロータ14を連結する両側のドライブプレート16,16は、環状ハウジング15の両側面(軸方向の両端面)に摺動自在に密接し、環状ハウジング15の各凹部19の側方を夫々閉塞する。したがって、各凹部19は、ベーンロータ14のボス部17と両側のドライブプレート16,16によって夫々独立した空間部を形成し、この空間部は、作動液が導入される導入空間23となっている。各導入空間23内は、ベーンロータ14の対応する各ベーン18によって夫々2室に隔成され、一方の部屋が進角側作動室24、他方の部屋が遅角側作動室25とされている。進角側作動室24は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子6を外周側回転子5に対して進角方向に相対回動させ、遅角側作動室25は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子6を外周側回転子5に対して遅角方向に相対回動させる。この場合、「進角」とは、内周側回転子6を外周側回転子5に対して、図2,図4中の矢印Rで示すモータ1の回転方向に進めることを言い、「遅角」とは、内周側回転子6を外周側回転子5に対して、モータ1の回転方向Rと逆側に進めることを言うものとする。
The
また、各進角側作動室24と遅角側作動室25に対する作動液の給排は回転軸4を通して行われるようになっている。具体的には、進角側作動室24は、図7に示す油圧制御装置13の進角側給排通路26に接続され、遅角側作動室25は同油圧制御装置13の遅角側給排通路27に接続されているが、進角側給排通路26と遅角側給排通路27の一部は、図1に示すように、夫々回転軸4に軸方向に沿って形成させた通路孔26a,27aによって構成されている。そして、各通路孔26a,27aの端部は、回転軸4の外周面の軸方向にオフセットした2位置に形成された環状溝26bと環状溝27bに夫々接続され、その各環状溝26b,27bは、ベーンロータ14のボス部17に略半径方向に沿って形成された複数の導通孔26c,…,26c,27c,…,27cに接続されている。進角側給排通路26の各導通孔26cは環状溝26bと各進角側作動室24とを接続し、遅角側給排通路27の各導通孔27cは環状溝27bと各遅角側作動室25とを接続している。
Further, the supply and discharge of the hydraulic fluid to and from each of the advance
ここで、この実施形態のモータ1の場合、内周側回転子6が外周側回転子5に対して最遅角位置にあるときに、外周側回転子5と内周側回転子6の永久磁石9が異極同士で対向して強め界磁の状態(図2,図5(a)参照)になり、内周側回転子6が外周側回転子5に対して最進角位置にあるときに、外周側回転子5と内周側回転子6の永久磁石9が同極同士で対向して弱め界磁の状態(図4,図5(b)参照)になるように設定されている。
なお、このモータ1は、進角側作動室24と遅角側作動室25に対する作動液の給排制御によって、強め界磁の状態と弱め界磁の状態を任意に変更し得るものであるが、こうして磁界の強さが変更されると、それに伴って誘起電圧定数が変化し、その結果、モータ1の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数が大きくなると、モータ1として運転可能な許容回転速度は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に、弱め界磁によって誘起電圧定数が小さくなると、モータ1の出力可能な最大トルクは減少するものの、運転可能な許容回転速度は上昇する。
Here, in the case of the motor 1 of this embodiment, when the inner
The motor 1 can arbitrarily change the state of the strong field and the state of the weak field by controlling the supply and discharge of the hydraulic fluid to the advance
一方、油圧制御装置13は、図7に示すように、オイルタンク(図示せず)から作動液を吸い上げて通路に吐出するオイルポンプ32(流体供給源)と、このオイルポンプ32から吐出された作動液の油圧を調整して高圧のライン通路33に導入し、余剰分の作動液を各種機器の潤滑や冷却のための低圧通路34に流出させるレギュレータバルブ35と、ライン通路33に導入された作動液を進角側給排通路26と遅角側給排通路27に振り分けるとともに、進角側給排通路26と遅角側給排通路27で不要な作動液をドレン通路36に排出する流路切換弁37とを備えている。
