JPH11356079A - SR motor and electric power steering device using SR motor - Google Patents
SR motor and electric power steering device using SR motorInfo
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- JPH11356079A JPH11356079A JP10160053A JP16005398A JPH11356079A JP H11356079 A JPH11356079 A JP H11356079A JP 10160053 A JP10160053 A JP 10160053A JP 16005398 A JP16005398 A JP 16005398A JP H11356079 A JPH11356079 A JP H11356079A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価な低分解能回転位置センサを採用しても
トルクリップルを低減できる、SRモータの提供。
【解決手段】 固定子8極、回転子6極及び4相で、固
定子歯角度より回転子歯角度の方が大きく、通電相の切
り替え信号を発する回転位置センサ4は一回転当たり4
8パルスを発生させる4個のセンサ素子を有し、通電相
には方形波定電流が通電され、回転位置センサより演算
される回転数が、所定の回転数以下の低速領域では1相
励磁を行い、所定の回転数以上の高速領域では1―2相
励磁を行うことを特徴とするSRモータとした。
(57) [Problem] To provide an SR motor capable of reducing torque ripple even when an inexpensive low-resolution rotational position sensor is adopted. SOLUTION: A rotating position sensor 4 having a stator 8 poles, a rotor 6 poles, and a four-phase, in which the rotor tooth angle is larger than the stator tooth angle, and which outputs a switching signal of an energized phase, has four rotations per rotation.
It has four sensor elements for generating 8 pulses, a square wave constant current is supplied to the energized phase, and one-phase excitation is performed in a low speed region where the rotational speed calculated by the rotational position sensor is lower than a predetermined rotational speed. The SR motor is characterized in that 1-2 phase excitation is performed in a high-speed region at or above a predetermined rotation speed.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチド・リラ
クタンスモータ(以下、SRモータという。)のトルク
リップル低減に関する。The present invention relates to a reduced torque ripple of a switched reluctance motor (hereinafter, referred to as an SR motor).
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、電動式パワーステアリング駆動用
モータとして、SRモータの採用が考えられている。電
動式パワーステアリング装置駆動用のその他のモータと
しては、例えば、DCモータ、ブラシレスDCモータ、
ACサーボモータ等の採用が考えられるが、SRモータ
は、これらのモータに比し、ブラシやマグネット等が不
要で部品点数が少なく、高寿命であるという利点を有す
るからである。2. Description of the Related Art In recent years, an SR motor has been considered as an electric power steering driving motor. Other motors for driving the electric power steering device include, for example, a DC motor, a brushless DC motor,
Although the use of an AC servomotor or the like is conceivable, the SR motor has advantages over these motors in that a brush, a magnet, and the like are not required, the number of parts is small, and the life is long.
【0003】しかし、SRモータは、本質的にトルクリ
ップルが大きいという欠点を有するものである。However, the SR motor has a disadvantage that the torque ripple is essentially large.
【0004】SRモータ等のブラシレスモータは、通電
相を順次切り替えることにより駆動トルクを連続的に発
生させるものであり、通電相の切り替えごとにトルクリ
ップルが不可避的に発生する。このトルクリップルは、
ステアリングを操作する運転者の操舵フィールを悪化さ
せるものであり、なるべく小さい方がよく、そのために
は、切り替えタイミングを高精度に制御することが要求
される。この通電相の切り替えタイミングは、モータの
回転子の回転位置を検出する付属の回転位置センサが発
する切り替え信号により決められので、回転センサは高
精度なもの、例えば、レゾルバ等の高分解能エンコーダ
が要求されていた。A brushless motor such as an SR motor continuously generates a driving torque by sequentially switching an energized phase, and inevitably generates a torque ripple every time the energized phase is switched. This torque ripple is
This is to deteriorate the steering feel of the driver who operates the steering wheel, and it is better to make it as small as possible. For that purpose, it is required to control the switching timing with high accuracy. The switching timing of the energized phase is determined by a switching signal generated by an attached rotation position sensor that detects the rotation position of the rotor of the motor, so that the rotation sensor requires a high-precision one, for example, a high-resolution encoder such as a resolver. It had been.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような高
分解能センサは、一般に高価であり、信頼性が低い。ま
た、ノイズ等の外乱に弱く、さらに高精度な組付けが要
求され、センサ出力の処理回路が複雑になりECUが高
価になるという欠点があった。However, such high resolution sensors are generally expensive and unreliable. In addition, there has been a drawback that the sensor is susceptible to disturbances such as noises and requires high-precision assembly, a sensor output processing circuit becomes complicated, and the ECU becomes expensive.
