JP5645058B2 - モータ制御装置 - Google Patents
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Description
=tan−1(V1/V2) …(1)
このようにして、求められた相対回転角(ブラシレスモータのロータの電気角)θEを使って、ブラシレスモータを制御する。
この構成では、目標モータトルクと実モータトルクとの偏差に基づいて、第1の回転角候補および第2の回転角候補のうちの一方が補正後の回転角として選択される。回転角補正手段は、たとえば、第1の回転角候補に基づいてブラシレスモータの駆動電流が制御されている場合に、目標モータトルクと実モータトルクとの偏差の絶対値(トルク偏差の絶対値)が所定のしきい値より大きくなったときに第2の回転角候補を選択し、第2の回転角候補に基づいてブラシレスモータの駆動電流が制御されている場合に、トルク偏差の絶対値が所定のしきい値より大きくなったときに1の回転角候補を選択するものであってもよい。これにより、2つの正弦波信号のうちのいずれか一方に異常が発生した場合においても、正常な一つの正弦波信号に基づいて、ブラシレスモータを駆動することができる。
図1は、この発明の第1の実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置(車両用操舵装置の一例)の電気的構成を説明するためのブロック図である。
この電動パワーステアリング装置は、車両を操向するための操作部材としてのステアリングホイール10に加えられる操舵トルクTを検出するトルクセンサ1と、車両の舵取り機構2に減速機構8を介して操舵補助力を与えるモータ3(ブラシレスモータ)と、モータ3の回転角(電気角)を検出するための第1の磁気センサ4および第2の磁気センサ5と、モータ3を駆動制御するモータ制御装置6と、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の速度を検出する車速センサ7とを備えている。
モータ3は、この実施形態では、三相ブラシレスモータであり、図2に図解的に示すように、界磁としてのロータ50と、このロータ50に対向するステータ55に配置されたU相、V相およびW相のステータ巻線51,52,53とを備えている。モータ3は、ロータの外部にステータを対向配置したインナーロータ型のものであってもよいし、筒状のロータの内部にステータを対向配置したアウターロータ型のものであってもよい。
電流検出部13は、モータ3のステータ巻線51,52,53(図2参照)を流れる電流を検出する。より具体的には、電流検出部13は、三相(U相、V相およびW相)のステータ巻線51,52,53における相電流をそれぞれ検出する電流検出器を有する。
第2の回転角演算部33は、センサ故障判定部32によっていずれか一方の磁気センサ4,5に故障が発生したことが検出されたときに、正常な一つ磁気センサの出力信号に基づいて、モータ3のロータ50の回転角(電気角。以下、「第2の回転角θ2」という。)を演算(推定)するものである。第2の回転角演算部33の動作の詳細については、後述する。
第2スイッチ36は、第1ゲインG1と、ゲイン演算部35によって演算された第2ゲインG2とのうちのいずれか一方を選択し、指示電流制御用のゲインGとして出力するものである。具体的には、センサ故障判定部32によってセンサ故障が検出されていないときには、第2スイッチ36は第1ゲインG1を選択して、指示電流制御用のゲインGとして出力する。第1ゲインG1は、”1”に固定されている。センサ故障判定部32によってセンサ故障が検出されているときには、第2スイッチ34は第2ゲインG2を選択して、指示電流制御用のゲインGとして出力する。
電流検出部13は、モータ3のU相電流IU、V相電流IV、W相電流IW(以下、これらを総称するときには「三相検出電流IUVW」という。)を検出する。電流検出部13によって検出された三相検出電流IUVWは、UVW/dq変換部27に与えられる。
