马达控制装置以及电动动力转向装置 技术领域 本发明涉及用于驱动无刷马达的马达控制装置以及具有这种马达控制装置的电 动动力转向装置。
背景技术 以往， 使用如下的电动动力转向装置 ： 与驾驶员向把手 ( 方向盘 ) 施加的转向转矩 对应地驱动电动马达， 从而赋予车辆的转向机构转向辅助力。电动动力转向装置的电动马 达以往广泛使用有刷马达， 从可靠性以及耐久性的提高， 惯性的降低等的观点出发， 近年来 还使用无刷马达。
一般来讲， 马达控制装置为了控制在马达产生的转矩， 检测在马达流动的电流， 根 据要向马达供给的电流与所检测出的电流之间的差来进行 PI 控制 ( 比例积分控制 )。在 驱动 3 相无刷马达的马达控制装置中， 为了检测 2 相以上的电流， 设有 2 个或 3 个电流传感 器。
其 中， 与 本 申 请 发 明 关 联 地， 在 日 本 特 开 2001-187578 号 公 报 中 公 开 了 利 用 马达的电路方程式求出 d 轴电压指令值和 q 轴电压指令值的技术。并且， 在日本特开 2000-184773 号公报中公开了与马达的温度对应地校正 d 轴电流指令值的技术。
在电动动力转向装置所包含的马达控制装置中， 电流传感器需检测 100A 以上的 大电流。该电流传感器尺寸较大， 阻碍电动动力转向装置的控制装置的小型化。因此， 在电 动动力转向装置等所包含的马达控制装置中， 电流传感器的削减成为课题。如能削减电流 传感器， 则还能降低马达控制装置的成本、 耗电。
作为削减电流传感器的方法， 可考虑将电流传感器缩减为一个并进行与以往相同 的反馈控制的方法 ； 将电流传感器全部除去并根据马达的电路方程式来进行开环控制的方 法等。
其中， 在前者的方法中， 有时根据马达的转子的旋转位置， 用一个电流传感器不能 检测反馈控制所需的多相电流， 存在马达的控制不连续的问题。相对于此， 在后者的方法 中， 不会发生这种问题。 但是， 在后者的方法中， 与针对电流的反馈控制的情况不同地， 存在 因下述主要原因而在相间电阻值产生差时马达的输出转矩产生波动 ( 被称作 “转矩波动” ) 的问题。
i) 为了故障安全而在 2 相配置继电器时， 产生继电器的接点电阻量的电阻差。
ii) 用于连接马达控制装置和马达的连接器的接触电阻在相间不同。
特别是在电动动力转向装置中， 从提高转向感觉的观点出发重视马达的输出转矩 的平滑度， 因而要求抑制这种转矩波动的产生。
并且， 转向辅助用无刷马达通过电子控制单元 (Electronic ControlUnit ： 以下称 作 “ECU” ) 中内藏的马达驱动电路进行驱动。在电动动力转向装置中， 由于要求小型化， 高 效化， 低成本化， 因而针对该 ECU 和无刷马达的一体化等做出了各种提案。
在包含无刷马达以及驱动电路的马达及驱动电路系中， 如针对电阻成分在相间存
在差， 则成为马达的输出转矩中产生波动 ( 被称作 “转矩波动” ) 的问题。特别是在电动动 力转向装置中， 从提高转向感觉的观点出发重视马达的输出转矩的平滑度， 因而希望抑制 这种转矩波动的产生。
相对于此， 提出了在电动动力转向装置中设置如下的电阻调整单元的结构 ： 该电 阻调整单元调整驱动电路系中的电阻成分， 以使包含无刷马达以及驱动电路的马达及驱动 电路系中的电阻成分在各相间的差 ( 以下称作 “相间电阻差” ) 在预定值以下 ( 例如参照日 本特开 2005-319971 号公报 )。
但是， 为了消除马达及驱动电路系中的相间电阻差而附加电阻时， 导致无刷马达 的驱动中的效率、 响应性的降低。因此， 在安装马达的驱动电路的电路基板 ( 以下称作 “马 达驱动电路基板” ) 中， 优选的是以消除马达及驱动电路系中的相间电阻差的方式形成配线 图形。
但是， 如以充分降低转矩波动的方式形成配线图形时， 上述马达驱动电路基板中 的电路图形变得复杂化， 用于形成电路图形的空间增大。即， 在马达驱动电路基板中， 虽能 以电源端子至接地端子为止的路径的配线电阻在相间一致的方式设计配线图形， 但难以实 现将配线电阻充分减小至不影响马达驱动的程度， 对称地配置构成马达驱动电路的开关元 件。因此， 如以电源端子至马达驱动电路的输出端为止的电阻成分 ( 以下称作 “上段臂电 阻” ) 和该输出端至接地端子为止的电阻成分 ( 以下称作 “下段臂电阻” ) 一致的方式形成 配线图形时， 导致电路图形变得复杂化的同时为形成电路图形需要较大的空间， 基板尺寸 增大。其结果， 在电动动力转向装置中， ECU 内的基板占有面积变大， 有违小型化等的上述 请求。 发明内容 因此， 本发明的目的在于提供一种马达控制装置， 能以抑制相间的电阻差引起的 转矩波动的产生的方式驱动无刷马达。并且， 本发明的另一目的在于提供具有这种马达控 制装置的电动动力转向装置。
本发明的还一目的在于提供马达控制装置， 能抑制安装无刷马达的驱动电路的电 路基板的尺寸的增大的同时降低转矩波动。并且， 本发明的其他的目的在于提供具有这种 马达控制装置的电动动力转向装置。
第一发明的马达控制装置， 其用于驱动无刷马达， 其特征在于， 包括 ：
控制运算单元， 求出表示应向上述无刷马达施加的相电压的相电压指令值 ；
电流检测单元， 检测在上述无刷马达流动的电流 ；
旋转位置检测单元， 检测上述无刷马达中转子的旋转位置 ；
校正单元， 根据上述电流检测单元的检测结果以及上述旋转位置检测单元的检测 结果， 校正上述相电压指令值， 以降低在上述无刷马达流动的电流的 q 轴或 d 轴成分相对于 q 轴或 d 轴指令值的比针对上述无刷马达的电角度的二次谐波成分所表示的、 该比针对该 电角度的依赖性 ； 和
驱动单元， 根据由上述校正单元校正后的相电压指令值， 驱动上述无刷马达。
第二发明的马达控制装置， 在第一发明中， 其特征在于，
上述控制运算单元计算出应向上述无刷马达施加的电压的 q 轴以及 d 轴成分作为
q 轴以及 d 轴电压指令值， 通过将该 q 轴以及 d 轴电压指令值转换成应向上述无刷马达施加 的电压的各相成分来求出上述相电压指令值，
上述校正单元， 包括 ：
数据取得单元， 根据上述电流检测单元的检测结果， 计算出在上述无刷马达流动 的电流的 q 轴成分相对于上述 q 轴电压指令值的比以及在上述无刷马达流动的电流的 d 轴 成分相对于上述 d 轴电压指令值的比中至少一方， 将该计算出的比根据上述旋转位置检测 单元的检测结果， 与上述无刷马达的电角度建立关联并存储， 以作为角度依赖性数据 ；
校正系数决定单元， 根据上述角度依赖性数据， 决定用于校正上述相电压指令值 的校正系数， 校正上述相电压指令值的目的在于降低上述二次谐波成分所表示的针对上述 电角度的依赖性 ； 和
校正执行单元， 根据由上述校正系数决定单元决定的校正系数， 校正上述相电压 指令值。
第三发明的马达控制装置， 在第一发明中， 其特征在于，
上述控制运算单元决定应在上述无刷马达流动的电流的 q 轴以及 d 轴成分， 以分 别作为 q 轴以及 d 轴电流指令值， 根据该 q 轴以及 d 轴电流指令值， 计算出应向上述无刷马 达施加的电压的 q 轴以及 d 轴成分， 以分别作为 q 轴以及 d 轴电压指令值， 通过将该 q 轴以 及 d 轴电压指令值转换成应向上述无刷马达施加的电压的各相成分来求出上述相电压指 令值， 上述校正单元， 包括 ：
数据取得单元， 根据上述电流检测单元的检测结果， 计算出在上述无刷马达流动 的电流的 q 轴成分相对于上述 q 轴电压指令值的比以及在上述无刷马达流动的电流的 d 轴 成分相对于上述 d 轴电压指令值的比中至少一方， 将该计算出的比根据上述旋转位置检测 单元的检测结果， 与上述无刷马达的电角度建立关联并存储， 以作为角度依赖性数据 ；
校正系数决定单元， 根据上述角度依赖性数据， 决定用于校正上述相电压指令值 的校正系数， 校正上述相电压指令值的目的在于降低上述二次谐波成分所表示的针对上述 电角度的依赖性 ； 和
校正执行单元， 根据由上述校正系数决定单元决定的校正系数， 校正上述相电压 指令值。
第四发明的马达控制装置， 在第一发明中， 其特征在于， 上述校正单元根据由上述 电流检测单元得到的电流的检测值小于预先决定的阈值时由上述电流检测单元以及上述 旋转位置检测单元得到的电流以及旋转位置的检测值， 校正上述相电压指令值， 以降低上 述二次谐波成分所表示的针对上述电角度的依赖性。
第五发明的马达控制装置， 在第一发明中， 其特征在于， 上述校正单元根据上述无 刷马达的转子的角速度在预先决定的阈值以下时由上述电流检测单元以及上述旋转位置 检测单元得到的电流以及旋转位置的检测值， 校正上述相电压指令值， 以降低上述二次谐 波成分所表示的针对上述电角度的依赖性。
第六发明的电动动力转向装置， 通过无刷马达赋予车辆的转向机构转向辅助力， 其特征在于，
具有如第一至第五发明中任一发明所述的马达控制装置，
上述马达控制装置驱动赋予上述转向机构转向辅助力的无刷马达。
根据上述第一发明， 通过校正相电压指令值， 以降低在无刷马达流动的电流 ( 马 达电流 ) 的 q 轴或 d 轴成分针对电角度依赖性， 可降低或消除因相间的电阻值的差 ( 相间 电阻差 ) 而针对马达电流在相间产生的差， 从而能抑制相间电阻差导致在无刷马达产生的 转矩波动。
根据上述第二发明， 计算出在无刷马达流动的电流 ( 马达电流 ) 的 q 轴成分相对 于 q 轴电压指令值的比以及马达电流的 d 轴成分相对于 d 轴电压指令值的比中的至少一 方， 该计算出的比与电角度建立关联而被取得， 以作为角度依赖性数据。 由于该角度依赖性 数据是基于马达电流的相对于电压指令值的比的数据， 因而其去除了向无刷马达施加的电 压的变化引起的对马达电流的 q 轴或 d 轴成分的影响， 从而成为适当地表示该马达电流的 q 轴或 d 轴成分针对电角度的依赖性的数据。根据这种角度依赖性数据， 校正相电压指令值， 以降低在无刷马达流动的电流的 q 轴或 d 轴成分针对电角度的依赖性。因此， 能更加可靠 地抑制相间电阻差导致在无刷马达产生的转矩波动。
根据上述第三发明， 计算出在无刷马达流动的电流 ( 马达电流 ) 的 q 轴成分相对 于 q 轴电流指令值比以及马达电流的 d 轴成分相对于 d 轴电流指令值的比中至少一方， 该 计算出的比与电角度建立关联被取得， 以作为角度依赖性数据。由于该角度依赖性数据是 基于马达电流相对于电流指令值的比的数据， 因而出去应向无刷马达供给的电流的变化即 电流指令值的变化 ( 或与其对应的施加电压的变化 ) 引起的对马达电流的 q 轴或 d 轴成分 的影响， 从而成为适当地表示该马达电流的 q 轴或 d 轴成分针对电角度的依赖性的数据。 根 据这种角度依赖性数据， 校正相电压指令值， 以降低在无刷马达流动的电流的 q 轴或 d 轴成 分针对电角度的依赖性。因此， 能更可靠地抑制相间电阻差导致在无刷马达产生的转矩波 动。 根据上述第四发明， 校正相电压指令值所使用的马达电流的检测值以及马达的转 子旋转位置的检测值是当马达电流的检测值小于预先决定的阈值时取得的。即， 当马达电 流小于该阈值而发热引起的电阻值的增大较小时， 取得用于校正的电流检测值以及旋转位 置检测值。由此， 当相间电阻差相比电阻值相对的大时取得的电流检测值以及旋转位置检 测值被用于相电压指令值的校正， 因而能进行精度良好地补偿相间电阻差的校正， 能更可 靠地抑制相间电阻差引起的转矩波动的产生。
根据上述第五发明， 校正相电压指令值时所使用的马达电流的检测值以及马达的 转子旋转位置的检测值是当无刷马达的转子的角速度在预先决定的阈值以下时取得的。 即， 当反电动势较小而向各相的电阻施加的电压较大时， 取得电流检测值以及旋转位置检 测值。通过利用这种电流检测值以及旋转位置检测值， 能进行精度良好地补偿相间电阻差 的校正， 能更可靠地抑制相间电阻差引起的转矩波动的产生。
根据上述第六发明， 由于通过校正表示应向赋予转向辅助力的无刷马达施加的电 压的相电压指令值， 可抑制相间电阻差引起的转矩波动的产生， 因而可提供转向感觉良好 的电动动力转向装置。
第七发明的马达控制装置， 其用于驱动无刷马达， 其特征在于， 包括 ：
电流检测单元， 检测在上述无刷马达流动的各相电流 ；
控制运算单元， 求出表示应向上述无刷马达施加的各相电压的指令值， 输出该指
令值作为相电压指令值 ；
相电阻计算单元， 根据由上述电流检测单元检测出的各相电流的检测值和在该检 测值的检测时间点施加到上述无刷马达的各相电压的指令值， 计算出各相的电阻值 ；
校正单元， 根据由上述相电阻计算单元计算出的各相的电阻值， 校正上述相电压 指令值 ； 和
驱动单元， 根据由上述校正单元校正后的相电压指令值， 驱动上述无刷马达。
第八发明的马达控制装置， 在第 7 的发明中， 其特征在于， 上述相电阻计算单元当 在上述无刷马达流动的电流的大小小于预定值时计算出各相的电阻值。
第九发明的马达控制装置， 在第七发明中， 其特征在于，
还包括存储单元， 该存储单元存储由上述电流检测单元检测出各相电流的时间点 的进行上述校正后的相电压指令值，
上述相电阻计算单元根据由于上述电流检测单元检测出的各相电流的检测值和 存储在上述存储单元的相电压指令值， 计算出各相的电阻值。
第十发明的马达控制装置， 在第九发明中， 其特征在于，
上述电流检测单元， 包括 ：
单一的电流传感器， 检测在上述无刷马达流动的电流 ； 和
相电流计算单元， 根据由上述电流传感器检测出的电流的检测值， 依次求出各相 电流的检测值，
上述控制运算单元， 包括 ：
开环控制单元， 根据表示应向上述无刷马达供给的电流的指令值和上述无刷马达 的转子的角速度， 根据无刷马达的电路方程式求出上述相电压指令值 ； 和
参数计算单元， 根据由上述电流传感器检测出的电流的检测值， 求出当根据上述 电路方程式求出上述相电压指令值时所使用的参数的值，
当通过上述相电流计算单元每次得到任一相电流的检测值时， 上述存储单元存储 上述相电压指令值。
第十一发明的电动动力转向装置， 通过无刷马达赋予车辆的转向机构转向辅助 力， 其特征在于，
具有如第七至第十发明中任一发明所述的马达控制装置，
上述马达控制装置驱动赋予上述转向机构转向辅助力的无刷马达。
根据上述第七发明， 通过根据由电流检测单元得到的各相电流的检测值和由控制 运算单元得到的各相电压的指令值， 计算出各相的电阻值， 根据计算出的各相的电阻值， 校 正应向无刷马达施加的各相电压的指令值， 可补偿相间电阻差， 能降低相间电阻差引起的 转矩波动。
根据上述第八发明， 由于在无刷马达流动的电流的大小小于预定值时计算出各相 的电阻值， 在该计算时间点， 电流引起的发热导致的电阻值的增大较小， 从而相间电阻差相 对的较大， 因而针对各相的电阻， 可得到精度高的计算值。由此， 能通过各相电压的指令值 的校正来能更准确地进行相间电阻差的补偿， 因而能充分降低转矩波动。
根据上述第九发明， 在各相电流的检测时间点向无刷马达施加的各相电压的指令 值被存储到存储单元， 根据各相电流的检测值和在存储单元存储的各相电压的指令值来计算出各相的电阻值。因此， 即使在因电流传感器的个数仅为 1 个， 从而不能同时检测全部相 的电流， 要根据由该电流传感器得到的电流检测值依次得到各相的电流检测值的情况下， 通过计算出各相的电阻值， 与该各相的电阻值对应地校正各相电压的指令值， 能降低转矩 波动。
