JP2008247108A - Power steering apparatus and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】磁石モータを大型化させることなく、応答性の高いパワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】パワーステアリング装置（2）は、油圧ポンプ（23）を有する油圧機構（21）によって操舵補助力を発生させるように構成されており、永久磁石を有し、油圧ポンプ（23）を駆動する磁石モータ（3）と、永久磁石の磁束によって発生する速度起電圧に対するモータ電流の進み位相を磁石モータ（3）の速度起電圧に応じて設定して、その進み位相に基づいて磁石モータ（3）を駆動するモータ駆動装置（4）とを備えている。
【選択図】図１Provided is a power steering device with high responsiveness without increasing the size of a magnet motor.
A power steering device (2) is configured to generate a steering assist force by a hydraulic mechanism (21) having a hydraulic pump (23), has a permanent magnet, and has a hydraulic pump (23). The lead phase of the motor current with respect to the speed electromotive force generated by the magnet motor (3) to be driven and the magnetic flux of the permanent magnet is set according to the speed electromotive force of the magnet motor (3), and the magnet motor is based on the lead phase. A motor driving device (4) for driving (3).
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、油圧ポンプを有する油圧機構によって操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置及びその駆動方法に関するものである。 The present invention relates to a power steering apparatus that generates a steering assist force by a hydraulic mechanism having a hydraulic pump, and a driving method thereof.
従来より、車両のステアリング機構において、ステアリングの操作時に操舵補助力を発生させて操舵性を向上させるパワーステアリング装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a steering mechanism of a vehicle, a power steering device that improves steering performance by generating a steering assist force during steering operation is known.
特許文献１に開示されたパワーステアリング装置は、油圧機構によってパワーシリンダ等の操舵力発生機構を作動させて操舵補助力を発生させている。詳しくは、該パワーステアリング装置は、吐出油量制御機構が取り付けられた油圧ポンプをエンジンの出力軸の駆動プーリに巻回されたベルトによって駆動し、該油圧ポンプで油圧モータを駆動し、さらに、その油圧モータでパワーステアリング装置用の油圧ポンプを駆動するように構成されている。こうすることで、このパワーステアリング装置は、エンジンの回転数変動に関係なく、パワーステアリング装置用の油圧ポンプを駆動することができる。このように、油圧機構の油圧ポンプをエンジンの動力で駆動する場合には、パワーステアリング装置がエンジンの運転状態に制約を受けないように、何らかの複雑な機構を設ける必要がある。
The power steering device disclosed in
そこで、別のパワーステアリング装置として、特許文献２に開示されたものがある。この特許文献２に開示されたパワーステアリング装置は、ステアリングシャフトに電動モータが設けられており、この電動モータを駆動することによってステアリングシャフトに操舵補助力を付与している。このパワーステアリング装置では、エンジンの運転状態とは関係なく電動モータを駆動することができるため、エンジンの運転状態の制約を受けずに操舵補助力を発生させることができる。
ところで、例えばトラック等の大型車両においては、大きな操舵補助力が必要となる。前記特許文献２に係るパワーステアリング装置のように電動モータを備える構成の場合、大きな操舵補助力を発生させるためには、電動モータを大型化させる必要があり、その結果、重量化も招くことになる。しかしながら、パワーステアリング装置は車両に搭載されるものであるため、大型化及び重量化は好ましくない。
By the way, in a large vehicle such as a truck, a large steering assist force is required. In the case of a configuration including an electric motor as in the power steering device according to
そこで、油圧機構を用いると共に、その油圧機構中の油圧ポンプを電動モータで駆動することが考えられる。こうすることで、エンジンの運転状態の制約を受けることなく、大きな操舵補助力を発生させることができる。 Therefore, it is conceivable to use a hydraulic mechanism and drive a hydraulic pump in the hydraulic mechanism with an electric motor. By doing so, a large steering assist force can be generated without being restricted by the operating state of the engine.
ここで、パワーステアリング装置は、車両のステアリング操作に関わるものであり、高い応答性が要求される。そして、パワーステアリング装置の応答性を向上させるためには、油圧機構の油圧を瞬時に上昇させる、すなわち、電動モータを高速回転させる必要がある。 Here, the power steering apparatus is related to the steering operation of the vehicle, and high responsiveness is required. In order to improve the responsiveness of the power steering device, it is necessary to instantaneously increase the hydraulic pressure of the hydraulic mechanism, that is, to rotate the electric motor at a high speed.
しかしながら、近年の永久磁石の高性能化に伴ってよく用いられるようになってきた磁石モータを電動モータとして採用する場合、以下のような問題がある。 However, when a magnet motor that has come to be frequently used with the recent high performance of permanent magnets is employed as an electric motor, there are the following problems.
すなわち、磁石モータを回転させると、該磁石モータには速度起電圧が発生し、この速度起電圧は磁石モータの回転速度が速くなるほど大きくなる。その結果、パワーステアリング装置の応答性を向上させるべく磁石モータの回転速度を上げていくと、速度起電圧が大きくなり、やがて、インバータ出力部の出力電圧と速度起電圧との電位差が十分に確保できなくなって、モータ電流を通電させることができなってしまう。つまり、磁石モータは、速度起電圧との関係により回転速度の上限が制限され、高速回転させるにしても限界がある。 That is, when the magnet motor is rotated, a speed electromotive force is generated in the magnet motor, and the speed electromotive force increases as the rotational speed of the magnet motor increases. As a result, when the rotational speed of the magnet motor is increased to improve the responsiveness of the power steering device, the speed electromotive force increases, and eventually a sufficient potential difference between the output voltage of the inverter output section and the speed electromotive voltage is secured. It becomes impossible to energize the motor current. In other words, the upper limit of the rotational speed of the magnet motor is limited by the relationship with the speed electromotive voltage, and there is a limit even if it is rotated at a high speed.
この速度起電圧を抑制する方策としては、モータの巻線を減らすことが考えられる。しかし、巻線のターン数が減るとトルクも小さくなってしまい、大きなトルクを発生させるためには、結局、磁石モータを大きくしなければならない。 As a measure for suppressing this speed electromotive force, it is conceivable to reduce the winding of the motor. However, as the number of turns of the winding decreases, the torque also decreases, and in order to generate a large torque, the magnet motor must eventually be enlarged.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、磁石モータを大型化させることなく、応答性の高いパワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a power steering device with high responsiveness without increasing the size of the magnet motor.
本発明は、モータ電流の位相を永久磁石の磁束によって生じる速度起電圧に対して進めることによって磁石モータ全体の速度起電圧を抑制して、磁石モータを高速で回転させることができるようにしたものである。 The present invention suppresses the speed electromotive force of the entire magnet motor by advancing the phase of the motor current with respect to the speed electromotive force generated by the magnetic flux of the permanent magnet, so that the magnet motor can be rotated at high speed. It is.
