JP4802174B2 - Brushless motor control device and electric steering device - Google Patents
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Description
本発明は、ブラシレスモータの制御装置および電動ステアリング装置に関する。 The present invention relates to a brushless motor control device and an electric steering device.
従来、例えばブラシレスモータの停止状態での磁極位置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推定する際に、ロータの回転には寄与しない程度のパルス電圧をブラシレスモータに印加し、このときのブラシレスモータの電流および電圧からフーリエ変換によって得られるインダクタンスに基づき、ロータの突極性に応じたインダクタンス変化から、ロータの位置を示すロータ角度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推定する方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。
ところで、上記従来技術の一例に係る方法では、フーリエ変換等の煩雑な処理を実行する必要があることから回転角度の推定に要する時間を短縮することが困難であって、ブラシレスモータの起動時の応答性を向上させることができないという問題が生じ、例えば電動ステアリング装置に具備されるブラシレスモータにおいては、運転者の操舵入力をブラシレスモータから発生する操舵補助力によって適切に補助することができず、運転者が操舵フィーリングに違和感を感じてしまうという問題が生じる。
また、ロータの回転には寄与しない程度のパルス電圧をブラシレスモータに印加する際に、電磁騒音および振動を低減するために、可聴周波数よりも高い高周波数のパルス電圧を印加する場合には、ブラシレスモータのインダクタンス変化に対応する電流変化は極小さくなることから、電流センサ等により検出される検出値の誤差に起因して、回転角度の推定精度を向上させることが困難になるという問題が生じる。
By the way, in the method according to the above prior art example, since it is necessary to perform complicated processing such as Fourier transform, it is difficult to reduce the time required for estimating the rotation angle. For example, in a brushless motor provided in an electric steering device, the driver's steering input cannot be appropriately assisted by the steering assist force generated from the brushless motor. There arises a problem that the driver feels uncomfortable with the steering feeling.
In addition, when applying a pulse voltage that does not contribute to the rotation of the rotor to the brushless motor, in order to reduce electromagnetic noise and vibration, a high frequency pulse voltage higher than the audible frequency is applied. Since the current change corresponding to the inductance change of the motor becomes extremely small, there arises a problem that it becomes difficult to improve the estimation accuracy of the rotation angle due to the error of the detection value detected by the current sensor or the like.
例えば、図12の等価回路に示される電動パワーステアリング用のブラシレスモータ100の線間の抵抗RMは概ねRM=20(mΩ)であり、インダクタンスLMの平均値は概ねLM(平均値)=125(μH)である。そして、このブラシレスモータ100の回転子が回転した時に変化するインダクタンスLMは、図13に示すように最大値LMmaxが概ねLMmax=150(μH)、最小値LMminが概ねLMmin=100(μH)程度である。 ただし図13は後述する図3に示すような、8極のブラシレスモータ100の線間インダクタンス変動を示している。
次に、このブラシレスモータ100に可聴周波数外の交流電圧を印加して電流を通電し、この電流よりインダクタンスを推定する方法と課題について説明する。図12に示す等価回路のブラシレスモータ100に、電圧VMを印加した時の電流IMは、下記数(1)にて示される。下記数式(1)に上記の抵抗値(RM=20(mΩ))、およびインダクタンス値(LM(平均値)=125(μH))を代入し、電圧VM=12(V)かつ周波数f=20(kHz)の矩形波を印加した際の電流波形を図14に示す。図中の太実線はインダクタンスLMが最小値LMminの場合、細実線はインダクタンスLMが最大値Mmaxの場合を示す。両者の差は最大で0.99(A)しかない。このブラシレスモータ100の使用最大電流は概ね、実効値で85(Arms)かつ波高値で120(Arms)である。電流センサは上記モータ電流の波高値を検出する必要があるため、入出力特性は図15に示す様に、±125(A)当たり±2.5(V)である。
一方、マイクロコンピュータに電流センサの検出電圧を取り込む際に必要なADコンバータの分解能は5(V)当たり10(bit)である。このため、マイクロコンピュータに入力された電流の分解能は、1(LSB)当たり0.244(A)である。
従ってインダクタンス変化量に対する電流変化量である0.99(A)を、マイクロコンピュータに読み込むと4(LSB)しかなく、この値を回転角に割り当てなくてはならないので、分解能が低く、精度良く回転角を推定する事ができなかった。
For example, the resistance R M between the lines of the
Next, a method and problem will be described in which an AC voltage outside the audible frequency is applied to the
On the other hand, the resolution of the AD converter required for taking in the detection voltage of the current sensor into the microcomputer is 10 (bits) per 5 (V). Therefore, the resolution of the current input to the microcomputer is 0.244 (A) per 1 (LSB).
Therefore, when 0.99 (A), which is the current change amount with respect to the inductance change amount, is read into the microcomputer, there is only 4 (LSB), and this value must be assigned to the rotation angle, so the resolution is low and the rotation is accurate. The angle could not be estimated.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、停止状態でのブラシレスモータの回転角度を迅速かつ精度良く推定することが可能なブラシレスモータの制御装置、および、所望の静粛性を確保しつつ運転者が操舵フィーリングに違和感を感じてしまうことを防止することが可能な電動ステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a brushless motor control device capable of quickly and accurately estimating the rotation angle of a brushless motor in a stopped state, and operating while ensuring desired silence. It is an object of the present invention to provide an electric steering device that can prevent a person from feeling uncomfortable with the steering feeling.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第1態様に係るブラシレスモータの制御装置は、ロータ(例えば、実施の形態の図3でのロータ63)および複数相のステータ巻線(例えば、実施の形態の図3でのステータ巻線64a)を有するステータ(例えば、実施の形態の図3でのステータ64)を具備するブラシレスモータ(例えば、実施の形態の図3でのモータ31)と、各相の前記ステータ巻線への通電を切換制御する通電切換手段(例えば、実施の形態の図4でのPWM信号生成部87およびFETブリッジ72)とを備えるブラシレスモータの制御装置であって、前記複数相の相電圧と中点電圧との差である相間電圧を検出する電圧検出手段(例えば、実施の形態の図4での電圧センサ77および第1及び第2相間電圧算出部88a,88b)と、前記複数相のうち所定の線間に所定交流電圧を印加する電圧印加手段(例えば、実施の形態の図10でのステップS03)と、前記電圧印加手段により前記複数相のうち所定の線間に前記所定交流電圧が印加された状態で、前記電圧検出手段により検出される複数の前記相間電圧のうち前記所定交流電圧が印加された線間に含まれる相の相間電圧の比に基づき、前記ロータの回転角度を推定する推定手段(例えば、実施の形態の図10でのステップS04〜ステップS09、図4での回転角推定器89)とを備える。
さらに、本発明の第2態様に係るブラシレスモータの制御装置では、前記推定手段は、前記相間電圧の比および前記所定交流電圧が印加された相間電圧値に基づいて前記ロータの回転角度を推定する。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, a brushless motor control device according to a first aspect of the present invention includes a rotor (for example, the
Furthermore, in the brushless motor control device according to the second aspect of the present invention, the estimation means estimates the rotation angle of the rotor based on the phase voltage ratio and the phase voltage value to which the predetermined AC voltage is applied. .
