CN101841289B - 电动机控制装置和车辆用转向装置用的电动机控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供电动机控制装置。上述电动机控制装置用于控制包括转子和与该转子相对的定子的电动机的电动机控制装置。电流驱动部以依据作为控制上的旋转角的控制角旋转的旋转坐标系的轴电流值驱动上述电动机。控制角运算部在规定的各运算周期内，在控制角的上一次值上加上相加角，从而求出控制角的本次值。转矩检测部用于检测施加在由电动机驱动的驱动对象上的除了电动机转矩之外的转矩。指示转矩设定部设定应该施加在上述驱动对象上的指示转矩。相加角运算部通过进行基于由上述指示转矩设定单元设定的指示转矩和由上述转矩检测单元检测的转矩之间的转矩偏差的比例积分控制，计算应该加在上述控制角上的上述相加角。

Description

电动机控制装置和车辆用转向装置用的电动机控制装置

将2009年3月12日提出的日本专利申请No.2009-059853号的全部内容引入本发明，作为参考。

技术领域

本发明涉及用于驱动无刷电动机的电动机控制装置。

背景技术

无刷电动机例如可以用作车辆用转向装置的驱动源。车辆用转向装置的一例是电动动力转向装置。一般情况下，驱动用于控制无刷电动机的电动机控制装置构成为根据用于检测转子的旋转角的旋转角传感器的输出来控制供给电动机的电流。作为旋转角传感器，通常使用输出对应于转子旋转角(电角)的正弦波信号和余弦波信号的解算器。但是，解算器的单价较高，布线数量较多，并且设置空间较大。因此，存在妨碍包括无刷电动机的装置的成本降低以及小型化的问题。

在美国公开专利US2007/0229021A1中公开了一种未使用旋转角传感器的状态下驱动无刷电动机的无传感器驱动方式。无传感器驱动方式是通过推定由转子的旋转引起的感应电压来推定磁极相位(转子的电角)的方式。转子停止时和以极低速度旋转时，无法推定感应电压，因此，通过其他方式推定磁极的相位。具体而言，向定子注入传感信号，检测电动机对于该传感信号的响应。基于该电动机的响应，推定电动机旋转位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以以未使用旋转角传感器的新的控制方式控制电动机的电动机控制装置。

本发明的一方式是用于控制包括转子和与该转子相对的定子的电动机的电动机控制装置。电流驱动部以依据作为控制上的旋转角的控制角旋转的旋转坐标系的轴电流值驱动上述电动机。控制角运算部在规定的各运算周期中，在控制角的上一次值上加上相加角，从而求出控制角的本次值。转矩检测部用于检测施加在由电动机驱动的驱动对象上的除了电动机转矩之外的转矩。指示转矩设定部设定应该施加在上述驱动对象上的指示转矩。相加角运算部通过进行基于由上述指示转矩设定单元设定的指示转矩和由上述转矩检测单元检测的转矩之间的转矩偏差的比例积分控制，计算应该加在上述控制角上的上述相加角。

附图说明

本发明的上述以及其它的特征和优点能够通过参照附图的以下对实施方式的说明变得明确，对于相同或相当的要素标注相同或相似的符号。

图1是用于说明适用本发明第一实施方式涉及的电动机控制装置的电动动力转向装置的电结构的框图。

图2是用于说明电动机构成的图解图。

图3是上述电动动力转向装置的控制框图。

图4是指示转向转矩相对转向角的特性例示意图。

图5是用于说明转向转矩限制器的动作的示意图。

图6是γ轴指示电流值的设定例示意图。

图7是用于说明相加角限制器的动作的流程图。

图8是用于说明相加角运算部的具体构成例的框图。

图9是用于说明有关控制异常的流程图。

图10是用于说明适用本发明第二实施方式涉及的电动机控制装置的电动动力转向装置的电结构的框图。

图11是用于说明相加角运算部的具体构成例的框图。

图12是用于说明有关控制异常的流程图。

图13是用于说明适用本发明第三实施方式涉及的电动机控制装置的电动动力转向装置的电结构的框图。

图14是用于说明相加角运算部的具体构成例的框图。

图15是用于说明控制异常时的处理的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1是用于说明适用了本发明第一实施方式涉及的电动机控制装置的电动动力转向装置(车辆用转向装置的一个例子)的电结构的框图。该电动动力转向装置包括：转矩传感器1，用于检测施加在作为操纵车辆方向的操作部件的方向盘10上的转向转矩T；电动机(无刷电动机)3，通过减速结构7向车辆的转向机构2施加转向辅助力；转向角传感器4，用于检测作为方向盘10的旋转角的转向角；电动机控制装置5，用于驱动并控制电动机3；以及车速传感器6，用于检测安装有该电动动力转向装置的车辆的速度。

电动机控制装置5根据转矩传感器1检测出的转向转矩、转向角传感器4检测出的转向角和车速传感器6检测出的车速，驱动电动机3，实现符合转向状态和车速的恰当的辅助转向。

在该实施方式，电动机3是三相无刷电动机，如图2所示，包括作为磁场的转子50以及配置在与该转子50相对的定子55上的U相、V相和W相的定子绕组51、52、53。电动机3还可以是在转子的外部相对配置定子的内转子型电动机，还可以是在圆筒状的转子的内部相对配置定子的外转子型电动机。

定义以各相的定子绕组51、52、53的方向作为U轴、V轴和W轴的三相固定坐标(UVW坐标系)。并且，定义将转子50的磁极方向为d轴(磁极轴)，将在转子50的旋转平面内垂直于d轴的方向为q轴(转矩轴)的二相旋转坐标系(dq坐标系。实际旋转坐标系)。dq坐标系是随着转子50旋转的旋转坐标系。在dq坐标系中，只有q轴电流有助于转子50产生转矩，因此，将d轴电流设定为零，根据希望的转矩控制q轴电流即可。转子50的旋转角(转子角)θM是相对U轴的d轴的旋转角。dq坐标系是跟随转子角θM的实际旋转坐标系。通过采用该转子角θM，可以在UVW坐标系和dq坐标系之间进行转换。

另一方面，在该实施方式中，引入了表示控制上的旋转角的控制角θC。控制角θC是相对U轴的虚拟的旋转角。将与该控制角θC对应的虚拟的轴为γ轴，将相对于该γ轴前进90°的轴为δ轴，定义虚拟的二相旋转坐标系(γδ坐标系。下面称为“虚拟旋转坐标系”，将该虚拟旋转坐标系的坐标轴称为“虚拟轴”。并且，将虚拟轴的轴电流值称为“虚拟轴电流值”)。当控制角θC等于转子角θM时，作为虚拟旋转坐标系的γδ坐标系与作为实际旋转坐标系的dq坐标系一致。也就是说，作为虚拟轴的γ轴与作为实际轴的d轴一致，作为虚拟轴的δ轴与作为实际轴的q轴一致。γδ坐标系是跟随控制角θC的虚拟旋转坐标系。可以利用控制角θC来进行UVW坐标系与γδ坐标系之间的坐标转换。

