本発明は、モータ装置及びマップの設定方法に関する。 The present invention relates toa motor device and a map setting method.
特許文献１には、電動パワーステアリング装置が開示されている。電動パワーステアリング装置は、車両の操舵機構にモータのモータトルクを付与することにより、運転者のステアリング操作を補助する。電動パワーステアリング装置に搭載されるモータを制御対象とする制御装置は、検出された操舵トルクに基づいて、モータに流れる実電流の目標である指令電流を演算する。制御装置は、モータの回転角度に基づいて、指令電流を補正するための補正電流を演算する。補正電流は、空間高調波に起因したトルクリプルを低減するためのものである。そして、制御装置は、補正電流を用いて補正された指令電流に実電流を追従させる電流フィードバック制御を実行することにより、モータが出力するモータトルクを制御している。Patent Document 1 discloses an electric power steering device. The electric power steering device assists the driver in steering by applying motor torque to the steering mechanism of the vehicle. A control device that controls a motor mounted in the electric power steering device calculates a command current, which is a target for the actual current flowing through the motor, based on the detected steering torque. The control device calculates a correction current for correcting the command current based on the rotation angle of the motor. The correction current is intended to reduce torque ripple caused by spatial harmonics. The control device then controls the motor torque output by the motor by performing current feedback control that causes the actual current to follow the command current corrected using the correction current.
補正電流を用いて指令電流を補正する場合には、電流フィードバック制御のフィードバックループの応答速度を十分に速くしなければ、空間高調波に起因したトルクリプルを低減する効果を得ることができない。しかし、電流フィードバック制御のフィードバックループの応答速度を速くするほど、指令電流に実電流を追従させることが困難になる。このため、電流フィードバック制御のフィードバックループの応答速度は、指令電流に実電流を追従させることができる程度に設定せざるを得ず、こうした電流フィードバック制御のフィードバックループの応答速度では、トルクリプルを低減する効果が十分に得られないおそれがあった。この場合、トルクリプルが発生することに起因して、モータから音や振動が発生するおそれがあった。When correcting the command current using a correction current, the response speed of the feedback loop of the current feedback control must be made sufficiently fast in order to obtain the effect of reducing torque ripple caused by spatial harmonics. However, the faster the response speed of the feedback loop of the current feedback control is, the more difficult it becomes to make the actual current follow the command current. For this reason, the response speed of the feedback loop of the current feedback control must be set to a level at which the actual current can follow the command current, and there was a risk that such a response speed of the feedback loop of the current feedback control would not be sufficient to obtain the effect of reducing torque ripple. In this case, there was a risk that the motor would generate noise and vibration due to the generation of torque ripple.
本発明の目的は、モータ装置及びマップの設定方法において、トルクリプルを低減することにある。 An object of the present invention is to reduce torque ripple ina motor device and a map setting method.
上記課題を解決するモータ装置は、車両のステアリング装置に搭載され、前記ステアリング装置に対してトルクを付与するように、当該ステアリング装置が有するモータを動作させるべく当該モータに電圧を印加するインバータ回路を制御するモータ制御装置と、前記モータの回転角度を検出する回転角度センサとを備えたモータ装置であって、前記モータ制御装置は、指令電流に前記モータに流れる実電流を追従させる電流フィードバック制御するための操作量として指令電圧を演算する指令電圧演算部と、前記指令電圧演算部により演算された前記指令電圧に基づいて、前記モータに印加する電圧が前記指令電圧となるように前記インバータ回路を操作する操作処理部と、前記指令電圧を補正するための高調波電圧を補正電圧として設定する開ループ処理部とを備え、前記開ループ処理部は、前記回転角度及び前記回転角度の変化量である回転速度に基づいて、高調波磁束を演算する高調波磁束演算部と、前記高調波磁束演算部により演算された前記高調波磁束に基づいて、前記補正電圧を演算する補正電圧演算部とを有し、前記操作処理部は、前記補正電圧演算部により演算された前記補正電圧によって補正された前記指令電圧に基づいて、前記インバータ回路を操作し、前記モータ制御装置は、前記回転角度及び前記回転速度と前記高調波磁束との関係を示すマップを設定するマップ設定部をさらに備え、前記マップ設定部は、前記回転角度センサにより検出された前記回転角度により得られた前記回転速度の変化量を示す回転速度変動を検出し、当該回転速度変動に慣性モーメントを示す所定係数を乗算することによりトルクリプルを推定し、当該トルクリプルに基づいて前記高調波磁束を演算するための前記マップを生成し、当該マップを前記高調波磁束演算部が参照できるように設定する。A motor device that solves the above problem isa motor device that is mounted on a steering device of a vehicle andincludes a motor control device that controls an inverter circuit that applies a voltage to a motor provided in the steering device to operate the motor so as to apply a torque to the steering device, and a rotation angle sensor that detects a rotation angle of the motor ,the motor control device includes a command voltage calculation unit that calculates a command voltage as a manipulation amount for current feedback control that makes an actual current flowing through the motor follow a command current, an operation processing unit that operates the inverter circuit based on the command voltage calculated by the command voltage calculation unit so that a voltage applied to the motor becomes the command voltage, and an open loop processing unit that sets a harmonic voltage for correcting the command voltage as a correction voltage, and the open loop processing unit calculatesthe rotation angle and a rotation speed which is an amount of change inthe rotation angle. and a correction voltage calculation unit that calculates the correction voltage based on the harmonic magnetic flux calculated by the harmonic magnetic flux calculation unit, the operation processing unit operates the inverter circuit based on the command voltage corrected by the correction voltage calculated by the correction voltage calculation unit,and the motor control device further includes a map setting unit that sets a map indicating the relationship between the rotation angle and the rotation speed, and the harmonic magnetic flux, the map setting unit detects rotational speed fluctuation that indicates an amount of change in the rotational speed obtained from the rotation angle detected by the rotation angle sensor, estimates a torque ripple by multiplying the rotational speed fluctuation by a predetermined coefficient that indicates a moment of inertia, generates the map for calculating the harmonic magnetic flux based on the torque ripple, and sets the map so that the harmonic magnetic flux calculation unit can refer to it .
上記構成によれば、開ループ処理部は、回転角度及び回転速度に基づいて演算された高調波磁束を用いて、指令電圧を補正するための補正電圧を演算するようにしている。高調波磁束の演算に際しては、回転角度だけでなく、回転速度を用いて高調波磁束を演算している。空間高調波に起因したトルクリプルは回転速度の変動に基づいて推定することができることから、回転速度に基づいてトルクリプルを低減するための補正電圧を演算することができる。そして、トルクリプルが低減するように補正している対象は、電流フィードバック制御に用いられる指令電流ではなく、指令電圧である。このため、電流フィードバック制御のフィードバックループの応答速度を指令電流に実電流を追従させることができる程度に設定したとしても、指令電圧を補正することで、トルクリプルを低減することができる。
また、上記構成によれば、マップ設定部は、トルクリプルをトルク変動から検出するのではなく、トルクリプルを回転速度変動から推定するようにしている。高調波磁束を演算するマップを生成するために必要となる情報は、回転角度センサを通じて測定することができる回転速度変動である。この回転速度変動は、モータ制御装置が備える回転角度センサを通じて得ることができる。この回転角度センサは、モータに電圧を印加するにあたって必要になる回転角度を検出するために、そもそも設けられるセンサである。このため、マップ設定部がマップを生成するにあたって、トルクリプルを検出するためのトルク計等のセンサを別途設ける場合と比べて、マップを生成する際に必要となる構成を少なくすることができる。 According to the above configuration, the open loop processing unit calculates a correction voltage for correcting the command voltage using the harmonic magnetic flux calculated based on the rotation angle and the rotation speed. When calculating the harmonic magnetic flux, the harmonic magnetic flux is calculated using not only the rotation angle but also the rotation speed. Since the torque ripple caused by the spatial harmonics can be estimated based on the fluctuation of the rotation speed, the correction voltage for reducing the torque ripple can be calculated based on the rotation speed. The target of the correction to reduce the torque ripple is not the command current used in the current feedback control, but the command voltage. Therefore, even if the response speed of the feedback loop of the current feedback control is set to a level that allows the actual current to follow the command current, the torque ripple can be reduced by correcting the command voltage.
Furthermore, according to the above configuration, the map setting unit does not detect the torque ripple from the torque fluctuation, but estimates the torque ripple from the rotational speed fluctuation. Information required to generate a map for calculating the harmonic magnetic flux is the rotational speed fluctuation that can be measured through a rotational angle sensor. This rotational speed fluctuation can be obtained through a rotational angle sensor provided in the motor control device. This rotational angle sensor is a sensor that is provided in the first place in order to detect the rotational angle required to apply a voltage to the motor. Therefore, when the map setting unit generates the map, the configuration required to generate the map can be reduced compared to a case in which a separate sensor such as a torque meter for detecting the torque ripple is provided.
上記モータ装置において、前記開ループ処理部は、前記モータに流れる実電流を基本波電流とする場合に当該モータに印加される高調波電圧を前記補正電圧とすることが好ましい。 In the abovemotor device , it is preferable that the open loop processing unit sets a harmonic voltage applied to the motor as the correction voltage when an actual current flowing through the motor is set as a fundamental current.