電流偏差演算部23は、ゲイン補正後の二相指示電流値G・Idq *と、UVW/dq変換部27から与えられる二相検出電流Idqとの偏差を演算する。より具体的には、電流偏差演算部23は、ゲイン補正後のd軸指示電流値G・Id *に対するd軸検出電流Idの偏差およびゲイン補正後のq軸指示電流値G・Iq *に対するq軸検出電流Iqの偏差を演算する。これらの偏差は、PI制御部24に与えられる。
dq/UVW変換部25は、二相指示電圧Vdq *を三相指示電圧VUVW *に変換する。この座標変換には、第1スイッチ34によって選択された変換角θSが用いられる。三相指示電圧VUVW *は、U相指示電圧VU *、V相指示電圧VV *およびW相指示電圧VW *からなる。この三相指示電圧VUVW *は、PWM制御部26に与えられる。
駆動回路12は、U相、V相およびW相に対応した三相コンバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がPWM制御部26から与えられるPWM制御信号によって制御されることにより、三相指示電圧VUVW *に相当する電圧がモータ3の各相のステータ巻線51,52,53に印加されることになる。
このような構成によって、ステアリングホイール10に操舵トルクが加えられると、これがトルクセンサ1によって検出される。そして、トルクセンサ1によって検出された操舵トルクおよび車速センサ7によって検出された車速に応じた指示電流値Idq *が指示電流値生成部21によって生成される。この指示電流値Idq *に第2スイッチ36によって選択されたゲインG(第1ゲインG1または第2ゲインG2)が乗算されることにより、最終的な指示電流値G・Idq *が生成される。
θ1=tan−1(sinθ/cosθ)
=tan−1(V1/V2)…(2)
センサ故障判定部32の動作について、詳しく説明する。第1の磁気センサ4が故障した場合には、第1の出力信号V1は−φ(下限値)またはφ(上限値)に固定されると考えられる。同様に、第2の磁気センサ5が故障した場合には、第2の出力信号V2は−φ(下限値)またはφ(上限値)に固定されると考えられる。そこで、一方の磁気センサの出力信号のある期間内での変化量が第1の所定値A(A>0)以上となったにもかかわらず、他方の磁気センサの出力信号の前記期間内での変化量が第1の所定値Aより小さい第2の所定値B(B>0)以下である場合には、他方の磁気センサが故障していると判定する。
センサ故障判定部32は、変数V1_MAX,V2_MAX,V1_MINおよびV2_MINの初期化処理を行なう(ステップS1)。具体的には、センサ故障判定部32は、変数V1_MAXおよびV2_MAXを、−φ(φは信号V1,V2の振幅)より十分小さい所定値K1に設定するとともに、変数V1_MINおよびV2_MINを、φより十分大きい所定値K2に設定する。この初期化処理は、ある条件が満たされる度に実行される。具体的には、後述するステップS6またはステップS7でNOと判定される度に、ステップS1の初期化処理が行なわれる。
具体的には、センサ故障判定部32は、取得した第1の出力信号V1と変数V1_MAXとを比較し、V1>V1_MAXであれば、変数V1_MAXの値を第1の出力信号V1の値に置き換える。また、センサ故障判定部32は、取得した第1の出力信号V1と変数V1_MINとを比較し、V1<V1_MINであれば、変数V1_MINの値を第1の出力信号V1の値に置き換える。また、センサ故障判定部32は、取得した第2の出力信号V2と変数V2_MAXとを比較し、V2>V2_MAXであれば、変数V2_MAXの値を第2の出力信号V2の値に置き換える。また、センサ故障判定部32は、取得した第2の出力信号V2と変数V2_MINとを比較し、V2<V2_MINであれば、変数V2_MINの値を第2の出力信号V2の値に置き換える。
ステップS2〜S5の処理が繰り返されているときに、前記ステップS4において、第1の出力信号V1の変化量が第1のしきい値A以上であると判別された場合には(ステップS4:YES)、センサ故障判定部32は、第2の出力信号V2の変化量が第2のしきい値B(B>0)以下であるか否かを判別する(ステップS6)。第2のしきい値Bは、第1のしきい値Aより小さく設定されている。第2のしきい値Bは、たとえば、B=0.02φ(φは信号V1,V2の振幅)に設定されている。第2の出力信号V2の変化量が第2のしきい値Bより大きければ、センサ故障判定部32は、両磁気センサ4,5は正常であると判別し、ステップS1に戻る。つまり、再度、初期化処理が行われる。
