(57)【要約】【課題】外付けＡ／Ｄ変換器を用いることなく電流検出の分解能を向上し、高負荷時の電流ピーク値を低減して出力トルクを大きくしたモータ駆動制御装置及びそれを用いた電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】指令値に対する正弦波駆動の電流指令値を電流指令値演算部で演算し、前記電流指令値に対してベクトル制御でモータを駆動し、前記モータの回転角度及び角速度を検出して前記電流指令値演算部に入力すると共に、前記モータのモータ実電流をディジタル値でフィードバックするようになっているモータ駆動制御装置において、前記モータの負荷出力が所定値を超えたときに重畳指令信号を出力する重畳判定部と、前記重畳指令信号が出力されたときに３次高調波を生成する３次高調波生成部と、前記３次高調波を前記電流指令値に重畳して前記電流指令値を修正する電流指令値修正部とを設ける。【選択図】    図２
2007116862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指令値に対する正弦波駆動の電流指令値を電流指令値演算部で演算し、前記電流指令値に対してベクトル制御でモータを駆動し、前記モータの回転角度及び角速度を検出して前記電流指令値演算部に入力すると共に、前記モータのモータ実電流をディジタル値でフィードバックするようになっているモータ駆動制御装置において、前記モータの負荷出力が所定値を超えたときに重畳指令信号を出力する重畳判定部と、前記重畳指令信号が出力されたときに３次高調波を生成する３次高調波生成部と、前記３次高調波を前記電流指令値に重畳して前記電流指令値を修正する電流指令値修正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】
前記重畳判定部が前記モータの負荷出力を前記指令値で判定するようになっている請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記重畳判定部が前記モータの負荷出力を前記電流指令値で判定するようになっている請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記重畳判定部が前記モータの負荷出力を前記モータ実電流で判定するようになっている請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記重畳判定部が前記モータの負荷出力が所定値＃１を超え、所定値＃２（＞所定値＃１）以下の範囲で前記重畳指令信号を出力するようになっている請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
前記指令値がトルク指令値である請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項７】
前記重畳判定部の判定が、前記ベクトル制御のｑ軸電流指令値を電流指令値として判定するようになっている請求項３に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のモータ駆動制御装置を電動パワーステアリングのモータ制御に搭載したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを駆動するモータ駆動制御装置及びそれを搭載し、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特に高負荷時に最適な機能を発揮するモータ駆動制御装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来一般的なモータの駆動制御装置において、モータのトルクリップル、騒音や振動の観点から正弦波電流駆動が用いられている。これは、モータの誘起電圧波形又は磁束分布が正弦波であれば、正弦波電流を印加することでトルクは理論的に一定値となり、トルクリップルは発生しないことを利用している。モータ最大電流は、モータへの電力供給手段であるインバータ回路等のパワースイッチング素子の最大許容電流及びモータの減磁特性や銅損による熱定格等により決められる。
【０００３】
また、モータの電流を正確に制御するために、モータに実際に流れる実電流を電流検出器により検出し、マイコンやＣＰＵ等で成る電流制御コントローラにフィードバックしている。この場合、電流制御の分解能は、Ａ／Ｄ変換器の電流検出分解能及び最大検出電流により決まる。例えば正弦波通電でモータ最大電流１００Ａｒｍｓ（片側ピーク値約１４１．４Ａ、ピーク−ピーク(peak-to peak)値約２８３Ａ）、Ａ／Ｄ変換器の分解能が１０ビットの場合、電流検出分解能は０．２７Ａ／ＬＳＢ(Least  Significant  Bit)（２８３Ａ／１０２４ＬＳＢ）となる。
【０００４】
一方、自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢（アシスト）する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を、減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク（操舵補助力）を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティ比の調整で行っている。