特に、高速回転速度領域では、鎖交磁束が基本波からずれることによる空間高調波に起因したトルクリプルが目立たなくなり、実電流が大きくなるときの磁気飽和による空間高調波に起因したトルクリプルが顕著となりやすい。上記構成によれば、指令電圧を補正電圧によって補正するため、モータに流れる実電流を基本波電流に近付けることができて、高速回転速度領域についても、空間高調波に起因したトルクリプルを低減することができる。In particular, in the high rotation speed region, torque ripple caused by spatial harmonics due to deviation of the flux linkage from the fundamental wave becomes less noticeable, while torque ripple caused by spatial harmonics due to magnetic saturation when the actual current becomes large tends to become more noticeable. With the above configuration, the command voltage is corrected by the correction voltage, so the actual current flowing through the motor can be brought closer to the fundamental wave current, and torque ripple caused by spatial harmonics can be reduced even in the high rotation speed region.
上記モータ装置において、前記高調波磁束演算部は、ｄ軸の実電流、ｑ軸の実電流、前記回転角度、及び前記回転速度と、ｄ軸の前記高調波磁束及びｑ軸の前記高調波磁束との関係を定めた４次元マップを備えており、前記高調波磁束演算部は、前記４次元マップを参照することにより、前記ｄ軸の実電流、前記ｑ軸の実電流、前記回転角度、及び前記回転速度に基づいて、ｄ軸の前記高調波磁束及びｑ軸の前記高調波磁束をマップ演算することが好ましい。 In the abovemotor device , it is preferable that the harmonic flux calculation unit is provided with a four-dimensional map that defines a relationship between the actual current on the d-axis, the actual current on the q-axis, the rotation angle, and the rotation speed, and the harmonic flux on the d-axis and the harmonic flux on the q-axis, and that the harmonic flux calculation unit refers to the four-dimensional map to map-calculate the harmonic flux on the d-axis and the harmonic flux on the q-axis based on the actual current on the d-axis, the actual current on the q-axis, the rotation angle, and the rotation speed.
上記構成によれば、４次元マップには回転速度を入力できるようにしていることから、回転速度に応じた高調波磁束の振幅の減少や回転速度に応じた高調波磁束の位相の遅れ等を考慮した４次元マップを設定することができる。高調波磁束演算部は、例えば、ｄ軸の実電流、ｑ軸の実電流、及び回転角度と、ｄ軸の高調波磁束及びｑ軸の高調波磁束との関係を定めた３次元マップを参照する場合と比べて、ｄ軸の実電流、ｑ軸の実電流、回転角度、及び回転速度に基づいて好適な高調波磁束を演算することができる。According to the above configuration, since the rotation speed can be input to the four-dimensional map, it is possible to set a four-dimensional map that takes into account the decrease in amplitude of the harmonic magnetic flux according to the rotation speed and the phase delay of the harmonic magnetic flux according to the rotation speed. Compared to the case where the harmonic magnetic flux calculation unit refers to a three-dimensional map that defines the relationship between the actual current on the d-axis, the actual current on the q-axis, and the rotation angle and the harmonic magnetic flux on the d-axis and the harmonic magnetic flux on the q-axis, for example, the harmonic magnetic flux calculation unit can calculate a suitable harmonic magnetic flux based on the actual current on the d-axis, the actual current on the q-axis, the rotation angle, and the rotation speed.
上記課題を解決するモータ装置で用いるマップの設定方法は、前記回転角度及び前記回転速度の変化を測定する測定ステップと、前記測定ステップで測定された前記回転速度の変化量を示す回転速度変動を検出する変動検出ステップと、前記変動検出ステップで検出された前記回転速度変動に慣性モーメントを示す所定係数を乗算することによりトルクリプルを推定する推定ステップと、前記推定ステップで推定された前記トルクリプルに基づいて前記高調波磁束を演算するマップを生成するマップ生成ステップとを含み、前記マップは、前記回転角度及び前記回転速度と前記高調波磁束との関係を定めている。 A method of setting a map used ina motor device that solves the above problem includes a measurement step of measuring changes in the rotation angle and the rotation speed, a fluctuation detection step of detecting rotational speed fluctuationsindicating an amount of change in the rotation speed measured in the measurement step, an estimation step of estimating a torqueripple by multiplying the rotational speed fluctuation detected in the fluctuation detection step by a predetermined coefficient indicating a moment of inertia , and a map generation step of generating a map that calculates the harmonic magnetic flux based on the torque ripple estimated in the estimation step, and the map defines the relationship between the rotation angle and the rotation speed and the harmonic magnetic flux.
上記方法によれば、変動検出ステップでは、測定ステップで測定された回転角度及び回転速度の変化量を示す回転速度変動を検出する。トルクリプルと回転速度変動との間には所定の関係が存在する。すなわち、トルクリプルは、回転速度変動の時間微分に慣性モーメントを示す所定係数を乗算した値である。このため、推定ステップでは、変動検出ステップで検出した回転速度変動からトルクリプルを推定することができる。そして、推定ステップで推定されたトルクリプルに基づいてトルクリプルを低減するための高調波磁束を演算することができる。これにより、回転角度及び回転速度と高調波磁束との関係を求めることができるため、高調波磁束を演算するためのマップを生成することができる。 According to the above method, in the fluctuation detection step, a rotation speed fluctuationindicating the amount of change in the rotation angle and rotation speed measured in the measurement step is detected. A predetermined relationship exists between the torque ripple and the rotation speed fluctuation. That is, the torque ripple is a value obtained by multiplying the time derivative of the rotation speed fluctuation by a predetermined coefficient indicating the moment of inertia. Therefore, in the estimation step, the torque ripple can be estimated from the rotation speed fluctuation detected in the fluctuation detection step. Then, a harmonic magnetic flux for reducing the torque ripple can be calculated based on the torque ripple estimated in the estimation step. This makes it possible to obtain the relationship between the rotation angle and rotation speed and the harmonic magnetic flux, and therefore a map for calculating the harmonic magnetic flux can be generated.
本発明のモータ装置及びマップの設定方法によれば、トルクリプルを低減できる。 According tothe motor device and the map setting method of the present invention, torque ripple can be reduced.
モータ制御装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態におけるモータ装置１の構成を示している。モータ装置１は、モータ１０と、インバータ回路ＩＮＶと、モータ制御装置２０とを備えている。モータ装置１は、例えば、車両の電動パワーステアリング装置に搭載されるものである。モータ１０は、３相モータである。モータ１０には、例えば、極数が１０、スロット数が１２の表面磁石同期電動機（ＳＰＭＳＭ）が採用されている。モータ１０は、ユーザによるステアリング操作に応じて転舵輪を転舵するためのアシストトルクを生成する。 An embodiment of a motor control device will be described with reference to the drawings.
1 shows the configuration of a motor device 1 in this embodiment. The motor device 1 includes a motor 10, an inverter circuit INV, and a motor control device 20. The motor device 1 is mounted, for example, in an electric power steering device of a vehicle. The motor 10 is a three-phase motor. For example, a surface permanent magnet synchronous motor (SPMSM) having 10 poles and 12 slots is used for the motor 10. The motor 10 generates an assist torque for steering the steered wheels in response to a steering operation by a user.
図２に示すように、モータ装置１は、モータ１０と、インバータ回路ＩＮＶと、モータ制御装置２０とが一体化した、所謂、モータコントロールユニットである。モータ装置１のハウジングの内部には、モータ１０、インバータ回路ＩＮＶ、及びモータ制御装置２０が収容されている。また、モータ制御装置２０は、回転角度センサ１２を備えている。回転角度センサ１２は、モータ制御装置２０を構成するマイコン等の各種の電子部品が実装される制御基板に設けられている。回転角度センサ１２は、モータ１０の回転軸１０ａの回転角度を検出する。As shown in FIG. 2, the motor device 1 is a so-called motor control unit in which the motor 10, the inverter circuit INV, and the motor control device 20 are integrated. The motor 10, the inverter circuit INV, and the motor control device 20 are housed inside the housing of the motor device 1. The motor control device 20 also includes a rotation angle sensor 12. The rotation angle sensor 12 is provided on a control board on which various electronic components such as a microcomputer that constitute the motor control device 20 are mounted. The rotation angle sensor 12 detects the rotation angle of the rotating shaft 10a of the motor 10.
図１に示すように、モータ１０のモータコイルの各端子は、インバータ回路ＩＮＶを介してバッテリ１４に接続されている。インバータ回路ＩＮＶは、バッテリ１４の正極とモータ１０のモータコイルの３個の端子との間をそれぞれ開閉するとともに、バッテリ１４の負極とモータ１０のモータコイルの３個の端子との間をそれぞれ開閉する回路である。As shown in FIG. 1, each terminal of the motor coil of the motor 10 is connected to the battery 14 via an inverter circuit INV. The inverter circuit INV is a circuit that opens and closes between the positive electrode of the battery 14 and each of the three terminals of the motor coil of the motor 10, and also opens and closes between the negative electrode of the battery 14 and each of the three terminals of the motor coil of the motor 10.