さらに、本発明の第3態様に係るブラシレスモータの制御装置では、前記所定交流電圧の周波数は、可聴周波数以外の周波数である。
さらに、本発明の第4態様に係るブラシレスモータの制御装置では、前記推定手段は、前記相間電圧の比を相間インダクタンスの比に等しいとする。
Furthermore, in the brushless motor control device according to the third aspect of the present invention, the frequency of the predetermined AC voltage is a frequency other than an audible frequency.
Furthermore, in the brushless motor control device according to the fourth aspect of the present invention, the estimating means assumes that the phase voltage ratio is equal to the phase inductance ratio.
また、本発明の第5態様に係る電動ステアリング装置は、第1態様または第2態様に係るブラシレスモータの制御装置と、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段(例えば、実施の形態の図1での操舵トルクセンサ40)と、前記操舵トルク検出手段により検出される前記操舵トルクと、前記推定手段により推定される前記回転角度とに応じて、前記ブラシレスモータを駆動制御し、前記操舵トルクを補助する補助トルクを前記ブラシレスモータから発生させる操舵制御手段(例えば、実施の形態の図4での制御部73)とを備える。
The electric steering apparatus according to the fifth aspect of the present invention includes a brushless motor control apparatus according to the first aspect or the second aspect, and steering torque detection means for detecting steering torque (for example, in FIG. 1 of the embodiment). The steering torque sensor 40), the steering torque detected by the steering torque detection means, and the rotation angle estimated by the estimation means are driven to control the brushless motor to assist the steering torque. Steering control means (for example, the
本発明の第1態様に係るブラシレスモータの制御装置によれば、ブラシレスモータのインダクタンス変化に対応する相間電圧の比の変化に基づいて回転角度を推定するので、相間電圧または線間電圧より直接推定する場合より、変化を大きく検出することができ、推定精度が向上する。そして、例えばブラシレスモータのインダクタンス変化に対応する電流変化に応じて回転角度を推定する場合に比べて、回転角度の推定精度を向上させることができる。しかも、複数の相間電圧の比に基づき、回転角度を推定することから、例えば通電切換手段の電源電圧が不安定に変動することに起因して各相間電圧の誤差が増大する場合であっても、相間電圧の比においては、各相間電圧の誤差を相殺することができ、回転角度の推定精度を、より一層、向上させることができる。 According to the control device for a brushless motor according to the first aspect of the present invention, since the rotation angle is estimated based on the change in the ratio of phase voltage corresponding to the inductance change of the brushless motor, directly from the interphase voltage or the line voltage The change can be detected larger than the case of estimation, and the estimation accuracy is improved. And the estimation accuracy of a rotation angle can be improved compared with the case where a rotation angle is estimated according to the electric current change corresponding to the inductance change of a brushless motor, for example. Moreover, based on the ratio of the plurality of phase voltages, since estimating the rotational angle, for example, a case where an error of the inter-phase voltage is the power supply voltage due to fluctuation unstable energization switching section increases also, Oite the ratio of interphase voltage can offset the error in the inter-phase voltage, the estimation accuracy of the rotation angle, can be further improved.
さらに、本発明の第3態様に係るブラシレスモータの制御装置によれば、従来技術のように、回転角度の推定に電流の応答を用いないので、印加電圧の周波数を可聴周波数以上の周波数にしても、上述した図14に示すような分解能の低下がなく、回転角度を精度よく推定する事が可能になり、これによって、所望の静粛性を確保することができる。 Furthermore, according to the brushless motor control device of the third aspect of the present invention, unlike the prior art, since the current response is not used for the estimation of the rotation angle, the frequency of the applied voltage is set to a frequency higher than the audible frequency. In addition, there is no reduction in resolution as shown in FIG. 14 described above, and the rotation angle can be estimated with high accuracy, thereby ensuring desired silence.
また、本発明の第5態様に係る電動ステアリング装置によれば、例えばレゾルバ等の回転角度センサを備える必要無しに、装置構成の簡略化および装置の小型化を図ることができ、車両搭載性を向上させることができると共に、ブラシレスモータの回転角度の推定時の電磁騒音および振動を低減させつつ、回転角度の推定精度を向上させることができ、運転者が操舵フィーリングに違和感を感じてしまうことを防止することができる。 In addition, according to the electric steering apparatus of the fifth aspect of the present invention, the apparatus configuration can be simplified and the apparatus can be reduced in size without the need for providing a rotation angle sensor such as a resolver. It is possible to improve the accuracy of the rotation angle while reducing electromagnetic noise and vibration when estimating the rotation angle of the brushless motor, and the driver feels uncomfortable with the steering feeling. Can be prevented.