図6は、両磁気センサ4,5が正常であり、第1の回転角θ1に基づいてモータ3が制御されている場合の、実際のロータ50の回転角(以下。「実回転角θ」という)に対する相電流IU,IV,IWおよびモータトルクTMを示している。相電流は、U相電流IU、V相電流IVおよびW相電流IWからなる。図6に示すように、モータ3の相電流IU,IV,IWの振幅がある値となるように制御されているときには、モータトルクTMはロータ50の回転角にかかわらず、一定値となる。なお、モータ3の相電流IU,IV,IWの振幅は、指示電流値Idq *に基づいて制御され、これに応じてモータトルクTMが制御される。
θ2=cos−1(V2/φ) …(3)
ただし、cos−1(V2/φ)は、0°〜180°の範囲内の角度(0°≦θ2≦180°)として求められる。
|V2|/φ≦0.707であるとき;
G2=0 …(4)
|V2|/φ>0.707であるとき;
G2={(|V2|/φ)−0.707}/(1−0.707) …(5)
第2の回転角θ2が、逆トルク発生可能性有り領域P1(45°〜135°)内にある場合には、前記式(4)により、G2=0となる。一方、第2の回転角θ2が、逆トルク発生可能性無し領域P2(0°〜45°,135°〜180°)内にある場合には、前記式(5)により、第2ゲインG2が演算される。前記式(5)によれば、cosθの絶対値(|V2|/φ)が0.707のときにはG2=0となり、cosθの絶対値が1のときにはG2=1となる。そして、cosθの絶対値が大きくなるほど、第2ゲインG2は大きくなる。したがって、第2の回転角θ2が、0°〜45°の領域内にある場合には、第2の回転角θ2が大きくなるに従って、第2ゲインG2は小さくなる。また、第2の回転角θ2が、135°〜180°の領域内にある場合には、第2の回転角θ2が大きくなるに従って、第2ゲインG2は大きくなる。なお、第2の出力信号V2の値に応じた第2ゲインを記憶したマップと、第2の出力信号V2の値とに基づいて第2ゲインを演算するようにしてもよい。
第2の回転角θ2が逆トルク発生可能性有り領域P1(θ2=45°〜135°)内にあるときには、第2ゲインG2は零となる。これにより、図9に示すように、実回転角θが、45°〜135°の領域内にあるときおよび225°〜315°の領域内にあるときには、第2ゲインG2は零となるので、モータ3の相電流IU,IV,IWおよびモータトルクTMが零となる。
ただし、sin−1(V1/φ)は、0°〜90°(0°≦θ2≦90°)または270°〜360°(270°≦θ2<360°)の範囲内の角度として求められる。具体的には、V1≧0であれば、sin−1(V1/φ)は、0°〜90°(0°≦θ2≦90°)の範囲内の角度として求められる。一方、V1<0であれば、sin−1(V1/φ)は、270°〜360°(270°≦θ2<360°)の範囲内の角度として求められる。
|V1|/φ≦0.707であるとき;
G2=0 …(7)
|V1|/φ>0.707であるとき;
G2={(|V1|/φ)−0.707}/(1−0.707) …(8)
第2の回転角θ2が、逆トルク発生可能性有り領域R1(0°〜45°,315°〜360°)内にある場合には、前記式(7)により、G2=0となる。一方、第2の回転角θ2が、逆トルク発生可能性無し領域R2(45°〜90°,270°〜315°)内にある場合には、前記式(8)により、第2ゲインG2が演算される。前記式(8)によれば、sinθの絶対値(|V1|/φ)が0.707のときにはG2=0となり、sinθの絶対値が1のときにはG2=1となる。そして、sinθの絶対値が大きくなるほど、第2ゲインG2は大きくなる。したがって、第2の回転角θ2が、45°〜90°の領域内にある場合には、第2の回転角θ2が大きくなるに従って、第2ゲインG2は大きくなる。また、第2の回転角θ2が、270°〜315°の領域内にある場合には、第2の回転角θ2が大きくなるに従って、第2ゲインG2は小さくなる。なお、第1の出力信号V1の値に応じた第2ゲインを記憶したマップと、第1の出力信号V1の値とに基づいて第2ゲインを演算するようにしてもよい。