インバータ回路ＩＮＶは、６つのスイッチング素子によって構成されている。スイッチング素子としては、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）が採用されている。スイッチング素子には、モータ１０のＵ相のモータコイルの端子に接続されるものに「ｕ」、Ｖ相のモータコイルの端子に接続されるものに「ｖ」、Ｗ相のモータコイルの端子に接続されるものに「ｗ」の符号を付している。また、スイッチング素子ＭＯＳＦＥＴには、上側アーム、すなわちバッテリ１４の正極側に「ｐ」を付与している。スイッチング素子には、下側アーム、すなわちバッテリ１４の負極側に「ｎ」を付与している。なお、以下では、「ｕ，ｖ，ｗ」を総括して「￥」と表記して、「ｐ，ｎ」を総括して「＃」と表記している。インバータ回路ＩＮＶは、バッテリ１４の正極とモータ１０のモータコイルの端子との間を開閉するスイッチング素子Ｓ￥ｐと、バッテリ１４の負極とモータ１０のモータコイルの端子との間を開閉するスイッチング素子Ｓ￥ｎとを備えている。スイッチング素子Ｓ￥ｐと、スイッチング素子Ｓ￥ｎとは、直列に接続されている。これらスイッチング素子Ｓ￥＃は、それぞれダイオードＤ￥＃を有している。The inverter circuit INV is composed of six switching elements. Metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) are used as the switching elements. The switching elements connected to the U-phase motor coil terminal of the motor 10 are labeled "u", the switching elements connected to the V-phase motor coil terminal are labeled "v", and the switching elements connected to the W-phase motor coil terminal are labeled "w". The upper arm of the MOSFET switching element, i.e., the positive electrode side of the battery 14, is labeled "p". The lower arm of the switching element, i.e., the negative electrode side of the battery 14, is labeled "n". In the following, "u, v, w" are collectively represented as "￥", and "p, n" are collectively represented as "#". The inverter circuit INV includes a switching element S￥p that opens and closes between the positive electrode of the battery 14 and the motor coil terminal of the motor 10, and a switching element S￥n that opens and closes between the negative electrode of the battery 14 and the motor coil terminal of the motor 10. Switching element S￥p and switching element S￥n are connected in series. Each of these switching elements S￥# has a diode D￥#.
モータ１０のモータコイルの各端子とインバータ回路ＩＮＶとの間の接続線には、電流センサ１６が設けられている。電流センサ１６は、接続線を流れるモータ１０の各相の電流値から得られる実電流を検出する。なお、図１では、説明の便宜上、各相の電流センサを１つに纏めて図示している。また、以下では、接続線を流れる各相の実電流を、￥相実電流ｉ￥と表記している。Current sensors 16 are provided on the connection lines between each terminal of the motor coil of the motor 10 and the inverter circuit INV. The current sensors 16 detect the actual current obtained from the current value of each phase of the motor 10 flowing through the connection lines. For ease of explanation, the current sensors for each phase are shown together in FIG. 1. In the following, the actual current of each phase flowing through the connection lines is denoted as ￥phase actual current i￥.
モータ制御装置２０について説明する。
モータ制御装置２０は、モータ１０を制御対象としている。モータ制御装置２０は、モータ１０に電圧を印加するインバータ回路ＩＮＶを操作する。 The motor control device 20 will now be described.
The motor control device 20 controls the motor 10. The motor control device 20 operates an inverter circuit INV that applies a voltage to the motor 10.
モータ制御装置２０は、ｄｑ変換部２２と、回転速度演算部２３と、指令電流設定部２４と、偏差演算部２６，２８と、電流フィードバック制御部３０，３２と、非干渉制御部３４と、ｕｖｗ変換部３６と、ＰＷＭ処理部３８と、デッドタイム生成部４０と、開ループ処理部６０と、電圧補正部６６，６８とを備えている。The motor control device 20 includes a dq conversion unit 22, a rotation speed calculation unit 23, a command current setting unit 24, deviation calculation units 26, 28, current feedback control units 30, 32, a non-interference control unit 34, a uvw conversion unit 36, a PWM processing unit 38, a dead time generation unit 40, an open loop processing unit 60, and voltage correction units 66, 68.
ｄｑ変換部２２は、電流センサ１６により検出された３相の実電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗをｄ軸の実電流ｉｄ及びｑ軸の実電流ｉｑに変換する。
回転速度演算部２３は、回転角度センサ１２により検出された回転角度θｅを時間微分することにより、回転速度ωｅを演算する。回転角度センサ１２により検出された回転角度θｅは電気角であり、回転速度ωｅは電気角速度である。 The dq converter 22 converts the three-phase actual currents iu, iv, iw detected by the current sensor 16 into a d-axis actual current id and a q-axis actual current iq.
The rotation speed calculation unit 23 calculates the rotation speed ωe by time-differentiating the rotation angle θe detected by the rotation angle sensor 12. The rotation angle θe detected by the rotation angle sensor 12 is an electrical angle, and the rotation speed ωe is an electrical angular velocity.
指令電流設定部２４は、モータ１０の生成するトルクの指令値であるトルク指令値Ｔｒｑ＊及び回転速度ωｅに基づいて、ｄ軸の指令電流ｉｄ＊及びｑ軸の指令電流ｉｑ＊を設定する。指令電流設定部２４は、ｑ軸の指令電流ｉｑ＊を、トルク指令値Ｔｒｑ＊の絶対値が大きいほどその絶対値が大きくなるように設定する。一方、指令電流設定部２４は、ｄ軸の指令電流ｉｄ＊を、回転速度ωｅの絶対値が所定速度以上となる場合、その絶対値がゼロよりも大きい値となるように設定する。指令電流設定部２４は、回転速度ωｅの絶対値が所定速度以上の領域において、回転速度ωｅが大きくなるほどその絶対値が大きくなるように設定する。ｄ軸の指令電流ｉｄ＊は、周知の弱め界磁制御を行うためのものである。The command current setting unit 24 sets the d-axis command current id* and the q-axis command current iq* based on the torque command value Trq*, which is the command value of the torque generated by the motor 10, and the rotation speed ωe. The command current setting unit 24 sets the q-axis command current iq* so that its absolute value increases as the absolute value of the torque command value Trq* increases. On the other hand, the command current setting unit 24 sets the d-axis command current id* so that its absolute value is greater than zero when the absolute value of the rotation speed ωe is equal to or greater than a predetermined speed. The command current setting unit 24 sets the absolute value so that the greater the rotation speed ωe is, in a region where the absolute value of the rotation speed ωe is equal to or greater than a predetermined speed, its absolute value increases as the rotation speed ωe increases. The d-axis command current id* is used to perform well-known field-weakening control.
偏差演算部２６は、ｄ軸の指令電流ｉｄ＊からｄ軸の実電流ｉｄを減算した偏差を演算する。偏差演算部２８は、ｑ軸の指令電流ｉｑ＊からｑ軸の実電流ｉｑを減算した偏差を演算する。電流フィードバック制御部３０は、ｄ軸の指令電流ｉｄ＊にｄ軸の実電流ｉｄを追従させるべくｄ軸の実電流ｉｄの電流フィードバック制御を実行することにより、電流フィードバック制御するための操作量としてｄ軸の電圧を演算する。すなわち、電流フィードバック制御部３０は、ｄ軸の指令電流ｉｄ＊と実電流ｉｄとの偏差を無くすように、ｄ軸の電圧を演算する。電流フィードバック制御部３２は、ｑ軸の指令電流ｉｑ＊にｑ軸の実電流ｉｑを追従させるべくｑ軸の実電流ｉｑの電流フィードバック制御を実行することにより、電流フィードバック制御するための操作量としてｑ軸の電圧を演算する。すなわち、電流フィードバック制御部３２は、ｑ軸の指令電流ｉｑ＊とｑ軸の実電流ｉｑとの偏差を無くすように、ｑ軸の電圧を演算する。本実施形態では、電流フィードバック制御部３０，３２は、電流フィードバック制御として比例要素及び積分要素を用いたＰＩ制御を実行する。The deviation calculation unit 26 calculates the deviation by subtracting the actual current id of the d axis from the command current id* of the d axis. The deviation calculation unit 28 calculates the deviation by subtracting the actual current iq of the q axis from the command current iq* of the q axis. The current feedback control unit 30 performs current feedback control of the actual current id of the d axis to make the actual current id of the d axis follow the command current id* of the d axis, thereby calculating the voltage of the d axis as the operation amount for current feedback control. That is, the current feedback control unit 30 calculates the voltage of the d axis so as to eliminate the deviation between the command current id* of the d axis and the actual current id. The current feedback control unit 32 performs current feedback control of the actual current iq of the q axis to make the actual current iq of the q axis follow the command current iq* of the q axis, thereby calculating the voltage of the q axis as the operation amount for current feedback control. That is, the current feedback control unit 32 calculates the q-axis voltage so as to eliminate the deviation between the q-axis command current iq* and the q-axis actual current iq. In this embodiment, the current feedback control units 30 and 32 perform PI control using a proportional element and an integral element as the current feedback control.
