[发明专利]马达控制方法、马达控制系统以及电动助力转向系统

说明书

马达控制方法包含以下步骤：获得基于以αβ固定坐标系或dq旋转坐标系为基准的相量表示的电枢磁通、合成磁通、定子电流和定子电压；运算定子电流与定子电压之间的角度Φ；根据式子(1)来运算扭矩角δ，其中，Ψ_a表示电枢磁通的大小，Ψ_s表示合成磁通的大小；以及根据扭矩角δ来控制表面磁铁型马达。

技术领域

本发明涉及马达控制方法、马达控制系统以及电动助力转向系统。

背景技术

近年来，电驱动系统广泛应用于各种应用领域。作为电驱动系统，例如能够举出马达控制系统。马达控制系统例如使用矢量控制而对电动马达(以下，记作“马达”)进行控制。在矢量控制中具有例如使用电流传感器和位置传感器的方式(以下，称为“传感器控制”)和仅使用电流传感器的方式(以下，称为“无传感器控制”)。在传感器控制中，根据位置传感器的测定值来计算转子的位置(以下，称为“转子角”)。另一方面，在无传感器控制中，根据由电流传感器测定的电流等来推定转子角。

矢量控制通常需要扭矩信息。例如，能够根据马达的扭矩角来运算扭矩。特别是，在无传感器控制中，期求根据扭矩角来推定转子角。这样，要想提高矢量控制的精度，准确地取得扭矩角是不可或缺的。例如，公知在传感器控制中能够使用dq旋转坐标系中的变量来运算扭矩角。扭矩角也被称为负载角。

专利文献1公开了使用所谓的观测器来推定扭矩角的无传感器控制。具体而言，观测器根据由电流传感器测定出的电流值来推定转子角，进而根据推定出的转子角来推定反馈扭矩角。专利文献2公开了根据扭矩的推定值来求取扭矩角的运算式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2007-525137号公报

专利文献2：中国专利申请公开第103684169号说明书

非专利文献

非专利文献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.

发明内容

发明要解决的课题

在传感器控制中使用的基于dq旋转坐标系中的变量的扭矩角的运算有时无法适用于无传感器控制。其理由如下。dq旋转坐标系是与转子一同旋转的旋转坐标系，是根据转子角和旋转速度而设定的坐标系。另一方面，在无传感器控制中，有时转子角的推定需要扭矩角。在该情况下，在无传感器控制中，期望不依赖于dq旋转坐标系的变量来求取扭矩角的方法。

在无传感器控制中，专利文献1所公开那样的使用观测器的扭矩角的推定通常需要与马达相关的各种参数(例如，电枢电感和电抗)，并且受到它们的强烈影响。例如，像在非专利文献1中所提及那样，使用观测器的推定尤其强烈地依赖于初始值和噪声协方差矩阵。其结果为，如果错误地选择这些值和矩阵，则可能会使马达控制不稳定。此外，基于观测器的推定需要更复杂的运算。因此，产生对计算机而言运算负载增大这一问题。出于以上的理由，期望在无传感器控制中不特别需要复杂的运算的、用于推定扭矩角的方法。

本发明的实施方式提供在无传感器控制中能够不依赖于dq旋转坐标系中的变量而推定扭矩角的新颖的马达控制方法、马达控制系统以及具有该马达控制系统的电动助力转向系统。

用于解决课题的手段