レギュレータバルブ35は、ライン通路33の圧力を制御圧として受け、反力スプリング38とのバランスによって作動液の振り分けを行う。
また、流路切換弁37は、制御スプール37aを進退操作する電磁ソレノイド37bを有し、この電磁ソレノイド37bがコントローラ40によって制御されるようになっている。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the
The
Further, the flow
コントローラ40は、回転直交座標をなすdq座標上で電流のフィードバック制御を行うものであり、例えば運転者のアクセル操作に係るアクセル開度等に応じて設定されるトルク指令Tqに基づきd軸電流指令Idc及びq軸電流指令Iqcを演算し、d軸電流指令Idc及びq軸電流指令Iqcに基づいて各相出力電圧Vu,Vv,Vwを算出し、各相出力電圧Vu,Vv,Vwに応じてPDU41にゲート信号であるPWM信号を出力するとともに、実際にPDU41からモータ1に供給される各相電流Iu,Iv,Iwの何れか2つの相電流をdq座標上の電流に変換して得たd軸電流Id及びq軸電流Iqと、d軸電流指令Idc及びq軸電流指令Iqcとの各偏差がゼロとなるように電流制御を行う。
また、このコントローラ40は、トルク指令Tq等の要求指令と、実際の両回転子6,5の位相差のフィードバック値に基づいて、位相変更を行うべく油圧制御装置13(流路切換弁37の電磁ソレノイド37b)の制御を行う。
The
The
コントローラ40は、具体的には、目標電流設定部51と、電流偏差算出部52と、界磁制御部53と、電力制御部54と、電流制御部55と、dq−3相変換部56と、PWM信号生成部57と、フィルタ処理部58と、3相−dq変換部59と、回転数演算部60と、誘起電圧定数指令出力部61と、位相制御部62と、脈動低減指令算出部63とを備えている。
Specifically, the
そして、このコントローラ40には、PDU41からモータ1に出力される3相の各相電流Iu,Iv,Iwのうち、2相のU相電流IuおよびW相電流Iwを検出する各電流センサ71,71から出力される各検出信号Ius,Iwsと、バッテリ42の端子電圧(電源電圧)VBを検出する電圧センサ72から出力される検出信号と、モータ1のロータの回転角θM(つまり、所定の基準回転位置からのロータの磁極の回転角度)を検出する回転センサ73から出力される検出信号と、油圧制御装置13により可変制御される内周側回転子6と外周側回転子5との相対的な位相θに応じた状態量(例えば、電磁ソレノイド37bに通電される実電流等)を検出する位相センサ74から出力される検出信号とが入力されている。
The
目標電流設定部51は、例えば外部の制御装置(図示略)から入力されるトルク指令Tq(例えば、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量に応じて必要とされるトルクをモータ1に発生させるための指令値)と、回転数演算部60から入力されるモータ1の回転数NMと、後述する誘起電圧定数指令出力部61から入力される誘起電圧定数Keとに基づき、PDU41からモータ1に供給される各相電流Iu,Iv,Iwを指定するための電流指令を演算しており、この電流指令は、回転する直交座標上でのd軸目標電流Idc及びq軸目標電流Iqcとして電流偏差算出部52へ出力されている。
The target
この回転直交座標をなすdq座標は、例えばロータの永久磁石による界磁極の磁束方向をd軸(界磁軸)とし、このd軸と直交する方向をq軸(トルク軸)としており、モータ1の回転子ユニット3の回転位相に同期して回転している。これにより、PDU41からモータ1の各相に供給される交流信号に対する電流指令として、直流的な信号であるd軸目標電流Idcおよびq軸目標電流Iqcを与えるようになっている。
The dq coordinates that form the rotation orthogonal coordinates are, for example, a field magnetic flux direction of a rotor permanent magnet as a d axis (field axis), and a direction orthogonal to the d axis as a q axis (torque axis). The