【0006】本発明は、上記不具合を解決し、安価で信
頼性の高い低分解能回転位置センサを採用しても、トル
クリップルを低減することができるSRモータを提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an SR motor which can solve the above-mentioned problems and can reduce the torque ripple even if a low-cost and reliable low-resolution rotational position sensor is employed.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、固定子8極、回転子6極及び4相で、固
定子歯角度より回転子歯角度の方が大きく、通電相の切
り替え信号を発する回転位置センサは一回転当たり48
パルスを発生させる4個のセンサ素子を有し、前記通電
相には方形波定電流が通電され、前記回転位置センサよ
り演算される回転数が、所定の回転数以下の低速領域で
は1相励磁を行い、所定の回転数以上の高速領域では1
―2相励磁を行うことを特徴とするSRモータとした。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention relates to a stator having eight poles, a rotor having six poles and four phases, wherein the rotor tooth angle is larger than the stator tooth angle, The rotation position sensor that issues the switching signal of
It has four sensor elements for generating pulses, a square-wave constant current is supplied to the energized phase, and a single-phase excitation is performed in a low-speed region where the rotational speed calculated by the rotational position sensor is equal to or lower than a predetermined rotational speed. And in the high-speed region above a predetermined rotation speed, 1
-An SR motor characterized by performing two-phase excitation.
【0008】SRモータの構成及び通電相のパターンを
上記のようにしたのは、以下の理由による。The reason why the configuration of the SR motor and the pattern of the energized phase are as described above is as follows.
【0009】まず、SRモータのトルクリップル低減の
ためには3相のものよりも4相のものの方が良く、ま
た、小型化が可能である。また、5相にすれば、さらに
トルクリップルの低減が望めるが、通電相の切り替えス
イッチとしてのFET数が増えコストが高くなる。3相
及び4相のものは、6スイッチにて切り替え回路の構成
が可能であるが、5相のものは、最低でも10スイッチ
必要である。よって、4相のSRモータを採用すること
とした。First, in order to reduce the torque ripple of the SR motor, a four-phase type is better than a three-phase type, and the size can be reduced. In addition, if the number of phases is five, the torque ripple can be further reduced, but the number of FETs as switches for switching the energized phase increases, and the cost increases. The three-phase and four-phase ones can have a switching circuit configuration with six switches, while the five-phase one requires at least ten switches. Therefore, a four-phase SR motor is adopted.
【0010】4相のSRモータでは、主に、固定子8極
で回転子6極または、固定子16極で回転子12極のペ
アが考えられるが、固定子16極で回転子12極ではモ
ータ自体のサイズが大きくなり、コンパクト化要求の強
い電動式パワーステアリング装置用モータとしては不向
きであるので、固定子8極で回転子6極を選択した。In a four-phase SR motor, a pair of a rotor having eight poles and a rotor having six poles or a stator having sixteen poles and a rotor having twelve poles can be considered. Since the size of the motor itself is large and it is not suitable as a motor for an electric power steering device, which has a strong demand for compactness, the stator has eight poles and the rotor has six poles.
【0011】電動式パワーステアリング装置用モータの
トルクリップルは、ステアリング回転速度が遅い低速領
域にて運転者がもっともごつごつ感として感じやすい。
そこで、ステアリング回転速度が遅い低速領域では、ト
ルクリップルを低減しやすい1相励磁を実施している。
また、高速領域では、運転者はトルクリップルを感じに
くくなるので、1相励磁に比しトルクの出しやすい1―
2相励磁を実施することとした。この際の進角度は、基
本通電角15°に対して、1/2の7.5°とした。The torque ripple of the motor for the electric power steering device is most likely to be felt by the driver in a low speed region where the steering rotation speed is low.
Therefore, in a low-speed region where the steering rotation speed is low, one-phase excitation that easily reduces torque ripple is performed.
Also, in a high-speed region, the driver is less likely to feel torque ripple, so that torque is more likely to be output as compared with one-phase excitation.
It was decided to perform two-phase excitation. The advance angle at this time was set to 7.5 °, which is 1 / of the basic energization angle of 15 °.
【0012】このような、構成における回転位置センサ
としては、低速領域の1相励磁のみを行うのであれば、
最小必要センサ数は2個で、分解能は15°である。し
かし、高速領域の7.5°進角を行う1―2相励磁を実
施するので、結局、必要センサ数は4個、分解能は7.
5°(一回転当たり48パルス)となる。If the rotation position sensor having such a configuration performs only one-phase excitation in a low-speed region,
The minimum number of required sensors is two and the resolution is 15 °. However, since the 1-2 phase excitation for performing the 7.5 ° advance in the high-speed region is performed, the number of required sensors is 4, and the resolution is 7.
5 ° (48 pulses per rotation).
【0013】また、回転子歯角度を固定子歯角度より大
きくして歯先同士を若干オーバーラップさせるとトルク
リップル低減に有利に働くので、このようにした。Further, when the rotor tooth angle is made larger than the stator tooth angle so that the tooth tips slightly overlap each other, this is advantageous in reducing torque ripple.
【0014】以上のような、請求項1に記載の発明に対
して、さらにトルクリップルを低減するためには、請求
項2に記載のように、前記低速領域において、通電相の
切り替え時に、前記切り替え信号をトリガとして、前記
方形波定電流の立ち上がりと立ち下がりの制御を行うと
効果がある。In order to further reduce the torque ripple in the first aspect of the present invention, as described in the second aspect, when the energized phase is switched in the low speed region, It is effective to control the rise and fall of the square wave constant current by using the switching signal as a trigger.