非干渉制御部３４は、電流フィードバック制御部３０，３２により演算されたｄ軸の電圧及びｑ軸の電圧を、非干渉項と誘起電圧補償項とにより補正したものを最終的なｄ軸の指令電圧ｖｄ＊及びｑ軸の指令電圧ｖｑ＊として出力する。ここで、非干渉項とは、ｄ軸の実電流ｉｄ及びｑ軸の実電流ｉｑに基づく開ループ操作量である。また、誘起電圧補償項とは、回転速度ωｅに基づく開ループ操作量である。これらは周知のため、これ以上の記載を省略する。なお、特許請求の範囲に記載した指令電圧演算部は、電流フィードバック制御部３０，３２及び非干渉制御部３４に相当する。The non-interference control unit 34 corrects the d-axis voltage and q-axis voltage calculated by the current feedback control units 30, 32 using the non-interference term and the induced voltage compensation term, and outputs the result as the final d-axis command voltage vd* and q-axis command voltage vq*. Here, the non-interference term is an open-loop operation amount based on the actual d-axis current id and the actual q-axis current iq. The induced voltage compensation term is an open-loop operation amount based on the rotation speed ωe. These are well known, so further description will be omitted. The command voltage calculation unit described in the claims corresponds to the current feedback control units 30, 32 and the non-interference control unit 34.
ｕｖｗ変換部３６は、ｄ軸の指令電圧ｖｄ＊及びｑ軸の指令電圧ｖｑ＊を３相の指令電圧ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に変換する。ＰＷＭ処理部３８は、３相の指令電圧ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に基づき、３相のＰＷＭ信号ｇｕ，ｇｖ，ｇｗを生成する。デッドタイム生成部４０は、ＰＷＭ信号ｇ￥に基づき、スイッチング素子Ｓ￥＃の操作信号ｇ￥＃を生成し、インバータ回路ＩＮＶに出力する。ＰＷＭ信号ｇ￥は、上側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｐのオン期間、及び下側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｎのオン期間を規定する。ＰＷＭ信号ｇ￥＃には、上側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｐと下側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｎとのいずれか一方がオフ操作からオン操作に切り替わるに先立って、他方がオフ操作されるようにデットタイムが付与されている。なお、特許請求の範囲に記載した操作処理部は、ｕｖｗ変換部３６、ＰＷＭ処理部３８、及びデッドタイム生成部４０に相当する。The uvw conversion unit 36 converts the d-axis command voltage vd* and the q-axis command voltage vq* into three-phase command voltages vu*, vv*, and vw*. The PWM processing unit 38 generates three-phase PWM signals gu, gv, and gw based on the three-phase command voltages vu*, vv*, and vw*. The dead time generation unit 40 generates an operation signal g¥# for the switching element S¥# based on the PWM signal g¥, and outputs it to the inverter circuit INV. The PWM signal g¥ specifies the on-period of the switching element S¥p of the upper arm and the on-period of the switching element S¥n of the lower arm. A dead time is added to the PWM signal g¥# so that the switching element S¥p of the upper arm and the switching element S¥n of the lower arm are turned off before either one of them is switched from off to on. The operation processing unit described in the claims corresponds to the uvw conversion unit 36, the PWM processing unit 38, and the dead time generation unit 40.
開ループ処理部６０には、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅが入力される。開ループ処理部６０は、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅに基づいて、ｄ軸の指令電圧ｖｄ＊を補正するためのｄ軸の補正電圧ｖｄｈを演算するとともに、ｑ軸の指令電圧ｖｑ＊を補正するためのｑ軸の補正電圧ｖｑｈを演算する。ｄ軸の補正電圧ｖｄｈ及びｑ軸の補正電圧ｖｑｈは、モータ１０に流れる実電流の絶対値が大きくなる場合に、ステータコイルのインダクタンスの磁気飽和に起因した空間高調波によってモータ１０に流れる実電流が基本波からずれることを抑制するためのものである。ここで、ｄ軸の補正電圧ｖｄｈ及びｑ軸の補正電圧ｖｑｈは、開ループ制御量である。The open-loop processing unit 60 receives the d-axis real current id, the q-axis real current iq, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe. The open-loop processing unit 60 calculates the d-axis correction voltage vdh for correcting the d-axis command voltage vd* and calculates the q-axis correction voltage vqh for correcting the q-axis command voltage vq* based on the d-axis real current id, the q-axis real current iq, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe. The d-axis correction voltage vdh and the q-axis correction voltage vqh are intended to suppress deviation of the real current flowing through the motor 10 from the fundamental wave due to spatial harmonics caused by magnetic saturation of the inductance of the stator coil when the absolute value of the real current flowing through the motor 10 becomes large. Here, the d-axis correction voltage vdh and the q-axis correction voltage vqh are open-loop control amounts.
具体的には、開ループ処理部６０は、高調波磁束演算部６２と、補正電圧演算部６４とを備えている。
図３に示すように、高調波磁束演算部６２には、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅが入力される。高調波磁束演算部６２は、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅに基づいて、高調波磁束λｄｈ，λｑｈを演算する。高調波磁束演算部６２は、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅと、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈとの関係を定めた４次元マップＭを備えている。４次元マップＭは、高調波磁束演算部６２の記憶部に記憶されている。記憶部は、図示しないメモリの所定の記憶領域である。４次元マップＭは、例えば、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、及び回転角度θｅの３次元マップが、回転速度ωｅ毎に複数用意されたものである。この４次元マップＭは、モータ１０に定常的に基本波電流を流した際におけるｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅの組毎に高調波磁束λｄｈ，λｑｈを求めることで生成されたものである。４次元マップＭの設定方法については後述する。４次元マップＭでは、ｄ軸の実電流ｉｄの絶対値が大きいほど、またｑ軸の実電流ｉｑの絶対値が大きいほど、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈの絶対値が大きくなる。なお、４次元マップＭに入力される回転角度θｅの角度範囲は、例えば、「０～６０°」の範囲とする。これは、６次の高調波、およびその定数倍の高調波を低減することを狙ったための設定である。 Specifically, the open loop processing unit 60 includes a harmonic magnetic flux calculation unit 62 and a correction voltage calculation unit 64 .
As shown in Fig. 3, the harmonic flux calculation unit 62 receives the d-axis actual current id, the q-axis actual current iq, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe. The harmonic flux calculation unit 62 calculates the harmonic fluxes λdh and λqh based on the d-axis actual current id, the q-axis actual current iq, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe. The harmonic flux calculation unit 62 includes a four-dimensional map M that defines the relationship between the d-axis actual current id, the q-axis actual current iq, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe and the d-axis harmonic flux λdh and the q-axis harmonic flux λqh. The four-dimensional map M is stored in a storage unit of the harmonic flux calculation unit 62. The storage unit is a predetermined storage area of a memory (not shown). The four-dimensional map M is, for example, a three-dimensional map of the d-axis real current id, the q-axis real current iq, and the rotation angle θe, which is prepared for each rotation speed ωe. This four-dimensional map M is generated by obtaining the harmonic magnetic fluxes λdh and λqh for each set of the d-axis real current id, the q-axis real current iq, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe when a fundamental current is steadily applied to the motor 10. A method for setting the four-dimensional map M will be described later. In the four-dimensional map M, the larger the absolute value of the d-axis real current id and the larger the absolute value of the q-axis real current iq, the larger the absolute values of the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh. The angle range of the rotation angle θe input to the four-dimensional map M is, for example, "0 to 60°". This is a setting aimed at reducing the sixth harmonics and their constant multiple harmonics.
図４（ａ）に、モータ１０に基本波電流を流した際のモータ１０のモータコイルの各端子に印加される電圧である相電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗの推移を示す。図示されるように、この場合、相電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗは基本波に対して歪みを有する。図４（ｂ）に、図４（ａ）の相電圧ｖ￥の歪率を定量化して示す。ここで、歪率は、基本波の実効値に対する高調波の実効値の百分率にて定量化されている。図示されるように、歪率が大きくなるのは、ｕｖｗの固定座標系において、３次、５次、７次、１１次、および１３次である。ここで、３次の成分は実際にはトルクリップル等に寄与しない。一方、３次および５次の高調波成分は、回転座標系では６次の高調波成分となり、１１次および１３次の高調波成分は、回転座標系では、１２次の高調波成分となる。このため、本実施形態では、６次の高調波およびその倍数の高調波成分をターゲットとする。ここで、６次の高調波は、「６０°」を周期とするものであり、その倍数の高調波は、「６０°」の約数を周期とするものである。このため、マップの入力変数としての回転角度θｅの領域は、「６０°」となる。Figure 4(a) shows the transition of phase voltages vu, vv, and vw, which are voltages applied to each terminal of the motor coil of motor 10 when a fundamental current flows through motor 10. As shown in the figure, in this case, phase voltages vu, vv, and vw have distortion with respect to the fundamental wave. Figure 4(b) shows the quantified distortion rate of the phase voltage v¥ in Figure 4(a). Here, the distortion rate is quantified as a percentage of the effective value of the harmonic with respect to the effective value of the fundamental wave. As shown in the figure, the distortion rates are large for the 3rd, 5th, 7th, 11th, and 13th harmonic in the fixed coordinate system of u, v, and w. Here, the 3rd harmonic component does not actually contribute to torque ripple, etc. On the other hand, the 3rd and 5th harmonic components become 6th harmonic components in the rotating coordinate system, and the 11th and 13th harmonic components become 12th harmonic components in the rotating coordinate system. For this reason, in this embodiment, the sixth harmonic and its multiple harmonic components are targeted. Here, the sixth harmonic has a period of "60°", and its multiple harmonics have periods that are divisors of "60°". For this reason, the region of the rotation angle θe as an input variable of the map is "60°".
