CN102916641B - 多相回转机械控制设备及使用其的电动助力转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多相回转机械控制设备及使用其的电动助力转向系统。多相回转机械控制设备（101至104）执行由于将转角传感器（85）附接到电动机（801、802）时的位置误差导致的角度误差的计算处理。控制设备（101至104）将d轴和q轴电流命令值设置为零。在外部旋转回转机械的回转轴（81）。控制设备（101至104）检测反电动力导致的相电流，转换相，并输出电压命令值，使得电流检测值变为零。控制设备（101至104）基于电压命令值来计算角度误差，并将存储角度误差作为角度校正值。控制设备（101至104）用所存储的角度校正值来校正转角传感器（85）的检测值。

Description

多相回转机械控制设备及使用其的电动助力转向系统

技术领域

本公开文件涉及用于控制电力变换器（power converter）的多相回转机械控制设备以及使用多相回转机械控制设备的电动助力转向系统，其中电力变换器将驱动电流提供给多相回转机械的一组线圈。

背景技术

传统上，校正将转角传感器附接到多相回转机械时的定位误差所导致的转角传感器的检测误差。根据JP 2011-128484A（专利文献1），通过比较旋转变压器（resolver）所检测到的实际电动机位置与理论位置来检测将旋转变压器附接到三相电动机时的定位误差，其中在该理论位置处，电动机在电动机的三相中的两相短路时停止。然后基于比较结果计算校正值。该校正值被存储在存储部中并用于校正所检测到的电动机位置。

根据专利文献1，假设以下情况：除非在曾经安装在车辆上之后将旋转变压器和电动机一起从车辆拆卸下来，否则一旦在制造电动机时计算了校正值之后校正值就不可能需要改变。在车辆的电动助力转向系统中所使用的电动机的情况下，例如，电动机主体以及根据电动机转角等来控制电动机主体的电子控制单元（ECU）彼此装配成可拆卸。可以例如通过设置在电动机主体侧的磁体和设置在ECU侧的磁检测器件的组合来构成转角传感器。根据该传感器配置，当仅拆卸ECU并代之以固定地附接至车辆的电动机主体时，将在ECU和电动机之间出现定位误差。在该实例中，需要在此计算校正值。

在专利文献1中，假设以下情况：在将回转轴维持在自由状态的同时，对每个部件单元执行三相中的两相的短路。因此，不可能在以下状态：电动机主体安装在特定结构上并且其回转轴耦合到负载。因此，为了仅计算一次校正值，需要将该电动机从该特定结构卸下来一次或者将电动机和ECU两者一起替换。这是低效的。

发明内容

因此，目的在于提供一种多相回转机械控制设备，其在不将多相回转机械从安装结构拆卸下来的情况下对转角传感器的定位错误所导致的角度误差进行检测，其中转角传感器被设置为检测多相回转机械的回转轴的转角。

根据一个方面，给构成多相回转机械的一组线圈提供驱动电流的多相回转机械控制设备包括转角传感器、电流检测器和控制单元。转角传感器检测多相回转机械的回转轴的转角。电流检测器检测每相的驱动电流。控制单元反馈电流检测器的每相电流检测值并控制输出给电力变换器的电压命令值。

控制单元被配置为当在多相机械的外部旋转多相回转机械（801、802）的回转轴（81）时将电压命令值计算为使得驱动电流变为零，计算表示转角传感器的转角检测值与多相回转机械的回转轴的实际转角值之差的角度误差，并对转角传感器的转角检测值执行与角度误差对应的转角校正