以下、本発明のブラシレスモータの制御装置および電動ステアリング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ブラシレスモータの制御装置70は、図1に示す車両用操舵装置としての電動ステアリング装置1のECU(Electronic Control Unit)50に搭載されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a brushless motor control device and an electric steering device according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The brushless
この電動ステアリング装置1は、例えば図1に示すように、車両のステアリングホイール2に連結されたステアリングシャフト3およびステアリングシャフト3に連結された自在軸継手4から操舵輪(車輪)5,5に至るステアリング系において、ステアリングギヤボックスを構成するハウジング6内に収容された操舵機構7と、この操舵機構7に操舵補助力を発生させる操舵補助機構8とを備えている。
As shown in FIG. 1, for example, the
操舵機構7は、ラックアンドピニオン機構10を備え、このラックアンドピニオン機構10のピニオン軸11は自在軸継手4に連結されている。
そして、ピニオン軸11に具備されるピニオン12と、車幅方向に往復動可能なラック軸13に具備されるラック14とは、互いに噛み合わされている。
The steering mechanism 7 includes a rack and
The pinion 12 provided on the
ピニオン軸11は、例えば下部、中間部、上部を各軸受15a,15b,15cによって回転可能に支持されており、ピニオン12はピニオン軸11の下端部に設けられている。
ラック軸13は、ハウジング6の車幅方向に延びる略円筒状のラックハウジング6a内において、軸受16を介して軸長手方向に往復動可能に支持されている。
The
The
ラックハウジング6aの両端は開口する開口部を備え、開口部からラック軸13の端部13aが突出している。
ラック軸13の各端部13aにはラック軸13よりも大きな外径のラックエンドプレート17が固定され、さらに、ラックエンドプレート17にはラックエンドヘッド18が固定されている。
ラックエンドヘッド18はボールジョイント19を備え、このボールジョイント19にタイロッド20が連結され、タイロッド20に操舵輪(前輪)5が連係されている。
Both ends of the rack housing 6a have openings that open, and the
A
The
ラックハウジング6aの両端の開口部近傍の外周面上には、径方向内方に突出する円環凹溝6bが形成されている。
そして、ラックハウジング6aの円環凹溝6bにはラック軸13の軸長手方向に伸縮可能な蛇腹状のラックエンドカバー21の端部が装着され、ラック軸13の端部13aと、ラックエンドプレート17と、ラックエンドヘッド18と、ボールジョイント19とは、ラックエンドカバー21内に収容され、タイロッド20はラックエンドカバー21を貫通して外方に突出している。
On the outer peripheral surface near the opening at both ends of the rack housing 6a, an
An end of a bellows-shaped
操舵補助機構8は、ステアリングホイール2による操舵力を軽減するための操舵補助力を発生させるブラシレスモータからなるモータ31と、ウォームギヤ32と、ウォームホイールギヤ33とを備えて構成され、ウォームギヤ32およびウォームホイールギヤ33は、ステアリングギヤボックスを構成するハウジング6内に収容されている。
モータ31はハウジング6に軸支されたウォームギヤ32に連結され、このウォームギヤ32は、ピニオン軸11に一体的に設けられたウォームホイールギヤ33に噛合している。ウォームギヤ32およびウォームホイールギヤ33は減速機構を構成し、モータ31で発生したトルクは、ウォームギヤ32とウォームホイールギヤ33により倍力されてピニオン軸11に伝達される。
The steering assist mechanism 8 includes a
The
また、ピニオン軸11において中間部の軸受15bと上部の軸受15cとの間には、磁歪に起因する磁気特性の変化に基づいて操舵トルク(操舵入力)を検出する磁歪式の操舵トルクセンサ40が配置されている。
操舵トルクセンサ40は、ピニオン軸11の外周面に設けられた2つの磁歪膜41,42と、各磁歪膜41,42に対向配置された2つの検出コイル43,44と、各検出コイル43,44に接続された検出回路45,46を備え、各検出回路45,46は、磁歪に起因して生じる各検出コイル43,44のインダクタンスの変化を電圧変化に変換してECU(Electric Control Unit)50に出力する。ECU50は各検出回路45,46の出力に基づいてステアリングシャフト3に作用する操舵トルクを算出する。
A magnetostrictive
The
そして、ECU50は、操舵トルクセンサ40で検出される操舵トルク(つまり運転者によってステアリングホイール2から入力される操舵トルク)の大きさに応じて、モータ31に供給すべき目標電流を決定し、モータ31に流れる電流が目標電流と一致するようにして、例えばPID制御等の制御を行うことにより、操舵トルクに応じた補助トルクをモータ31から発生させ、この補助トルクを減速機構を介してピニオン軸11に伝達する。これにより、運転者による操舵入力と同方向にモータ31による操舵補助力が作用し、運転者の操舵トルクにモータ31の補助トルクが加算された複合トルクによって、操舵輪5が操舵される。
Then, the
モータ31は、例えば図2に示すように、ハウジング6の側部にボルトによりハウジング6より突出して取付けられ、ハウジング6の側部開口を閉塞するリッド61と、リッド61にボルトにより取付けられた有底筒状のモータケース62と、回転軸O周りに回転可能に設けられ、永久磁石63aを有するロータ63と、ロータ63の外周部を覆うようにして径方向で対向配置され、ロータ63を回転させる回転磁界を発生する複数相のステータ巻線64aを有するステータ64とを備えて構成されている。
ステータ64は、例えばモータケース62内に圧入等により収容され、ロータ63の内周部には回転軸Oと同軸に配置された出力軸65が固定されている。
そして、モータ31のリッド61およびモータケース62は、出力軸65を2つの軸受66を介して回転可能に支持している。
For example, as shown in FIG. 2, the
The
The
なお、モータ31のステータ64は、例えば図3に示すように、環状に配列された複数の分割コア64bと、絶縁性のボビン64cと、ボビン64cに多重に巻回されたステータ巻線64aとを備えて構成され、例えばプレス成型等により成型されたモータケース62内に圧入等によって収容されている。
分割コア64bは、例えば略T字型の複数の珪素鋼板が回転軸O方向に積層されて構成され、外周側のヨーク部64b1と内周側のティース部64b2とにより構成されている。ヨーク部64b1の周方向の両端面において、一方の端面上には周方向に突出する凸部が設けられ、他方の端面上には凸部が嵌合可能な凹部が設けられ、周方向で隣り合う分割コア64b,64bの一方のヨーク部64b1の凸部が他方のヨーク部64b1の凹部に嵌合することで円環状のヨークが形成されている。ティース部64b2は、ヨーク部64b1よりも小さな周方向幅を有し、ヨーク部64b1から径方向内方のロータ63に向かい突出している。そして、ティース部64b2には、例えば絶縁性樹脂材等からなるボビン64cが装着されている。
For example, as shown in FIG. 3, the
The
また、モータ31のロータ63は、例えば永久磁石63aと、磁石カバー63bと、バックヨーク63cと、出力軸65とを備えて構成されている。
略筒状のバックヨーク63cは、例えば略環状の複数の珪素鋼板が回転軸O方向に積層されて構成され、内周部に出力軸65が装着され、外周面上には周方向に所定間隔をおいて複数の永久磁石63aが配置されている。そして、磁石カバー63bは、複数の永久磁石63aの外周面を覆うようにして配置されている。
The
