JP6137090B2 - モータ制御装置 - Google Patents
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Description
これに対して、特許文献1では、ロータが回転駆動されるとき、コイルの通電相の切り替え回数がカウントされ、当該切り替え回数に基づきロータの回転角度が把握される。これにより、エンコーダを廃止しつつモータを同期制御することができる。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの動作時間を短縮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。
本発明の第1態様では、通電切替周期の現在値を次回値で割った値を加速率とすると、モータ制御装置は、加速率がトルク余裕度に比例するように次回値を決定する。
本発明の第2態様では、通電中のコイルに流れている電流値の所定時間当たりの変化量を電流変化量とすると、モータ制御装置は、電流変化量が所定の第1閾値よりも大きい場合、通電切替周期を延長する。
本発明の第3態様では、通電切替周期が経過してコイルの通電相を切り替えるとき通電中のコイルに流れている電流値を切替時電流値とすると、モータ制御装置は、負荷トルクに基づき算出される必要電流値よりも切替時電流値が小さい場合、通電切替周期を延長する。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態によるモータ制御装置が用いられた車両のシフトバイワイヤシステムを図1に示す。シフトバイワイヤシステム10は、車両の自動変速機11に搭載された図2に示すシフトレンジ切替機構12およびパーキング切替機構13を作動させるものである。
先ず、シフトレンジ切替機構12およびパーキング切替機構13の概略構成を図2に基づき説明する。
シフトレンジ切替機構12は、自動変速機11の油圧制御回路に設けられたマニュアルスプール弁14の軸方向位置を変更することによってシフトレンジを切り替えるものであり、コントロールロッド15と、ディテントプレート16と、板ばね17とを備えている。
次に、シフトバイワイヤシステム10の概略構成を図1〜図3に基づき説明する。
シフトバイワイヤシステム10は、回転式アクチュエータ31、給電回路32およびモータ制御装置33を備えている。
回転式アクチュエータ31は、モータ41と、モータ41の回転を減速して出力する減速機42とを備える所謂ギヤードモータである。本実施形態では、減速機42は遊星歯車機構から構成されている。
モータ制御装置33は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、給電回路32および各種センサと電気的に接続されている。上記各種センサには、例えばイグニッションスイッチ61、シフト操作位置センサ62、および、コイル54U、54V、54Wに流れる電流値を検出する電流センサ63などが含まれる。モータ制御装置33は、各種センサの検出信号に基づきモータ41を制御する。
次に、モータ制御装置33の特徴構成について図1、図4〜図9を参照して説明する。
モータ制御装置33は、コイル54U、54V、54Wの通電相を順次切り替えることで回転磁界を発生させてロータ44を回転駆動する。このとき、モータ制御装置33は、通電相の切り替え回数をカウントし、当該切り替え回数に基づきロータ44の回転角度を把握する。これによりエンコーダを廃止しつつモータ41を同期制御することができる。
これに対して、本実施形態によるモータ制御装置33は、モータ41の動作時間を短縮するために図4〜図7に示す処理を実行する。
図6の処理が開始されると、先ずステップS21では、電源電圧およびモータ41の温度が取得される。ステップS21のあと、処理はステップS22に移行する。
ステップS23では、コントロールロッド15の回転位置に基づきモータ41の負荷トルクTLが算出される。コントロールロッド15の回転位置とモータ41の負荷トルクTLとの関係は、ディテントプレート16の形状(凹部21〜24)により予め決まる関係である。ステップS23のあと、処理はステップS24に移行する。
ステップS7では、通電回数カウンタがインクリメントされる。ステップS7のあと、処理はステップS8に移行する。
ステップS9では、通電切替周期Tchが所定時間延長される。ステップS9のあと、処理はステップS10に移行する。
