[發明專利]馬達控制方法、馬達控制系統以及電動助力轉向系統

在審

• 申請號: 201880015392.5
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN110383675A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: A·哈德利
• 申請（專利權）人: 日本電產株式會社
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;B62D5/04;B62D6/00;H02P6/08;H02P25/022
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 于靖帥;黃綸偉

馬達控制方法包含以下步驟：獲得基于以αβ固定坐標系或dq旋轉坐標系為基準的相量表示的合成磁通、定子電流和定子電壓；運算定子電流與定子電壓之間的角度Φ；根據式子(1)來運算扭矩角δ，其中，L是電樞電感，Ψ_m表示轉子磁鐵的磁通，Ψ_s表示合成磁通的大小，I_S表示定子電流的大小；以及根據扭矩角δ來控制馬達。

技術領域

本發明涉及馬達控制方法、馬達控制系統以及電動助力轉向系統。

背景技術

近年來，電驅動系統廣泛應用于各種應用領域。作為電驅動系統，例如能夠舉出馬達控制系統。馬達控制系統例如使用矢量控制而對電動馬達(以下，記作“馬達”)進行控制。在矢量控制中具有例如使用電流傳感器和位置傳感器的方式(以下，稱為“傳感器控制”)和僅使用電流傳感器的方式(以下，稱為“無傳感器控制”)。在傳感器控制中，根據位置傳感器的測定值來計算轉子的位置(以下，稱為“轉子角”)。另一方面，在無傳感器控制中，根據由電流傳感器測定的電流等來推定轉子角。

矢量控制通常需要扭矩信息。例如，能夠根據馬達的扭矩角來運算扭矩。特別是，在無傳感器控制中，期求根據扭矩角來推定轉子角。這樣，要想提高矢量控制的精度，準確地取得扭矩角是不可或缺的。例如，公知在傳感器控制中能夠使用dq旋轉坐標系中的變量來運算扭矩角。扭矩角也被稱為負載角。

專利文獻1公開了使用所謂的觀測器來推定扭矩角的無傳感器控制。具體而言，觀測器根據由電流傳感器測定出的電流值來推定轉子角，進而根據推定出的轉子角來推定反饋扭矩角。專利文獻2公開了根據扭矩的推定值來求取扭矩角的運算式。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2007-525137號公報

專利文獻2：中國專利申請公開第103684169號說明書

非專利文獻

非專利文獻1：Ghaderi,Ahmad,and Tsuyoshi Hanamoto.“Wide-speed-rangesensorless vector control of synchronous reluctance motors bas ed on extendedprogrammable cascaded low-pass filters.IEEE Transactions on IndustrialElectronics,Vol.58,No.6,(June 2011),p.232 2-2333.

發明內容

發明要解決的課題

在傳感器控制中使用的基于dq旋轉坐標系中的變量的扭矩角的運算有時無法適用于無傳感器控制。其理由如下。dq旋轉坐標系是與轉子一同旋轉的旋轉坐標系，是根據轉子角和旋轉速度而設定的坐標系。另一方面，在無傳感器控制中，有時轉子角的推定需要扭矩角。在該情況下，在無傳感器控制中，期望不依賴于dq旋轉坐標系的變量來求取扭矩角的方法。

在無傳感器控制中，專利文獻1所公開那樣的使用觀測器的扭矩角的推定通常需要與馬達相關的各種參數(例如，電樞電感和電抗)，并且受到它們的強烈影響。例如，像在非專利文獻1中所提及那樣，使用觀測器的推定尤其強烈地依賴于初始值和噪聲協方差矩陣。其結果為，如果錯誤地選擇這些值和矩陣，則可能會使馬達控制不穩定。此外，基于觀測器的推定需要更復雜的運算。因此，產生對計算機而言運算負載增大這一問題。出于以上的理由，期望在無傳感器控制中不特別需要復雜的運算的、用于推定扭矩角的方法。

本發明的實施方式提供在無傳感器控制中能夠不依賴于dq旋轉坐標系中的變量而推定扭矩角的新穎的馬達控制方法、馬達控制系統以及具有該馬達控制系統的電動助力轉向系統。

用于解決課題的手段