【0015】運転者がトルクリップルを感じるのは、ト
ルクリップル幅の絶対値よりもトルクの時間的変化率の
寄与度が大きい。そこで、回転位置センサが発する磁極
切り替え信号をトリガとして、通電される方形波定電流
の立ち上がりと立ち下がりを制御して、トルクの時間的
変化率を低減するのが目的である。The driver feels the torque ripple because the contribution of the temporal change rate of the torque is larger than the absolute value of the torque ripple width. It is an object of the present invention to control the rise and fall of the supplied square wave constant current by using the magnetic pole switching signal generated by the rotation position sensor as a trigger to reduce the temporal change rate of torque.
【0016】また、請求項3に記載の発明は、4相を有
し、通電相の切り替え信号を発する回転位置センサは一
回転当たり少なくとも48パルスを発生させるセンサ素
子を有し、2相励磁が行われ、通電電流は、前記2相励
磁における1相分の通電区間において、前記切り替え信
号に基づいて少なくとも2回、少なくとも2段階の目標
電流値に切り換えられることを特徴とするSRモータと
したものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a rotary position sensor having four phases, which generates a switching signal of an energized phase, has a sensor element for generating at least 48 pulses per rotation, and has two-phase excitation. The SR motor is characterized in that the energizing current is switched to a target current value in at least two stages at least twice based on the switching signal in an energizing section for one phase in the two-phase excitation. It is.
【0017】これは、基本的には、上記請求項1に記載
のモータの構成を踏襲したものであるが、通電相のパタ
ーンを2相励磁を基本とし、かつ、単純な方形波定電流
ではなく、目標電流値を回転位置センサからの切り替え
信号に基づいて少なくとも2回、少なくとも2段階の目
標電流値に切り換える変則2相励磁を行っている点が大
きく相違する。一般に、回転位置センサの組付けにより
センサの位相ずれが発生すると、トルクリップルは増大
するが、この通電パターンを採用すると、センサの位相
ずれに対するトルクリップルの増加を少なくすることが
できるものである。よって、センサの組付け位置の精度
を抑えることができ、コスト低減が図れるというメリッ
トがある。This basically follows the structure of the motor according to the first aspect of the present invention. However, the pattern of the energized phase is basically based on two-phase excitation, and a simple square wave constant current is used. The difference is that irregular two-phase excitation in which the target current value is switched to the target current value in at least two stages at least twice based on the switching signal from the rotational position sensor is greatly different. Generally, when a phase shift of the sensor occurs due to the assembly of the rotational position sensor, the torque ripple increases. However, if this energizing pattern is adopted, the increase of the torque ripple with respect to the phase shift of the sensor can be reduced. Therefore, there is an advantage that the accuracy of the sensor mounting position can be suppressed and the cost can be reduced.
【0018】請求項4に記載の発明は、ステアリング回
転トルク低減のため、補助トルク源としてモータを使用
する電動式パワーステアリング装置において、前記モー
タは、請求項1、請求項2又は請求項3に記載のSRモ
ータを使用することを特徴とする電動式パワーステアリ
ング装置としたものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus using a motor as an auxiliary torque source for reducing steering torque, wherein the motor is connected to the first, second or third aspect of the invention. An electric power steering apparatus characterized by using the above described SR motor.
【0019】これは、請求項1〜請求項3に記載のSR
モータの用途を、トルクリップル低減要求の高い電動式
パワーステアリング装置に限定したものである。According to the present invention, the SR
The use of the motor is limited to an electric power steering device that requires a high torque ripple reduction.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態とし
て、本発明に係るSRモータを電動式パワーステアリン
グ装置に使用した場合の例を図面を参照しながら説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, as an embodiment of the present invention, an example in which an SR motor according to the present invention is used in an electric power steering device will be described with reference to the drawings.
【0021】図1は、電気式パワーステアリング装置全
体の概要を示すものである。以下、電動式パワーステア
リング装置の作動を説明する。FIG. 1 shows an outline of the entire electric power steering apparatus. Hereinafter, the operation of the electric power steering device will be described.
【0022】運転者がステアリング1を操舵すると、そ
の回転はステアリングシャフト9に伝達され、ステアリ
ングシャフト9の回転はギヤ機構2へ伝達される。ギヤ
機構2は、例えばラックアンドピニオンギヤ機構(図示
せず)を有しており、ステアリングシャフト9の回転を
タイロッド10の軸方向運動(図1において左右方向)
に変換する。タイロッド10の両端は、操舵輪(図示せ
ず)を操舵するリンク機構(図示せず)に連結されてお
り、タイロッド10の軸方向運動により、操舵輪が操舵
される。When the driver steers the steering 1, the rotation is transmitted to the steering shaft 9, and the rotation of the steering shaft 9 is transmitted to the gear mechanism 2. The gear mechanism 2 includes, for example, a rack and pinion gear mechanism (not shown), and rotates the steering shaft 9 in the axial direction of the tie rod 10 (in the left-right direction in FIG. 1).
Convert to Both ends of the tie rod 10 are connected to a link mechanism (not shown) for steering a steered wheel (not shown), and the steered wheels are steered by the axial movement of the tie rod 10.