具体的には、第１の発明は、油圧ポンプ（23）を有する油圧機構（21）によって操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置が対象である。そして、永久磁石を有し、前記油圧ポンプ（23）を駆動する磁石モータ（3）と、該永久磁石の磁束によって発生する速度起電圧に対するモータ電流の進み位相を前記磁石モータ（3）の速度起電圧に応じて設定して、該進み位相に基づいて該磁石モータ（3）を駆動するモータ駆動装置（4）とを備えているものとする。 Specifically, the first invention is directed to a power steering device that generates a steering assist force by a hydraulic mechanism (21) having a hydraulic pump (23). A magnet motor (3) that has a permanent magnet and drives the hydraulic pump (23), and the phase of the motor current with respect to the speed electromotive force generated by the magnetic flux of the permanent magnet is the speed of the magnet motor (3). A motor driving device (4) that is set according to the electromotive voltage and drives the magnet motor (3) based on the advance phase is provided.
前記の構成の場合、磁石モータ（3）に供給するモータ電流の位相を永久磁石の磁束によって発生する速度起電圧よりも進めることによって、該磁石モータ（3）全体に発生する速度起電圧を抑制することができる。その結果、磁石モータ（3）をより高回転域まで回転させることができ、磁石モータ（3）を大型化させることなく、パワーステアリング装置の応答性を向上させることができる。 In the case of the above configuration, the speed electromotive force generated in the entire magnet motor (3) is suppressed by advancing the phase of the motor current supplied to the magnet motor (3) more than the speed electromotive force generated by the magnetic flux of the permanent magnet. can do. As a result, the magnet motor (3) can be rotated to a higher rotation range, and the responsiveness of the power steering device can be improved without increasing the size of the magnet motor (3).
第２の発明は、第１の発明において、前記モータ駆動装置（4）は、１８０度通電方式で前記磁石モータ（3）を駆動するものとする。 In a second aspect based on the first aspect, the motor driving device (4) drives the magnet motor (3) by a 180-degree energization method.
前記の構成の場合、磁石モータ（3）を１８０度通電方式で駆動することによって、トルク脈動を抑えて低振動化を図ることができると共に、高調波を抑制して低損失化を図ることができる。 In the case of the above-described configuration, by driving the magnet motor (3) by a 180-degree energization method, torque pulsation can be suppressed and vibration can be reduced, and harmonics can be suppressed and loss can be reduced. it can.
第３の発明は、油圧機構（21）の油圧ポンプ（23）を永久磁石を有する磁石モータ（3）によって駆動することで操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置の駆動方法が対象である。そして、該永久磁石の磁束によって発生する速度起電圧に対するモータ電流の進み位相を前記磁石モータ（3）の速度起電圧に応じて設定して、該進み位相に基づいて該磁石モータ（3）を駆動するものとする。 The third invention is directed to a driving method of a power steering device that generates a steering assist force by driving a hydraulic pump (23) of a hydraulic mechanism (21) by a magnet motor (3) having a permanent magnet. Then, the advance phase of the motor current with respect to the speed electromotive force generated by the magnetic flux of the permanent magnet is set according to the speed electromotive voltage of the magnet motor (3), and the magnet motor (3) is configured based on the advance phase. It shall be driven.
前記の構成の場合、磁石モータ（3）に供給するモータ電流の位相を永久磁石の磁束によって発生する速度起電圧よりも進めることによって、該磁石モータ（3）全体に発生する速度起電圧を抑制することができる。その結果、磁石モータ（3）をより高回転域まで回転させることができ、磁石モータ（3）を大型化させることなく、パワーステアリング装置の応答性を向上させることができる。 In the case of the above configuration, the speed electromotive force generated in the entire magnet motor (3) is suppressed by advancing the phase of the motor current supplied to the magnet motor (3) more than the speed electromotive force generated by the magnetic flux of the permanent magnet. can do. As a result, the magnet motor (3) can be rotated to a higher rotation range, and the responsiveness of the power steering device can be improved without increasing the size of the magnet motor (3).
第４の発明は、第３の発明において、１８０度通電方式で前記磁石モータ（3）を駆動するものとする。 In a fourth aspect based on the third aspect, the magnet motor (3) is driven by a 180-degree energization method.
前記の構成の場合、磁石モータ（3）を１８０度通電方式で駆動することによって、トルク脈動を抑えて低振動化を図ることができると共に、高調波を抑制して低損失化を図ることができる。 In the case of the above-described configuration, by driving the magnet motor (3) by a 180-degree energization method, torque pulsation can be suppressed and vibration can be reduced, and harmonics can be suppressed and loss can be reduced. it can.
パワーステアリング装置に係る本発明によれば、磁石モータ（3）のモータ電流の位相を永久磁石の磁束によって発生する速度起電圧よりも進めることによって、磁石モータ（3）全体の速度起電圧を抑制して磁石モータ（3）を高回転域まで回転させることができ、その結果、磁石モータ（3）を大型化させることなく、パワーステアリング装置の応答性を向上させることができる。 According to the present invention relating to the power steering device, the speed of the electromotive force of the entire magnet motor (3) is suppressed by advancing the phase of the motor current of the magnet motor (3) relative to the speed electromotive force generated by the magnetic flux of the permanent magnet. Thus, the magnet motor (3) can be rotated to a high rotation range, and as a result, the responsiveness of the power steering device can be improved without increasing the size of the magnet motor (3).
第２の発明によれば、磁石モータ（3）を１８０度通電方式で駆動することによって、低振動化及び低損失化を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the vibration and loss can be reduced by driving the magnet motor (3) by the 180-degree energization method.
また、パワーステアリング装置の駆動方法に係る別の本発明によれば、磁石モータ（3）のモータ電流の位相を永久磁石の磁束によって発生する速度起電圧よりも進めることによって、磁石モータ（3）全体の速度起電圧を抑制して磁石モータ（3）を高回転域まで回転させることができ、その結果、磁石モータ（3）を大型化させることなく、パワーステアリング装置の応答性を向上させることができる。 Further, according to another aspect of the present invention relating to the driving method of the power steering device, the phase of the motor current of the magnet motor (3) is advanced more than the speed electromotive force generated by the magnetic flux of the permanent magnet, whereby the magnet motor (3) The overall speed electromotive force can be suppressed and the magnet motor (3) can be rotated to a high rotation range. As a result, the response of the power steering device can be improved without increasing the size of the magnet motor (3). Can do.
第４の発明によれば、磁石モータ（3）を１８０度通電方式で駆動することによって、低振動化及び低損失化を図ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the vibration and loss can be reduced by driving the magnet motor (3) by the 180-degree energization method.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施形態に係るパワーステアリング装置（2）は、図２に示すように、ステアリング機構（1）に設けられたパワーステアリング装置（2）に採用されている。 As shown in FIG. 2, the power steering device (2) according to the embodiment of the present invention is employed in the power steering device (2) provided in the steering mechanism (1).