【０００５】
ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図７に示して説明すると、操向ハンドル１のコラム軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４Ａ及び４Ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット３０には、バッテリ１４から電力が供給されると共に、イグニッションキー１１からイグニッション信号が供給され、コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルク値Ｔと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいて、アシストマップ等を用いてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基づいてモータ２０に供給する電流を制御する。
【０００６】
コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵ(Micro  Processor  Unit)も含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図８のようになる。
【０００７】
図８を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルク値Ｔ及び車速センサ１２で検出された車速Ｖは、電流指令値Ｉｒｅｆを演算する電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルク値Ｔ及び車速Ｖに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆを決定する。電流指令値Ｉｒｅｆは加算器３２Ａを経て電流制限部３３に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算器３２Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差Ｉ（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）が演算され、その偏差が操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３５に入力される。ＰＩ制御部３５で特性改善された操舵補助指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、更に駆動部としてのインバータ回路３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算器３２Ｂにフィードバックされる。インバータ回路３７は駆動素子（パワースイッチング素子）としてＦＥＴが用いられ、ＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。なお、電流制限部３３はなくても良い。
【０００８】
また、加算器３２Ａには補償部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によってシステム系の補償を行い、収れん性や慣性等を改善するようになっている。補償部３４は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）３４３と慣性３４２を加算部３４４で加算し、その加算結果に更に収れん性３４１を加算部３４５で加算し、加算部３４５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここにおいて、従来のモータ駆動方式は電流が正弦波であるため、トルクを発生させるために必要な電流の実効値に対し、ピーク電流が√２倍であるので、モータを大電流駆動する場合、電流検出の分解能が低くなる問題があった。かかる問題に対して、マイコンなどの他に高分解能のＡ／Ｄ変換器を搭載し、マイコンにシリアル又はパラレルのディジタル通信を用いて電流検出分解能を向上させる手段も利用されているが、高分解能のＡ／Ｄ変換器を用いることはコストアップになると共に、基板スペースの上で不都合であるといった問題がある。
【００１０】
更に、モータ最大トルクがパワースイッチング素子の最大許容電流で制約されている場合は、高トルクを出力するためにモータの設計変更又はパワースイッチング素子を大容量のものに変更しなければならないという問題がある。
モータの駆動でアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置においても同様な問題がある。
【００１１】
