JP5412825B2 - Motor control device and electric power steering device - Google Patents

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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.

このような操舵補助用のブラシレスモータは、電子制御ユニット(Electronic Control Unit :以下「ECU」という)に内蔵されたモータ駆動回路によって駆動される。電動パワーステアリング装置では、小型化や高効率化、低コスト化が要請されることから、このECUとブラシレスモータの一体化等につき種々の提案がなされている。   Such a brushless motor for assisting steering is driven by a motor drive circuit built in an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”). Since electric power steering devices are required to be downsized, highly efficient, and low in cost, various proposals have been made regarding the integration of this ECU and a brushless motor.

ところで、ブラシレスモータおよび駆動回路を含むモータ・駆動回路系において抵抗成分につき相間で差があると、モータの出力トルクにおけるリップル(「トルクリップル」と呼ばれる)の発生が問題となる。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。   By the way, if there is a difference between phases in resistance components in a motor / drive circuit system including a brushless motor and a drive circuit, generation of ripples in the output torque of the motor (referred to as “torque ripple”) becomes a problem. 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.

これに対し、電動パワーステアリング装置において、ブラシレスモータおよび駆動回路を含むモータ・駆動回路系における抵抗成分の各相間での差(以下「相間抵抗差」という)が所定値以下になるように、当該モータ・駆動回路系における抵抗成分を調整する抵抗調整手段を備えるという構成が提案されている(例えば特許文献1の段落[0139]〜[0143]、[0157]〜[0161]参照)。
特開2005−319971号公報
On the other hand, in the electric power steering device, the difference between each phase of the resistance component in the motor / drive circuit system including the brushless motor and the drive circuit (hereinafter referred to as “phase resistance difference”) is less than a predetermined value. A configuration has been proposed in which a resistance adjusting means for adjusting a resistance component in a motor / drive circuit system is provided (see, for example, paragraphs [0139] to [0143] and [0157] to [0161] of Patent Document 1).
JP 2005-319971 A

しかし、モータ・駆動回路系における相間抵抗差を解消するために抵抗を付加すると、ブラシレスモータの駆動における効率や応答性の低下を招くことになる。このため、モータの駆動回路を実装する回路基板(以下「モータ駆動回路基板」という)において、モータ・駆動回路系における相間抵抗差が解消されるように配線パターンを形成するのが好ましい。   However, if a resistance is added to eliminate the interphase resistance difference in the motor / drive circuit system, the efficiency and responsiveness in driving the brushless motor will be reduced. For this reason, it is preferable to form a wiring pattern on a circuit board (hereinafter referred to as “motor driving circuit board”) on which a motor driving circuit is mounted so as to eliminate the interphase resistance difference in the motor / driving circuit system.

ところが、トルクリップルが十分に低減されるように配線パターンを形成しようとすると、上記モータ駆動回路基板における回路パターンが複雑化し、回路パターン形成のためのスペースが増大する。すなわち、モータ駆動回路基板において、電源端子から接地端子に到るまでの経路の配線抵抗が相間で揃うように配線パターンを設計することは可能であるが、配線抵抗をモータ駆動に影響しない程度に十分に小さくすることや、モータ駆動回路を構成するスイッチング素子を対称に配置することは困難である。このため、電源端子からモータ駆動回路の出力端までの抵抗成分(以下「上段アーム抵抗」という)と当該出力端から接地端子までの抵抗成分(以下「下段アーム抵抗」という)とが揃うように配線パターンを形成しようとすると、回路パターンが複雑化すると共に回路パターン形成のために大きなスペースが必要となり、基板サイズが増大する。その結果、電動パワーステアリング装置において、ECU内での基板占有面積が大きくなり、小型化等の上記要請に反することになる。   However, if the wiring pattern is formed so that the torque ripple is sufficiently reduced, the circuit pattern on the motor drive circuit board becomes complicated and the space for forming the circuit pattern increases. That is, in the motor drive circuit board, it is possible to design the wiring pattern so that the wiring resistance of the path from the power supply terminal to the ground terminal is uniform between the phases, but the wiring resistance does not affect the motor drive. It is difficult to make it sufficiently small and to arrange the switching elements constituting the motor drive circuit symmetrically. Therefore, the resistance component from the power supply terminal to the output terminal of the motor drive circuit (hereinafter referred to as “upper arm resistance”) and the resistance component from the output terminal to the ground terminal (hereinafter referred to as “lower arm resistance”) are aligned. When trying to form a wiring pattern, the circuit pattern becomes complicated and a large space is required for forming the circuit pattern, which increases the substrate size. As a result, in the electric power steering apparatus, the area occupied by the board in the ECU becomes large, which violates the above-described demand for downsizing and the like.

また、モータ駆動回路基板において上段アーム抵抗と下段アーム抵抗とが揃うように回路パターンが形成されたとしても、これら上段および下段アーム抵抗の抵抗値を十分に小さくできない場合には、モータへの実際の印加電圧と本来印加すべき電圧との間に誤差を生じる。この場合、正確に狙い通りにモータを駆動制御できず、特に、オープンループ制御によりモータを駆動する場合には、目標通りの電流をモータに流せないことになる。   Even if the circuit pattern is formed so that the upper arm resistance and the lower arm resistance are aligned on the motor drive circuit board, if the resistance values of these upper and lower arm resistances cannot be made sufficiently small, the actual resistance to the motor An error occurs between the applied voltage and the voltage to be applied. In this case, the motor cannot be driven and controlled exactly as intended, and in particular, when the motor is driven by open loop control, the target current cannot be supplied to the motor.

それ故に、本発明の目的は、ブラシレスモータの駆動回路を実装する回路基板のサイズの増大を抑制しつつトルクリップルを低減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。本発明の他の目的は、当該回路基板のサイズの増大を抑制しつつ、当該駆動回路に含まれる抵抗成分(各相の上段および下段アーム抵抗)に起因するブラシレスモータへの印加電圧の誤差を抑制できるモータ制御装置を提供することである。本発明の更に他の目的は、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 reducing torque ripple while suppressing an increase in the size of a circuit board on which a drive circuit for a brushless motor is mounted. Another object of the present invention is to reduce an error in voltage applied to the brushless motor due to resistance components (upper and lower arm resistances of each phase) included in the drive circuit while suppressing an increase in the size of the circuit board. It is providing the motor control apparatus which can be suppressed. Still another object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus including such a motor control apparatus.

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印加すべき各相電圧を示す指令値を求め、当該指令値を駆動指令値として出力する制御演算手段と、
前記駆動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駆動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
電流推定手段と、
電流検出手段とを備え、
前記駆動手段は、互いに直列に接続された2個のスイッチング素子からなるスイッチング素子対を前記ブラシレスモータの相数だけ電源端子と接地端子との間に並列に接続して構成され、各相に対応する前記2個のスイッチング素子の接続点が出力端として前記ブラシレスモータに接続されるインバータを含み、
前記補正手段は、前記電源端子から前記インバータの出力端までの経路の各相の抵抗成分である上段アーム抵抗と当該出力端から前記接地端子までの経路の各相の抵抗成分である下段アーム抵抗とに基づき、前記駆動指令値を相毎に補正し、
前記電流推定手段は、前記インバータから前記ブラシレスモータに供給されるべき電流を推定し、
前記電流検出手段は、前記インバータから前記ブラシレスモータに供給される電流を検出し、
前記補正手段は、
前記電流推定手段により得られる電流推定値と前記電流検出手段により得られる電流検出値との比に基づき、前記上段および下段アーム抵抗の少なくとも一方の抵抗値を補正する抵抗値補正手段と、
前記抵抗値補正手段による補正後の抵抗値に基づき、前記駆動指令値が示す電圧に対する前記出力端における電圧のずれが補償されるように前記駆動指令値を相毎に補正する指令値補正手段とを含むことを特徴とする。
第2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印加すべき各相電圧を示す指令値を求め、当該指令値を駆動指令値として出力する制御演算手段と、
前記駆動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駆動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、
電圧検出手段とを備え、
前記駆動手段は、互いに直列に接続された2個のスイッチング素子からなるスイッチング素子対を前記ブラシレスモータの相数だけ電源端子と接地端子との間に並列に接続して構成され、各相に対応する前記2個のスイッチング素子の接続点が出力端として前記ブラシレスモータに接続されるインバータを含み、
前記補正手段は、前記電源端子から前記インバータの出力端までの経路の各相の抵抗成分である上段アーム抵抗と当該出力端から前記接地端子までの経路の各相の抵抗成分である下段アーム抵抗とに基づき、前記駆動指令値を相毎に補正し、
前記電圧検出手段は、前記インバータの前記出力端における少なくとも1相の電圧を検出し、
前記補正手段は、
前記電圧検出手段により得られる前記電圧を検出した相の電圧検出値と前記インバータから前記ブラシレスモータに供給される前記電圧を検出した相の電流を示す電流値とに基づき、前記上段および下段アーム抵抗の抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、
前記抵抗値算出手段により算出される抵抗値に基づき、前記駆動指令値が示す電圧に対する前記出力端における電圧のずれが補償されるように前記駆動指令値を相毎に補正する指令値補正手段とを含むことを特徴とする。
第3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印加すべき各相電圧を示す指令値を求め、当該指令値を駆動指令値として出力する制御演算手段と、
前記駆動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駆動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、
前記駆動手段は、互いに直列に接続された2個のスイッチング素子からなるスイッチング素子対を前記ブラシレスモータの相数だけ電源端子と接地端子との間に並列に接続して構成され、各相に対応する前記2個のスイッチング素子の接続点が出力端として前記ブラシレスモータに接続されるインバータを含み、
前記補正手段は、前記電源端子から前記インバータの出力端までの経路の各相の抵抗成分である上段アーム抵抗と当該出力端から前記接地端子までの経路の各相の抵抗成分である下段アーム抵抗とに基づき、前記上段アーム抵抗と前記下段アーム抵抗との差により生じる前記出力端における電圧のずれが補償されるように、前記駆動指令値に応じて前記駆動指令値を相毎に補正し、
前記補正手段は、
前記ブラシレスモータに印加すべき相電圧の指令値と補正量との対応関係を示す補正マップを記憶している記憶手段と、
前記制御演算手段から出力される駆動指令値に前記補正マップによって対応付けられる補正量に応じて当該駆動指令値を相毎に補正することにより前記補正後の駆動指令値を算出する補正演算手段とを含むことを特徴とする。
A first invention is a motor control device for driving a 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 drive command value;
Correction means for correcting the drive command value;
Drive means for driving the brushless motor based on the drive command value corrected by the correction means ;
Current estimation means;
Current detection means ,
The driving means is configured by connecting a pair of switching elements composed of two switching elements connected in series to each other in parallel between the power supply terminal and the ground terminal by the number of phases of the brushless motor, and corresponding to each phase. A connection point between the two switching elements includes an inverter connected to the brushless motor as an output end;
The correction means includes an upper arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the power supply terminal to the output terminal of the inverter, and a lower arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the output terminal to the ground terminal. Based on the above, the drive command value is corrected for each phase ,
The current estimation means estimates a current to be supplied from the inverter to the brushless motor,
The current detection means detects a current supplied from the inverter to the brushless motor,
The correction means includes
Resistance value correcting means for correcting at least one resistance value of the upper and lower arm resistances based on a ratio between an estimated current value obtained by the current estimating means and a detected current value obtained by the current detecting means;
Command value correcting means for correcting the drive command value for each phase so as to compensate for a voltage shift at the output terminal with respect to the voltage indicated by the drive command value based on the resistance value corrected by the resistance value correcting means; It is characterized by including .
A second invention is a motor control device for driving a 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 drive command value;
Correction means for correcting the drive command value;
Drive means for driving the brushless motor based on the drive command value corrected by the correction means;
Voltage detection means,
The driving means is configured by connecting a pair of switching elements composed of two switching elements connected in series to each other in parallel between the power supply terminal and the ground terminal by the number of phases of the brushless motor, and corresponding to each phase. A connection point between the two switching elements includes an inverter connected to the brushless motor as an output end;
The correction means includes an upper arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the power supply terminal to the output terminal of the inverter, and a lower arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the output terminal to the ground terminal. Based on the above, the drive command value is corrected for each phase,
The voltage detection means detects a voltage of at least one phase at the output terminal of the inverter;
The correction means includes
The upper and lower arm resistances based on the voltage detection value of the phase detecting the voltage obtained by the voltage detection means and the current value indicating the current of the phase detecting the voltage supplied from the inverter to the brushless motor. Resistance value calculating means for calculating the resistance value of
Command value correction means for correcting the drive command value for each phase so as to compensate for a deviation in voltage at the output terminal with respect to the voltage indicated by the drive command value based on the resistance value calculated by the resistance value calculation means; It is characterized by including.
A third invention is a motor control device for driving a 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 drive command value;
Correction means for correcting the drive command value;
Drive means for driving the brushless motor based on the drive command value corrected by the correction means,
The driving means is configured by connecting a pair of switching elements composed of two switching elements connected in series to each other in parallel between the power supply terminal and the ground terminal by the number of phases of the brushless motor, and corresponding to each phase. A connection point between the two switching elements includes an inverter connected to the brushless motor as an output end;
The correction means includes an upper arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the power supply terminal to the output terminal of the inverter, and a lower arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the output terminal to the ground terminal. Based on the above, the drive command value is corrected for each phase according to the drive command value so that the voltage deviation at the output terminal caused by the difference between the upper arm resistance and the lower arm resistance is compensated,
The correction means includes
Storage means for storing a correction map indicating a correspondence relationship between a command value of a phase voltage to be applied to the brushless motor and a correction amount;
Correction calculation means for calculating the corrected drive command value by correcting the drive command value for each phase according to a correction amount associated with the drive command value output from the control calculation means by the correction map; It is characterized by including.

第4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〜第3の発明のいずれか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 fourth 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 third inventions;
The motor control device drives a brushless motor that applies a steering assist force to the steering mechanism.

上記第1、第2、または第3の発明のいずれの発明によっても、ブラシレスモータに印加すべき電圧を示す駆動指令値が、インバータにおける上段アーム抵抗および下段アーム抵抗に基づき相毎に補正され、これにより、当該上段および下段アーム抵抗による電圧降下によって生じる当該出力端における電圧のずれが補償される。このため、インバータの回路基板サイズの増大を抑制しつつ、補正前の駆動指令値が示す本来の電圧を精度よくブラシレスモータに印加することができる。また、これにより、インバータにおいて上段アーム抵抗と下段アーム抵抗との差に起因するトルクリップルの発生を抑制することができる。
また、上記第1の発明によれば、電流推定値と電流検出値との比に基づき上段および下段アーム抵抗の少なくとも一方の抵抗値が補正され、当該補正後の抵抗値に基づき、インバータの出力端における電圧のずれが補償されるように駆動指令値が相毎に補正される。これにより、電子部品等の特性バラツキや温度変化によって上段アーム抵抗や下段アーム抵抗の抵抗値がばらついたり変動したりしても、本来印加すべき電圧を精度よくブラシレスモータに印加し、トルクリップルを抑制することができる。
また、上記第2の発明によれば、インバータの出力端における少なくとも1相の電圧が検出され、当該出力端における電圧が検出された相の電圧検出値とインバータからブラシレスモータに供給される電圧が検出された相の電流を示す電流値とに基づき、上段および下段アーム抵抗の抵抗値が算出され、当該算出された抵抗値に基づき、インバータの出力端における電圧のずれが補償されるように駆動指令値が相毎に補正される。これにより、電子部品等の特性のバラツキや温度変化によって上段アーム抵抗や下段アーム抵抗の抵抗値がばらついたり変動したりしても、本来印加すべき電圧を精度よくブラシレスモータに印加し、トルクリップルを抑制することができる。
また、上記第3の発明によれば、ブラシレスモータに印加すべき電圧を示す駆動指令値に応じて相毎に当該駆動指令値が補正されることにより、インバータにおける上段アーム抵抗と下段アーム抵抗とに差がある場合であっても、当該駆動指令値に応じた相電圧が精度よくブラシレスモータに印加される。これにより、インバータにおいて上段アーム抵抗と下段アーム抵抗との差に起因するトルクリップルの発生が抑制される。また、ブラシレスモータに印加すべき電圧を示す駆動指令値は、インバータの出力端における電圧ずれが補償されるように相毎に補正されるので、相間抵抗差が存在する場合であっても、ブラシレスモータに印加される相電圧の相間での不均衡化が抑制される。これにより、相間抵抗差に起因するトルクリップルの発生も低減できる。したがって、トルクリップルを低減すべくインバータの上段アームと下段アームの間または相間で抵抗成分が揃うように配線パターンを形成しようとするとインバータの回路基板サイズの増大を招くが、上記第5の発明によれば、駆動指令値を上述のように補正することで、回路基板サイズの増大を抑えつつトルクリップルを低減することができる。より具体的には、上記第3の発明によれば、ブラシレスモータに印加すべき相電圧の指令値と補正量との対応関係を示す補正マップが用意されており、それらの補正マップに基づき駆動指令値が相毎に補正されることにより、上記の効果が得られる。なお、このような補正マップは、ブラシレスモータとモータ制御装置からなるシステムについての計算機シミュレーションにより、または、モータ・駆動回路系についての1相分の等価回路に基づく簡易計算により、作成することができる。すなわち、インバータの上段アーム抵抗および下段アーム抵抗やブラシレスモータの相抵抗の設計値または実測値を用いて、当該計算機シミュレーションまたは当該等価回路に基づく簡易計算により当該インバータの各相の出力端における電圧ずれ(または当該インバータのデューティ比と電圧ずれとの関係)を求め、その電圧ずれ等に基づき補正マップを作成することができる。
According to any of the first , second, and third inventions , the drive command value indicating the voltage to be applied to the brushless motor is corrected for each phase based on the upper arm resistance and the lower arm resistance in the inverter, This compensates for a voltage shift at the output end caused by a voltage drop due to the upper and lower arm resistances. For this reason, it is possible to accurately apply the original voltage indicated by the drive command value before correction to the brushless motor while suppressing an increase in the circuit board size of the inverter. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of torque ripple due to the difference between the upper arm resistance and the lower arm resistance in the inverter.
According to the first aspect of the invention, at least one of the upper and lower arm resistances is corrected based on the ratio between the estimated current value and the detected current value, and the output of the inverter is determined based on the corrected resistance value. The drive command value is corrected for each phase so that the voltage shift at the end is compensated. As a result, even if the resistance values of the upper arm resistance and the lower arm resistance vary or fluctuate due to characteristic variations of electronic components, etc., or temperature changes, the voltage that should be applied should be applied to the brushless motor with high accuracy and torque ripple can be reduced. Can be suppressed.
According to the second aspect of the invention, at least one phase voltage at the output terminal of the inverter is detected, and the voltage detection value of the phase where the voltage at the output terminal is detected and the voltage supplied from the inverter to the brushless motor are Based on the detected current value indicating the phase current, the resistance values of the upper and lower arm resistances are calculated, and based on the calculated resistance values, the voltage deviation at the output terminal of the inverter is compensated. The command value is corrected for each phase. As a result, even if the resistance values of the upper arm resistance and lower arm resistance vary or fluctuate due to variations in characteristics of electronic components, etc., and temperature changes, the voltage to be applied should be applied to the brushless motor with high accuracy and torque ripple. Can be suppressed.
According to the third aspect of the invention, the drive command value is corrected for each phase according to the drive command value indicating the voltage to be applied to the brushless motor, whereby the upper arm resistance and the lower arm resistance in the inverter are Even if there is a difference in the phase voltage, the phase voltage corresponding to the drive command value is applied to the brushless motor with high accuracy. Thereby, in the inverter, generation of torque ripple due to the difference between the upper arm resistance and the lower arm resistance is suppressed. In addition, since the drive command value indicating the voltage to be applied to the brushless motor is corrected for each phase so that the voltage deviation at the output terminal of the inverter is compensated, even if there is a resistance difference between the phases, The imbalance between the phases of the phase voltage applied to the motor is suppressed. Thereby, generation | occurrence | production of the torque ripple resulting from an interphase resistance difference can also be reduced. Therefore, an attempt to form a wiring pattern so that resistance components are aligned between the upper and lower arms of the inverter or between the phases in order to reduce torque ripple causes an increase in the size of the circuit board of the inverter. Therefore, by correcting the drive command value as described above, it is possible to reduce torque ripple while suppressing an increase in circuit board size. More specifically, according to the third aspect of the present invention, a correction map indicating the correspondence between the command value of the phase voltage to be applied to the brushless motor and the correction amount is prepared, and driving based on the correction map is performed. The above effect is obtained by correcting the command value for each phase. Such a correction map can be created by computer simulation for a system including a brushless motor and a motor control device, or by simple calculation based on an equivalent circuit for one phase for a motor / drive circuit system. . In other words, using the designed or measured values of the upper and lower arm resistances of the inverter and the phase resistance of the brushless motor, the voltage shift at the output terminal of each phase of the inverter is calculated by the computer simulation or the simple calculation based on the equivalent circuit. (Or, the relationship between the duty ratio of the inverter and the voltage deviation) is obtained, and a correction map can be created based on the voltage deviation or the like.