根据上述第十发明， 根据用单一的电流传感器检测出的电流的检测值， 求出在求 出各相电压的指令值时所使用的参数的值， 并且与根据由包含单一的电流传感器的电流检 测单元依次得到的各相电流的检测值和在存储单元存储的各相电压的指令值计算出的各 相的电阻值对应地， 校正各相电压的指令值。由此， 与使用多个电流传感器的情况相比， 能 抑制成本、 消耗电流， 即使在上述参数的值因制造偏差、 温度变化等而变动时， 也能以高精 度驱动无刷马达， 可得到抑制了转矩波动的马达输出。
根据上述第十一发明， 由于通过校正表示应向赋予了转向辅助力的无刷马达施加 的电压的各相电压的指令值， 抑制相间电阻差引起的转矩波动的产生， 因而可提供转向感 觉良好的电动动力转向装置。
第十二发明的马达控制装置， 其用于驱动无刷马达， 其特征在于， 包括 ：
控制运算单元， 求出表示应向上述无刷马达施加的各相电压的指令值， 输出该指 令值作为相电压指令值 ； 校正单元， 校正上述相电压指令值 ； 和
驱动单元， 根据由上述校正单元校正后的相电压指令值， 驱动上述无刷马达，
上述驱动单元具有反相器， 该反相器是将由相互串联地连接的 2 个开关元件构成 的开关元件对仅以上述无刷马达的相数在电源端子和接地端子之间并列连接而构成的， 与 各相对应的上述 2 个开关元件的连接点与上述无刷马达连接以作为输出端，
上述校正单元根据上述相电压指令值对应每个相校正上述相电压指令值， 以补偿 因从上述电源端子至上述反相器的输出端的路径的电阻成分与从该输出端至上述接地端 子的路径的电阻成分的差而产生的该输出端的电压的偏离。
第十三发明的马达控制装置， 在第十二发明中， 其特征在于，
上述校正单元， 包括 ：
存储单元， 对应每个相存储表示应向上述无刷马达施加的相电压的指令值与校正 量的对应关系的校正映象 ； 和
校正运算单元， 通过根据在从上述控制运算单元输出的相电压指令值利用上述校 正映象建立关联的校正量， 对应每个相校正该相电压指令值， 计算出上述校正后的相电压 指令值。
第十四发明的电动动力转向装置， 通过无刷马达赋予车辆的转向机构转向辅助 力， 其特征在于，
具有如第十二或第十三发明所述的马达控制装置，
上述马达控制装置驱动赋予上述转向机构转向辅助力的无刷马达。
根据上述第十二发明， 通过根据表示应向无刷马达施加的电压的相电压指令值对 应每个相校正该相电压指令值， 即使在从电源端子至反相器的输出端的路径的电阻成分即 上段臂电阻和从该输出端至接地端子的路径的电阻成分即下段臂电阻存在差的情况下， 也 能精度良好地向无刷马达施加与该相电压指令值对应的相电压。由此， 可抑制在反相器因
上段臂电阻与下段臂电阻的差引起的转矩波动的产生。并且， 由于表示应向无刷马达施加 的电压的相电压指令值对应每个相被校正， 以补偿反相器的输出端的电压偏离， 因而即使 存在相间电阻差的情况下， 也能抑制向无刷马达施加的相电压的相间的不均衡化。 由此， 可 降低相间电阻差引起的转矩波动的产生。 为了降低转矩波动而以在反相器的上段臂和下段 臂之间或相间使电阻成分一致的方式形成配线图形时， 会导致反相器的电路基板尺寸的增 大， 但根据上述第一发明， 通过如上所述地校正相电压指令值， 能抑制电路基板尺寸的增大 的同时降低转矩波动。
根据上述第十三发明， 通过对应每个相准备表示应向无刷马达施加的相电压的指 令值与校正量的对应关系的校正映象， 并根据所述校正映象对应每个相校正相电压指令 值， 可得到与上述第一发明相同的效果。 其中， 这种校正映象可通过针对由无刷马达和马达 控制装置构成的系统的计算机模拟或基于针对马达及驱动电路系统的 1 相量的等价电路 的简单计算来生成。 即， 可利用反相器的各相的上段臂电阻以及下段臂电阻、 无刷马达的相 电阻的设计值或实测值， 通过该计算机模拟或基于该等价电路的简单计算求出该反相器的 各相的输出端的电压偏离 ( 或该反相器的占空比与电压偏离的关系 )， 并根据该电压偏离 等生成校正映象。 根据上述第十四发明， 由于能抑制用于驱动无刷马达的反相器的电路基板尺寸增 大的同时降低转矩波动， 因而能应对电动动力转向装置的小型化、 高效化等的请求的同时 提高转向感觉。
附图说明
图 1 是表示本发明实施方式的电动动力转向装置的结构的框图。
图 2 是表示本发明第一实施方式的马达控制装置的结构的框图。
图 3 是表示 3 相无刷马达中的 3 相交流坐标和 dq 坐标的图。
图 4 是用于说明上述第一实施方式中的相电压指令值的校正原理的
图。
图 5 是用于说明上述第一实施方式中的相电压指令值的校正方法的
图。
图 6 是用于说明上述第一实施方式中的校正的具体例的图。
图 7 是用于说明上述第一实施方式的变形例中的相电压指令值的校正方法的图。
图 8 是表示本发明第二实施方式的马达控制装置的结构的框图。
图 9 是表示本发明第三实施方式的马达控制装置的结构的框图。
图 10 是用于说明上述第三实施方式中的相电阻的计算方法的图。
图 11 是用于说明上述第三实施方式中的相电阻计算部的工作例的流程图。
图 12 是表示本发明第四实施方式的马达控制装置的结构的框图。
图 13 是表示本发明第五实施方式的马达控制装置的结构的框图。
图 14 是用于说明上述实施方式中的校正映象的生成的图。
图 15 是表示用于求出上述实施方式中的校正映象的生成所需的电压偏差的 1 相 量的等价电路的电路图。
图 16 是用于说明根据图 15 所示的等价电路生成的校正映象的图。具体实施方式
(1. 电动动力转向装置 )
图 1 是将本发明实施方式的电动动力转向装置的结构与和其相关的车辆的结构 一起表示的概略图。图 1 所示的电动动力转向装置是包括无刷马达 1、 减速器 2、 转矩传感 器 3、 车速传感器 4、 位置检测传感器 5 以及电子控制单元 (Electronic Control Unit ： 以 下称作 “ECU” )10 的转向柱辅助型的电动动力转向装置。
如图 1 所示， 在转向轴 102 的一端固定有把手 ( 方向盘 )101， 转向轴 102 的另一端 经由齿轮齿条机构 103 与齿条轴 104 连结。齿条轴 104 的两端经由由拉杆以及转向节臂构 成的连结部材 105 与车轮 106 连结。驾驶员使把手 101 旋转时， 转向轴 102 旋转， 随之齿条 轴 104 进行往复运动。随着齿条轴 104 的往复运动， 车轮 106 的方向发生变化。
电动动力转向装置， 进行以下所示的转向辅助， 以减轻驾驶员的负荷。 转矩传感器 3 检测因把手 101 的操作而施加在转向轴 102 上的转向转矩 T。车速传感器 4 检测车速 S。 位置检测传感器 5 检测无刷马达 1 的转子的旋转位置 P。位置检测传感器 5 例如由分解器 构成。 ECU10 从车载电池 100 接受电力供给， 根据转向转矩 T、 车速 S 以及旋转位置 P 驱 动无刷马达 1。无刷马达 1 被 ECU10 驱动时产生转向辅助力。减速器 2 设在无刷马达 1 和 转向轴 102 之间。在无刷马达 1 产生的转向辅助力经由减速器 2 发挥作用， 以使转向轴 102 旋转。
其结果， 转向轴 102 同时通过施加在把手 101 上的转向转矩和在无刷马达 1 产生 的转向辅助力旋转。如此， 电动动力转向装置通过将在无刷马达 1 产生的转向辅助力赋予 车辆的转向机构而进行转向辅助。
本发明实施方式的电动动力转向装置的特征在于驱动无刷马达 1 的控制装置 ( 马 达控制装置 ) 上。从而在以下说明中， 对各实施方式的电动动力转向装置中所包含的马达 控制装置进行说明。
(2. 第一实施方式 )
图 2 是表示本发明第一实施方式的马达控制装置的结构的框图。图 2 所示的马达 控制装置使用 ECU10 构成， 其驱动具有 u 相、 v 相以及 w 相的 3 相绕组 ( 未图示 ) 的无刷马 达 1。ECU10 包括相位补偿器 11、 微型电子计算机 20、 3 相 /PWM(Pulse Width Modulation， 脉宽调制 ) 调制器 12、 马达驱动电路 13 以及电流传感器 14。
向 ECU10 输入从转矩传感器 3 输出的转向转矩 T， 从车速传感器 4 输出的车速 S 以 及从位置检测传感器 5 输出的旋转位置 P。相位补偿器 11 针对转向转矩 T 实施相位补偿。 微型电子计算机 20 发挥求出在无刷马达 1 的驱动中使用的电压指令值的控制单元的功能。 对微型电子计算机 200 功能的详情， 在后文进行描述。
3 相 /PWM 调制器 12 和马达驱动电路 13 由硬件 ( 电路 ) 构成， 它们发挥使用由 微型电子计算机 20 求出的电压指令值的电压驱动无刷马达 1 的马达驱动单元的功能。3 相 /PWM 调制器 12 生成具有与由微型电子计算机 20 求出的 3 相的电压指令值对应的占空 比的三种 PWM 信号 ( 图 2 所示的 U、 V、 W)。马达驱动电路 13 是包含 6 个 MOS-FET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor， 金属 - 氧化物 - 半导体场效应管 ) 作为
开关元件的 PWM 电压式反相器电路。6 个 MOS-FET 通过三种 PWM 信号和其否定信号来控制。 通过使用 PWM 信号控制 MOS-FET 的导通状态， 可向无刷马达 1 供给 3 相的驱动电流 (u 相电 流、 v 相电流以及 w 相电流 )。
电流传感器 14 发挥检测在无刷马达流动的电流的电流检测单元的功能。电流传 感器 14 例如由电阻体、 霍尔元件构成， 其在马达驱动电路 13 和电源之间仅设有一个。在图 2 所示的例子中， 电流传感器 14 设在马达驱动电路 13 和电源的负极侧 ( 接地 ) 之间， 但也 可以将电流传感器 14 设在马达驱动电路 13 和电源的正极侧之间。
在无刷马达 1 旋转的期间， 由电流传感器 14 检测出的电流值根据 PWM 信号发生变 化。在 PWM 信号的一周期内， 存在由电流传感器 14 检测到 1 相的驱动电流的时刻和检测到 2 相的驱动电流的和的时刻。 由于 3 相的驱动电流的和成为零， 因而根据 2 相的驱动电流的 和， 能求出剩余 1 相的驱动电流。因此， 在无刷马达 1 旋转的期间， 使用一个电流传感器 14 就能检测 3 相的驱动电流。由电流传感器 14 检测出的电流 ia 向微型电子计算机 20 输入。
微型电子计算机 20 通过执行在 ECU10 内藏的存储器 ( 未图示 ) 中所存储的程序， 发挥指令电流计算部 21、 开环控制部 22、 dq 轴 /3 相转换部 23、 角度计算部 24、 角速度计算 部 25、 Φ 计算部 26、 数据取得部 41、 校正系数决定部 42 以及校正执行部 43 的功能。其中， 指令电流计算部 21、 开环控制部 22 和 dq 轴 /3 相转换部 23 构成求出在驱动无刷马达 1 时 所使用的相电压指令值的控制运算单元。
如下所述， 微型电子计算机 20 根据表示应向无刷马达 1 供给的电流的量的电流指 令值和无刷马达 1 的转子的角速度， 根据马达的电路方程式， 求出表示应赋予马达驱动电 路 13 的电压的电压指令值。
角度计算部 24 根据由位置检测传感器 5 检测出的旋转位置 P， 求出无刷马达 1 的 转子的旋转角 ( 以下称作角度 θ)。角速度计算部 25 根据角度 θ， 求出无刷马达 1 的转子 的角速度 ωe。其中， 图 3 所示， 针对无刷马达 1 设定 u 轴、 v 轴以及 w 轴， 针对无刷马达 1 的 转子 6 设定 d 轴以及 q 轴时， u 轴和 d 轴所成角度成为角度 θ。即， 在角度计算部 24 求出 无刷马达 1 的电角度 θ。
指令电流计算部 21 根据相位补偿后的转向转矩 T( 相位补偿器 11 的输出信号 ) 和车速 S， 求出应向无刷马达 1 供给的电流的 d 轴成分和 q 轴成分 ( 以下， 将前者的值记为 * * d 轴电流指令值 id ， 将后者的值记为 q 轴电流指令值 iq )。更详细说明的话， 指令电流计算 部 21 将车速 S 作为参数， 内置于存储了将转向转矩 T 和指令电流之间的关联的表 ( 以下称 作辅助映象 ) 中， 参照辅助映象求出电流指令值。通过使用辅助映象， 可求出当被赋予某一 大小的转向转矩时， 表示为了产生与该大小对应的合适大小的转向辅助力而应向无刷马达 1 供给的电流的 d 轴电流指令值 id* 和 q 轴电流指令值 iq*。
其中， 由指令电流计算部 21 求出的 q 轴电流指令值 iq* 是带符号的电流值， 其符号 表示转向辅助的方向。 例如， 当符号为正时进行用于向右向转弯的转向辅助， 当符号为负时 * 进行用于向左向转弯的转向辅助。并且， d 轴电流指令值 id ， 典型的被设定为零。 *
开环控制部 22 根据 d 轴电流指令值 id 、 q 轴电流指令值 iq* 以及角速度 ωe， 求出 应向无刷马达 1 施加的电压的 d 轴成分和 q 轴成分 ( 以下， 将前者的值记为 d 轴电压指令 值 vd， 将后者的值记为 q 轴电压指令值 vq)。d 轴电压指令值 vd 和 q 轴电压指令值 vq 可利 用在下述公式 (1) 和 (2) 所示的马达的电路方程式计算 ：vd ＝ (R+PLd)id*-ωeLqiq* ...(1) * *
vq ＝ (R+PLq)iq +ωeLdid +ωeΦ ...(2)
其中， 在公式 (1) 和 (2) 中， vd 为 d 轴电压指令值， vq 为 q 轴电压指令值， id* 为 d 轴电流指令值， iq* 为 q 轴电流指令值， ωe 为转子的角速度， R 为包含电枢绕组电阻的电路 电阻， Ld 为 d 轴的感应系数， Lq 为 q 轴的感应系数， Φ 为 U、 V、 W 相电枢绕组交链磁通数的 最大值的 1(3/2) 倍， P 为微分运算符。其中 R、 Ld、 Lq 以及 Φ 被处理为已知的参数。其 中， 用 R 表示的电路电阻中包含无刷马达 1 和 ECU10 之间的配线电阻， 包含 ECU10 内的马达 驱动电路 13 的电阻以及配线电阻等。这方面在其他实施方式中也相同。
dq 轴 /3 相转换部 23 将由开环控制部 22 求出的 d 轴电压指令值 vd 和 q 轴电压指 令值 vq 转换成 3 相交流坐标轴上的电压指令值。更详细说明的话， dq 轴 /3 相转换部 23 根 据 d 轴电压指令值 vd 和 q 轴电压指令 vq， 利用下述公式 (3) ～ (5) 求出 u 相电压指令值 Vu， v 相电压指令值 Vv 以及 w 相电压指令值 Vw ：
Vw ＝ -Vu-Vv ...(5)
上述的公式 (3) 和 (4) 中所包含的角度 θ 为由角度计算部 24 求出的电角度。其 中， 还将 u 相电压指令 Vu、 v 相电压指令值 Vv 以及 w 相电压指令值 Vw 统称为 “相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw” 。