本発明は上述のような事情からなされたものであり、本発明の目的は、外付けＡ／Ｄ変換器を用いることなく電流検出の分解能を向上し、高負荷時の電流ピーク値を低減して出力トルクを大きくしたモータ駆動制御装置及びそれを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、指令値に対する正弦波駆動の電流指令値を電流指令値演算部で演算し、前記電流指令値に対してベクトル制御でモータを駆動し、前記モータの回転角度及び角速度を検出して前記電流指令値演算部に入力すると共に、前記モータのモータ実電流をディジタル値でフィードバックするようになっているモータ駆動制御装置に関し、本発明の上記目的は、前記モータの負荷出力が所定値を超えたときに重畳指令信号を出力する重畳判定部と、前記重畳指令信号が出力されたときに３次高調波を生成する３次高調波生成部と、前記３次高調波を前記電流指令値に重畳して前記電流指令値を修正する電流指令値修正部とを設けることにより達成される。
【００１３】
本発明の上記目的は、前記重畳判定部が前記モータの負荷出力を前記指令値で判定することにより、或いは前記重畳判定部が前記モータの負荷出力を前記電流指令値で判定することにより、或いは前記重畳判定部が前記モータの負荷出力を前記モータ実電流で判定することにより、或いは前記重畳判定部が前記モータの負荷出力が所定値＃１を超え、所定値＃２（＞所定値＃１）以下の範囲で前記重畳指令信号を出力することにより、或いは前記指令値がトルク指令値であることにより、或いは前記重畳判定部の判定が、前記ベクトル制御のｑ軸電流指令値を電流指令値として判定することにより、より効果的に達成される。
【００１４】
また、本発明は電動パワーステアリング装置に関し、指令値に対する正弦波駆動の電流指令値を電流指令値演算部で演算し、前記電流指令値に対してベクトル制御でモータを駆動し、前記モータの回転角度及び角速度を検出して前記電流指令値演算部に入力すると共に、前記モータのモータ実電流をディジタル値でフィードバックするようになっているモータ駆動制御装置であり、前記モータの負荷出力が所定値を超えたときに重畳指令信号を出力する重畳判定部と、前記重畳指令信号が出力されたときに３次高調波を生成する３次高調波生成部と、前記３次高調波を前記電流指令値に重畳して前記電流指令値を修正する電流指令値修正部とを設けたモータ駆動制御装置をモータ制御に搭載することにより、本発明の目的である電動パワーステアリング装置が達成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モータの高負荷時に正弦波電流に３次高調波を重畳させることで、あるトルクを発生させるための電流の実効値が３次高調波を重畳させる前と同一値かつ電流のピーク値を小さくすることができるので、高精度なＡ／Ｄ変換器を用いることなく電流検出の分解能を向上させることができる。電流ピーク値を小さくすることができるため、電流分解能を細かくできると共に、定格電流の小さなパワースイッチング素子を使用することができる。
【００１６】
また、ＦＥＴ等のパワースイッチング素子の最大許容電流という制約条件下で３次高調波を重畳させるようにしているので、電流ピーク値を３次高調波を重畳させる前と同一値に保ちながら電流実効値を大きくすることができ、高トルク出力を実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明では、正弦波駆動におけるモータの高負荷時に、正弦波電流指令値に３次高調波を重畳させている。これにより、トルクを発生させるための電流の実効値が３次高調波を重畳させる前と同一値かつ電流のピーク値を小さくすることができ、ピーク値を小さくできるために高精度なＡ／Ｄ変換器を用いなくても電流検出分解能を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明では、ＦＥＴ等のパワースイッチング素子の最大許容電流という制約条件の下で、正弦波電流に３次高調波を重畳させており、電流ピーク値を３次高調波を重畳させる前と同一値に保ちながら、電流実効値を大きくすることができるので、モータ出力を大きくすることができる。
【００１９】
以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００２０】
先ず本発明を適用できるモータのベクトル制御系について、図１を参照して説明する。
【００２１】
電動パワーステアリング装置のモータを制御するための典型的な制御方法の１つであるベクトル制御は、例えば特開２００１−１８８２２号公報に開示されており、図１は上記公報で開示された電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック構成図である。この図１におい、トルクセンサ（図示せず）から検出される操舵トルクＴｒに基づいてトルク指令値演算部（図示せず）において演算されたトルク指令値Ｔｒｅｆと、モータ１０８の電気角である回転角度θと、モータ１０８の角速度ωとが電流指令値演算部２０４に入力される。電流指令値演算部２０４はｑ軸成分の電流指令値Ｉｑｒｅｆとｄ軸成分の電流指令値Ｉｄｒｅｆを算出するが、通常電流指令値Ｉｑｒｅｆはトルク指令値Ｔｒｅｆに比例し、電流指令値Ｉｄｒｅｆは０である（つまり、通常はＩｄｒｅｆ＝０である）。一方、モータ１０８の回転角度θや角速度ωを検出するために、角度検出器としてレゾルバ２０１が取付けられている。レゾルバ２０１から出力される信号はディジタル値の回転角度θを示していないので、Ａ／Ｄ変換器としてのＲＤＣ（レゾルバ／ディジタル変換）回路などで構成される回転角度検出部２０２において、ディジタル値の回転角度θ及び角速度ωが算出される。