上記第4の発明によれば、ブラシレスモータ駆動用のインバータの回路基板サイズの増大を抑えつつトルクリップルを低減できるので、電動パワーステアリング装置における小型化や高効率化等の要請に応えつつ操舵フィーリングを向上させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, torque ripple can be reduced while suppressing an increase in the circuit board size of the inverter for driving the brushless motor. Therefore, the steering fee can be reduced while responding to requests for downsizing and high efficiency in the electric power steering device. The ring can be improved.

<1.電動パワーステアリング装置>
図1は、本発明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、モータ制御装置としての電子制御ユニット(ECU)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 device using a motor control device according to the present invention, together with the configuration of a vehicle related thereto. The electric power steering apparatus shown in FIG. 1 is a column assist provided with 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 (ECU) 10 as a motor control apparatus. This is an electric power steering device of the type.

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Ts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 Ts 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Ts、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 Ts, 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.

<2.第1の実施形態>
<2.1 モータ制御装置の構成>
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、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41、モータ駆動回路43、および、電流センサ45を備えている。
<2. First Embodiment>
<2.1 Motor controller configuration>
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 microcomputer (hereinafter abbreviated as “microcomputer”) 20, a three-phase / PWM (Pulse Width Modulation) modulator 41, a motor drive circuit 43, and a current sensor 45.

ECU10には、トルクセンサ3から出力された操舵トルクTs、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。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 Ts 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 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41とモータ駆動回路43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41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43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。すなわち、モータ駆動回路43において各相に対し2個ずつMOS−FETが割り当てられており、当該2個のMOS−FETは互いに直列に接続されてスイッチング素子対をなし、このようなスイッチング素子対が電源端子と接地端子との間に相数だけ並列に接続されることによりインバータが構成される。そして、各相に対応する2個のMOS−FET(スイッチング素子対)の接続点は、インバータにおける当該相の出力端としてブラシレスモータ1に接続される。各相に2個ずつ対応するMOS−FETの導通状態が当該相に対応する2つのPWM信号(互いに反転関係にある2つのPWM信号)によって制御され、これによりu相、v相、w相の出力端Nu,Nv,Nwに得られる電圧が、それぞれu相電圧、v相電圧およびw相電圧としてブラシレスモータ1に印加される。このようにしてブラシレスモータ1に電圧が印加されることにより、モータ駆動回路43からu相電流、v相電流およびw相電流がブラシレスモータ1に供給される。   The three-phase / PWM modulator 41 and the motor drive circuit 43 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 41 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 43 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. That is, two MOS-FETs are assigned to each phase in the motor drive circuit 43, and the two MOS-FETs are connected in series to form a switching element pair. An inverter is configured by connecting in parallel the number of phases between the power supply terminal and the ground terminal. And the connection point of two MOS-FETs (switching element pair) corresponding to each phase is connected to the brushless motor 1 as an output terminal of the phase in the inverter. The conduction state of two MOS-FETs corresponding to each phase is controlled by two PWM signals corresponding to the phase (two PWM signals having an inversion relationship with each other), whereby the u-phase, v-phase, and w-phase are controlled. The voltages obtained at the output terminals Nu, Nv, and Nw are applied to the brushless motor 1 as u-phase voltage, v-phase voltage, and w-phase voltage, respectively. By thus applying a voltage to the brushless motor 1, the u-phase current, the v-phase current, and the w-phase current are supplied from the motor drive circuit 43 to the brushless motor 1.

電流センサ45は、ブラシレスモータ1に供給されるu相電流およびv相電流を示す検出信号を出力し、これらの検出信号はマイコン20に入力される。   The current sensor 45 outputs detection signals indicating the u-phase current and the v-phase current supplied to the brushless motor 1, and these detection signals are 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、q軸電流指令値決定部21、d軸電流指令値決定部22、減算器23,24、q軸電流PI制御部31、d軸電流PI制御部32、第1座標変換部33、第2座標変換部34、補正演算部36、補正記憶部37、電流検出部14、および角度算出部15として機能する。なお、q軸電流指令値決定部21とd軸電流指令値決定部22と減算器23,24とq軸電流PI制御部31とd軸電流PI制御部32と第1および第2座標変換部33,34と電流検出部14と角度算出部15は、ブラシレスモータ1に印加すべき相電圧を示す相電圧指令値Vu,Vv,Vwを駆動指令値として求める制御演算手段を構成する。また、補正演算部36は、ブラシレスモータ1のu,v,w相にそれぞれ対応した3個の加算器36u,36v,36wからなり、補正記憶部37は、u相,v相およびw相補正マップ37u,37v,37wを格納している。そして、このような補正演算部36と補正記憶部37は、上記の相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正する補正手段を構成する。   The microcomputer 20 executes a program stored in a memory (not shown) built in the ECU 10, whereby a q-axis current command value determination unit 21, a d-axis current command value determination unit 22, subtractors 23 and 24, q-axis current PI control unit 31, d-axis current PI control unit 32, first coordinate conversion unit 33, second coordinate conversion unit 34, correction calculation unit 36, correction storage unit 37, current detection unit 14, and angle calculation unit 15 Function as. The q-axis current command value determination unit 21, the d-axis current command value determination unit 22, the subtractors 23 and 24, the q-axis current PI control unit 31, the d-axis current PI control unit 32, and the first and second coordinate conversion units. 33, 34, the current detection unit 14, and the angle calculation unit 15 constitute control calculation means for obtaining phase voltage command values Vu, Vv, Vw indicating the phase voltage to be applied to the brushless motor 1 as drive command values. The correction calculation unit 36 includes three adders 36u, 36v, and 36w corresponding to the u, v, and w phases of the brushless motor 1, and the correction storage unit 37 includes u phase, v phase, and w phase corrections. Maps 37u, 37v, and 37w are stored. The correction calculation unit 36 and the correction storage unit 37 constitute a correction unit that corrects the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw.

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のロータの回転角(電気角)とに基づき、モータ駆動回路43に与えるべき電圧を示す相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcを求める。なお以下におて、便宜上、u相,v相およびw相のうち任意の1つの相に着目して説明する場合には、その着目した相を「x相」として言及するものとする(他の実施形態においても同様)。   The microcomputer 20 indicates the voltage to be applied to the motor drive circuit 43 based on the current command value indicating the current to be supplied to the brushless motor 1 and the rotation angle (electrical angle) of the rotor of the brushless motor 1 as shown below. The phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc are obtained. In the following description, for the sake of convenience, when an explanation is given focusing on any one of the u phase, the v phase, and the w phase, the focused phase is referred to as an “x phase” (others). The same applies to the above embodiment).

q軸電流指令値決定部21は、トルクセンサ3によって検出された操舵トルクTsと車速センサ4によって検出された車速Sとに基づき、ブラシレスモータ1に供給すべき電流のq軸成分を示すq軸電流指令値iq *を決定する。このq軸電流指令値i* qは、ブラシレスモータ1が発生すべきトルクに対応する電流値であり、減算器23に入力される。一方、d軸電流指令値決定部22は、ブラシレスモータ1に供給すべき電流のd軸成分を示すd軸電流指令値id *を決定する。ブラシレスモータ1に流れる電流のd軸成分は、トルクに関与しないので、典型的にはid *=0である。このd軸電流指令値id *は減算器24に入力される。 The q-axis current command value determining unit 21 is a q-axis indicating a q-axis component of the current to be supplied to the brushless motor 1 based on the steering torque Ts detected by the torque sensor 3 and the vehicle speed S detected by the vehicle speed sensor 4. The current command value i q * is determined. The q-axis current command value i * q is a current value corresponding to the torque to be generated by the brushless motor 1 and is input to the subtracter 23. On the other hand, the d-axis current command value determining unit 22 determines a d-axis current command value i d * indicating the d-axis component of the current to be supplied to the brushless motor 1. Since the d-axis component of the current flowing through the brushless motor 1 is not related to torque, typically i d * = 0. The d-axis current command value i d * is input to the subtractor 24.

電流検出部14は、電流センサ45からの検出信号に基づき、モータ駆動回路43からブラシレスモータ1に供給される電流のうちu相電流およびv相電流の検出値をそれぞれu相電流検出値Iuおよびv相電流検出値Ivとして出力する。これらのu相およびv相電流検出値Iu,Ivは、第1座標変換部33に与えられる。また、角度算出部15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のロータの回転位置を示す電気角θを求める。この電気角θは、第1および第2座標変換部33,34に与えられる。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軸のなす角が電気角θとなる。   Based on the detection signal from the current sensor 45, the current detection unit 14 converts the detected values of the u-phase current and the v-phase current out of the current supplied from the motor drive circuit 43 to the brushless motor 1 to the u-phase current detected value Iu It is output as the v-phase current detection value Iv. These u-phase and v-phase current detection values Iu and Iv are given to the first coordinate conversion unit 33. Further, the angle calculation unit 15 obtains an electrical angle θ indicating the rotational position of the rotor of the brushless motor 1 based on the rotational position P detected by the position detection sensor 5. This electrical angle θ is given to the first and second coordinate conversion units 33 and 34. 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 electrical angle θ.

第1座標変換部33は、電気角θを用い次式(1)および(2)に従って、上記のu相およびv相電流検出値Iu,Ivをdq座標上の値であるq軸およびd軸電流検出値iq,idに変換する。
d=√2×{Iv×sinθ−Iu×sin(θ−2π/3)} …(1)
q=√2×{Iv×cosθ−Iu×cos(θ−2π/3)} …(2)
このようにして得られたq軸およびd軸電流検出値iq,idは減算器23,24にそれぞれ入力される。
The first coordinate conversion unit 33 uses the electrical angle θ to change the u-phase and v-phase current detection values Iu and Iv to the q-axis and d-axis, which are values on the dq coordinate, according to the following expressions (1) and (2). The current detection values i q and i d are converted.
i d = √2 × {Iv × sin θ−Iu × sin (θ−2π / 3)} (1)
i q = √2 × {Iv × cos θ−Iu × cos (θ−2π / 3)} (2)
The q-axis and d-axis current detection values i q and i d thus obtained are input to the subtracters 23 and 24, respectively.

減算器23は、q軸電流指令値i* qとq軸電流検出値iqとの偏差であるq軸電流偏差(i* q−iq)を算出し、q軸電流PI制御部31は、このq軸電流偏差(i* q−iq)に対する比例積分制御演算によってq軸電圧指令値vqを求める。減算器24は、d軸電流指令値i* dとd軸電流検出値idとの偏差であるd軸電流偏差(i* d−id)を算出し、d軸電流PI制御部32は、このd軸電流偏差(i* d−id)に対する比例積分制御演算によってd軸電圧指令値vdを求める。このようにして求められたq軸およびd軸電圧指令値vq,vdは、第2座標変換部34に入力される。 The subtractor 23 calculates a q-axis current deviation (i * q− i q ) that is a deviation between the q-axis current command value i * q and the q-axis current detection value i q, and the q-axis current PI control unit 31 Then, the q-axis voltage command value v q is obtained by the proportional-integral control calculation for the q-axis current deviation (i * q− i q ). Subtractor 24 calculates a d-axis current deviation (i * d -i d) is a deviation between the d-axis current command value i * d and d-axis current detection value i d, d-axis current PI control unit 32 obtains a d-axis voltage command value v d by the proportional integral control operations on the d-axis current deviation (i * d -i d). The q-axis and d-axis voltage command values v q and v d thus obtained are input to the second coordinate conversion unit 34.

第2座標変換部34は、電気角θを用い次式(3)〜(5)に従って、上記のq軸およびd軸電圧指令値vq,vdを3相交流座標上の値である相電圧指令値Vu,Vv,Vwに変換する(以下では、これらの相電圧指令値Vu,Vv,Vwを、それぞれ「u相電圧指令値Vu」、「v相電圧指令値Vv」、「w相電圧指令値Vw」ともいう)。
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)
これらの相電圧指令値Vu,Vv,Vwは、補正演算部36の加算器36u,36v,36wにそれぞれ与えられると共に、補正記憶部37に格納されたu相、v相およびw相補正マップ37u,37v,37wにそれぞれ与えられる。
The second coordinate conversion unit 34 uses the electrical angle θ to change the q-axis and d-axis voltage command values v q and v d to a phase on the three-phase AC coordinate according to the following equations (3) to (5). Are converted into voltage command values Vu, Vv, and Vw (hereinafter, these phase voltage command values Vu, Vv, and Vw are converted into “u-phase voltage command value Vu”, “v-phase voltage command value Vv”, and “w-phase”, respectively. Also referred to as “voltage command value Vw”).
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)
These phase voltage command values Vu, Vv, and Vw are respectively supplied to adders 36u, 36v, and 36w of the correction calculation unit 36, and u-phase, v-phase, and w-phase correction maps 37u stored in the correction storage unit 37. , 37v, 37w, respectively.

x相補正マップ37x(x=u,v,w)は、x相の電圧指令値と当該電圧指令値に必要な補正量とを対応づけるためのマップである。x相補正マップ37xによりx相電圧指令値Vxに対応する補正量が得られ、これらの補正量は補正演算部36におけるx相に対応する加算器36xにそれぞれ与えられる(x=u,v,w)。   The x-phase correction map 37x (x = u, v, w) is a map for associating the x-phase voltage command value with the correction amount necessary for the voltage command value. Correction amounts corresponding to the x-phase voltage command value Vx are obtained from the x-phase correction map 37x, and these correction amounts are respectively given to the adders 36x corresponding to the x-phase in the correction calculation unit 36 (x = u, v, w).

補正演算部36において、x相に対応する加算器36xは、x相補正マップ37xにより得られる補正量をx相電圧指令値Vxに加算することにより当該x相電圧指令値Vxを補正する(x=u,v,w)。このようにして得られた補正後のu相、v相およびw相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcは3相/PWM変調器41に与えられる。   In the correction calculation unit 36, the adder 36x corresponding to the x phase corrects the x phase voltage command value Vx by adding the correction amount obtained from the x phase correction map 37x to the x phase voltage command value Vx (x = U, v, w). The corrected u-phase, v-phase and w-phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc obtained in this way are applied to the three-phase / PWM modulator 41.

既述のように3相/PWM変調器41は、これらの補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに応じたデューティ比を有する3種類のPWM信号U,V,Wとその否定信号を生成する。モータ駆動回路43は、これら3種類のPWM信号とその否定信号によって制御されることにより、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。これによりブラシレスモータ1が回転し、トルクを発生する。   As described above, the three-phase / PWM modulator 41 outputs three types of PWM signals U, V, and W having a duty ratio corresponding to these corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, and Vwc and their negative signals. Generate. The motor drive circuit 43 is controlled by these three types of PWM signals and their negative signals, so that three-phase drive currents (u-phase current, v-phase current and w-phase current) are supplied to the brushless motor 1. The As a result, the brushless motor 1 rotates and generates torque.

なお、モータ駆動回路43からブラシレスモータ1への電流経路のうちu相およびv相の電流経路には電流センサ45が挿入されており、この電流センサ45は、既述のように、ブラシレスモータ1に供給されるu相およびv相電流を示す検出信号を出力する。また、ブラシレスモータ1のロータの回転位置Pは、既述のように、位置検出センサ5によって検出される。u相およびv相電流を示す検出信号および回転位置Pを示す検出信号は、マイコン20に入力され、上記のようにブラシレスモータ1の駆動制御に使用される。   Of the current paths from the motor drive circuit 43 to the brushless motor 1, current sensors 45 are inserted in the u-phase and v-phase current paths, and the current sensor 45 is connected to the brushless motor 1 as described above. Detection signals indicating the u-phase and v-phase currents supplied to. Further, the rotational position P of the rotor of the brushless motor 1 is detected by the position detection sensor 5 as described above. A detection signal indicating the u-phase and v-phase currents and a detection signal indicating the rotational position P are input to the microcomputer 20 and used for driving control of the brushless motor 1 as described above.

<2.2 相電圧指令値の補正について>
ブラシレスモータ1の出力トルクに含まれるリップル(トルクリップル)を抑制すべく、モータ・駆動回路系において相間抵抗差が生じないようにモータ駆動回路基板(モータ駆動回路43が実装される回路基板)の回路パターンを形成するのが好ましい。しかし、電源端子から接地端子に到るまでの経路の抵抗成分に相間で差が生じないように配線パターンを形成しても、各相につき、電源端子からモータ駆動回路43の出力端までの経路の抵抗成分(以下「上段アーム抵抗」という)と当該出力端から接地端子までの経路の抵抗成分(以下「下段アーム抵抗」という)との間に差がある場合には、トルクリップルが発生する。これに対し、モータ・駆動回路系において相間抵抗差が生じないようにするだけでなく、各相につき上段アーム抵抗と下段アーム抵抗とが等しくなるように配線パターンを形成しようとすると、モータ駆動回路基板における回路パターンが複雑化し、回路パターン形成のためのスペースが増大する。
<2.2 Correction of phase voltage command value>
In order to suppress the ripple (torque ripple) included in the output torque of the brushless motor 1, the motor drive circuit board (circuit board on which the motor drive circuit 43 is mounted) of the motor / drive circuit system does not cause a difference in resistance between phases. A circuit pattern is preferably formed. However, even if the wiring pattern is formed so that there is no difference between the resistance components of the path from the power supply terminal to the ground terminal, the path from the power supply terminal to the output terminal of the motor drive circuit 43 for each phase. If there is a difference between the resistance component (hereinafter referred to as “upper arm resistance”) and the resistance component of the path from the output terminal to the ground terminal (hereinafter referred to as “lower arm resistance”), torque ripple occurs. . On the other hand, not only does the resistance difference between phases not occur in the motor / drive circuit system, but if the wiring pattern is formed so that the upper arm resistance and the lower arm resistance are equal for each phase, the motor drive circuit A circuit pattern on the substrate becomes complicated, and a space for forming the circuit pattern increases.