附图说明

根据参照附图给出的以下描述，上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显。在附图中：

图1是示出根据第一实施例的多相回转机械的控制设备的框图；

图2是示出使用了根据第一实施例的多相回转机械的控制设备的电动助力转向系统的示意图；

图3是第一供电系统的逆变器的电路图，通过根据第一实施例的多相回转机械的控制设备来控制该第一供电系统；

图4是示出电动机回转轴的实际转角和转角传感器的转角检测值之间的关系的说明图；

图5A、5B、5C、5D、5E和5F是示出电压命令值和角度误差之间的关系的说明曲线；

图6是示出根据第一实施例的多相回转机械的控制设备中使用的转角传感器的角度误差的计算处理的流程图；

图7是示出根据第二实施例的多相回转机械的控制设备的框图；

图8是示出根据第二实施例的多相回转机械的控制设备中使用的转角传感器的角度误差的计算处理的流程图；

图9是示出根据第三实施例的多相回转机械的控制设备的框图；

图10是示出根据第三实施例的多相回转机械的控制设备中使用的转角传感器的角度误差的计算处理的流程图；

图11是示出根据第四实施例的多相回转机械的控制设备的框图；以及

图12是示出根据第四实施例的多相回转机械的控制设备中使用的转角传感器的角度误差的计算处理的流程图。

具体实施方式

将参照多个实施例来描述多相回转机械控制设备，其中该控制设备被实施在电动助力转向系统中。

（第一实施例）

将参照图1至图6来描述根据第一实施例的多相回转机械的控制设备，称作多相回转机械控制设备。

如图2所示，电动助力转向系统1设置在转向系统90中。在系统90中，扭矩传感器94附接至方向盘91的转向轴92，用于检测转向扭矩。主动齿轮(pinion gear）96设置在转向轴92的上端并与齿条轴（rack shaft）97咬合。一对车轮98通过尖端杆（tie rod）等（未示出）可旋转地与齿条轴97的两端耦合。转向轴92的旋转运动通过主动齿轮96改变为齿条轴97的线性运动，从而通过与齿条轴97的线性运动对应的角度使这对车轮98转向。

电动助力转向系统1包括传动装置2和减速齿轮89。传动装置2使回转轴81旋转。减速齿轮89在减速后将回转轴81的旋转传递到转向轴92。制动装置2由电动机801和ECU（电子控制单元）5组成。电动机801是多相回转机械，其生成转向协助扭矩。ECU5驱动电动机801。电动机801是三相无刷电动机，其使减速齿轮89在正向和反向上旋转。电动机801和ECU5彼此组装为可拆卸。

在ECU5中包括微机（MC）101和逆变器（INV）60。微机101是控制单元。逆变器60是电力转换装置，其根据来自微机101的命令来控制提供给电动机801的电力。转角传感器85设置在电动机801和ECU5的边界上，以检测电动机801的回转轴81的转角。转角传感器85由诸如磁体的磁检测器件以及诸如霍尔器件或磁致电阻器件的磁检测器件构成。

在第一实施例中，磁体附接至电动机回转轴81的端部，并且磁检测器件设置在ECU 5的基板上。当磁体绕回转轴81旋转时，磁检测器件输出随着回转轴81的转角变化的电压信号。基于该输出信号来检测转角θ。除非另外具体限定，否则转角θ表示电角度。

从而回转轴81的转角的当前值被馈送回微机101。微机101基于转角信号、扭矩传感器94的转向扭矩信号、车辆速度传感器（未示出）的车辆速度信号等来控制给逆变器60的输出。电动助力转向系统1的传动装置2生成转向协助扭矩并将其传递给转向轴92，从而协助方向盘91的转向操作。

如图3所示，电动机801包括一组三相线圈，这些线圈被提供有来自逆变器60的电力。逆变器60以及与逆变器60对应的三相线圈共同构成一个给电动机801供电的供电系统。即，电动机801的这组三相线圈（U相、V相和W相）被一个供电系统的逆变器60供电。