【００２２】
本制御ブロック図はフィードバック制御を例として示しており、前述したｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆ及びｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆに対して、モータ１０８の実際のモータ電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを検出してフィードバックして制御する必要がある。具体的には電流検出器２０５−１及び２０５−２においてモータ電流Ｉａ及びＩｃがそれぞれ検出され、モータ電流Ｉｂは、Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＝０の関係から減算部２０７−３においてＩｂ＝−（Ｉａ＋Ｉｃ）として算出される。電流検出器２０５−１及び２０５−２において検出され、減算部２０７−３で３相にされたモータ電流Ｉａ〜Ｉｃは、Ａ／Ｄ変換器２２０によってディジタル値に変換されて３相／２相変換部２０６に入力され、ベクトル制御のために３相／２相変換部２０６でモータ電流Ｉｑ、Ｉｄに変換される。この変換に、前述したモータの回転角度θが利用される。次に、モータ電流Ｉｑ，Ｉｄは減算部２０７−１，２０７−２にそれぞれフィードバックされ、減算部２０７−１でｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆとモータ電流Ｉｑとの偏差ΔＩｑが算出され、減算部２０７−２でｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ（通常はＩｄｒｅｆ＝０である）とモータ電流Ｉｄとの偏差ΔＩｄが算出される。
【００２３】
これらの偏差を０とするように偏差ΔＩｑ及びΔＩｄが比例積分（ＰＩ）制御部２０８に入力され、電圧指令値Ｖｄｒｅｆ，Ｖｑｒｅｆが出力される。そして、実際のモータ１０８には３相の電流を供給する必要があるので、電圧指令値Ｖｄｒｅｆ，Ｖｑｒｅｆは２相／３相変換部２０９で３相の電圧指令値Ｖａｒｅｆ，Ｖｂｒｅｆ，Ｖｃｒｅｆに変換される。ＰＷＭ制御部２１０は電圧指令値Ｖａｒｅｆ，Ｖｂｒｅｆ，Ｖｃｒｅｆに基づいてＰＷＭ制御信号を発生し、インバータ回路２１１はこのＰＷＭ制御信号に基づきモータ１０８に電流を供給してｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆ及びｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆとの偏差が０となるようにモータ電流Ｉａ、Ｉｂ，Ｉｃを供給する。
【００２４】
以上がモータのベクトル制御についての説明であるが、次に本発明の実施例の構成を、図１に対応させて図２に示して説明する。
【００２５】
本発明では、回転角度検出部２０２からの回転角度θ及び角速度ωに基づいて３次高調波Ｓ３を生成する３次高調波生成部２３０と、Ａ／Ｄ変換器２２０からの電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ、トルク指令値Ｔｒｅｆ及びq軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを入力して３次高調波生成のための重畳指令信号ＳＣを出力する重畳判定部２３１と、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及び３次高調波を加算する加算部２４１とｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆ及び３次高調波を加算する加算部２４２とで成る電流指令値修正部２４０とを設けている。
【００２６】
このような構成において、重畳判定部２３１はｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆ、電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ又はトルク指令値Ｔｒｅｆが所定値以上か否かを判定し、いずれかが所定値以上となったときに重畳指令信号ＳＣを出力する。３次高調波生成部２３０に重畳指令信号ＳＣが入力されると、３次高調波生成部２３０は回転角度θ及び角速度ωに基づいて３次高調波Ｓ３を加算部２４１及び２４２に入力して、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆに３次高調波を重畳させる。３次高調波を重畳されたｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆｓ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆｓがそれぞれ減算部２０７−２及び２０７−１に入力され、前述と同様な制御を実行する。本発明において、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆを判定基準としないのは、モータ１０８の最大トルク近傍を出力するときはｑ軸電流を最大とし、ｄ軸電流を０とするのが一般的であるからである。
