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公開番号2025031651
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2024140076
出願日2024-08-21
発明の名称消費される直流電流の制御を可能にする、モータの設定トルクの決定方法
出願人ジェイテクトユーロップ
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類H02P 21/14 20160101AFI20250228BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】本発明は、モータの設定トルクを表すパラメータを求めて、消費される直流電流の抑制を確実に順守することができるようにする。
【解決手段】モータの設定トルク(X_OUT)を表すパラメータの決定方法であって、指令変数(I_DCCom)を、直流電流閾値(I_DCMax)及び測定直流電流(I_DCMes)に基づいて求める調節ステップ(E2)と、設定トルク(X_OUT)を表すパラメータの上限(X_LimMax)及び下限(X_LimMin)を、指令変数(I_DCCom)に基づいて求める決定ステップ(E3)と、設定トルク(X_OUT)を表すパラメータを、設定トルク(X_OUT)を表す前記パラメータの上限(X_LimMax)及び下限(X_LimMin)、並びに所望トルク(X_IN)を表すパラメータに基づいて求める評価ステップ(E4)と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
モータ（１２）の設定トルク（Ｘ
ＯＵＴ
）を表すパラメータの決定方法（１００）であって、前記モータ（１２）には、少なくとも１つのインバータ（４０）からの交流電流（Ｉ
ＡＣ
）が供給され、前記少なくとも１つのインバータ（４０）は、ベクトル制御方法を使用して少なくとも１つのマイクロコントローラ（２０）によって駆動され、前記少なくとも１つのインバータ（４０）には、少なくとも１つの直流電流供給システム（３０）からの直流電流（Ｉ
ＤＣ
）が供給され、前記方法（１００）は、前記少なくとも１つのマイクロコントローラ（２０）によって実行され、前記方法（１００）は、
制御パラメータ（ＣＴＬ）が、少なくとも、直流電流閾値（Ｉ
ＤＣＭａｘ
）、測定直流電流（Ｉ
ＤＣＭｅｓ
）、及び制限パラメータ（ＬＩＭ）に基づいて求められる制御ステップ（Ｅ１）と、
指令変数（Ｉ
ＤＣＣｏｍ
）が、少なくとも、前記直流電流閾値（Ｉ
ＤＣＭａｘ
）及び前記測定直流電流（Ｉ
ＤＣＭｅｓ
）に基づいて求められる調節ステップ（Ｅ２）と、
前記設定トルク（Ｘ
ＯＵＴ
）を表す前記パラメータの上限（Ｘ
ＬｉｍＭａｘ
）及び下限（Ｘ
ＬｉｍＭｉｎ
）が、少なくとも、前記指令変数（Ｉ
ＤＣＣｏｍ
）に基づいて求められる決定ステップ（Ｅ３）と、
前記設定トルク（Ｘ
ＯＵＴ
）を表す前記パラメータが、少なくとも、前記設定トルク（Ｘ
ＯＵＴ
）を表す前記パラメータの前記上限（Ｘ
ＬｉｍＭａｘ
）及び前記下限（Ｘ
ＬｉｍＭｉｎ
）、並びに所望トルク（Ｘ
ＩＮ
）を表すパラメータに基づいて求められる評価ステップ（Ｅ４）と、
を備える、方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記設定トルク（Ｘ
ＯＵＴ
）を表す前記パラメータ、及び前記所望トルク（Ｘ
ＩＮ
）を表す前記パラメータは、トルク（Ｔ
ＯＵＴ
，Ｔ
ＩＮ
）又は横軸電流に対応する、
請求項１に記載の決定方法（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのインバータが前記設定トルク（Ｘ
ＯＵＴ
）を表す前記パラメータに基づいて前記マイクロコントローラ（２０）によって駆動される、駆動ステップを更に備える、
請求項１又は２に記載の決定方法（１００）。
【請求項４】
前記調節ステップ（Ｅ２）は、前記直流電流閾値（Ｉ
ＤＣＭａｘ
）と、入力として前記直流電流閾値（Ｉ
ＤＣＭａｘ
）及び前記測定直流電流（Ｉ
ＤＣＭｅｓ
）を受け取る、積分型及び／又は微分型及び／又は比例型のコントローラ（Ｅ２１）によって求められる修正動作値（ΔＩ
ＤＣ
）と、の和によって、前記指令変数（Ｉ
ＤＣＣｏｍ
）を求める、
請求項１－３のいずれか１項に記載の決定方法（１００）。
【請求項５】
前記設定トルク（Ｘ
ＯＵＴ
）を表す前記パラメータの前記上限（Ｘ
ＬｉｍＭａｘ
）及び前記下限（Ｘ
ＬｉｍＭｉｎ
）は、少なくとも前記指令変数（Ｉ
ＤＣＣｏｍ
）、前記モータの回転速度（Ω）、前記インバータ（４０）に供給される直流電圧（Ｖ
ＤＣ
）、及び前回の反復中に測定され又は求められた前記モータに供給される前記交流電流の直軸電流（ｌ
ｄ
）の関数である数式を解くことによって得られる、
請求項１－４のいずれか１項に記載の決定方法（１００）。
【請求項６】
変換利得（Ｇ
Ｉｑ２Ｔｒｑ