図３に示すように、高調波磁束演算部６２は、４次元マップＭを参照することにより、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅに基づいて、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈをマップ演算する。As shown in FIG. 3, the harmonic flux calculation unit 62 refers to a four-dimensional map M to calculate the d-axis harmonic flux λdh and the q-axis harmonic flux λqh based on the d-axis actual current id, the q-axis actual current iq, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe.
図１に示すように、補正電圧演算部６４は、高調波磁束演算部６２により演算されたｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈと、回転速度ωｅとに基づいて、下記の式（ｃ１）を用いてｄ軸の補正電圧ｖｄｈ及びｑ軸の補正電圧ｖｑｈを算出する。なお、式（ｃ１）の導出については、＜補正電圧の導出について＞の欄に記載する。As shown in FIG. 1, the correction voltage calculation unit 64 calculates the d-axis correction voltage vdh and the q-axis correction voltage vqh using the following formula (c1) based on the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh calculated by the harmonic magnetic flux calculation unit 62 and the rotation speed ωe. The derivation of formula (c1) is described in the section <Derivation of correction voltage>.
モータ制御装置２０は、マップ設定部１００を更に備えている。マップ設定部１００には、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅが入力される。マップ設定部１００は、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅに基づいて、上記４次元マップＭを生成する。マップ設定部１００は、生成した４次元マップＭを開ループ処理部６０の高調波磁束演算部６２に出力することで、４次元マップＭを設定する。４次元マップＭの設定方法については、＜４次元マップＭの設定方法について＞の欄に記載する。The motor control device 20 further includes a map setting unit 100. The map setting unit 100 receives the actual current id of the d-axis, the actual current iq of the q-axis, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe. The map setting unit 100 generates the above-mentioned four-dimensional map M based on the actual current id of the d-axis, the actual current iq of the q-axis, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe. The map setting unit 100 outputs the generated four-dimensional map M to the harmonic magnetic flux calculation unit 62 of the open-loop processing unit 60, thereby setting the four-dimensional map M. The method of setting the four-dimensional map M is described in the section <Regarding the method of setting the four-dimensional map M>.
＜補正電圧の導出について＞
以下、上記の式（ｃ１）を導出する。まず、ｄｑ軸上での電圧方程式は、下記の式（ｃ２）となる。 <Derivation of correction voltage>
The above formula (c1) will be derived below. First, the voltage equation on the d- and q-axes is the following formula (c2).
＜４次元マップＭの設定方法について＞
４次元マップＭの設定は、モータ装置１が車両の電動パワーステアリング装置に搭載される前に実行される。このため、例えば、４次元マップＭの設定は、モータ装置１の工場出荷前に実行される。 <How to set the four-dimensional map M>
The setting of the four-dimensional map M is performed before the motor device 1 is mounted on an electric power steering device of a vehicle. For this reason, for example, the setting of the four-dimensional map M is performed before the motor device 1 is shipped from a factory.
４次元マップＭの設定にあたっては、まず、４次元マップＭの設定対象であるモータ装置１を、工場における所定のマップ設定エリアに設置する。このマップ設定エリアは、モータ装置１に対して電力を供給できるのであれば、工場内のどのような場所であってもよい。これは、モータ装置１が、４次元マップＭを設定するために必要となる情報を検出するための回転角度センサ１２を自身で備えているためである。そして、図２に示すように、モータ装置１をマップ設定エリアに設置した後、モータ装置１はマップ設定用制御装置１１０に接続される。マップ設定用制御装置１１０は、４次元マップＭを設定する際に電力を供給するバッテリを備えている。４次元マップＭを設定する際には、マップ設定用制御装置１１０のバッテリが図１のバッテリ１４として機能する。そして、４次元マップＭの設定の準備完了後、マップ設定用制御装置１１０は、モータ装置１に対して４次元マップＭの設定を開始する旨の信号を出力する。モータ装置１のモータ制御装置２０は、４次元マップＭの設定を開始する旨の信号を取得した場合、図５のフローチャートに示す手順にしたがって４次元マップＭの設定を実行する。When setting the four-dimensional map M, first, the motor device 1, which is the target of the four-dimensional map M, is installed in a predetermined map setting area in the factory. This map setting area may be any place in the factory as long as power can be supplied to the motor device 1. This is because the motor device 1 has its own rotation angle sensor 12 for detecting information required to set the four-dimensional map M. Then, as shown in FIG. 2, after the motor device 1 is installed in the map setting area, the motor device 1 is connected to the map setting control device 110. The map setting control device 110 has a battery that supplies power when setting the four-dimensional map M. When setting the four-dimensional map M, the battery of the map setting control device 110 functions as the battery 14 in FIG. 1. Then, after preparations for setting the four-dimensional map M are completed, the map setting control device 110 outputs a signal to the motor device 1 to start setting the four-dimensional map M. When the motor control device 20 of the motor device 1 receives a signal to start setting the four-dimensional map M, it executes setting of the four-dimensional map M according to the procedure shown in the flowchart of FIG. 5.
図５に示すように、モータ制御装置２０は、測定ステップを実行する（ステップＳ１）。測定ステップにおいて、モータ制御装置２０は、モータ１０に定常的に基本波電流を流した際におけるｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅを測定する。モータ１０は、定常的に基本波電流を流した際、すなわち一定のｄ軸の指令電流ｉｄ＊及びｑ軸の指令電流ｉｑ＊によって実電流を流すことで回転する。この場合、トルクリプルが発生していなければ、モータ１０は一定の負荷で回転することになるため、モータ１０の回転は一定の加速度で加速することになる。モータ１０は、モータ装置１が電動パワーステアリング装置に搭載された場合に回転軸１０ａが回転することのできる角度範囲に応じた角度範囲で回転する。マップ設定部１００には、回転角度センサ１２により検出された回転角度θｅの変化、及び回転速度演算部２３により演算された回転速度ωｅの変化が入力される。また、マップ設定部１００には、ｄ軸の実電流ｉｄ及びｑ軸の実電流ｉｑの変化が入力される。マップ設定部１００は、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅの組毎に測定データを用意する。As shown in FIG. 5, the motor control device 20 executes a measurement step (step S1). In the measurement step, the motor control device 20 measures the d-axis actual current id, the q-axis actual current iq, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe when a fundamental current is steadily applied to the motor 10. The motor 10 rotates when a fundamental current is steadily applied, that is, when a constant d-axis command current id* and a constant q-axis command current iq* are applied to the motor 10. In this case, if no torque ripple is generated, the motor 10 rotates with a constant load, and therefore the rotation of the motor 10 accelerates at a constant acceleration. The motor 10 rotates within an angle range corresponding to the angle range in which the rotating shaft 10a can rotate when the motor device 1 is mounted on an electric power steering device. The map setting unit 100 receives inputs of the change in the rotation angle θe detected by the rotation angle sensor 12 and the change in the rotation speed ωe calculated by the rotation speed calculation unit 23. Additionally, changes in the actual current id on the d-axis and the actual current iq on the q-axis are input to the map setting unit 100. The map setting unit 100 prepares measurement data for each set of the actual current id on the d-axis, the actual current iq on the q-axis, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe.
マップ設定部１００は、測定ステップの終了後、変動検出ステップを実行する（ステップＳ２）。変動検出ステップにおいて、マップ設定部１００は、回転速度ωｅの変化に基づいて、回転速度ωｅの変動である回転速度変動を検出する。トルクリプルが発生していなければ、モータ１０は一定の負荷で回転することから、回転速度ωｅの絶対値は一定の変化量で変化することになる。しかし、トルクリプルが発生した場合には、モータ１０が回転速度ωｅの絶対値が一定の変化量で変化するという回転速度ωｅの関係が崩れることになる。このため、トルクリプルが発生していない場合の回転速度ωｅとトルクリプルが発生している場合の回転速度ωｅとの間に乖離が生じる。After the measurement step is completed, the map setting unit 100 executes a fluctuation detection step (step S2). In the fluctuation detection step, the map setting unit 100 detects the rotational speed fluctuation, which is the fluctuation of the rotational speed ωe, based on the change in the rotational speed ωe. If no torque ripple is generated, the motor 10 rotates with a constant load, and therefore the absolute value of the rotational speed ωe changes at a constant rate. However, if torque ripple is generated, the relationship of the rotational speed ωe of the motor 10, in which the absolute value of the rotational speed ωe changes at a constant rate, is lost. For this reason, a discrepancy occurs between the rotational speed ωe when no torque ripple is generated and the rotational speed ωe when torque ripple is generated.