そこで本実施形態では、モータ駆動回路基板の面積の増大を抑えるべく、各相につき上段アーム抵抗と下段アーム抵抗との間に生じる差(以下、「上下段抵抗差」という)を許容している。そして、トルクリップルの発生を抑制すべく上下段抵抗差が相毎に補償されるように、上記補正演算部36および補正記憶部37からなる補正手段によって相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正される。以下、この補正手段による補正の詳細について説明する。   Therefore, in this embodiment, in order to suppress an increase in the area of the motor drive circuit board, a difference generated between the upper arm resistance and the lower arm resistance (hereinafter, referred to as “upper and lower resistance difference”) is allowed for each phase. . The phase voltage command values Vu, Vv, and Vw are corrected by the correction means including the correction calculation unit 36 and the correction storage unit 37 so that the upper and lower resistance differences are compensated for each phase so as to suppress the occurrence of torque ripple. Is done. Hereinafter, the details of the correction by the correcting means will be described.

本実施形態では、上下段抵抗差を補償するために補正演算部36において相電圧指令値Vu,Vv,Vwに加算すべき補正量は、相毎に用意された補正マップを参照して求められる。すなわち、u相、v相およびw相電圧指令値Vu,Vv,Vwに加算される補正量は、u相、v相およびw相補正マップ37,37v,37wによって当該u相、v相およびw相電圧指令値Vu,Vv,Vwにそれぞれ対応付けられた補正量である。このようなu相、v相およびw相補正マップ37u,37v,37wは、相電圧指令値と補正量との具体的な対応の仕方が異なるように設定することが可能であるが、いずれの補正マップもその作成方法や利用方法は同様である。そこで以下では、u相、v相およびw相をx相で代表させて説明する。   In the present embodiment, the correction amount to be added to the phase voltage command values Vu, Vv, Vw in the correction calculation unit 36 to compensate for the upper / lower resistance difference is obtained with reference to a correction map prepared for each phase. . That is, the correction amount added to the u-phase, v-phase, and w-phase voltage command values Vu, Vv, Vw is determined by the u-phase, v-phase, and w-phase correction maps 37, 37v, 37w. The correction amounts are respectively associated with the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw. Such u-phase, v-phase, and w-phase correction maps 37u, 37v, and 37w can be set so that the specific correspondence between the phase voltage command value and the correction amount is different. The correction map is created and used in the same way. Therefore, in the following description, the u phase, the v phase, and the w phase are represented by the x phase.

図4は、本実施形態におけるx相補正マップ37xの作成を説明するための回路図であり、モータ駆動回路43およびブラシレスモータ1からなるモータ・駆動回路系の回路構成を示している。電源端子Npwからx相の出力端Nxまでの抵抗成分すなわちx相の上段アーム抵抗は、その上段アームにおけるスイッチング素子(FET)のオン抵抗と配線抵抗からなり、x相の出力端Nxから接地端子Ngdまでの抵抗成分すなわちx相の下段アーム抵抗は、その下段アームにおけるスイッチング素子(FET)のオン抵抗と配線抵抗からなる。なお、図4では示されていないが、ブラシレスモータ1が回転している場合には、ブラシレスモータ1の各相には逆起電力が発生する。以下、この図4を参照して、x相補正マップの作成について説明する(x=u,v,w)。   FIG. 4 is a circuit diagram for explaining the creation of the x-phase correction map 37 x in the present embodiment, and shows the circuit configuration of the motor / drive circuit system including the motor drive circuit 43 and the brushless motor 1. The resistance component from the power supply terminal Npw to the x-phase output terminal Nx, that is, the upper arm resistance of the x-phase is composed of the ON resistance of the switching element (FET) and the wiring resistance in the upper arm, and the x-phase output terminal Nx to the ground terminal The resistance component up to Ngd, that is, the lower arm resistance of the x phase consists of the ON resistance and the wiring resistance of the switching element (FET) in the lower arm. Although not shown in FIG. 4, when the brushless motor 1 is rotating, a counter electromotive force is generated in each phase of the brushless motor 1. Hereinafter, the creation of the x-phase correction map will be described with reference to FIG. 4 (x = u, v, w).

モータ駆動回路43が実装される回路基板(モータ駆動回路基板)において、電源端子Npwから接地端子Ngdに到るまでの経路の抵抗成分が相間で等しくなるように配線パターンが形成されていても、x相につき上段アーム抵抗Rhxと下段アーム抵抗Rlxとの間に差(上下段抵抗差)が存在すると、出力端Nxの電圧Vxaが本来の電圧からずれる。本実施形態では、この電圧ずれを補償するためのx相電圧指令値Vxの補正量がx相補正マップ37xによって与えられる。   In the circuit board (motor drive circuit board) on which the motor drive circuit 43 is mounted, even if the wiring pattern is formed so that the resistance component of the path from the power supply terminal Npw to the ground terminal Ngd is equal between the phases, If there is a difference (upper and lower resistance difference) between the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx for the x phase, the voltage Vxa at the output terminal Nx deviates from the original voltage. In the present embodiment, the correction amount of the x-phase voltage command value Vx for compensating for this voltage deviation is given by the x-phase correction map 37x.

モータ駆動回路43のx相の出力端Nxの電圧Vxaは、モータ駆動回路43に供給される直流電源の電圧をVbとし、x相の上段アームのスイッチング素子のオン期間の比率であるデューティ比をDxで示すものとすると、理想的(Rhx=Rlx=0の場合)には、
Vxa=Dx・Vb …(6)
となる。しかし実際には、上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxはゼロでない値を有しており、Rhx≠0,Rlx≠0であるので、出力端の電圧Vxaは、上記式(6)で与えられる値Dx・Vbからずれる。なお以下では、上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxの抵抗値も記号Rhx,Rlxでそれぞれ示すものとする(他の実施形態においても同様)。
The voltage Vxa at the x-phase output terminal Nx of the motor drive circuit 43 is the voltage of the DC power supply supplied to the motor drive circuit 43 as Vb, and the duty ratio that is the ratio of the ON period of the switching element of the upper arm of the x-phase. Assuming that Dx represents, ideally (when Rhx = Rlx = 0),
Vxa = Dx · Vb (6)
It becomes. However, in reality, the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx have non-zero values, and Rhx ≠ 0 and Rlx ≠ 0. Therefore, the voltage Vxa at the output terminal is given by the above equation (6). It deviates from the value Dx · Vb. In the following, the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx are also indicated by symbols Rhx and Rlx, respectively (the same applies to other embodiments).

一方、制御演算手段(の第2座標変換部34)から出力されるx相電圧指令値Vxは、モータ駆動回路43のx相上段アームのスイッチング素子のオン期間の比率を示すx相デューティ比Dxに対応し、
Dx=Vx/Vb …(7)
である。上記のようにRhx≠0,Rlx≠0であることから、式(7)で与えられるデューティ比Dxでx相に対応する2個のスイッチング素子が駆動されると、モータ駆動回路43の出力端Nxには相電圧指令値Vx通りの電圧が得られない。
On the other hand, the x-phase voltage command value Vx output from the control calculation means (the second coordinate conversion unit 34) is an x-phase duty ratio Dx indicating the ratio of the ON period of the switching element of the x-phase upper arm of the motor drive circuit 43. Corresponding to
Dx = Vx / Vb (7)
It is. Since Rhx ≠ 0 and Rlx ≠ 0 as described above, when the two switching elements corresponding to the x phase are driven with the duty ratio Dx given by the equation (7), the output terminal of the motor drive circuit 43 For Nx, a voltage equal to the phase voltage command value Vx cannot be obtained.

これに対し本実施形態では、各相における上段アーム抵抗Rhx、下段アーム抵抗Rlx、およびブラシレスモータ1の抵抗成分(以下「モータ相抵抗」という)Rmの設計値または実測値を用いて、各種のデューティ比Dxにつき当該デューティ比Dxに対応する理想的な出力端電圧Vxa(=Dx・Vb=Vx)に対する実際の出力端電圧Vxaのずれを予め求めておく。そして、各種のデューティ比Dxにつき、そのデューティ比Dxにおける上記電圧ずれを補償するための相電圧指令値Vx(=Dx・Vb)の補正量を決定し、当該補正量とその相電圧指令値Vxまたはデューティ比Dxとを対応付けるデータをx相補正マップ37xとして補正記憶部37に格納しておく(x=u,v,w)。   On the other hand, in the present embodiment, the upper arm resistance Rhx, the lower arm resistance Rlx, and the resistance component (hereinafter referred to as “motor phase resistance”) Rm of the brushless motor 1 are used for various phases. The deviation of the actual output terminal voltage Vxa from the ideal output terminal voltage Vxa (= Dx · Vb = Vx) corresponding to the duty ratio Dx is obtained in advance for the duty ratio Dx. For each of the various duty ratios Dx, a correction amount of the phase voltage command value Vx (= Dx · Vb) for compensating for the voltage deviation at the duty ratio Dx is determined, and the correction amount and the phase voltage command value Vx Alternatively, data that associates the duty ratio Dx is stored in the correction storage unit 37 as an x-phase correction map 37x (x = u, v, w).

本実施形態では、このようにして作成されたu相、v相およびw相補正マップ37u,37v,37wを参照して相毎に得られる補正量を相電圧指令値Vu,Vv,Vwに加算することにより、補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcが得られる。そして、この補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに応じて、PWM電圧形インバータとしてのモータ駆動回路43の各スイッチング素子(FET)が駆動(オン/オフ)される。これによりモータ駆動回路43の出力端Nu,Nv,Nwに得られる電圧Vua,Vva,Vwaが、ブラシレスモータ1に印加される。   In the present embodiment, the correction amount obtained for each phase is added to the phase voltage command values Vu, Vv, Vw with reference to the u-phase, v-phase, and w-phase correction maps 37u, 37v, 37w created in this way. Thus, corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc are obtained. Then, according to the corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc, each switching element (FET) of the motor drive circuit 43 as a PWM voltage source inverter is driven (ON / OFF). As a result, the voltages Vua, Vva, Vwa obtained at the output terminals Nu, Nv, Nw of the motor drive circuit 43 are applied to the brushless motor 1.

<2.3 補正マップの作成の具体例>
本実施形態において使用する各相の補正マップ37u,37v,37wを作成するには、各相につき、上段アーム抵抗Rhx、下段アーム抵抗Rlx、およびモータ相抵抗Rmの設計値または実測値を用いて、各種のデューティ比Dxにおける(モータ駆動回路43の)出力端電圧Vxaが理想値(=相電圧指令値Vx)からどの程度ずれるかを求める必要がある。このような出力端Nxにおける電圧ずれは、上記抵抗Rhx,Rlx,Rmの設計値または実測値を用いて、モータ駆動回路43を含むモータ制御装置とブラシレスモータ1とからなるシステムの動作を計算機でシミュレーションすることにより求めることができる。
<2.3 Specific examples of correction map creation>
In order to create the correction maps 37u, 37v, and 37w for each phase used in the present embodiment, the design values or actual measurement values of the upper arm resistance Rhx, the lower arm resistance Rlx, and the motor phase resistance Rm are used for each phase. It is necessary to determine how much the output terminal voltage Vxa (of the motor drive circuit 43) at various duty ratios Dx deviates from the ideal value (= phase voltage command value Vx). Such a voltage shift at the output terminal Nx is obtained by calculating the operation of the system including the motor control device including the motor drive circuit 43 and the brushless motor 1 using a design value or an actual measurement value of the resistors Rhx, Rlx, Rm. It can be obtained by simulation.

このような計算機シミュレーションを行うことなく、モータ駆動回路43とブラシレスモータ1からなるモータ・駆動回路系(図4)のうち1相分の構成を示す等価回路を簡易なモデルに基づいて表現し、相毎の等価回路に基づいて出力端Nxにおける電圧ずれを求めることもできる。以下、x相における出力端Nxの電圧ずれをこの簡易モデルで求め、その電圧ずれに基づきx相補正マップ37xを作成するという方法について説明する(x=u,v,w)。   Without performing such computer simulation, an equivalent circuit showing a configuration for one phase in the motor / drive circuit system (FIG. 4) including the motor drive circuit 43 and the brushless motor 1 is expressed based on a simple model, The voltage deviation at the output terminal Nx can also be obtained based on the equivalent circuit for each phase. Hereinafter, a method of obtaining the voltage deviation of the output terminal Nx in the x phase using this simple model and creating the x-phase correction map 37x based on the voltage deviation will be described (x = u, v, w).

図5(a)(b)は、いずれも、図4に示すモータ・駆動回路系のうちの1相分であるx相の構成を示す回路図である。この1相分の回路構成を用いる簡易モデルでは、ブラシレスモータ1における逆起電力は考慮されていない。図5(a)は、x相電流がモータ駆動回路43からブラシレスモータ1に流れる場合を示しており、図5(b)は、x相電流がブラシレスモータ1からモータ駆動回路43に流れる場合を示している。また、図5(a)(b)において、上段アームにおけるスイッチング素子(以下「上段スイッチング素子」という)SWXhのオン抵抗および配線抵抗を含む抵抗成分は、上段アーム抵抗Rhxとして示されており、下段アームにおけるスイッチング素子SWXl(以下「下段スイッチング素子」という)のオン抵抗および配線抵抗を含む抵抗成分は、下段アーム抵抗Rlxとして示されている。なお、Rmはブラシレスモータ1におけるx相の抵抗成分を示している。   FIGS. 5A and 5B are circuit diagrams showing the configuration of the x phase, which is one phase of the motor / drive circuit system shown in FIG. In the simple model using the circuit configuration for one phase, the back electromotive force in the brushless motor 1 is not considered. FIG. 5A shows a case where the x-phase current flows from the motor drive circuit 43 to the brushless motor 1, and FIG. 5B shows a case where the x-phase current flows from the brushless motor 1 to the motor drive circuit 43. Show. 5A and 5B, the resistance component including the ON resistance and the wiring resistance of the switching element (hereinafter referred to as “upper switching element”) SWXh in the upper arm is shown as the upper arm resistance Rhx. The resistance component including the ON resistance and the wiring resistance of the switching element SWXl (hereinafter referred to as “lower switching element”) in the arm is indicated as a lower arm resistance Rlx. Rm represents an x-phase resistance component in the brushless motor 1.

図5(a)に示すようにx相電流がモータ駆動回路43からブラシレスモータ1に流れる場合において、上段スイッチング素子SWXhがオン状態のとき、そのx相電流Ixは
Ix=(Vb−Vm)/(Rhx+Rm) …(8)
であるので、このときの出力端Nxの電圧Vxuは、
Vxu=(Vb−Vm)Rm/(Rhx+Rm)+Vm …(9)
となる。ここで、Vbはモータ駆動回路43に与えられる直流電源の電圧であり、Vmはブラシレスモータ1の中性点Nnの電圧である。また、ブラシレスモータ1は誘導性負荷であることから、この場合において上段スイッチング素子SWXhがオフ状態となり下段スイッチング素子SWXlがオン状態となっても、上記式(8)で示される電流Ixが引き続き流れる。したがって、下段スイッチング素子SWXlがオン状態のときの出力端Nxの電圧Vxdは、
Vxd=−Ix・Rlx
=−(Vb−Vm)Rlx/(Rhx+Rm) …(10)
となる。よって、ブラシレスモータ1に印加されるx相電圧に相当する出力端電圧Vxaは、上段スイッチング素子SWXhのオン期間の比率であるデューティ比Dxを用いて、式(9)と(10)より次式のように表すことができる。
Vxa=Dx・Vxu+(1−Dx)・Vxd
=(Vb−Vm){Dx・(Rm+Rlx)−Rlx}/(Rhx+Rm)
+Dx・Vm …(11)
As shown in FIG. 5A, when the x-phase current flows from the motor drive circuit 43 to the brushless motor 1, when the upper switching element SWXh is in the ON state, the x-phase current Ix is Ix = (Vb−Vm) / (Rhx + Rm) (8)
Therefore, the voltage Vxu of the output terminal Nx at this time is
Vxu = (Vb−Vm) Rm / (Rhx + Rm) + Vm (9)
It becomes. Here, Vb is a voltage of a DC power source supplied to the motor drive circuit 43, and Vm is a voltage at the neutral point Nn of the brushless motor 1. Further, since the brushless motor 1 is an inductive load, in this case, even if the upper switching element SWXh is turned off and the lower switching element SWXl is turned on, the current Ix expressed by the above formula (8) continues to flow. . Therefore, the voltage Vxd of the output terminal Nx when the lower switching element SWXl is in the on state is
Vxd = −Ix · Rlx
=-(Vb-Vm) Rlx / (Rhx + Rm) (10)
It becomes. Therefore, the output terminal voltage Vxa corresponding to the x-phase voltage applied to the brushless motor 1 is expressed by the following equation from the equations (9) and (10) using the duty ratio Dx which is the ratio of the ON period of the upper switching element SWXh. It can be expressed as
Vxa = Dx.Vxu + (1-Dx) .Vxd
= (Vb-Vm) {Dx. (Rm + Rlx) -Rlx} / (Rhx + Rm)
+ Dx · Vm (11)

ところで、デューティ比Dxに対応する理想的なx相電圧すなわちRhx=Rlx=0のときの出力端Nxの電圧Vxoは、
Vox=Dx・Vb …(12)
である。また、出力端Nxにおける電圧ずれはVxa−Vxoであるので、本実施形態では補正量ΔVxを
ΔVx=Vxo−Vxa …(13)
とする。したがって、抵抗Rhx,Rlx,Rmの設計値または実測値が与えられると(Vb,Vmは既知)、x相電流がモータ駆動回路43からブラシレスモータ1に流れる場合すなわちDx>0.5の場合につき、種々のデューティ比Dxに対する補正量ΔVxを式(11)〜(13)より求めることができる。
By the way, an ideal x-phase voltage corresponding to the duty ratio Dx, that is, the voltage Vxo of the output terminal Nx when Rhx = Rlx = 0 is
Vox = Dx · Vb (12)
It is. Further, since the voltage deviation at the output end Nx is Vxa−Vxo, in this embodiment, the correction amount ΔVx is set to ΔVx = Vxo−Vxa (13)
And Therefore, when design values or actual measurement values of the resistors Rhx, Rlx, and Rm are given (Vb and Vm are known), the case where the x-phase current flows from the motor drive circuit 43 to the brushless motor 1, that is, Dx> 0.5. The correction amount ΔVx for various duty ratios Dx can be obtained from the equations (11) to (13).