第2の回転角θ2が逆トルク発生可能性有り領域R1(0°〜45°,315°〜360°)内にあるときには、G2=0となるため、最終的なq軸指示電流値G・Iq *は零となる。これにより、図12に示すように、実回転角θが、0°〜45°の領域内、315°〜360°の領域内および135°〜225°の領域内にあるときには、第2ゲインG2は零となるから、モータ3の相電流IU,IV,IWおよびモータトルクTMが零となる。
図13は、この発明の第2の実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。図13において、図1の各部に対応する部分には、図1と同じ参照符合を付してある。
このような構成によって、ステアリングホイール10に操舵トルクが加えられると、これがトルクセンサ1によって検出される。そして、トルクセンサ1によって検出された操舵トルクおよび車速センサ7によって検出された車速に応じた指示電流値Idq *が指示電流値生成部21によって生成される。この指示電流値Idq *は、dq/UVW変換部28によって三相指示電流値IUVW *に変換される。この三相指示電流値IUVW *に第2スイッチ36によって選択されたゲインG(第1ゲインG1または第2ゲインG2)が乗算されることにより、最終的な指示電流値G・IUVW *が生成される。
第3の実施形態では、第1の実施形態におけるゲイン乗算部22、ゲイン演算部35および第2スイッチ36は備えられていない。一方、第3の実施形態では、機能処理部として、目標モータトルク生成部20および実モータトルク演算部37が追加されている。また、第3の実施形態における指示電流値生成部21Aは、第1の実施形態における指示電流値生成部21とはその動作が異なる。また、第3の実施形態における第2の回転角演算部33Aは、第1の実施形態における第2の回転角演算部33とはその動作が異なる。
このような構成において、ステアリングホイール10に操舵トルクが加えられると、これがトルクセンサ1によって検出される。そして、トルクセンサ1によって検出された操舵トルクおよび車速センサ7によって検出された車速に応じた目標モータトルクTM *が目標モータトルク生成部20によって生成される。そして、この目標モータトルクTM *に応じた指示電流値Idq *が指示電流値生成部21Aによって生成される。
具体的には、第2の回転角演算部33Aは、まず、第1の磁気センサ4の出力信号V1(V1=φsinθ)からロータ50の回転角(以下、「推定回転角θR」という。)を演算する。そして、目標モータトルクTM *と実モータトルクTMとの偏差に基づいて推定回転角θRを補正することにより、第2の回転角θ2を演算する。
θR=sin−1(V1/φ) …(9)
ただし、sin−1(V1/φ)は、0°〜90°(0°≦θ2≦90°)または270°〜360°(270°≦θ2<360°)の範囲内の角度として求められる。具体的には、sin−1(V1/φ)は、0°〜90°(0°≦θ2≦90°)の範囲内の角度として求められる。一方、V1<0であれば、sin−1(V1/φ)は、270°〜360°(270°≦θ2<360°)の範囲内の角度として求められる。図10を参照して、推定回転角θRは、第1の出力信号V1から予測される第1の回転角領域R内の第1の回転角候補θRおよび第2の回転角領域S内の第2の回転角候補θS(θS=180°−θR(0°≦θR≦90°)またはθS=540°−θR(270°≦θR<360°))のうちの、第1の回転角候補θRである。
そこで、第2の回転角演算部33Aは、目標モータトルクTM *と実モータトルクTMとの偏差が大きくなる回転角においては、目標モータトルクTM *と実モータトルクTMとの偏差に応じて推定回転角θRを補正する。
第2の回転角演算部33Aは、まず、初期設定を行う。つまり、第2の回転角演算部33Aは、角度補正値を表す変数Δθを零に設定するともに(ステップS21)、フラグflagを零に設定する(ステップS22)。