The substantially
モータ31の出力軸65は、例えば図2に示すように、カップリング67を介してウォームギヤ32のウォーム軸32aに連結されている。
ウォーム軸32aは、モータ31の出力軸65と同軸に配置され、2つの軸受68を介してハウジング6に回転可能に支持されている。なお、ハウジング6内に装着された2つの軸受68のうち、モータ31側の一方の軸受68は止め輪69によって軸長手方向でのモータ31側への移動が規制されている。
The
The
本実施の形態によるモータの制御装置70は、例えば図4に示すように、バッテリ71を直流電源とするFETブリッジ72と、制御部73とを備えて構成され、ECU50に具備されている。
For example, as shown in FIG. 4, the
このモータの制御装置70において、モータ31の駆動は制御部73から出力される制御指令を受けてFETブリッジ72により行われる。
FETブリッジ72は、例えば図5に示すように、FET(例えば、MOSFET:Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor)を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備し、このブリッジ回路がパルス幅変調(PWM)された信号によって駆動される。
このブリッジ回路は、例えば各相毎に対をなすハイ側およびロー側U相トランジスタUH,ULと、ハイ側およびロー側V相トランジスタVH,VLと、ハイ側およびロー側W相トランジスタWH,WLとをブリッジ接続して構成され、各トランジスタUH,VH,WHはドレインがバッテリ71(+B)に接続されてハイサイドアームを構成し、各トランジスタUL,VL,WLはソースが接地されてローサイドアームを構成しており、各相毎にハイサイドアームの各トランジスタUH,VH,WHのソースとローサイドアームの各トランジスタUL,VL,WLのドレインとが接続されている。
In the
For example, as shown in FIG. 5, the
The bridge circuit includes, for example, a high-side and low-side U-phase transistor UH, UL, a high-side and low-side V-phase transistor VH, VL, and a high-side and low-side W-phase transistor WH, WL that are paired for each phase. Each transistor UH, VH, WH has a drain connected to the battery 71 (+ B) to form a high side arm, and each transistor UL, VL, WL has a source grounded and a low side arm For each phase, the sources of the high-side arm transistors UH, VH, WH and the low-side arm transistors UL, VL, WL are connected to each other.
FETブリッジ72は、例えばモータ31の駆動時等において制御部73から出力されて各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLのゲートに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、各相毎に対をなす各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り替えることによって、バッテリ71から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、3相のステータ巻線64aへの通電を順次転流させることで、各相のステータ巻線64aに交流のU相電流IuおよびV相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。
The
なお、昇圧回路74は、例えばコンデンサと、トランジスタからなるチャージポンプ回路とを備え、各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り替えるゲート信号(つまり、昇圧回路74の昇圧動作を指示する信号)が制御部73から入力されている。
そして、昇圧回路74は、FETブリッジ72のハイサイドアームを構成する各トランジスタUH,VH,WHのゲート電圧を昇圧する。
また、バッテリ71とFETブリッジ72および昇圧回路74との間、および、FETブリッジ72とモータ31の3相のうちの何れか2相(例えば、U相およびV相)のステータ巻線64a,64aとの間には、リレー駆動回路75aにより開閉駆動されるリレー75bが設けられている。そして、リレー駆動回路75aには、リレー75bの開閉動作を制御するためのリレー駆動信号が制御部73から入力されている。
Note that the
The
Further,
制御部73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、例えば運転者によってステアリングホイール2から入力される操舵トルクに応じて、操舵トルクセンサ40が出力する信号に応じて設定されるトルク指令Tqcなどから目標d軸電流Idcおよび目標q軸電流Iqcを演算し、目標d軸電流Idc及び目標q軸電流Iqcに基づいて3相の各相出力電圧Vu,Vv,Vwを算出し、各相出力電圧Vu,Vv,Vwに応じてFETブリッジ72へゲート信号であるPWM信号を入力すると共に、実際にFETブリッジ72からモータ31に供給される各相電流Iu,Iv,Iwの検出値をdq座標上に変換して得たd軸電流Id及びq軸電流Iqと、目標d軸電流Idc及び目標q軸電流Iqcとの各偏差がゼロとなるように制御を行う。
The
例えばモータ31の起動時に、制御部73は、正弦波状の電流を通電するために、各相出力電圧Vu,Vv,Vwと、三角波等のキャリア信号とを比較して、FETブリッジ72の各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLをオン/オフ駆動させるゲート信号(つまり、PWM信号)を生成する。そして、FETブリッジ72において3相の各相毎に対をなす各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り替えることによって、バッテリ71から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、3相のモータ31の各ステータ巻線64aへの通電を順次転流させることで、各ステータ巻線64aに交流のU相電流IuおよびV相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。
なお、各トランジスタUH,ULおよびVH,VLおよびWH,WLを、パルス幅変調(PWM)によりオン/オフ駆動させるためのPWM信号のデューティ、つまりオン/オフの比率のマップ(データ)は予め制御部73に記憶されている。
For example, when the
Note that the duty ratio of the PWM signal for turning on / off the transistors UH, UL and VH, VL and WH, WL by pulse width modulation (PWM), that is, a map (data) of the on / off ratio is controlled in advance. Stored in the
このため、制御部73には、FETブリッジ72からモータ31の各相のステータ巻線64a毎に供給される各相電流Iu,Iv,Iwの少なくとも何れか2つ(例えば、U相電流Iu,W相電流Iw等)を検出する電流センサ76から出力される検出信号(例えば、U相検出電流Ius,W相検出電流Iws等)と、例えば座標変換の処理等において用いられるモータ31のロータ63の回転角θm(つまり、所定の基準回転位置からのロータ63の磁極の回転角度であって、モータ31の出力軸65の回転位置)を推定するために必要とされる各相電圧Vu,Vv,Vwの少なくとも何れか2つ(例えば、U相電圧Vu,V相電圧Vv等)およびモータ31の複数相のステータ巻線64aが接続される中点の電圧(中点電圧)Vnを検出する電圧センサ77から出力される検出信号(例えば、U相電圧Vu,V相電圧Vv,中点電圧Vn等)とが入力されている。