図7の処理が開始されると、先ずステップS31では、通電中のコイル54に流れている実際の電流値Iが取得される。ステップS31のあと、処理はステップS32に移行する。
ステップS33では、電流変化量ΔIが所定の第1閾値P1よりも大きいか否かが判定される。ステップS33の判定が肯定された場合(S33:Yes)、処理はステップS34に移行する。一方、ステップS34の判定が否定された場合(S34:No)、処理はステップS35に移行する。
ステップS12では、負荷トルクTLが算出される。ステップS12のあと、処理はステップS13に移行する。
ステップS15では、通電回数カウンタのカウント値が目標通電回数以上か否かが判定される。ステップS15の判定が肯定された場合(S15:Yes)、処理はステップS16に移行する。一方、ステップS15の判定が否定された場合(S15:No)、処理はステップS17に移行する。
ステップS17では、通電切替周期Tchを算出するために図6に示すサブフローチャートの処理が実行される。ステップS17のあと、処理はステップS18に移行する。
ステップS18では、通電相が切り替えられる。ステップS18のあと、処理はステップS6に移行する。
以上説明したように、第1実施形態では、モータ制御装置33は、モータ41の出力トルクToutと負荷トルクTLとの差であるトルク余裕度Yを算出し、トルク余裕度Yが大きいほど通電切替周期Tchを短く設定する。
このようにトルク余裕度Yに応じて通電切替周期Tchを変更することにより、脱調を抑制しつつロータ44の回転速度を上げることができる。つまり、トルク余裕度Yが比較的大きい場合は通電切替周期Tchを短くしてロータ44の回転速度を上げても脱調を回避することができる。そのため、従来のように通電切替周期Tchを一定とする場合と比べて、ロータ44の回転位置が目標位置に到達するまでにかかる時間の短縮を図ることができる。したがって、本実施形態によれば、モータ41の動作時間を短縮可能である。
このように構成することで、トルク余裕度Yが大きいほど通電切替周期Tchを短く設定することができる。
このように構成することで、脱調しないよう通電切替周期Tchを適切な値に微調整することができる。
このように構成することで、脱調しないよう通電切替周期Tchを適切な値に微調整することができる。
第2実施形態によるモータ制御装置が行う処理について図10を参照して説明する。なお、図10では、ステップS10以前、および、ステップS11以降のステップは図示を省略している。
図10に示すように、ステップS10のあとのステップS41では、電流変化量ΔIが所定の第2閾値P2よりも大きいか否かが判定される。第2閾値P2は第1閾値P1より大きい値である。ステップS41の判定が肯定された場合(S41:Yes)、処理はステップS42に移行する。一方、ステップS41の判定が否定された場合(S41:No)、処理はステップS11に移行する。
ステップS42では、モータ41の脱調が判定され、リカバリー処置が実施される。ステップS42のあと、処理はS11に移行する。
以上説明したように、第2実施形態では、電流変化量ΔIが所定の第2閾値P2よりも大きい場合、モータ41が脱調していると判定される。
このように構成することで、脱調を判定可能であり、コントロールロッド15が目標位置に至らない中間位置で停止することを防止するためにリカバリー処置を実施可能である。
本発明の他の実施形態では、加速率がトルク余裕度に比例しなくてもよい。例えば、加速率とトルク余裕度との関係が二次関数で表される関係、または指数関数で表される関係等であってもよい。
本発明の他の実施形態では、図4のステップS8、S9および図5のステップS10、S13の処理が実施されなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、電流変化量が第1閾値以下であり、かつ、切替時電流値が必要電流値以上である場合、通電切替周期の次回値を短縮するように構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、モータは、車両のシフトバイワイヤシステム以外の装置に用いられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
41・・・・モータ
43・・・・ステータ
44・・・・ロータ
54U、54V、54W・・・コイル