【0023】コントローラ13は、操舵時に運転者がス
テアリング1を通じて感じる回転トルクを検知するトル
クセンサ11と、車両の速度を検知する車速センサ12
と、SRモータ3の回転位置を検出する回転位置センサ
4の出力結果をもとに演算を行い、本発明に係るSRモ
ータ3が適切な補助トルクを発生するように、SRモー
タ3に信号を供給する。The controller 13 includes a torque sensor 11 for detecting a rotational torque felt by the driver through the steering 1 during steering, and a vehicle speed sensor 12 for detecting the speed of the vehicle.
And a calculation based on the output result of the rotation position sensor 4 for detecting the rotation position of the SR motor 3, and sends a signal to the SR motor 3 so that the SR motor 3 according to the present invention generates an appropriate auxiliary torque. Supply.
【0024】また、SRモータ3の出力軸の回転トルク
は、ギヤ機構2内において、ボールナット機構等(図示
せず)によりタイロッド10の軸方向駆動力に変換され
る。SRモータ3は、コントローラ13からの信号に応
じて、適切なトルクで操舵力を補助する方向に駆動さ
れ、その回転駆動トルクが前述のボールナット機構等に
よりタイロッド10の軸方向駆動力に変換される。その
結果、運転者の操舵力を補助することになり、運転者の
操舵力が軽減される。The rotational torque of the output shaft of the SR motor 3 is converted into an axial driving force of the tie rod 10 in the gear mechanism 2 by a ball nut mechanism or the like (not shown). The SR motor 3 is driven in a direction to assist the steering force with an appropriate torque in accordance with a signal from the controller 13, and the rotational drive torque is converted into the axial drive force of the tie rod 10 by the above-described ball nut mechanism or the like. You. As a result, the steering force of the driver is assisted, and the steering force of the driver is reduced.
【0025】以上、電動式パワーステアリング装置の作
動の概要を説明した。The outline of the operation of the electric power steering apparatus has been described above.
【0026】次に、請求項1に記載のSRモータ3の構
成及び通電相のパターンの実施例を図2〜図4を用いて
説明する。Next, an embodiment of the configuration of the SR motor 3 and the pattern of the energized phase according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0027】図2は、本発明に係る固定子8極、回転子
6極の4相SRモータ3の固定子及び回転子部分の形状
を示した図である。図2において、回転子歯角をθr、
固定子歯角をθsとすると、θr > θsとなってい
ることがわかる。このように、両者の歯先同士を若干オ
ーバーラップさせると、トルクリップル低減に有利に働
くことが知られているので、このような関係にしてい
る。尚、SRモータの具体的な作動については周知であ
るので省略する。FIG. 2 is a view showing the shapes of the stator and the rotor of the four-phase SR motor 3 having eight poles of the stator and six poles of the rotor according to the present invention. In FIG. 2, the rotor tooth angle is θr,
Assuming that the stator tooth angle is θs, it can be seen that θr> θs. As described above, it is known that a slight overlap between the two tooth tips is advantageous in reducing the torque ripple. The specific operation of the SR motor is well known and will not be described.
【0028】図3は、本発明に係る4相SRモータ3の
各通電相のタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart of each energized phase of the four-phase SR motor 3 according to the present invention.
【0029】各相へ供給される電流は、制御の容易な方
形波定電流を使用している。前述のごとく、ステアリン
グ回転速度が遅い低速領域では、運転者が最もトルクリ
ップルを感じやすいので、トルクリップルを低減しやす
い1相励磁を行っている。基本通電角度は15°であ
る。また、ステアリング回転速度が速い高速領域では、
運転者はトルクリップルを感じにくくなるので、トルク
リップル低減より出力向上を優先し、1―2相励磁を行
っている。具体的には、各相の電流の立ち上がりタイミ
ングを、基本通電角の1/2の7.5°だけ進角させ、
通電角を22.5°とすることで対応している。The current supplied to each phase uses a square wave constant current which is easy to control. As described above, in a low-speed region where the steering rotation speed is low, the driver is most likely to feel the torque ripple, and therefore, the one-phase excitation that easily reduces the torque ripple is performed. The basic energization angle is 15 °. Also, in the high speed region where the steering rotation speed is fast,
Since it is difficult for the driver to feel the torque ripple, the output is prioritized over the torque ripple reduction, and the 1-2 phase excitation is performed. Specifically, the rising timing of the current of each phase is advanced by 7.5 °, which is の of the basic conduction angle,
This is addressed by setting the energization angle to 22.5 °.
【0030】ここで、低速領域と高速領域の境界点は、
例えば、MAX回転数500r/minのSRモータの場
合、MAX回転数の3/10以下即ち、150r/min以
下に設定するのがよい。この低速領域と高速領域との判
別は、コントローラ13が回転位置センサ4の信号より
SRモータ3の回転数を演算することにより行う。コン
トローラ13は、演算結果により判別された、対応する
通電パターンをSRモータ3へ供給する。Here, the boundary point between the low-speed area and the high-speed area is
For example, in the case of an SR motor having a MAX rotation speed of 500 r / min, it is preferable to set the rotation speed to 3/10 or less of the MAX rotation speed, that is, 150 r / min or less. The discrimination between the low speed region and the high speed region is performed by the controller 13 calculating the rotation speed of the SR motor 3 from the signal of the rotation position sensor 4. The controller 13 supplies the corresponding energization pattern determined based on the calculation result to the SR motor 3.