For this reason, the
この制御部73は、例えば、目標電流設定部81と、電流偏差算出部82と、電流制御部83と、非干渉制御器84と、電圧補正部85と、dq−3相変換部86と、PWM信号生成部87と、第1及び第2相間電圧算出部88a,88bと、回転角推定器89と、回転速度演算部90と、3相−dq変換部91とを備えて構成されている。
The
目標電流設定部81は、トルク指令Tqcと、回転速度演算部90から出力されるモータ31の回転速度ωmとに基づき、FETブリッジ72からモータ31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82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63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、ロータ63の回転位相に同期して回転している。これにより、FETブリッジ72からモータ31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 coordinate forming the rotation orthogonal coordinate is, for example, a field magnetic flux direction of the permanent magnet of the
電流偏差算出部82は、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82aと、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82bとを備えて構成されている。
The
電流制御部83は、例えばPID(比例積分微分)動作により、偏差ΔIdを制御増幅してd軸電圧指令値ΔVdを算出するd軸電流PI制御器83aと、偏差ΔIqを制御増幅してq軸電圧指令値Vqを算出するq軸電流PI制御器83bとを備えて構成されている。
The
また、非干渉制御器84は、例えばd軸電流Idおよびq軸電流Iqと、予め記憶されているd軸インダクタンスLdおよびq軸インダクタンスLqとに基づき、d軸とq軸との間で干渉し合う速度起電力成分を相殺してd軸及びq軸を独立して制御するために、d軸及びq軸に対する各干渉成分を相殺するd軸補償項Vdc及びq軸補償項Vqcを算出する。
The
電圧補正部85は、d軸電圧指令値ΔVdからd軸補償項Vdcを減算して得た値をd軸電圧指令値Vdとするd軸電圧演算部85aと、q軸電圧指令値ΔVqからq軸補償項Vqcを減算して得た値をq軸電圧指令値Vqとするq軸電圧演算部85bとを備えて構成されている。
The
dq−3相変換部86は、回転角推定器89から出力されるモータ31の回転位置に相当する回転角θmにより、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87は、例えばモータ31の駆動時に、正弦波状の電流を通電するために、各相出力電圧Vu,Vv,Vwと、三角波等のキャリア信号とを比較して、FETブリッジ72の各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLをオン/オフ駆動させるゲート信号(つまり、PWM信号)を生成する。
For example, when the
また、PWM信号生成部87は、例えばモータ31の停止状態での回転角推定時において、後述する回転角推定器89から出力される指令信号Vsに応じて、FETブリッジ72の各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLをオン/オフ駆動させる各パルスからなる所定のゲート信号を出力する。この所定のゲート信号は、モータ31の相端子間(例えば、U相−V相端子間等)に所定矩形波、例えば可聴周波数外の周波数として、モータ31の駆動時のPWM周波数(例えば、20kHz等)の2倍の周波数(例えば、40kHz等)を有する所定電圧値(例えば、12V等)の矩形波の交流電圧を印加することをFETブリッジ72に指示する。
Further, the PWM
また、PWM信号生成部87は、昇圧回路74の昇圧動作を指示する信号(例えば、昇圧回路74に具備されるチャージポンプ回路の各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り替えるゲート信号など)を出力する。
The
第1及び第2相間電圧算出部88a,88bは作動アンプを備え、各電圧センサ77により検出された各相電圧Vu,Vvおよび中点電圧Vnにより、第1相間電圧算出部88aはU相間電圧Vun(=Vu−Vn)を算出し、第2相間電圧算出部88bはV相間電圧Vvn(=Vv−Vn)を算出する。
The first and second inter-phase
回転角推定器89は、先ず、U相間電圧VunまたはV相間電圧Vvnの値が所定値よりも小さい時には、モータ31が回転することによる誘起電圧が発生しておらず、モータ31が停止していると推定する。
回転角推定器89は、第1及び第2相間電圧算出部88a,88bから出力される各相間電圧Vun,Vvnからモータ31の回転角θmを推定し、この推定値を回転角θmとして出力する。
詳細には、回転角推定器89は、例えばモータ31の停止状態での回転角推定時において、FETブリッジ72の各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLを、例えば図6(a)に示すように、ハイ側U相トランジスタUHおよびロー側V相トランジスタVLをオン、かつ、他のトランジスタVH,WH,UL,WLをオフとする状態と、例えば図6(b)に示すように、ハイ側U相トランジスタUHをオン、かつ、他のトランジスタVH,WH,UL,VL,WLをオフとする状態との2つの状態を繰り返して、駆動させることでモータ31のU相−V相端子間に所定矩形波(例えば、40kHzかつ12V)の交流電圧を印加することを指示する指令信号を出力する。そして、モータ31のU相−V相端子間に所定矩形波が印加されている際のU相間電圧VunとV相間電圧Vvnとの比(相間電圧比)Vun/Vvnに基づき、例えば予め設定された所定の第1マップに対するマップ検索により、回転角θmを取得する。
なお、この第1マップは、例えば相間電圧比Vun/Vvnと、回転角θmとの所定の対応関係を示すマップであって、例えば図7に示すように、電気角(edeg)での0°から180°の範囲内において、相間電圧比Vun/Vvnの適宜の単一の値に対して、回転角θmの2つの値θ1,θ2が対応するようになっている。例えば相間電圧比Vun/Vvn=1.5の場合、回転角θm=θ1(=100°),θ2(=150°)が対応している。
First, when the value of the U-phase voltage Vun or the V-phase voltage Vvn is smaller than a predetermined value, the
The
Specifically, the
The first map is a map showing a predetermined correspondence between the phase voltage ratio Vun / Vvn and the rotation angle θm, for example, as shown in FIG. 7, for example, 0 ° in electrical angle (edeg). In the range of 180 ° to 180 °, two values θ1 and θ2 of the rotation angle θm correspond to an appropriate single value of the interphase voltage ratio Vun / Vvn. For example, when the phase voltage ratio Vun / Vvn = 1.5, the rotation angles θm = θ1 (= 100 °) and θ2 (= 150 °) correspond to each other.