一方、図5(b)に示すようにx相電流がブラシレスモータ1からモータ駆動回路43に流れる場合において、下段スイッチング素子SWXlがオン状態のとき、そのx相電流Ixは
Ix=Vm/(Rlx+Rm) …(14)
であるので、このときの出力端Nxの電圧Vxdは、
Vxd=Vm・Rlx/(Rlx+Rm) …(15)
となる。また、ブラシレスモータ1は誘導性負荷であることから、この場合において下段スイッチング素子SWXlがオフ状態となり上段スイッチング素子SWXhがオン状態となっても、上記式(14)で示される電流Ixが引き続き流れる。したがって、上段スイッチング素子SWXhがオン状態のときの出力端Nxの電圧Vxuは、
Vxu=Vb−Ix・Rhx
=Vb−Vm・Rhx/(Rlx+Rm) …(16)
となる。よって、ブラシレスモータ1に印加されるx相電圧に相当する出力端電圧Vxaは、Nxにおける上段スイッチング素子SWXhのオン期間の比率であるデューティ比Dxを用いて、式(15)と(16)より次式のように表すことができる。
Vxa=Dx・Vxu+(1−Dx)・Vxd
=Vm・{Rlx−Dx・(Rhx+Rlx)}/(Rlx+Rm)
+Dx・Vb …(17)
On the other hand, when the x-phase current flows from the brushless motor 1 to the motor drive circuit 43 as shown in FIG. 5B, when the lower switching element SWXl is in the ON state, the x-phase current Ix is Ix = Vm / (Rlx + Rm (14)
Therefore, the voltage Vxd of the output terminal Nx at this time is
Vxd = Vm · Rlx / (Rlx + Rm) (15)
It becomes. Since the brushless motor 1 is an inductive load, in this case, even if the lower switching element SWXl is turned off and the upper switching element SWXh is turned on, the current Ix expressed by the above formula (14) continues to flow. . Therefore, the voltage Vxu at the output terminal Nx when the upper switching element SWXh is in the on state is
Vxu = Vb−Ix · Rhx
= Vb-Vm.Rhx / (Rlx + Rm) (16)
It becomes. Therefore, the output terminal voltage Vxa corresponding to the x-phase voltage applied to the brushless motor 1 is obtained from the equations (15) and (16) using the duty ratio Dx which is the ratio of the ON period of the upper switching element SWXh at Nx. It can be expressed as:
Vxa = Dx.Vxu + (1-Dx) .Vxd
= Vm. {Rlx-Dx. (Rhx + Rlx)} / (Rlx + Rm)
+ Dx · Vb (17)

ところで、デューティ比Dxに対応する理想的なx相電圧すなわちRhx=Rlx=0のときの出力端Nxの電圧Vxoは、
Vox=Dx・Vb …(18)
である。したがって、抵抗Rhx,Rlx,Rmの設計値または実測値が与えられると、x相電流がブラシレスモータ1からモータ駆動回路43に流れる場合すなわちDx<0.5の場合につき、種々のデューティ比Dxに対する補正量ΔVxを式(17)と(18)と(13)より求めることができる。
By the way, an ideal x-phase voltage corresponding to the duty ratio Dx, that is, the voltage Vxo of the output terminal Nx when Rhx = Rlx = 0 is
Vox = Dx · Vb (18)
It is. Accordingly, given design values or actually measured values of the resistors Rhx, Rlx, and Rm, when the x-phase current flows from the brushless motor 1 to the motor drive circuit 43, that is, when Dx <0.5, various duty ratios Dx are obtained. The correction amount ΔVx can be obtained from equations (17), (18), and (13).

以上のようにして、式(11)〜(13)および式(17)〜(18)より、種々のデューティ比Dxに対する補正量ΔVxを求めることができるので、x相につきデューティ比Dxに補正量ΔVxを対応付けるx相補正マップ37xを作成することができる(x=u,v,w)。   As described above, the correction amount ΔVx for various duty ratios Dx can be obtained from the equations (11) to (13) and the equations (17) to (18). An x-phase correction map 37x that associates ΔVx can be created (x = u, v, w).

図6は、上記の簡易モデルによる図5(a)(b)の等価回路に基づき作成される補正マップの一例を示す図である。ただし、この図6は、便宜上、デューティ比Dxと補正量ΔVxとの対応関係を、Rhx>Rlxの場合とRhx=Rlx≠0の場合とRhx<Rlxの場合とRhx=Rlx=0の場合(理想の場合)という4つの場合について同時に示している。上記のように、本発明を実施しようとするモータ制御装置のモータ駆動回路43およびブラシレスモータ1についての抵抗Rhx,Rlx,Rmの設計値または実測値を用いれば(電源電圧Vb、中性点電圧Vmは既知)、各相につきデューティ比Dxに補正量ΔVxを対応付ける補正マップとして、それらの抵抗Rhx,Rlx,Rmの抵抗値に応じた補正マップ37xを作成することができる。すなわち、上下段抵抗差および相間抵抗差を反映させた補正マップ37x(x=u,v,w)を作成することができる。このようにして作成された補正マップ37xは、図6に示す4つの場合のうち理想の場合(Rlx=Rhx=0の場合)を除く3つの場合のいずれかに対応する曲線(折れ線)によって種々のデューティ比Dxと相電圧指令値Vxの補正量とを対応付けるマップとなっている。ここで、デューティ比Dxは、(補正前の)x相電圧指令値Vxを用いてDx=Vx/Vbと表すことができる。したがって、このx相補正マップ37xは、x相電圧指令値Vxにその補正量ΔVxを対応付けるマップとして使用することができる(x=u,v,w)。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a correction map created based on the equivalent circuit of FIGS. 5A and 5B based on the simple model. However, in FIG. 6, for convenience, the correspondence relationship between the duty ratio Dx and the correction amount ΔVx is as follows: Rhx> Rlx, Rhx = Rlx ≠ 0, Rhx <Rlx, and Rhx = Rlx = 0 ( The four cases (ideal case) are shown simultaneously. As described above, if the design values or actually measured values of the resistances Rhx, Rlx, and Rm of the motor drive circuit 43 and the brushless motor 1 of the motor control apparatus that is to implement the present invention are used (power supply voltage Vb, neutral point voltage) As a correction map for associating the correction amount ΔVx with the duty ratio Dx for each phase, a correction map 37x corresponding to the resistance values of the resistors Rhx, Rlx, Rm can be created. That is, the correction map 37x (x = u, v, w) reflecting the upper and lower stage resistance difference and the interphase resistance difference can be created. The correction map 37x created in this way varies depending on the curves (polygonal lines) corresponding to any of the three cases except the ideal case (Rlx = Rhx = 0) of the four cases shown in FIG. The duty ratio Dx and the correction amount of the phase voltage command value Vx are associated with each other. Here, the duty ratio Dx can be expressed as Dx = Vx / Vb using the x-phase voltage command value Vx (before correction). Therefore, the x-phase correction map 37x can be used as a map for associating the correction amount ΔVx with the x-phase voltage command value Vx (x = u, v, w).

<2.4 効果>
上記のような本実施形態によれば、制御演算手段によって算出された相電圧指令値Vx(x=u,v,w)が、上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlx等の設計値または実測値等に基づき作成された補正マップ37xを参照して補正演算部36により相毎に補正され(図2参照)、補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに応じて、PWM電圧形インバータとしてのモータ駆動回路43の各スイッチング素子(FET)が駆動(オン/オフ)される。これにより、モータ駆動回路43における上段アーム抵抗Rhxと下段アーム抵抗Rlxとに差(上下段抵抗差)がある場合であっても、相電圧指令値Vu,Vv,Vwに応じた電圧が精度よくブラシレスモータ1に印加される。また、相電圧指令値Vu,Vv,Vwは、相毎に作成された補正マップ37u,37v,37wを参照して各相電圧指令値Vxに応じて相毎に補正されるので、モータ・駆動回路系において相間抵抗差が存在する場合であっても、ブラシレスモータ1に印加される相電圧Vua,Vva,Vwaの相間での不均衡化が抑制される。
<2.4 Effect>
According to the present embodiment as described above, the phase voltage command value Vx (x = u, v, w) calculated by the control calculation means is the design value or actual measurement value of the upper arm resistance Rhx, the lower arm resistance Rlx, and the like. Is corrected for each phase by the correction calculation unit 36 with reference to the correction map 37x created based on the above (see FIG. 2), and as a PWM voltage source inverter according to the corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc Each switching element (FET) of the motor drive circuit 43 is driven (ON / OFF). As a result, even when there is a difference (upper and lower stage resistance difference) between the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx in the motor drive circuit 43, the voltages according to the phase voltage command values Vu, Vv, Vw are accurately obtained. Applied to the brushless motor 1. The phase voltage command values Vu, Vv, and Vw are corrected for each phase according to each phase voltage command value Vx with reference to the correction maps 37u, 37v, and 37w created for each phase. Even when there is an interphase resistance difference in the circuit system, imbalance between the phases of the phase voltages Vua, Vva, Vwa applied to the brushless motor 1 is suppressed.

したがって、このような本実施形態によれば、ブラシレスモータ1におけるトルクリップルを低減することができる。ところで、インバータとしてのモータ駆動回路43における上下段抵抗差や相間抵抗差が解消されるように配線パターンを形成することによりトルクリップルの発生を抑制しようとすると、モータ駆動回路基板のサイズの増大を招く。これに対し本実施形態によれば、相電圧指令値Vu,Vv,Vwの補正によりトルクリップルが低減されるので、モータ駆動回路基板のサイズの増大を回避することができ、配線抵抗の増大も避けることができる。このため、本実施形態に係るモータ制御装置を使用した電動パワーステアリング装置において、モータ駆動回路基板のサイズ増大を抑えることで小型化や高効率化、低コスト化等の要請に応えつつ、トルクリップルを抑制して操舵フィーリングを向上させることができる。   Therefore, according to this embodiment, torque ripple in the brushless motor 1 can be reduced. By the way, if it is attempted to suppress the occurrence of torque ripple by forming a wiring pattern so that the upper and lower stage resistance difference and the interphase resistance difference in the motor drive circuit 43 as an inverter are eliminated, the size of the motor drive circuit board is increased. Invite. On the other hand, according to the present embodiment, torque ripple is reduced by correcting the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw, so that an increase in the size of the motor drive circuit board can be avoided, and an increase in wiring resistance is also achieved. Can be avoided. For this reason, in the electric power steering device using the motor control device according to the present embodiment, torque ripple can be achieved while responding to requests for miniaturization, high efficiency, low cost, etc. by suppressing the size increase of the motor drive circuit board. The steering feeling can be improved by suppressing the above.

<3.第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態に係るモータ制御装置について説明する。
一般に、モータ駆動回路からモータに与えられる印加電圧には、当該モータ駆動回路における上段および下段アーム抵抗による電圧降下に起因して誤差が生じる。このようなモータへの印加電圧の誤差は、上記第1の実施形態におけるように相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正することで抑制することが可能である。
<3. Second Embodiment>
Next, a motor control device according to a second embodiment of the present invention will be described.
In general, an error occurs in the applied voltage applied from the motor drive circuit to the motor due to a voltage drop due to the upper and lower arm resistances in the motor drive circuit. Such an error in the voltage applied to the motor can be suppressed by correcting the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw as in the first embodiment.

ところで、モータ制御装置の製造時には電子部品等の特性のバラツキによって上記の上段および下段アーム抵抗の抵抗値がばらつき、また、使用温度環境によって当該抵抗値が変動する。このため上記第1の実施形態では、当該抵抗値についてのバラツキや変動によって相電圧指令値Vu,Vv,Vwの補正の精度が低下し、モータへの印加電圧の上記誤差を十分に抑制できない場合がある。オープンループ制御によりモータが駆動される場合において、目標通りの電流をモータに流すには、このような印加電圧の誤差が特に問題となる。   By the way, when the motor control device is manufactured, the resistance values of the upper and lower arm resistances vary due to variations in characteristics of electronic components and the like, and the resistance values vary depending on the operating temperature environment. For this reason, in the first embodiment, the correction accuracy of the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw decreases due to variations and fluctuations in the resistance value, and the error in the voltage applied to the motor cannot be sufficiently suppressed. There is. In the case where the motor is driven by open loop control, such an applied voltage error is particularly problematic in order to pass a target current to the motor.

そこで本実施形態は、モータ駆動回路における上段および下段アーム抵抗の抵抗値がばらついたり変動したりしても、精度よく相電圧指令値を補正し、モータへの印加電圧の上記誤差を十分に抑制できるように構成されている。   Therefore, in this embodiment, even if the resistance values of the upper and lower arm resistors in the motor drive circuit vary or fluctuate, the phase voltage command value is accurately corrected and the above error in the voltage applied to the motor is sufficiently suppressed. It is configured to be able to.

<3.1 モータ駆動装置>
図7は、本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。このモータ制御装置も、第1の実施形態と同様に、図1に示す電動パワーステアリング装置において、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を駆動するものであって、ECU10を用いて構成されている。本実施形態における構成要素のうち上記第1の実施形態と同一のものについては同一の参照符号を付して詳しい説明を省略する。
<3.1 Motor drive device>
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the motor control device according to the present embodiment. Similarly to the first embodiment, this motor control device also drives the brushless motor 1 having three-phase windings (not shown) of u phase, v phase and w phase in the electric power steering device shown in FIG. And is configured using the ECU 10. Of the components in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態に係るモータ制御装置に使用されるECU10は、図7に示すように、マイコン60、3相/PWM(Pulse Width Modulation)変調器41、モータ駆動回路43、および、電流センサ46を備えている。   As shown in FIG. 7, the ECU 10 used in the motor control device according to the present embodiment includes a microcomputer 60, a three-phase / PWM (Pulse Width Modulation) modulator 41, a motor drive circuit 43, and a current sensor 46. ing.

ECU10には、トルクセンサ3から出力された操舵トルクTs、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。マイコン60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60の機能の詳細については、後述する。   The ECU 10 receives the steering torque Ts 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 microcomputer 60 functions as control means for obtaining a voltage command value used for driving the brushless motor 1. Details of the function of the microcomputer 60 will be described later.

3相/PWM変調器41は、マイコン60で求めた3相の電圧指令値に応じたデューティ比を有する3種類のPWM信号(図7に示すU,V,W)を生成する。上記第1の実施形態と同様、これらのPWM信号U,V,Wとその否定信号は、PWM電圧形インバータとしてのモータ駆動回路43に与えられ、このモータ駆動回路43におけるu相、v相、w相の出力端Nu,Nv,Nwに得られる電圧が、それぞれu相電圧、v相電圧およびw相電圧としてブラシレスモータ1に印加される。これにより、モータ駆動回路43からu相電流、v相電流およびw相電流がブラシレスモータ1に供給される。   The three-phase / PWM modulator 41 generates three types of PWM signals (U, V, W shown in FIG. 7) having a duty ratio corresponding to the three-phase voltage command value obtained by the microcomputer 60. As in the first embodiment, these PWM signals U, V, and W and their negative signals are given to a motor drive circuit 43 as a PWM voltage source inverter, and the u phase, v phase, The voltages obtained at the w-phase output terminals Nu, Nv, and Nw are applied to the brushless motor 1 as u-phase voltage, v-phase voltage, and w-phase voltage, respectively. As a result, the u-phase current, the v-phase current, and the w-phase current are supplied from the motor drive circuit 43 to the brushless motor 1.

電流センサ46は、モータ駆動回路43からブラシレスモータ1に供給される電流、すなわちブラシレスモータ1に流れる電流を検出する。この電流センサ46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と電源との間に1個だけ設けられる。   The current sensor 46 detects a current supplied from the motor drive circuit 43 to the brushless motor 1, that is, a current flowing through the brushless motor 1. The current sensor 46 is constituted by, for example, a resistor or a Hall element, and only one current sensor 46 is provided between the motor drive circuit 13 and the power source.

ブラシレスモータ1が回転している間、電流センサ46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(以下「PWM周期」という)内では、電流センサ46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46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46で検出された電流値Iaは、マイコン60に入力される。   While the brushless motor 1 is rotating, the current value detected by the current sensor 46 changes according to the PWM signal. Within one cycle of the PWM signal (hereinafter referred to as “PWM cycle”), there are a case where the current sensor 46 detects a one-phase drive current and a case where the sum of the two-phase drive 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 46 while the brushless motor 1 is rotating. The current value Ia detected by the current sensor 46 is input to the microcomputer 60.

マイコン60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、q軸電流指令値決定部21、d軸電流指令値決定部22、オープンループ制御部51、dq軸/3相変換部54、補正部61、電流推定部58、角度算出部15、角速度算出部55、および、Φ算出部56として機能する。なお、q軸電流指令値決定部21とd軸電流指令値決定部22とオープンループ制御部51とdq軸/3相変換部54と角度算出部15と角速度算出部55とΦ算出部56は、ブラシレスモータ1に印加すべき相電圧を示す相電圧指令値Vu,Vv,Vwを求める制御演算手段を構成する。   The microcomputer 60 executes a program stored in a memory (not shown) built in the ECU 10, whereby a q-axis current command value determination unit 21, a d-axis current command value determination unit 22, an open loop control unit 51, It functions as a dq axis / 3-phase converter 54, a correction unit 61, a current estimation unit 58, an angle calculation unit 15, an angular velocity calculation unit 55, and a Φ calculation unit 56. The q-axis current command value determination unit 21, the d-axis current command value determination unit 22, the open loop control unit 51, the dq-axis / 3-phase conversion unit 54, the angle calculation unit 15, the angular velocity calculation unit 55, and the Φ calculation unit 56 are A control calculation means for obtaining phase voltage command values Vu, Vv, Vw indicating phase voltages to be applied to the brushless motor 1 is configured.

マイコン60は、以下に述べるように、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のロータの回転角(電気角)とに基づき、モータ駆動回路43に与えるべき電圧を示す相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcを求める。   As will be described below, the microcomputer 60 indicates the voltage to be applied to the motor drive circuit 43 based on the current command value indicating the current to be supplied to the brushless motor 1 and the rotation angle (electrical angle) of the rotor of the brushless motor 1. The phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc are obtained.

q軸電流指令値決定部21は、上記第1の実施形態と同様、ブラシレスモータ1に供給すべき電流のq軸成分を示すq軸電流指令値iqcを決定し、d軸電流指令値決定部22は、ブラシレスモータ1に供給すべき電流のd軸成分を示すd軸電流指令値idcを決定する。これらのq軸電流指令値iqcおよびd軸電流指令値idcはオープンループ制御部51に入力される。 The q-axis current command value determination unit 21 determines a q-axis current command value i qc indicating the q-axis component of the current to be supplied to the brushless motor 1 and determines the d-axis current command value, as in the first embodiment. The unit 22 determines a d-axis current command value i dc indicating the d-axis component of the current to be supplied to the brushless motor 1. The q-axis current command value i qc and the d-axis current command value i dc are input to the open loop control unit 51.

角度算出部15は、上記第1の実施形態と同様、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のロータの回転角を示す電気角(以下「角度θ」という)を求める。角速度算出部55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。角度θはΦ算出部56、dq軸/3相変換部54および補正部61に入力され、角速度ωe はオープンループ制御部51およびΦ算出部56に入力される。 As in the first embodiment, the angle calculation unit 15 obtains an electrical angle (hereinafter referred to as “angle θ”) indicating the rotation angle 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 55 obtains the angular velocity ω e of the rotor of the brushless motor 1 based on the angle θ. The angle θ is input to the Φ calculating unit 56, the dq axis / three-phase converting unit 54, and the correcting unit 61, and the angular velocity ω e is input to the open loop control unit 51 and the Φ calculating unit 56.

オープンループ制御部51は、d軸電流指令値idc,q軸電流指令値iqc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軸成分およびq軸成分を示すd軸電圧指令値vdcおよびq軸電圧指令値vqcを求める。d軸電圧指令値vdcとq軸電圧指令値vqcは、次式(19)と(20)に示すモータの回路方程式を用いて算出される。
dc=(R+PLd)idc−ωeqqc …(19)
qc=(R+PLq)iqc+ωeddc+ωeΦ …(20)
ただし、式(19)と(20)において、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43の抵抗および配線抵抗などが含まれる。
The open loop control unit 51 indicates 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 dc , the q-axis current command value i qc and the angular velocity ω e. The d-axis voltage command value v dc and the q-axis voltage command value v qc are obtained. The d-axis voltage command value v dc and the q-axis voltage command value v qc are calculated using the motor circuit equations shown in the following equations (19) and (20).
v dc = (R + PL d ) i dc −ω e L q i qc ... (19)
v qc = (R + PL q ) i qc + ω e L d i dc + ω e Φ (20)
In Equations (19) and (20), 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, Φ Is √ (3/2) times the maximum value of the u, v, w phase armature winding flux linkage, and 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 drive circuit 43 in the ECU 10, the wiring resistance, and the like.

dq軸/3相変換部54は、上記角度θを用いて、オープンループ制御部51で求めたd軸電圧指令値vdcとq軸電圧指令値vqcを3相交流座標軸上の電圧指令値すなわち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に変換する。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。 The dq-axis / three-phase conversion unit 54 uses the angle θ to convert the d-axis voltage command value v dc and the q-axis voltage command value v qc obtained by the open loop control unit 51 into a voltage command value on the three-phase AC coordinate axis. That is, it converts into u-phase voltage command value Vu, v-phase voltage command value Vv, and w-phase voltage command value Vw. 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”.