通过控制角θC和转子角θM的差来定义负载角θL(＝θC-θM)。

根据控制角θC，γ轴电流Iγ供给到电动机3，则该γ轴电流Iγ的q轴成分(q轴上的正投影)成为有助于转子50产生转矩的q轴电流Iq。即，γ轴电流Iγ和q轴电流Iq之间具有下式(1)的关系。

Iq＝Iγ·sinθL    …(1)

再次参照图1。电动机控制装置5包括微型计算机11、由该微型计算机11控制，且向电动机3供给电力的驱动电路(逆变电路)12以及用于检测流过电动机3的各相定子绕组的电流的电流检测部13。

电流检测部13用于检测流过电动机3的各相定子绕组51、52、53的相电流IU、IV、IW(下面，总称时称为“三相检测电流IUVW”)。这些是UVW坐标系中的各坐标轴方向的电流值。

微型计算机11包括CPU和存储器(ROM和RAM)，通过执行规定的程序，起到多个的功能处理部的功能。该多个的功能处理部包括转向转矩限制器20、指示转向转矩设定部21、转矩偏差运算部22、位置型PI(比例积分)控制部23、相加角限制器24、异常监视部25、控制角运算部26、初始化部27、指示电流值生成部31、电流偏差运算部32、PI控制部33、γδ/UVW转换部34、PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制部35以及UVW/γδ转换部36。

指示转向转矩设定部21基于通过转向角传感器4检测的转向角和通过车速传感器6检测的车速，设定指示转向转矩T^*。例如，如图4所示，当转向角为正值(朝右侧方向转向时)时，指示转向转矩T^*被设定为正值(朝向右侧方向的转矩)，转向角为负值(朝左侧方向转向时)时，指示转向转矩T^*被设定为负值(朝向左侧方向的转矩)。另外，随着转向角的绝对值变大，指示转向转矩T^*被设定成其绝对值变大(在图4的例子中是非线型变大)。但是，指示转向转矩T^*设定在规定的上限值(正值。例如，+6Nm)和下限值(负值。例如-6Nm)的范围内。并且，指示转向转矩T^*被设定成车速越大，其绝对值越小。即，进行车速感应控制。

转向转矩限制器20将转矩传感器1的输出限制在规定的上限饱和值+Tmax(+Tmax＞0。例如，+Tmax＝7Nm)和下限饱和值-Tmax(-Tmax＜0。例如，-Tmax＝-7Nm)之间。具体而言，如图5所示，转向转矩限制器20在上限饱和值+Tmax和下限饱和值-Tmax之间，原样输出作为转矩传感器1的输出值的检测转向转矩T。并且，如果转矩传感器1的检测转向转矩T大于等于上限饱和值+Tmax，则转向转矩限制器20输出上限饱和值+Tmax。另外，如果转矩传感器1的检测转向转矩T小于等于下限饱和值-Tmax，则转向转矩限制器20输出下限饱和值-Tmax。饱和值+Tmax和-Tmax划定转矩传感器1的输出信号为稳定区域(具有可靠性的区域)的边界。也就是说，在超过上限饱和值Tmax的区间以及低于下限饱和值-Tmax的区间，转矩传感器1的输出信号不稳定，与实际的转向转矩不对应。换言之，根据转矩传感器1的输出特性来决定饱和值+Tmax、-Tmax。

转矩偏差运算部22用于求出通过指示转向转矩设定部21设定的指示转向转矩T^*和通过转矩传感器1检测并受到转向转矩限制器20的限制处理的转向转矩T(下面，为了加以区分，称为“检测转向转矩T”)之间的偏差(转矩偏差)ΔT(＝T^*-T)。位置型PI控制部23对该转矩偏差ΔT进行位置型PI运算。即，由转矩偏差运算部22和位置型PI控制部23构成用于将检测转向转矩T引导至指示转向转矩T^*的转矩反馈控制单元。位置型PI控制部23通过对转矩偏差ΔT进行位置型PI运算，运算对于控制角θC的相加角α。从而，上述转矩反馈控制单元与在后面说明的相加角限制器24一起构成用于运算应该加在控制角θC上的相加角α的相加角运算部30。

相加角限制器24是对通过PI控制部23求出的相加角α加以限制的相加角限制部。更加具体而言，相加角限制器24将相加角α限制在规定的上限值UL(正值)和下限值LL(负值)之间的值。基于规定的限制值ωmax(ωmax＞0。例如，ωmax＝45度)决定上限值UL和下限值LL。该规定的限制值ωmax是例如基于最大转向角速度来决定。所谓的最大转向角速度是作为方向盘10的转向角速度，可设想的最大值，例如800deg/sec程度。

如下式(2)所示，最大转向角速度时的转子50的电角变化速度(电角的角度速。最大转子角速度)是最大转向角速度、减速机构7的减速比和转子50的极对数的乘积。极对数是指转子50具有的磁极对(N极和S极构成的对)的数量。

最大转子角速度＝最大转向角速度×减速比×极对数…(2)

如下式(3)所示，控制角θC的运算期间(运算周期)中的转子50的电角变化量的最大值(转子角变化量最大值)是在最大转子角速度上乘上运算周期的值。

转子角变化量最大值＝最大转子角速度×运算周期

＝最大转向角速度×减速比×极对数×运算周期…(3)

该转子角变化量最大值是一个运算周期内允许的控制角θC的最大变化量。在此，将上述转子角变化量最大值为限制值ωmax即可。利用该限制值ωmax表示相加角α的上限值UL和下限值LL，则如下式(4)和(5)。

UL＝+ωmax    …(4)

LL＝-ωmax    …(5)

在控制角运算部26的加法器26A中，经过相加角限制器24处理后的相加角α被加在控制角θC的上一次值θC(n-1)(n是本次运算周期编号)上(图中Z-1表示信号的上一次值)。但是，控制角θC的初始值是预先设定的值(例如，零)。

控制角运算部26包括加法器26A，其在控制角θC的上一次值θC(n-1)上加上由相加角限制器24提供的相加角α。即，控制角运算部26在规定的各运算周期中运算控制角θC。并且，控制角运算部26将在上次运算周期中的控制角θC作为上一次值θC(n-1)，利用该值，求出作为本次运算周期中的控制角θC的本次值θC(n)。

异常监视部25监视相加角α的异常，如果相加角α发生异常，则通知初始化部27。例如，异常监视部25比较通过PI控制部23求出的相加角α的绝对值和阀值αth，判断|α|≥αth的状态是否仅持续规定数量的运算周期。如果该判断的结果为肯定，则异常监视部25判断为相加角α发生异常。如果上述判断结果为否定，则判断相加角α为正常。

上述阀值αth可以是与上述限制值ωmax相等的值。这时，上述规定数量的运算周期可以取大于等于以上述最大转向角速度的最长转向持续时间的设想值的值。从而，当控制角θC在比作为以最大转向角速度的最长转向持续时间可设想的时间更长时间受到相加角限制器24的限制时，可以判断为发生了异常。

异常监视部25构成为用于监视相加角限制器24对相加角α施加限制的状态的持续时间(运算周期的数量)。即，当相加角α在大于等于规定数量的运算周期的时间持续受到相加角限制器24的限制时，可以判断为相加角α发生异常。