そして、回転角推定器89は、モータ31のU相−V相端子間に所定矩形波が印加されている際のV相間電圧Vvnに基づき、例えば予め設定された所定の第2マップに対するマップ検索により、第1マップにより検索された回転角θmの2つの値θ1,θ2のうちの何れか一方を選択する。
この第2マップは、例えばV相間電圧Vvnと、回転角θmとの所定の対応関係を示すマップであって、例えば図8に示すように、電気角(edeg)での0°から180°の範囲内において、V相間電圧Vvnの適宜の単一の値に対して、回転角θmの2つの値φ1,φ2が対応するようになっている。
なお、バッテリ電圧(つまりFETブリッジ72の電源電圧)が変動しても正確な回転角θmを得るために、バッテリ電圧Vbを検出して、この値を用いて検出したV相間電圧Vvnを補正し、補正後のV相間電圧Vvnを用いて第2マップを検索し、回転角θmの2つの値φ1,φ2を得ている。このため、回転角推定器89とバッテリ71(+B)との間には、例えば図4に示すように、作動アンプを備えるボルテージフォロア回路71aが設けられ、このボルテージフォロア回路71aの出力が回転角推定器89に入力されている。
例えば相間電圧比Vun/Vvn=1.5が得られるときのV相間電圧VvnがVvn=2.3であったとすると、これを満たす回転角は、回転角θm=φ1(=100°),φ2(=175°)が対応している。
このとき、第1マップの検索結果と、第2マップの検索結果とが等しくなる値θ1(=100°)が、回転角θmの推定値として選択される。
Then, the
This second map is a map showing a predetermined correspondence between, for example, the V-phase voltage Vvn and the rotation angle θm. For example, as shown in FIG. 8, the second map has an electrical angle (edeg) of 0 ° to 180 °. Within the range, two values φ1 and φ2 of the rotation angle θm correspond to an appropriate single value of the V-phase voltage Vvn.
In order to obtain an accurate rotation angle θm even if the battery voltage (that is, the power supply voltage of the FET bridge 72) fluctuates, the battery voltage Vb is detected, and the detected V-phase voltage Vvn is corrected using this value. The second map is searched using the corrected V-phase voltage Vvn to obtain two values φ1 and φ2 of the rotation angle θm. Therefore, a
For example, if the V-phase voltage Vvn when the phase-to-phase voltage ratio Vun / Vvn = 1.5 is Vvn = 2.3, the rotation angle satisfying this is the rotation angle θm = φ1 (= 100 °), φ2 (= 175 °) corresponds.
At this time, a value θ1 (= 100 °) at which the search result of the first map is equal to the search result of the second map is selected as the estimated value of the rotation angle θm.
なお、FETブリッジ72による通電切換において、例えばU相およびV相の各ステータ巻線64aに通電される場合には、U相およびV相の各ステータ巻線64aに流れる電流の大きさは等しくなることから、相間電圧比Vun/Vvnは、下記数式(2)に示すように、インピーダンス比Zun/Zvnに等しくなる。そして、各インピーダンスZun(=Run+j・ω・Lun),Zvn(=Rvn+j・ω・Lvn)において、角周波数ω(ω=2πf、f=40kHz)が十分に大きいため、各巻線抵抗Run,Rvnが各リアクタンス(ω・Lun),(ω・Lvn)に比べて十分に小さいので、相間電圧比Vun/Vvnは、相間インダクタンス比Lun/Lvnにほぼ等しくなる。
各相間インダクタンスLun,Lvn,Lwnは、モータ31の突極性に起因して、例えば図9に示すように、電気角(edeg)で120°の位相差を有しつつ、回転角θmに応じて変化し、この変化の1周期が電気角(edeg)での180°となっている。
モータ31のインダクタンス変化を示す図9において、例えば、各相間インダクタンスLun,Lvn,Lwnの平均値は約72μHであり、各相間インダクタンスLun,Lvn,Lwnは、最小値(例えば、58μH)と最大値(例えば、86μH)との間で変動している。
したがって、相間インダクタンス比Lun/Lvnに近似される相間電圧比Vun/Vvnから回転角θmを検知することができる。
In the energization switching by the
The interphase inductances Lun, Lvn, and Lwn are caused by the saliency of the
In FIG. 9 showing the inductance change of the
Therefore, the rotation angle θm can be detected from the interphase voltage ratio Vun / Vvn approximated to the interphase inductance ratio Lun / Lvn.
例えば、モータ31の巻線抵抗Run(例えば、10mΩ)と、角周波数ω(例えば、2π×40×103rad/sec)とに対して、巻線抵抗Run(=10×10−3Ω)<<インピーダンスω・Lun(=18100×10−3Ω)となり、上記数式(2)に示すように、巻線抵抗Runを無視することができる。
また、バッテリ71の電圧に対して、各インピーダンスZun,Zvnが相対的に高いことから、U相およびV相の各ステータ巻線64aに流れる電流の大きさ(例えば、0.1A程度)は相対的に小さくなり、回転角推定時においてモータ31の相端子間に印加される矩形波の通電によりモータ31に不必要なトルクが発生することは防止されている。
For example, with respect to the winding resistance Run (for example, 10 mΩ) of the
Further, since the impedances Zun and Zvn are relatively high with respect to the voltage of the
また、回転角推定器89は、例えばモータ31の回転速度ωmが所定速度以上となる駆動状態では、U相間電圧VunまたはV相間電圧Vvnはモータ31が回転することによる誘起電圧により、所定値より増大するので、この場合にはモータ31が回転していると推定し、ロータ63の磁極位置に応じて変動する誘起電圧に基づいて回転角θmを推定する。詳細の説明は省略する。
Further, the
このとき、回転速度演算部90は、回転角推定器89から出力される回転角θmから回転速度ωm(=dθm/dt)を算出する。
At this time, the rotation
3相−dq変換部91は、各電流センサ76,76により検出された各相電流Iu,Iwの検出信号、つまりU相検出電流Ius,W相検出電流Iwsと、回転角推定器89から出力される回転角θmとにより、モータ31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-
この実施の形態による電動ステアリング装置1は上記構成を備えており、次に、この電動ステアリング装置1の動作、特に、停止状態のモータ31の回転角θmを推定する処理について説明する。
先ず、例えば図10に示すステップS01においては、車両のイグニッションスイッチがオン(IG ON)とされたか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS02に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、処理は進行しない。
The
First, for example, in step S01 shown in FIG. 10, it is determined whether or not the ignition switch of the vehicle is turned on (IG ON).
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step
On the other hand, when the determination result is “NO”, the process does not proceed.