電流偏差算出部52は、界磁制御部53から入力されるd軸補正電流が加算されたd軸目標電流Idcと、d軸電流Idとの偏差ΔIdを算出するd軸電流偏差算出部52aと、電力制御部54から入力されるq軸補正電流が加算されたq軸目標電流Iqcと、q軸電流Iqとの偏差ΔIqを算出するq軸電流偏差算出部52bとを備えて構成されている。
なお、界磁制御部53は、例えばモータ1の回転数NMの増大に伴う逆起電圧の増大を抑制するために回転子ユニット3の界磁量を等価的に弱めるようにして電流位相を制御する弱め界磁制御の弱め界磁電流に対する目標値をd軸補正電流としてd軸電流偏差算出部52aへ出力する。
また、電力制御部54は、例えばバッテリ42の残容量等に応じた適宜の電力制御に応じてq軸目標電流Iqcを補正するためのq軸補正電流をq軸電流偏差算出部52aへ出力する。
The current
The
In addition, the
電流制御部55は、例えばモータ1の回転数NMに応じたPI(比例積分)動作により、偏差ΔIdを制御増幅してd軸電圧指令値Vdを算出し、偏差ΔIqを制御増幅してq軸電圧指令値Vqを算出する。
The
dq−3相変換部56は、回転数演算部60から入力される回転子ユニット3の回転角θを用いて、dq座標上でのd軸電圧指令値Vdおよびq軸電圧指令値Vqを、静止座標である3相交流座標上での電圧指令値であるU相出力電圧VuおよびV相出力電圧VvおよびW相出力電圧Vwに変換する。
The dq-3
PWM信号生成部57は、例えば、正弦波状の各相出力電圧Vu,Vv,Vwと、三角波からなるキャリア信号と、スイッチング周波数とに基づくパルス幅変調により、PDU41のPWMインバータの各スイッチング素子をオン/オフ駆動させる各パルスからなるスイッチング指令であるゲート信号(つまり、PWM信号)を生成する。
The
フィルタ処理部58は、各電流センサ71,71により検出された各相電流に対する検出信号Ius,Iwsに対して、高周波成分の除去等のフィルタ処理を行い、物理量としての各相電流Iu,Iwを抽出する。
The
3相−dq変換部59は、フィルタ処理部58により抽出された各相電流Iu,Iwと、回転数演算部60から入力される回転子ユニット3の回転角θMとにより、モータ1の回転位相による回転座標すなわちdq座標上でのd軸電流Idおよびq軸電流Iqを算出する。
The three-phase-
回転数演算部60は、回転センサ73から出力される検出信号からモータ1の回転子ユニット3の回転角θMを抽出すると共に、この回転角θMに基づき、モータ1の回転数NMを算出する。
誘起電圧定数指令出力部61は、例えばトルク指令Tqと、モータ1の回転数NMとに基づいて誘起電圧定数Keを出力する。
The rotation
The induced voltage constant
位相制御部62は、誘起電圧定数Keに応じた両回転子5,6の相対位相に対する指令値(位相指令値)θcを算出する。
脈動低減指令算出部63は、位相制御部62から入力される位相指令値θcに係る状態量(例えば、電磁ソレノイド37bに通電される電流に対する指令値である指令電流等)と、位相センサ74から入力される内周側回転子6と外周側回転子5との相対的な位相θに係る状態量(例えば、電磁ソレノイド37bに通電される実電流等)との差分に基づき、両回転子5,6の相対位相を変更する油圧の脈動を検知し、この脈動を相殺するようにして電磁ソレノイド37bを制御するための制御指令を出力する。
なお、位相センサ74としては、例えば進角側給排通路26(進角側作動室24)と遅角側給排通路27(遅角側作動室25)の差圧を検出するセンサや、内周側回転子6と外周側回転子5の位相差を直接的に検出するセンサ等を用いることができる。
The
The pulsation reduction
As the
本実施形態によるモータの制御装置10は上記構成を備えており、次に、このモータの制御装置10の動作、特に、脈動検知処理および脈動低減制御について添付図面を参照しながら説明する。
The
以下に、脈動検知処理について説明する。
例えば図8に示すステップS01においては、内周側回転子6と外周側回転子5との相対的な位相θを位相指令値θcに応じた値に設定するために必要とされる電磁ソレノイド37bに通電される電流に対する指令値である指令電流値ICMDを算出する。
そして、ステップS02においては、位相センサ74から入力される内周側回転子6と外周側回転子5との相対的な位相θに応じた電磁ソレノイド37bに通電される実電流値IACTを算出する。
そして、ステップS03においては、例えば指令電流値ICMDと実電流値IACTとの差分から、所定時間Taでの脈動幅ΔP(={∫|IACT−ICMD|dI}/Ta)を算出する。
Hereinafter, the pulsation detection process will be described.