ステアリング機構（1）は、運転者によって操作されるステアリングホイール（11）と、該ステアリングホイール（11）に連結された操舵軸部（12）と、両端部にタイロッド（図示省略）及びナックル（図示省略）を介して操舵輪（15,15）が連結されたラック軸部（13）と、操舵軸部（12）とラック軸部（13）とを連結するラック・ピニオン機構（14）とを備えている。つまり、運転者がステアリングホイール（11）を回転操作することによって、その回転がラック・ピニオン機構（14）を介してラック軸部（13）にその軸方向に沿った直線運動として伝達され、操舵輪（15,15）が転舵する。 The steering mechanism (1) includes a steering wheel (11) operated by a driver, a steering shaft (12) coupled to the steering wheel (11), tie rods (not shown) and knuckle (not shown) at both ends. And a rack and pinion mechanism (14) for connecting the steering shaft (12) and the rack shaft (13) to each other. I have. In other words, when the driver rotates the steering wheel (11), the rotation is transmitted as a linear motion along the axial direction to the rack shaft (13) via the rack and pinion mechanism (14), and the steering is performed. Wheels (15,15) steer.
前記パワーステアリング装置（2）は、前述の運転者によるステアリングホイール（11）の操作を補助するための装置である。詳しくは、パワーステアリング装置（2）は、ラック軸部（13）へ補助操舵力を供給するパワーシリンダ（20）と、該パワーシリンダ（20）を作動させる油圧機構（21）とを備えている。 The power steering device (2) is a device for assisting the operation of the steering wheel (11) by the driver. Specifically, the power steering device (2) includes a power cylinder (20) that supplies auxiliary steering force to the rack shaft (13), and a hydraulic mechanism (21) that operates the power cylinder (20). .
前記パワーシリンダ（20）は、ラック軸部（13）に一体的に設けられたピストン（20a）と、内部空間を該ピストン（20a）によって右室（20c）と左室（20d）とに仕切られたシリンダ（20b）とを有している。 The power cylinder (20) includes a piston (20a) provided integrally with the rack shaft (13) and an internal space partitioned into a right chamber (20c) and a left chamber (20d) by the piston (20a). Cylinder (20b).
前記油圧機構（21）は、リザーバタンク（22）内の作動油をパワーシリンダ（20）に供給するための油圧ポンプ（23）と、ステアリングホイール（11）の操作に応じてパワーシリンダ（20）への油量及び油圧を調節するコントロールバルブ（24）と、油圧ポンプ（23）を駆動するモータユニット（7）とを備えている。 The hydraulic mechanism (21) includes a hydraulic pump (23) for supplying hydraulic oil in the reservoir tank (22) to the power cylinder (20), and a power cylinder (20) according to the operation of the steering wheel (11). A control valve (24) for adjusting the oil amount and hydraulic pressure to the motor, and a motor unit (7) for driving the hydraulic pump (23).
前記油圧ポンプ（23）には、吸入配管（23a）及び吐出配管（23b）が接続されている。吸入配管（23a）の上流端はリザーバタンク（22）に接続されている一方、吐出配管（23b）の下流端はコントロールバルブ（24）に接続されている。この油圧ポンプ（23）は、モータ（3）で駆動されることによって、吸入配管（23a）を介してリザーバタンク（22）内の作動油を吸い上げて、その作動油を吐出配管（23b）及びコントロールバルブ（24）を介してパワーシリンダ（20）へ向かって供給する。 A suction pipe (23a) and a discharge pipe (23b) are connected to the hydraulic pump (23). The upstream end of the suction pipe (23a) is connected to the reservoir tank (22), while the downstream end of the discharge pipe (23b) is connected to the control valve (24). The hydraulic pump (23) is driven by the motor (3) to suck up the hydraulic oil in the reservoir tank (22) via the suction pipe (23a), and discharge the hydraulic oil to the discharge pipe (23b) and Supply to the power cylinder (20) through the control valve (24).
前記コントロールバルブ（24）は、操舵軸部（12）の回転が直接的又は間接的に入力されるように構成されていて、操舵軸部（12）の回転、即ち、ステアリングホイール（11）の操作に応じて油圧ポンプ（23）から供給されてくる作動油の油量、油圧、供給方向を調節して、配管（25a,25b）を介してパワーシリンダ（20）の右室（20c）又は左室（20d）へ作動油を供給する。詳しくは、コントロールバルブ（24）は、ステアリングホイール（11）が一方向に回転操作されたときには、油圧ポンプ（23）から圧送されてくる作動油を配管（25a,25b）の一方を介してシリンダ（20b）の右室（20c）及び左室（20d）の一方へ供給する。また、コントロールバルブ（24）は、ステアリングホイール（11）が他方向に回転操作されたときには、油圧ポンプ（23）から圧送されてくる作動油を配管（25a,25b）の他方を介してシリンダ（20b）の右室（20c）及び左室（20d）の他方へ供給する。パワーシリンダ（20）から配管（25a,25b）の何れかを介してコントロールバルブ（24）へ戻ってきた作動油は、配管（24a）を介してリザーバタンク（22）へ戻される。 The control valve (24) is configured such that the rotation of the steering shaft (12) is input directly or indirectly, and the rotation of the steering shaft (12), that is, the steering wheel (11) Adjust the oil amount, hydraulic pressure, and supply direction of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump (23) according to the operation, and connect the right chamber (20c) of the power cylinder (20) or through the piping (25a, 25b) Supply hydraulic fluid to the left chamber (20d). Specifically, when the steering wheel (11) is rotated in one direction, the control valve (24) allows the hydraulic oil pumped from the hydraulic pump (23) to pass through the cylinder (25a, 25b) through the cylinder. Supply to one of the right chamber (20c) and the left chamber (20d) of (20b). In addition, when the steering wheel (11) is rotated in the other direction, the control valve (24) allows the hydraulic oil pumped from the hydraulic pump (23) to pass through the other of the pipes (25a, 25b) through the cylinder ( 20b) is supplied to the other of the right chamber (20c) and the left chamber (20d). The hydraulic oil that has returned from the power cylinder (20) to the control valve (24) via one of the pipes (25a, 25b) is returned to the reservoir tank (22) via the pipe (24a).
こうして、パワーシリンダ（20）は、シリンダ（20b）の右室（20c）及び左室（20d）の何れか一方に作動油が供給されると、ピストン（20a）に油圧が作用し、ラック軸部（13）に操舵補助力が作用することになる。 Thus, when the hydraulic oil is supplied to either the right chamber (20c) or the left chamber (20d) of the cylinder (20b), the power cylinder (20) applies hydraulic pressure to the piston (20a), and the rack shaft A steering assist force acts on the portion (13).