ステップS23において、フラグflagが0でないと判別された場合には(ステップS23:NO)、第2の回転角演算部33Aは、フラグflagが1であるか否かを判別する(ステップS27)。フラグflagが1である場合には(ステップS27:YES)、第2の回転角演算部33Aは、今回の角度補正値Δθを次式(10)に基づいて、演算する(ステップS28)。
前記式(10)においてK(K>0)は乗算係数である。角度補正値Δθは、トルク偏差|TM *−TM|が大きいほど、大きな値となる。この後、第2の回転角演算部33Aは、フラグflagを2に設定する(ステップS29)。そして、ステップS30に移行する。
ステップS30においては、第2の回転角演算部33Aは、第1の出力信号V1が零以上であるか否かを判別する。V1≧0であれば(ステップS30:YES)、第2の回転角演算部33Aは、次式(11)に基づいて、第2の回転角θ2を演算する(ステップS31)。
つまり、第2の回転角演算部33Aは、推定回転角θRに今回の角度補正値Δθを加算することにより、推定回転角θRを補正する。この補正後の推定回転角が第2の回転角θ2として出力される。第2の回転角θ2は、第1スイッチ34を介してUVW/dq変換部27およびdq/UVW変換部25に変換角θSとして与えられる。この後、第2の回転角演算部33Aは、今回の角度補正値Δθを、前回の角度補正値Δθn−1として記憶した後(ステップS33)、ステップS23に戻る。
θ2=θR−Δθ …(12)
つまり、第2の回転角演算部33Aは、推定回転角θRから今回の角度補正値Δθを減算することにより、推定回転角θRを補正する。この補正後の推定回転角が第2の回転角θ2として出力される。第2の回転角θ2は、第1スイッチ34を介してUVW/dq変換部27およびdq/UVW変換部25に変換角θSとして与えられる。この後、第2の回転角演算部33Aは、今回の角度補正値Δθを、前回の角度補正値Δθn−1として記憶した後(ステップS33)、ステップS23に戻る。
図15を参照して、実モータ角θが0°〜90°または270°〜360°の範囲内にある場合には、推定回転角θRは実モータ角θとほぼ等しいため、トルク偏差|TM *−TM|はしきい値D未満となる。したがって、実モータ角θが0°〜90°または270°〜360°の範囲内にある場合には、ステップS23〜S25の処理が繰り返される。
ステップS28によって演算された角度補正値Δθに基づいて推定回転角θRが補正されたことによって、トルク偏差|TM *−TM|がしきい値D未満となった場合には、ステップS34でYESとなる。この場合には、前回の角度補正値Δθn−1と同じ角度補正値を用いて、推定回転角θRが補正されることになる(ステップS35,S30〜S33参照)。したがって、補正後の回転角θ2は、前回の補正後の回転角と近い値となる。
図18は、第2の磁気センサ5が故障した場合における第2の回転角演算部33Aの動作を示すフローチャートである。図18の処理は、所定の演算周期毎に繰り返される。
まず、第2の回転角演算部33Aは、次式(13)に基づいて、回転角(以下、「推定回転角θR」という)を演算する(ステップS41)。
ただし、sin−1(V1/φ)は、0°〜90°(0°≦θ2≦90°)または270°〜360°(270°≦θ2<360°)の範囲内の角度として求められる。具体的には、V1≧0であれば、sin−1(V1/φ)は、0°〜90°(0°≦θ2≦90°)の範囲内の角度として求められる。一方、V1<0であれば、sin−1(V1/φ)は、270°〜360°(270°≦θ2<360°)の範囲内の角度として求められる。図10を参照して、推定回転角θRは、第1の出力信号V1から予測される第1の回転角領域R内の第1の回転角候補θRおよび第2の回転角領域S内の第2の回転角候補θS(θS=180°−θR(0°≦θR≦90°)またはθS=540°−θR(270°≦θR<360°))のうちの、第1の回転角候補θRである。