For example, in step S01 shown in FIG. 8, the
In step S02, an actual current value IACT energized to the
In step S03, for example, the pulsation width ΔP (= {A | IACT−ICMD | dI} / Ta) at a predetermined time Ta is calculated from the difference between the command current value ICMD and the actual current value IACT.
そして、ステップS04においては、脈動幅ΔPが所定値Paよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS05に進み、このステップS05においては、脈動を検知したことを示す脈動検知フラグのフラグ値に「1」を設定して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS06に進み、このステップS06においては、脈動検知フラグのフラグ値に「0」を設定して、一連の処理を終了する。
In step S04, it is determined whether or not the pulsation width ΔP is larger than a predetermined value Pa.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step
以下に、脈動低減制御について説明する。
例えば図9に示すステップS11においては、この時点において位相制御部62から入力される位相指令値θcと、位相センサ74から入力される内周側回転子6と外周側回転子5との相対的な位相θとの差分Δθに制御ゲインKaを乗算して得た値を、指令電流値ICMDとして設定する。
そして、ステップS12においては、脈動検知フラグのフラグ値に「1」が設定されているか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS13に進む。
The pulsation reduction control will be described below.
For example, in step S11 shown in FIG. 9, the phase command value θc input from the
In step S12, it is determined whether or not “1” is set in the flag value of the pulsation detection flag.
When the determination result is “NO”, the series of processes is terminated.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S13.
そして、ステップS13においては、例えば図10に示す指令電流値ICMDと実電流値IACTとの差分ΔIを算出する。
そして、ステップS14においては、差分ΔIはゼロよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS15に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS16に進む。
In step S13, for example, a difference ΔI between the command current value ICMD and the actual current value IACT shown in FIG. 10 is calculated.
In step S14, it is determined whether or not the difference ΔI is greater than zero.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step S15.
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step S16.
そして、ステップS15においては、適宜の電流補正値γを差分ΔIに乗算して得た値を、さらに、指令電流値ICMDから減算して得た値(ICMD−ΔI×γ)を、次回指令値NICMDとして設定する。
また、ステップS16においては、適宜の電流補正値γを差分ΔIに乗算して得た値を、さらに、指令電流値ICMDに加算して得た値(ICMD+ΔI×γ)を、次回指令値NICMDとして設定する。
そして、ステップS17においては、指令電流値ICMDとして次回指令値NICMDを設定して、一連の処理を終了する。
In step S15, a value obtained by multiplying the difference ΔI by an appropriate current correction value γ and a value obtained by subtracting from the command current value ICMD (ICMD−ΔI × γ) is used as the next command value. Set as NICMD.
Further, in step S16, a value obtained by multiplying the difference ΔI by an appropriate current correction value γ and the command current value ICMD (ICMD + ΔI × γ) as a next command value NICMD. Set.
In step S17, the next command value NICMD is set as the command current value ICMD, and the series of processing ends.
これにより、例えば図10に示すように、指令電流値ICMDに対する実電流値IACTの脈動とは逆位相となる次回指令値NICMDが、新たに指令電流値ICMDとして設定される。 As a result, for example, as shown in FIG. 10, the next command value NICMD that has a phase opposite to the pulsation of the actual current value IACT with respect to the command current value ICMD is newly set as the command current value ICMD.