そして、ステップS02においては、モータ31が停止状態であるか否かを判定する。
これは例えば前述の様に、U相間電圧VunまたはV相間電圧Vvnの値が所定値よりも小さい時には、モータ31が回転することによる誘起電圧が発生しておらず、モータ31が停止していると判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、エンドに進み、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S03に進む。
そして、ステップS03においては、モータ31の相端子間(例えば、U相−V相端子間等)に所定矩形波の交流電圧の印加を開始する。
そして、ステップS04においては、各電圧センサ77により検出された各相電圧Vu,Vvおよび中点電圧Vnに基づき算出されるU相間電圧Vun(=Vu−Vn)およびV相間電圧Vvn(=Vv−Vn)を取得する。
In step S02, it is determined whether or not the
For example, as described above, when the value of the U-phase voltage Vun or the V-phase voltage Vvn is smaller than a predetermined value, an induced voltage due to the rotation of the
If this determination is “NO”, the flow proceeds to the end, and the series of processing is ended.
On the other hand, if the determination is “YES”, the flow proceeds to step S03.
In step S03, application of a predetermined rectangular wave AC voltage is started between the phase terminals of the motor 31 (for example, between the U-phase and V-phase terminals).
In step S04, the U-phase voltage Vun (= Vu−Vn) and the V-phase voltage Vvn (= Vv−) calculated based on the phase voltages Vu and Vv and the midpoint voltage Vn detected by the
そして、ステップS05においては、相間電圧比Vun/Vvnを算出する。
そして、ステップS06においては、相間電圧比Vun/Vvnに基づく第1マップに対するマップ検索により、回転角θmの2つの値θ1,θ2を取得する。
そして、ステップS07においては、V相間電圧Vvnに基づく第2マップに対するマップ検索により、回転角θmの2つの値φ1,φ2を取得する。
そして、ステップS08においては、2つの値θ1,θ2のうちから、2つの値φ1,φ2の何れかと同等の値を回転角θmの推定値として設定する。
そして、ステップS09においては、所定矩形波の交流電圧の印加を終了し、一連の処理を終了する。
In step S05, the interphase voltage ratio Vun / Vvn is calculated.
In step S06, two values θ1 and θ2 of the rotation angle θm are acquired by map search for the first map based on the interphase voltage ratio Vun / Vvn.
In step S07, two values φ1 and φ2 of the rotation angle θm are acquired by map search for the second map based on the V-phase voltage Vvn.
In step S08, a value equivalent to one of the two values φ1 and φ2 is set as the estimated value of the rotation angle θm from the two values θ1 and θ2.
In step S09, the application of the predetermined rectangular wave AC voltage is terminated, and the series of processes is terminated.
上述したように、本実施の形態によるブラシレスモータの制御装置70によれば、モータ31の停止状態での回転角推定時において、モータ31の各相間インダクタンスLun,Lvn,Lwnの変化に対応する各相間電圧Vun,Vvnの比の変化に基づいて回転角θmを推定するので、相間電圧または線間電圧より直接推定する場合より、変化を大きく検出することができ、推定精度が向上する。そして、例えばモータ31の各相間インダクタンスLun,Lvn,Lwnの変化に対応する電流変化に応じて回転角θmを推定する場合に比べて、回転角θmの推定精度を向上させることができる。しかも、相間電圧比Vun/Vvnに基づき回転角θmを推定することから、例えばバッテリ71の出力電圧が不安定に変動することに起因して各相間電圧Vun,Vvnの誤差が増大する場合であっても、相間電圧比Vun/Vvnにおいては、各相間電圧Vun,Vvnの誤差を相殺することができ、回転角θmの推定精度を、より一層、向上させることができる。
さらに、本発明は、従来技術のように電流の応答を用いて回転角θmを推定することが無いので、モータ31の相端子間(例えば、U相−V相端子間等)に可聴周波数外の周波数の所定矩形波の電圧を印加しても、上述した図14に示すような分解能の低下がなく、回転角度を精度よく推定することが可能となり、これにより所望の静粛性を確保することができる。
As described above, according to the brushless
Furthermore, since the present invention does not estimate the rotation angle θm using the current response unlike the prior art, it is outside the audible frequency between the phase terminals of the motor 31 (for example, between the U-phase and V-phase terminals). Even when a voltage of a predetermined rectangular wave having a frequency of 1 is applied, there is no reduction in resolution as shown in FIG. 14 described above, and the rotation angle can be accurately estimated, thereby ensuring the desired quietness. Can do.
また、本実施の形態による電動ステアリング装置1によれば、例えばレゾルバ等の回転角センサを備える必要無しに、装置構成の簡略化および装置の小型化を図ることができ、車両搭載性を向上させることができると共に、ステアリングギヤボックスを構成するハウジング6に対するモータ31のオーバーハング(例えば、ピニオン軸11に対する距離)を低減させることができ、モータ31の駆動時に発生する振動によりハウジング6が加振される際のモーメントを低下させることができ、モータ31の駆動に起因して発生する振動を低減させることができる。さらに、モータ31の回転角度の推定時の電磁騒音を低減させつつ、回転角度の推定精度を向上させることができ、運転者が操舵フィーリングに違和感を感じてしまうことを防止することができる。
In addition, according to the
なお、上述した実施の形態では、回転角推定器89は、相間電圧比Vun/Vvnに基づき回転角θmを推定するとしたが、これに限定されず、例えば線間電圧比Vuv/Vwuに基づき回転角θmを推定してもよい。
この変形例に係るブラシレスモータの制御装置70では、例えば図11に示すように、回転角推定器89には、各相電圧Vu,Vv,Vwを検出する電圧センサ77から出力される検出信号が入力されている。
In the above-described embodiment, the
In the brushless
そして、回転角推定器89は、各線間電圧Vuv(=Vu−Vv),Vwu(=Vw−Vu)を算出すると共に、線間電圧比Vuv/Vwuは線間インダクタンス比Luv/Lwuにほぼ等しくなることを利用して、線間電圧比Vuv/Vwuと、回転角θmとの所定の対応関係を示す第3マップに対するマップ検索により回転角θmを取得する。
なお、この第3マップは、例えば線間電圧比Vuv/Vwuと、回転角θmとの所定の対応関係を示すマップであって、電気角(edeg)での0°から180°の範囲内において、線間電圧比Vuv/Vwuの適宜の単一の値に対して、回転角θmの2つの値α1,α2が対応するようになっている。
そして、回転角推定器89は、第3マップにより検索された回転角θmの2つの値α1,α2のうちの何れか一方を選択するために、線間電圧Vuvまたは線間電圧Vwuと、回転角θmとの所定の対応関係を示す第4マップに対するマップ検索により回転角θmを取得する。
この第4マップは、線間電圧Vwuと、回転角θmとの所定の対応関係を示すマップであって、電気角(edeg)での0°から180°の範囲内において、線間電圧Vwuの適宜の単一の値に対して、回転角θmの2つの値β1,β2が対応するようになっている。
そして、第3マップにより検索された回転角θmの2つの値α1,α2のうち、線間電圧Vwuに対応する回転角θmの2つの値β1,β2の何れか一方と同等の値を回転角θmの推定値として選択する。
なお、バッテリ電圧(つまりFETブリッジ72の電源電圧)が変動しても正確な回転角θmを得るために、バッテリ電圧Vbを検出して、この値を用いて検出した線間電圧Vwuを補正し、補正後の線間電圧Vwuを用いて第4マップを検索し、回転角θmの2つの値β1,β2を得ている。このため、回転角推定器89とバッテリ71(+B)との間には、例えば図11に示すように、作動アンプを備えるボルテージフォロア回路71aが設けられ、このボルテージフォロア回路71aの出力が回転角推定器89に入力されている。
The
This third map is a map showing a predetermined correspondence between the line voltage ratio Vuv / Vwu and the rotation angle θm, for example, within a range of 0 ° to 180 ° in electrical angle (edeg). The two values α1 and α2 of the rotation angle θm correspond to an appropriate single value of the line voltage ratio Vuv / Vwu.
