【手続補正書】
【提出日】平成17年8月8日(2005.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３以上の相を有するモータを制御するモータ駆動制御装置において、ベクトル制御を用いて前記モータの各相の相電流指令値を算出するベクトル制御相指令値算出部と、前記モータの各相のモータ相電流を検出するモータ電流検出回路と、前記相電流指令値及び前記モータ相電流に基づいて前記モータの相電流を制御する電流制御部とを具備したことを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記ベクトル制御相指令値算出部が各相逆起電圧を算出する各相逆起電圧算出部と、前記各相逆起電圧から逆起電圧のｄ軸及びｑ軸成分である電圧ｅｄ及びｅｑを算出するｄ−ｑ電圧算出部と、前記電圧ｅｄ及びｅｑからｑ軸成分である電流指令値Ｉｑｒｅｆを算出するｑ軸指令電流算出部と、ｄ軸成分である電流指令値Ｉｄｒｅｆを算出するｄ軸指令電流算出部と、前記電流指令値Ｉｑｒｅｆ及びＩｄｒｅｆから各相の相電流指令値を算出する各相電流指令算出部とを有する請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記モータが３相の場合、相電流指令値Ｉａｖｒｅｆ，Ｉｂｖｒｅｆ，Ｉｃｖｒｅｆが前記電流指令値Ｉｄｒｅｆ、Ｉｑｒｅｆ及び前記モータの回転角度θｅに依存する定数によって算出されるようになっている請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記電流制御部が積分制御を含んでいる請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記モータがブラシレスＤＣモータである請求項１乃至４のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
前記モータの電流波形又は誘起電圧が矩形波若しくは擬似矩形波である請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のモータ駆動制御装置が用いられる電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
ベクトル制御を用いて算出された電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びＩｑｒｅｆに基づいてモータの電流を制御するモータ駆動制御装置において、前記モータの検出された機械角速度ωｍが前記モータのベース角速度ωｂより高速である場合に、前記電流指令値Ｉｄｒｅｆが、前記モータのトルク指令値Ｔｒｅｆ、前記ベース角速度ωｂ及び前記機械角速度ωｍにより算出されることを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項９】
前記電流指令値Ｉｄｒｅｆは、前記トルク指令値Ｔｒｅｆ及びｓｉｎΦの関数で求められ、進角Φは前記ベース角速度ωｂ及び前記機械角速度ωｍから導かれるようになっている請求項８に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項１０】
前記電流指令値Ｉｑｒｅｆは、モータ出力方程式に前記電流指令値Ｉｄｒｅｆを代入して算出される請求項８又は９に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項１１】
前記モータが３以上の相を有するブラシレスＤＣモータである請求項８乃至１０のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項１２】
前記ブラシレスＤＣモータの電流波形又は誘起電圧が矩形波若しくは擬似矩形波である請求項１１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれかに記載のモータ駆動制御装置が用いられた電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
モータの誘起電圧波形が矩形波若しくは擬似矩形波であり、前記矩形波若しくは擬似矩形波を周波数分析した際の次数波成分をｎ（＝２，３，４，…）とした場合、振幅成分の５％以上の次数波成分ｎを、Ｐを極数、ωを実回転数として
ｎ×Ｐ／２×ω≦電流制御の応答周波数の上限値
としたことを特徴とするモータ。
【請求項１５】
角度センサを備え、少なくとも前記矩形波若しくは擬似矩形波の誘起電圧波形の関数で電流波形を与えるようになっている請求項１４に記載のモータ。
【請求項１６】
モータ相関の電気的時定数が制御周期以上である請求項１４に記載のモータ。
【請求項１７】
角度推定手段を有し、前記角度推定手段からの推定角度でモータ電流波形を与えるようになっている請求項１４に記載のモータ。
【請求項１８】
前記電流制御の応答周波数の上限値が１０００Ｈｚである請求項１４に記載のモータ。
【請求項１９】
