【手続補正書】
【提出日】平成22年9月17日(2010.9.17)
【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】
モータを駆動するモータ制御装置であって、
前記モータの駆動に用いられる指令電圧のレベルを求める制御手段と、
前記制御手段で求めたレベルの電圧を用いて前記モータを駆動するモータ駆動手段と、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、前記指令電圧のレベルを求めるときに使用するパラメータを求めるパラメータ算出手段とを備え、
前記制御手段は、前記モータに供給すべき電流の量を示す指令電流値と前記モータのロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従い前記指令電圧のレベルを求めるオープンループ制御手段を含み、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、モータの回路方程式に含まれるパラメータを求めることを特徴とする、モータ制御装置。
【請求項２】
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線鎖交磁束数を求めることを特徴とする、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることを特徴とする、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記指令電流値と前記電流検出手段で検出された電流値との差に比例積分演算を施して前記指令電圧のレベルを求めるフィードバック制御手段と、
前記フィードバック制御手段で求めた指令電圧のレベルと、前記オープンループ制御手段で求めた指令電圧のレベルとを切り替えて出力する指令電圧選択手段とをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記指令電圧選択手段は、前記電流検出手段が正常に動作しているときには、前記フィードバック制御手段で求めた指令電圧のレベルを出力し、前記電流検出手段が故障したときには、前記オープンループ制御手段で求めた指令電圧のレベルを出力し、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段が正常に動作している間に、モータの回路方程式に含まれるパラメータを求めることを特徴とする、請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線抵抗を含む回路抵抗の変化による影響を無視できる場合にモータの回路方程式に含まれる電機子巻線鎖交磁束数を求め、前記電機子巻線鎖交磁束数の変化による影響を無視できる場合に前記電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることを特徴とする、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電流検出値を求め、求められた前記ｄ軸電流検出値がゼロでないときに前記ｄ軸電流検出値に基づき、前記電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることを特徴とする、請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記モータに供給すべき電流の量を示す指令電流値を求める指令電流値算出手段を含み、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で電流値が検出されない場合、前記指令電流値算出手段により求められる前記指令電流値に基づき発熱量を求め、求められた前記発熱量に基づき、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることを特徴とする、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記パラメータ算出手段により求められた前記電機子巻線鎖交磁束数を次元変換することにより現在のトルク定数を算出する次元変換手段と、
前記次元変換手段から前記現在のトルク定数を受け取り、前記現在のトルク定数で前記モータに生じるべき目標となるトルク値を除算した値に相当する前記モータに供給すべき電流の量を示す指令電流値を求める指令電流値算出手段と
を含むことを特徴とする、請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記モータに加わる電圧に対応する電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、
前記モータ駆動手段は、
複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子がオン・オフされることにより前記モータに電流を供給するスイッチング回路と、
前記制御手段で求めたレベルの電圧と前記電圧検出手段で検出される電圧とを用いて前記複数のスイッチング素子をオン・オフするモータ電圧決定手段と
を含み、
前記電圧検出手段は、前記モータを駆動するための電源のプラス側に接続される前記スイッチング回路の一端から前記電源のプラス側までの経路上の一点と、前記電源のマイナス側に接続される前記スイッチング回路の他端から前記電源のマイナス側までの経路上の他点との間の電圧を測定することを特徴とする、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
前記モータ駆動手段は、複数のスイッチング素子を有し、前記モータに電流を供給するスイッチング回路を含み、
前記電流検出手段は、前記スイッチング回路と電源との間に１個だけ設けられていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のモータ制御装置を備えた、電動パワーステアリング装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
第１の発明は、モータを駆動するモータ制御装置であって、
前記モータの駆動に用いられる指令電圧のレベルを求める制御手段と、
前記制御手段で求めたレベルの電圧を用いて前記モータを駆動するモータ駆動手段と、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、前記指令電圧のレベルを求めるときに使用するパラメータを求めるパラメータ算出手段とを備え、
前記制御手段は、前記モータに供給すべき電流の量を示す指令電流値と前記モータのロータの角速度とに基づき、モータの回路方程式に従い前記指令電圧のレベルを求めるオープンループ制御手段を含み、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、モータの回路方程式に含まれるパラメータを求めることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線鎖交磁束数を求めることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第４の発明は、第１の発明において、
前記制御手段は、
前記指令電流値と前記電流検出手段で検出された電流値との差に比例積分演算を施して前記指令電圧のレベルを求めるフィードバック制御手段と、
前記フィードバック制御手段で求めた指令電圧のレベルと、前記オープンループ制御手段で求めた指令電圧のレベルとを切り替えて出力する指令電圧選択手段とをさらに含むことを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第５の発明は、第４の発明において、