异常监视部25还监视检测转向转矩T是不是饱和值+Tmax或-Tmax、即是不是饱和状态。当检测转向转矩T为饱和状态时，异常监视部25认为发生了控制异常，将该情况通知初始化部27。

例如，还可以是如果转矩传感器1的输出为大于等于饱和值+Tmax或者小于等于-Tmax，转向转矩限制器20将其通知异常监视部25。基于该通知，异常监视部25判断检测转向转矩T是不是饱和状态。也就是说，异常监视部25还可以是基于转向转矩限制器20的动作状态判断检测转向转矩T是不是饱和状态的部件。异常监视部25还可以是监视转向转矩限制器20生成的、被限制之后的检测转向转矩T的部件，还可以是监视通过转向转矩限制器20限制之前的检测转向转矩T的部件。并且，异常监视部25还可以是对限制之前或限制之后的检测转向转矩T和比上限饱和值+Tmax稍小的上限阀值以及比下限饱和值-Tmax稍大的下限阀值进行比较的部件。这时，异常监视部25在检测转向转矩T大于等于上限阀值或者小于等于下限阀值时判断检测转向转矩T为饱和状态即可。

初始化部27是从异常监视部25接收发生了控制异常(具体地，发生了相加角异常或者检测转向转矩饱和)的通知，将位置型PI控制部23的积分项初始化的部件。所谓初始化是指这时将积分项复位为零。从而，可以迅速脱离相加角α持续受到相加角限制器24的限制处理的状态，可以重新开始控制。因此，可以促进将控制角θC收敛于适当值。

指示电流值生成部31是作为指示电流值生成应该流过作为控制上的旋转角的上述控制角θC对应的、作为虚拟旋转坐标系的γδ坐标系的坐标轴(虚拟轴)的电流值的部件。具体而言，指示电流值生成部31生成γ轴指示电流值Iγ*和δ轴指示电流值Iδ*(下面，统称这些时称为“二相指示电流值Iγδ*”。)。指示电流值生成部31将γ轴指示电流值Iγ*设定为有意义的值(significant value)，另一方面将δ轴指示电流值Iδ*设定为零。更加具体的，指示电流值生成部31基于转矩传感器1检测的检测转向转矩T来设定γ轴指示电流值Iγ*。

图6示出了相对检测转向转矩T的γ轴指示电流值Iγ*的设定例子。在检测转向转矩T为0附近的区域中设定有死区(dead band)NR。γ轴指示电流值Iγ*被设定为在死区NR的外侧区域急剧上升，大于等于规定转矩变为恒定值。从而，当驾驶员不操作方向盘10时，停止向电动机3供电，可以抑制不必要的耗电。

电流偏差运算部32运算相对于指示电流值生成部31生成的γ轴指示电流值Iγ*的γ轴检测电流Iγ的偏差Iγ*-Iγ、和相对于δ轴指示电流值Iδ*(＝0)的δ轴检测电流Iδ的偏差Iδ*-Iδ。从UVW/γδ向偏差运算部32提供γ轴检测电流Iγ和δ轴检测电流Iδ。

UVW/γδ转换部36将通过电流检测部13检测出的UVW坐标系的三相检测电流IUVW(U相检测电流IU、V相检测电流IV和W相检测电流IW)转换成γδ坐标系的二相检测电流Iγ和Iδ(下面，总称时称为“二相检测电流Iγδ”)。这些被提供到电流偏差运算部32。在UVW/γδ转换部36中的坐标转换中，使用由控制角运算部26运算出的控制角θC。

PI控制部33通过对电流偏差运算部32运算出的电流偏差进行PI运算，生成应该施加在电动机3上的二相指示电压Vγδ*(γ轴指示电压Vγ*和δ轴指示电压Vδ*)。该二相指示电压Vγδ*被提供至γδ/UVW转换部34。

γδ/UVW转换部34通过对二相指示电压Vγδ*进行坐标转换运算，从而生成三相指示电压VUVW*。三相指示电压VUVW*包括U相指示电压VU*、V相指示电压VV*和W相指示电压VW*。该三相指示电压VUVW*被提供至PWM控制部35。UVW/γδ转换部36中的坐标转换中使用控制角运算部26运算出的控制角θC。

PWM控制部35生成分别对应于U相指示电压VU*、V相指示电压VV和W相指示电压VW*的占空比的U相PWM控制信号、V相PWM控制信号和W相PWM控制信号，供给驱动电路12。

驱动电路12包括对应于U相、V相和W相的三相逆变电路。通过构成该逆变电路的脉冲元件受到PWM控制部35提供的PWM控制信号的控制，从而相当于三相指示电压VUVW*的电压施加在电动机3的各相定子绕组51、52、53。

电流偏差运算部32和PI控制部33构成电流反馈控制单元。通过该电流反馈控制单元的动作，流过电动机3的电动机电流被控制在由指示电流值生成部31设定的二相指示电流值Iγδ*附近。

图3是上述电动动力转向装置的控制框图。其中，为了简化说明，省略了相加角限制器24的功能。

通过对指示转向转矩T^*和检测转向转矩T之间的偏差(转矩偏差)ΔT进行PI控制(KP为比例系数，KI为积分系数，1/s为积分算子)，生成相加角α。该相加角α加在控制角θC的上一次值θC(n-1)上，从而可以求出控制角θC的本次值θC(n)＝θC(n-1)+α。这时，控制角θC和转子50的实际转角θM之间的偏差成为负载角θL＝θC-θM。

从而，根据γ轴指示电流值Iγ*，向依据控制角θC的γδ坐标系(虚拟旋转坐标系)的γ轴(虚拟轴)供给γ轴电流Iγ，则q轴电流Iq＝IγsinθL。该q轴电流Iq有助于转子50产生转矩。即，在q轴电流Iq(＝IγsinθL)上乘上电动机3的转矩常数KT的值作为辅助转矩TA(＝KT·IγsinθL)，通过减速机构7，传递到转向机构2。从来自转向机构2的负载转矩TL减去该辅助转矩TA的值就是驾驶员应该施加在方向盘10上的转向转矩T。通过该转向转矩T被反馈，从而系统将该转向转矩T引导至指示转向转矩T^*。也就是说，可以求出使检测转向转矩T与指示转向转矩T^*一致的相加角α，并且，根据相加角α来控制控制角θC。

如上述，在作为控制上的虚拟轴的γ轴流过电流，另一方面，以根据指示转向转矩T^*和检测转向转矩T之间的偏差ΔT求出的相加角α更新控制角θC。从而负载角θL发生变化，因此，电动机3产生与该负载角θL对应的转矩。由此，电动机3产生满足基于转向角和车速设定的指示转向转矩T^*的转矩，因此，在转向机构2上施加有对应于转向角和车速的恰当的转向辅助力。即，进行转向辅助控制，使得转向角的绝对值越大，转向转矩就越大，且车速越快，转向转矩越小。

如上述，可以提供在不使用旋转角传感器的情况下适当地控制电动机3，可进行恰当的转向辅助的电动动力转向装置。从而，可以简化结构，并且可降低成本。

图7是用于说明相加角限制器24的动作的流程图。相加角限制器24将通过位置型PI控制部23求出的相加角α与上限值UL进行比较(步骤S1)。当相加角α超过上限值UL时(步骤S1：是)，把上限值UL代入相加角α(步骤S2)。从而，在控制角θC上加上上限值UL(＝+ωmax)。