変動検出ステップにおいて、マップ設定部１００は、回転速度変動を示す情報として、当該回転速度変動の振幅、及び当該回転速度変動の位相を回転速度変動毎に記憶する。なお、回転速度変動の振幅は、トルクリプルが発生していない場合の回転速度ωｅとトルクリプルが発生している場合の回転速度ωｅとの偏差である。また、回転速度変動の位相は、回転速度変動が生じている回転角度θｅの位置である。In the fluctuation detection step, the map setting unit 100 stores the amplitude and phase of the rotational speed fluctuation for each rotational speed fluctuation as information indicating the rotational speed fluctuation. The amplitude of the rotational speed fluctuation is the deviation between the rotational speed ωe when no torque ripple is occurring and the rotational speed ωe when a torque ripple is occurring. The phase of the rotational speed fluctuation is the position of the rotation angle θe at which the rotational speed fluctuation is occurring.
マップ設定部１００は、変動検出ステップの終了後、推定ステップを実行する（ステップＳ３）。ここで、トルクリプルは、回転速度変動の時間微分に慣性モーメントを示す所定係数を乗算した値である。このため、トルクリプルと回転速度変動との間には所定の関係が存在する。そこで、推定ステップにおいて、マップ設定部１００は、変動検出ステップで検出された回転速度変動に基づいて、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅの組毎にトルクリプルを推定する。After the fluctuation detection step is completed, the map setting unit 100 executes an estimation step (step S3). Here, the torque ripple is a value obtained by multiplying the time derivative of the rotation speed fluctuation by a predetermined coefficient indicating the moment of inertia. Therefore, a predetermined relationship exists between the torque ripple and the rotation speed fluctuation. Therefore, in the estimation step, the map setting unit 100 estimates the torque ripple for each set of the actual current id of the d-axis, the actual current iq of the q-axis, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe based on the rotation speed fluctuation detected in the fluctuation detection step.
マップ設定部１００は、推定ステップの終了後、マップ生成ステップを実行する（ステップＳ４）。マップ生成ステップにおいて、マップ設定部１００は、推定ステップで推定されたトルクリプルに基づいて、高調波磁束を演算する４次元マップＭを生成する。具体的には、マップ設定部１００は、トルクリプルが最小となることが推定されるｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを演算する。マップ設定部１００は、これらのｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅの組毎に演算する。マップ設定部１００は、これらの演算結果を纏めることで４次元マップＭを生成する。マップ設定部１００は、４次元マップＭの生成後、生成した４次元マップＭを開ループ処理部６０の高調波磁束演算部６２に出力する。高調波磁束演算部６２は、マップ設定部１００により生成された４次元マップＭを記憶部に記憶して４次元マップＭを設定する。このようにして、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅと、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈとの関係を定めた４次元マップＭが高調波磁束演算部６２に設定される。After the estimation step is completed, the map setting unit 100 executes a map generation step (step S4). In the map generation step, the map setting unit 100 generates a four-dimensional map M that calculates the harmonic magnetic flux based on the torque ripple estimated in the estimation step. Specifically, the map setting unit 100 calculates the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh at which the torque ripple is estimated to be minimum. The map setting unit 100 calculates these d-axis harmonic magnetic flux λdh and q-axis harmonic magnetic flux λqh for each set of the d-axis actual current id, the q-axis actual current iq, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe. The map setting unit 100 generates the four-dimensional map M by summarizing these calculation results. After generating the four-dimensional map M, the map setting unit 100 outputs the generated four-dimensional map M to the harmonic magnetic flux calculation unit 62 of the open-loop processing unit 60. The harmonic magnetic flux calculation unit 62 stores the four-dimensional map M generated by the map setting unit 100 in a storage unit and sets the four-dimensional map M. In this way, the four-dimensional map M that defines the relationship between the actual current id of the d axis, the actual current iq of the q axis, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe, and the harmonic magnetic flux λdh of the d axis and the harmonic magnetic flux λqh of the q axis is set in the harmonic magnetic flux calculation unit 62.
高調波磁束演算部６２への４次元マップＭの設定後、モータ装置１とマップ設定用制御装置１１０との間の接続が解除される。このようにして４次元マップＭが設定されたモータ装置１は、工場から出荷されて、車両の電動パワーステアリング装置に搭載される。After the four-dimensional map M is set in the harmonic magnetic flux calculation unit 62, the connection between the motor device 1 and the map setting control device 110 is released. The motor device 1 with the four-dimensional map M set in this way is shipped from the factory and installed in the electric power steering device of the vehicle.
本実施形態の作用を説明する。
開ループ処理部６０は、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを用いて、ｄ軸の指令電圧ｖｄ＊及びｑ軸の指令電圧ｖｑ＊を演算するようにしている。ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈの演算に際しては、回転角度だけでなく、回転速度ωｅを用いて、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを演算している。空間高調波に起因したトルクリプルは回転速度変動に基づいて推定することができることから、回転速度ωｅに基づいてトルクリプルを低減するためのｄ軸の補正電圧ｖｄｈ及びｑ軸の補正電圧ｖｑｈを演算することができる。ここで、ｄ軸の補正電圧ｖｄｈ及びｑ軸の補正電圧ｖｑｈは、モータ１０に基本波電流を流した際にトルクリプルを最小とするように求めたものである。このため、非干渉制御部３４により演算されたｄ軸の指令電圧ｖｄ＊に開ループ処理部６０により演算されたｄ軸の補正電圧ｖｄｈを重畳し、非干渉制御部３４により演算されたｑ軸の指令電圧ｖｑ＊に開ループ処理部６０により演算されたｑ軸の補正電圧ｖｑｈを重畳することで、モータ１０に流れる実電流を基本波電流に近付けることができる。モータ１０に流れる実電流を基本波電流に近付けることができるため、開ループ処理部６０に入力されるｄ軸の実電流ｉｄ及びｑ軸の実電流ｉｑも基本波電流に近いものとなる。 The operation of this embodiment will now be described.
The open loop processing unit 60 uses the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh to calculate the d-axis command voltage vd* and the q-axis command voltage vq*. When calculating the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh, the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh are calculated using not only the rotation angle but also the rotation speed ωe. Since the torque ripple caused by the spatial harmonics can be estimated based on the rotation speed fluctuation, the d-axis correction voltage vdh and the q-axis correction voltage vqh for reducing the torque ripple can be calculated based on the rotation speed ωe. Here, the d-axis correction voltage vdh and the q-axis correction voltage vqh are determined so as to minimize the torque ripple when a fundamental wave current is passed through the motor 10. For this reason, by superimposing the d-axis correction voltage vdh calculated by the open-loop processing unit 60 on the d-axis command voltage vd* calculated by the non-interference control unit 34, and by superimposing the q-axis correction voltage vqh calculated by the open-loop processing unit 60 on the q-axis command voltage vq* calculated by the non-interference control unit 34, it is possible to make the actual current flowing through the motor 10 closer to the fundamental current. Since the actual current flowing through the motor 10 can be made closer to the fundamental current, the d-axis actual current id and the q-axis actual current iq input to the open-loop processing unit 60 also become closer to the fundamental current.
本実施形態の効果を説明する。
（１）トルクリプルが低減するように補正している対象は、電流フィードバック制御に用いられるｄ軸の指令電流ｉｄ＊及びｑ軸の指令電流ｉｑ＊ではなく、ｄ軸の指令電圧ｖｄ＊及びｑ軸の指令電圧ｖｑ＊である。このため、電流フィードバック制御のフィードバックループの応答速度を指令電流に実電流を追従させることができる程度に設定したとしても、ｄ軸の指令電圧ｖｄ＊及びｑ軸の指令電圧ｖｑ＊を補正することで、トルクリプルを低減することができる。 The effects of this embodiment will be described.
(1) The targets of correction to reduce torque ripple are not the d-axis command current id* and the q-axis command current iq* used in current feedback control, but the d-axis command voltage vd* and the q-axis command voltage vq*. Therefore, even if the response speed of the feedback loop of the current feedback control is set to a level at which the actual current can follow the command current, the torque ripple can be reduced by correcting the d-axis command voltage vd* and the q-axis command voltage vq*.
