JPH11356079A - Ｓｒモータ及びｓｒモータを用いた電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
Ｓｒモータ及びｓｒモータを用いた電動式パワーステアリング装置Info
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ップルが大きいという欠点を有するものである。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
上記のようにしたのは、以下の理由による。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
動の概要を説明した。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
各通電相のタイムチャートである。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図面の簡単な説明】
【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。
アリング装置全体の概略図である。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
転位置センサの配置を示した図である。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ートを示した図である。
【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。
ーション結果を示した図である。
【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。
ムチャートを示した図である。
【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。
ミュレーション結果を示した図である。
【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。
ャートを示した図である。
【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。
レーション結果を示した図である。
３ ＳＲモータ ４ 回転位置センサ
Claims (4)
- 【請求項１】 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。 - 【請求項２】 前記低速領域において、前記通電相の切
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。 - 【請求項３】 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。 - 【請求項４】 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10160053A JPH11356079A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | Ｓｒモータ及びｓｒモータを用いた電動式パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10160053A JPH11356079A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | Ｓｒモータ及びｓｒモータを用いた電動式パワーステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11356079A true JPH11356079A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15706900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10160053A Withdrawn JPH11356079A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | Ｓｒモータ及びｓｒモータを用いた電動式パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11356079A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006121821A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Honda Motor Co Ltd | シンクロナスリラクタンスモータおよびシンクロナスリラクタンスモータを搭載した電動ステアリング装置 |
| US7084597B2 (en) | 2002-06-03 | 2006-08-01 | Denso Corporation | Motor control apparatus |
| EP2840677A3 (de) * | 2013-07-17 | 2015-09-23 | Alfred Käch | Reluktanzmotor mit Rapid-Antrieb |
| CN109668735A (zh) * | 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 | 一种发动机转子相位基准确定方法、装置和电路 |
| CN110492824A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-22 | 深圳拓邦股份有限公司 | 开关磁阻电机低速控制方法、装置存储介质、电子设备及开关磁阻电机 |
| CN116691819A (zh) * | 2023-06-12 | 2023-09-05 | 金华硅湾智能装备有限公司 | 一体式磁阻转向装置 |
-
1998
- 1998-06-09 JP JP10160053A patent/JPH11356079A/ja 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 (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Honda Motor Co Ltd | シンクロナスリラクタンスモータおよびシンクロナスリラクタンスモータを搭載した電動ステアリング装置 |
| EP2840677A3 (de) * | 2013-07-17 | 2015-09-23 | Alfred Käch | Reluktanzmotor mit Rapid-Antrieb |
| CN109668735A (zh) * | 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 | 一种发动机转子相位基准确定方法、装置和电路 |
| CN109668735B (zh) * | 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 | 一种发动机转子相位基准确定方法、装置和电路 |
| CN110492824A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-22 | 深圳拓邦股份有限公司 | 开关磁阻电机低速控制方法、装置存储介质、电子设备及开关磁阻电机 |
| CN116691819A (zh) * | 2023-06-12 | 2023-09-05 | 金华硅湾智能装备有限公司 | 一体式磁阻转向装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050523 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080328 |