[发明专利]无刷马达控制方法、无刷马达控制装置以及电动动力转向装置

说明书

对4极24狭槽结构的无刷马达(3)进行驱动控制的控制装置(50)具有：基本电流计算部(52)，计算表示基于最大转矩控制的绕组电流值的基波电流；校正分量计算部(59)，根据由电流传感器(64)检测到的相电流值，计算将基于磁铁转矩的转矩脉动相互抵消的12次的第1高次谐波分量Bsin12(θ+β)、和将基于磁阻转矩的转矩脉动相互抵消的12次的第2高次谐波分量Asin12(θ+α)；校正图(58)，储存了相电流和两个高次谐波分量的参数A、B、α、β的关系；以及电流校正部(60)，将各12次高次谐波分量重叠到基波电流而校正供给电流来制作电流指令值(Id′、Iq′)。

技术领域

本发明涉及无刷马达的转矩脉动降低技术，特别涉及适用于在转子内埋入磁铁，除了磁阻转矩以外，还通过利用磁铁的磁力的磁铁转矩使转子旋转的磁铁辅助型的磁阻马达的技术。

背景技术

以往，作为利用定子·转子之间的磁阻差而产生旋转力的类型的电动机，已知磁阻马达。在磁阻马达中，通过由于磁阻差而产生的磁阻转矩而使转子旋转。但是，磁阻转矩比通过磁铁得到的转矩更小，所以存在相比于使用磁铁的同规格的马达，磁阻马达的输出转矩更小的倾向。因此，近年来，提出了基本结构为磁阻马达同时在转子中配置了磁铁的磁铁辅助型的磁阻马达。在例如专利文献1中，记载了这样的磁铁辅助型的磁阻马达，示出了在磁阻马达的转子内埋设了磁铁的结构。

磁铁辅助型的磁阻马达被设定为使得d轴(永磁铁的中心轴)方向、和q轴(与d轴电气地、磁性地正交的轴)方向的电感差变大，在转子中产生磁阻转矩Tr。另外，在转子中埋入了永磁铁，所以还产生基于永磁铁的磁铁转矩Tm。马达整体的总体转矩Tt为Tt＝Tm+Tr，相比于仅Tr的磁阻马达，能够增大输出转矩。磁铁辅助型的磁阻马达作为高效且高转矩的马达，近年来，被广泛利用于电动动力转向装置(以下适当地简记为EPS)、电动汽车、混合动力汽车、空调等家电产品、各种工业机械等的驱动源。

在磁铁辅助型磁阻马达中，总体转矩Tt如下表示，一般来说，实施使针对相同电流的发生转矩最大化的所谓最大转矩控制(提前角控制)。

Tt＝Tm+Tr

＝p·φa·Iq+p·(Ld-Lq)·Id·Iq

(p：极对数、φa：基于永磁铁的电枢交链磁通、Ld：d轴电感、Lq：q轴电感、Id：d轴电流、Iq：q轴电流)

在最大转矩控制中，以相对于电枢电流而最高效地产生转矩的方式控制Id-Iq间的角度β(电流相位角)，进行高效且高转矩的运转。

但是，在磁铁辅助型磁阻马达中，如果电枢电流变高，则磁铁转矩Tm和磁阻转矩Tr相对于总体转矩Tt的比例变化，存在Tr侧增加的倾向。在该情况下，由于电流值高，所以相应地电枢反作用的影响也变大，相比于低电流时，转矩脉动更大。特别是，如果磁阻转矩超过10％，则转矩脉动急剧增大，产生转矩脉动率在EPS中超过被设为上限值的5％这样的问题。

因此，以往，关于磁铁辅助型磁阻马达中的转矩脉动的降低，提出了各种方法。例如，在专利文献2中，记载了通过运算求出转矩脉动，运算并供给产生相位与其相反的转矩的电流指令值而使转矩脉动降低的马达控制装置。在此，首先，通过转矩脉动运算单元，运算dq坐标系中的基波电流和基于永磁铁的电枢交链磁通的高次谐波分量所引起的转矩脉动。接下来，通过转矩脉动降低高次谐波电流指令值生成器，运算产生相位与由转矩脉动运算单元运算出的转矩脉动相反的转矩的高次谐波电流指令值。然后，通过高次谐波电流控制电路，根据该高次谐波电流指令值，控制高次谐波电流，从而降低马达的转矩脉动。

专利文献1：日本特开2011-83066号公报

专利文献2：日本特开2004-64909号公报

专利文献3：日本特开2009-261121号公报

专利文献4：日本特开2007-274779号公报