如果位置型PI控制部23求出的相加角α小于等于上限值UL(步骤S1：否)，则相加角限制器24进一步比较该相加角α和下限值LL(步骤S3)。该相加角α小于下限值(步骤S3：是)，则把下限值LL代入相加角α(步骤S4)。从而，在控制角θC上加上下限值LL(＝-ωmax)。

如果相加角α大于等于下限值LL且小于等于上限值UL(步骤S3：否)，则该相加角α原样加在控制角θC上。

从而，相加角限制器24将相加角α限制在上限值UL和下限值LL之间，因此，稳定控制。更加具体地，即使在电流不足时或者开始控制时发生控制不稳定的状态(辅助力不稳定的状态)，相加角限制器24促进使其转变为控制稳定的状态。

图8是用于说明位置型PI控制部23的具体构成例的框图。位置型PI控制部23包括比例项运算部41、积分项运算部42、加法部43。比例项运算部41由在转矩偏差运算部22运算的转矩偏差ΔT上乘上比例增益KP的乘法器构成。积分项运算部42包括乘法器44和积分器45。乘法器44在转矩偏差ΔT上乘上积分增益KI。积分器45包括加法器46，该加法器46将乘法器44运算的本次运算周期中的运算值KI·ΔT加在上一次运算周期中的积分项∑(n-1)(图中的Z-1表示上一次运算周期中的值(上一次值))上。通过积分值限制器47将加法器46的输出限制在规定的上限值和下限值之间的值。通过该积分值限制器47进行限制处理的值成为本次运算周期的积分项∑(n)。通过加法部43将该积分项∑(n)和比例项运算部41求出的比例项KP·ΔT进行相加。该相加结果就是相加角α。由相加角限制器24对该相加角α进行限制处理。

当从异常监视部25通知发生异常时，初始化部27将积分项∑的上一次值∑(n-1)复位至零。从而，积分项∑的绝对值变为较小值，所以简单地获得恰当的相加角α。

图9是用于说明异常监视部25和初始化部27的处理的流程图。异常监视部25比较位置型PI控制部23求出的相加角α的绝对值和阀值αth(步骤S11)。当相加角α的绝对值大于等于阀值αth时(步骤S11：是)，异常监视部25进一步判断|α|≥αth的状态是否持续规定数量的运算周期(步骤S12)。该判断结果为肯定，则判断为控制发生了异常，异常监视部25向初始化部27通知发生异常(步骤S13)。接到该通知后，初始化部27将位置型PI控制部23中的积分项∑的上一次值∑(n-1)复位(初始化)至零(步骤S14)。

当步骤S11或步骤S12中的判断结果为否定时，异常监视部25进一步判断检测转向转矩T是否处于饱和状态(步骤S15)。该判断结果为肯定，则判断为控制发生了异常，异常监视部25向初始化部27通知发生异常(步骤S13)。接到该通知后，初始化部27将位置型PI控制部23中的积分项∑的上一次值∑(n-1)复位(初始化)至零(步骤S14)。

在步骤S15中检测转向转矩T为未饱和状态，则判断为控制没有发生异常。这时，不进行积分项∑的初始化。

优选上述阀值αth是小于等于上述规定的限制值ωmax的值，例如，等于限制值ωmax即可。

所谓的持续相加角α的绝对值大于等于阀值αth的状态时，是指持续着相加角α受到相加角限制器24的限制处理的状态。这时，控制角θC在各运算周期变化限制值ωmax，因此变化量较大。并且，所谓的检测转向转矩T为饱和状态时是指驾驶员施加在方向盘10上的转向转矩的大小较大时。也就是说，系统无法追随指示转向转矩T^*，发生了异常时，或者出现了控制异常的前兆时。这时，转矩偏差ΔT的绝对值变大，对应地相加角α的绝对值变为较大值。从而，可以认为位置型PI控制部23运算的相加角α(相加角限制器24进行限制处理之前的相加角α)的绝对值超过限制值ωmax。

在这样的状态下，相加角α的绝对值限制在限制值ωmax，因此，在每个控制周期，控制角θC按照限制值ωmax进行变化。由于控制角θC的变化幅度较大，所以控制角θC超越恰当值，从而将控制角θC收敛到恰当值的时间较长。因此，基于控制异常的恢复较慢。由于按照一定的限制值ωmax控制角θC发生变化，所以控制角θC成为在有限数量的值中循环的状态。尤其是，当限制值ωmax被设定为360度的约数、例如45度时，控制角θC在限制值ωmax的变化幅度内循环变化。从而，更加难于将控制角θC收敛在恰当值。

因此，在第一实施方式中，当持续相加角α的绝对值大于等于阀值αth的状态时和检测出检测转向转矩T的饱和时，判断为控制发生了异常。并且，当判断出发生了异常时，在第一实施方式中，初始化部27将位置型PI控制部23的积分项∑初始化。从而第一实施方式的电动机控制装置可以促进从异常状态脱离，可以简单地将控制角θC收敛在恰当值。尤其是，位置型PI控制部23可以在对积分项∑进行初始化之后立即输出与转矩偏差ΔT成比例关系的积分项KI·ΔT。从而位置型PI控制部23可以在初始化之后立即生成反映转矩偏差ΔT的恰当的相加角α。这样，第一实施方式的电动机控制装置可以迅速脱离转向辅助力不稳定的状态，从而可以提高转向感。

图10是用于说明适用本发明第二实施方式涉及的电动机控制装置的电动动力转向装置的电结构的框图。在该图10中，对于与在上述的图1所示的各部件对应的部分标注与图1相同的符号。

在第二实施方式中，相加角运算部30包括转矩偏差运算部22、位置型PI控制部23、相加角限制器24、速度型PI控制部60以及切换部64。并且，作为微型计算机11的功能处理部，包括根据异常监视部25的控制异常的判断结果，控制相加角运算部30的相加角运算控制部28。相加角运算控制部28控制切换部61，使速度型PI控制部60和位置型PI控制部23中的一方的运算有效且使另一方无效。另外，相加角运算控制部28在需要时进行位置型PI控制部23中的积分项的初始化、速度型PI控制部60中的初始值的设定等动作。

图11是用于说明相加角运算部30的更加详细结构的框图。位置型PI控制部23的结构与上述的第一实施方式中的相同，因此，在图11中，对于对应于图8的部分，标注与图8中相同的符号。但是，在图11的结构中，积分值限制器47对本次运算周期中的积分值∑(n)加以限制。

另一方面，速度型PI控制部60包括比例要素运算部62、积分要素运算部63、加法部64以及积分处理部65。比例要素运算部62包括转矩偏差变化量运算部66和乘法器67，其中，转矩偏差变化量运算部66用于求出本次运算周期的转矩偏差ΔT(n)和上一次运算周期的转矩偏差ΔT(n-1)之间的变化量，乘法器67在求出的转矩偏差变化量上乘上比例增益KP。乘法器67的输出成为比例要素KP·{ΔT(n)-ΔT(n-1)}。积分要素运算部63由在本次运算周期的转矩偏差ΔT(n)上乘上积分增益KI求出积分要素KI·ΔT(n)的乘法器构成。加法部64用于将比例要素KP·{ΔT(n)-ΔT(n-1)}和积分要素KI·ΔT(n)相加。积分处理部65用于对加法部64中的加法结果进行积分处理，积分处理部65包括加法器68，该加法器68在上一次的运算周期的相加角α(n-1)上加上加法部64的输出，从而求出本次运算周期的相加角α(n)。