電流推定部58は、q軸およびd軸電流指令値決定部21,22からのq軸およびd軸電流指令値iqc,idcと、オープンループ制御部51からのq軸およびd軸電圧指令値vqc,vdcとに基づき、モータ駆動回路43からブラシレスモータ1に設計上供給されるべき電流のq軸成分およびd軸成分をそれぞれq軸電流推定値Iqeおよびd軸電流推定値Iqeとして求める。具体的には、d軸およびq軸電圧指令値vqc,vdcから算出される電圧ベクトルの大きさが電源としてのバッテリ100の電圧以下すなわち電源電圧以下である場合には、q軸およびd軸電流指令値iqc,idcをそれぞれq軸およびd軸電流推定値Iqe,Ideとし、当該算出される電圧ベクトルの大きさが電源電圧を超える場合には、当該算出された電圧ベクトルの大きさに対する電源電圧の大きさの比に応じてq軸およびd軸電流指令値iqc,idcを縮小したものをq軸およびd軸電流推定値Iqe,Ideとする。これらのq軸およびd軸電流推定値Iqe,Ideは、電流推定部58から出力され、補正部61に入力される。なお、q軸およびd軸電流推定値Iqe,Ideの決定方法は上記方法に限定されるものではなく、モータ駆動回路43からブラシレスモータ1に供給されるべき電流のq軸成分およびd軸成分(ブラシレスモータ1に流れるべき電流のq軸成分およびd軸成分)を適切に推定できる方法であれば、他の方法によりq軸およびd軸電流推定値Iqe,Ideを決定してもよい。 The current estimation unit 58 includes the q-axis and d-axis current command values i qc and i dc from the q-axis and d-axis current command value determination units 21 and 22 and the q-axis and d-axis voltage commands from the open loop control unit 51. Based on the values v qc and v dc , the q-axis component and the d-axis component of the current to be supplied from the motor drive circuit 43 to the brushless motor 1 are designed as the q-axis current estimated value Iqe and the d-axis current estimated value Iqe, respectively. Ask. Specifically, when the magnitude of the voltage vector calculated from the d-axis and q-axis voltage command values v qc and v dc is equal to or lower than the voltage of the battery 100 as the power source, that is, equal to or lower than the power source voltage, the q-axis and d If the shaft current command values i qc and i dc are the q-axis and d-axis current estimated values Iqe and Ide, respectively, and the calculated voltage vector exceeds the power supply voltage, the calculated voltage vector The q-axis and d-axis current estimated values Iqe and Ide are obtained by reducing the q-axis and d-axis current command values i qc and i dc according to the ratio of the magnitude of the power supply voltage to the height. These q-axis and d-axis current estimation values Iqe and Ide are output from the current estimation unit 58 and input to the correction unit 61. The method for determining the q-axis and d-axis current estimated values Iqe and Ide is not limited to the above method, and the q-axis component and the d-axis component of the current to be supplied from the motor drive circuit 43 to the brushless motor 1 ( The q-axis and d-axis current estimated values Iqe and Ide may be determined by other methods as long as the method can appropriately estimate the q-axis component and the d-axis component of the current that should flow through the brushless motor 1.

補正部61は、q軸電流推定値Iqeおよびd軸電流推定値Ideと電流センサ46で検出された電流値Iaとに基づき、上記の相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正する。補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcは3相/PWM変調器41に入力される。   The correction unit 61 corrects the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw based on the q-axis current estimated value Iqe, the d-axis current estimated value Ide, and the current value Ia detected by the current sensor 46. The corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc are input to the three-phase / PWM modulator 41.

3相/PWM変調器41は、これら補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに応じたデューティ比を有する3種類のPWM信号U,V,Wを生成する。モータ駆動回路43は、この3種類のPWM信号U,V,Wとその否定信号によって制御される。これによりモータ駆動回路43の出力端Nu,Nv,Nwに得られる電圧がブラシレスモータ1に印加される。その結果、ブラシレスモータ1の3相巻線には、各相の電圧指令値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。   The three-phase / PWM modulator 41 generates three types of PWM signals U, V, and W having a duty ratio corresponding to these corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, and Vwc. The motor drive circuit 43 is controlled by these three types of PWM signals U, V, and W and their negative signals. As a result, the voltage obtained at the output terminals Nu, Nv, Nw of the motor drive circuit 43 is applied to the brushless motor 1. As a result, a sinusoidal current corresponding to the 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56には、電流センサ46で検出された電流値Iaと、角度算出部34で算出された角度θと、角速度算出部35で算出された角速度ωe とが入力される。Φ算出部56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。 The current value Ia detected by the current sensor 46, the angle θ calculated by the angle calculation unit 34, and the angular velocity ω e calculated by the angular velocity calculation unit 35 are input to the Φ calculation unit 56. The Φ calculating unit 56 first determines 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 obtained on the dq coordinate axis. The d-axis current detection value i d and the q-axis current detection value i q are obtained by converting into current values.

次に、Φ算出部56は、ωe ≠0のときに、q軸電圧指令値vqc、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(21)を用いて式(20)に含まれる電機子巻線鎖交磁束数Φを求める。
Φ={vqc−(R+PLq)iq−ωedd}/ωe …(21)
なお、式(21)は、式(20)のd軸電流指令値idcとq軸電流指令値iqc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 56 uses the following formula ( q) based on the q-axis voltage command value v qc , the d-axis current detection value i d , the q-axis current detection value i q, and the angular velocity ω e. 21) is used to find the armature winding flux linkage number Φ included in the equation (20).
Φ = {v qc − (R + PL q ) i q −ω e L d i d } / ω e (21)
Incidentally, equation (21) substitutes the d-axis current detection value i d and the q-axis current detection value i q on the d-axis current command value i dc and the q-axis current command value i qc of formula (20), the expression Is solved for Φ.

Φ算出部56は、求めたΦ値をオープンループ制御部51に対して出力する。オープンループ制御部51は、式(20)を用いてq軸電圧指令値vqcを求めるときに、Φ算出部56で算出されたΦ値を使用する。このようにマイコン60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vqcを求めるときにはそのΦ値を使用するが、Φ算出部56を省略し、Φ値として予め決められた値を使用してもよい。 The Φ calculation unit 56 outputs the obtained Φ value to the open loop control unit 51. The open loop control unit 51 uses the Φ value calculated by the Φ calculation unit 56 when obtaining the q-axis voltage command value v qc using the equation (20). As described above, the microcomputer 60 obtains the armature winding interlinkage magnetic flux number Φ included in the circuit equation of the motor and uses the Φ value when obtaining the q-axis voltage command value v qc , but omits the Φ calculation unit 56. Alternatively, a predetermined value may be used as the Φ value.

なお本実施形態では、オープンループ制御部31においてd軸電圧指令値vdcおよびq軸電圧指令値vqcを求めるために使用される電機子巻線抵抗R等は、既知のパラメータとして扱われるが、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56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56に代えて又はΦ算出部56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vdcおよびq軸電圧指令値vqc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。また、d軸電圧指令値vdcおよびq軸電圧指令値vqcを求めるための各パラメータを固定値または電流指令値に基づく算出値として扱ってもよい。 In the present embodiment, the armature winding resistance R and the like used for obtaining the d-axis voltage command value v dc and the q-axis voltage command value v qc in the open loop control unit 31 are treated as known parameters. , .PHI. Are appropriately corrected by the .PHI. Calculation unit 56 as parameter calculation means while treating them as known parameters. However, the present invention is not limited to such a configuration, and instead of the Φ calculating unit 56 or together with the Φ calculating unit 56, an R calculating unit as a parameter calculating unit is provided, and d-axis voltage command values v dc and q When calculating the shaft voltage command value v qc , R calculated by the R calculating unit may be used. Each parameter for obtaining the d-axis voltage command value v dc and the q-axis voltage command value v qc may be treated as a fixed value or a calculated value based on the current command value.

<3.2 補正部の詳細>
図8は、本実施形態における補正部61の構成を示すブロック図である。この補正部61は、相電流算出部612とdq軸/3相変換部614と抵抗値補正部616と指令値補正部618とを含んでいる。
<3.2 Details of Correction Unit>
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the correction unit 61 in the present embodiment. The correction unit 61 includes a phase current calculation unit 612, a dq axis / 3-phase conversion unit 614, a resistance value correction unit 616, and a command value correction unit 618.

相電流算出部612は、電流センサ46で検出された電流値Iaからu相電流検出値Iu、v相電流検出値Iv、w相電流検出値Iwを求める。これらの相電流検出値Iu,Iv,Iwは、抵抗値補正部616に入力される。   The phase current calculation unit 612 obtains the u-phase current detection value Iu, the v-phase current detection value Iv, and the w-phase current detection value Iw from the current value Ia detected by the current sensor 46. These phase current detection values Iu, Iv, and Iw are input to the resistance value correction unit 616.

dq軸/3相変換部614は、電流推定部58から受け取るq軸およびd軸電流推定値Iqe,Ideを、角度算出部15で算出される角度θに基づき、3相交流座標軸上の電流推定値すなわちu相電流推定値Iue、v相電流推定値Ive、およびw相電流推定値Iweに変換する。これらの相電流推定値Iue,Ive,Iweは、抵抗値補正部616および指令値補正部618に入力される。   The dq-axis / three-phase conversion unit 614 estimates the q-axis and d-axis current estimation values Iqe and Ide received from the current estimation unit 58 based on the angle θ calculated by the angle calculation unit 15 and estimates the current on the three-phase AC coordinate axis. Values, i.e., u-phase current estimated value Iue, v-phase current estimated value Ive, and w-phase current estimated value Iwe. These phase current estimated values Iue, Ive, and Iwe are input to the resistance value correction unit 616 and the command value correction unit 618.

抵抗値補正部616は、上記の相電流検出値Iu,Iv,Iwおよび相電流推定値Iue,Ive,Iweを用い、次式に従って、モータ駆動回路43における各相の上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxを補正する(x=u,v,w)。
Rhxc=Rhx×Ixe/Ix …(23)
Rlxc=Rlx×Ixe/Ix …(24)
ここで、Rhxcは補正後のx相の上段アーム抵抗を示し、Rlxcは補正後のx相の下段アーム抵抗を示している。なお、当該モータ制御装置の初期状態における各相の上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxの抵抗値としては、設計値または実測値を用いる。
The resistance value correction unit 616 uses the phase current detection values Iu, Iv, Iw and the phase current estimation values Iue, Ive, Iwe, and the upper arm resistance Rhx and the lower arm of each phase in the motor drive circuit 43 according to the following equations. The resistance Rlx is corrected (x = u, v, w).
Rhxc = Rhx × Ixe / Ix (23)
Rlxc = Rlx × Ixe / Ix (24)
Here, Rhxc represents the corrected upper arm resistance of the x phase, and Rlxc represents the corrected lower arm resistance of the x phase. Design values or measured values are used as the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx of each phase in the initial state of the motor control device.

図9(a)(b)は、モータ駆動回路43の1相分であるx相の構成を示す回路図であり、図10は、上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxを考慮した場合のx相出力端子Nxにおける電圧(以下「x相出力端電圧」という)の波形図である。ここで、図9(a)(b)に示される上段スイッチング素子SWXhおよび下段スイッチング素子SWXlは、モータ駆動回路43におけるx相のスイッチング素子としてのFETであるが、上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxは、それぞれ、上段および下段スイッチング素子SWXh,SWXlのオン抵抗をも含めて表現しているものとする。   FIGS. 9A and 9B are circuit diagrams showing the configuration of the x phase, which is one phase of the motor drive circuit 43, and FIG. 10 shows x when the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx are considered. FIG. 6 is a waveform diagram of a voltage at a phase output terminal Nx (hereinafter referred to as “x-phase output terminal voltage”). Here, the upper switching element SWXh and the lower switching element SWXl shown in FIGS. 9A and 9B are FETs as x-phase switching elements in the motor drive circuit 43, but the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx. Are expressed including the ON resistances of the upper and lower switching elements SWXh and SWXl, respectively.

PWM信号X(X=U,V,W)の1周期Tのうち、上段スイッチング素子SWXhのオン期間(下段スイッチング素子SWXlのオフ期間)txでは、上段アームに実際に流れる電流またはx相電流検出値をIxとすると、このときのx相出力端電圧Vxhは、
Vxh=Vb−Rhx・Ix …(25)
となる。一方、上段スイッチング素子SWXhのオフ期間(下段スイッチング素子SWXlのオン期間)(T−tx)では、下段アームに実際に流れる電流またはx相電流検出値をIxとすると、このときのx相出力端電圧Vxlは、
Vxl=0−Rlx・Ix …(26)
となる(図10参照)。
In one period T of the PWM signal X (X = U, V, W), in the ON period of the upper switching element SWXh (the OFF period of the lower switching element SWXl) tx, the current actually flowing in the upper arm or the x-phase current detection When the value is Ix, the x-phase output terminal voltage Vxh at this time is
Vxh = Vb−Rhx · Ix (25)
It becomes. On the other hand, in the off period of the upper switching element SWXh (the on period of the lower switching element SWXl) (T-tx), if the current actually flowing in the lower arm or the x-phase current detection value is Ix, the x-phase output terminal at this time The voltage Vxl is
Vxl = 0−Rlx · Ix (26)
(See FIG. 10).

したがって、モータ駆動回路43のx相出力端Nxからブラシレスモータ1に実際に印加される電圧(以下「x相実電圧」という)Vxaは、
Vxa={Vxh・tx+Vxl・(T−tx)}/T
={(Vb−Rhx・Ix)・tx+(0−Rlx・Ix)・(T−tx)}/T
={(Vb・tx+0・(T−tx)}/T
−{Rhx・tx+Rlx・(T−tx)}・Ix/T …(27)
となる。これより、x相実電圧Vxaにおいて上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxによって生じる誤差Δexは、
Δex=−{Rhx・tx+Rlx・(T−tx)}・Ix/T …(28)
となることがわかる。
Therefore, the voltage (hereinafter referred to as “x-phase actual voltage”) Vxa actually applied to the brushless motor 1 from the x-phase output terminal Nx of the motor drive circuit 43 is:
Vxa = {Vxh · tx + Vxl · (T−tx)} / T
= {(Vb−Rhx · Ix) · tx + (0−Rlx · Ix) · (T−tx)} / T
= {(Vb.tx + 0. (T-tx)} / T
-{Rhx.tx + Rlx. (T-tx)}. Ix / T (27)
It becomes. Thus, the error Δex caused by the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx at the x-phase actual voltage Vxa is
Δex = − {Rhx · tx + Rlx · (T−tx)} · Ix / T (28)
It turns out that it becomes.

したがって、この誤差Δexについては、tx>(T−tx)のときに上段アーム抵抗Rhxの影響が大きく、このときIx>0である(図9(a))。一方、tx<(T−tx)のときには下段アーム抵抗Rlxの影響が大きく、このときIx<0である(図9(b))。そこで本実施形態では、x相の電流検出値Ixに基づき、Ix>0のときには、上段アーム抵抗Rhxを式(23)に従って補正し、補正後の上段アーム抵抗Rhxcを新たにRhxと置き直す。また、Ix<0のときには、下段アーム抵抗Rlxを式(24)に従って補正し、補正後の下段アーム抵抗Rlxcを新たにRlxと置き直す。抵抗値補正部616では、このようにして上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxが更新されていく。   Therefore, the error Δex is greatly affected by the upper arm resistance Rhx when tx> (T−tx), and at this time, Ix> 0 (FIG. 9A). On the other hand, when tx <(T−tx), the influence of the lower arm resistance Rlx is large, and at this time, Ix <0 (FIG. 9B). Therefore, in the present embodiment, when Ix> 0, based on the x-phase current detection value Ix, the upper arm resistance Rhx is corrected according to Equation (23), and the corrected upper arm resistance Rhxc is newly replaced with Rhx. When Ix <0, the lower arm resistance Rlx is corrected according to the equation (24), and the corrected lower arm resistance Rlxc is newly replaced with Rlx. In the resistance value correction unit 616, the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx are updated in this manner.

ただし、抵抗値の変動はモータ駆動のための制御演算の周期に比べて十分緩やかであるので、本実施形態では、これらの抵抗値の更新周期として、制御演算の周期すなわち相電圧指令値Vu,Vv,Vwを求める周期よりも長い期間が設定される。この更新周期は例えば数m秒ないし数秒程度でよく、また、当該モータ制御装置の起動時に一度だけ更新してもよく、また、相電流Iu,Iv,Iwが検出された時に更新してもよい。さらに算出された数回分の抵抗値の平均値や代表値などが使用されてもよい。なお、上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxの抵抗値の補正方法(更新方法)は上記に限定されるものではなく、相電流推定値Ixeと相電流検出値Ixとの比に基づいて上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値を適切に補正(更新)するものであればよい。   However, since the fluctuation of the resistance value is sufficiently gradual compared with the period of the control calculation for driving the motor, in this embodiment, the period of the control calculation, that is, the phase voltage command value Vu, A period longer than the period for obtaining Vv and Vw is set. This update cycle may be several milliseconds to several seconds, for example, may be updated only once when the motor control device is started, and may be updated when the phase currents Iu, Iv, Iw are detected. . Further, an average value or a representative value of several resistance values calculated may be used. Note that the correction method (updating method) of the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx is not limited to the above, and based on the ratio between the phase current estimated value Ixe and the phase current detection value Ix, What is necessary is just to correct | amend the resistance value of lower arm resistance Rhx and Rlx appropriately (update).