トルク偏差|TM *−TM|がしきい値E以下である場合には(ステップS42:NO)、第2の回転角演算部33Aは、フラグflag1が0であるか否かを判別する(ステップS43)。フラグflag1は、モータ制御に用いられている第2の回転角θ2が図10に示される第1の回転角領域R内の角度であるか、図10に示される第2の回転角領域S内の角度であるかを記憶するためのフラグである。具体的には、第2の回転角θ2が第1の回転角領域R内の角度である場合にはフラグflag1は0となり、第2の回転角θ2が第2の回転角領域S内の角度である場合にはフラグflag1は1となる。フラグflag1の初期値は0である。
0°≦θR≦90°である場合;
θ2=180°−θR,
270°≦θR<360°である場合;
θ2=540°−θR …(14)
この場合には、第2の回転角θ2は、第2の回転角領域S内の角度となる。第2の回転角θ2は、第1スイッチ34を介してUVW/dq変換部27およびdq/UVW変換部25に変換角θSとして与えられる。第2の回転角演算部33Aは、フラグflag1を1に設定した後(ステップS47)、今演算周期での処理を終了する。
実回転角θが第1の回転角領域R内から第2の回転角領域S内へ変化した場合には、第2の回転角θ2(この場合には、θ2=θR)は実回転角θと等しくならなくなる。このため、トルク偏差|TM *−TM|が大きくなる。トルク偏差|TM *−TM|がしきい値Eを超えると、ステップS42でYESとなるため、ステップS48に移行する。この場合には、フラグflag1は0となっているため、ステップS48でYESとなるため、ステップS49に移行する。したがって、前記式(14)に基づいて、第2の回転角θ2が演算される。これにより、第2の回転角θ2は、第2の回転角領域S内の角度となり、実回転角θとほぼ等しくなる。このため、トルク偏差|TM *−TM|がしきい値E以下になる。こうして、実モータ角θが第2の回転角領域S内にある場合には、各演算周期において、ステップS41,S42,S43,S46,S47の処理が実行される。
まず、第2の回転角演算部33Aは、次式(15)に基づいて、回転角(以下、「推定回転角θP)という)を演算する(ステップS61)。
θP=cos−1(V2/φ)…(15)
ただし、cos−1(V2/φ)は、0°〜180°(0°≦θ2≦180°)の範囲内の角度として求められる。図7を参照して、推定回転角θPは、、第2の出力信号V2から予測される第1の回転角領域P内の第1の回転角候補θPおよび第2の回転角領域Q内の第2の回転角候補θQ(θQ=360°−θP)のうちの、第1の回転角候補θPである。
トルク偏差|TM *−TM|がしきい値E以下である場合には(ステップS62:NO)、第2の回転角演算部33Aは、フラグflag2が0であるか否かを判別する(ステップS63)。フラグflag2は、モータ制御に用いられている第2の回転角θ2が図7にPで示される第1の回転角領域P内の角度であるか、図7に示される第2の回転角領域Q内の角度であるかを記憶するためのフラグである。具体的には、第2の回転角θ2が第1の回転領域P内の角度である場合にはフラグflag2は0であり、第2の回転角θ2が第2の回転角領域Q内の角度である場合にはフラグflag2は1となる。フラグflag2の初期値は0である。
θ2=360°−θP …(16)
この場合には、第2の回転角θ2は、第2の回転角領域Q内の角度となる。第2の回転角θ2は、第1スイッチ34を介してUVW/dq変換部27およびdq/UVW変換部25に変換角θSとして与えられる。第2の回転角演算部33Aは、フラグflag2を1に設定した後(ステップS67)、今演算周期での処理を終了する。
実回転角θが第1の回転角領域P内から第2の回転角領域Q内へ変化した場合には、第2の回転角θ2(この場合には、θ2=θP)は実回転角θと等しくならなくなる。このため、トルク偏差|TM *−TM|が大きくなる。トルク偏差|TM *−TM|がしきい値Eを超えると、ステップS62でYESとなるため、ステップS68に移行する。この場合には、フラグflag2は0となっているため、ステップS68でYESとなるため、ステップS69に移行する。したがって、前記式(16)に基づいて、第2の回転角θ2が演算される。これにより、第2の回転角θ2は、第2の回転角領域Q内の角度となり、実回転角θと等しくなる。このため、トルク偏差|TM *−TM|がしきい値E以下になる。こうして、実回転角θが第2の回転角領域Q内にある場合には、各演算周期において、ステップS61,S62,S63,S66,S67の処理が実行される。