【００２７】
ここで、３次高調波重畳電流制御に関する本発明の動作を説明する。
【００２８】
重畳判定部２３１は、q軸電流指令値Ｉｑｒｅｆ、又は実電流値Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ、又はトルク指令値Ｔｒｅｆが予め決められた閾値Ｔｈ１を超えたときに重畳指令信号ＳＣを出力し、閾値Ｔｈ２（＞Ｔｈ１）を超えたときに重畳指令信号ＳＣの出力を停止する。つまり、閾値Ｔｈ１＜値＜閾値Ｔｈ２の範囲で重畳指令信号ＳＣを出力し、負荷が高負荷でモータ１０８の最大トルクを出力するように、３次高調波を電流指令値に重畳するか否かを判定する。
【００２９】
重畳指令信号ＳＣが入力されると、３次高調波生成部２３０は３次高調波Ｓ３を生成して出力する。３次高調波生成部２３０は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを３相変換する際にモータ角度検出部２０２からの３倍値を用いて変換し、前もって決めたゲインを乗算して３次高調波Ｓ３を生成する。ｄｑ／３相変換式は一般に使用されている変換式なので省略するが、３次高調波Ｓ３を重畳するのは最大トルク近傍を出力する時なので、ｄ軸電流は０として変換する。
【００３０】
次に本発明を、電流検出精度向上の用途で使用した場合を説明する。
【００３１】
モータトルクの演算式は、下記（１）式のようになる。ただし、Ｋはモータ固有係数、Ia,Ib,Icは３相各相電流、Ba,Bb,Bcは３相各相磁束密度である。
Ｔ＝Ｋ（Ia・Ba＋Ib・Bb＋Ic・Bc）    ・・・（１）
正弦波電流の場合と３次高調波重畳電流の場合のａ相電流Iaを、（２）式及び（３）式に示す。ただし、Ｉｍは電流振幅値、Ｇはゲインである。
正弦波電流時    Ia＝Im・sinωt                            ・・・（２）
３次高調波重畳電流時  Ia＝Im・(sin（ωｔ）＋G・sin（3ωｔ）)  ・・・（３）
磁束密度が振幅“１”の正弦波分布で、モータ固有係数Ｋ＝１，電流振幅値Ｉｍ＝１，ゲインＧ＝１／６の場合、その３次高調波とトルクの波形例を図３に示す。図３において、波形Ａが正弦波ａ相電流であり、波形Ｂが３次高調波であり、特性Ｃがトルクを示しており、図３から分かるように同じトルクを出力するための電流ピーク値は、正弦波電流が１であるのに比べて３次高調波重畳電流は約０．８６６となり、ピーク電流の比は正弦波電流に対して３次高調波重畳電流の約０．８６６倍となる。そして、モータの最大トルクを出力するための電流振幅値Ｉｍが１５０Ａの時、Ａ／Ｄ変換器の分解能が１０ビットであると、電流検出分解能は、正弦波電流の場合、ピーク−ピーク(peak-to-peak)電流が３００Ａなので約０．２９３Ａ／ＬＳＢであるのに対し、３次高調波重畳電流の場合、ピーク−ピーク電流が約２６０Ａなので約０．２５３Ａ／ＬＳＢであり、電流検出精度を向上することができる。
【００３２】
次に、本発明をトルク向上の用途で使用した場合を説明する。
【００３３】
モータの最大トルクは、モータ駆動回路のパワースイッチング素子の最大許容電流及びモータの減磁特性や銅損による熱定格等により決まる。パワースイッチング素子の最大許容電流に最大トルクが制限されている場合、モータ電流のピーク値により最大トルクが決まる。前記（２）式及び（３）式より、ピーク電流が等しくなるように各々の電流振幅値Ｉｍを決定した際の電流波形及びトルク波形の例を図４に示す。図４において、波形Ａは正弦波ａ相電流であり、波形Ｂは３次高調波重畳ａ相電流であり、特性Ｃ１は正弦波電流時のトルクを示し、特性Ｃ２は３次高調波重畳時のトルクを示している。この図４から、正弦波電流時のトルクが１．５であるのに対し、３次高調波重畳電流時のトルクは１．７３２５となり、正弦波電流時のトルクに対して３次高調波重畳電流時のトルクは１．１５５倍されることが分かる。よって、３次高調波重畳電流によって、モータの最大トルクを大きくすることができる。
【００３４】
本実施例ではゲインＧを１／６と設定し、判定により重畳するか否かを決定しているが、ゲインＧを可変させた場合の電流波形の一例を図５に示す。図５において、特性＃１がＧ＝１／６の場合、特性＃２がＧ＝１／９の場合、特性＃３がＧ＝１／１８の場合、特性＃４がＧ＝１／９０の場合をそれぞれ示している。この図５から、ゲインＧとして１／６が最適であることが分かる。
【００３５】
また、その電流ピーク値と含有率の一例を図６に示す。図６において、特性Ｄは１次電流ピーク値であり、特性Ｅは３次電流ピーク値であり、特性Ｆは重畳電流ピーク値であり、特性Ｇは３次含有率を示している。図６から３次電流の重畳によって、重畳電流のピーク値が低下することが分かる。
【００３６】