指令値補正部618は、dq軸/3相変換部54から相電圧指令値Vu,Vv,Vwを受け取ると共に、補正部61内の抵抗値補正部616で上記のように更新される上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxを受け取り、これらと共に上記の相電流推定値Iue,Ive,Iweを用いて下記のようにして相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正する。いまx相電圧指令値Vxに対応する上段スイッチング素子SWXhのオン期間がtxであるとすると、このときブラシレスモータ1に印加されるべきx相電圧(周期Tにおける平均値)は
{Vb・tx+0・(T−tx)}/T …(29)
である(x=u,v,w)。
The command value correction unit 618 receives the phase voltage command values Vu, Vv, Vw from the dq axis / 3-phase conversion unit 54, and is updated as described above by the resistance value correction unit 616 in the correction unit 61. Rhx and lower arm resistance Rlx are received, and phase voltage command values Vu, Vv, Vw are corrected as follows using the estimated phase current values Iue, Ive, Iwe together with Rhx. Assuming that the on period of the upper switching element SWXh corresponding to the x-phase voltage command value Vx is tx, the x-phase voltage (average value in the cycle T) to be applied to the brushless motor 1 at this time is {Vb · tx + 0 · (T-tx)} / T (29)
(X = u, v, w).

x相実電圧Vxaをこのx相電圧に等しくすべく、x相電圧指令値Vxに対するx相実電圧Vxaのずれ(x相出力端の電圧のずれ)を補償するために、図11に示すように上段スイッチング素子SWXhのオン期間をtxからtxcに変更することを考える。すなわち、x相実電圧Vxaにつき上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxによって生じる誤差Δex(式(28))を補償するために上段スイッチング素子SWXhのオン期間をtxからtxcに変更する。この変更により、ブラシレスモータ1に印加されるx相実電圧Vxaは
{(Vb−Rhx・Ix)・txc+(0−Rlx・Ix)・(T−txc)}/T
…(30)
となるので、上記式(29)と(30)より下記式が成立する。
{Vb・tx+0・(T−tx)}/T
={(Vb−Rhx・Ix)・txc+(0−Rlx・Ix)・(T−txc)}/T
…(31)
ここで、Ixは、上段スイッチング素子SWXhのオン期間がtxcであるときに実際に流れるx相電流またはx相電流検出値であり、このオン期間txcは上記誤差Δexが補償されるように変更されたものである。そこで本実施形態では、この相電流Ixをx相電流推定値Ixeに等しいと見なすことにする。なお、オン期間txは補正前のx相電圧指令値Vxに対応し、tx=(Vx/Vb)・Tであり、変更後のオン期間txcは補正後のx相電圧指令値Vxcに対応し、txc=(Vxc/Vb)・Tである(x=u,v,w)。
In order to make the x-phase actual voltage Vxa equal to the x-phase voltage, in order to compensate for the deviation of the x-phase actual voltage Vxa with respect to the x-phase voltage command value Vx (the deviation of the voltage at the x-phase output terminal), as shown in FIG. Consider changing the ON period of the upper switching element SWXh from tx to txc. That is, the ON period of the upper switching element SWXh is changed from tx to txc in order to compensate for the error Δex (formula (28)) caused by the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx for the x-phase actual voltage Vxa. With this change, the x-phase actual voltage Vxa applied to the brushless motor 1 is {(Vb−Rhx · Ix) · txc + (0−Rlx · Ix) · (T−txc)} / T
... (30)
Therefore, the following formula is established from the above formulas (29) and (30).
{Vb · tx + 0 · (T−tx)} / T
= {(Vb-Rhx.Ix) .txc + (0-Rlx.Ix). (T-txc)} / T
... (31)
Here, Ix is an x-phase current or an x-phase current detection value that actually flows when the on period of the upper switching element SWXh is txc, and this on period txc is changed so that the error Δex is compensated. It is a thing. Therefore, in this embodiment, the phase current Ix is regarded as being equal to the x-phase current estimated value Ixe. The ON period tx corresponds to the x-phase voltage command value Vx before correction, and tx = (Vx / Vb) · T, and the ON period txc after the change corresponds to the corrected x-phase voltage command value Vxc. Txc = (Vxc / Vb) · T (x = u, v, w).

上記式(31)より、次式により補正後のx相電圧指令値Vxcを算出することができる(x=u,v,w)。
Vxc=(Vx+Rlx・Ixe)・Vb/{Vb−(Rhx−Rlx)・Ixe} …(32)
From the above equation (31), the corrected x-phase voltage command value Vxc can be calculated by the following equation (x = u, v, w).
Vxc = (Vx + Rlx · Ixe) · Vb / {Vb− (Rhx−Rlx) · Ixe} (32)

上記のようにして得られた補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcは、補正部61から出力されて3相/PWM変調器41に与えられる。既述のように3相/PWM変調器41は、これらの補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに応じたデューティ比を有する3種類のPWM信号U,V,Wを生成する。これら3種類のPWM信号とその否定信号によってモータ駆動回路43が制御されることにより出力端Nu,Nv,Nwに得られる電圧が、ブラシレスモータ1に印加される。その結果、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 corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc obtained as described above are output from the correction unit 61 and applied to the three-phase / PWM modulator 41. As described above, the three-phase / PWM modulator 41 generates three types of PWM signals U, V, and W having duty ratios corresponding to these corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, and Vwc. The voltage obtained at the output terminals Nu, Nv, Nw by the motor drive circuit 43 being controlled by these three types of PWM signals and its negative signal is applied to the brushless motor 1. As a result, three-phase drive currents (u-phase current, v-phase current, and w-phase current) are supplied to the brushless motor 1.

<3.3 効果>
上記のような本実施形態によれば、上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値に基づいて相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正され、これにより、モータ駆動回路における上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlxによる電圧降下によってモータへの印加電圧に生じていた誤差が補償される。このため、上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlxの抵抗値が無視できない程度の大きさであっても、モータ駆動回路の基板サイズの増大を抑制しつつ、本来の電圧をブラシレスモータ1に印加し、上段アーム抵抗と下段アーム抵抗とが揃っていないことによるトルクリップルの発生も抑制することができる。
<3.3 Effects>
According to the present embodiment as described above, the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw are corrected based on the resistance values of the upper and lower arm resistors Rhx and Rlx, whereby the upper arm resistor Rhx and the like in the motor drive circuit are corrected. The error generated in the voltage applied to the motor due to the voltage drop caused by the lower arm resistance Rlx is compensated. For this reason, even if the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx are not negligible, an original voltage is applied to the brushless motor 1 while suppressing an increase in the board size of the motor drive circuit. Further, it is possible to suppress the occurrence of torque ripple due to the absence of the upper arm resistance and the lower arm resistance.

これに加えて本実施形態によれば、上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlxの抵抗値が電流推定値と電流検出値との比に基づいて適宜更新され、更新された抵抗値に基づき相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正される。したがって、電子部品等の特性バラツキや温度変化によって上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlxの抵抗値がばらついたり変動したりしても、本来印加すべき電圧が精度よくモータに印加され、トルクリップルが抑制される。   In addition, according to the present embodiment, the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx are appropriately updated based on the ratio between the current estimated value and the current detection value, and the phase voltage is determined based on the updated resistance value. The command values Vu, Vv, Vw are corrected. Therefore, even if the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx vary or fluctuate due to variations in characteristics of electronic components, etc., or temperature changes, the voltage that should be originally applied is accurately applied to the motor, resulting in torque ripple. It is suppressed.

<3.4 変形例>
上記実施形態では、1個の電流センサ46がモータ駆動回路43とグランドの間に挿入されているが(図7)、モータ駆動回路43と電源ラインと間に挿入されていてもよい。また、このような電流センサ46に代えて、各相につき1個ずつ電流センサを設けてもよいし、3相のうち2相のそれぞれにつき電流センサを設けてもよい。このようにすれば、式(23)と(24)に基づき各相の上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxを容易に制御演算の周期毎に補正することができる。
<3.4 Modification>
In the above embodiment, one current sensor 46 is inserted between the motor drive circuit 43 and the ground (FIG. 7), but may be inserted between the motor drive circuit 43 and the power supply line. Further, instead of such a current sensor 46, one current sensor may be provided for each phase, or a current sensor may be provided for each of the two phases of the three phases. In this way, the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx of each phase can be easily corrected for each control calculation cycle based on the equations (23) and (24).

<4.第3の実施形態>
図12は、本発明の第3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。このモータ制御装置も、第1および第2の実施形態と同様、図1に示す電動パワーステアリング装置において、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を駆動するために使用されるものであって、ECU10を用いて構成されている。本実施形態における構成要素のうち上記第2の実施形態と同一のものについては同一の参照符号を付して詳しい説明を省略する。
<4. Third Embodiment>
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the motor control device according to the third embodiment of the present invention. As with the first and second embodiments, this motor control device is also a brushless motor 1 having three-phase windings (not shown) of u phase, v phase and w phase in the electric power steering device shown in FIG. And is configured using the ECU 10. Of the components in the present embodiment, the same components as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態に係るモータ制御装置は、モータ駆動回路43における出力端Nu,Nv,Nwの電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段としてu相電圧センサ48u、v相電圧センサ48v、w相電圧センサ48wを備えている。これらの電圧センサ48u,48v,48wは、それぞれ、上記出力端Nu,Nv,Nwの電圧の検出値をu相電圧検出値V1、v相電圧検出値V2、w相電圧検出値V3として出力する。   The motor control device according to the present embodiment includes a u-phase voltage sensor 48u, a v-phase voltage sensor 48v, and a w-phase voltage sensor 48w as voltage detection means for detecting the voltages of the output terminals Nu, Nv, and Nw in the motor drive circuit 43, respectively. I have. These voltage sensors 48u, 48v, and 48w output the detected values of the voltages at the output terminals Nu, Nv, and Nw as the u-phase voltage detection value V1, the v-phase voltage detection value V2, and the w-phase voltage detection value V3, respectively. .

本実施形態における補正部71は、q軸電流推定値Iqeおよびd軸電流推定値Ideに加えて、これらの相電圧検出値V1,V2,V3を用いて、上記の相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正する。なお以下では、上段スイッチング素子SWXhのオン期間txcにおける相電圧検出値V1,V2,V3をそれぞれVuh,Vvh,Vwhで示し、上段スイッチング素子SWXhのオフ期間(T−txc)における相電圧検出値V1,V2,V3をそれぞれVul,Vvl,Vwlで示すものとする(図11参照)。   The correction unit 71 in the present embodiment uses the phase voltage detected values V1, V2, and V3 in addition to the q-axis current estimated value Iqe and the d-axis current estimated value Ide, and uses the phase voltage command values Vu and Vv. , Vw is corrected. In the following, phase voltage detection values V1, V2, and V3 in the on period txc of the upper switching element SWXh are denoted by Vuh, Vvh, and Vwh, respectively, and the phase voltage detection value V1 in the off period (T-txc) of the upper switching element SWXh. , V2, and V3 are denoted by Vul, Vvl, and Vwl, respectively (see FIG. 11).

図13は、この補正部71の構成を示すブロック図である。この補正部71は、dq軸/3相変換部714と抵抗値算出部716と指令値補正部718とを含んでいる。   FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the correction unit 71. The correction unit 71 includes a dq axis / three-phase conversion unit 714, a resistance value calculation unit 716, and a command value correction unit 718.

dq軸/3相変換部714は、第2の実施形態におけるdq軸/3相変換部614と同様、電流推定部58から受け取るq軸およびd軸電流推定値Iqe,Ideを、角度算出部15で算出される角度θに基づき、u相電流推定値Iue、v相電流推定値Ive、およびw相電流推定値Iweに変換する。   The dq-axis / 3-phase converter 714 converts the q-axis and d-axis current estimated values Iqe and Ide received from the current estimator 58 into the angle calculator 15 as in the dq-axis / 3-phase converter 614 in the second embodiment. Is converted into a u-phase current estimated value Iue, a v-phase current estimated value Ive, and a w-phase current estimated value Iwe.

抵抗値算出部716は、上記の相電流推定値Iue,Ive,Iweを用い、次式に従って、モータ駆動回路43における各相の上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxの抵抗値を算出する(x=u,v,w)。
Rhx=(Vb−Vxh)/Ixe …(34)
Rlx=(0−Vxl)/Ixe …(35)
ここで既述のように、Vxhは、x相の上段スイッチング素子SWXhのオン期間におけるx相電圧検出値であり、Vxlは、x相の上段スイッチング素子SWXhのオフ期間すなわち下段スイッチング素子SWXlのオン期間におけるx相電圧検出値である。
The resistance value calculation unit 716 calculates the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx of each phase in the motor drive circuit 43 according to the following equation using the estimated phase current values Iue, Ive, Iwe (x = U, v, w).
Rhx = (Vb−Vxh) / Ixe (34)
Rlx = (0−Vxl) / Ixe (35)
Here, as described above, Vxh is an x-phase voltage detection value in the on period of the x-phase upper switching element SWXh, and Vxl is the off period of the x-phase upper switching element SWXh, that is, the lower switching element SWXl is on. It is the x-phase voltage detection value in the period.

なお、各相の上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxの抵抗値の算出には、本来、上記式(34)と(35)において相電流推定値Ixeの代わりに相電流検出値Ixを用いるべきである。したがって、各相の電流検出値Ixが容易に得られる場合には、上記抵抗値の算出において、相電流推定値Ixeの代わりに相電流検出値Ixを用いるのが好ましい。しかし、相電圧指令値Vxの補正が行われると、相電流検出値Ixは相電流推定値Ixeにほぼ等しくなるので、本実施形態では、構成の簡素化の観点を考慮して、上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxの抵抗値の算出に上記のように相電流推定値Ixeを用いている。   In calculating the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx of each phase, the phase current detection value Ix should be used instead of the phase current estimation value Ixe in the above formulas (34) and (35). It is. Therefore, when the current detection value Ix of each phase is easily obtained, it is preferable to use the phase current detection value Ix instead of the phase current estimation value Ixe in the calculation of the resistance value. However, when the phase voltage command value Vx is corrected, the phase current detection value Ix becomes substantially equal to the phase current estimation value Ixe. Therefore, in the present embodiment, the upper arm resistance is considered in view of the simplification of the configuration. As described above, the estimated phase current value Ixe is used to calculate the resistance values of Rhx and the lower arm resistance Rlx.

また、上記抵抗値算出部716における上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値の算出は、各相の指令電圧Vu,Vv,Vwが算出される毎すなわち制御演算の周期毎に行ってもよいが、抵抗値は急激に変動することはないので、これらの抵抗値の算出は、本実施形態では、相電圧指令値Vu,Vv,Vwを求める周期よりも長い周期で行われる。この算出周期は例えば数m秒ないし数秒程度でもよく、また、装置の起動時に一度だけ算出してもよい。さらに、算出された数回分の抵抗値の平均値や代表値などが使用されてもよい。   The resistance value calculation unit 716 may calculate the resistance values of the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx every time the command voltages Vu, Vv, and Vw of each phase are calculated, that is, every control calculation cycle. However, since the resistance values do not fluctuate rapidly, the calculation of these resistance values is performed in a period longer than the period for obtaining the phase voltage command values Vu, Vv, Vw in this embodiment. This calculation period may be several milliseconds to several seconds, for example, or may be calculated only once when the apparatus is activated. Furthermore, an average value or a representative value of the calculated resistance values for several times may be used.

指令値補正部718は、dq軸/3相変換部54から相電圧指令値Vu,Vv,Vwを受け取ると共に、補正部71内の抵抗値算出部716で算出される上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxを受け取り、これらと共に上記の相電流推定値Iue,Ive,Iweを用いて、上記第2の実施形態における指令値補正部618と同様の方法により相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正する。   The command value correction unit 718 receives the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw from the dq axis / three-phase conversion unit 54, and the upper and lower arm resistances Rhx, calculated by the resistance value calculation unit 716 in the correction unit 71. Rlx is received, and the phase voltage command values Vu, Vv, Vw are corrected by the same method as the command value correction unit 618 in the second embodiment using the estimated phase current values Iue, Ive, Iwe together with them. .

すなわち、ブラシレスモータ1に印加される各相実電圧Vxaにつき上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxによって生じる誤差Δex(式(28)参照)が補償されるように補正後のx相電圧指令値Vxcは前述の式(32)により得られる。このようにして得られた補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcは、上記第1および第2の実施形態と同様、補正部71から出力されて3相/PWM変調器41に与えられる。   That is, the corrected x-phase voltage command value Vxc is corrected so that the error Δex (see equation (28)) generated by the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx is compensated for each phase actual voltage Vxa applied to the brushless motor 1. It is obtained by the aforementioned equation (32). The corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc obtained in this way are output from the correction unit 71 and provided to the three-phase / PWM modulator 41, as in the first and second embodiments. .

上記のような本実施形態によれば、第1および第2の実施形態と同様、上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値に基づいて相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正され、これにより、モータ駆動回路における上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlxによる電圧降下によってモータへの印加電圧に生じていた誤差が補償される。また、上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlxの抵抗値が電流推定値と電圧検出値に基づいて適宜算出され、算出された抵抗値に基づき相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正される。したがって、電子部品等の特性バラツキや温度変化によって上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlxの抵抗値がばらついたり変動したりしても、本来印加すべき電圧が精度よくモータに印加され、トルクリップルが抑制される。   According to the present embodiment as described above, similarly to the first and second embodiments, the phase voltage command values Vu, Vv, Vw are corrected based on the resistance values of the upper and lower arm resistances Rhx, Rlx. Thus, an error that has occurred in the voltage applied to the motor due to a voltage drop due to the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx in the motor drive circuit is compensated. Further, the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx are appropriately calculated based on the estimated current value and the voltage detection value, and the phase voltage command values Vu, Vv, Vw are corrected based on the calculated resistance value. Therefore, even if the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx vary or fluctuate due to variations in characteristics of electronic components, etc., or temperature changes, the voltage that should be originally applied is accurately applied to the motor, resulting in torque ripple. It is suppressed.

なお、上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値の算出はブラシレスモータ1の制御演算の周期毎(相電圧指令値の算出毎)に行う必要はなく、電圧センサ48u,48v,48wによる相電圧V1,V2,V3の検出も制御演算の周期毎に行う必要はない。このため本実施形態によれば、マイコン70の演算負荷が軽減される。また、電圧センサ48u,48v,48wはPWM周期に対して十分に応答できるものであればよく、その実現方法は限定されない。例えば、マイコン70がA/D変換器を内蔵している場合には、当該マイコン70の所定入力ポートにモータ駆動回路43における各出力端Nu,Nv,Nwの電圧を分圧回路等を介して与えることにより、電圧センサ48u,48v,48wを簡易に実現することができる。   It is not necessary to calculate the resistance values of the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx for each control calculation cycle of the brushless motor 1 (every time the phase voltage command value is calculated), and the phase voltages generated by the voltage sensors 48u, 48v, and 48w. It is not necessary to detect V1, V2, and V3 every control calculation cycle. For this reason, according to this embodiment, the calculation load of the microcomputer 70 is reduced. The voltage sensors 48u, 48v, and 48w may be any sensor that can sufficiently respond to the PWM cycle, and the method for realizing the voltage sensors is not limited. For example, when the microcomputer 70 includes an A / D converter, the voltages of the output terminals Nu, Nv, Nw in the motor drive circuit 43 are applied to a predetermined input port of the microcomputer 70 via a voltage dividing circuit or the like. By providing, the voltage sensors 48u, 48v, and 48w can be easily realized.

上記実施形態では、相電圧指令値Vu,Vv,Vwの補正に使用する上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値の算出には、電圧センサによる相電圧検出値V1,V2,V3が必要であるが、これらの相電圧検出値V1,V2,V3(Vxh,Vxl)を用いて式(34)(35)の計算を行う前に、ローパスフィルタに相当するフィルタ演算(なまし処理)を行うのが好ましい。このようにすれば、検出信号のノイズによる補正誤差を軽減することができる。   In the above embodiment, the phase voltage detection values V1, V2, and V3 by the voltage sensor are required to calculate the resistance values of the upper and lower arm resistors Rhx and Rlx used to correct the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw. However, before the calculations of the equations (34) and (35) are performed using these phase voltage detection values V1, V2, and V3 (Vxh, Vxl), a filter operation (smoothing process) corresponding to a low-pass filter is performed. Is preferred. In this way, it is possible to reduce a correction error due to noise in the detection signal.