前記モータユニット（7）は、油圧ポンプ（23）を駆動するブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータともいう）（3）と、該モータ（3）を駆動するモータ駆動装置（4）とを備えている。 The motor unit (7) includes a brushless DC motor (hereinafter also simply referred to as a motor) (3) that drives a hydraulic pump (23), and a motor drive device (4) that drives the motor (3). Yes.
前記モータ（3）は、図示は省略するが、永久磁石が設けられたロータと該ロータの周囲に配設され且つ巻線を有するステータとを備えている。このロータの永久磁石は、希土類磁石である。このモータ（3）は、モータ駆動装置（4）から巻線に三相交流が供給されることによって駆動される。このモータ（3）が磁石モータを構成する。 Although not shown, the motor (3) includes a rotor provided with a permanent magnet, and a stator that is disposed around the rotor and has a winding. The permanent magnet of this rotor is a rare earth magnet. The motor (3) is driven by supplying a three-phase alternating current to the winding from the motor driving device (4). This motor (3) constitutes a magnet motor.
前記モータ駆動装置（4）は、図１に示すように、モータ（3）に三相交流を供給するインバータ出力部（5）と、該インバータ出力部（5）を制御する制御部（6）とを備えている。 As shown in FIG. 1, the motor drive device (4) includes an inverter output unit (5) for supplying a three-phase alternating current to the motor (3), and a control unit (6) for controlling the inverter output unit (5). And.
前記インバータ出力部（5）は、複数のスイッチング素子を有し、ＰＷＭ制御により該スイッチング素子のオン／オフを切り替えることによって、モータ（3）に三相交流を出力する。このモータ駆動装置（4）が駆動装置を構成する。 The inverter output unit (5) has a plurality of switching elements, and outputs three-phase alternating current to the motor (3) by switching on / off of the switching elements by PWM control. This motor drive device (4) constitutes a drive device.
前記制御部（6）は、モータ（3）の回転速度（詳しくは、角速度）指令値ω＊を算出する速度指令値設定部（60）と、モータ（3）の回転速度（詳しくは、角速度）ωを求める速度検出部（61）と、回転速度指令値ω＊と回転速度ωとの偏差から電流指令値Ｉａ＊を算出する比例積分演算器（62）と、該電流指令値Ｉａ＊を回転速度ωに基づいてｄｑ座標で表したｄ軸電流指令値ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊を求めるｄｑ電流指令値算出部（63）と、該ｄ軸電流指令値ｉｄ＊をモータ（3）の温度に応じて補正してｄ軸電流補正値ｉｄ＊’を出力する補正部（64）と、モータ（3）に供給される三相交流のうちの何れか二相の交流をｄｑ座標で表したｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑとに変換する座標変換器（65）と、前記ｄ軸電流補正値ｉｄ＊’とｄ軸電流ｉｄとの偏差および前記ｑ軸電流指令値ｉｑ＊とｑ軸電流ｉｑとの偏差に基づいてｄ軸電圧指令値ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値ｖｑ＊をそれぞれ求める比例積分演算器（66）と、該ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値ｖｑ＊を空間ベクトル変調してモータ（3）の三相に印加すべき三相電圧指令値を出力する空間ベクトル変調器（67）とを有している。 The control unit (6) includes a speed command value setting unit (60) for calculating a rotational speed (specifically, angular speed) command value ω * of the motor (3), and a rotational speed (specifically, angular speed) of the motor (3). ) A speed detector (61) for obtaining ω, a proportional-plus-integral calculator (62) for calculating a current command value Ia * from the deviation between the rotational speed command value ω * and the rotational speed ω, and the current command value Ia * A dq current command value calculation unit (63) for obtaining a d-axis current command value id * and a q-axis current command value iq * expressed in dq coordinates based on the rotation speed ω, and the d-axis current command value id * as a motor ( 3) A correction unit (64) that outputs a d-axis current correction value id * ′ by correcting it according to the temperature, and a three-phase alternating current supplied to the motor (3) is replaced by dq. A coordinate converter (65) for converting the d-axis current id and the q-axis current iq expressed in coordinates, the d-axis current correction value id * ′ and the d-axis Proportional-integral calculator (66) for respectively obtaining the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage command value vq * based on the deviation from the flow id and the deviation between the q-axis current command value iq * and the q-axis current iq A space vector modulator (67) that outputs a three-phase voltage command value to be applied to the three phases of the motor (3) by space vector modulating the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage command value vq *. And have.
前記速度指令値設定部（60）は、少なくとも操舵軸部（12）の回転（回転量、回転速度等）に基づいて油圧ポンプ（23）を駆動するために必要なモータ（3）の回転速度を算出し、回転速度指令値ω＊として出力する。 The speed command value setting unit (60) is a rotational speed of the motor (3) required to drive the hydraulic pump (23) based on at least the rotation (rotation amount, rotational speed, etc.) of the steering shaft part (12). Is calculated and output as a rotational speed command value ω *.
前記速度検出部（61）は、エンコーダ（32）の出力信号が入力され、この出力信号を微分することによってモータ（3）の現在の回転速度ωを求めて出力する。例えば、エンコーダ（32）は、モータ（3）のロータの回転に同期したパルス信号を出力しており、速度検出部（61）は、このパルス信号の間隔に基づいてモータ（3）の回転速度ωを算出する。 The speed detector (61) receives the output signal of the encoder (32), and obtains and outputs the current rotational speed ω of the motor (3) by differentiating the output signal. For example, the encoder (32) outputs a pulse signal synchronized with the rotation of the rotor of the motor (3), and the speed detector (61) determines the rotational speed of the motor (3) based on the interval of this pulse signal. ω is calculated.
前記比例積分演算器（62）は、前記速度指令値設定部（60）で設定される回転速度指令値ω＊と速度検出部（61）によって検出された回転速度ωとの偏差が入力され、該偏差に基づいて電流指令値Ｉａ＊を求めて出力する。 The proportional integral calculator (62) receives a deviation between the rotational speed command value ω * set by the speed command value setting unit (60) and the rotational speed ω detected by the speed detection unit (61), Based on the deviation, a current command value Ia * is obtained and output.
前記ｄｑ電流指令値算出部（63）は、比例積分演算器（62）で算出した電流指令値Ｉａ＊及び速度検出部（61）によって検出された回転速度ωが入力され、該電流指令値Ｉａ＊及び回転速度ωに基づいてｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊とを求めて出力する。 The dq current command value calculation unit (63) receives the current command value Ia * calculated by the proportional integration calculator (62) and the rotation speed ω detected by the speed detection unit (61), and the current command value Ia Based on * and the rotational speed ω, a d-axis current command value id * and a q-axis current command value iq * are obtained and output.