向数据取得部 41 输入有由电流传感器 14 检测出的电流值 ia、 由角度计算部 24 计 算的电角度 θ 和由开环控制部 22 计算的 q 轴电压指令值 vq。数据取得部 41 首先根据电 流值 ia 求出在无刷马达 1 流动的 u 相和 v 相的电流 ( 以下， 将前者的值记为 u 相电流检测 值 iu， 将后者的值记为 v 相电流检测值 iv)， 将它们转换成 dq 坐标轴上的电流值。更详细说 明的话， 数据取得部 41 根据 u 相电流检测值 iu 和 v 相电流检测值 iv， 利用下述公式 (6) 求 出 q 轴电流检测值 iq ：
接着， 数据取得部 41， 当 vq ≠ 0 时求出上述 q 轴电流检测值 iq 相对于 q 轴电压指 令值 vq 的比 ( 以下称作 “针对电压 q 轴电流增益值” 或 “q 轴电流增益值” )iq/vq， 将该 q 轴 电流增益值 iq/vq 与用电流传感器 14 进行电流检测的时间点由角度计算部 24 计算的电角 度 θ 建立关联， 并将其存储到数据取得部 41 内。如此， 数据取得部 41 每次计算 q 轴电流 增益值 iq/vq 就将其与该时间点的电角度建立关联， 并存储该 q 轴电流增益值 iq/vq。由此， 在数据取得部 41 内， 可得到表示相对于 0 ～ 360 度的各种电角度 θ 的 q 轴电流增益值 iq/ vq 的数据 ( 以下称作 “角度依赖性数据” )。另外如后文所述， 由于 q 轴电流相对于电角度 θ 的依赖基于二次谐波成分， 因而取得角度依赖性数据时的电角度 θ 的范围可以是比 0 ～ 360 度小的范围， 例如可以是 90 ～ 270 度的范围 ( 这方面在后述的变形例、 其他实施方式中 也相同 )。
校正系数决定部 42 根据如上所述地得到的角度依赖性数据， 由校正执行部 43 决
定用于如后文后述地分别校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 的校正系数 gu、 gv、 gw。
向校正执行部 43 输入有上述的校正系数 gu、 gv、 gw、 由 Φ 计算部 26 计算的电枢绕 组交链磁通教 Φ 和由角速度计算部 25 计算的角速度 ωe， 该校正执行部 43 根据下述公式 (7) ～ (9) 校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw ：
Vuc ＝ (Vu-eu)·gu+eu ...(7)
Vvc ＝ (Vv-ev)·gv+ev ...(8)
Vwc ＝ (Vw-ew)·gw+ew ...(9)
在上述公式式 (7) ～ (9) 中， eu、 ev、 ew 分别为无刷马达 1 中的 u 相、 v 相、 w 相的反 电动势 ( 电感电压 )。无刷马达 1 的反电动势的 q 轴成分为 ωeΦ， d 轴成分为 0。由此， 校 正执行部 43 将所述反电动势的 d 轴成分以及 q 轴成分利用下述公式 (10) ～ (12) 转换成 3 相交流坐标轴上的反电动势， 利用由该转换得到的各相的反电动势 eu、 ev、 ew， 并根据上述 公式 (7) ～ (9) 计算校正后的相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc ：
ew ＝ -eu-ev ...(12)
其中， 公式 (10) 和 (11) 中所包含的角度 θ 为由角度计算部 24 求出的电角度。
如此， 微型电子计算机 20 进行求出 dq 坐标轴上的电流指令值 id*、 iq* 的处理， 根 据马达的电路方程式求出 dq 坐标轴上的电压指令值 vd、 vq 的处理， 将 d 轴以及 q 轴电压指 令值 vd、 vq 转换成相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 的处理和校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 的处理。3 相 /PWM 调制器 12 根据由微型电子计算机 20 求出的校正后的相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc， 输 出三种 PWM 信号。由此， 在无刷马达 1 的 3 相绕组中， 流动着与各相的校正后的电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 对应的正弦波状的电流， 无刷马达 1 的转子旋转。随之， 在无刷马达 1 的旋转轴 中， 产生与在无刷马达 1 流动的电流对应的转矩。所产生的转矩用于转向辅助。
向 Φ 计算部 26 输入有由电流传感器 14 检测出的电流值 ia、 由角度计算部 24 计 算的电角度 θ、 由角速度计算部 25 计算的角速度 ωe。Φ 计算部 26 首先根据电流值 ia 求 出在无刷马达 1 流动的 u 相和 v 相的电流 ( 以下， 将前者的值记为 u 相电流检测值 iu， 将后 者的值记为 v 相电流检测值 iv)， 利用下述公式 (13) 和 (14) 将它们转换成 dq 坐标轴上的 电流值， 从而求出 d 轴电流检测值 id 和 q 轴电流检测值 iq ：
接着， 当 ωe ≠ 0 时， Φ 计算部 26 根据 d 轴电压指令值 vd、 q 轴电流检测值 iq 以 及角速度 ωe， 利用下述公式 (15) 求出在公式 (2) 中所包含的电枢绕组交链磁通教 Φ ：
Φ ＝ {vq-(R+PLq)iq-ωeLdid}/ωe ...(15)
其中， 公式 (15) 用于代入公式 (2) 的 d 轴电流指令值 id*， q 轴电流指令值 iq*、 d轴
电流检测值 id 和 q 轴电流检测值 iq， 针对 Φ 对该公式进行求解。
Φ 计算部 26 将所求出的 Φ 值向开环控制部 22 输出。开环控制部 22 当利用公式 (2) 求出 q 轴电压指令值 vq 时， 使用由 Φ 计算部 26 计算的 Φ 值。如此， 微型电子计算机 20 在求出马达的电路方程式中所包含的电枢绕组交链磁通数 Φ， 并求出 q 轴电压指令值 vq 时， 使用该 Φ 值。
只要 ωe ≠ 0， Φ 计算部 26 就可在任意的时机求出 Φ 值。Φ 计算部 26， 例如以 预定的时间间隔求出 Φ 值， 也可以在无刷马达 1 驱动开始后仅求出一次 Φ 值， 还可以在温 度等的状态发生变化时求出 Φ 值。并且， 由于在 ωe 接近零时求出的 Φ 值容易产生误差， 因而 Φ 计算部 26 也可以仅在 ωe 为预定的阈值以上时求出 Φ 值。
如上所述， 本实施方式的马达控制装置， 当根据电流指令值和转子的角速度， 根据 马达的电路方程式通过开环控制求出电压指令值， 并且根据由电流传感器检测出的电流值 求出在马达的电路方程式中所包含的 Φ， 求出电压指令值时使用该 Φ 值。因此， 根据本实 施方式的马达控制装置， 即使在马达的电路方程式中所包含的 Φ 值因制造偏差、 温度变化 而变动， 通过根据由电流传感器检测出的电流值求出 Φ 值， 能以高精度驱动无刷马达， 可 得到所希望的马达输出。 并且， 在本实施方式的马达控制装置中， 仅设有一个电流传感器。因此， 根据本实 施方式的马达控制装置， 通过削减电流传感器， 可实现马达控制装置的小型化、 低成本化以 及低耗电化。 另外， 由于本实施方式的马达控制装置进行开环控制， 因而其与使用一个电流 传感器进行反馈控制的马达控制装置不同， 马达的控制不会不连续。 因此， 根据本实施方式 的马达控制装置， 能抑制噪音， 振动。
(2.1 校正的原理 )
在本实施方式中， 设有校正部 40， 以校正用于抑制转矩波动的产生的相电压指令 值 Vu、 Vv、 Vw， 所述转矩波动是针对包含电枢绕组电阻的电路电阻的值的 u 相、 v 相、 w 相之间 的差 ( 以下将该差称作 “相间电阻差” ) 引起的。该校正部 40 由已说明的数据取得部 41、 校正系数决定部 42 和校正执行部 43 构成， 校正执行部 43 利用通过数据取得部 41 以及校 正系数决定部 42 得到的校正系数 gu、 gv、 gw， 根据已说明的公式 (7) ～ (9) 校正相电压指令 值 Vu、 Vv、 Vw。以下， 参照图 4 ～图 6 对这种相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 的校正进行说明。
图 4 是用于说明该校正的原理的图， 其表示在无刷马达 1 中流动的电流的 q 轴成 分即 q 轴电流和电角度 θ 之间的关系。更详细说明的话， 表示没有相间电阻差时的 q 轴电 流 iqo 与电角度 θ 之间的关系以及存在相间电阻差时的 q 轴电流 iqa 与电角度 θ 之间的关 系。在此， 将针对 u 相、 v 相、 w 相的包含电枢绕组电阻的电路电阻分别称作 “u 相电阻” ， “v 相电阻” ， “w 相电阻” ( 或者统称为 “相电阻” )， 分别用记号 “Ru” 、 “Rv” 、 “Rw” 表示。并且， 记 号 “Ru” 、 “Rv” 、 “Rw” 分别表示 u 相电阻、 v 相电阻、 w 相电阻的值。
如图 4 所示， 在所述相电阻 Ru、 Rv、 Rw 之间没有电阻差时 (Ru ＝ Rv ＝ Rw) 即没有相 间电阻差时的 q 轴电流 iqo 成为一定的值 ( 固定 )， 而与电角度 θ 无关。相对于此， 存在相 间电阻差时的 q 轴电流 iqa 依赖于电角度 θ。更详细说明的话， 如图 4 所示， 存在相间电阻 差时的 q 轴电流 iqa 包含针对电角度 θ 的二次谐波成分。这是因为， 即使向无刷马达 1 施 加的 ( 正弦波状的 )u、 v、 w 相电压的振幅相互相同， 如存在相间电阻差， 在无刷马达 1 流动 的 u、 v、 w 相电流 iu， iv， iw 之间振幅就不同， 从而由公式 (6) 得到的 q 轴电流 iq 不固定于一
定值， 包含针对电角度 θ 的二次谐波成分。该二次谐波成分的振幅和相位根据相电阻 Ru、 Rv、 Rw 之间的电阻值的大小关系而不同。
因此， 通过根据无刷马达 1 中的 q 轴电流 iq 的相位校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw， 将相对于 q 轴电流 iq 的电角度的依赖性降低或消除， 由此能抑制相间电阻差引起的转矩波 动的产生。本实施方式的校正部 40 根据这种原理校正应抑制转矩波动的相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。下面对该校正方法的详情进行说明。
(2.2 校正方法 )
在本实施方式中， 如以上说明， 通过校正部 40 的数据取得部 41， 针对各种电角度 θ 求出 q 轴电流检测值 iq 相对于 q 轴电压指令值 vq 的比即 q 轴电流增益值 iq/vq， 表示相 对于 0 ～ 360 度的各种电角度 θ 的 q 轴电流增益值 iq/vq 的数据存储在数据取得部 41 内 而作为角度依赖性数据。在此， 存储表示 q 轴电流增益值 iq/vq 的数据而不存储 q 轴电流检 测值 iq 的原因在于， 除去针对无刷马达 1 的施加电压的变化引起的对 q 轴电流的影响， 适 当地取得表示相对于 q 轴电流的电角度 θ 的依赖性的数据。
在校正部 40 的校正系数决定部 42 中， 根据如上所述地取得的角度依赖性数据， 求 出 q 轴电流增益值 iq/vq 成为最大值的电角度 ( 以下称作 “峰值电角度” )θp， 根据该峰值 电角度 θp， 决定已说明的公式 (7) ～ (9) 中的校正系数 gu、 gv、 gw。其中， 针对在 q 轴电流 增益值 iq/vq 中所包含的电角度 θ 的二次谐波成分中， 在 θ ＝ 0 ～ 360 度的范围内存在两 个峰值， 在本实施方式的校正系数 gu、 gv、 gw 的决定中， 使用在 θ ＝ 90 ～ 270 度的范围内包 含的峰值电角度 θp。其中， 在校正系数 gu、 gv、 gw 的决定中使用的电角度 θ 的范围不限于 此。并且， 从已说明的公式 (7) ～ (9) 已知， 当校正系数 gx(x ＝ u、 v、 w) 的值为 1 时， 向该 相的电阻 Rx 施加的电压 ( 的振幅 ) 与校正之前相同， 当校正系数 gx(x ＝ u、 v、 w) 的值大于 1 时， 向该相的电阻 Rx 施加的电压 ( 的振幅 ) 变得比校正之前大。
并且， 从上述式 (6) 可导出下述事项。即， 当相电阻 Ru、 Rv、 Rw 存在 Rv ＞ Rw、 Ru 的关 系时， 例如图 5(a) 所示地在 θ ＝ 90 ～ 150 度的范围内存在峰值电角度 θp， 当存在 Ru ＞ Rv、 Rw 的关系时， 例如图 5(b) 所示地在 θ ＝ 150 ～ 210 度的范围内存在峰值电角度 θp， 当 存在 Rw ＞ Ru、 Rv 的关系时， 例如图 5(c) 所示地在 θ ＝ 210 ～ 270 度的范围内存在峰值电 角度 θp。
由此， 在本实施方式的校正系数决定部 42 中， 如下所述地决定校正系数 gu、 gv、 gw。 其中， 在以下说明中， 在完全没有作出基于角度依赖性数据的校正系数 gu、 gv、 gw 的决定的时 间点， 设定适合作为它们的校正系数 gu、 gv、 gw 的初始值， 例如设定有 “1” ( 相当于没有校正 的值 )。
(A1)90[deg] ≤ θp ＜ 150[deg] 的情况
将增大了当前时间点的 v 相校正系数 gv 的值重新设为 v 相校正系数 gv。这意味 着使针对 v 相电阻 Rv 的施加电压比校正之前大， 以降低 v 相电流， u 相以及 w 相电流之间 的振幅差。
(A2)150[deg] ≤ θp ＜ 210[deg] 的情况
将增大了当前时间点的 u 相校正系数 gu 的值重新设为 u 相校正系数 gu。这意味 着使针对 u 相电阻 Ru 的施加电压比校正之前大， 以降低 u 相电流， v 相以及 w 相电流之间 的振幅差。(A3)210[deg] ≤ θp ＜ 270[deg] 的情况
将增大了当前时间点的 w 相校正系数 gw 的值重新设为 w 相校正系数 gw。这意味 着使针对 w 相电阻 Rw 的施加电压比校正之前大， 以降低 w 相电流， u 相以及 v 相电流之间 的振幅差。
根据如上述 (A1) ～ (A3) 一样的校正， 由于 u 相、 v 相、 w 相的电流之间的振幅差 被降低或消除， 因而 q 轴电流 iq 相对于电角度 θ 的依赖性被消除， 其结果， 抑制无刷马达 1 的转矩波动。下面对这种校正的具体例进行进一步说明。
例如， 根据上述角度依赖性数据而求出的峰值电角度 θp 如图 6(a) 所示地为 150[deg] 时， 相电阻 Ru、 Rv、 Rw 存在 Ru ＝ Rv ＞ Rw 的关系。此时， 在校正系数决定部 42 中， 当前时间点的 u 相以及 v 相校正系数 gu、 gv 例如被变更为其 1.1 倍的值。并且， 根据上述角 度依赖性数据而求出的峰值电角度 θp 如图 6(b) 所示地为 165[deg] 时， 相电阻 Ru、 Rv、 Rw 存在 Ru ＞ Rv ＞ Rw 的关系。此时， 在校正系数决定部 42 中， 当前时间点的 u 相校正系数 gu 例如被变更为其 1.05 倍的值。并且， 根据上述角度依赖性数据而求出的峰值电角度 θp 如 图 6(c) 所示地为 180[deg] 时， 相电阻 Ru、 Rv、 Rw 存在 Ru ＞ Rv ＝ Rw 的关系。此时， 在校 正系数决定部 42 中， 当前时间点的 u 相校正系数 gu 例如被变更为其 1.1 倍的值。另外， 根 据上述角度依赖性数据而求出的峰值电角度 θp 如图 6(d) 所示地为 195[deg] 时， 由于相 电阻 Ru、 Rv、 Rw 存在 Ru ＞ Rw ＞ Rv 的关系， 因而。在校正系数决定部 42 中， 当前时间点的 u 相校正系数 gu 例如被变更为其 1.1 倍的值， 当前时间点的 w 相校正系数 gw 例如被变更为 其 1.05 倍的值。