TL・・・・負荷トルク
Tch・・・通電切替周期
Tout・・出力トルク
Y・・・・・トルク余裕度
Claims (8)
- 複数相のコイル(54U、54V、54W)を有するステータ(43)と、前記コイルの通電相を順次切り替えることによって生じる回転磁界による磁力を受けて回転するロータ(44)と、を備える同期型のモータ(41)を制御するものであり、前記ロータを回転駆動するとき、前記コイルの通電相の切り替え回数をカウントし、当該切り替え回数に基づき前記ロータの回転角度を把握するモータ制御装置(33)であって、
前記モータの出力トルク(Tout)と当該モータに作用している負荷トルク(TL)との差であるトルク余裕度(Y)を算出し、
前記トルク余裕度が大きいほど、前記コイルの通電相を切り替える周期である通電切替周期(Tch)を短く設定し、
前記通電切替周期の現在値を次回値で割った値を加速率(α)とすると、
前記加速率が前記トルク余裕度に比例するように前記次回値を決定するモータ制御装置。 - 通電中の前記コイルに流れている電流値の所定時間当たりの変化量を電流変化量(ΔI)とすると、
前記電流変化量が所定の第1閾値(P1)よりも大きい場合、前記通電切替周期を延長する請求項1に記載のモータ制御装置。 - 所定の第2閾値(P2)を前記第1閾値よりも大きい値とすると、
前記電流変化量が前記第2閾値よりも大きい場合、前記モータが脱調していると判定する請求項2に記載のモータ制御装置。 - 前記通電切替周期が経過して前記コイルの通電相を切り替えるとき通電中の前記コイルに流れている電流値を切替時電流値(Ich)とすると、
前記負荷トルクに基づき算出される必要電流値(Ire)よりも前記切替時電流値が小さい場合、前記通電切替周期を延長する請求項1〜3のいずれか一項に記載のモータ制御装置。 - 複数相のコイル(54U、54V、54W)を有するステータ(43)と、前記コイルの通電相を順次切り替えることによって生じる回転磁界による磁力を受けて回転するロータ(44)と、を備える同期型のモータ(41)を制御するものであり、前記ロータを回転駆動するとき、前記コイルの通電相の切り替え回数をカウントし、当該切り替え回数に基づき前記ロータの回転角度を把握するモータ制御装置(33)であって、
前記モータの出力トルク(Tout)と当該モータに作用している負荷トルク(TL)との差であるトルク余裕度(Y)を算出し、
前記トルク余裕度が大きいほど、前記コイルの通電相を切り替える周期である通電切替周期(Tch)を短く設定し、
通電中の前記コイルに流れている電流値の所定時間当たりの変化量を電流変化量(ΔI)とすると、
前記電流変化量が所定の第1閾値(P1)よりも大きい場合、前記通電切替周期を延長するモータ制御装置。 - 所定の第2閾値(P2)を前記第1閾値よりも大きい値とすると、
前記電流変化量が前記第2閾値よりも大きい場合、前記モータが脱調していると判定する請求項5に記載のモータ制御装置。 - 前記通電切替周期が経過して前記コイルの通電相を切り替えるとき通電中の前記コイルに流れている電流値を切替時電流値(Ich)とすると、
前記負荷トルクに基づき算出される必要電流値(Ire)よりも前記切替時電流値が小さい場合、前記通電切替周期を延長する請求項4または5に記載のモータ制御装置。 - 複数相のコイル(54U、54V、54W)を有するステータ(43)と、前記コイルの通電相を順次切り替えることによって生じる回転磁界による磁力を受けて回転するロータ(44)と、を備える同期型のモータ(41)を制御するものであり、前記ロータを回転駆動するとき、前記コイルの通電相の切り替え回数をカウントし、当該切り替え回数に基づき前記ロータの回転角度を把握するモータ制御装置(33)であって、
前記モータの出力トルク(Tout)と当該モータに作用している負荷トルク(TL)との差であるトルク余裕度(Y)を算出し、
前記トルク余裕度が大きいほど、前記コイルの通電相を切り替える周期である通電切替周期(Tch)を短く設定し、
前記通電切替周期が経過して前記コイルの通電相を切り替えるとき通電中の前記コイルに流れている電流値を切替時電流値(Ich)とすると、
前記負荷トルクに基づき算出される必要電流値(Ire)よりも前記切替時電流値が小さい場合、前記通電切替周期を延長するモータ制御装置。
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