詳しくは、ｄｑ電流指令値算出部（63）は、まず電流指令値Ｉａ＊及び回転速度ωに基づいて電流指令値Ｉａ＊の位相を進めるか否かを判定する。具体的には、インバータ出力部（5）から出力可能な出力電圧とモータ（3）を回転速度ωで駆動したときに該モータ（3）に生じる速度起電圧との差が、電流指令値Ｉａ＊をモータ（3）に通電させるために十分か否かを判定する。そして、該インバータ出力部（5）の出力電圧とモータ（3）の速度起電圧との差が十分でないときには、該差が電流指令値Ｉａ＊をモータ（3）に通電するのに十分な値となるように電流指令値Ｉａ＊の進み位相を設定する。この進み位相の設定は、ｄｑ電流指令値算出部（63）が、電流指令値Ｉａ＊と回転速度ωと進み位相とのマップから求めてもよいし、電流指令値Ｉａ＊と回転速度ωと進み位相との関係を表した関数から算出してもよい。ｄｑ電流指令値算出部（63）は、こうして進み位相を設定した後、電流指令値Ｉａ＊をそのｄ軸成分であるｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸成分であるｑ軸電流指令値ｉｑ＊とに分解する。 Specifically, the dq current command value calculation unit (63) first determines whether or not to advance the phase of the current command value Ia * based on the current command value Ia * and the rotational speed ω. Specifically, the difference between the output voltage that can be output from the inverter output section (5) and the speed electromotive voltage generated in the motor (3) when the motor (3) is driven at the rotational speed ω is the current command value Ia Determine whether * is enough to energize the motor (3). When the difference between the output voltage of the inverter output section (5) and the speed electromotive voltage of the motor (3) is not sufficient, the difference is a value sufficient to pass the current command value Ia * to the motor (3). The lead phase of the current command value Ia * is set so that The advance phase may be set by the dq current command value calculation unit (63) from a map of the current command value Ia *, the rotation speed ω, and the advance phase, or the current command value Ia * and the rotation speed ω You may calculate from the function showing the relationship with a lead phase. After the dq current command value calculation unit (63) sets the advance phase in this manner, the dq current command value id * that is the d-axis component and the q-axis current command value iq that is the q-axis component are set to the current command value Ia *. * Decomposes.
前記補正部（64）は、モータ（3）の温度を検出する温度センサ（31）の検出信号が入力されていて、ｄｑ電流指令値算出部（63）で算出したｄ軸電流指令値ｉｄ＊を該温度センサ（31）からの検出信号に基づいて補正する。尚、該温度センサ（31）は、ロータの永久磁石の温度を推測できる位置であれば、モータ（3）のハウジング（図示省略）やステータ等、任意の場所に取り付けることができる。 The correction unit (64) receives the detection signal of the temperature sensor (31) that detects the temperature of the motor (3), and the d-axis current command value id * calculated by the dq current command value calculation unit (63). Is corrected based on the detection signal from the temperature sensor (31). The temperature sensor (31) can be attached to an arbitrary location such as a housing (not shown) or a stator of the motor (3) as long as the temperature of the permanent magnet of the rotor can be estimated.
詳しくは、補正部（64）は、モータ温度とｄ軸電流との相関を表す補正マップを保持していて、この補正マップに則してｄｑ電流指令値算出部（63）から入力されるｄ軸電流指令値ｉｄ＊を補正してｄ軸電流補正値ｉｄ＊’を出力する。すなわち、モータ（3）の永久磁石の磁束量は該永久磁石の温度変化に応じて変動し、該永久磁石の温度は前記温度センサ（31）の検出信号から推測することができる。また、詳しくは後述するが、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊の大きさを調整することによって電流指令値Ｉａ＊の進み位相の大きさを調整することができる。つまり、温度センサ（31）の検出信号に基づいて前記補正マップに則してｄ軸電流指令値ｉｄ＊を補正してｄ軸電流補正値ｉｄ＊’を出力することは、モータ電流の進み位相を永久磁石の磁束量に応じて補正することになる。尚、ｄ軸電流指令値ｉｄの補正は補正マップによるものに限られず、モータ温度とｄ軸電流との関係を表す関数から算出するように構成してもよい。 Specifically, the correction unit (64) holds a correction map representing the correlation between the motor temperature and the d-axis current, and d input from the dq current command value calculation unit (63) in accordance with this correction map. The shaft current command value id * is corrected and the d-axis current correction value id * ′ is output. That is, the amount of magnetic flux of the permanent magnet of the motor (3) varies according to the temperature change of the permanent magnet, and the temperature of the permanent magnet can be estimated from the detection signal of the temperature sensor (31). As will be described in detail later, the magnitude of the lead phase of the current command value Ia * can be adjusted by adjusting the magnitude of the d-axis current command value id *. That is, correcting the d-axis current command value id * according to the correction map based on the detection signal of the temperature sensor (31) and outputting the d-axis current correction value id * ′ means that the motor current advance phase. Is corrected according to the amount of magnetic flux of the permanent magnet. The correction of the d-axis current command value id is not limited to the correction map, but may be configured to calculate from a function representing the relationship between the motor temperature and the d-axis current.
前記座標変換器（65）は、モータ（3）に供給される三相交流のうちの何れか二相の交流電流（本実施形態では、Ｕ相電流ｉｕとＷ相電流ｉｗ）及びエンコーダ（32）からの出力信号が入力されて、該二相の電流ｉｕ，ｉｗをｄｑ座標で表したｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑとに変換して出力する。 The coordinate converter (65) includes any two-phase AC current (in this embodiment, U-phase current iu and W-phase current iw) of the three-phase AC supplied to the motor (3) and an encoder (32 ) Is input, and the two-phase currents iu and iw are converted into a d-axis current id and a q-axis current iq expressed in dq coordinates and output.
前記比例積分演算器（66）は、補正部（64）によって補正されたｄ軸電流補正値ｉｄ＊’と座標変換器（65）で変換されたｄ軸電流ｉｄとの偏差および、ｄｑ電流指令値算出部（63）で算出されたｑ軸電流指令値ｉｑ＊と座標変換器（65）で変換されたｑ軸電流ｉｑとの偏差が入力されてｄ軸電圧指令値ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値ｖｑ＊を求めて出力する。 The proportional-plus-integral calculator (66) includes a deviation between the d-axis current correction value id * ′ corrected by the correction unit (64) and the d-axis current id converted by the coordinate converter (65), and a dq current command. The deviation between the q-axis current command value iq * calculated by the value calculation unit (63) and the q-axis current iq converted by the coordinate converter (65) is input, and the d-axis voltage command value vd * and the q-axis voltage are input. The command value vq * is obtained and output.
前記空間ベクトル変調器（67）は、比例積分演算器（66）で求めたｄ軸電圧指令値ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値ｖｑ＊とエンコーダ（32）の出力信号とが入力され、ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値ｖｑ＊を空間ベクトル変調することよってモータ（3）に印加すべき三相電圧指令値を求めて、インバータ出力部（5）へ出力する。 The space vector modulator (67) receives the d-axis voltage command value vd * and q-axis voltage command value vq * obtained by the proportional-plus-integral calculator (66) and the output signal of the encoder (32). The voltage command value vd * and the q-axis voltage command value vq * are subjected to space vector modulation to obtain a three-phase voltage command value to be applied to the motor (3) and output it to the inverter output unit (5).