在以上说明中， 根据针对在 q 轴电流增益 iq/vq 中所包含的电角度 θ 的二次谐波 成分的变动幅度 ( 振幅 ) 决定变更当前时间点的校正系数 gu、 gv、 gw 时的倍率或变更后的 值。其中， 以上表示的 “1.1 倍” 、 “1.05 倍” 等数值只是一例， 实际上优选的是， 利用实验数 据或计算机模拟结果等， 调整基于校正系数决定部 42 的校正系数 gu、 gv、 gw 的决定方法， 以 决定如抑制 q 轴电流相对于电角度 θ 的依赖性的合适的校正系数 gu、 gv、 gw。
在校正执行部 43 中， 利用如上所述地决定的校正系数 gu、 gv、 gw， 根据上述公式 (7) ～ (9)， 校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。这种校正后的相电压指令 Vu、 Vv、 Vw 如以上说明地 用于无刷马达 1 的驱动。
如上所述， 根据本实施方式， 由于校正相电压指令值， 以降低或消除 q 轴电流针对 电角度 θ 的二次谐波成分所表示的 q 轴电流相对于电角度 θ 的依赖性， 因而补偿相间电 阻差， 以抑制相间电阻差引起的转矩波动的产生。因此， 在如图 1 所示的电动动力转向装置 中， 通过使用本实施方式的马达控制装置， 以驱动产生转向辅助力的驱动无刷马达 1， 可向 驾驶员提供良好的转向感觉。
(3. 第一实施方式的变形例 )
接着， 对上述实施方式的变形例进行说明。 其中， 针对以下描述的变形例的结构要 素中与上述实施方式的结构要素相同或对应的部分标注相同的标号， 并省略详细的说明。
在上述实施方式中， 通过数据取得部 41 取得表示相对于 0 ～ 360 度的各种电角度 θ 的 q 轴电流增益值 iq/vq 的数据作为角度依赖性数据， 通过校正系数决定部 42 根据该角 度依赖性数据决定校正系数 gu、 gv、 gw， 代替其的是， 也可以构成为通过数据取得部 41 取得 表示相对于 0 ～ 360 度的各种电角度 θ 的 ( 针对电压 )d 轴电流增益值 id/vd 的数据作为角度依赖性数据， 通过校正系数决定部 42 根据该角度依赖性数据决定校正系数 gu、 gv、 gw。 根据该结构， 通过使用了校正系数 gu、 gv、 gw 的相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 的校正， 可降低或消除 d 轴电流 id 针对电角度 θ 的依赖性， 可降低或消除 u 相、 v 相、 w 相的电流之间的振幅差， 从而与上述实施方式相同地， 能抑制无刷马达 1 的转矩波动。
并且在上述实施方式中， 取得表示 q 轴电流增益值 iq/vq 的数据作为角度依赖性数 据， 而不是取得 q 轴电流检测值 iq 本身， 代替其， 也可以取得 q 轴电流检测值 iq 相对于 q 轴 * 电流指令值 iq 的比 ( 以下称作 “针对指令 q 轴电流增益值” 或 “q 轴电流增益值” )iq/iq* 的 数据作为 iq* ≠ 0 时的角度依赖性数据。取得该角度依赖性数据所需的 q 轴电流指令值 iq* 是从指令电流计算部 21 得到的。根据这种变形例， 也能除去由应向无刷马达 1 供给的电流 的变化即电流指令值的变化 ( 或者向与其对应的无刷马达 1 的施加的电压的变化 ) 针对 q 轴电流的影响， 能适当地取得表示 q 轴电流相对于电角度 θ 的依赖性的数据。下面参照图 7 对该变形例进行说明。
将上述的 q 轴电流增益值 iq/iq* 成为最大值的电角度也称作 “峰值电角度” 时， 与 上述第一实施方式的情况相同地， 根据已经说明的公式 (6) 可导出如下的事项。即， 相电阻 Ru、 Rv、 Rw 具有 Rv ＞ Rw、 Ru 的关系时， 如图 7(a) 所示地在 θ ＝ 90 ～ 150 度的范围内存在 峰值电角度 θp， 存在 Ru ＞ Rv、 Rw 的关系时， 如图 7(b) 所示地在 θ ＝ 150 ～ 210 度的范围 存在峰值电角度 θp， 存在 Rw ＞ Ru、 Rv 的关系时， 如图 7(c) 所示地在 θ ＝ 210 ～ 270 度 的范围存在峰值电角度 θp。
因此， 在本变形例中， 同样在校正系数决定部 42 中， 与上述第一实施方式的情况 相同地决定校正系数 gu、 gv、 gw。即， 在 90[deg] ≤ θp ＜ 150[deg] 的情况下， 将增大了 当前时间点的 v 相校正系数 gv 的值重新设为 v 相校正系数 gv。并且， 在 150[deg] ≤ θp ＜ 210[deg] 的情况下， 将增大了当前时间点的 u 相校正系数 gu 的值重新设为 u 相校正系 数 gu。并且， 在 210[deg] ≤ θp ＜ 270[deg] 的情况下， 将增大了当前时间点的 w 相校正系 数 gw 的值重新设为 w 相校正系数 gw。然后， 本变形例的校正执行部 43， 利用这种新的校正 系数 gu、 gv、 gw， 根据已经说明的公式 (7) ～ (9) 校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。
其中， 变更当前时间点的校正系数 gu、 gv、 gw 时的倍率或变更后的值是根据针对 q * 轴电流增益值 iq/iq 中所包含的电角度 θ 的二次谐波成分的变动幅度 ( 振幅 ) 来决定的。 实际上优选的是， 调整由校正系数决定部 42 进行的校正系数 gu、 gv、 gw 的决定方法， 以利用 实验数据或计算机模拟结果等， 决定如抑制 q 轴电流相对于电角度 θ 的依赖性的合适的校 正系数 gu、 gv、 gw。本变形例的其他结构与上述实施方式相同。
根据如上所述的变形例， 也能降低或消除 u 相、 v 相、 w 相电流之间的振幅差， 从而 q 轴电流 iq 相对于电角度 θ 依赖性， 其结果， 抑制了无刷马达 1 的转矩波动。
并且， 在上述实施方式、 变形例中， 由数据取得部 41 取得的构成上述角度依赖性 * 数据的电流增益值 iq/vq、 id/vd 或 iq/iq 的时机、 校正系数决定部 42 根据上述角度依赖性数 据决定新的校正系数 gu、 gv、 gw 后校正执行部 43 输出的时机不特别限定。这种电流增益值 的取得时机、 校正系数的输出时机， 例如能以预定间隔设定， 也可以在温度等状态发生变化 时， 取得上述角度依赖性数据后输出新的校正系数 gu、 gv、 gw。
其中， 在取得构成上述角度依赖性数据的电流增益值 iq/vq 的情况下， 只要 vq ≠ 0， 取得数据的时机就不特别限定， 但由于 q 轴电压指令值 vq 接近零的情况下容易产生误差，从而降低峰值电角度 θp 的检测精度， 因而也可以在 q 轴电压指令值 vq 为预定的下限值以 上时， 取得电流增益值 iq/vq。基于相同的理由， 在取得构成上述角度依赖性数据的电流增 * * 益值 iq/iq 的情况下， 由于 q 轴电流指令值 iq 接近零的情况下容易产生误差， 从而降低峰 * 值电角度 θp 的检测精度， 因而也可以在 q 轴电流指令值 iq 为预定的下限值 ( 阈值 ) 以上 * 时， 取得电流增益值 iq/iq 。并且， 当转子的角速度 ωe 大时， 反电动势变大而向各相的电阻 Ru、 Rv、 R 的施加电压变小， 因而基于相同的理由， 取得上述角度依赖性数据时， 容易产生误 差， 从而降低峰值电角度 θp 的检测精度。因此， 也可以在角速度 ωe 为预定的上限值 ( 阈 值 ) 以下时， 取得上述角度依赖性数据。 并且， 由于当角速度 ωe 大时反电动势变大， 因而即 使存在相间电阻差， 转矩波动也较小。因此， 也可以在角速度 ωe 为预定的上限值以下时， 用校正执行部 43 校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw( 参照公式 (7) ～ (9))。
在无刷马达 1 流动的电流 ( 马达电流 ) 变大时因发热而电阻变大， 相对于此， 通 常， 相间电阻差不因电流发生变化。因此， 当马达电流变大时， 相间电阻差与电阻值相比相 对变小， 其结果， 相间的电流差也变小。因此， 由于电流增益值 iq/vq 或 iq/iq* 中包含的 ( 针 对电角度 θ 的 ) 二次谐波成分的振幅也变小， 因而根据上述角度依赖性数据得到的峰值电 角度 θp 的检测精度降低。因此优选的是， 从发热的观点出发， 针对马达电流 ( 例如 q 轴电 流检测值 iq) 预先设定作为上限值的阈值， 只在马达电流的检测值或指令值比该阈值小时， * 计算出电流增益值 iq/vq 或 iq/iq 来取得角度依赖性数据。
并且， 上述实施方式、 其变形例中， 为了决定校正系数 gu、 gv、 gw 而使用针对 q 轴电 流增益值和 d 轴电流增益值中任一方的角度依赖性数据， 但也可以取得针对 q 轴电流增益 值和 d 轴电流增益值的双方的角度依赖性数据， 根据该角度依赖性数据决定校正系数 gu、 gv、 gw。
另外， 在上述实施方式、 变形例中， 在开环控制部 22 为了求出 d 轴电压指令值 vd 以 及 q 轴电压指令值 vq 所使用的 R、 Φ 等当做已知的参数来处理， 但针对 Φ， 也可以使用由 Φ 计算部 26 计算出的值。即， 针对 Φ， 即使当做已知的参数来处理， 也通过 Φ 计算部 26 进行 适当校正。但是， 本发明不限于此， 也可以设置 R 计算部来代替 Φ 计算部 26， 或与 Φ 计算 部 26 一同使用， 求出 d 轴电压指令值 vd 以及 q 轴电压指令值 vq 时， 使用由该 R 计算部计算 出的 R( 这方面在以下说明的实施方式中也相同 )。其中， 在设有 R 计算部情况下， 该 R 计算 部， 例如当 iq ≠ 0 时， 根据 q 轴电压指令值 vq、 d 轴电流检测值 id、 q 轴电流检测值 iq 以及 角速度 ωe， 利用下述公式求出上述公式 (1) 和 (2) 中包含的电枢绕组电阻 R ：
R ＝ (vq-PLqiq-ωeLdid-ωeΦ)/iq
<4. 第二实施方式 >
图 8 是表示本发明第二实施方式的马达控制装置的结构的框图。本实施方式的马 达控制装置在第一实施方式的马达控制装置中将微型电子计算机 20 和电流传感器 14 换成 微型电子计算机 30 和电流传感器 15。该马达控制装置， 在电流传感器 15 正常工作时进行 反馈控制， 在电流传感器 15 发生故障时进行开环控制。
电流传感器 15 在向无刷马达 1 供给的 3 相的驱动电流所流动的路径上各设有一 个， 以分别检测 3 相的驱动电流。 由电流传感器 15 检测出的 3 相的电流值 ( 以下， 称作 u 相 电流检测值 iu、 v 相电流检测值 iv 以及 w 相电流检测值 iw) 被输入到微型电子计算机 30。
微型电子计算机 30 针对微型电子计算机 20， 追加了 3 相 /dq 轴转换部 31、 减法部 32、 反馈控制部 33、 故障监视部 34 以及指令电压选择部 35。并且， 在微型电子计算机 30 中， 同样与上述第一实施方式相同地， 可实现由数据取得部 41、 校正系数决定部 42 以及校 正执行部 53 构成的校正部 50， 但校正执行部 53 的功能与上述第一实施方式的情况稍微不 同 ( 在后文详细说明 )。
3 相 /dq 轴转换部 31， 根据由电流传感器 15 检测出的 u 相电流检测值 iu 和 v 相 电流检测值 iv， 利用下述公式 (16) 和 (17) 求出 d 轴电流检测值 id 和 q 轴电流检测值 iq ：
减法部 32 求出 d 轴电流指令值 id* 与 d 轴电流检测值 id 的偏差 Ed 以及 q 轴电流 指令值 iq* 与 q 轴电流检测值 iq 的偏差 Eq。反馈控制部 33 针对偏差 Ed、 Eq 实施在下述公式 # (18) 和 (19) 所示的比例积分运算， 以求出 d 轴电压指令值 vd 和 q 轴电压指令值 vq# ：
vd# ＝ K×{Ed+(1/T) ∫ Ed·dt} ...(18)
vq# ＝ K×{Eq+(1/T) ∫ Eq·dt} ...(19)
其中， 在公式 (18) 和 (19) 中， K 为比例增益常数， T 为积分时间。
故障监视部 34 调查由电流传感器 15 检测出的 3 相的电流值是否在正常范围内， 判断电流传感器 15 是正常工作， 还是发生了故障。故障监视部 34， 在 3 相的电流值全部在 正常范围内时判断为 “正常” ， 1 相以上的电流值在正常范围外时判断为 “故障” 。故障监视 部 34 输出表示判断结果的控制信号。
指令电压选择部 35， 当由故障监视部 34 判断为正常时， 输出由反馈控制部 33 求出 # # 的 d 轴电压指令值 vd 和 q 轴电压指令值 vq ， 当由故障监视部 34 判断为故障时， 输出由开 环控制部 22 求出的 d 轴电压指令值 vd 和 q 轴电压指令值 vq。
当电流传感器 15 正常工作时， 如故障监视部 34 判断为正常， 则指令电压选择部 35 选择反馈控制部 33 的输出。此时， 指令电流计算部 21、 dq 轴 /3 相转换部 23、 角度计算部 24、 3 相 /dq 轴转换部 31、 减法部 32 以及反馈控制部 33 工作， 以进行反馈控制。此外， 在电 流传感器 15 正常工作的期间， 角速度计算部 25 和 Φ 计算部 26 也工作。在电流传感器 15 正常工作的期间， Φ 计算部 26 利用公式 (15) 求出公式 (2) 中包含的电枢绕组交链磁通数 Φ。
在电流传感器 15 正常工作的期间， 数据取得部 41 以及校正系数决定部 42 也与上 述第一实施方式的情况相同地工作。即， 数据取得部 41 利用根据来自电流传感器 15 的 u 相电流检测值 iu 以及 v 相电流检测值 iv 计算出的 q 轴电流检测值 iq、 来自反馈控制部 33 # 的 q 轴电压指令值 vq 和来自角度计算部 24 的电角度 θ， 取得表示相对于各种电角度 θ #
q 轴电流增益值 iq/vq 的角度依赖性数据。并且， 校正系数决定部 42 根据该角度 依赖性数据决定校正系数 gu、 gv、 gw。这些校正系数 gu、 gv、 gw 被赋予校正执行部 53。在该 校正执行部 53， 与上述第一实施方式的情况相同地， 与这些校正系数 gu、 gv、 gw 和一同， 从Φ 计算部 26 赋予电枢绕组交链磁通数 Φ， 从角速度计算部 25 赋予角速度 ωe。另外还向校 正执行部 53 赋予表示由故障监视部 34 判断的判断结果的控制信号。
因此， 在电流传感器 15 正常工作的期间， 由于进行反馈控制以消除 d 轴电流指令 * 值 id 与 d 轴电流检测值 id 的偏差 Ed 以及 q 轴电流指令值 iq* 与 q 轴电流检测值 iq 的偏