上述したように、本実施の形態によるモータの制御装置10によれば、例えば電磁ソレノイド37bを具備する油圧制御装置13に対する指令電流値ICMDと実電流値IACTとの差分ΔIに基づき流体圧の脈動を検知し、この脈動を相殺するようにして、新たに指令電流値ICMDを設定することから、内周側回転子6と外周側回転子5との相対的な位相θに応じたモータ1の誘起電圧定数を適切に設定することができ、モータ1の出力軸に振動が発生してしまうことを防止することができる。
As described above, according to the
なお、上述した実施の形態においては、電流補正値γを作動油の油温Tγに応じて変化させてもよい。
例えば図10に示すように、上述した実施の形態の第1変形例に係るモータの制御装置10の動作では、上述した実施の形態でのステップS13において差分ΔIを算出した後に、ステップS21に進む。
そして、ステップS21においては、オイルポンプ32から吐出される作動液の油温Tγを取得する。
そして、ステップS22においては、例えば図11に示すように、予め設定された電流補正値γと油温Tγとの所定の関係を示すマップ(図12)に対するマップ検索等により電流補正値γを取得する。
なお、このマップにおいては、例えば油温αが増大することに伴い、電流補正値γが低下傾向に変化するように設定されている。
In the above-described embodiment, the current correction value γ may be changed according to the oil temperature Tγ of the hydraulic oil.
For example, as shown in FIG. 10, in the operation of the
In step S21, the oil temperature Tγ of the hydraulic fluid discharged from the
In step S22, for example, as shown in FIG. 11, the current correction value γ is obtained by a map search or the like for a map (FIG. 12) showing a predetermined relationship between the preset current correction value γ and the oil temperature Tγ. To do.
In this map, for example, as the oil temperature α increases, the current correction value γ is set to decrease.
この第1変形例においては、作動液の油温Tγに応じて脈動が変化する場合であっても、モータ1の誘起電圧定数を適切に設定することができ、モータ1の出力軸に振動が発生してしまうことを的確に防止することができる。 In this first modification, even if the pulsation changes according to the oil temperature Tγ of the hydraulic fluid, the induced voltage constant of the motor 1 can be set appropriately, and vibration is generated on the output shaft of the motor 1. It is possible to accurately prevent the occurrence.
なお、上述した実施の形態においては、内周側回転子6と外周側回転子5との相対的な位相θの範囲に応じて、脈動低減制御の実行要否を判定してもよい。
例えば図13に示すように、上述した実施の形態の第2変形例に係るモータの制御装置10の動作では、上述した実施の形態でのステップS12の判定結果が「YES」の場合には、ステップS31に進む。
そして、ステップS31においては、内周側回転子6と外周側回転子5との相対的な位相θは所定の第1位相角αよりも大きく、かつ、第1位相角αよりも大きい所定の第2位相角β未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS13に進む。
なお、この第1位相角αと第2位相角βとの間の位相範囲は、例えば図13に示すように、位相θの変化に応じたトルクの変動量が相対的に小さい位相範囲であって、例えば位相θがゼロ周辺の値となる第1位相角α1から第2位相角β1までの位相範囲や、例えば位相θに応じてトルクが極大となる第1位相角α2から第2位相角β2までの位相範囲等である。
In the above-described embodiment, whether or not the pulsation reduction control is necessary may be determined according to the range of the relative phase θ between the inner
For example, as shown in FIG. 13, in the operation of the
In step S31, the relative phase θ between the
When the determination result is “NO”, the series of processes is terminated.
On the other hand, if the determination is “YES”, the flow proceeds to step S13.
Note that the phase range between the first phase angle α and the second phase angle β is a phase range in which the amount of torque fluctuation according to the change in the phase θ is relatively small as shown in FIG. 13, for example. Thus, for example, the phase range from the first phase angle α1 to the second phase angle β1 where the phase θ is a value around zero, or the first phase angle α2 to the second phase angle where the torque becomes maximum according to the phase θ, for example. The phase range up to β2.