并且，在第二实施方式中，在积分处理部65中安装有用于以限制值ωmax限制相加角α的相加角限制器69。该相加角限制器69的动作与相加角限制器24相同。但是，相加角限制器69同时还具有使积分处理部65中的积分值的绝对值不会过大的积分值限制器的功能。

在积分处理部65中，针对多个运算周期对加法部64的输出进行积分。通过累计(积分)针对多个运算周期的比例要素，累计转矩偏差的变化量，因此可以求出相当于在转矩偏差(∑{ΔT(n)-ΔT(n-1)})上乘上比例增益KP的比例项的值。并且，通过累计(积分)连续的多个运算周期的积分要素KI·ΔT(n)，求出积分项(∑KI·ΔT)。积分处理部65的输出相当于这些加法值(比例项+积分项)，因此经过多个运算周期，可以获得与位置型PI运算相同的运算结果。

速度型PI运算的优点在于可以将积分值限制器用作相加角限制器69和根据需要，可以简单追加保护处理或其他处理，其中，保护处理是指将各运算周期之间的相加角变化量(加法部64的输出：KP·{ΔT(n)-ΔT(n-1)}+KI·ΔT(n))的绝对值抑制在规定值以下，从而抑制相加角α的急变的处理。相反，速度型PI运算的缺点在于在经过足够数量的运算周期之前，比例要素还没有足够累计，在开始运算之后不久的期间内很难获得反映转矩偏差ΔT的恰当的运算值(相加角α)。

切换部61向控制角运算部26提供位置型PI控制部23求出的相加角限制器24处理过的相加角α和速度型PI控制部60求出的相加角α之中的任意一个。

相加角运算控制部28控制切换部61，以便在相加角α上没有发生异常的正常状态下，选择速度型PI控制部60求出的相加角α，在相加角α上发生异常时，选择位置型PI控制部23等求出的相加角α。并且，相加角运算控制部28在从速度型PI控制部60侧切换到位置型PI控制部23侧时，将位置型PI控制部23的积分项初始化(复位为零)。并且，相加角运算控制部28在从位置型PI控制部23侧切换到速度型PI控制部60侧时，将由位置型PI控制部23运算且经过相加角限制器24处理的相加角(即，现在的相加角)α作为积分处理部65中的上一次值α(n-1)进行设定。

图12是用于说明异常监视部25、相加角运算控制部28和相加角运算部30的动作的流程图。异常监视部25判断是否发生了异常(步骤S21)。异常监视部25的动作与上述的第一实施方式中的相同，例如，进行图9的步骤S11～S13、S15。

判断为没有发生异常的正常状态下(步骤S21：否)，相加角运算控制部28在切换部61选择速度型PI控制部60运算的相加角α(步骤S22)。并且，若异常监视部25判断为相加角α发生了异常(步骤S21：是)，则相加角运算控制部28在切换部61选择位置型PI控制部23等运算的相加角α(步骤S23)，同时将位置型PI控制部23的积分项初始化(复位为零)(步骤S24)。

从而，发生异常时，相加角α的运算从速度型PI运算切换到位置型PI运算，同时，该位置型PI运算中的积分项被复位。因此，之后通过位置型PI运算求出相加角α。进行位置型PI控制时，在每个运算周期，求出反映该运算周期的整个转矩偏差ΔT的比例项。从而从初始化之后不久，位置型PI控制部23可以生成对应于转矩偏差ΔT的恰当的相加角α。

当选择了速度型PI控制部60的运算值时(步骤S22)，相加角运算控制部28进一步判断是不是刚刚从位置型PI控制切换过来的(步骤S25)。当刚刚从位置型PI控制切换过来时(步骤S25：是)，相加角运算控制部28将通过位置型PI控制部23和相加角限制器24的动作刚刚求出的相加角α作为相加角α的上一次值α(n-1)设定在积分处理部65(步骤S26)。从而，速度型PI控制部60可以在从位置型PI控制切换之后立即开始生成恰当的相加角α。不是刚刚从位置型PI控制切换时(步骤S25：否)，省略步骤S26的处理。

如上述，根据第二实施方式，在正常状态下，可通过具有较高灵活性的速度型PI运算求出相加角α。另一方面，发生异常时，相加角α的运算切换到位置型PI运算，同时位置型PI运算中的积分项被初始化。从而，初始化之后立即生成反映转矩偏差的恰当的相加角α。由此，第二实施方式的电动机控制装置可以迅速脱离异常状态，且将控制角θC收敛在恰当值，因此，可以适当地控制电动机3，提高转向感觉。

图13是用于说明适用本发明第三实施方式涉及的电动机控制装置的电动动力转向装置的电结构的框图。在该图13，对于与上述图10所示的各部分对应的部分，标注与图10中相同的符号。

在该实施方式中，相加角运算部30包括转矩偏差运算部22和速度型PI控制部60，不包括位置型PI控制部23和相加角限制器24。换言之，运算相加角α时只使用速度型PI运算。另外，作为微型计算机11的功能处理部，包括积分值设定部70，其中，积分值设定部70在相加角α发生异常时，将相加角α的上一次值α(n-1)设定为适当值。

图14是用于更加详细说明相加角运算部30等的结构的框图。在该图14，对于与上述图11所示的各部分对应的部分，标注与图11中相同的符号。

积分值设定部70包括乘法器71，该乘法器71在通过转矩偏差运算部22求出的转矩偏差ΔT上乘上比例增益KP。若由异常监视部25判断为控制发生异常，则作为对于该判断的响应，积分值设定部70设定乘法器71的运算结果作为积分处理部65中使用的上一次值α(n-1)。乘法器71的运算结果等于位置型PI控制中将积分项复位为零时的阀值。从而通过积分值设定部70的上述动作，当发生异常时，可以获得与切换到位置型PI控制后将积分项初始化时相同的结果。并且，无需包括位置型PI控制部，可以简化微型计算机11的运算处理，且可以减轻运算负荷。

图15是用于说明第三实施方式中动作的流程图。通过异常监视部25判断是否发生了控制异常(步骤S31)。当发生了控制异常时(步骤S31：是)，积分值设定部70的运算值被设定为在积分处理部65中利用的上一次值α(n-1)(步骤S32)。若没有发生控制异常(步骤S31)，则在上一次运算周期内求出的相加角α原样地用作上一次值α(n-1)。