【0031】図4は、本発明に係る4相SRモータの回
転位置センサの配置を示す図である。モータの回転と一
体的に回転するセンサプレートは、図4に示すように、
歯先角30°の歯を円周方向に6等配した形状をしてい
る。このセンサプレートを用いて、図3における低速領
域の1相励磁のみを行うのであれば、位置センサは、図
4におけるaと、aに対し15°の位相差を持つbの2
個あればよい。この2個のセンサの位置関係とセンサプ
レートの形状との組み合わせにより、回転角15°づつ
パルス信号を発することができるからである。しかし、
図3における高速領域の7.5°進角を行う1―2相励
磁を行わなければならないので、回転角7.5°づつパ
ルス信号(一回転当たり48パルス)を発する必要があ
る。よって、図4に示すように、位置センサc及びcに
対し15°の位相差を持つ位置センサdを、位置センサ
a,bに対し、例えば127.5°の位相差を有する位
置関係に設ける必要がある。結局、本発明に係る通電パ
ターンを行うためには、センサ素子が4個必要であり、
この4個のセンサ出力が電流の切り替え信号としてコン
トローラ13に供給され、コントローラ13は、これを
基にSRモータ3に供給する電流を切り換えている。セ
ンサ素子としては、安価なホールICや、光素子等を使
用するのがよい。FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of a rotational position sensor of a four-phase SR motor according to the present invention. The sensor plate that rotates integrally with the rotation of the motor, as shown in FIG.
It has a shape in which teeth having a tip angle of 30 ° are arranged at equal intervals in the circumferential direction. If only one-phase excitation in the low-speed region shown in FIG. 3 is performed using this sensor plate, the position sensor will have two positions a in FIG. 4 and b having a phase difference of 15 ° with respect to a.
I just need This is because a pulse signal can be generated for each rotation angle of 15 ° by a combination of the positional relationship between the two sensors and the shape of the sensor plate. But,
Since it is necessary to perform 1-2 phase excitation for performing a 7.5 ° advance in the high speed region in FIG. 3, it is necessary to generate a pulse signal (48 pulses per rotation) for each 7.5 ° of rotation. Therefore, as shown in FIG. 4, a position sensor d having a phase difference of 15 ° with respect to the position sensors c and c is provided in a positional relationship having a phase difference of, for example, 127.5 ° with respect to the position sensors a and b. There is a need. After all, to perform the energization pattern according to the present invention, four sensor elements are required,
These four sensor outputs are supplied to the controller 13 as current switching signals, and the controller 13 switches the current supplied to the SR motor 3 based on the signals. As the sensor element, an inexpensive Hall IC, an optical element, or the like is preferably used.
【0032】以上、上記に説明した請求項1に記載の発
明に対して、さらに、トルクリップルを低減するために
は、請求項2に記載のように、特にトルクリップル低減
が要求される低速領域にて、通電相の切り替え時に、回
転位置センサ4が発する切り替え信号をトリガとして、
方形波定電流の立ち上がりと立ち下がりの制御を追加す
るとよい。これは、立ち上がりと立ち下がりの電流波形
をチューニングし、電流切り替え時のトルクの時間的変
化率を低減することが目的である。回転位置センサ4が
発する切り替え信号を受けたコントローラ13が、ソフ
ト的に演算して供給電流波形を補正することにより行っ
てもよいし、また、コントローラ13からSRモータ3
へ電流を供給する際、フィルタ等を用いてハード的に波
形を補正することにより行ってもよい。In order to further reduce the torque ripple in comparison with the above-described first aspect of the present invention, particularly in the low-speed region where reduction of the torque ripple is required as described in the second aspect. At the time of switching the energized phase, the switching signal generated by the rotational position sensor 4 is used as a trigger,
It is advisable to add rise and fall control of the square wave constant current. The purpose of this is to tune the rising and falling current waveforms and reduce the temporal change rate of torque at the time of current switching. The controller 13 that has received the switching signal generated by the rotation position sensor 4 may perform the calculation by software to correct the supply current waveform, or may perform the correction by using the SR motor 3 from the controller 13.
The current may be supplied by correcting the waveform in a hardware manner using a filter or the like.
【0033】以上にて、請求項1及び請求項2に記載の
発明の説明を終了し、請求項3に記載の発明に係る通電
パターンの実施例を図5〜図13を用いて説明する。The description of the first and second aspects of the present invention has been described above, and an embodiment of the energization pattern according to the third aspect of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0034】請求項3に記載のSRモータ3の構成は、
基本的に請求項1に記載のものと同じであるが、通電パ
ターンを2相励磁を基本とする点が相違する。図6に、
請求項3に記載の発明に係る4相SRモータ3の各通電
相のタイムチャートの一実施例を示す。The structure of the SR motor 3 according to the third aspect is as follows.
It is basically the same as that of the first aspect, except that the energization pattern is based on two-phase excitation. In FIG.