この第2変形例においては、脈動の大きさに応じた位相θの変動量が相対的に大きい位相範囲等を所定の補正必要位相範囲として設定することにより、例えば脈動の大きさに応じた位相の変動量が相対的に小さい位相範囲等において過剰な演算処理が実行されることを防止しつつ、適切に指令電流を設定することができる。 In the second modified example, a phase range corresponding to the magnitude of pulsation is set as a predetermined correction required phase range by setting a phase range or the like in which the variation amount of phase θ corresponding to the magnitude of pulsation is relatively large. It is possible to appropriately set the command current while preventing excessive calculation processing from being executed in a phase range or the like in which the fluctuation amount of the signal is relatively small.
なお、上述した実施の形態に係る車両10においては、モータ1を、内燃機関を始動させるスタータモータまたはオルタネータとして備えてもよい。
In the
1 モータ
6 内周側回転子(ロータ)
5 外周側回転子(ロータ)
12 位相変更手段
37b 電磁ソレノイド(電磁アクチュエータ)
63 脈動低減指令算出部(脈動検知手段、指令電流設定手段)
74 位相センサ(電流センサ)
ステップS21 温度検知手段
ステップS31 位相設定手段
1
5 Outer rotor (rotor)
12 Phase changing means 37b Electromagnetic solenoid (electromagnetic actuator)
63 Pulsation reduction command calculation unit (pulsation detection means, command current setting means)
74 Phase sensor (current sensor)
Step S21 Temperature detection means Step S31 Phase setting means
Claims (3)
前記複数のロータの相対的な位相を作動流体の流体圧により変更する位相変更手段とを備えるモータの制御装置であって、
前記位相変更手段は、位相変更の要求に係る指令電流に応じて前記作動流体の流体圧を制御する電磁アクチュエータを備え、
該電磁アクチュエータに通電される実電流を検出する電流センサと、
前記指令電流と前記実電流との差分に基づき、前記流体圧の脈動を検知する脈動検知手段と、
前記差分に応じた単位時間あたりの脈動幅が所定値以上である場合に前記脈動を相殺するようにして前記指令電流を修正する指令電流設定手段と
を備え、
前記指令電流設定手段は、前記実電流から前記指令電流を減算して得られる前記差分がゼロより大きい場合には前記差分に電流補正値を乗算した値を前記指令電流から減算し、前記差分がゼロ以下の場合には前記差分に前記電流補正値を乗算した値を前記指令電流に加算することによって、前記指令電流を修正することを特徴とするモータの制御装置。 A motor having a plurality of rotors each having a permanent magnet and capable of changing the relative phase of each other;
A motor control device comprising phase changing means for changing a relative phase of the plurality of rotors by a fluid pressure of a working fluid,
The phase changing means includes an electromagnetic actuator that controls a fluid pressure of the working fluid in response to a command current related to a phase change request,
A current sensor for detecting an actual current passed through the electromagnetic actuator;
Pulsation detecting means for detecting pulsation of the fluid pressure based on the difference between the command current and the actual current;
Command current setting means for correcting the command current so as to cancel out the pulsation when a pulsation width per unit time according to the difference is a predetermined value or more ,
When the difference obtained by subtracting the command current from the actual current is greater than zero, the command current setting means subtracts a value obtained by multiplying the difference by a current correction value from the command current, and the difference is by adding the value obtained by multiplying the current correction value to the difference in the command current in the case of less than or equal to zero, a motor controller, characterized that you modify the command current.
前記指令電流設定手段は、前記温度が増大することに伴い、前記電流補正値を低下傾向に変化させることを特徴とする請求項1に記載のモータの制御装置。 Temperature detecting means for detecting or estimating the temperature of the working fluid;
The motor control device according to claim 1, wherein the command current setting unit changes the current correction value in a decreasing tendency as the temperature increases .
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