また上記実施形態では、上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値の算出に相電流推定値Iue,Ive,Iweが使用されているが、これに代えて、相電流検出値Iu,Iv,Iwを使用してもよい。この場合、上記第2の実施形態における相電流算出部612(図8)を補正部71に設けることにより、電流センサ46で検出された電流値Iaから相電流検出値Iu,Iv,Iwを得ることができる。一方、上記実施形態では、上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値の算出には相電流検出値は使用されていないので、オープンループ制御部51におけるq軸電圧指令値vqcおよびd軸電圧指令値vdcの計算に必要なΦの計算にも電流検出値を使用しないように変更すれば、電流センサ46が不要となる。 In the above embodiment, the estimated phase current values Iue, Ive, Iwe are used to calculate the resistance values of the upper and lower arm resistances Rhx, Rlx. Instead, the detected phase current values Iu, Iv, Iw are used. May be used. In this case, the phase current detection values Iu, Iv, and Iw are obtained from the current value Ia detected by the current sensor 46 by providing the correction unit 71 with the phase current calculation unit 612 (FIG. 8) in the second embodiment. be able to. On the other hand, in the above embodiment, since the phase current detection value is not used for calculating the resistance values of the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx, the q-axis voltage command value v qc and the d-axis voltage in the open loop control unit 51 are used. If the current detection value is changed so as not to be used for the calculation of Φ necessary for the calculation of the command value v dc , the current sensor 46 becomes unnecessary.

上記実施形態では、モータ駆動回路43における出力端Nu,Nv,Nwの電圧を検出することによりu相電圧検出値V1、v相電圧検出値V2、w相電圧検出値V3を得ているが、これに加えて、図14に示すように、モータ駆動回路43における上下端(電源ラインへの接続点とグランドへの接続点)の電圧を検出して上端電圧検出値V4および下端電圧検出値V5を得るようにしてもよい。この場合、各相の上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値を下記式により算出することができる(x=u,v,w)。
Rhx=(V4−Vxh)/Ixe …(37)
Rlu=(V5−Vxl)/Ixe …(38)
In the above embodiment, the u-phase voltage detection value V1, the v-phase voltage detection value V2, and the w-phase voltage detection value V3 are obtained by detecting the voltages at the output terminals Nu, Nv, and Nw in the motor drive circuit 43. In addition, as shown in FIG. 14, the voltages at the upper and lower ends (the connection point to the power supply line and the connection point to the ground) in the motor drive circuit 43 are detected to detect the upper end voltage detection value V4 and the lower end voltage detection value V5. May be obtained. In this case, the resistance values of the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx of each phase can be calculated by the following formula (x = u, v, w).
Rhx = (V4-Vxh) / Ixe (37)
Rlu = (V5-Vxl) / Ixe (38)

<5.その他の実施形態>
図15は、本発明の他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。このモータ制御装置も、第1〜第3の実施形態と同様、図1に示す電動パワーステアリング装置において、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を駆動するために使用されるものであって、ECU10を用いて構成されている。本実施形態における構成要素のうち上記第3の実施形態と同一のものについては同一の参照符号を付して詳しい説明を省略する。
<5. Other Embodiments>
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a motor control device according to another embodiment of the present invention. Similarly to the first to third embodiments, this motor control device is also a brushless motor 1 having three-phase windings (not shown) of u phase, v phase and w phase in the electric power steering device shown in FIG. And is configured using the ECU 10. Of the components in the present embodiment, the same components as those in the third embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態に係るモータ制御装置は、第3の実施形態と同様、モータ駆動回路43における出力端Nu,Nv,Nwの電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段としてu相電圧センサ48u、v相電圧センサ48v、w相電圧センサ48wを備えている。これらの電圧センサ48u,48v,48wは、それぞれ、上記出力端Nu,Nv,Nwの電圧の検出値をu相電圧検出値V1、v相電圧検出値V2、w相電圧検出値V3として出力する。   Similar to the third embodiment, the motor control device according to the present embodiment includes a u-phase voltage sensor 48u and a v-phase voltage sensor as voltage detection means for detecting the voltages at the output terminals Nu, Nv, and Nw in the motor drive circuit 43, respectively. 48v, w-phase voltage sensor 48w is provided. These voltage sensors 48u, 48v, and 48w output the detected values of the voltages at the output terminals Nu, Nv, and Nw as the u-phase voltage detection value V1, the v-phase voltage detection value V2, and the w-phase voltage detection value V3, respectively. .

本実施形態における補正部81は、q軸電流推定値Iqeおよびd軸電流推定値Ideを使用することなく、上記の相電圧検出値V1,V2,V3に基づいて、dq軸/3相変換部54から出力される相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正する。このため本実施形態では、第3の実施形態(図12)とは異なり、電流推定部58は設けられていない。以下、図11および図15を参照して、本実施形態における補正部81の動作を説明する。   The correction unit 81 in the present embodiment uses the dq-axis / 3-phase conversion unit based on the phase voltage detection values V1, V2, and V3 without using the q-axis current estimation value Iqe and the d-axis current estimation value Ide. The phase voltage command values Vu, Vv, Vw output from 54 are corrected. For this reason, in this embodiment, unlike the third embodiment (FIG. 12), the current estimation unit 58 is not provided. Hereinafter, the operation of the correction unit 81 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 15.

いまx相電圧指令値Vxに対応するモータ駆動回路43の上段スイッチング素子SWXhのオン期間がtxであるとすると、このときブラシレスモータ1に印加されるべきx相電圧(周期Tにおける平均値)は
{Vb・tx+0・(T−tx)}/T …(39)
である(x=u,v,w)。
Assuming that the on period of the upper switching element SWXh corresponding to the x-phase voltage command value Vx is tx, the x-phase voltage (average value in the cycle T) to be applied to the brushless motor 1 at this time is {Vb · tx + 0 · (T−tx)} / T (39)
(X = u, v, w).

x相実電圧Vxaをこのx相電圧に等しくすべく、x相電圧指令値Vxに対するx相実電圧Vxaのずれ(x相出力端の電圧のずれ)を補償するために、図11に示すように上段スイッチング素子SWXhのオン期間をtxからtxcに変更することを考える。すなわち、x相実電圧Vxaにおいて上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxによって生じる誤差Δex(式(28))を補償するために上段スイッチング素子SWXhのオン期間をtxからtxcに変更する。この変更により、ブラシレスモータ1に印加されるx相実電圧は
{Vxh・txc+Vxl・(T−txc)}/T …(40)
となる。ここで、上段スイッチング素子SWXhのオン期間txcにおける相電圧検出値V1,V2,V3をそれぞれVuh,Vvh,Vwhで示し、上段スイッチング素子SWXhのオフ期間(T−txc)における相電圧検出値V1,V2,V3をそれぞれVul,Vvl,Vwlで示すものとする(図11参照)。
In order to make the x-phase actual voltage Vxa equal to the x-phase voltage, in order to compensate for the deviation of the x-phase actual voltage Vxa with respect to the x-phase voltage command value Vx (the deviation of the voltage at the x-phase output terminal), as shown in FIG. Consider changing the ON period of the upper switching element SWXh from tx to txc. That is, the ON period of the upper switching element SWXh is changed from tx to txc in order to compensate for the error Δex (formula (28)) caused by the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx in the x-phase actual voltage Vxa. With this change, the x-phase actual voltage applied to the brushless motor 1 is {Vxh · txc + Vxl · (T−txc)} / T (40)
It becomes. Here, the detected phase voltage values V1, V2, and V3 in the on period txc of the upper switching element SWXh are denoted by Vuh, Vvh, and Vwh, respectively, and the detected phase voltage values V1, V1 in the off period (T-txc) of the upper switching element SWXh. V2 and V3 are denoted by Vul, Vvl, and Vwl, respectively (see FIG. 11).

上記式(39)と(40)より下記式が成立する。
{Vb・tx+0・(T−tx)}/T
={Vxh・txc+Vxl・(T−txc)}/T …(41)
上記式(41)とtx=(Vx/Vb)・T,txc=(Vxc/Vb)・Tより補正後のx相電圧指令値Vxcは次式により得られる(x=u,v,w)。
Vxc={Vx+(0−Vxl)}・Vb/(Vxh−Vxl) …(42)
From the above equations (39) and (40), the following equation is established.
{Vb · tx + 0 · (T−tx)} / T
= {Vxh · txc + Vxl · (T−txc)} / T (41)
The corrected x-phase voltage command value Vxc is obtained from the following equation (x = u, v, w) from the above equation (41) and tx = (Vx / Vb) · T, txc = (Vxc / Vb) · T. .
Vxc = {Vx + (0−Vxl)} · Vb / (Vxh−Vxl) (42)

このようにして得られた補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcは、補正部81から出力されて3相/PWM変調器41に与えられる。なお、このような補正後の相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに応じてブラシレスモータ1に電圧が印加されることにより、当該ブラシレスモータ1に流れる電流は、通常、当該補正に使用した相電圧検出値V1,V2,V3の検出時点の電流に比べて変化している。このため、当該補正後においては、通常、相電圧検出値Vxh,Vxlも変化しているので、必ずしも上記式(41)は成立しない。しかし、このような補正が繰り返されることによって、上記式(41)が成立するようになる。   The corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc obtained in this way are output from the correction unit 81 and applied to the three-phase / PWM modulator 41. In addition, when a voltage is applied to the brushless motor 1 according to such corrected phase voltage command values Vuc, Vvc, and Vwc, the current flowing through the brushless motor 1 is normally the phase voltage used for the correction. The detection values V1, V2, and V3 change compared to the current at the time of detection. For this reason, since the phase voltage detection values Vxh and Vxl usually change after the correction, the above equation (41) does not necessarily hold. However, when such correction is repeated, the above equation (41) is established.

上記のような実施形態によれば、第1〜第3の実施形態と同様、モータ駆動回路における上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlxによる電圧降下によってモータへの印加電圧に生じていた誤差は、相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正されることにより補償される。また、モータ駆動回路43における出力端Nu,Nv,Nwの電圧が逐次検出され、それらの検出値に基づき相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正される。したがって、第2および第3の実施形態と同様、電子部品等の特性バラツキや温度変化によって上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlxの抵抗値がばらついたり変動したりしても、本来印加すべき電圧が精度よくモータに印加され、トルクリップルが抑制される。   According to the embodiment as described above, as in the first to third embodiments, the error generated in the voltage applied to the motor due to the voltage drop due to the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx in the motor drive circuit is Compensation is performed by correcting the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw. Further, the voltages at the output terminals Nu, Nv, Nw in the motor drive circuit 43 are sequentially detected, and the phase voltage command values Vu, Vv, Vw are corrected based on the detected values. Therefore, as in the second and third embodiments, even if the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx vary or fluctuate due to characteristic variations of electronic components and temperature changes, the voltage to be originally applied Is accurately applied to the motor, and torque ripple is suppressed.

なお上記実施形態では、モータ駆動回路43における出力端Nu,Nv,Nwの電圧を検出することによりu相電圧検出値V1、v相電圧検出値V2、w相電圧検出値V3を得ているが、これに加えて、図14に示すように、モータ駆動回路43における上下端(電源ラインへの接続点とグランドへの接続点)の電圧を検出して上端電圧検出値V4および下端電圧検出値V5を得るようにしてもよい。この場合、補正後のx相電圧指令値Vxcは、上記式(42)に代えて次式により算出される。
Vxc={Vx+(V5−Vxl)}・V4/(Vxh−Vxl) …(43)
In the above embodiment, the u-phase voltage detection value V1, the v-phase voltage detection value V2, and the w-phase voltage detection value V3 are obtained by detecting the voltages at the output terminals Nu, Nv, and Nw in the motor drive circuit 43. In addition to this, as shown in FIG. 14, the voltages at the upper and lower ends (the connection point to the power supply line and the connection point to the ground) in the motor drive circuit 43 are detected to detect the upper end voltage detection value V4 and the lower end voltage detection value. You may make it obtain V5. In this case, the corrected x-phase voltage command value Vxc is calculated by the following equation instead of the above equation (42).
Vxc = {Vx + (V5−Vxl)} · V4 / (Vxh−Vxl) (43)

次に、本発明の更に他の実施形態について説明する。図16は、こ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。このモータ制御装置も、第1〜第3の実施形態と同様、図1に示す電動パワーステアリング装置において、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を駆動するために使用されるものであって、ECU10を用いて構成されている。本実施形態における構成要素のうち上記第2の実施形態と同一のものについては同一の参照符号を付して詳しい説明を省略する。   Next, still another embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of the motor control device according to this embodiment. Similarly to the first to third embodiments, this motor control device is also a brushless motor 1 having three-phase windings (not shown) of u phase, v phase and w phase in the electric power steering device shown in FIG. And is configured using the ECU 10. Of the components in the present embodiment, the same components as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態では、当該モータ制御装置の製造時にモータ駆動回路43における各相の上段および下段アーム抵抗Rhx、Rlxが測定され、それらの測定値(これらの測定値も記号Rhx、Rlxで示すものとする)を記憶するための抵抗値記憶部59が設けられている(x=u,v,w)。この抵抗値記憶部59としては、例えばマイコン90に内蔵されたフラッシュメモリ等を使用することができる。   In the present embodiment, the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx of each phase in the motor drive circuit 43 are measured at the time of manufacturing the motor control device, and their measured values (these measured values are also indicated by symbols Rhx and Rlx). Is stored (x = u, v, w). As this resistance value memory | storage part 59, the flash memory etc. which were incorporated in the microcomputer 90 can be used, for example.

本実施形態における補正部91は、その抵抗値記憶部59から各相の上段および下段アーム抵抗Rhx、Rlxの測定値を読み出し、これらの測定値を用いて、第3の実施形態における補正部71内の指令値補正部718(図13)と同様、式(32)に従って補正後の相電圧指令値Vxcを算出する(x=u,v,w)。なお、上記から明らかなように本実施形態では、第3の実施形態における抵抗値算出部716は不要となる。   The correction unit 91 in the present embodiment reads the measured values of the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx of each phase from the resistance value storage unit 59, and uses these measurement values to correct the correction unit 71 in the third embodiment. Similarly to the command value correction unit 718 (FIG. 13), the corrected phase voltage command value Vxc is calculated according to the equation (32) (x = u, v, w). As is clear from the above, in this embodiment, the resistance value calculation unit 716 in the third embodiment is not necessary.

モータ駆動回路43における各相の上段および下段アーム抵抗Rhx、Rlxの測定については下記のようにして行うことができる。すなわち、x相の上段スイッチング素子SWXhをオンさせた状態で、この上段スイッチング素子SWXhに所定の電流を流しつつ電源端子Npwと出力端Nxとの間の電圧を測定することにより、x相の上段アーム抵抗Rhxの測定値を得ることができる(図9参照)。同様にして、x相の下段アーム抵抗Rlxの測定値も得ることができる(x=u,v,w)。   The measurement of the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx of each phase in the motor drive circuit 43 can be performed as follows. That is, with the x-phase upper switching element SWXh turned on, by measuring a voltage between the power supply terminal Npw and the output terminal Nx while passing a predetermined current through the upper switching element SWXh, A measured value of the arm resistance Rhx can be obtained (see FIG. 9). Similarly, the measured value of the lower arm resistance Rlx of the x phase can be obtained (x = u, v, w).

なお、製造時における抵抗値測定のためにモータ駆動回路43に流すべき電流は、測定に適した値であれば限定はないが、例えば実際の動作時に流れるべき電流または実際に動作させたときに流れる電流を使用してもよい。さらに、電圧値および電流値の測定には、ここでは装置外部の(テスト用の)測定器が使用されるが、モータ駆動回路43に内蔵される図示されないセンサ類や電流センサ46や電圧センサを使用してもよい。   The current to be passed through the motor drive circuit 43 for measuring the resistance value at the time of manufacture is not limited as long as it is a value suitable for measurement. For example, the current that should flow during actual operation or when it is actually operated. A flowing current may be used. Further, for measuring the voltage value and the current value, a measuring device outside the apparatus (for testing) is used here, but sensors (not shown) built in the motor drive circuit 43, a current sensor 46, and a voltage sensor are used. May be used.

上記のような本実施形態によれば、抵抗値記憶部59に記憶された測定値に基づいて相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正され、これにより、モータ駆動回路43における上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlxによる電圧降下によってモータへの印加電圧に生じていた誤差が補償される。また、当該モータ制御装置の製造時における電子部品等の特性のバラツキによって上段アーム抵抗Rhxや下段アーム抵抗Rlxの抵抗値がばらついても、当該抵抗値についての製造時における測定値に基づき相電圧指令値Vu,Vv,Vwが補正されるので、本来印加すべき電圧が精度よくモータに印加され、トルクリップルが抑制される。さらに、本実施形態によれば、既述の他の実施形態に比べ、相電圧指令値の補正に必要な検出回路(電流センサ、電圧センサ)を削減できると共に演算負荷を低減することができる。   According to the present embodiment as described above, the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw are corrected based on the measurement values stored in the resistance value storage unit 59, whereby the upper arm resistance Rhx in the motor drive circuit 43 is corrected. In addition, the error generated in the voltage applied to the motor due to the voltage drop caused by the lower arm resistance Rlx is compensated. In addition, even if the resistance values of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx vary due to variations in characteristics of electronic components and the like at the time of manufacturing the motor control device, the phase voltage command is based on the measured values at the time of manufacturing the resistance values. Since the values Vu, Vv, and Vw are corrected, the voltage that should be originally applied is accurately applied to the motor, and torque ripple is suppressed. Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the detection circuit (current sensor, voltage sensor) necessary for correcting the phase voltage command value and reduce the calculation load as compared with the other embodiments described above.

<6.その他の変形例など>
上記第2および第3の実施形態では、抵抗値補正部616または抵抗値算出部716において、上段アーム抵抗Rhxおよび下段アーム抵抗Rlxの抵抗値の補正(更新)や算出に、電流推定部58およびdq軸/3相変換部614,714により得られる相電流推定値Ixeが使用されるが(式(23)と(24)、式(34)と(35))、この相電流推定値Ixeに代えて、q軸およびd軸電流指令値iqc,idcを3相交流座標軸上の指令値に変換した値すなわち相電流指令値Ixcを使用してもよい(x=u,v,w)。特にブラシレスモータ1の(単位時間当たりの)回転数の低い領域では、逆起電力が小さいことから、相電流推定値Ixeと相電流指令値Ixcとはほぼ等しいので、相電流指令値Ixcを使用して上記抵抗値を補正しても実質的に誤差は生じない。
<6. Other variations>
In the second and third embodiments, in the resistance value correction unit 616 or the resistance value calculation unit 716, the current estimation unit 58 and the resistance value correction (update) and calculation of the upper arm resistance Rhx and the lower arm resistance Rlx are performed. The phase current estimated value Ixe obtained by the dq axis / 3-phase converters 614 and 714 is used (Equations (23) and (24), Equations (34) and (35)). Instead , a value obtained by converting the q-axis and d-axis current command values i qc and i dc into a command value on the three-phase AC coordinate axis, that is, a phase current command value Ixc may be used (x = u, v, w). . In particular, in the region where the rotational speed (per unit time) of the brushless motor 1 is low, the counter electromotive force is small, and therefore the phase current estimated value Ixe and the phase current command value Ixc are almost equal, so the phase current command value Ixc is used. Even if the resistance value is corrected, an error does not substantially occur.