この明細書からはさらに以下のような特徴が抽出され得る。
1.ブラシレスモータの回転に応じて互いに位相差を有する2つの正弦波信号を出力するセンサを含み、これらの正弦波信号に基づいて前記ブラシレスモータを制御するモータ制御装置であって、2つの正弦波信号のうちの一方に異常が発生した場合に、正常な正弦波信号から予測される第1の回転角候補および第2の回転角候補のうちの一方の回転角候補を、前記ブラシレスモータの回転角として推定する回転角推定手段と、前記回転角推定手段によって推定された回転角に基づいて、前記ブラシレスモータによって本来発生されるべきトルクと逆方向のトルクが発生されないように、前記ブラシレスモータを制御する制御手段と、を含むモータ装置。
この構成では、2つの正弦波信号のうちの一方に異常が発生した場合に、正常な正弦波信号から予測される第1の回転角候補および第2の回転角候補のうちの一方の回転角候補が、ブラシレスモータの回転角として推定される。そして、推定された回転角に基づいて、ブラシレスモータによって本来発生されるべきトルクと逆方向のトルクが発生されないように、ブラシレスモータが制御される。これにより、2つの正弦波信号のうちのいずれか一方に異常が発生した場合においても、正常な一つの正弦波信号に基づいて、ブラシレスモータを駆動することができるようになる。
2.前記制御手段は、前記回転角推定手段によって推定された回転角が、前記ブラシレスモータによって本来発生されるべきトルクと逆方向のトルクが発生される可能性がある第1の回転角領域内の回転角であるときには、前記ブラシレスモータの駆動電流を零にさせる手段と、前記回転角推定手段によって推定された回転角が、前記第1の回転角領域以外の第2の回転角領域内の回転角であるときには、前記回転角推定手段によって推定された回転角に基づいて前記ブラシレスモータを制御する手段と、を含む、前記1.に記載のモータ制御装置。
この構成では、回転角推定手段によって推定された回転角が、ブラシレスモータによって本来発生されるべきトルクと逆方向のトルクが発生される可能性がある第1の回転角領域内の回転角であるときには、ブラシレスモータの駆動電流が零にされる。これにより、逆方向のトルクが発生されるのを防止できる。一方、回転角推定手段によって推定された回転角が、第1の回転角領域以外の第2の回転角領域内の回転角であるときには、回転角推定手段によって推定された回転角に基づいてブラシレスモータが制御される。これにより、回転角推定手段によって推定された回転角が第2の回転角領域内の回転角であるときに、ブラシレスモータを駆動することができる。
3.前記制御手段は、目標モータトルクを設定するモータトルク設定手段と、前記モータトルク設定手段によって設定される目標モータトルクに応じた指示電流値を生成する指示電流値生成手段と、前記ブラシレスモータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記ブラシレスモータによって発生している実モータトルクを検出するモータトルク検出手段と、前記モータトルク設定手段によって設定される目標モータトルクと前記モータトルク検出手段によって検出される実モータトルクとの偏差に基づいて、前記回転角推定手段によって推定される回転角を補正する回転角補正手段と、前記回転角補正手段によって補正された回転角を用いて、前記電流検出手段によって検出される電流と前記指示電流値生成手段によって生成される指示電流値との偏差が零になるように、前記ブラシレスモータの駆動電流を制御する手段と、を含む前記1.に記載のモータ制御装置。
この構成では、回転角補正手段によって、目標モータトルクと実モータトルクとの偏差に基づいて、回転角推定手段によって推定される回転角が補正される。そして、補正された回転角を用いて、電流検出手段によって検出される電流と指示電流値生成手段によって生成される指示電流値との偏差が零になるように、ブラシレスモータの駆動電流が制御される。