An example of a time chart of each energized phase of the four-phase SR motor 3 according to the third aspect of the present invention is shown.
【0035】図6に示すように、各相に供給される電流
は、一回転当たり48パルスの信号を発生させる回転位
置センサ4からの切り替え信号に基づいて切り換えら
れ、2相励磁を行っている。さらに、目標電流は、2段
階の目標値を有し、2相励磁における1相分の通電区間
すなわち、1相励磁を行うとしたときの通電区間では目
標電流値2が与えられ、その他の区間では、目標電流値
1が与えられている。また、目標電流値2は目標電流値
1の2倍に設定している。As shown in FIG. 6, the current supplied to each phase is switched based on a switching signal from the rotation position sensor 4 that generates a signal of 48 pulses per rotation, and two-phase excitation is performed. . Further, the target current has a target value of two stages, and a target current value of 2 is given in an energizing section for one phase in two-phase excitation, that is, an energizing section when one-phase excitation is performed, and in other sections. In the example, the target current value 1 is given. The target current value 2 is set to twice the target current value 1.
【0036】結局、図6に示す例においては、2相励磁
における1相分の通電区間の始点と終点において計2
回、2段階の目標電流値に切り換えられていることにな
る。After all, in the example shown in FIG. 6, a total of 2 at the start point and the end point of the energizing section for one phase in the two-phase excitation.
That is, the target current value is switched to the two-stage target current value.
【0037】図6に示すような変則2相励磁の通電パタ
ーンを行ったときの4相SRモータのトルク波形のシミ
ュレーション結果を図7に示す。尚、このシミュレーシ
ョンの計算には、試作した4相SRモータの静トルク実
測値を用いている。よって、本シミュレーションは高速
領域では誤差が大きくなってしまうが、トルクリップル
が問題となる低速領域では、精度よく計算できることに
なる。この静トルク実測値と回転角度との関係を図5に
示しておく。FIG. 7 shows a simulation result of the torque waveform of the four-phase SR motor when the irregular two-phase excitation pattern shown in FIG. 6 is performed. Note that, in the calculation of this simulation, the measured static torque value of the prototyped four-phase SR motor is used. Therefore, in the present simulation, an error becomes large in a high-speed region, but can be accurately calculated in a low-speed region where torque ripple is a problem. FIG. 5 shows the relationship between the measured static torque value and the rotation angle.
【0038】図7は、3種の計算結果を示している。回
転位置センサ4の位相のばらつきが無い理想状態、位相
が進角方向に2.5°ずれている場合、位相が遅角方向
に2.5°ずれている場合の3種である。電流値は、図
6において、目標電流1は30A、目標電流2は60A
としている。トルクリップルは、図7に示すように、理
想状態で20%、2.5°遅相の場合で最大40%程度
となる。FIG. 7 shows three types of calculation results. There are three types: an ideal state where there is no phase variation of the rotation position sensor 4, a case where the phase is shifted by 2.5 ° in the advance direction, and a case where the phase is shifted by 2.5 ° in the retard direction. In FIG. 6, the current values are 30 A for the target current 1 and 60 A for the target current 2 in FIG.
And As shown in FIG. 7, the torque ripple is about 20% in an ideal state, and about 40% at the maximum in the case of a 2.5 ° retardation.
【0039】この結果を、以下に示す他の通電パターン
の場合と比較してみる。以下に示す結果は、同じ4相の
SRモータにおいて、図5に示す同じ静トルク実測値を
用い、電流値60Aにて計算したときの結果である。The result will be compared with the case of another energization pattern shown below. The results shown below are the results when the same four-phase SR motor is used and the same static torque measured value shown in FIG. 5 is used to calculate at a current value of 60 A.
【0040】図8、図9は、1相励磁を行った場合の各
通電相のタイムチャートと、その計算結果を、図10、
図11は、1―2相励磁を行った場合の各通電相のタイ
ムチャートと、その計算結果を、図12、図13は、2
相励磁を行った場合の各通電相のタイムチャートと、そ
の計算結果をそれぞれ示している。FIGS. 8 and 9 are time charts of the respective energized phases when one-phase excitation is performed and the calculation results thereof are shown in FIGS.
FIG. 11 is a time chart of each energized phase in the case where the 1-2 phase excitation is performed, and FIG. 12 and FIG.
A time chart of each energized phase when phase excitation is performed and a calculation result thereof are shown.
【0041】トルクリップルは、1相励磁を行った場合
は、図9より、理想状態で30%、2.5°進相の場合
で最大80%程度まで達する。1―2相励磁を行った場
合は、図11より、理想状態で70%、2.5°遅相の
場合で最大80%程度まで達する。2相励磁を行った場
合は、図13より、理想状態でも、2.5°位相ずれを
生じているときでも、45%程度である。FIG. 9 shows that the torque ripple reaches 30% in the ideal state and about 80% in the case of 2.5 ° phase advance when one-phase excitation is performed. FIG. 11 shows that when the 1-2 phase excitation is performed, it reaches 70% in the ideal state and up to about 80% in the case of 2.5 ° phase delay. FIG. 13 shows that when the two-phase excitation is performed, it is about 45% even in the ideal state and when a phase shift of 2.5 ° occurs.