）が、ｕｖｗ－ｄｑ０変換における変換係数、前記モータの極対数（ｐ）、前記ｕｖｗ－ｄｑ０変換における前記モータの等価磁束（Ψ）、前記前回の反復中に測定され又は求められた前記モータに供給される前記交流電流の前記直軸電流（ｌ
ｄ
）、及び前記モータの直軸インダクタンス（Ｌ
ｄ
）又は横軸インダクタンス（Ｌ
ｑ
）に基づいて求められる、計算ステップ（Ｅ５）を備える、
請求項５に記載の決定方法（１００）。
【請求項７】
前記制御パラメータ（ＣＴＬ）は、
前記測定直流電流（Ｉ
ＤＣＭｅｓ
）が前記直流電流閾値（Ｉ
ＤＣＭａｘ
）以上であるときにはアクティブ状態（ＩＮ）に変化し、
前記測定直流電流（Ｉ
ＤＣＭｅｓ
）が前記直流電流閾値（Ｉ
ＤＣＭａｘ
）未満であり、かつ、前記設定トルク（Ｘ
ＯＵＴ
）を表す前記パラメータが前記所望トルク（Ｘ
ＩＮ
）を表す前記パラメータに等しいときには非アクティブ状態（ＯＦＦ）に変化する、
請求項１－６のいずれか１項に記載の決定方法（１００）。
【請求項８】
前記制御パラメータ（ＣＴＬ）は、前記非アクティブ状態（ＯＦＦ）で開始される、
請求項７に記載の決定方法（１００）。
【請求項９】
請求項１－８のいずれか１項に記載の決定方法（１００）によって求められる、設定トルク（Ｘ
ＯＵＴ
）を表す前記パラメータによって制御される少なくとも１つのモータ（１２）を備える、
パワーステアリングシステム（１）。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モータの分野、特に電気モータの設定トルクを表すパラメータを求める方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【０００２】
本発明は、電気モータ、特に、相や巻線の数に関係なく、ベクトル制御方法によって駆動される、ブラシレス電気モータに適用される。電気モータは、交流の供給電流をこのベクトル制御方法によって駆動されるインバータから受け取り、インバータには直流の供給電流が供給される。
【背景技術】
【０００３】
以下では、直流の供給電流は直流電流、交流の供給電流は交流電流と呼ばれる。
【０００４】
以下では、インバータの直流電流を供給又は回収する役割を担う、インバータの上流のシステムは、直流供給システム、すなわち、直流システムと呼ばれる。例えば、この上流のシステムは、電池又はＤＣ－ＤＣコンバータであり得る。
【０００５】
インバータは、直流電流を、モータに供給される交流電流に変換する。
【０００６】
フィールド指向制御とも呼ばれるベクトル制御は、モータの交流電流が、以下では横軸電流と呼ばれｌｑと表記される、ｑ軸に沿う成分と、直軸電流と呼ばれｌｄと表記される、ｄ軸に沿う成分との２つの直交する成分に分解される、電気モータ用の既知の制御方法である。横軸電流ｌｑ及び直軸電流ｌｄは、ｄと表記されるいわゆる磁化の直軸及びｑと表記される横軸の空間電流である。横軸電流ｌｑ及び直軸電流ｌｄは、電気モータのロータに関係する回転参照フレームへの、三相電流システムの空間投影に対応する。よって、横軸電流ｌｑ及び直軸電流ｌｄは、直軸ｄに対する三相電流システムの位相シフト及び三相電流システムの振幅の関数である。低リラクタンスモータでは、直軸電流ｌｄは、一般に、感知される磁束の減少を可能にして高速での動作を最適化し、一方、横軸電流ｌｑは、以下ではモータトルクと呼ばれる、モータによって与えられるトルクを制御する。直軸電流ｌｄ及び横軸電流ｌｑは、例えば、設定トルク、モータの回転速度、モータの温度、及びモータに供給される交流の電圧、のうちの少なくとも１つのパラメータによって特徴付けられるモータの動作点に基づいて求められる。
【０００７】
モータには、直軸成分ｌｄ及び横軸成分ｌｑを含みインバータによって提供される交流が供給される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、自動車製造者が、パワーステアリングシステムの電力消費、換言すると供給される直流電流、をより正確に制御しようと努めている、車両用のパワーステアリングの分野に好ましくは適用される。
【０００９】
車両のステアリングシステムの目的は、ステアリングホイールによって車両の車輪の向きの角度を修正することによって、運転者が車両の進路を制御することを可能にすることである。電動パワーステアリングシステムの消費電力は、車輪によって伝達される力（駐車操作、運転、低グリップ等）と運転者のステアリングホイールを回したいという欲求とに依存するので、予測することが難しい。しかし、電動パワーステアリングシステムには、非常に大きな電力を消費する能力及び傾向がある。
【００１０】
パワーステアリングシステムの消費電力を制御することを可能にするさまざまな解決策が存在する。交流のレベルでモータへの供給電圧を制御することに基づくものもあれば、モータトルク又は横軸電流ｌｑに基づくものもある。
（【００１１】以降は省略されています）

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