前記インバータ出力部（5）は、空間ベクトル変調器（67）から出力された三相電圧指令値を受けて、ＰＷＭ変調を施したパルス信号を作成し、該パルス信号を各スイッチング素子へ入力することで、該三相電圧指令値に応じた三相交流をモータ（3）へ出力する。本実施形態においては、１８０度通電方式を採用している。こうすることで、トルク脈動を抑制して低振動化を図ることができると共に、高調波の発生を抑制して低損失化を図ることができる。 The inverter output unit (5) receives the three-phase voltage command value output from the space vector modulator (67), creates a pulse signal subjected to PWM modulation, and inputs the pulse signal to each switching element. Thus, a three-phase alternating current corresponding to the three-phase voltage command value is output to the motor (3). In the present embodiment, a 180-degree energization method is adopted. By doing so, torque pulsation can be suppressed and vibration can be reduced, and generation of harmonics can be suppressed and loss can be reduced.
このように構成されたモータ駆動装置（4）による電流位相制御について、さらに詳しく説明する。 The current phase control by the motor drive device (4) configured as described above will be described in more detail.
まず、電流位相制御をしない場合について、図３を参照しながら説明する。 First, the case where current phase control is not performed will be described with reference to FIG.
ｄｑ座標においては、モータ（3）の永久磁石の磁束Φｍはｄ軸上の正方向に延びるように表され、モータ（3）の巻線に供給されるモータ電流はｑ軸上を正方向に延びるように表される。このモータ電流が供給された巻線は、モータ電流Ｉａと同じ方向に磁束Ｌｑｉｑを作る。その結果、永久磁石の磁束Φｍと巻線が作る磁束Ｌｑｉｑとによって合成磁束Φ０が作られる。そして、永久磁石の磁束Φｍをω倍して位相を９０°進めたものが永久磁石の磁束Φｍによる速度起電圧ωΦｍ（ｑ軸の正方向に延びる）であり、合成磁束Φ０をω倍して位相を９０°進めたものがモータ（3）全体に生じる速度起電圧ωΦ０である。このモータ（3）全体の速度起電圧ωΦ０に巻線抵抗の電圧降下ＲａＩａを加えたものが端子電圧Ｖａとなる。 In the dq coordinate, the magnetic flux Φm of the permanent magnet of the motor (3) is expressed so as to extend in the positive direction on the d axis, and the motor current supplied to the winding of the motor (3) is in the positive direction on the q axis. Expressed to extend. The winding to which the motor current is supplied creates a magnetic flux Lqiq in the same direction as the motor current Ia. As a result, a composite magnetic flux Φ 0 is created by the magnetic flux Φm of the permanent magnet and the magnetic flux Lqiq created by the winding. Then, a speed electromotive voltage ωΦm by magnetic flux Φm of permanent magnets that advances 90 ° the phase by multiplying omega flux Φm permanent magnets (extending in the positive direction of the q-axis), multiplied by a synthetic magnetic flux [Phi 0 omega The phase advanced by 90 ° is the speed electromotive force ωΦ 0 generated in the entire motor (3). The terminal voltage Va is obtained by adding the voltage drop RaIa of the winding resistance to the speed electromotive force ωΦ 0 of the entire motor (3).
ここで、モータ（3）の回転速度ωが速くなると、速度起電圧ωΦ０は大きくなる。その一方で、端子電圧Ｖａはインバータ出力部（5）の最高出力電圧以上に上げることはできない。そのため、回転速度ωが速くなりすぎると、インバータ出力部（5）の出力電圧と速度起電圧ωΦ０との差が十分に取れなくなり、巻線に通電することができなくなる。このように、モータ（3）の回転速度ωは、速度起電圧ωΦ０との関係で上限が制限されている。 Here, as the rotational speed ω of the motor (3) increases, the speed electromotive force ωΦ 0 increases. On the other hand, the terminal voltage Va cannot be increased beyond the maximum output voltage of the inverter output section (5). Therefore, when the rotational speed ω is too fast, the difference between the output voltage and the speed electromotive voltage Omegafai 0 of the inverter output section (5) is not sufficiently achieved, making it impossible to energize the winding. Thus, the motor (3) is the rotation speed ω of being restricted upper limit in relation to the speed electromotive voltage ωΦ 0.
そこで、モータ駆動装置（4）は、ｄｑ電流指令値算出部（63）において、モータ（3）の回転速度ωに応じてモータ電流Ｉａの位相を永久磁石の磁束Φｍによる速度起電圧ωΦｍよりも進めるようにしている。 Therefore, the motor drive device (4) causes the dq current command value calculation unit (63) to change the phase of the motor current Ia from the speed electromotive force ωΦm due to the magnetic flux Φm of the permanent magnet in accordance with the rotational speed ω of the motor (3). I am trying to proceed.
詳しくは、図４に示すように、モータ電流Ｉａの位相を永久磁石の磁束Φｍによる速度起電圧ωΦｍに対して進み位相βだけ進めている。こうすることで、合成磁束Φ０が小さくなり、モータ（3）全体の速度起電圧ωΦ０も小さくなる。その結果、端子電圧Ｖａと速度起電圧ωΦ０との差を十分に確保することができるようになる。つまり、さらに大きなモータ電流Ｉａを通電させることができ、さらに高回転域までモータ（3）を回転させることができる。 Specifically, as shown in FIG. 4, the phase of the motor current Ia is advanced by a phase β with respect to the speed electromotive force ωΦm caused by the magnetic flux Φm of the permanent magnet. By doing so, the combined magnetic flux Φ 0 is reduced, and the speed electromotive force ωΦ 0 of the entire motor (3) is also reduced. As a result, a sufficient difference between the terminal voltage Va and the speed electromotive force ωΦ 0 can be secured. That is, a larger motor current Ia can be applied, and the motor (3) can be rotated to a higher rotation range.
このように、モータ電流Ｉａの位相を進めると、モータ電流Ｉａにそのｄ軸成分であるｄ軸電流ｉｄが含まれるようになる。このｄ軸電流ｉｄによるｄ軸磁束Ｌｄｉｄは、永久磁石の磁束Φｍを弱める方向に作用する。つまり、ｄ軸磁束Ｌｄｉｄが大きくなりすぎると、永久磁石を不可逆減磁させてしまう虞がある。そのため、ｄ軸磁束Ｌｄｉｄが永久磁石の磁束Φｍを不可逆減磁じさせない範囲（可逆減磁の範囲）でモータ電流Ｉａの進み位相βを設定する。 Thus, when the phase of the motor current Ia is advanced, the d-axis current id which is the d-axis component is included in the motor current Ia. The d-axis magnetic flux Ldid due to this d-axis current id acts in the direction of weakening the magnetic flux Φm of the permanent magnet. That is, if the d-axis magnetic flux Ldid becomes too large, the permanent magnet may be irreversibly demagnetized. Therefore, the lead phase β of the motor current Ia is set in a range where the d-axis magnetic flux Ldid does not irreversibly demagnetize the magnetic flux Φm of the permanent magnet (reversible demagnetization range).