３以上の相を有するモータを制御するモータ駆動制御装置において、ベクトル制御演算部にモータ出力方程式を用いて前記モータの各相の相電流指令値を算出するベクトル制御相指令値算出部と、前記モータの各相のモータ相電流を検出するモータ電流検出回路と、前記相電流指令値及び前記モータ相電流に基づいて前記モータの相電流を制御する電流制御部とを具備したことを特徴とするモータ駆動制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
このような状況の下で、従来の電動パワーステアリング装置用モータの進角制御方式を用いたモータ駆動制御装置について、図１を参照して説明する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
次に、電流指令値算出部１００について説明する。先ずその入力に関して、図示しないトルクセンサで検出されたトルクから算出されたトルク指令値Ｔｒｅｆと、モータ１に接続された位置検出センサ１１で検出されたモータ１内のロータの回転角θｅと、微分回路２４で演算された電気角速度ωｅとを入力している。電気角速度ωｅ及びロータの回転角θｅを入力とし、換算部１０１で逆起電圧ｅａ，ｅｂ，ｅｃを算出する。次に、３相／２相変換部１０２でｄ軸成分電圧ｅｄ、ｑ軸成分電圧ｅｑに変換し、このｄ軸成分電圧ｅｄ、ｑ軸成分電圧ｅｑを入力としてｑ軸指令電流算出部１０８でｑ軸の電流指令値Ｉｑｒｅｆが算出される。ただし、この場合、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｒｅｆ＝０として演算される。即ち、モータの出力方程式
[数１]
Ｔｒｅｆ×ωｍ＝３／２（ｅｄ×Ｉｄ＋ｅｑ×Ｉｑ）
において、Ｉｄ＝Ｉｄｒｅｆ＝０を入力すると、
[数２]
Ｉｑ＝Ｉｑｒｅｆ＝２／３（Ｔｒｅｆ×ωｍ／ｅｑ）
として算出される。電流指令値Ｉａｖｒｅｆ，Ｉｂｖｒｅｆ，Ｉｃｖｒｅｆは、ｑ軸指令電流算出部１０８からの電流指令値Ｉｑｒｅｆと後述する進角制御の進角Φに基づいて算出される。即ち、２相／３相変換部１０９は、進角算出部１０７で算出された進角Φとｑ軸指令電流算出部１０８で算出された電流指令値Ｉｑｒｅｆとを入力し、電流指令値Ｉａｖｒｅｆ，Ｉｂｖｒｅｆ，Ｉｃｖｒｅｆを算出する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明の上記目的は、前記電流指令値Ｉｄｒｅｆが前記トルク指令値Ｔｒｅｆ及びｓｉｎΦの関数で求められ、進角Φが前記ベース角速度ωｂ及び前記機械角速度ωｍから導かれることによって、或いは前記電流指令値Ｉｑｒｅｆがモータ出力方程式に前記電流指令値Ｉｄｒｅｆを代入して算出されることによって、或いは前記ブラシレスＤＣモータのモータ電流が矩形波電流若しくは擬似矩形波電流であることによって、より効果的に達成される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
しかし、数６で表わされる電流指令値Ｉｄｒｅｆは極性が負であり、上記数７のＬ（ｄｉ／ｄｔ）に関する電流指令値Ｉｄｒｅｆの誘起電圧成分は、逆起電圧Ｅと極性が反対となる。よって、高速回転になるほど値が大きくなる逆起電圧Ｅを、電流指令値Ｉｄｒｅｆによって誘起される電圧で減じる効果を示す。その結果、モータ１が高速回転になっても、電流指令値Ｉｄｒｅｆの効果によってモータを制御できる電圧範囲が広くなる。つまり、電流指令値Ｉｄｒｅｆの制御による弱め界磁制御によってモータの制御電圧は飽和せず、制御できる範囲が広くなり、モータの高速回転時にもトルクリップルが大きくなることを防止できる効果がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
上述の電流指令値Ｉｄｒｅｆの算出に関する回路系のブロック構成が図９である。図９において、トルク指令値Ｔｒｅｆは換算部１０６及びトルク係数部１０５ｄに入力され、モータの電気角速度ωｅは機械角算出部１０５ａに入力される。機械角算出部１０５ａはモータの電気角速度ωｅからモータの機械角速度ωｍ（＝ωｅ／Ｐ）を算出し、ａｃｏｓ算出部１０５ｂに入力する。また、換算部１０６は、トルク指令値Ｔｒｅｆをベース角速度ωｂに換算してａｃｏｓ算出部１０５ｂに入力し、トルク係数部１０５ｄはトルク指令値Ｔｒｅｆを係数ｌｑｂ（＝Ｔｒｅｆ／Ｋｔ）に換算して絶対値部１０５ｅに入力する。ａｃｏｓ算出部１０５ｂは入力された機械角速度ωｍ及びベース角速度ωｂを基に、進角Φ＝ａｃｏｓ（ωｂ／ωｍ）を算出してｓｉｎ算出部１０５ｃに入力する。ｓｉｎ算出部１０５ｃは、入力された進角ΦからｓｉｎΦを求めて−１倍する乗算器１０５ｆに入力し、乗算器１０５ｆはｓｉｎ算出部１０５ｃからの進角Φと、絶対値部１０５ｅからの絶対値｜Ｉｑｂ｜とを乗算して−１倍して電流指令値Ｉｄｒｅｆを求める。下記数８によって電流指令値Ｉｄｒｅｆが求められ、これがｄ軸指令電流算出部１０５の出力となる。
[数８]
Ｉｄｒｅｆ＝−｜Ｉｑｂ｜×ｓｉｎ（ａｃｏｓ（ωｂ／ωｍ））
上記数８に従って算出された電流指令値Ｉｄｒｅｆは、ｑ軸指令電流算出部１０３及び２相／３相変換部１０４に入力される。