Then, the
The fourth map is a map showing a predetermined correspondence between the line voltage Vwu and the rotation angle θm, and the line voltage Vwu is within a range of 0 ° to 180 ° in electrical angle (edeg). Two values β1 and β2 of the rotation angle θm correspond to an appropriate single value.
Of the two values α1 and α2 of the rotation angle θm retrieved by the third map, a value equivalent to one of the two values β1 and β2 of the rotation angle θm corresponding to the line voltage Vwu is set as the rotation angle. Select as the estimated value of θm.
In order to obtain an accurate rotation angle θm even if the battery voltage (that is, the power supply voltage of the FET bridge 72) fluctuates, the battery voltage Vb is detected, and the detected line voltage Vwu is corrected using this value. The fourth map is searched using the corrected line voltage Vwu to obtain two values β1 and β2 of the rotation angle θm. Therefore, a
なお、この変形例に係る各線間電圧Vuv(=Vu−Vv),Vvw(=Vv−Vw),Vwu(=Vw−Vu)は、例えば下記数式(3)に示すように、上述した実施の形態での各相間電圧Vun,Vvn,Vwnに対して、大きさが√3倍されて、位相が(π/6)だけ遅れる。 Note that the line voltages Vuv (= Vu−Vv), Vvw (= Vv−Vw), and Vwu (= Vw−Vu) according to this modification are as described in the following formula (3), for example. The magnitude is multiplied by √3 with respect to each interphase voltage Vun, Vvn, Vwn in the form, and the phase is delayed by (π / 6).
本実施例は、ロータ31に永久磁石63aを有するブラシレスモータに関するものであるが、本発明はロータ31の回転角θmによってインダクタンスが変化する事を用いて、停止時の回転角推定を行うに当たっての課題を解決するものであるので、本発明はブラシレスモータに限らず、同様にロータの回転角θmによってインダクタンスが変化する、シンクロナスリラクタンスモータやSRモータにも適用することが可能である。
The present embodiment relates to a brushless motor having a
10 電動ステアリング装置
31 モータ
40 操舵トルクセンサ(操舵トルク検出手段)
63 ロータ
64 ステータ
64a ステータ巻線
70 ブラシレスモータの制御装置
72 FETブリッジ(通電切換手段)
73 制御部(操舵制御手段)
77 電圧センサ(電圧検出手段)
87 PWM信号生成部(通電切換手段)
88a 第1相間電圧算出部(電圧検出手段)
88b 第2相間電圧算出部(電圧検出手段)
89 回転角推定器(推定手段)
ステップS03 電圧印加手段
ステップS04〜ステップS09 推定手段
DESCRIPTION OF
63
73 Control unit (steering control means)
77 Voltage sensor (voltage detection means)
87 PWM signal generator (energization switching means)
88a First interphase voltage calculation section (voltage detection means)
88b Second interphase voltage calculation section (voltage detection means)
89 Rotation angle estimator (estimator)
Step S03 Voltage applying means Step S04 to Step S09 Estimating means
Claims (5)
前記複数相の相電圧と中点電圧との差である相間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記複数相のうち所定の線間に所定交流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段により前記複数相のうち所定の線間に前記所定交流電圧が印加された状態で、前記電圧検出手段により検出される複数の前記相間電圧のうち前記所定交流電圧が印加された線間に含まれる相の相間電圧の比に基づき、前記ロータの回転角度を推定する推定手段とを備えることを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 A brushless motor control device comprising: a brushless motor including a rotor and a stator having a plurality of phases of stator windings; and energization switching means for switching and controlling energization of the stator windings of each phase,
Voltage detecting means for detecting a phase voltage which is the difference between the phase voltage and the midpoint voltage of said plurality of phases,
Voltage applying means for applying a predetermined AC voltage between predetermined lines of the plurality of phases;
In a state where the predetermined AC voltage between predetermined line among the plurality of phases by the voltage applying means is applied, a line predetermined AC voltage is applied among the plurality of the inter-phase voltage detected by said voltage detecting means A brushless motor control device comprising: an estimation unit configured to estimate a rotation angle of the rotor based on a phase voltage ratio between phases included therebetween.
操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記操舵トルク検出手段により検出される前記操舵トルクと、前記推定手段により推定される前記回転角度とに応じて、前記ブラシレスモータを駆動制御し、前記操舵トルクを補助する補助トルクを前記ブラシレスモータから発生させる操舵制御手段とを備えることを特徴とする電動ステアリング装置。 The brushless motor control device according to any one of claims 1 to 4 ,
Steering torque detection means for detecting steering torque;
The brushless motor is driven and controlled according to the steering torque detected by the steering torque detection means and the rotation angle estimated by the estimation means, and auxiliary torque for assisting the steering torque is supplied from the brushless motor. An electric steering apparatus comprising: a steering control means for generating the electric steering apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007302084A JP4802174B2 (en) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Brushless motor control device and electric steering device |
Applications Claiming Priority (1)
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