前記指令電圧選択手段は、前記電流検出手段が正常に動作しているときには、前記フィードバック制御手段で求めた指令電圧のレベルを出力し、前記電流検出手段が故障したときには、前記オープンループ制御手段で求めた指令電圧のレベルを出力し、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段が正常に動作している間に、モータの回路方程式に含まれるパラメータを求めることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第６の発明は、第１の発明において、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線抵抗を含む回路抵抗の変化による影響を無視できる場合にモータの回路方程式に含まれる電機子巻線鎖交磁束数を求め、前記電機子巻線鎖交磁束数の変化による影響を無視できる場合に前記電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第７の発明は、第３の発明において、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電流検出値を求め、求められた前記ｄ軸電流検出値がゼロでないときに前記ｄ軸電流検出値に基づき、前記電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第８の発明は、第１の発明において、
前記制御手段は、前記モータに供給すべき電流の量を示す指令電流値を求める指令電流値算出手段を含み、
前記パラメータ算出手段は、前記電流検出手段で電流値が検出されない場合、前記指令電流値算出手段により求められる前記指令電流値に基づき発熱量を求め、求められた前記発熱量に基づき、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第９の発明は、第２の発明において、
前記制御手段は、
前記パラメータ算出手段により求められた前記電機子巻線鎖交磁束数を次元変換することにより現在のトルク定数を算出する次元変換手段と、
前記次元変換手段から前記現在のトルク定数を受け取り、前記現在のトルク定数で前記モータに生じるべき目標となるトルク値を除算した値に相当する前記モータに供給すべき電流の量を示す指令電流値を求める指令電流値算出手段と
を含むことを特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第１０の発明は、第１の発明において、
前記モータに加わる電圧に対応する電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、
前記モータ駆動手段は、
複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子がオン・オフされることにより前記モータに電流を供給するスイッチング回路と、
前記制御手段で求めたレベルの電圧と前記電圧検出手段で検出される電圧とを用いて前記複数のスイッチング素子をオン・オフするモータ電圧決定手段と
を含み、
前記電圧検出手段は、前記モータを駆動するための電源のプラス側に接続される前記スイッチング回路の一端から前記電源のプラス側までの経路上の一点と、前記電源のマイナス側に接続される前記スイッチング回路の他端から前記電源のマイナス側までの経路上の他点との間の電圧を測定することを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第１１の発明は、第１〜第１０のいずれかの発明において、
前記モータ駆動手段は、複数のスイッチング素子を有し、前記モータに電流を供給するスイッチング回路を含み、
前記電流検出手段は、前記スイッチング回路と電源との間に１個だけ設けられていることを特徴とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第１２の発明は、第１〜第１１のいずれかの発明に係るモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
上記第１の発明によれば、電流検出手段で検出された電流値に基づき、指令電圧のレベルを求めるときに使用するパラメータが求められる。したがって、このパラメータが製造ばらつきや温度変化などによって変動するときでも、高い精度でモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができる。さらに、モータの回路方程式に従いオープンループ制御を行う場合に、モータの回路方程式に含まれるパラメータが製造ばらつきや温度変化などによって変動するときでも、高い精度でモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上記第２の発明によれば、指令電圧のレベルを求めるときに使用する電機子巻線鎖交磁束数が製造ばらつきや温度変化などによって変動するときでも、高い精度でモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
上記第３の発明によれば、指令電圧のレベルを求めるときに使用する電機子巻線抵抗を含む回路抵抗が製造ばらつきや温度変化などによって変動するときでも、高い精度でモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
上記第４の発明によれば、フィードバック制御とオープンループ制御を切り替え、フィードバック制御およびオープンループ制御を行うときでも、高い精度でモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
上記第５の発明によれば、電流検出手段が正常に動作している間は、フィードバック制御を行い、高い精度でモータを駆動することができる。また、電流検出手段が故障し、フィードバック制御を行えないときには、フィードバック制御を行っている間に求めたパラメータを用いてオープンループ制御を行うことにより、高い精度でモータを駆動することを継続でき、所望のモータ出力を得ることができる。
【手続補正２１】
【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】
上記第６の発明によれば、パラメータ算出手段によって、モータの回路方程式に含まれる電機子巻線抵抗を含む回路抵抗または電機子巻線鎖交磁束数のうちの一方の値の変化による影響を無視できる場合に他方の値が求められるので、双方の値をともに正確に求めることができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
上記第７の発明によれば、ｄ軸電流検出値がゼロでないときにｄ軸電流検出値に基づき電機子巻線抵抗を含む回路抵抗が求められるので、電機子巻線鎖交磁束数の影響を全く受けることなく正確に電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
上記第第８の発明によれば、電流検出手段で電流値が検出されない場合、指令電流値に基づき発熱量を求め、これにより電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めるので、電流検出が不可能な場合にも常に電機子巻線抵抗を含む回路抵抗を求めることができ、また常に求めることができない場合に求めることができるようになった時点で急に生じるトルク変動を抑制することができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
上記第９の発明によれば、次元変換手段により算出される現在のトルク定数を使用して指令電流値が求められるので、装置毎の個体差があり、また温度変化に応じて変化するトルク定数に、予め定められた固定値ではなく現在の値を使用することができる。したがって、指令電流によっても必要なアシストトルクが得られずそのことにより制御が不安定になることを抑制することができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
上記第１０の発明によれば、電圧検出手段によりモータに加わる電圧に対応する電圧が検出されるので、スイッチング回路に含まれる複数のスイッチング素子のオン・オフ（典型的にはＰＷＭ信号のデューティー比）を定める基準となる電圧を正確に取得することできるので、制御を正確に安定して行うことができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
上記第１１の発明によれば、電流検出手段を削減することにより、モータ制御装置の小型化、低コスト化および低消費電力化が可能となる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
上記第１２の発明によれば、指令電圧のレベルを求めるときに使用するパラメータが製造ばらつきや温度変化などによって変動するときでも、高い精度でモータを駆動し、所望のモータ出力を得ることができるので、スムーズな操舵補助が可能となる。