しかしながら、永久磁石はその温度によってその磁束量が変化し、可逆減磁の範囲も変化する。そのため、不可逆減磁を生じさせない範囲で設定されたはずの進み位相βであっても、永久磁石の温度によっては該永久磁石を不可逆減磁させてしまうだけのｄ軸磁束Ｌｄｉｄを生じさせる虞がある。 However, the amount of magnetic flux of a permanent magnet changes depending on its temperature, and the range of reversible demagnetization also changes. Therefore, even if the lead phase β is supposed to be set in a range that does not cause irreversible demagnetization, depending on the temperature of the permanent magnet, a d-axis magnetic flux Ldid that can cause the permanent magnet to irreversibly demagnetize may be generated. is there.
また、温度によって永久磁石の磁束Φｍが変化すると、速度起電圧ωΦ０も変化し、その結果、必要な進み位相βも変動する。つまり、ｄｑ電流指令値算出部（63）で算出した進み位相βが実際の永久磁石の磁束Φｍにおいては進み過ぎていたり、進みが足りなかったりする可能性がある。モータ電流Ｉａの位相が進み過ぎていると、モータ（3）の駆動効率が低下する一方、モータ電流Ｉａの位相の進みが足りないと、永久磁石を不可逆減磁させる虞があり、何れの場合も好ましくない。 Further, when the magnetic flux Φm of the permanent magnet changes with temperature, the speed electromotive force ωΦ 0 also changes, and as a result, the required advance phase β also changes. That is, there is a possibility that the advance phase β calculated by the dq current command value calculation unit (63) is excessively advanced or insufficient in the actual magnetic flux Φm of the permanent magnet. If the phase of the motor current Ia is excessively advanced, the drive efficiency of the motor (3) is reduced. On the other hand, if the phase of the motor current Ia is not sufficient, the permanent magnet may be irreversibly demagnetized. Is also not preferred.
そこで、モータ駆動装置（4）は、ｄｑ電流指令値算出部（63）において所定の基準温度におけるモータ電流Ｉａの進み位相βを算出した後、補正部（64）において該進み位相βを永久磁石の温度（具体的には、温度センサ（31）の検出温度）に基づいて補正している。詳しくは、希土類磁石の磁束量は、図５に示すように、温度が高くなるにつれて減少していく。そこで、補正部（64）は、温度センサ（31）の検出温度が高いほど進み位相βが小さくなる一方、温度センサ（31）の検出温度が低いほど進み位相βが大きくなるように進み位相βを補正する。こうすることで、永久磁石の不可逆減磁を防止することができると共に、実際の永久磁石の磁束Φｍに合った進み位相βを設定することができる。 Therefore, the motor drive device (4) calculates the advance phase β of the motor current Ia at a predetermined reference temperature in the dq current command value calculation unit (63), and then calculates the advance phase β in the correction unit (64) as a permanent magnet. Is corrected based on the temperature (specifically, the temperature detected by the temperature sensor (31)). Specifically, the amount of magnetic flux of the rare earth magnet decreases as the temperature increases, as shown in FIG. Accordingly, the correction unit (64) advances the phase β so that the advance phase β decreases as the detection temperature of the temperature sensor (31) increases, while the advance phase β increases as the detection temperature of the temperature sensor (31) decreases. Correct. By doing so, it is possible to prevent irreversible demagnetization of the permanent magnet and to set the advance phase β that matches the actual magnetic flux Φm of the permanent magnet.
したがって、本実施形態によれば、モータ電流の位相をモータ（3）全体の速度起電圧（具体的には、モータ電流の大きさとモータ（3）の目標とする回転速度）に応じて永久磁石の磁束による速度起電圧に対して進めることによって、モータ（3）全体の速度起電圧を抑制して、モータ（3）を大型化させることなく、モータ（3）をより高回転域で回転させることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the phase of the motor current is changed according to the speed electromotive voltage of the entire motor (3) (specifically, the magnitude of the motor current and the target rotational speed of the motor (3)). By controlling the speed electromotive force due to the magnetic flux of the motor, the speed electromotive force of the entire motor (3) is suppressed and the motor (3) is rotated in a higher rotation range without increasing the size of the motor (3). be able to.
また、このとき、モータ電流の進み位相を永久磁石の磁束量（具体的にはモータ（3）の温度）に応じて補正することによって、永久磁石が不可逆減磁してしまうことを防止することができると共に、温度によって変動する永久磁石の磁束に合わせた進み位相を設定してモータ（3）を所望の挙動で正確に駆動制御することができる。 At this time, the permanent phase of the permanent magnet is prevented from being irreversibly demagnetized by correcting the lead phase of the motor current according to the amount of magnetic flux of the permanent magnet (specifically, the temperature of the motor (3)). In addition, the motor (3) can be driven and controlled accurately with a desired behavior by setting a lead phase that matches the magnetic flux of the permanent magnet that varies with temperature.
また、モータの進み位相を補正する際に、実際に永久磁石の磁束量を測定するのではなく、永久磁石の温度、具体的には、モータ（3）の温度に基づいて永久磁石の磁束量を推測することによって、温度センサ（31）という簡単な構成で永久磁石の磁束量に基づく進み位相の補正を実現することができる。 Also, when correcting the lead phase of the motor, the amount of magnetic flux of the permanent magnet is not actually measured, but based on the temperature of the permanent magnet, specifically, the temperature of the motor (3). Thus, it is possible to realize the advance phase correction based on the amount of magnetic flux of the permanent magnet with a simple configuration of the temperature sensor (31).
さらに、モータ（3）を１８０度通電方式で駆動することによって、１２０度通電方式と比較して、トルク脈動を抑制して低振動化を図ることができると共に、高調波を抑制して低損失化を図ることができる。 Furthermore, by driving the motor (3) with a 180-degree energization method, torque pulsation can be suppressed and vibration can be reduced compared to the 120-degree energization method, and harmonics can be suppressed and low loss can be achieved. Can be achieved.