差 Eq， 因而通常情况下， 相间电阻差引起的转矩波动的产生不会成问题。 从而在本实施方式 中， 在电流传感器 15 正常工作的期间即进行反馈控制的期间， 校正执行部 53 根据来自故障 监视部 34 的上述控制信号， 不校正从 dq 轴 /3 相转换部 23 输出的相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw， 就能直接赋予 3 相 /PWM 调制器 12。即， Vu ＝ Vuc， Vv ＝ Vvc， Vw ＝ Vwc。但是， 也可以在进行反 馈控制的期间， 使用上述校正系数 gu、 gv、 gw 校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。
其后， 如电流传感器 15 发生故障， 则故障监视部 34 判断为故障， 指令电压选择部 35 选择开环控制部 22 的输出。此时， 指令电流计算部 21、 开环控制部 22、 dq 轴 /3 相转换 部 23 以及角度计算部 24 工作， 以进行开环控制。开环控制部 22， 利用在电流传感器 15 正 常工作的期间求出的 Φ 值， 求出 d 轴电压指令值 vd 和 q 轴电压指令值 vq。这些 d 轴电压 指令值 vd 和 q 轴电压指令值 vq 经由指令电压选择部 35 被赋予 dq 轴 /3 相转换部 23， 然后 被转换成相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。这些相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 被赋予校正执行部 53。
校正执行部 53 根据来自故障监视部 34 的控制信号， 在电流传感器 15 发生故障 时， 与上述第一实施方式的情况相同地， 利用来自校正系数决定部 42 的校正系数 gu、 gv、 gw、 来自 Φ 计算部 26 的电枢绕组交链磁通数 Φ 和来自角速度计算部 25 的角速度 ωe， 根据已 经说明的公式 (7) ～ (12) 校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。该校正后的相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 被赋予 3 相 /PWM 调制器 12。由该 3 相 /PWM 调制器 12 和马达驱动电路 13 构成的马达 驱动单元根据这些相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 的电压来驱动无刷马达 1。
以上所示， 本实施方式的马达控制装置， 在电流传感器正常工作时， 针对电流指令 值与由电流传感器检测出的电流值的差实施比例积分运算， 以求出电压指令值， 当电流传 感器发生故障时， 根据电流指令值和转子的角速度， 根据马达的电路方程式进行开环控制 来求出电压指令值。并且， 进行开环控制时， 使用在电流传感器正常工作的期间求出的 Φ 值 ( 电枢绕组交链磁通数 Φ)。因此， 根据本实施方式的马达控制装置， 在电流传感器正常 工作的期间， 进行反馈控制， 从而能以高精度驱动无刷马达。 并且， 在电流传感器发生故障， 不进行反馈控制时， 利用在进行反馈控制的期间求出的电枢绕组交链磁通数 Φ 来进行开 环控制， 从而能以高精度驱动无刷马达， 可得到所希望的马达输出。
另外根据本实施方式， 在进行开环控制的情况下， 利用由数据取得部 41 以及校正 系数决定部 42 得到的校正系数， 由校正执行部 53 校正相电压指令值， 以降低或消除 q 轴电 流 id 或 d 轴电流 iq 针对电角度 θ 的依赖性。由此， 抑制了相间电阻差引起的转矩波动的 产生。因此， 即使在电流传感器发生故障， 不进行反馈控制的情况下， 也能得到良好的转向 感觉。
另外， 在本实施方式中， 同样针对数据取得部 41 以及校正系数决定部 42， 也能进 行与上述第一实施方式的变形例相同的变形。
<5. 其他变形例 >
在上述第一实施方式、 变形例中， 电流传感器 14 仅设有一个， 但也可以设置多个 (2 个或 3 个 )。例如设有 u 相以及 v 相用电流传感器的情况下， 在数据取得部 41 以及 Φ 计算部 26 中所使用的 d 轴电流检测值 id 以及 q 轴电流检测值 iq， 可通过将从它们的 u 相 以及 v 相用电流传感器输出的 u 相电流检测值 iu 以及 v 相电流检测值 iv 转换成 dq 坐标轴 上的电流值而得到。
并且， 第二实施方式的马达控制装置中， 根据由故障监视部 34 进行的判断结果切换反馈控制和开环控制， 但也可以根据由故障监视部 34 进行的判断以外的判断 ( 例如根据 驾驶员的选择 ) 来切换反馈控制和开环控制。
另外， 本发明不仅适用于上述的转向柱辅助型的电动动力转向装置， 还能适用于 小齿轮辅助型、 齿条辅助型的电动动力转向装置。 并且， 本发明还能适用于电动动力转向装 置以外的马达控制装置。
<6. 第三实施方式 >
参照图 9 至图 11 来对接下来的本发明第三实施方式的马达控制装置进行说明。
其中， 第三实施方式与第一实施方式的主要不同点如下 ： 代替第一实施方式的数 据取得部 41、 校正系数决定部 42 以及校正执行部 43， 由微型电子计算机来发挥相电流计算 部 141、 存储部 142、 相电阻计算部 143 以及校正部 144 的功能。在以下说明中， 对与第 1 实 施方式相同的结构标注相同的标号， 并省略其说明。
在本实施方式中， 由该电流传感器 14 和后述的相电流计算部 41 构成检测无刷马 达 1 的 u 相、 v 相、 w 相的电流 Iu、 Iv、 Iw 的电流检测单元。
根据第三实施方式， 在无刷马达 1 旋转的期间， 可使用 1 个电流传感器 14 检测 3 相的驱动电流。从而在本实施方式中， 相电流计算部 141 根据由电流传感器 14 检测出的电 流值 Ia 计算出在无刷马达 1 流动的 u 相、 v 相、 w 相电流的值 ( 以下， 分别称作 “u 相电流检 测值 Iu” 、 “v 相电流检测值 Iv” 、 “w 相电流检测值 Iw” ， 还统称为各相电流检测值 Iu、 Iv、 Iw)。 并且， 存储部 142 存储各相电流检测值 Ix(x ＝ u、 v、 w) 的检测时间点即在各相电流检测值 Ix 的计算中使用了的电流值 Ia 的检测时间点的校正后的相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc。在以下 说明中， 将 x 相电流检测值 Ix 的检测时间点的校正后的相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 分别用记 号 “Vux” 、 “Vvx” 、 “Vwx” 来表示 (x ＝ u、 v、 w)。
相电阻计算部 143 根据通过如上所述的由相电流计算部 141 以及电流传感器 14 构成的电流检测单元检测出的各相电流检测值 Ix 和该检测时间点的校正后的相电压指令 值 Vux、 Vvx、 Vwx(x ＝ u、 v、 w)， 求出 u 相电阻 Ru、 v 相电阻 Rv、 w 相电阻 Rw( 参照图 10) 的值。 在这里， u 相电阻、 v 相电阻、 w 相电阻分别指包含针对 u 相、 v 相、 w 相的电枢绕组电阻的电 路电阻， 分别用记号 “Ru” 、 “Rv” 、 “Rw” 表示。并且， 记号 “Ru” 、 “Rv” 、 “Rw” 分别表示 u 相电阻、 v 相电阻、 w 相电阻的值。其中， 在以下说明中， 将 u 相电阻、 v 相电阻、 w 相电阻统称为 “相电 阻” 。在相当于这些相电阻的电路电阻中， 包含无刷马达 1 和 ECU10 之间的配线电阻、 ECU10 内的马达驱动电路 13 的电阻以及配线电阻等。这方面在其他实施方式中也相同。相电阻 计算部 143 的相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的计算方法的详情如后文所述。
向校正部 144 输入有由相电阻计算部 143 计算出的相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的值、 由Φ计 算部 26 计算出的电枢绕组交链磁通数 Φ 和由角速度计算部 25 计算出的角速度 ωe， 该校 正部 144 根据下述公式 (20) ～ (22) 校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw ：
Vuc ＝ (Vu-eu)·Ru/Rr+eu ...(20)
Vvc ＝ (Vv-ev)·Rv/Rr+ev ...(21)
Vwc ＝ (Vw-ew)·Rw/Rr+ew ...(22)
在上述公式 (20) ～ (22) 中， Rr 为在各相中共同设定的作为基准的电阻值 ( 以下 称作 “基准电阻值” )， 作为该基准电阻值 Rr， 例如可使用各相电阻值的平均值， 并且， 也可以 使用预定时间点的特定相的电阻值。另外， 该基准电阻值 Rr 也可以不必为固定值。另外，也可以在未计算出相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的值时， 预先决定基准电阻 Rr 的值， 设 R u ＝ Rv ＝ Rw ＝ Rr， 计算出校正后的相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc。
上述式 (20) ～ (22) 中的 eu、 ev、 ew 与第一实施方式相同地根据公式 (11) ～ (13) 计算。并且， 由于通过 Φ 计算部 26 计算的电枢绕组交链磁通数 Φ 也可与第一实施方式相 同地计算， 因而可使用 Φ 值来求出电压指令值。
通过以上的结构， 根据第二实施方式， 可得到与第一实施方式相同的效果。
另外在第二实施方式中， 在开环控制部 22 为了求出 d 轴电压指令值 vd 以及 q 轴电 压指令值 vq 而使用的 R、 Φ 等作为已知的参数来处理， 针对 Φ 也可以使用由 Φ 计算部 26 计算出的值。即， 针对 Φ 作为已知的参数处理的同时通过作为参数计算单元的 Φ 计算部 26 进行适当校正。但是， 本发明不限于这种结构， 也可以代替 Φ 计算部 26 或与 Φ 计算部 26 一同设置作为参数计算单元的 R 计算部， 求出 d 轴电压指令值 vd 以及 q 轴电压指令值 vq 时， 使用由该 R 计算部计算出的 R( 这方面在以下说明的其他实施方式中也相同 )。 其中， 在 设有 R 计算部的情况下， 例如， iq ≠ 0 时， 该 R 计算部根据 q 轴电压指令值 vq、 d 轴电流检测 值 i d、 q 轴电流检测值 iq 以及角速度 ωe， 利用下述公式求出在上述式 (1) 和 (2) 中包含的 电枢绕组电阻 R ：
R ＝ (vq-PLqiq-ωeLdid-ωeΦ)/iq
接着， 对相电阻计算部 143 的相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的计算方法进行说明。在本实施方 式中， 假设当 x 相的电流的时间变化缓慢时检测该 x 相的电流， 忽略因该 x 相的电感所产生 的电压降低 (x ＝ u、 v、 w)。此时， 将 x 相电流检测值 Ix 的检测时间点的无刷马达 1 的 u 相、 v 相、 w 相的反电动势 ( 电感电压 ) 分别用 “Eux” 、 “Evx” 、 “Ewx” 表示， 将 x 相电流检测值 Ix 的 检测时间点的 u 相、 v 相、 w 相的电流值分别用 “Iux” 、 “Ivx” 、 “Iwx” 表示 (x ＝ u、 v、 w)， 成立下 述的公式 ：
Vuu ＝ Iuu·Ru+Euu ...(23a)
Vvu ＝ Ivu·Rv+Evu ...(23b)
Vwu ＝ Iwu·Rw+Ewu ...(23c)
Vuv ＝ Iuv·Ru+Euv ...(24a)
Vvv ＝ Ivv·Rv+Evv ...(24b)
Vwv ＝ Iwv·Rw+Ewv ...(24c)
Vuw ＝ Iuw·Ru+Euw ...(25a)
Vvw ＝ Ivw·Rv+Evw ...(25b)
Vww ＝ Iww·Rw+Eww ...(25c)
Iuu+Ivu+Iwu ＝ 0 ...(26a)
Iuy+Ivv+Iwv ＝ 0 ...(26b)
Iuw+Ivw+Iww ＝ 0 ...(26c)
Euu+Evu+Ewu ＝ 0 ...(27a)
Euv+Evv+Ewv ＝ 0 ...(27b)
Euw+Evw+Eww ＝ 0 ...(27c)
Vuu+Vvu+Vwu ＝ 0 ...(28a)
Vuv+Vvv+Vwv ＝ 0 ...(28b)Vuw+Vvw+Vww ＝ 0 ...(28c)
在上述 18 个公式 (23a) ～ (28c) 中， 由于相电压指令值 Vux、 Vvx、 Vwx(x ＝ u、 v、 w) 以 及相电流检测值 Iuu、 Ivv、 Iww 是已知的， 未知数为相电阻 Ru、 Rv、 R w、 相电流值 Ivu、 Iwu、 Iuv、 Iwv、 Iuw、 Ivw 以及电感电压 Eux、 Evx、 Ewx(x ＝ u、 v、 w) 的 18 个， 因而可根据上述式 (23a) ～ (28c) 求出相电阻 Ru、 Rv、 Rw。具体而言， 如下所述地求出相电阻 Ru、 Rv、 Rw。
当检测出 u 相电流时， 相电流计算部 141 输出 u 相电流检测值 Iu， 并且存储部 142 存储该检测时间点的 u 相、 v 相、 w 相的校正后的电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 分别作为 Vuu、 Vvu、 Vwu。当 Iu ≠ 0 时， 相电阻计算部 143 利用该 u 相电流检测值 Iu 和该检测时间点的相电压指 令值 Vuu、 Vvu、 Vwu， 计算出由下述公式赋予的 Ua、 Ub ：
Ua ＝ (Vuu-Vvu)/Iu ...(29a)
Ub ＝ (Vuu-Vwu)/Iu ...(29b)
当检测出 v 相电流时， 相电流计算部 141 输出 v 相电流检测值 Iv， 并且存储部 142 存储该检测时间点的校正后的 u 相、 v 相、 w 相的电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 分别作为 Vuv、 Vvv、 Vwv。当 Iv ≠ 0 时， 相电阻计算部 143 利用该 v 相电流检测值 Iv 和该检测时间点的相电压指 令值 Vuv、 Vvv、 Vwv， 计算出由下述公式赋予的 Va、 Vb ：
Va ＝ (Vvv-Vwv)/Iv ...(30a)
Vb ＝ (Vvv-Vuv)/Iv ...(30b)
当检测出 w 相电流时， 相电流计算部 141 输出 w 相电流检测值 Iw， 并且存储部 142 存储该检测时间点的 u 相、 v 相、 w 相的校正后的电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 分别作为 Vuw、 Vvw、 Vww。当 Iw ≠ 0 时， 相电阻计算部 143 利用该 w 相电流检测值 Iw 和该检测时间点的相电压指 令值 Vuw、 Vvw、 Vww， 计算出由下述公式赋予的 Wa、 Wb ：