如在上面详细说明，每个实施方式是用于控制包括转子50以及与该转子50相对的定子55的电动机3的电动机控制装置5。电流驱动部31～36以依据作为控制上的旋转角的控制角θC的旋转坐标系的轴电流值Iγ*驱动上述电动机3。控制角运算部26在每个规定的运算周期，在控制角θC的上一次值上加上相加角α，从而求出控制角θC的本次值。转矩检测部1用于检测除了施加在通过电动机3驱动的驱动对象2上的电动机转矩之外的转矩T。指示转矩设定部21设定应该施加在上述驱动对象2上的指示转矩T^*。相加角运算部30通过根据上述指示转矩设定部21设定的指示转矩T^*和上述转矩检测部1检测的转矩T之间的转矩偏差ΔT的比例积分控制，运算出应该加在上述控制角θC上的上述相加角α。

根据上述结构，通过依据控制角θC的旋转坐标系(γδ坐标系。虚拟旋转坐标系。)的轴电流值(虚拟轴电流值)Iγδ驱动电动机3，另一方面，通过在每个运算周期内加上相加角α，从而更新控制角θC。由此，更新控制角θC、即更新虚拟旋转坐标系的坐标轴(虚拟轴)的同时以虚拟轴电流值Iγδ驱动电动机3，从而可以产生需要的转矩。这样，无需使用旋转角传感器，可以使电动机3产生适当的转矩。

在实施方式中，通过指示转矩设定部21设定应该施加在驱动对象2上的指示转矩(除了电动机转矩之外的转矩指示值)T^*，另一方面通过转矩检测部1检测施加在驱动对象2上的除了电动机转矩之外的转矩T。另外，通过基于指示转矩T^*和检测转矩T之间的偏差(转矩偏差)ΔT的比例积分控制，运算相加角α。即，构成反馈控制单元，用于运算使上述检测转矩T接近上述指示转矩T^*的上述相加角α。由此，可以适当地控制控制角θC，且可以使电动机3产生对应于指示转矩T^*的电动机转矩。

在第一实施方式中，上述相加角运算部30包括位置型比例积分运算部23，其中，位置型比例积分运算部23包括比例项运算部41、积分项运算部42以及加法部43。比例项运算部41在上述转矩偏差ΔT上乘上比例增益求出比例项。积分项运算部42在上述转矩偏差ΔT上乘上积分增益，且针对多个运算周期累计乘算值，从而求出积分项。加法部43将上述比例项和积分项相加。电动机控制装置还包括用于判断是否发生控制异常的异常监视部25以及通过上述异常监视部25判断为发生控制异常的异常情况下将上述积分项初始化的初始化部27。

根据上述结构，通过位置型的比例积分控制求出相加角α。并且，如果发生控制异常，则积分项被初始化，从而立即求出恰当的相加角α。即，如果积分项复位为零，则相加角α成为对应于现在的转矩偏差ΔT的值，可以排除反映过去的控制异常状态的积分项(过去的转矩偏差ΔT的累计值)的影响。从而，可以促进相加角α尽早从控制异常状态恢复。

在第二实施方式中，上述相加角运算部30包括位置型比例积分运算部23，其中，位置型比例积分运算部23包括比例项运算部41、积分项运算部42以及加法部43。上述相加角运算部30还包括速度型比例积分运算部60，其中速度型比例积分运算部60包括比例要素运算部62、积分要素运算部63、加法部64以及积分处理部65。比例项运算部41在上述转矩偏差ΔT上乘上比例增益求出比例项。积分项运算部42在上述转矩偏差上乘上积分增益，且针对多个运算周期累计乘算值，从而求出积分项。加法部43将上述比例项和积分项相加。比例要素运算部62在上述转矩偏差的各运算周期之间的变化量上乘上比例增益，求出比例要素。积分要素运算部63在上述转矩偏差ΔT上乘上积分增益，求出积分要素。加法部64将上述比例要素和积分要素相加。积分处理部65进行针对多个运算周期累计上述加法部64的加算结果的积分运算。运算控制部28在通过上述异常监视部25判断为没有发生控制异常的正常状态下，使上述速度型比例积分运算部60有效。运算控制部28在通过上述异常监视部25判断为发生了控制异常的异常状态下，将上述积分项初始化，同时使上述位置型比例积分运算部23有效。

根据上述结构，相加角运算部30包括位置型比例积分运算部23和速度型比例积分运算部60。另外，在没有发生控制异常的正常状态下，通过速度型比例积分运算部60运算相加角α。另一方面，发生了控制异常，将位置型比例积分运算部23的积分项初始化，并切换到该位置型比例积分运算部23的相加角运算。

速度型比例积分运算部60具有将比例要素和积分要素相加之后进行积分运算的结构，因此积分结果就是相加角α。从而为了防止积分运算值的绝对值过大，设置积分值限制单元。该积分值限制单元同时具有用于防止相加角的绝对值过大的相加角限制部69的作用。即，可以在比例积分运算中插入相加角限制功能。并且，相加比例要素和积分要素的结果相当于各运算周期之间的相加角α的变化量，因此，可以容易追加对于该变化量的处理。具体而言，可以容易追加将相加角α的变化量的绝对值限制在一定值以下，从而抑制相加角α急速变化的保护处理等。

另一方面，速度型比例积分运算部60中的比例要素仅相当于在各运算周期之间的转矩偏差ΔT的变化量上乘上比例增益的值，在积分处理部65中进行了积分的值就是位置型比例积分运算部23中的比例项。因此，将相加角α初始化为零，则无法立即生成反映转矩偏差ΔT的相加角α，只是在相加角α上反映了各运算周期之间的转矩偏差ΔT的变化量。换言之，在速度型比例积分运算部60中，初始化之后到输出恰当的相加角α的上升时间变得较长。

相对于此，在位置型比例积分运算部23中，本次运算周期的转矩偏差ΔT原样被反映在相加角α上。从而在位置型比例积分运算部23，若复位积分项，则在之后可以立即生成反映转矩偏差ΔT的相加角α。但是，位置型比例积分运算部23的灵活性比速度型比例积分运算部60差，例如，如果需要上述的相加角限制部69，则需要与比例积分运算部分开设置。并且，在位置型比例积分运算部23不易追加对于相加角α的变化量的保护处理等。

在第二实施方式中，正常状态下通过具有较高灵活性的速度型比例积分运算求出相加角α，另一方面，当发生控制异常时，切换到位置型比例积分运算，从而可以在初始化之后立即生成恰当的相加角α，可促进尽早脱离异常状态。

在第三实施方式，上述相加角运算部30包括速度型比例积分运算部60，其中速度型比例积分运算部60包括比例要素运算部62、积分要素运算部63、加法部64以及进行积分运算的积分处理部65。比例要素运算部62在上述转矩偏差ΔT的各运算周期之间的变化量上乘上比例增益，求出比例要素。积分要素运算部63在上述转矩偏差ΔT上乘上积分增益，求出积分要素。加法部64将上述比例要素和积分要素相加。积分处理部65进行针对多个运算周期累计上述加法部64的加算结果的积分运算。另外，还包括积分值复位部70，其中，该积分值复位部70在通过上述异常监视部25判断为发生控制异常的异常状态下，将上述积分处理部65的积分值复位为在上述转矩偏差ΔT上乘上上述比例增益后的值。