さらにまた、前記モータ（3）の永久磁石として希土類磁石を採用することによって、永久磁石が低温であっても、該永久磁石を不可逆減磁させることなく、該モータ（3）の高速回転化を実現することができる。すなわち、永久磁石としてフェライト磁石を採用した場合、フェライト磁石は低温になるほど磁束量が減少して不可逆減磁し易くなるため、該フェライト磁石の不可逆減磁を防止しつつモータを高速回転させるには永久磁石の温度が低温になるほど進み位相を小さくするように設定する必要がある。しかしながら、低温時にはパワーステアリング装置（2）の油圧機構中の作動油の粘性が下がるため、高温時に比べて、モータ（3）には高トルクが要求される。しかしながら、前述の如く、フェライト磁石を有するモータの場合、低温時に不可逆減磁し易く、不可逆減磁を防止するためにモータ電流の位相を進めるといっても限界がある。そのため、十分なトルクでモータ（3）を駆動できない虞がある。それに対して、希土類磁石を有するモータ（3）の場合は、高トルクが要求される低温時においては、高温時に比べて磁束量が多く保持力が大きいため、モータ電流の位相を進めて十分なトルクを発生させることができる。 Furthermore, by employing a rare earth magnet as the permanent magnet of the motor (3), the motor (3) can be rotated at high speed without irreversibly demagnetizing the permanent magnet even when the permanent magnet is at a low temperature. Can be realized. In other words, when a ferrite magnet is used as a permanent magnet, the amount of magnetic flux decreases as the temperature of the ferrite magnet decreases, and irreversible demagnetization is likely to occur. It is necessary to set so that the advance phase becomes smaller as the temperature of the permanent magnet becomes lower. However, since the viscosity of the hydraulic oil in the hydraulic mechanism of the power steering device (2) decreases at low temperatures, the motor (3) requires a higher torque than at high temperatures. However, as described above, in the case of a motor having a ferrite magnet, it is easy to irreversibly demagnetize at low temperatures, and there is a limit even if the phase of the motor current is advanced to prevent irreversible demagnetization. Therefore, there is a possibility that the motor (3) cannot be driven with sufficient torque. On the other hand, in the case of a motor (3) having a rare earth magnet, the amount of magnetic flux is large and the holding power is large at low temperatures where high torque is required, and the motor current phase is sufficiently increased. Torque can be generated.
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
The present invention may be configured as follows with respect to the embodiment.
すなわち、モータ駆動装置（4）は、ｄｑ電流指令値算出部（63）によって進み位相を加えたモータ電流Ｉａのｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊とを算出した後、補正部（64）によってｄ軸電流指令値ｉｄ＊を補正しているが、これに限られるものではない。例えば、補正部（64）によってｄ軸電流指令値ｉｄ＊を補正しない構成であってもい。 That is, after the motor drive device (4) calculates the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * of the motor current Ia to which the advance phase is added by the dq current command value calculation unit (63), The d-axis current command value id * is corrected by the correction unit (64), but is not limited to this. For example, the d-axis current command value id * may not be corrected by the correction unit (64).
また、モータ（3）は、ブラシレスモータに限られず、永久磁石を有し、その回転によって速度起電圧を生じるモータであれば、任意のモータを採用することができる。 The motor (3) is not limited to a brushless motor, and any motor can be employed as long as it has a permanent magnet and generates a speed electromotive force by its rotation.
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、希土類の永久磁石を有する磁石モータとその駆動装置とを備えたモータ装置及びモータ駆動方法について有用である。 As described above, the present invention is useful for a motor device and a motor driving method including a magnet motor having a rare earth permanent magnet and a driving device for the magnet motor.
2 パワーステアリング装置
21 油圧機構
23 油圧ポンプ
3 モータ（磁石モータ）
4 モータ駆動装置
2 Power steering device
21 Hydraulic mechanism
23 Hydraulic pump
3 Motor (Magnet motor)
4 Motor drive device
Claims (4)
永久磁石を有し、前記油圧ポンプ（23）を駆動する磁石モータ（3）と、
該永久磁石の磁束によって発生する速度起電圧に対するモータ電流の進み位相を前記磁石モータ（3）の速度起電圧に応じて設定して、該進み位相に基づいて該磁石モータ（3）を駆動するモータ駆動装置（4）とを備えていることを特徴とするパワーステアリング装置。 A power steering device for generating a steering assist force by a hydraulic mechanism (21) having a hydraulic pump (23),
A magnet motor (3) having a permanent magnet and driving the hydraulic pump (23);
The lead phase of the motor current with respect to the speed electromotive force generated by the magnetic flux of the permanent magnet is set according to the speed electromotive voltage of the magnet motor (3), and the magnet motor (3) is driven based on the lead phase. A power steering device comprising a motor drive device (4).
前記モータ駆動装置（4）は、１８０度通電方式で前記磁石モータ（3）を駆動することを特徴とするパワーステアリング装置。 In claim 1,
The motor driving device (4) drives the magnet motor (3) by a 180-degree energization method.
該永久磁石の磁束によって発生する速度起電圧に対するモータ電流の進み位相を前記磁石モータ（3）の速度起電圧に応じて設定して、該進み位相に基づいて該磁石モータ（3）を駆動することを特徴とするパワーステアリング装置の駆動方法。 A driving method of a power steering device for generating a steering assist force by driving a hydraulic pump (23) of a hydraulic mechanism (21) by a magnet motor (3) having a permanent magnet,
The lead phase of the motor current with respect to the speed electromotive force generated by the magnetic flux of the permanent magnet is set according to the speed electromotive voltage of the magnet motor (3), and the magnet motor (3) is driven based on the lead phase. A driving method of a power steering device.
１８０度通電方式で前記磁石モータ（3）を駆動することを特徴とするパワーステアリング装置の駆動方法。 In claim 3,
A driving method of a power steering device, wherein the magnet motor (3) is driven by a 180-degree energization method.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010213512A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Hitachi Car Eng Co Ltd | Torque controller for permanent-magnet synchronous motor |
| JP2015020477A (en) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 株式会社ジェイテクト | Control device for hydraulic power steering device |
| KR20180127923A (en) * | 2017-05-22 | 2018-11-30 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Drive apparatus for oil-pump motor and drive control method for oil-pump motor |
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| JP3403175B2 (en) * | 1999-02-11 | 2003-05-06 | ティーアールダブリュー・インコーポレーテッド | Apparatus and method for controlling an electric motor |
| JP2003291832A (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-15 | Koyo Seiko Co Ltd | Power steering device |
| JP2003341534A (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-03 | Koyo Seiko Co Ltd | Power steering device |
| JP2006232099A (en) * | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Hitachi Ltd | Power steering device |
-
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010213512A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Hitachi Car Eng Co Ltd | Torque controller for permanent-magnet synchronous motor |
| US8305019B2 (en) | 2009-03-12 | 2012-11-06 | Hitachi Car Engineering Co., Ltd. | Torque controller for permanent magnet synchronous motor |
| JP2015020477A (en) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 株式会社ジェイテクト | Control device for hydraulic power steering device |
| KR20180127923A (en) * | 2017-05-22 | 2018-11-30 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Drive apparatus for oil-pump motor and drive control method for oil-pump motor |
| KR102592713B1 (en) * | 2017-05-22 | 2023-10-24 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Drive apparatus for oil-pump motor and drive control method for oil-pump motor |
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