Wa ＝ (Vww-Vuw)/Iw ...(31a)
Wb ＝ (Vww-Vvw)/Iw ...(31b)
接着， 利用计算出的 Ua、 Ub、 Va、 Vb、 Wa、 Wb， 计算出由下述公式赋予的 ra、 rb、 rc、 rd ：
ra ＝ Ua·Va·Wa-Ub·Vb·Wb ...(32a)
rb ＝ Wa·Ua-Wa·Vb+Ub·Vb ...(32b)
rc ＝ Ua·Va-Ua·Wb+Vb·Wb ...(32c)
rd ＝ Va·Wa-Va·Ub+Wb·Ub ...(32d)
接着， 利用计算出的 ra、 rb、 rc、 rd， 利用下述公式计算出相电阻 Ru、 Rv、 Rw ：
Ru ＝ ra·rb/(rb·rc+rc·rd+rd·rb) ...(33a)
Rv ＝ ra·rc/(rb·rc+rc·rd+rd·rb) ...(33b)
Rw ＝ ra·rd/(rb·rc+rc·rd+rd·rb) ...(33c)
基于已经说明的公式 (20) ～ (22) 的相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 的校正所需的相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的值是当检测出 u 相、 v 相以及 w 相的电流检测值 Iu、 Iv、 Iw 时如上所述地计算出， 但在无刷马达 1 流动的电流增大时， 因发热而相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的计算精度降低。以下对这 方面进行说明。
此时， 设相对于 u 相电阻 Ru 的 v 相电阻 Rv 的差为 1mΩ， 相对于 u 相电阻 Ru 的 w 相 电阻 Rw 的差为 2mΩ。此时， 如 Ru ＝ 10mΩ， 则 Rv ＝ 11mΩ， Rw ＝ 12mΩ。因此， 电阻比 Rv/Ru、 Rw/Ru 如下 ：Rv/Ru ＝ 11/10 ＝ 1.1
Rw/Ru ＝ 12/10 ＝ 1.2
将电阻差用相对值表示时， 相对于 u 相电阻 Ru 的 v 相电阻 Rv 的差为 10％， 相对于 u 相电阻 Ru 的 w 相电阻 Rw 的差为 20％。
通常， 相间的电阻差不受到在马达流动的电流引起的发热的影响。 因此， 因电流引 起的发热而 u 相电阻 Ru 例如成为 Ru ＝ 20mΩ 时， 成为 Rv ＝ 21mΩ， Rw ＝ 22mΩ。此时的电 阻比 Rv/Ru、 Rw/Ru 如下所述 ：
Rv/Ru ＝ 21/20 ＝ 1.05
Rw/Ru ＝ 22/20 ＝ 1.1
将电阻差用相对值表示时， 相对于 u 相电阻 Ru 的 v 相电阻 Rv 的差成为 5％， 相对 于 u 相电阻 Ru 的 w 相电阻 Rw 的差成为 10％。
如此， 因电流引起的发热而电阻值变大时， 相间的电阻差相对变小。因此， 从相间 的电阻差的观点出发， 电流引起的发热会使相电阻的计算精度降低。 从而优选的是， 在电流 引起的发热较小时计算相电阻。因而在本实施方式中， 当 u 相、 v 相以及 w 相电流的指令值 或检测值小于预先决定的阈值时如上所述地计算出相电阻 Ru、 Rv、 Rw。以下对这种本实施方 式的相电阻计算部 143 的工作进行说明。
图 11 是用于说明本实施方式的相电阻计算部 143 的工作例的流程图。在该工作 例中， 相电阻计算部 143 根据下述顺序计算出相电阻 Ru、 Rv、 Rw。如已经说明， 相电流计算部 141 每次根据由电流传感器 14 得到的电流检测值 Ia 计算出 u 相、 v 相、 w 相电流检测值中任 一值时， 将该电流检测值 Ix 赋予相电阻计算部 143(x 为 u、 v、 w 中任一个 )， 相电阻计算部 143 依次接受该相电流检测值 Ix( 步骤 S10)。相电阻计算部 143 当接受到的相电流检测值 Ix 为零时返回步骤 S10， 接受接着被计算出的相电流检测值 Iy(y 为 u、 v、 w 中人一个 )。 通过 如此重复步骤 S10、 S12， 当接受到不为零的 u 相、 v 相以及 w 相电流检测值 Iu、 Iv、 Iw 时， 相电 阻计算部 143 判定所述相电流检测值的绝对值 |Iu|、 |Iv|、 |Iw| 是否都小于预先决定的阈值 Ith 其结果， 如 |Iu|、 |Iv|、 |Iw| 中任一值在阈值 Ith 以上， 则返回步骤 S10， 如 |Iu|、 |Iv|、 |Iw| 都小于阈值 Ith 则进入步骤 S16。阈值 Ith 是为了防止如已经说明地因电流引起的发热而相 电阻的计算精度的降低而导入的， 该阈值 Ith 被设定为可在发热引起的相电阻的增大在较 小的范围内计算出相电阻。 其具体的值根据无刷马达以及驱动该无刷马达的马达控制装置 而不同， 实际上， 利用针对各无刷马达以及马达控制装置的实验、 计算机模拟等而决定。
进入步骤 S16 时， 可得到都不为零且绝对值也小于阈值 Ith 的各相电流检测值 Ix(x ＝ u、 v、 w)。 相电阻计算部 143 从存储部 142 读取该各相电流检测值 Ix 的检测时间点的 ( 校 正后的 ) 各相电压指令值 Vux、 Vvx、 Vwx， 利用该各相电压指令值 Vux、 Vvx、 Vwx(x ＝ u、 v、 w) 和上 述各相电流检测值 Ix， 根据已经说明的公式 (29a) ～ (33c) 计算出相电阻 Ru、 Rv、 Rw。
如上所述地得到的相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的计算值是从相电阻计算部 143 赋予校正部 144 的 ( 步骤 S20)。校正部 144 利用这些相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的计算值， 根据已经说明的公式 (20) ～ (22) 校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。
如此计算出相电阻 Ru、 Rv、 Rw 后， 返回根据新的各相电流检测值 Ix 计算出相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的步骤 S10。
其中， 基于图 11 所示处理顺序的相电阻计算部 143 的工作只是一例， 相电阻计算部 143 的工作不限于这种处理顺序。例如， 也能以预定时间间隔执行图 11 所示的步骤 S10 ～ S20 的处理。并且， 也可以将图 11 所示的步骤 S10 ～ S20 的处理在无刷马达 1 开始 驱动后仅执行 1 次， 或可以在温度等的状态发生变化时执行。
在图 11 所示的工作例中， 在步骤 S12 的判定结果为 “否” 且步骤 S14 的判定结果 “是” 的情况下， 从存储部 142 读取各相电流的检测时间点的各相电压的指令值 Vux、 Vvx、 Vwx， 代替其， 也可以在每次得到任一相的电流检测值 Ix 时， 判定该相电流检测值 Ix 是否为零， 且 其绝对值是否小于阈值 Ith， 如该相电流检测值 Ix 不为零且其绝对值小于阈值 Ith， 则根据公 式 (29a)(29b)、 (30a)(30b) 或 (31a)(31b)， 计算出与该电流检测值 Ix 对应的中间参数值 Xa、 Xb(x ＝ u、 v、 w； X ＝ U、 V、 W)。
并且， 在图 11 所示的工作例中， 在步骤 S14， 判定各相电流的检测值的绝对值是否 小于阈值 Ith， 代替其， 也可以判定各相电流的指令值的绝对值是否小于阈值 Ith。 此时， 各相 * * 电流的指令值通过将由指令电流计算部 21 得到的 d 轴以及 q 轴电流指令值 id 、 iq 转换成 3 相交流坐标轴上的值而求出。并且， 代替其， 也可以通过 d 轴以及 q 轴电流指令值 id*、 iq* 的绝对值或平方和是否小于预定的阈值来进行判定。更一般的是， 通过在无刷马达 1 流动 的电流的大小小于预定值时计算出相电阻 Ru、 Rv、 Rw， 能防止电流引起的发热导致的相电阻 计算精度的降低即可。 并且， 即使在各相的电流值的绝对值等小于预定的阈值而发热较小的情况下， 由 于公式 (29a) ～ (31b) 中的各相电流值 Iu、 Iv、 Iw 接近零时容易产生误差， 因而除了步骤 S14 的判定以外， 也可以判定各相电流检测值的绝对值 |Iu|、 |Iv|、 |Iw| 是否大于另一阈值 Ith2( 其中， Ith ＞ Ith2)， 仅在大于该阈值 Ith2 时计算相电阻。
如上所述， 根据本实施方式， 利用各相电流的检测值 Ix 和该检测时间点的各相电 压的指令值 Vux、 Vvx、 Vwx(x ＝ u、 v、 w) 计算出相电阻 Ru、 Rv、 Rw， 当前时间点的各相电压的指令 值 Vy 根据该相的电阻 Ry 的值被校正 (y ＝ u、 v、 w)。即， 利用这些相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的计算 值， 根据公式 (20) ～ (22) 校正各相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。在此， 公式 (20) ～ (22) 表示校 正各相电压指令值 Vy 以使各相电压指令值 Vy 中的相当于向该相的电阻 Ry 施加的电压的部 分与该电阻 Ry 的值成比例 (y ＝ u、 v、 w)。通过这种校正， 补偿相间电阻差， 降低相间电阻 差导致的转矩波动。 因此， 根据使用了本实施方式的马达控制装置的电动动力转向装置， 马 达的输出转矩变得平滑， 提高转向感觉。
另外根据本实施方式， 由于在相电压指令值的校正中使用的相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的值 是各相电流较小而发热引起的电阻值的增大较小时计算出的， 因而能精度良好地计算出相 Rv、 Rw。 由此， 更准确地进行基于相电压指令值的校正的相间电阻差的补偿， 其结果， 电阻 Ru、 能充分地降低转矩波动。
<7. 第四实施方式 >
图 12 是表示本发明第四实施方式的马达控制装置的结构的框图。本实施方式的 马达控制装置在第三实施方式的马达控制装置中将微型电子计算机 20 和电流传感器 14 换 成了微型电子计算机 30 和电流传感器 15。 该马达控制装置在电流传感器 15 正常工作时进 行反馈控制， 在电流传感器 15 发生故障时进行开环控制。即， 与相对于第一实施方式的第 二实施方式相同。 在以下说明中， 对与第二实施方式相同的结构标注相同的标号， 从而省略 其说明。
微型电子计算机 30 也与上述第三实施方式相同地具有相电阻计算部 153 以及校 正部 154， 但在本实施方式中， 由于分别检测出向无刷马达 1 供给的 3 相的驱动电流， 因而不 具备相电流计算部 141 以及存储部 142。
在电流传感器 15 正常工作的期间， 相电阻计算部 53 与上述第三实施方式的情况 相同地计算出相电阻 Ru、 Rv、 Rw。即， 相电阻计算部 143 根据由电流传感器 15 检测出的各相 电流检测值 Iu、 Iv、 Iw 和该检测时间点的校正后的相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc， 求出无刷马达 1 的 u 相电阻 Ru、 v 相电阻 Rv、 w 相电阻 Rw 的值。在此， 假设 u 相、 v 相以及 w 相电流检测值 Iu、 Iv、 Iw 同时被检测出。因此， 上述检测时间点的相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 与第一实施方 式的各相电流的检测时间点的各相电压指令值 Vux、 Vvx、 Vwx(x ＝ u、 v、 w) 对应。因此， 由于如 将图 11 所示的流程图中的 “Vux、 Vvx、 Vwx(x ＝ u、 v、 w)” 换成 “Vuc、 Vvc、 Vwc” ， 则该流程图会表 示本实施方式的工作例， 因而省略针对相电阻计算部 53 的相向说明。
由相电阻计算部 53 得到的相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的计算值被赋予校正部 54。向该校正 部 54， 与上述第一实施方式的情况相同地， 与这些相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的计算值一同从 Φ 计算 部 26 赋予电枢绕组交链磁通数 Φ， 从角速度计算部 25 赋予角速度 ωe。另外还向校正部 54 赋予表示由故障监视部 34 进行的判断结果的控制信号。
由于在电流传感器 15 正常工作的期间， 进行反馈控制以消除 d 轴电流指令值 id* 和 d 轴电流检测值 id 的偏差 Ed 以及 q 轴电流指令值 iq* 和 q 轴电流检测值 iq 的偏差 Eq， 因 而通常情况下， 相间电阻差引起的转矩波动的产生不会成问题。 从而在本实施方式中， 校正 部 54 根据来自故障监视部 34 的上述控制信号， 在电流传感器 15 正常工作的期间即进行反 馈控制的期间， 不校正从 dq 轴 /3 相转换部 23 输出的相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw， 而直接赋予 3 相 /PWM 调制器 12。即， Vu ＝ Vuc， Vv ＝ Vvc， Vw ＝ Vwc。但是， 即使在进行反馈控制的期间， 也 可以使用上述相电阻 Ru、 Rv、 Rw 校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。
其后， 当电流传感器 15 发生故障时， 故障监视部 34 判断为故障， 指令电压选择部 35 选择开环控制部 22 的输出。此时， 指令电流计算部 21、 开环控制部 22、 dq 轴 /3 相转换 部 23 以及角度计算部 24 工作， 以进行开环控制。开环控制部 22 利用在电流传感器 15 正 常工作的期间求出的 Φ 值， 求出 d 轴电压指令值 vd 和 q 轴电压指令值 vq。这些 d 轴电压 指令值 vd 和 q 轴电压指令值 vq 经由指令电压选择部 35 赋予 dq 轴 /3 相转换部 23， 并在该 dq 轴 /3 相转换部 23 转换成相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。这些相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 被赋予校 正部 54。