回転角推定手段によって推定された回転角が実際のブラシレスモータの回転角(実回転角)とほぼ等しい場合には、目標モータトルクと実モータトルクとの偏差の絶対値(トルク偏差の絶対値)は小さくなる。一方、回転角推定手段によって推定された回転角が実回転角と異なる場合には、トルク偏差の絶対値は大きくなる。そこで、たとえば、回転角補正手段は、トルク偏差の絶対値が大きいときには、回転角推定手段によって推定された回転角をトルク偏差の絶対値に基づいて補正することにより、補正後の回転角を実回転角に近づけることが可能となる。これにより、2つの正弦波信号のうちのいずれか一方に異常が発生した場合においても、正常な一つの正弦波信号に基づいて、ブラシレスモータを駆動することができるようになる。
4.前記回転角補正手段は、前記モータトルク設定手段によって設定される目標モータトルクと前記モータトルク検出手段によって検出される実モータトルクとの偏差に基づいて、前記第1の回転角候補および前記第2の回転角候補のうちの一方を補正後の回転角として選択するものである、前記3.に記載のモータ制御装置。
この構成では、目標モータトルクと実モータトルクとの偏差に基づいて、第1の回転角候補および第2の回転角候補のうちの一方が補正後の回転角として選択される。回転角補正手段は、たとえば、第1の回転角候補に基づいてブラシレスモータの駆動電流が制御されている場合に、目標モータトルクと実モータトルクとの偏差の絶対値(トルク偏差の絶対値)が所定のしきい値より大きくなったときに第2の回転角候補を選択し、第2の回転角候補に基づいてブラシレスモータの駆動電流が制御されている場合に、トルク偏差の絶対値が所定のしきい値より大きくなったときに1の回転角候補を選択するものであってもよい。これにより、2つの正弦波信号のうちのいずれか一方に異常が発生した場合においても、正常な一つの正弦波信号に基づいて、ブラシレスモータを駆動することができる。
Claims (2)
- ブラシレスモータの回転に応じて互いに位相差を有する2つの正弦波信号を出力するセンサを含み、これらの正弦波信号に基づいて前記ブラシレスモータを制御するモータ制御装置であって、
2つの正弦波信号のうちの一方に異常が発生した場合に、正常な正弦波信号から予測される第1の回転角候補および第2の回転角候補のうちの一方の回転角候補を、前記ブラシレスモータの回転角として推定する回転角推定手段と、
前記回転角推定手段によって推定された回転角に基づいて、前記ブラシレスモータによって本来発生されるべきトルクと逆方向のトルクが発生されないように、前記ブラシレスモータを制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、
目標モータトルクを設定するモータトルク設定手段と、
前記モータトルク設定手段によって設定される目標モータトルクに応じた指示電流値を生成する指示電流値生成手段と、
前記ブラシレスモータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記ブラシレスモータによって発生している実モータトルクを検出するモータトルク検出手段と、
前記モータトルク設定手段によって設定される目標モータトルクと前記モータトルク検出手段によって検出される実モータトルクとの偏差に基づいて、前記回転角推定手段によって推定される回転角を補正する回転角補正手段と、
前記回転角補正手段によって補正された回転角を用いて、前記電流検出手段によって検出される電流と前記指示電流値生成手段によって生成される指示電流値との偏差が零になるように、前記ブラシレスモータの駆動電流を制御する手段とを含む、モータ制御装置。 - 前記回転角補正手段は、前記モータトルク設定手段によって設定される目標モータトルクと前記モータトルク検出手段によって検出される実モータトルクとの偏差に基づいて、前記第1の回転角候補および前記第2の回転角候補のうちの一方を補正後の回転角として選択するものである、請求項1に記載のモータ制御装置。
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