なお、モータ電流のピーク値を低減する方法として、３次高調波だけではなく、９次高調波などの高調波を重畳しても良い。ただし、高次であればあるほど、１次の正弦波電流に対し、電流制御帯域の面から遅れが生じる問題がある。また、本実施例では高負荷時にのみ３次高調波を重畳させているが、全負荷領域において３次高調波重畳しても良い。ただし、モータの特性上高負荷時に比べて低負荷時はモータ回転速度を高く動作させることができるので、電流帯域により遅れが生じる問題がある。
【００３７】
なお、本発明のモータ駆動制御装置は、操舵トルクをモータでアシストする電動パワーステアリング等に使用することができる。
【００３８】
電動パワーステアリング装置で使用した場合、モータへの最大電流は、モータが最大トルクを発生する据え切り時であり、モータ回転速度は低いので、３次高調波電流重畳電流は遅れることなく制御することができる。また、電動パワーステアリング装置はトルクセンサを内蔵しており、トルクセンサが出力するアシストトルクが閾値を超えた際に３次高調波電流を正弦波電流指令に重畳させても良いし、電流指令値及び実電流検出値のどれかが閾値を超えた際、高調波電流を正弦波電流指令値に重畳させても良い。また閾値超過時間判定手段を用いて、閾値を超過する時間を計測し、判定時間を超過した場合に重畳させるようにしても良い。さらに、重畳切換え時のチャタリングを防止するため、ヒステリシスを用いて重畳のＯＮ／ＯＦＦを切換えても良い。
【００３９】
電動パワーステアリング装置で電流検出分解能を向上する用途で本発明を実施した場合には電流制御の分解能が向上するので、アシストトルクを高精度で制御することができる。また、トルク向上用途で使用した場合には既存のコントロールユニットのソフトを変更するだけで、高トルクを出力することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のモータ駆動制御装置は、モータによって高負荷で駆動する産業機械に適用可能であり、特に電動パワーステアリングへの適用によって高性能で大トルク出力の電動パワーステアリング装置を実現することができ、大型車両での電動パワーステアリング装置に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を適用できる電動パワーステアリング装置のベクトル制御系の一例を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の実施例を示すブロック構成図である。
【図３】３次高調波電流重畳の電流ピーク値低減効果を示す波形図である。
【図４】３次高調波電流重畳のトルク向上効果の一例を示す特性図である。
【図５】ゲインＧを可変した場合の電流波形の一例を示す特性図である。
【図６】電流ピーク値の比較例を示す特性図である。
【図７】一般的な電動パワーステアリング装置の構成例を示す図である。
【図８】コントロールユニットの一例を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１                              操向ハンドル
２                              コラム軸
３                              減速ギア
１０                            トルクセンサ
１１                            イグニッションキー
１２                            車速センサ
１４                            バッテリ
２０、１０８                    モータ
３０                            コントロールユニット
３１、２０４                    電流指令値演算部
３３                            電流制御部
３４                            補償部
３５、２０８                    ＰＩ制御部
３６、２１０                    ＰＷＭ制御部
３７、２１１                    インバータ回路
２０１                          レゾルバ
２０２                          回転角度検出部
２０９                          ２相／３相変換部
２２０                          Ａ／Ｄ変換器
２３０                          ３次高調波生成部
２３１                          重畳判定部
２４０                          電流指令値修正部
【図１】
2007116862.tif 000003
【図２】
2007116862.tif 000004
【図３】
2007116862.tif 000005
【図４】
2007116862.tif 000006
【図５】
2007116862.tif 000007
【図６】
2007116862.tif 000008
【図７】
2007116862.tif 000009
【図８】
2007116862.tif 000010