校正部 54 根据来自故障监视部 34 的控制信号， 在电流传感器 15 发生故障时， 与 上述第一实施方式的情况相同地， 利用来自相电阻计算部 53 的相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的计算值、 来自 Φ 计算部 26 的电枢绕组交链磁通数 Φ 和来自角速度计算部 25 的角速度 ωe， 根据已 经说明的公式 (20) ～ (22) 校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。该校正后的相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 被赋予 3 相 /PWM 调制器 12。由该 3 相 /PWM 调制器 12 和马达驱动电路 13 构成的马达 驱动单元， 根据这些相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 的电压驱动无刷马达 1。
以上所示， 与第二实施方式相同地， 当电流传感器发生故障， 不进行反馈控制时， 通过利用在进行反馈控制的期间求出的电枢绕组交链磁通数 Φ 进行开环控制， 能以高精 度驱动无刷马达， 可得到所希望的马达输出。
另外根据第四实施方式， 在进行开环控制的情况下， 利用在电流传感器正常工作的期间求出的相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的值， 通过校正部 54 校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw， 以补偿相 间电阻差 ( 参照公式 (20) ～ (22))。因此， 根据本实施方式的马达控制装置， 可抑制相间 电阻差引起的转矩波动的产生。 因此， 即使在电流传感器发生故障， 不进行反馈控制的情况 下， 也可得到良好的转向感觉。
<8. 变形例 >
在上述第一实施方式中， 电流传感器 14 仅设有一个， 但也可以设有多个 (2 个或 3 个 )。例如在设有 u 相以及 v 相用电流传感器的情况下， 在相电阻计算部 143 计算相电阻 Ru、 Rv、 Rw 时使用的 u 相以及 v 相电流检测值， 使用从这些 u 相以及 v 相用电流传感器输出的 u 相电流检测值 Iu 以及 v 相电流检测值 Iv 即可， w 相电流检测值 Iw 则在相电流计算部 141 中通过下述公式求出即可 ：
Iw ＝ -Iu-Iv
另外， 在设有多个电流传感器 14 的情况下， 由于在同一时间点可得到 u 相、 v 相以 及 w 相的电流检测值， 因而存储部 142 不是必要的， 在设有 3 个电流传感器 14 的情况 ( 仅 设有与相数相等的个数的情况 ) 下， 不需要相电流计算部 141。此时， 由该多个电流传感器 构成电流检测单元。
并且， 在上述第一以及第二实施方式中， 根据相电阻 Ru、 Rv、 Rw 利用公式 (7) ～ (9) 校正了相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw， 但本发明不限于这种基于公式 (7) ～ (9) 的校正。更一般的 是， 为了补偿相间电阻差， 以各相电压指令值 Vx 中相当于向该相的电阻 Rx 施加的电压的部 分与该电阻 Rx 的值具有正的相关关系的方式校正各相电压指令值 Vx 即可 (x ＝ u、 v、 w)。
当无刷马达 1 的转子的角速度 ωe 较大时， 由于反电动势变大而向相电阻 Ru、 Rv、 Rw 施加的电压的比例变小， 因而容易受到反电动势的计算误差的影响， 导致相电阻 Ru、 Rv、 Rw 的 计算精度降低。因此， 也可以针对角速度 ωe 设定阈值， 仅在角速度 ωe 小于该阈值时， 计算 出相电阻 Ru、 Rv、 Rw。
并且， 上述第一以及第二实施方式的马达控制装置， 也可以构成为驱动 3 相无刷 马达 1， 但本发明不限于此， 也可以适用于驱动 4 相以上的无刷马达的马达控制装置。
并且， 在第二实施方式的马达控制装置中， 根据故障监视部 34 的判断结果切换反 馈控制和开环控制， 但也可以根据由故障监视部 34 进行的判断以外的判断 ( 例如， 根据驾 驶员的选择 ) 切换反馈控制和开环控制。
另外， 本发明不仅适用于上述的转向柱辅助型的电动动力转向装置， 还适用于小 齿轮辅助型、 齿条辅助型的电动动力转向装置。 并且， 本发明还能适用于电动动力转向装置 以外的马达控制装置。
<9. 第五实施方式 >
接着利用图 13 至图 16 对本发明第五实施方式的马达控制装置进行说明。
第五实施方式的马达控制装置与上述的实施方式相同地用于图 1 所示的电动动 力转向装置。由此， 在此省略电动动力转向的说明。
图 13 是表示本实施方式的马达控制装置的结构的框图。图 13 所示的马达控制装 置使用 ECU10 构成驱动具有 u 相、 v 相以及 w 相的 3 相绕组 ( 未图示 ) 的无刷马达 1。ECU10 包括微型电子计算机 220、 3 相 /PWM(Pulse Width Modulation) 调制器 241、 马达驱动电路 243 以及电流传感器 245。向 ECU10 输入有从转矩传感器 3 输出的转向转矩 T、 从车速传感器 4 输出的车速 S 以及从位置检测传感器 5 输出的旋转位置 P。微型电子计算机 20 发挥求出在无刷马达 1 的 驱动中使用的电压指令值的控制单元的功能。针对微型电子计算机 20 的功能的详情， 在后 文详细说明。3 相 /PWM 调制器 241 和马达驱动电路 243 由硬件 ( 电路 ) 来构成， 其发挥利 用在微型电子计算机 20 求出的电压指令值的电压驱动无刷马达 1 的马达驱动单元的功能。 3 相 /PWM 调制器 241 生成具有与在微型电子计算机 20 求出的 3 相的电压指令值对应的占空 比的 3 种 PWM 信号 ( 图 13 所示的 U、 V、 W)。马达驱动电路 243 是包含 6 个 MOS-FET(MetalO xideSemiconductor Field Effect Transistor) 作为开关元件的 PWM 电压式反相器电路。 6 个 MOS-FET 是通过 3 种 PWM 信号和其否定信号来控制的。即， 在马达驱动电路 243 中， 针 对各相， 分别有 2 个 MOS-FET， 该 2 个 MOS-FET 相互串联地连接， 以形成开关元件对， 这种开 关元件对在电源端子和接地端子之间以相数对应地并列连接而构成反相器。 与各相对应的 2 个 MOS-FET( 开关元件对 ) 的连接点与无刷马达 1 连接， 以作为反相器中该相的输出端。 各相中与每 2 个对应的 MOS-FET 的导通状态是通过与该相对应的 2 个 PWM 信号 ( 相互存在 反转关系的 2 个 PWM 信号 ) 进行控制， 由此在 u 相、 v 相、 w 相的输出端 Nu、 Nv、 Nw 得到的电 压分别施加到无刷马达 1， 以作为 u 相电压， v 相电压以及 w 相电压。通过如此向无刷马达 1 施加电压， 从马达驱动电路 243 向无刷马达 1 供给 u 相电流、 v 相电流以及 w 相电流。
电流传感器 245 输出表示向无刷马达 1 供给的 u 相电流以及 v 相电流的检测信号， 这些检测信号被输入到微型电子计算机 20。
微型电子计算机 20 通过执行在 ECU10 内藏的存储器 ( 未图示 ) 存储的程序， 发挥 q 轴电流指令值决定部 221、 d 轴电流指令值决定部 222、 减法器 223、 224、 q 轴电流 PI 控制 部 231、 d 轴电流 PI 控制部 232、 第 1 坐标转换部 233、 第 2 坐标转换部 234、 校正运算部 236、 校正存储部 237、 电流检测部 214 以及角度计算部 215 的功能。其中， q 轴电流指令值决定 部 221、 d 轴电流指令值决定部 222、 减法器 223、 224、 q 轴电流 PI 控制部 231、 d 轴电流 PI 控制部 232、 第 1 以及第 2 坐标转换部 233、 234、 电流检测部 214 和角度计算部 215 构成控 制运算单元， 该控制运算单元求出用于向无刷马达 1 施加的相电压的相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。并且， 校正运算部 236 由分别与无刷马达 1 的 u、 v、 w 相对应的 3 个加法器 236u、 236v、 236w 构成， 校正存储部 237 存储 u 相、 v 相以及 w 相校正映象 237u、 237v、 237w。另外， 这种校 正运算部 236 和校正存储部 237 构成校正上述相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 的校正单元。
微型电子计算机 20， 以下所示地根据表示应向无刷马达 1 供给的电流的电流指令 值和无刷马达 1 的转子的旋转角 ( 电角度 )， 求出表示应赋予马达驱动电路 243 的电压的相 电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc。另外在以下说明中， 为了方便， 着眼于 u 相、 v 相以及 w 相的中任一 相进行说明的情况下， 将所着眼的相称作 “x 相” 。
q 轴电流指令值决定部 221 根据由转矩传感器 3 检测出的转向转矩 T 和由车速传 感器 4 检测出的车速 S， 决定表示应向无刷马达 1 供给的电流的 q 轴成分的 q 轴电流指令值 * iq 。该 q 轴电流指令值 iq* 是与无刷马达 1 所应产生的转矩对应的电流值， 其被输入到减法 器 223。另一方面， d 轴电流指令值决定部 222 决定表示应向无刷马达 1 供给的电流的 d 轴 成分的 d 轴电流指令值 id*。由于在无刷马达 1 流动的电流的 d 轴成分与转矩无关， 因而典 * * 型的是， id ＝ 0。该 d 轴电流指令值 id 被输入到减法器 224。
电流检测部 214 根据来自电流传感器 245 的检测信号， 输出从马达驱动电路 243向无刷马达 1 供给的电流中的 u 相电流以及 v 相电流的检测值分别作为 u 相电流检测值 Iu 以及 v 相电流检测值 Iv。这些 u 相以及 v 相电流检测值 Iu、 Iv 被赋予第 1 坐标转换部 233。 并且， 角度计算部 215 根据由位置检测传感器 5 检测的旋转位置 P， 求出表示无刷马达 1 的 转子的旋转位置的电角度 θ。该电角度 θ 被赋予第 1 以及第 2 坐标转换部 233、 234。其 中， 当如图 3 所示地针对无刷马达 1 设定 u 轴、 v 轴以及 w 轴， 针对无刷马达 1 的转子 6 设 定 d 轴以及 q 轴时， u 轴和 d 轴所成角度成为电角度 θ。
第 1 坐标转换部 233 利用电角度 θ， 根据下述公式 (34) 以及 (35)， 将上述的 u 相 以及 v 相电流检测值 Iu、 Iv 转换成 dq 坐标上的值 q 轴以及 d 轴电流检测值 iq、 id ：
这样得到的 q 轴以及 d 轴电流检测值 iq、 id 分别被输入到减法器 223、 224。 *
减法器 223 计算出作为 q 轴电流指令值 iq 与 q 轴电流检测值 iq 的偏差的 q 轴电 流偏差 (iq*-iq)， q 轴电流 PI 控制部 231 通过针对该 q 轴电流偏差 (iq*-iq) 的比例积分控 制运算求出 q 轴电压指令值 vq。减法器 224 计算出作为 d 轴电流指令值 id* 与 d 轴电流检 测值 id 的偏差即 d 轴电流偏差 (id*-id)， d 轴电流 PI 控制部 232 通过针对该 d 轴电流偏差 * (id -id) 的比例积分控制运算求出 d 轴电压指令值 vd。这样求出的 q 轴以及 d 轴电压指令 值 vq、 vd 被输入到第 2 坐标转换部 234。
第 2 坐标转换部 234 利用电角度 θ， 根据下述公式 (36) ～ (38) 将上述 q 轴以及 d 轴电压指令值 vq、 vd 转换成作为 3 相交流坐标上的值的相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw( 在以下 说明中， 还将这些相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 分别称作 “u 相电压指令值 Vu” 、 “v 相电压指令值 Vv” 、 “w 相电压指令值 Vw” )：
Vw ＝ -Vu-Vv ...(38)
这些相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 分别被赋予校正运算部 236 的加法器 236u、 236v、 236w， 并且分别被赋予在校正存储部 37 存储的 u 相、 v 相以及 w 相校正映象 237u、 237v、 237w。
x 相校正映象 237x(x ＝ u、 v、 w) 是用于对 x 相的电压指令值和该电压指令值所需 的校正量建立关联的映象。通过 x 相校正映象 237x 可得到与 x 相电压指令值 Vx 对应的校 正量， 这些校正量分别被赋予校正运算部 236 的与 x 相对应的加法器 236x(x ＝ u、 v、 w)。
在校正运算部 236 中， 与 x 相对应的加法器 236x 通过将由 x 相校正映象 237x 得 到的校正量相加到 x 相电压指令值 Vx 来校正该 x 相电压指令值 Vx(x ＝ u、 v、 w)。这样得到 的校正后的 u 相、 v 相以及 w 相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 被赋予 3 相 /PWM 调制器 241。
如已经说明， 3 相 /PWM 调制器 241 生成具有与所述校正后的相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc 对应的占空比的 3 种 PWM 信号 U、 V、 W 及其否定信号。马达驱动电路 243 通过所述 3 种 PWM 信号及其否定信号进行控制， 向无刷马达 1 供给 3 相的驱动电流 (u 相电流、 v 相电流以
及 w 相电流 )。由此， 无刷马达 1 旋转， 从而产生转矩。
其中， 在从马达驱动电路 243 至无刷马达 1 的电流路径中的 u 相以及 v 相的电流 路径插入有电流传感器 245， 该电流传感器 245 如已经说明地输出表示向无刷马达 1 供给 的 u 相以及 v 相电流的检测信号。并且， 无刷马达 1 的转子的旋转位置 P 如已经说明地被 位置检测传感器 5 检测出。表示 u 相以及 v 相电流的检测信号以及表示旋转位置 P 的检测 信号输入到微型电子计算机 20， 如上所述地用于无刷马达 1 的驱动控制。
<10. 针对相电压指令值的校正 >