【0042】以上の計算結果より、請求項3に記載の発
明に係る変則2相励磁を行うと、他の3パターンの励磁
を行ったときと比して、回転位置センサ4の位相ずれの
ない理想状態でのトルクリップルも小さく、かつ、2.
5°の位相ずれが発生したときでもその増加が少ないこ
とが分かる。よって、回転位置センサ4の取付位置や、
モータ形状の精度を抑えることができ、各部品のコスト
低減が図れるというメリットがある。From the above calculation results, when the irregular two-phase excitation according to the third aspect of the present invention is performed, there is no phase shift of the rotational position sensor 4 as compared with when the other three patterns of excitation are performed. 1. The torque ripple in the ideal state is small, and
It can be seen that even when a phase shift of 5 ° occurs, the increase is small. Therefore, the mounting position of the rotation position sensor 4,
There is an advantage that the precision of the motor shape can be suppressed and the cost of each component can be reduced.
【0043】図6に示すように、本実施例では、2相励
磁における1相分の通電区間にて2回、2段階の目標電
流値に切り換えているが、さらに木目細かい制御を行う
ために、1相分の通電区間において4回、3段階の目標
電流値に切り換えてもよい。ただし、この場合は、回転
位置センサの分解能を一回転当たり48パルスから、9
6パルスに向上させる必要がある。As shown in FIG. 6, in this embodiment, the target current value is switched to the two-stage target current value twice in the current-passing section for one phase in the two-phase excitation. The target current value may be switched to the three-stage target current value four times in the energizing section for one phase. However, in this case, the resolution of the rotational position sensor is changed from 48 pulses per rotation to 9
It is necessary to increase to 6 pulses.
【0044】以上、本発明を上記実施の態様に即して説
明したが、本発明は上記態様に限定されるものではな
く、本発明の原理に準ずる各種態様を含むものである。As described above, the present invention has been described with reference to the above embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, but includes various embodiments according to the principle of the present invention.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安価で信頼性の高い低分解能回転位置センサを採用して
も、トルクリップルを低減することができるSRモータ
を提供することができる。As described above, according to the present invention,
Even if an inexpensive and highly reliable low-resolution rotational position sensor is adopted, an SR motor capable of reducing torque ripple can be provided.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の一実施形態における電動式パワーステ
アリング装置全体の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an entire electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】請求項1に記載の発明の一実施形態における4
相SRモータの固定子及び回転子部分の形状を示した図
である。FIG. 2 shows an embodiment of the present invention according to claim 1;
It is a figure showing the shape of the stator and the rotor part of the phase SR motor.
【図3】請求項1に記載の発明の一実施形態における4
相SRモータの各通電相のタイムチャートを示した図で
ある。FIG. 3 is a diagram illustrating a fourth embodiment according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing a time chart of each energized phase of the phase SR motor.
【図4】請求項1に記載の発明の一実施形態における回
転位置センサの配置を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of a rotational position sensor according to one embodiment of the present invention.
【図5】シミュレーションの計算に用いた、4相SRモ
ータ実機の静トルク実測値と回転角度との関係を示した
図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a measured static torque value and a rotation angle of an actual four-phase SR motor used in calculation of a simulation.
【図6】請求項3に記載の発明に係る変則2相励磁を行
った場合の各通電相のタイムチャートを示した図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing a time chart of each energized phase when an irregular two-phase excitation according to the invention of claim 3 is performed.
【図7】請求項3に記載の発明に係る変則2相励磁を行
った場合のトルク波形のシミュレーション結果を示した
図である。FIG. 7 is a diagram showing a simulation result of a torque waveform when an irregular two-phase excitation according to the invention of claim 3 is performed.
【図8】1相励磁を行った場合の各通電相のタイムチャ
ートを示した図である。FIG. 8 is a diagram showing a time chart of each energized phase when one-phase excitation is performed.
【図9】1相励磁を行った場合のトルク波形のシミュレ
ーション結果を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a simulation result of a torque waveform when one-phase excitation is performed.
【図10】1―2相励磁を行った場合の各通電相のタイ
ムチャートを示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a time chart of each energized phase when performing 1-2 phase excitation.
【図11】1―2相励磁を行った場合のトルク波形のシ
ミュレーション結果を示した図である。FIG. 11 is a diagram showing a simulation result of a torque waveform when performing 1-2 phase excitation.
【図12】2相励磁を行った場合の各通電相のタイムチ
ャートを示した図である。FIG. 12 is a diagram showing a time chart of each energized phase when two-phase excitation is performed.
【図13】2相励磁を行った場合のトルク波形のシミュ
レーション結果を示した図である。FIG. 13 is a diagram showing a simulation result of a torque waveform when two-phase excitation is performed.