在上述的结构中，通过速度型比例积分运算部60求出相加角α。如上所述，速度型比例积分运算的优点是具有较高的灵活性，其缺点在于无法在初始化后立即在相加角α上反映转矩偏差ΔT。为此，在本发明中若发生控制异常时，则积分处理部65的积分值复位为在转矩偏差ΔT上乘上比例增益后的值。换言之，如果是以位置型比例积分运算求出了相加角α，则积分处理部65的积分值复位为初始化后立即输出的值。从而，适用了具有较高灵活性的速度性比例积分运算的同时，可以从由控制异常导致的复位后开始生成反映转矩偏差ΔT的相加角α。由此，相加角可以尽早从异常状态恢复。而且，在第三实施方式无需进行位置型比例积分运算，从而减轻运算负荷。

上述异常监视部25包括相加角监视部S11、S12，该相加角监视部S11、S12在上述相加角α的绝对值大于等于规定的阀值αth的次数持续规定数量时，判断为发生控制异常。根据该构成，持续规定次数相加角α的绝对值大于等于规定的阀值αth，则判断为控制异常。当长时间持续相加角α的绝对值较大的状态时，持续着控制角θC的变动较大的状态，可以判断为无法将控制角θC收敛于恰当值的异常状态。可以根据相加角α的绝对值大于等于上述阀值αth的状态能够持续的最长时间(在正常状态下能够设想的最长时间)和上述运算周期来设定上述规定次数。

上述异常监视部25包括当上述转矩检测部1检测的转矩T为饱和状态时判断为控制异常的转矩监视部S15。所谓的检测转矩T饱和，具体地指检测转矩T的绝对值大于等于规定的上限值Tmax。这时的上限值Tmax可以根据转矩检测部1的规格决定。即，根据转矩检测部1的输出信号中的具有较高可靠性的输出信号范围的边界值设定上述上限值Tmax即可。当检测转矩T变为饱和状态，存在控制不稳定的危险时，可以判断为发生了异常。

上述相加角运算部30还包括相加角限制部24、69，该相加角限制部24、69以规定的限制值ωmax限制加在控制角θC上的上一次值的相加角α的绝对值。如上所述，这样的相加角限制部24、69可以组合到速度型比例积分运算部60中。通过位置型比例积分运算部23求出相加角α时，对位置型比例积分运算部23的输出(相加角α)进行限制处理。

通过对相加角α加以恰当的限制，可以抑制与实际的转子50的旋转相比过大的绝对值的相加角α被加在控制角θC上。从而，可以适当地控制电动机3。

例如，与必要的电动机转矩相比，轴电流值Iγ*较小时，相加角α的绝对值变大，到达限制值ωmax。这时，控制角θC变为按照限制值ωmax离散的值，存在循环取有限个值的状态的问题。从而，有可能陷入无法将控制角θC收敛在恰当值的状态。为此，当相加角α上发生异常时，例如，相加角α连续取限制值ωmax时，执行异常处理。异常处理是例如积分项的初始化、从速度型比例积分运算切换到位置型比例积分运算、或者速度型比例积分运算中的积分值的复位。从而电动机的控制可以脱离异常状态，有效地促进控制角θC收敛于恰当值。

上述限制值ωmax例如可以是根据下式决定的值。但是，下式中的“最大转子角速度”是指电角中的转子角速度的最大值。

限制值＝最大转子角速度×运算周期

例如，当通过规定减速比的减速机构将电动机的旋转传递到车辆用转向装置的转向轴时，最大转子角速度通过最大转向角速度(转向轴的最大旋转角速度)×减速比×极对数来获得。“极对数”是指转子包括的磁极对(N极和S极的对)数。

上述电动机3可以是向车辆的转向机构2赋予驱动力的部件。这时，上述转矩检测部1用于检测施加在操纵上述车辆的方向的操作部件10上的转向转矩T。并且，上述指示转矩设定部21设定作为转向转矩T的目标值的指示转向转矩T^*。另外，上述相加角运算部30根据由上述指示转矩设定部21设定的指示转矩T^*和由上述转矩检测部1检测的转向转矩T之间的偏差ΔT，运算上述相加角α。

根据上述构成，设定了指示转向转矩T^*，根据该指示转向转矩T^*和转向转矩(检测值)T之间的偏差ΔT来运算上述相加角α。从而，相加角α被规定为使转向转矩T成为该指示转向转矩T^*的值，根据该值，规定控制角θC。因此，通过适当地规定指示转向转矩T^*，可以使电动机3产生适当的驱动力，且可以将其赋予转向机构2。即，依据转子50的磁极方向的旋转坐标系(dq坐标系)的坐标轴与上述虚拟轴之间的偏移量(负载角θL)被引导至对应于指示转向转矩T^*的值。其结果，从电动机3产生适当的转矩，可以向转向机构2赋予对应于驾驶员的转向意图的驱动力。

上述电动机控制装置还包括用于检测上述操作部件10的转向角的转向角检测部4，上述指示转矩设定部21优选为根据由上述转向检测部4检测的转向角设定指示转向转矩T^*的部件。根据该构成，根据操作部件10的转向角来设定指示转向转矩T^*，因此可以从电动机3产生对应于转向角的适当的转矩，可以将驾驶员施加在操作部件10上的转向转矩T引导至对应于转向角的值。从而可以获得良好的转向感。

上述指示转矩设定部21可以是根据由检测上述车辆的车速的车速检测部6检测的该车速来设定指示转向转矩T^*的部件。根据该构成，根据车速设定指示转向转矩T^*，因此可以进行所谓的车速感应控制。其结果，可实现良好的转向感。例如，车速越快、即越是以高速行驶，将指示转向转矩T^*设定为越小，获得良好的转向感。

以上，对本发明的三个实施方式进行了说明，但是还可以通过其他方式实施本发明。例如，在上述的实施方式中，异常监视部25通过监视相加角α和检测转向转矩T来判断是否发生控制异常，但是还可以监视其中的一个来判断是否发生了控制异常。

并且，在上述的实施方式中，对未包括旋转角传感器，专门通过无传感器控制来驱动电动机3的结构进行了说明，但是还可以是包括解算器等旋转角传感器，当旋转角传感器发生故障时，进行如上述的无传感器控制的构成。从而，在旋转角传感器发生故障时也可以持续驱动电动机3，可以持续转向辅助。

这时，当包括旋转角传感器时，在指示电流值生成部31，可以根据转向转矩和车速，按照规定的辅助特性发生δ轴指示电流值Iδ*。

并且，在上述的实施方式中，对将本发明适用于电动动力转向装置的例子进行了说明，但是本发明还可以适用于用于电动泵式油压动力转向装置的电动机控制，或者用于除了动力转向装置之外的，线控转向(SBW)系统、可变齿轮比(VGR)转向系统及其他车辆用转向装置包括的无刷电动机的控制。并且，不限定于车辆用转向装置，还可以在其他用途的电动机控制中适用本发明的电动机控制装置。

另外，可以在权利要求书中记载的范围内进行各种设计上的变更。

Claims (12)