为了抑制无刷马达 1 的输出转矩中包含的波动 ( 转矩波动 )， 优选的是， 在马达及 驱动电路系统中以避免产生相间电阻差的方式形成马达驱动电路基板 ( 安装有马达驱动 电路 243 的电路基板 ) 的电路图形。但是， 即使以在从电源端子至接地端子为止的路径的 电阻成分中不会在相间产生差的方式形成配线图形， 针对各相在从电源端子至马达驱动电 路 243 的输出端为止的路径的电阻成分 ( 以下称作 “上段臂电阻” ) 和从该输出端至接地 端子为止的路径的电阻成分 ( 以下称作 “下段臂电阻” ) 之间存在差的情况下， 产生转矩波 动。相对于此， 以不仅在马达及驱动电路系统中不产生相间电阻差， 且针对各相使上段臂 电阻和下段臂电阻变得相等的方式形成配线图形时， 马达驱动电路基板的电路图形变得复 杂， 用于形成电路图形的空间增大。 在本实施方式中， 为了抑制马达驱动电路基板的面积的增大， 容许针对各相在上 段臂电阻和下段臂电阻之间产生的差 ( 以下称作 “上下段电阻差” )。然后， 为了针对每个 相补偿上下段电阻差， 以抑制转矩波动的产生， 通过由上述校正运算部 236 以及校正存储 部 237 构成的校正单元校正相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw。以下， 对由该校正单元进行的校正的 详情进行说明。
在本实施方式中， 为了补偿上下段电阻差而在校正运算部 236 中应相加到相电压 指令值 Vu、 Vv、 Vw 的校正量是参照针对每个相准备的校正映象来求出的。即， 相加到 u 相、 v 相以及 w 相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 的校正量是通过 u 相、 v 相以及 w 相校正映象 237u、 237v、 237w 分别与该 u 相、 v 相以及 w 相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 建立关联的校正量。这种 u 相、 v相 以及 w 相校正映象 237u、 237v、 237w 可设定为相电压指令值与校正量的具体的对应方法不 同， 但任意校正映象其生成方法、 利用方法是相同的。从而在以下说明中， 将 u 相、 v 相以及 w 相用 x 相来代表并进行说明。
图 14 是用于说明本实施方式的 x 相校正映象 237x 的生成的电路图， 表示由马达 驱动电路 243 以及无刷马达 1 构成的马达及驱动电路系统的电路结构。从电源端子 Npw 至 x 相的输出端 Nx 的电阻成分即 x 相的上段臂电阻由该上段臂中开关元件 (FET) 的启动电阻 和配线电阻构成， 从 x 相的输出端 Nx 至接地端子 Ngd 的电阻成分即 x 相的下段臂电阻由该 下段臂中开关元件 (FET) 的启动电阻和配线电阻构成。其中， 虽然在图 15 没有表示， 但在 无刷马达 1 旋转的情况下， 在无刷马达 1 的各相产生反电动势。以下参照该图 14 对 x 相校 正映象的生成进行说明 (x ＝ u、 v、 w)。
在安装有马达驱动电路 243 的电路基板 ( 马达驱动电路基板 ) 上即使以从电源端 子 Npw 至接地端子 Ngd 的路径的电阻成分在相间相等的方式形成配线图形， 如针对 x 相在 上段臂电阻与下段臂电阻之间存在差 ( 上下段电阻差 )， 则输出端 Nx 的电压 Vxa 从原来的电 压偏离。在本实施方式中， 通过 x 相校正映象 237x 赋予用于补偿该电压偏离的 x 相电压指
令值 Vx 的校正量。
设向马达驱动电路 243 供给的直流电源的电压为 Vb， x 相的上段臂的开关元件的 启动期间的比率即占空比为 Dx 时， 马达驱动电路 243 的 x 相的输出端 Nx 的电压 Vxa 在理想 情况 (Rb ＝ Rg ＝ 0 的情况 ) 下成为如下 ：
Vxa ＝ Dx·Vb ...(39)
但是实际上， 由于上段臂电阻 Rb 以及下段臂电阻 Rg 具有不为零的值， Rb ≠ Rg， 因 而输出端的电压 Vxa 从由上述公式 (39) 赋予的值 Dx·Vb 偏离。
另一方面， 从控制运算单元 ( 的第 2 坐标转换部 234) 输出的 x 相电压指令值 Vx 与 表示马达驱动电路 243 的 x 相上段臂的开关元件的启动期间的比率的 x 相占空比 Dx 对应 地成为下述值 ：
Dx ＝ Vx/Vb ...(40)
由于如上所述地 Rb ≠ Rg， 因而以由公式 (40) 赋予的占空比 Dx 驱动与 x 相对应的 2 个开关元件时， 在马达驱动电路 243 的输出端 Nx 得不到如相电压指令值 Vx 一样的电压。
相对于此， 在本实施方式中， 利用各相的上段臂电阻 Rb、 下段臂电阻 Rg 以及无刷马 达 1 的电阻成分 ( 以下称作 “马达相电阻” )Rm 的设计值或实测值， 针对各种占空比 Dx， 预先 求出实际的输出端电压 Vxa 相对于与该占空比 Dx 对应的理想的输出端电压 Vxa( ＝ Dx· Vb ＝ Vx) 的偏离。然后， 针对各种占空比 Dx， 决定用于补偿该占空比 Dx 中的上述电压偏离的相电 压指令值 Vx( ＝ Dx·Vb) 的校正量， 将该校正量和其相电压指令值 Vx 或占空比 Dx 建立关联 的数据存储到校正存储部 237 作为 x 相校正映象 237x(x ＝ u、 v、 w)。
在本实施方式中， 通过参照这样生成的 u 相、 v 相以及 w 相校正映象 237u、 237v、 237w 而对应每个相得到的校正量相加到相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw， 可得到校正后的相电压指 令值 Vuc、 Vvc、 Vwc。然后， 根据该校正后的相电压指令值 Vuc、 Vvc、 Vwc， 作为 PWM 电压式反相器 的马达驱动电路的 243 的各开关元件 (FET) 被驱动 ( 启动 / 关闭 )。由此在马达驱动电路 243 的输出端 Nu、 Nv、 Nw 得到的电压 Vua、 Vva、 Vwa 被施加到无刷马达 1。
<11. 校正映象的生成的具体例 >
生成在本实施方式中使用的各相的校正映象 237u、 237v、 237w 时， 需要针对各相， 利用上段臂电阻 Rb、 下段臂电阻 Rg 以及马达相电阻 Rm 的设计值或实测值， 求出各种占空比 Dx 中的 ( 马达驱动电路 243 的 ) 输出端电压 Vxa 距理想值 ( ＝相电压指令值 Vx) 偏离何种 程度。这种输出端 Nx 中的电压偏离， 可通过利用上述电阻 Rb、 Rg、 Rm 的设计值或实测值， 用 计算机模拟出由包含马达驱动电路 243 的马达控制装置和无刷马达 1 构成的系统的工作来 求出。
也可以不进行这种计算机模拟， 根据简单的模型来表现出由马达驱动电路 243 和 无刷马达 1 构成的马达及驱动电路系统 ( 图 14) 中 1 相量的结构， 根据对应每个相的等价 电路求出输出端 Nx 中的电压偏离。以下， 对用该简单模型求出 x 相中的输出端 Nx 的电压偏 离， 根据该电压偏离来生成 x 相校正映象 237x 的方法进行说明 (x ＝ u、 v、 w)。
图 15A、 15B 均是表示作为图 14 所示的马达及驱动电路系统中的 1 相量的 x 相的 结构的电路图。在使用该 1 相量的电路结构的简单模型中， 不考虑无刷马达 1 的反电动势。 图 15A 表示 x 相电流从马达驱动电路 43 向无刷马达 1 流动的情况， 图 15B 表示 x 相电流从 无刷马达 1 向马达驱动电路 43 流动的情况。 并且， 在图 15A、 15B 中， 上段臂中开关元件 ( 以下称作 “上段开关元件” )SWXu 的包含启动电阻以及配线电阻的电阻成分表示为上段臂电阻 Rb， 下段臂中开关元件 SWXd( 以下称作 “下段开关元件” ) 的包含启动电阻以及配线电阻的电 阻成分表示为下段臂电阻 Rg。其中， Rm 表示无刷马达 1 中 x 相的电阻成分。
如图 15A 所示， 在 x 相电流从马达驱动电路 243 向无刷马达 1 流动的情况下， 当上 段开关元件 SWXu 处于启动状态时， 该 x 相电流 Ix 如下 ： m
Ix ＝ (Vb-Vm)/(Rb+R ) ...(41)
从而此时的输出端 Nx 的电压 Vxu 成为下述值 ：
Vxu ＝ (Vb-Vm)Rm/(Rb+Rm)+Vm ...(42)
在此， Vb 为赋予马达驱动电路 243 直流电源的电压， Vm 为无刷马达 1 的中性点 Nn 的电压。并且， 由于无刷马达 1 为感应性负荷， 因而此时即使上段开关元件 SWXu 处于关闭 状态， 下段开关元件 SWXd 处于启动状态， 由上述公式 (41) 表示的电流 Ix 继续流动。因此， 下段开关元件 SWXd 处于启动状态时的输出端 Nx 的电压 Vxd 成为下述值 ：
Vxd ＝ -Ix·Rg
＝ -(Vb-Vm)Rg/(Rb+Rm) ...(43)
由此， 相当于向无刷马达 1 施加的 x 相电压的输出端电压 Vxa， 可利用上段开关元 件 SWXu 的启动期间的比率即占空比 Dx， 根据公式 (42) 和 (43) 如下述式所示地表示 ：
Vxa ＝ Dx·Vxu+(1-Dx)·Vxd
＝ (Vb-Vm){Dx·(Rm+Rg)-Rg}/(Rb+Rm)
+Dx·Vm ...(44)
因此， 与占空比 Dx 对应的理想的 x 相电压即 Rb ＝ Rg ＝ 0 时的输出端 Nx 的电压 Vxo 如下 ：
Vxo ＝ Dx·Vb ...(45)
并且， 由于输出端 Nx 中的电压偏离为 Vxa-Vxo， 因而在本实施方式中， 设 ΔVx 为
ΔVx ＝ Vxo-Vxa ...(46)
因此， 赋予电阻 Rb、 Rg、 Rm 的设计值或实测值时 (Vb、 Vm 已知 )， 针对 x 相电流从马达 驱动电路 243 向无刷马达 1 流动的情况即 Dx ＞ 0.5 的情况， 可通过公式 (44) ～ (46) 求出 相当于各种占空比 Dx 的校正量 ΔVx。
另一方面， 图 15B 所示地 x 相电流从无刷马达 1 向马达驱动电路 243 流动的情况 下， 当下段开关元件 SWXd 处于启动状态时， 该 x 相电流 Ix 如下
Ix ＝ Vm/(Rg+Rm) ...(47)
因而此时的输出端 Nx 的电压 Vxd 如下
Vxd ＝ Vm·Rg/(Rg+Rm) ...(48)
并且， 由于无刷马达 1 为感应性负荷， 因而此时即使下段开关元件 SWXd 处于关闭 状态， 上段开关元件 SWXu 处于启动状态， 由上述公式 (47) 表示的电流 Ix 继续流动。因此， 当上段开关元件 SWXu 处于启动状态时的输出端 Nx 的电压 Vxu 如下
Vxu ＝ Vb-Ix·Rb
＝ Vb-Vm·Rb/(Rg+Rm) ...(49)
由此， 相当于向无刷马达 1 施加的 x 相电压的输出端电压 Vxa， 可利用 Nx 中的上段 开关元件 SWXu 的启动期间的比率即占空比 Dx， 根据公式 (48) 和 (49) 如下述公式所示地表示： Vxa ＝ Dx·Vxu+(1-Dx)·Vxd
＝ Vm·{Rg-Dx·(Rb+Rg)}/(Rg+Rm)
+Dx·Vb ...(50)
与占空比 Dx 对应的理想的 x 相电压即 Rb ＝ Rg ＝ 0 时的输出端 Nx 的电压 Vxo 如下 ：
Vxo ＝ Dx·Vb ...(51)
因此， 赋予电阻 Rb、 Rg、 Rm 的设计值或实测值时， 针对 x 相电流从无刷马达 1 向马达 驱动电路 243 流动的情况即 Dx ＜ 0.5 的情况， 根据公式 (50)、 (51) 和 (46) 来求出相对于 各种占空比 Dx 的校正量 ΔVx。
如上所述， 由于根据公式 (44) ～ (46) 以及公式 (50) ～ (51)， 能求出相对于各种 占空比 Dx 的校正量 ΔVx， 因而针对 x 相能生成在占空比 Dx 关联了校正量 ΔVx 的 x 相校正 映象 37x(x ＝ u、 v、 w)。
图 16 是表示基于上述的简单模型的根据图 15A、 15B 的等价电路生成的校正映象 的一例的图。其中， 该图 16 为了方便， 针对 Rb ＞ Rg 的情况、 Rb ＝ Rg ≠ 0 的情况、 Rb ＜ Rg 的 情况和 Rb ＝ Rg ＝ 0 的情况 ( 理想的情况 ) 这 4 个情况同时表示占空比 Dx 与校正量 ΔVx 的 对应关系。如上所述， 如利用针对要实施本发明的马达控制装置的马达驱动电路 243 以及 无刷马达 1 的电阻 Rb、 Rg、 Rm 的设计值或实测值 ( 电源电压 Vb、 中性点电压 Vm 已知 )， 则针 对各相作为在占空比 Dx 关联了校正量 ΔVx 的校正映象， 可生成与它们的电阻 Rb、 Rg、 Rm 的 电阻值对应的校正映象 37x。即， 可生成反映了上下段电阻差以及相间电阻差的校正映象 237x(x ＝ u、 v、 w)。如此生成的校正映象 237x， 成为通过与图 16 所示的 4 个情况的中除了 理想情况 (Rg ＝ Rb ＝ 0 的情况 ) 的 3 个情况中任一个对应的曲线 ( 折线 ) 对各种占空比 Dx 和相电压指令值 Vx 的校正量建立关联的映象。在此， 占空比 Dx 利用 ( 校正前的 )x 相电压 指令值 Vx， 可表示为 Dx ＝ Vx/Vb。因此， 该 x 相校正映象 237x 可用作在 x 相电压指令值 Vx 关联了其校正量 ΔVx 的映象 (x ＝ u、 v、 w)。
<12. 效果 >
根据如上所述的本实施方式， 由控制运算单元计算出的相电压指令值 Vx(x ＝ u、 v、 w)， 可参照根据上段臂电阻 Rb、 下段臂电阻 Rg 等的设计值或实测值等生成的校正映象 237x 来利用校正运算部 236 对应每个相进行校正 ( 参照图 13)， 根据校正后的相电压指令 值 Vuc、 Vvc、 Vwc， 驱动 ( 启动 / 关闭 ) 作为 PWM 电压式反相器的马达驱动电路 243 的各开关元 件 (FET)。由此， 即使在马达驱动电路 243 的上段臂电阻 Rb 和下段臂电阻 Rg 存在差 ( 上下 段电阻差 ) 的情况下， 也精度良好地向无刷马达 1 施加与相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 对应的电 压。并且， 相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 参照对应每个相生成的校正映象 237u、 237v、 237w 根据各 相电压指令值 Vx 对应每个相进行校正， 因而即使在马达·驱动电路系中存在相间电阻差的 情况下， 也能抑制向无刷马达 1 施加的相电压 Vua、 Vva、 Vwa 的相间的不均衡化。
因此， 根据这样的本实施方式， 可降低无刷马达 1 的转矩波动。通过以消除作为反 相器的马达驱动电路 243 的上下段电阻差、 相间电阻差的方式形成配线图形来要抑制转矩 波动的产生时， 导致马达驱动电路基板的尺寸的增大。相对于此， 根据本实施方式， 由于通 过相电压指令值 Vu、 Vv、 Vw 的校正来降低转矩波动， 因而能避免马达驱动电路基板的尺寸的 增大， 还能避免配线电阻的增大。 因此， 在使用了本实施方式的马达控制装置的电动动力转
向装置中， 通过抑制马达驱动电路基板的尺寸增大来能应对小型化、 高效化、 低成本化等请 求， 同时抑制转矩波动而可提高转向感觉。
<13. 变形例 >
在上述实施方式中， 形成以在无刷马达 1 流动的电流的 q 轴以及 d 轴成分在 q 轴 * * 以及 d 轴电流指令值 id 、 iq 分别相等的方式进行反馈控制的结构 ( 图 13)， 但即使在通过 基于马达的电路方程式的开环控制来驱动无刷马达 1 的情况下， 也能适用本发明。
另外， 本发明不仅适用于上述转向柱辅助型的电动动力转向装置， 还能适用于小 齿轮辅助型、 齿条辅助型的电动动力转向装置。 并且， 本发明还能适用于电动动力转向装置 以外的马达控制装置。