（２）特に、高速回転速度領域では、鎖交磁束が基本波からずれることによる空間高調波に起因したトルクリプルが目立たないものとなり、実電流が大きくなるときの磁気飽和による空間高調波に起因したトルクリプルが顕著となりやすい。特に、磁気飽和による空間高調波に起因したトルクリプルは、モータ装置１の機械構成やモータ装置１が搭載される電動パワーステアリング装置の機械構成の共振周波数と一致して異音を発生させるおそれがある。本実施形態では、ｄ軸の指令電圧ｖｄ＊及びｑ軸の指令電圧ｖｑ＊をｄ軸の補正電圧ｖｄｈ及びｑ軸の補正電圧ｖｑｈによって補正するため、モータ１０に流れる実電流を基本波電流に近付けることができて、高速回転速度領域についても、空間高調波に起因したトルクリプルを低減することができる。(2) In particular, in the high rotation speed region, torque ripple caused by spatial harmonics due to deviation of the flux linkage from the fundamental wave becomes inconspicuous, while torque ripple caused by spatial harmonics due to magnetic saturation when the actual current is large tends to become prominent. In particular, torque ripple caused by spatial harmonics due to magnetic saturation may match the resonance frequency of the mechanical configuration of the motor device 1 and the mechanical configuration of the electric power steering device in which the motor device 1 is mounted, and may cause abnormal noise. In this embodiment, the d-axis command voltage vd* and the q-axis command voltage vq* are corrected by the d-axis correction voltage vdh and the q-axis correction voltage vqh, so that the actual current flowing through the motor 10 can be brought closer to the fundamental wave current, and torque ripple caused by spatial harmonics can be reduced even in the high rotation speed region.
（３）４次元マップＭには回転速度ωｅを入力できるようにしていることから、回転速度ωｅに応じた高調波磁束の振幅の減少や回転速度ωｅに応じた高調波磁束の位相の遅れ等を考慮した４次元マップＭを設定することができる。高調波磁束演算部６２は、例えば、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、及び回転角度θｅと、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈとの関係を定めた３次元マップを参照する場合と比べて、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅに基づいて好適な高調波磁束を演算することができる。(3) Because the rotation speed ωe can be input to the four-dimensional map M, it is possible to set a four-dimensional map M that takes into account the decrease in amplitude of the harmonic magnetic flux according to the rotation speed ωe and the phase delay of the harmonic magnetic flux according to the rotation speed ωe. Compared to referring to a three-dimensional map that defines the relationship between the actual current id of the d axis, the actual current iq of the q axis, and the rotation angle θe and the harmonic magnetic flux λdh of the d axis and the harmonic magnetic flux λqh of the q axis, the harmonic magnetic flux calculation unit 62 can calculate a suitable harmonic magnetic flux based on the actual current id of the d axis, the actual current iq of the q axis, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe.
（４）マップ設定部１００は、トルクリプルをトルク変動から検出するのではなく、トルクリプルを回転速度変動から推定するようにしている。高調波磁束を演算する４次元マップＭを生成するために必要となる情報は、回転角度センサ１２を通じて測定することができる回転速度変動である。この回転速度変動は、モータ制御装置２０が備える回転角度センサ１２を通じて得ることができる。この回転角度センサ１２は、モータ１０に電圧を印加するにあたって必要になる回転角度θｅを検出するために、そもそも設けられるセンサである。このため、マップ設定部１００が４次元マップＭを生成するにあたって、トルクリプルを検出するためのトルク計などのセンサを別途設ける場合と比べて、４次元マップＭを生成する際に必要となる構成を少なくすることができる。(4) The map setting unit 100 does not detect the torque ripple from the torque fluctuation, but estimates the torque ripple from the rotational speed fluctuation. The information required to generate the four-dimensional map M for calculating the harmonic magnetic flux is the rotational speed fluctuation that can be measured through the rotational angle sensor 12. This rotational speed fluctuation can be obtained through the rotational angle sensor 12 provided in the motor control device 20. This rotational angle sensor 12 is a sensor that is provided in the first place to detect the rotational angle θe required to apply a voltage to the motor 10. Therefore, when the map setting unit 100 generates the four-dimensional map M, the configuration required to generate the four-dimensional map M can be reduced compared to the case where a separate sensor such as a torque meter for detecting the torque ripple is provided.
（５）測定ステップでモータ１０の回転速度ωｅの変化を測定するにあたって、モータ１０は自身で回転するようにしている。このため、マップ設定部１００が４次元マップＭを生成するにあたって、モータ１０の回転軸１０ａを回転させるための外付けモータを別途設ける場合と比べて、４次元マップＭを生成する際に必要となる構成を少なくすることができる。(5) When measuring the change in the rotation speed ωe of the motor 10 in the measurement step, the motor 10 rotates by itself. Therefore, when the map setting unit 100 generates the four-dimensional map M, the configuration required to generate the four-dimensional map M can be reduced compared to when a separate external motor is provided to rotate the rotating shaft 10a of the motor 10.
（６）変動検出ステップでは、測定ステップで測定されたモータ１０の回転速度の変化に基づいて、回転速度変動を検出する。トルクリプルと回転速度変動との間には所定の関係が存在する。すなわち、トルクリプルは、回転速度変動の時間微分に慣性モーメントを示す所定係数を乗算した値である。このため、推定ステップでは、変動検出ステップで検出した回転速度変動からトルクリプルを推定することができる。そして、推定ステップで推定されたトルクリプルに基づいてトルクリプルを低減するためのｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを演算することができる。これにより、回転角度θｅ及び回転速度ωｅとｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈとの関係を求めることができるため、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを演算するための４次元マップＭを生成することができる。(6) In the fluctuation detection step, the rotation speed fluctuation is detected based on the change in the rotation speed of the motor 10 measured in the measurement step. There is a predetermined relationship between the torque ripple and the rotation speed fluctuation. That is, the torque ripple is a value obtained by multiplying the time derivative of the rotation speed fluctuation by a predetermined coefficient indicating the moment of inertia. Therefore, in the estimation step, the torque ripple can be estimated from the rotation speed fluctuation detected in the fluctuation detection step. Then, based on the torque ripple estimated in the estimation step, the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh for reducing the torque ripple can be calculated. This makes it possible to obtain the relationship between the rotation angle θe and the rotation speed ωe and the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh, and therefore it is possible to generate a four-dimensional map M for calculating the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh.
上記実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・高調波磁束演算部６２は、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを演算する際、ｄ軸の実電流ｉｄに代えてｄ軸の指令電流ｉｄ＊を用い、ｑ軸の実電流ｉｑに代えてｑ軸の指令電流ｉｑ＊を用いるようにしてもよい。また、トルク指令値Ｔｒｑ＊とｑ軸の指令電流ｉｄ＊との間に相関関係がある場合や、回転速度ωｅとｄ軸の指令電流ｉｄ＊との間に相関関係がある場合がある。この場合、高調波磁束演算部６２は、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを演算する際、ｑ軸の実電流ｉｑに代えてトルク指令値Ｔｒｑ＊を用い、ｄ軸の実電流ｉｄに代えて回転速度ωｅを用いるようにしてもよい。 The above embodiment may be modified as follows: In addition, the following other embodiments may be combined with each other to the extent that there is no technical contradiction.
When calculating the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh, the harmonic magnetic flux calculation unit 62 may use the d-axis command current id* instead of the d-axis actual current id and the q-axis command current iq* instead of the q-axis actual current iq. In addition, there may be a correlation between the torque command value Trq* and the q-axis command current id*, or a correlation between the rotation speed ωe and the d-axis command current id*. In this case, when calculating the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh, the harmonic magnetic flux calculation unit 62 may use the torque command value Trq* instead of the q-axis actual current iq and the rotation speed ωe instead of the d-axis actual current id.
・高調波磁束演算部６２は、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを演算する際、ｄ軸の実電流ｉｄ、ｑ軸の実電流ｉｑ、回転角度θｅ、及び回転速度ωｅに加えて、回転速度ωｅの変化量である回転加速度等のパラメータを用いるようにしてもよい。- When calculating the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh, the harmonic magnetic flux calculation unit 62 may use parameters such as the actual current id on the d-axis, the actual current iq on the q-axis, the rotation angle θe, and the rotation speed ωe, as well as the rotational acceleration, which is the amount of change in the rotational speed ωe.
・高調波磁束演算部６２は、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを演算する際に、回転座標系の値ではなく、固定２相座標系や固定３相座標系の値を用いるようにしてもよい。- When calculating the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh, the harmonic magnetic flux calculation unit 62 may use values in a fixed two-phase coordinate system or a fixed three-phase coordinate system instead of values in a rotating coordinate system.
・高調波磁束演算部６２は、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを演算する際、電気角である回転角度θｅに代えて機械角である回転角度を用いるようにしてもよい。また、高調波磁束演算部６２は、ｄ軸の高調波磁束λｄｈ及びｑ軸の高調波磁束λｑｈを演算する際、電気角である回転角度θｅの変化量である回転速度ωｅに代えて、機械角である回転角度の変化量である回転速度を用いるようにしてもよい。これは、補正電圧演算部６４についても同様である。- When calculating the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh, the harmonic magnetic flux calculation unit 62 may use a rotation angle that is a mechanical angle instead of the rotation angle θe, which is an electrical angle. Also, when calculating the d-axis harmonic magnetic flux λdh and the q-axis harmonic magnetic flux λqh, the harmonic magnetic flux calculation unit 62 may use a rotation speed that is the amount of change in the rotation angle, which is a mechanical angle, instead of the rotation speed ωe, which is the amount of change in the rotation angle θe, which is an electrical angle. This is also true for the correction voltage calculation unit 64.