また、式(23)と(24)や式(34)と(35)によって上記抵抗値を正確に補正または算出するには、ブラシレスモータ1における逆起電力の小さい方が好ましく、電流値は大きい方が好ましい。さらに、電流値が小さいほどモータ駆動回路43の上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxによる電圧降下は小さくなる。したがって、抵抗値補正部616における補正や抵抗値算出部716における抵抗値算出は、ブラシレスモータ1の(単位時間当たりの)回転数が所定値よりも低い領域でのみ行うようにしてもよく、また、各相の電流値が所定値よりも大きい領域でのみ行うようにしてもよい。   Further, in order to accurately correct or calculate the resistance value by the equations (23) and (24) or the equations (34) and (35), it is preferable that the back electromotive force in the brushless motor 1 is small, and the current value is large. Is preferred. Further, the smaller the current value, the smaller the voltage drop due to the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx of the motor drive circuit 43. Therefore, the correction in the resistance value correction unit 616 and the calculation of the resistance value in the resistance value calculation unit 716 may be performed only in a region where the rotation speed (per unit time) of the brushless motor 1 is lower than a predetermined value. Alternatively, it may be performed only in a region where the current value of each phase is larger than a predetermined value.

上記各実施形態では、補正マップの作成、上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値の補正、または、上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値の算出は、相毎に行われるが(図2、式(23)(24)、式(34)(35)参照)、これらに代えて、各相に共通の補正マップを作成したり、上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値の補正または算出を各相共通に行ってもよい。また、特定の相について補正または算出された上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxの抵抗値を各相共通に用いて相電圧指令値Vxを補正してもよい(x=u,v,w)。これらの場合においても、相電圧指令Vxの補正を相毎に行うことで、上記各実施形態と同様の効果が得られる。この場合、得られる効果の程度は上記各実施形態の場合と異なるが、上記各実施形態よりも構成を簡素化することができる。   In each of the above embodiments, the correction map is created, the resistance values of the upper and lower arm resistors Rhx and Rlx are corrected, or the resistance values of the upper and lower arm resistors Rhx and Rlx are calculated for each phase (see FIG. 2, formulas (23) (24) and formulas (34) (35)), instead of these, a common correction map is created for each phase, and resistance values of the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx are corrected. Alternatively, the calculation may be performed for each phase. Further, the phase voltage command value Vx may be corrected by using the resistance values of the upper and lower arm resistors Rhx and Rlx corrected or calculated for a specific phase in common for each phase (x = u, v, w). Even in these cases, the same effects as those of the above embodiments can be obtained by correcting the phase voltage command Vx for each phase. In this case, although the degree of the effect obtained differs from the case of each said embodiment, a structure can be simplified rather than each said embodiment.

上記各実施形態では、ブラシレスモータ1を駆動するために印加すべき相電圧を示す指令値(本明細書ではこれを「駆動指令値」という)としての相電圧指令値Vu,Vv,Vwを補正して得られる相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcがマイコンから3相/PWM変調器41に与えられ、3相/PWM変調器41は、それら(補正後の)相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに基づき、モータ駆動回路43における各スイッチング素子を制御するための信号としてPWM信号U,V,Wを生成する。しかし、これら相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに代えて、これら相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに対応するオン期間tuc,tvc,twcまたはデューティ比tuc/T,tvc/T,twc/Tが駆動指令値としてマイコン内の補正部から出力され、それらのオン期間tuc,tvc,twcまたはデューティ比tuc/T,tvc/T,twc/Tに基づき3相/PWM変調器41によりPWM信号U,V,Wが生成されるようにしてもよい。   In each of the above embodiments, the phase voltage command values Vu, Vv, and Vw are corrected as command values indicating the phase voltage to be applied to drive the brushless motor 1 (this is referred to as “drive command value” in this specification). The phase voltage command values Vuc, Vvc, and Vwc obtained as described above are given to the three-phase / PWM modulator 41 from the microcomputer, and the three-phase / PWM modulator 41 receives the (corrected) phase voltage command values Vuc, Vvc, Based on Vwc, PWM signals U, V, and W are generated as signals for controlling each switching element in the motor drive circuit 43. However, instead of these phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc, on periods tuc, tvc, twc or duty ratios tuc / T, tvc / T, twc / Tc corresponding to these phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc Is output from the correction unit in the microcomputer as a drive command value, and the PWM signal U is output by the three-phase / PWM modulator 41 based on the ON periods tuc, tvc, twc or the duty ratios tuc / T, tvc / T, twc / T. , V, W may be generated.

例えば上記第2の実施形態(図7)において、上段スイッチング素子SWXhの(変更後の)オン期間txcを駆動指令値とする場合には(x=u,v,w)、式(32)で示される相電圧指令値Vxcに代えて、下記式(33)で示されるオン期間txcが補正部61で算出され、3相/PWM変調器41に与えられる。図17は、この場合の補正部61の構成を3相/PWM変換器41と共に示すブロックである。図17に示す補正部61は、図8に示した構成とは異なり、dq軸/3相変換部54から与えられる相電圧指令値Vxをオン期間tx=Vx/Vbに変換する変換器617を含んでおり(x=u,v,w)、指令値補正部618bは、これらのオン期間txを下記式(33)に従って補正することにより変更後のオン期間txcを算出する。これら変更後のオン期間tuc,tvc,twcは3相/PWM変調器41に与えられ、この場合の3相/PWM変調器41は、これらのオン期間tuc,tvc,twcに基づきPWM信号U,V,Wを生成する。なお、図17の補正部61における他の部分の構成は、図8に示した構成と同様であり、同一構成要素には同一の参照符号が付されている。
txc={(Vb−0)・tx+Rlx・Ixe・T}/{Vb−(Rhx−Rlx)・Ixe}
…(33)
For example, in the second embodiment (FIG. 7), when the on-period txc (after change) of the upper switching element SWXh is used as the drive command value (x = u, v, w), the equation (32) Instead of the indicated phase voltage command value Vxc, an ON period txc represented by the following equation (33) is calculated by the correction unit 61 and provided to the three-phase / PWM modulator 41. FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the correction unit 61 in this case together with the three-phase / PWM converter 41. Unlike the configuration shown in FIG. 8, the correction unit 61 shown in FIG. 17 includes a converter 617 that converts the phase voltage command value Vx given from the dq axis / 3-phase conversion unit 54 into the on period tx = Vx / Vb. (X = u, v, w), the command value correction unit 618b calculates the changed on-period txc by correcting these on-periods tx according to the following equation (33). These changed on periods tuc, tvc, twc are given to the three-phase / PWM modulator 41. In this case, the three-phase / PWM modulator 41 uses the PWM signals U, tc, twc based on these on periods tuc, tvc, twc. V and W are generated. 17 is the same as the configuration shown in FIG. 8, and the same components are denoted by the same reference numerals.
txc = {(Vb-0) .tx + Rlx.Ixe.T} / {Vb- (Rhx-Rlx) .Ixe}
... (33)

また、例えば上記他の実施形態(図15)において上段スイッチング素子SWXhの(変更後の)オン期間txcを駆動指令値とする場合には、式(42)で示される相電圧指令値Vxcに代えて、下記式で示されるオン期間txcが補正部81で算出され、3相/PWM変調器41に与えられる(x=u,v,w)。
txc={(Vb−0)・tx+(0−Vxl)・T}/(Vxh−Vxl)
この場合の3相/PWM変調器41は、これらのオン期間tuc,tvc,twcに基づきPWM信号U,V,Wを生成する。なお、この場合において、更に図14に示すように、モータ駆動回路43における上下端(電源ラインへの接続点とグランドへの接続点)の電圧を検出して上端電圧検出値V4および下端電圧検出値V5を得るように構成されているときには、下記式で示されるオン期間txcが補正部81で算出され、3相/PWM変調器41に与えられる(x=u,v,w)。
txc={(V4−V5)・tx+(V5−Vxl)・T}/(Vxh−Vxl)
Further, for example, when the on-period txc (after the change) of the upper switching element SWXh is used as the drive command value in the other embodiment (FIG. 15), the phase voltage command value Vxc represented by the equation (42) is used. Thus, an ON period txc represented by the following equation is calculated by the correction unit 81 and is supplied to the three-phase / PWM modulator 41 (x = u, v, w).
txc = {(Vb-0) .tx + (0-Vxl) .T} / (Vxh-Vxl)
In this case, the three-phase / PWM modulator 41 generates PWM signals U, V, and W based on these on periods tuc, tvc, and twc. In this case, as shown in FIG. 14, the upper and lower ends of the motor drive circuit 43 (the connection point to the power supply line and the connection point to the ground) are detected to detect the upper end voltage detection value V4 and the lower end voltage. When configured to obtain the value V5, an ON period txc represented by the following equation is calculated by the correction unit 81 and is supplied to the three-phase / PWM modulator 41 (x = u, v, w).
txc = {(V4-V5) .tx + (V5-Vxl) .T} / (Vxh-Vxl)

上記各実施形態のうち、第1の実施形態はフィードバック制御を前提として説明されており、他の実施形態はオープンループ制御を前提として説明されている。しかし、本発明はいずれの制御方式にも適用可能であり、各実施形態において採用されている制御方式をフィードバック制御とオープンループ制御との間で入れ替えてもよい。ただし、モータ駆動回路43における上段および下段アーム抵抗Rhx,Rlxに起因するモータ印加電圧の誤差によるモータ電流またはモータトルクへの影響は、一般に、フィードバック制御の場合よりもオープンループ制御の場合の方が大きい。このため、本発明はオープンループ制御の場合に特に有効である。   Among the above embodiments, the first embodiment is described on the assumption of feedback control, and the other embodiments are described on the assumption of open loop control. However, the present invention is applicable to any control method, and the control method employed in each embodiment may be interchanged between feedback control and open loop control. However, the influence on the motor current or the motor torque due to the error of the motor applied voltage caused by the upper and lower arm resistances Rhx and Rlx in the motor drive circuit 43 is generally more in the case of open loop control than in the case of feedback control. large. For this reason, the present invention is particularly effective in the case of open loop control.

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。さらに上記各実施形態では、駆動対象としてのブラシレスモータ1の相数を3としているが、上記説明から明らかなように、3相以外の相数のブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置にも本発明を適用することができる。   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. Further, in each of the above embodiments, the number of phases of the brushless motor 1 as a driving target is three, but as is apparent from the above description, the motor control device for driving a brushless motor having a number of phases other than three phases is also used. The present invention can be applied.

本発明に係るモータ制御装置を備え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 an electric power steering apparatus provided with the motor control apparatus which concerns on 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補正マップの作成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating preparation of the correction map in the said 1st Embodiment. 上記第1の実施形態における補正マップの作成に必要な電圧ずれを求めるための1相分の等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit for 1 phase for calculating | requiring the voltage shift required for preparation of the correction map in the said 1st Embodiment. 図5に示す等価回路に基づき作成される補正マップを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the correction map produced based on the equivalent circuit shown in FIG. 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. 上記第2の実施形態における補正部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 correction | amendment part in the said 2nd Embodiment. 上段および下段アーム抵抗に起因するモータへの印加電圧の誤差を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the error of the voltage applied to the motor resulting from upper stage and lower stage arm resistance. モータへの印加電圧につき上段および下段アーム抵抗によって生じる誤差を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating the error which arises by the upper stage and lower stage arm resistance about the applied voltage to a motor. モータへの印加電圧につき上段および下段アーム抵抗によって生じる誤差を補償するための補正(相電圧指令値の補正)を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating the correction | amendment (correction | amendment of phase voltage command value) for compensating the error which arises by the upper stage and lower stage arm resistance about the applied voltage to a motor. 本発明の第3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 3rd Embodiment of this invention. 上記第3の実施形態における補正部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 correction | amendment part in the said 3rd Embodiment. 上記第3の実施形態の変形例を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the modification of the said 3rd Embodiment. 本発明の他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 other embodiment of this invention. 本発明の更に他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 other embodiment of this invention. 本発明の上記第2の実施形態の他の変形例における補正部の構成を3相/PWM変調器と共に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the correction | amendment part in the other modification of the said 2nd Embodiment of this invention with a 3 phase / PWM modulator.

符号の説明Explanation of symbols

6…ロータ、10…ECU、20…モータ制御部、36…補正演算部、37…補正記憶部、43…モータ駆動回路、45…電流センサ、10,60,70,80,90…マイコン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 ... Rotor, 10 ... ECU, 20 ... Motor control part, 36 ... Correction calculating part, 37 ... Correction memory | storage part, 43 ... Motor drive circuit, 45 ... Current sensor 10, 60, 70, 80, 90 ... Microcomputer.

Claims (4)

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印加すべき各相電圧を示す指令値を求め、当該指令値を駆動指令値として出力する制御演算手段と、
前記駆動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駆動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
電流推定手段と、
電流検出手段とを備え、
前記駆動手段は、互いに直列に接続された2個のスイッチング素子からなるスイッチング素子対を前記ブラシレスモータの相数だけ電源端子と接地端子との間に並列に接続して構成され、各相に対応する前記2個のスイッチング素子の接続点が出力端として前記ブラシレスモータに接続されるインバータを含み、
前記補正手段は、前記電源端子から前記インバータの出力端までの経路の各相の抵抗成分である上段アーム抵抗と当該出力端から前記接地端子までの経路の各相の抵抗成分である下段アーム抵抗とに基づき、前記駆動指令値を相毎に補正し、
前記電流推定手段は、前記インバータから前記ブラシレスモータに供給されるべき電流を推定し、
前記電流検出手段は、前記インバータから前記ブラシレスモータに供給される電流を検出し、
前記補正手段は、
前記電流推定手段により得られる電流推定値と前記電流検出手段により得られる電流検出値との比に基づき、前記上段および下段アーム抵抗の少なくとも一方の抵抗値を補正する抵抗値補正手段と、
前記抵抗値補正手段による補正後の抵抗値に基づき、前記駆動指令値が示す電圧に対する前記出力端における電圧のずれが補償されるように前記駆動指令値を相毎に補正する指令値補正手段と
を含むことを特徴とする、モータ制御装置。
A motor control device for driving a 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 drive command value;
Correction means for correcting the drive command value;
Drive means for driving the brushless motor based on the drive command value corrected by the correction means ;
Current estimation means;
Current detection means ,
The driving means is configured by connecting a pair of switching elements composed of two switching elements connected in series to each other in parallel between the power supply terminal and the ground terminal by the number of phases of the brushless motor, and corresponding to each phase. A connection point between the two switching elements includes an inverter connected to the brushless motor as an output end;
The correction means includes an upper arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the power supply terminal to the output terminal of the inverter, and a lower arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the output terminal to the ground terminal. Based on the above, the drive command value is corrected for each phase ,
The current estimation means estimates a current to be supplied from the inverter to the brushless motor,
The current detection means detects a current supplied from the inverter to the brushless motor,
The correction means includes
Resistance value correcting means for correcting at least one resistance value of the upper and lower arm resistances based on a ratio between an estimated current value obtained by the current estimating means and a detected current value obtained by the current detecting means;
Command value correcting means for correcting the drive command value for each phase so as to compensate for a voltage shift at the output terminal with respect to the voltage indicated by the drive command value based on the resistance value corrected by the resistance value correcting means;
The motor control apparatus characterized by including .
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印加すべき各相電圧を示す指令値を求め、当該指令値を駆動指令値として出力する制御演算手段と、
前記駆動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駆動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
電圧検出手段とを備え、
前記駆動手段は、互いに直列に接続された2個のスイッチング素子からなるスイッチング素子対を前記ブラシレスモータの相数だけ電源端子と接地端子との間に並列に接続して構成され、各相に対応する前記2個のスイッチング素子の接続点が出力端として前記ブラシレスモータに接続されるインバータを含み、
前記補正手段は、前記電源端子から前記インバータの出力端までの経路の各相の抵抗成分である上段アーム抵抗と当該出力端から前記接地端子までの経路の各相の抵抗成分である下段アーム抵抗とに基づき、前記駆動指令値を相毎に補正し、
前記電圧検出手段は、前記インバータの前記出力端における少なくとも1相の電圧を検出し
前記補正手段は、
前記電圧検出手段により得られる前記電圧を検出した相の電圧検出値と前記インバータから前記ブラシレスモータに供給される前記電圧を検出した相の電流を示す電流値とに基づき、前記上段および下段アーム抵抗の抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、
前記抵抗値算出手段により算出される抵抗値に基づき、前記駆動指令値が示す電圧に対する前記出力端における電圧のずれが補償されるように前記駆動指令値を相毎に補正する指令値補正手段と
を含むことを特徴とする、モータ制御装置。
A motor control device for driving a 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 drive command value;
Correction means for correcting the drive command value;
Drive means for driving the brushless motor based on the drive command value corrected by the correction means ;
Voltage detection means ,
The driving means is configured by connecting a pair of switching elements composed of two switching elements connected in series to each other in parallel between the power supply terminal and the ground terminal by the number of phases of the brushless motor, and corresponding to each phase. A connection point between the two switching elements includes an inverter connected to the brushless motor as an output end;
The correction means includes an upper arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the power supply terminal to the output terminal of the inverter, and a lower arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the output terminal to the ground terminal. Based on the above, the drive command value is corrected for each phase ,
The voltage detection means detects a voltage of at least one phase at the output terminal of the inverter ;
The correction means includes
The upper and lower arm resistances based on the voltage detection value of the phase detecting the voltage obtained by the voltage detection means and the current value indicating the current of the phase detecting the voltage supplied from the inverter to the brushless motor. Resistance value calculating means for calculating the resistance value of
Command value correction means for correcting the drive command value for each phase so as to compensate for a deviation in voltage at the output terminal with respect to the voltage indicated by the drive command value based on the resistance value calculated by the resistance value calculation means;
The motor control apparatus characterized by including .
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印加すべき各相電圧を示す指令値を求め、当該指令値を駆動指令値として出力する制御演算手段と、
前記駆動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駆動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、
前記駆動手段は、互いに直列に接続された2個のスイッチング素子からなるスイッチング素子対を前記ブラシレスモータの相数だけ電源端子と接地端子との間に並列に接続して構成され、各相に対応する前記2個のスイッチング素子の接続点が出力端として前記ブラシレスモータに接続されるインバータを含み、
前記補正手段は、前記電源端子から前記インバータの出力端までの経路の各相の抵抗成分である上段アーム抵抗と当該出力端から前記接地端子までの経路の各相の抵抗成分である下段アーム抵抗との差により生じる前記出力端における電圧のずれが補償されるように、前記駆動指令値に応じて前記駆動指令値を相毎に補正し、
前記補正手段は、
前記ブラシレスモータに印加すべき相電圧の指令値と補正量との対応関係を示す補正マップを記憶している記憶手段と、
前記制御演算手段から出力される駆動指令値に前記補正マップによって対応付けられる補正量に応じて当該駆動指令値を相毎に補正することにより前記補正後の駆動指令値を算出する補正演算手段と
を含むことを特徴とする、モータ制御装置。
A motor control device for driving a 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 drive command value;
Correction means for correcting the drive command value;
Drive means for driving the brushless motor based on the drive command value corrected by the correction means,
The driving means is configured by connecting a pair of switching elements composed of two switching elements connected in series to each other in parallel between the power supply terminal and the ground terminal by the number of phases of the brushless motor, and corresponding to each phase. A connection point between the two switching elements includes an inverter connected to the brushless motor as an output end;
The correction means includes an upper arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the power supply terminal to the output terminal of the inverter, and a lower arm resistance that is a resistance component of each phase of the path from the output terminal to the ground terminal. The drive command value is corrected for each phase according to the drive command value so that the voltage shift at the output end caused by the difference between
The correction means includes
Storage means for storing a correction map indicating a correspondence relationship between a command value of a phase voltage to be applied to the brushless motor and a correction amount;
Correction calculation means for calculating the corrected drive command value by correcting the drive command value for each phase according to a correction amount associated with the drive command value output from the control calculation means by the correction map;
The motor control apparatus characterized by including .
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 3 ,
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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