3 SRモータ 4 回転位置センサ 3 SR motor 4 Rotational position sensor
Claims (4)
定子歯角度より回転子歯角度の方が大きく、通電相の切
り替え信号を発する回転位置センサは一回転当たり48
パルスを発生させる4個のセンサ素子を有し、前記通電
相には方形波定電流が通電され、前記回転位置センサよ
り演算される回転数が、所定の回転数以下の低速領域で
は1相励磁を行い、所定の回転数以上の高速領域では1
―2相励磁を行うことを特徴とするSRモータ。1. A rotor position sensor that generates a switching signal for a current-carrying phase in which the rotor tooth angle is larger than the stator tooth angle among the stator 8 poles, the rotor 6 poles, and the four phases is 48 per rotation.
It has four sensor elements for generating pulses, a square-wave constant current is supplied to the energized phase, and a single-phase excitation is performed in a low-speed region where the rotational speed calculated by the rotational position sensor is equal to or lower than a predetermined rotational speed. And in the high-speed region above a predetermined rotation speed, 1
-An SR motor characterized by performing two-phase excitation.
り替え時に、前記切り替え信号をトリガとして、前記方
形波定電流の立ち上がりと立ち下がりを制御をすること
を特徴とする請求項1に記載のSRモータ。2. The SR according to claim 1, wherein in the low-speed region, when the energized phase is switched, the switching signal is used as a trigger to control the rise and fall of the square wave constant current. motor.
する回転位置センサは一回転当たり少なくとも48パル
スを発生させるセンサ素子を有し、2相励磁が行われ、
通電電流は、前記2相励磁における1相分の通電区間に
おいて、前記切り替え信号に基づいて少なくとも2回、
少なくとも2段階の目標電流値に切り換えられることを
特徴とするSRモータ。3. A rotation position sensor having four phases and generating a switching signal of a conduction phase has a sensor element for generating at least 48 pulses per rotation, and two-phase excitation is performed.
The energizing current is at least twice based on the switching signal in the energizing section for one phase in the two-phase excitation.
An SR motor capable of switching to at least two stages of target current values.
助トルク源としてモータを使用する電動式パワーステア
リング装置において、前記モータは、請求項1、請求項
2又は請求項3に記載のSRモータを使用することを特
徴とする電動式パワーステアリング装置。4. An electric power steering apparatus using a motor as an auxiliary torque source for reducing steering rotational torque, wherein the motor uses the SR motor according to claim 1, 2 or 3. An electric power steering device characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10160053A JPH11356079A (en) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | SR motor and electric power steering device using SR motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10160053A JPH11356079A (en) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | SR motor and electric power steering device using SR motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11356079A true JPH11356079A (en) | 1999-12-24 |
Family
ID=15706900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10160053A Withdrawn JPH11356079A (en) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | SR motor and electric power steering device using SR motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11356079A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006121821A (en) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Honda Motor Co Ltd | Synchronous reluctance motor and electric steering device equipped with synchronous reluctance motor |
| US7084597B2 (en) | 2002-06-03 | 2006-08-01 | Denso Corporation | Motor control apparatus |
| EP2840677A3 (en) * | 2013-07-17 | 2015-09-23 | Alfred Käch | Reluctance motor with rapid drive |
| CN109668735A (en) * | 2018-12-11 | 2019-04-23 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | A kind of engine rotor phase reference determines method, apparatus and circuit |
| CN110492824A (en) * | 2019-08-20 | 2019-11-22 | 深圳拓邦股份有限公司 | Switched reluctance machines low speed control method, device storage medium, electronic equipment and switched reluctance machines |
| CN116691819A (en) * | 2023-06-12 | 2023-09-05 | 金华硅湾智能装备有限公司 | Integrated reluctance steering device |
-
1998
- 1998-06-09 JP JP10160053A patent/JPH11356079A/en not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7084597B2 (en) | 2002-06-03 | 2006-08-01 | Denso Corporation | Motor control apparatus |
| US7221116B2 (en) | 2002-06-03 | 2007-05-22 | Denso Corporation | Motor control apparatus |
| US7609012B2 (en) | 2002-06-03 | 2009-10-27 | Denso Corporation | Motor control apparatus |
| US8013563B2 (en) | 2002-06-03 | 2011-09-06 | Denso Corporation | Motor control apparatus |
| US8134322B2 (en) | 2002-06-03 | 2012-03-13 | Denso Corporation | Motor control apparatus |
| JP2006121821A (en) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Honda Motor Co Ltd | Synchronous reluctance motor and electric steering device equipped with synchronous reluctance motor |
| EP2840677A3 (en) * | 2013-07-17 | 2015-09-23 | Alfred Käch | Reluctance motor with rapid drive |
| CN109668735A (en) * | 2018-12-11 | 2019-04-23 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | A kind of engine rotor phase reference determines method, apparatus and circuit |
| CN109668735B (en) * | 2018-12-11 | 2021-08-03 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | Method, device and circuit for determining phase reference of engine rotor |
| CN110492824A (en) * | 2019-08-20 | 2019-11-22 | 深圳拓邦股份有限公司 | Switched reluctance machines low speed control method, device storage medium, electronic equipment and switched reluctance machines |
| CN116691819A (en) * | 2023-06-12 | 2023-09-05 | 金华硅湾智能装备有限公司 | Integrated reluctance steering device |
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050523 |
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| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080328 |