1.一种电动机控制装置，用于控制具有转子以及与所述转子相对的定子的电动机，所述电动机控制装置包括：

电流驱动部，其以依据作为控制上的旋转角的控制角旋转的旋转坐标系的轴电流值驱动所述电动机；

控制角运算部，其在规定的各运算周期中，通过在控制角的上一次值上加上相加角来求出控制角的本次值；

转矩检测部，其用于检测施加在由电动机驱动的驱动对象上的除了电动机转矩之外的转矩；

指示转矩设定部，其设定应该施加在所述驱动对象上的指示转矩；以及

相加角运算部，其通过进行基于转矩偏差的比例积分控制，计算应该加在所述控制角上的所述相加角，其中，所述转矩偏差是由所述指示转矩设定部设定的指示转矩和由所述转矩检测部检测的转矩之间的转矩偏差。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其中，

所述相加角运算部包括位置型比例积分运算部，所述位置型比例积分运算部包括：

比例项运算部，其在所述转矩偏差上乘上比例增益来求出比例项；

积分项运算部，其在所述转矩偏差上乘上积分增益，且针对多个运算周期对该乘算值进行积分，从而求出积分项；以及

加法部，其将所述比例项和积分项相加，

所述电动机控制装置还包括：

异常监视部，其用于判断是否发生控制异常；以及

初始化部，其在通过所述异常监视部判断为发生控制异常的异常时，将所述积分项初始化。

3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，还包括：

异常监视部，其用于判断是否发生控制异常，

其中，所述相加角运算部包括：

位置型比例积分运算部，其包括：比例项运算部，其在所述转矩偏差上乘上比例增益来求出比例项；积分项运算部，其在所述转矩偏差上乘上积分增益，且针对多个运算周期对该乘算值进行积分，从而求出积分项；以及，加法部，其将所述比例项和积分项相加；

速度型比例积分运算部，其包括：比例要素运算部，其在所述转矩偏差的各运算周期之间的变化量上乘上比例增益来求出比例要素；积分要素运算部，其在所述转矩偏差上乘上积分增益来求出积分要素；加法部，其将所述比例要素和积分要素相加；以及积分处理部，其用于进行针对多个运算周期对所述加法部的加算结果进行积分的积分运算；以及

运算控制部，其在通过所述异常监视部判断为未发生控制异常的正常时，使所述速度型比例积分运算部有效，在通过所述异常监视部判断为发生了控制异常的异常时，将所述积分项初始化并且使所述位置型比例积分运算部有效。

4.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其中，

所述相加角运算部包括速度型比例积分运算部，所述速度型比例积分运算部包括：

比例要素运算部，其在所述转矩偏差的各运算周期之间的变化量上乘上比例增益来求出比例要素；

积分要素运算部，其在所述转矩偏差上乘上积分增益来求出积分要素；

加法部，其将所述比例要素和积分要素相加；以及

积分处理部，其用于进行针对多个运算周期对所述加法部的加算结果进行积分的积分计算；

所述电动机控制装置还包括：

异常监视部，其用于判断是否发生控制异常；以及

积分值复位部，其在通过所述异常监视部判断为发生了控制异常的异常时，将所述积分处理部的积分值复位为在所述转矩偏差上乘上所述比例增益后的值。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的电动机控制装置，其中，

所述异常监视部在所述相加角的绝对值大于等于规定的阀值的次数持续规定次数时判断为控制异常。

6.根据权利要求2～4中任一项所述的电动机控制装置，其中，

所述异常监视部在通过所述转矩检测部检测到的转矩是规定的饱和值时判断为控制异常。

7.一种用于车辆用转向装置的电动机控制装置，所述车辆用转向装置包括：具有转子以及与该转子相对的定子的电动机；以及通过所述电动机供给驱动力的车辆的转向机构，所述电动机控制装置包括：

电流驱动部，其以依据作为控制上的旋转角的控制角旋转的旋转坐标系的轴电流值驱动所述电动机；

控制角运算部，其在规定的各运算周期中，通过在控制角的上一次值上加上相加角来求出控制角的本次值；

转矩检测部，其用于检测施加在操作部件上的转向转矩；

指示转向转矩设定部，其设定应该施加在所述操作部件上的指示转向转矩；以及

相加角运算部，其通过进行基于转矩偏差的比例积分控制，计算应该加在所述控制角上的所述相加角，其中，所述转矩偏差是由所述指示转向转矩设定部设定的指示转向转矩和由所述转矩检测部检测的检测转向转矩之间的转矩偏差。

8.根据权利要求7所述的用于车辆用转向装置的电动机控制装置，其中，

所述相加角运算部包括位置型比例积分运算部，所述位置型比例积分运算部包括：

比例项运算部，其在所述转矩偏差上乘上比例增益来求出比例项；

积分项运算部，其在所述转矩偏差上乘上积分增益，且针对多个运算周期对该乘算值进行积分，从而求出积分项；以及

加法部，其将所述比例项和积分项相加，

所述电动机控制装置还包括：

异常监视部，其用于判断是否发生控制异常；以及

初始化部，其在通过所述异常监视部判断为发生控制异常的异常时，将所述积分项初始化。

9.根据权利要求7所述的用于车辆用转向装置的电动机控制装置，还包括：

异常监视部，其用于判断是否发生控制异常，

其中，所述相加角运算部包括：

位置型比例积分运算部，其包括：比例项运算部，其在所述转矩偏差上乘上比例增益来求出比例项；积分项运算部，其在所述转矩偏差上乘上积分增益，且针对多个运算周期对该乘算值进行积分，从而求出积分项；以及，加法部，其将所述比例项和积分项相加；

速度型比例积分运算部，其包括：比例要素运算部，其在所述转矩偏差的各运算周期之间的变化量上乘上比例增益来求出比例要素；积分要素运算部，其在所述转矩偏差上乘上积分增益来求出积分要素；加法部，其将所述比例要素和积分要素相加；以及积分处理部，其用于进行针对多个运算周期对所述加法部的加算结果进行积分的积分计算；以及

运算控制部，其在通过所述异常监视部判断为未发生控制异常的正常时，使所述速度型比例积分运算部有效，在通过所述异常监视部判断为发生了控制异常的异常时，将所述积分项初始化并且使所述位置型比例积分运算部有效。

10.根据权利要求7所述的用于车辆用转向装置的电动机控制装置，其中，

所述相加角运算部包括速度型比例积分运算部，所述速度型比例积分运算部包括：

比例要素运算部，其在所述转矩偏差的各运算周期之间的变化量上乘上比例增益来求出比例要素；

积分要素运算部，其在所述转矩偏差上乘上积分增益来求出积分要素；

加法部，其将所述比例要素和积分要素相加；以及

积分处理部，其用于进行针对多个运算周期对所述加法部的加算结果进行积分的积分计算；

所述电动机控制装置还包括：

异常监视部，其用于判断是否发生控制异常；以及

积分值复位部，其在通过所述异常监视部判断为发生了控制异常的异常时，将所述积分处理部的积分值复位为在所述转矩偏差上乘上所述比例增益后的值。

11.根据权利要求8～10中任一项所述的用于车辆用转向装置的电动机控制装置，其中，

所述异常监视部在所述相加角的绝对值大于等于规定的阀值的次数持续规定次数时判断为控制异常。

12.根据权利要求8～10中任一项所述的用于车辆用转向装置的电动机控制装置，其中，

所述异常监视部在通过所述转矩检测部检测到的转矩是规定的饱和值时判断为控制异常。

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