JP6891755B2 - 多相回転機の制御装置 - Google Patents
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Description
図1に、電動パワーステアリング装置90を含むステアリングシステム100の全体構成を示す。なお、図1には、ECU10がモータ80の軸方向の一方側に一体に構成されている「機電一体式」のモータ800が図示されるが、ECU10とモータ80とがハーネスで接続された「機電別体式」にも、本実施形態は同様に適用可能である。また、図1に示す電動パワーステアリング装置90はコラムアシスト式であるが、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置にも、本実施形態は同様に適用可能である。
図6にECU10の全体構成を示す。「多相回転機」としてのモータ80は、互いに磁気的に結合する二組の3相巻線組801、802を有する3相ブラシレスモータである。第1巻線組801はU相、V相、W相のコイル811、812、813により構成されている。第2巻線組802は、U相、V相、W相のコイル821、822、823により構成されている。回転角センサ25は、モータ80の電気角θを検出し、制御部65に出力する。
第1実施形態について、図9〜図12を参照して説明する。図9に第1実施形態の制御部651の構成を示す。この構成は、第2実施形態の制御部652にも共通するため、図中に符号「651、652」を並べて記す。第1実施形態の制御部651は、二組の巻線組801、802に流れるdq軸実電流の和と差を、二系統のd軸電流指令及びq軸電流指令の和と差に対してフィードバック制御するものである。この方式は、系統毎の電流指令に対してフィードバック制御する構成に比べ演算を簡単にすることができる。ここで、二系統に通電される電流振幅は等しく、三相電流の位相が互いに30degずれている。
第2実施形態について、図13、図14を参照して説明する。第2実施形態の制御部652は、第1実施形態と同じ図9の構成において、一系統駆動モードで用いられるマップが異なる。トルク制限部42では図13に示すトルク制限マップが用いられる。このマップの例では、二系統駆動モードのトルクの制限値を100%とすると、一系統駆動モードのトルクは52%に制限される。
第3実施形態について、図15、図16を参照して説明する。第3実施形態の制御部653は、図9に示す制御部651の構成に加え、弱め界磁制御部49及び最小値セレクト(図中「MINセレクト」)部442を備える。弱め界磁制御部49は、各系統の電圧指令値vq1、vd1、vq2、vd2に基づく弱め界磁制御により、d軸電流指令の和であるid和_weakを算出する。
第4実施形態について、図17を参照して説明する。第4実施形態の制御部654は、二組の巻線組801、802に流れるd軸電流id1、id2及びq軸電流iq1、iq2を系統毎にd軸電流指令id*1、id*2及びq軸電流指令iq*1、iq*2に対してフィードバック制御する。トルク制限部42で用いられるトルク制限マップは、第1実施形態と同じである。制御部654は、二系統のq軸電流及びd軸電流に対応する四つのトルク−電流算出部435、436、437、438、四つの電流偏差算出器455、456、457、458、及び、四つの制御器465、466、467、468を備える。
(a)上記実施形態では、マグネットトルク及びリラクタンストルクが合算されたトルクを発生する典型的な多相回転機として埋込磁石型回転機を挙げている。ただし、表面磁石型回転機でも微小なリラクタンストルクを発生する場合があるため、本発明を表面磁石型回転機の制御装置に適用することも可能である。
601、602・・・インバータ(電力変換器)、
65(651、652、653、654)・・・制御部、
80 ・・・モータ(多相回転機)、
801、802・・・巻線組。
Claims (9)
- 二組の巻線組(801、802)を有し、マグネットトルク及びリラクタンストルクが合算されたトルクを発生する多相回転機(80)の通電を制御する制御装置であって、
二組の前記巻線組に対応して設けられ、交流電流を二組の前記巻線組に出力する二つの電力変換器(601、602)と、
前記巻線組及び前記電力変換器を含む構成要素の単位を系統と定義すると、二つの前記電力変換器から二組の前記巻線組に通電し前記多相回転機を駆動する二系統駆動モード、及び、いずれか一つの前記電力変換器から対応する一組の前記巻線組に通電し前記多相回転機を駆動する一系統駆動モードを切り替え可能であり、前記多相回転機の通電を制御する制御部(65)と、
を備え、
前記制御部は、前記一系統駆動モードにおいて、前記二系統駆動モードに対し、前記二組の巻線組の相互インダクタンスにより発生するリラクタンストルクを補うよう一系統当たりに通電される電流の最大振幅又は交流電流位相の少なくとも一方を変更する多相回転機の制御装置。 - 前記制御部は、前記一系統駆動モードにおいて、前記巻線組に通電される電流の最大振幅を、前記二系統駆動モードにおける最大振幅の50%より大きく設定する請求項1に記載の多相回転機の制御装置。
- 前記制御部は、前記一系統駆動モードにおいて、トルク指令に対するトルク制限値、又はそれに対応する電流制限値を、前記二系統駆動モードにおけるトルク制限値又は電流制限値の50%より大きく設定する請求項2に記載の多相回転機の制御装置。
- 前記制御部は、前記一系統駆動モードにおいて、前記二系統駆動モードに対し、前記巻線組に通電される交流電流位相をd軸電流及びq軸電流の大きさを変えることで変更する請求項1〜3のいずれか一項に記載の多相回転機の制御装置。
- 前記制御部は、前記二系統駆動モードと前記一系統駆動モードとで、トルク指令からd軸電流指令を算出する演算、又は、トルク指令からq軸電流指令を算出する演算の少なくとも一方を切り替える請求項2〜4のいずれか一項に記載の多相回転機の制御装置。
- 前記制御部は、トルク指令からd軸電流指令又はq軸電流指令を算出する演算をマップ参照により行うものであり、前記二系統駆動モードと前記一系統駆動モードとで、トルク−d軸電流マップ又はトルク−q軸電流マップの少なくとも一方を切り替える請求項5に記載の多相回転機の制御装置。
- 前記制御部(651−653)は、二組の前記巻線組に流れるd軸電流及びq軸電流の和と差を二系統のd軸電流指令及びq軸電流指令の和と差に対してフィードバック制御するものであり、
前記トルク−d軸電流マップは、トルク指令から二系統のd軸電流指令の和を算出し、
前記トルク−q軸電流マップは、トルク指令から二系統のq軸電流指令の和を算出する請求項6に記載の多相回転機の制御装置。 - 前記制御部(654)は、二組の前記巻線組に流れるd軸電流及びq軸電流を系統毎にd軸電流指令及びq軸電流指令に対してフィードバック制御するものであり、
各系統のd軸電流又はq軸電流の少なくとも一方に応じて、前記トルク−d軸電流マップ又は前記トルク−q軸電流マップの少なくとも一方を切り替える請求項6に記載の多相回転機の制御装置。 - 車両の電動パワーステアリング装置(90)に適用され、操舵アシストトルクを出力する前記多相回転機の通電を制御する請求項1〜8のいずれか一項に記載の多相回転機の制御装置。
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