・上記実施形態では、６次のトルクリプルを低減するためのｄ軸の補正電圧ｖｄｈ及びｑ軸の補正電圧ｖｑｈを演算するようにしたが、１２次のトルクリプル等の他の次数のトルクリプルを低減するようにしてもよい。- In the above embodiment, the d-axis correction voltage vdh and the q-axis correction voltage vqh are calculated to reduce the sixth-order torque ripple, but it is also possible to reduce torque ripple of other orders, such as the twelfth-order torque ripple.
・４次元マップＭは、モータ制御装置２０のマップ設定部１００によって生成するようにしたが、例えばマップ設定用制御装置１１０等のモータ制御装置２０とは別の制御装置によって生成するようにしてもよい。この場合、モータ制御装置２０は、マップ設定部１００を備えていなくてよい。別の制御装置は、生成したマップをモータ制御装置２０に対して出力し、高調波磁束演算部６２は取得したマップを記憶部に記憶する。- The four-dimensional map M is generated by the map setting unit 100 of the motor control device 20, but it may also be generated by a control device other than the motor control device 20, such as the map setting control device 110. In this case, the motor control device 20 does not need to be equipped with the map setting unit 100. The other control device outputs the generated map to the motor control device 20, and the harmonic magnetic flux calculation unit 62 stores the acquired map in the memory unit.
・モータ１０とは別の外付けモータをモータ１０の回転軸１０ａに取り付けるようにしてもよい。この場合、測定ステップでは、モータ１０自身で回転軸１０ａを回転させるのではなく、外付けモータで回転軸１０ａを回転させるようにすることができる。-An external motor separate from the motor 10 may be attached to the rotating shaft 10a of the motor 10. In this case, in the measurement step, the rotating shaft 10a is rotated by the external motor, rather than by the motor 10 itself.
・モータ制御装置２０は、回転角度センサ１２を備えていなくてもよい。この場合、例えば、外付けの回転角度センサをモータ制御装置２０に接続するようにしてもよい。測定ステップでは、外付けの回転角度センサによって回転角度θｅ及び回転速度ωｅの変化を検出する。また、例えば、回転軸１０ａの位置を検出するエンコーダ等の位置センサを接続するようにしてもよい。位置センサは、回転軸１０ａの位置を検出することを通じて、回転角度θｅを検出する。測定ステップでは、位置センサによって回転角度θｅ及び回転速度ωｅの変化を検出する。- The motor control device 20 does not need to be equipped with a rotation angle sensor 12. In this case, for example, an external rotation angle sensor may be connected to the motor control device 20. In the measurement step, the external rotation angle sensor detects changes in the rotation angle θe and the rotation speed ωe. In addition, for example, a position sensor such as an encoder that detects the position of the rotating shaft 10a may be connected. The position sensor detects the rotation angle θe by detecting the position of the rotating shaft 10a. In the measurement step, the position sensor detects changes in the rotation angle θe and the rotation speed ωe.
・モータ制御装置２０が回転角度センサ１２を備えている場合であっても、外付けの回転角度センサや位置センサをモータ制御装置２０に接続するようにしてもよい。この場合、測定ステップでは、回転角度センサ１２に代えて、外付けの回転角度センサや、位置センサによって、回転角度θｅ及び回転速度ωｅの変化を検出する。- Even if the motor control device 20 is equipped with the rotation angle sensor 12, an external rotation angle sensor or position sensor may be connected to the motor control device 20. In this case, in the measurement step, the changes in the rotation angle θe and the rotation speed ωe are detected by the external rotation angle sensor or position sensor instead of the rotation angle sensor 12.
・測定ステップでは、モータ装置１が車両の電動パワーステアリング装置に搭載される前に４次元マップＭを設定するようにしたが、モータ装置１が車両の電動パワーステアリング装置に搭載された後に４次元マップＭを設定するようにしてもよい。この場合、測定ステップは、電動パワーステアリング装置のステアリングホイールを右に最大限操舵した状態から左に最大限操舵した状態まで操舵したときのモータ１０の回転軸１０ａが回転することのできる角度範囲で実行されることになる。- In the measurement step, the four-dimensional map M is set before the motor device 1 is mounted on the vehicle's electric power steering device, but the four-dimensional map M may be set after the motor device 1 is mounted on the vehicle's electric power steering device. In this case, the measurement step is performed within the angle range in which the rotating shaft 10a of the motor 10 can rotate when the steering wheel of the electric power steering device is steered from a state in which it is steered maximally to the right to a state in which it is steered maximally to the left.
・マップ設定部１００は、推定ステップにおいて、回転速度変動に加えて、例えば実電流等の他のパラメータに基づいて、トルクリプルを推定するようにしてもよい。
・マップ設定部１００は、マップ生成ステップにおいて、トルクリプルに加えて、例えば実電流等の他のパラメータに基づいて、４次元マップＭを生成するようにしてもよい。 In the estimation step, the map setting unit 100 may estimate the torque ripple based on other parameters, such as the actual current, in addition to the rotation speed fluctuation.
In the map generating step, the map setting unit 100 may generate the four-dimensional map M based on other parameters, such as the actual current, in addition to the torque ripple.
・モータ制御装置２０は、異常検出部を備えるようにしてもよい。この場合、異常検出部は、回転速度変動を常時監視し、当該回転速度変動が回転速度変動の最大値を示す閾値を超える場合に、モータ１０に異常があったことを検出する。閾値は、例えば、４次元マップＭを設定する際に検出された回転速度変動の最大値に設定される。なお、モータ１０の異常としては、例えば、ロータに設けられている永久磁石の減磁や脱落、モータコイルの劣化等が考えられる。- The motor control device 20 may be provided with an abnormality detection unit. In this case, the abnormality detection unit constantly monitors the rotation speed fluctuation, and detects that there is an abnormality in the motor 10 when the rotation speed fluctuation exceeds a threshold value indicating the maximum value of the rotation speed fluctuation. The threshold value is set to the maximum value of the rotation speed fluctuation detected when setting the four-dimensional map M, for example. Note that possible abnormalities in the motor 10 include, for example, demagnetization or loss of a permanent magnet provided in the rotor, deterioration of the motor coil, etc.
・モータ１０は、ＳＰＭＳＭに限らず、埋込磁石同期モータであってもよい。なお、永久磁石同期モータにも限らず、たとえば巻線界磁型同期モータやリラクタンスモータ等であってもよい。-Motor 10 is not limited to an SPMSM, but may be an interior magnet synchronous motor. It is not limited to a permanent magnet synchronous motor, but may be, for example, a wound field type synchronous motor or a reluctance motor.
・インバータ回路ＩＮＶは、例えば、３レベルインバータ回路であってもよいし、モータ１０のモータコイルの各端子にＤＣＤＣコンバータと同様の回路構成の回路を接続したものであってもよい。- The inverter circuit INV may be, for example, a three-level inverter circuit, or may be a circuit having a circuit configuration similar to that of a DC-DC converter connected to each terminal of the motor coil of the motor 10.
・モータ装置１は、電動パワーステアリング装置に搭載されるものに限らず、例えばステアバイワイヤ装置に搭載されるものであってもよいし、発電機として用いられるものであってもよい。- The motor device 1 is not limited to being mounted in an electric power steering device, but may also be mounted in, for example, a steer-by-wire device or used as a generator.
上記実施形態及び上記他の実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記指令電流、前記指令電圧、前記高調波磁束、及び前記補正電圧は、回転座標系における値であり、前記高調波磁束演算部は、前記高調波磁束の微分演算に基づき前記補正電圧を演算するモータ制御装置。上記構成によれば、回転座標系を用いることで、基本波成分を直流成分として扱うことができることから、補正電圧を容易に演算することができる。 The technical ideas that can be understood from the above-mentioned embodiment and other embodiments will be described below together with their effects.
(A) A motor control device in which the command current, the command voltage, the harmonic magnetic flux, and the correction voltage are values in a rotating coordinate system, and the harmonic magnetic flux calculation unit calculates the correction voltage based on a differential calculation of the harmonic magnetic flux. According to the above configuration, by using the rotating coordinate system, the fundamental wave component can be treated as a DC component, and therefore the correction voltage can be easily calculated.
１…モータ装置
１０…モータ
２０…モータ制御装置
ＩＮＶ…インバータ回路
６０…開ループ処理部
６２…高調波磁束演算部
６４…補正電圧演算部
１００…マップ設定部
ｖｄ＊，ｖｑ＊…ｄ軸、ｑ軸の指令電圧
ｖｄｈ，ｖｑｈ…ｄ軸、ｑ軸の補正電圧
λｄｈ，λｑｈ…ｄ軸、ｑ軸の高調波磁束
Ｍ…４次元マップ REFERENCE SIGNS LIST 1...motor device 10...motor 20...motor control device INV...inverter circuit 60...open loop processing unit 62...harmonic flux calculation unit 64...correction voltage calculation unit 100...map setting unit vd*, vq*...d-axis, q-axis command voltages vdh, vqh...d-axis, q-axis correction voltages λdh, λqh...d-axis, q-axis harmonic fluxes M...four-dimensional map
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