逆变器60将从电池57通过线圈58和电阻器59供应的DC电力转换为AC电力。逆变器60由开关器件67（六个开关器件611、612、621、622、631和632）、预驱动器68和电容器69构成。开关器件67被设置为电池57侧的三相桥接电路的电力继电器。开关器件置611、612、622、631和632（611至632）构成三相桥接电路的上分支和下分支。预驱动器68将选通开关信号输出到开关器件611至632。电容器69并联连接至桥接电路的各个分支以滤除噪声。

开关器件611至632是例如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。在构成上分支的高电位侧开关器件611、621和631与构成下分支的低电位侧开关器件612、622和632之间的连接点（junction）分别连接到U相、V相和W相。这些连接点处的电压被称作电动机801的端电压。

如图1所示那样配置包括ECU 5和电动机801的传动装置2。在传动装置2的驱动下旋转的负载88包括：耦合到减速齿轮89并一起旋转的转向轴92的运动负载，以及线性运动的齿条轴97的运动负载。负载88还包括当使车轮98转向以改变方向时、当车轮98与路面接触时所产生的摩擦负载。

如图1所示，传动装置2包括微机101、逆变器60、电动机801、转角传感器85、电流检测器70等。电流检测器70被设置为电流检测装置。电流检测器70逐相检测逆变器60提供给电动机80的相电流Iu、Iv、Iw。微机101包括电流命令值计算部151、三相到两相转换部251、控制部301和两相到三相转换部351。

电流命令值计算部151将电流命令值Iq*和Id*输出至作为控制计算部的控制部301。在正常的转向协助操作中，扭矩传感器94的扭矩信号和车辆速度传感器（未示出）的车辆速度信号被输入到电流命令值计算部151。电流命令值计算部151基于这些输入信号来计算电流命令值Iq*和Id*。

三相到两相转换部251基于从转角传感器85馈送的转角θ，将电流检测器70的三相电流检测值Iu、Iv和Iw转换为q轴电流检测值Iq和d轴电流检测值Id。d轴电流对应于激发电流（energization current）或场电流，其平行于磁通方向。q轴电流对应于扭矩电流，其与磁通方向正交。即，d轴电流和q轴电流彼此正交，如图4所示。对相电流进行转换所用的电流轴不限于磁通的方向以及与磁通正交的方向。电流轴可以是彼此正交的矢量。

q轴电流的命令值Iq*与检测值Iq之差以及d轴电流的命令值Id*与检测值Id之差被输入至控制部301。控制部301计算电压命令值Vq、Vd以使这些差收敛到零（0）。例如，控制部301执行PI（比例积分）计算。三相到两相转换部351基于从转角传感器85馈送回的转角θ来进行转换，将两相电压命令值Vq和Vd转换为U相、V相和W相的三相电压命令值Vu、Vv和Vw。

在正常的转向协助操作中，逆变器60根据三相电压命令值Vu、Vv和Vw向电动机80提供相电流Iu、Iv和Iw。电流检测值Iq和Id随着电流命令值Iq*和Id*改变。

在最初制造传动装置2时将ECU5组装到电动机801的情况下，转角传感器85附接得有时在轴81的旋转方向上有一些定位误差。当修理电动助力转向系统1时，在已经将ECU5从传动装置2拆卸下来之后，在一些情况下将该ECU5再次组装到电动机801而没有更换ECU5。在其他情况下，将新的ECU5组装到电动机801，即更换新的ECU5。在这些情况下，转角传感器85被组装得在旋转方向上有些定位误差。

图4示出了电动机回转轴81的实际转角θ和转角传感器85的转角检测值θm之间的关系。关于实线所表示的d轴和q轴来示出实际的转角θ。关于虚线所表示的、作为虚轴的dm轴和qm轴来示出转角检测值θm。回转轴81的实际转角θ与转角检测值θm之差被表示是角度误差Δθ，如下：

Δθ=θm-θ    （1）

由定位误差等导致的角度误差Δθ将降低微机101的控制精度。

因此，除了上面描述的那些部分之外，微机101还被提供有角度误差计算部401和非易失性存储器45，其中非易失性存储器45是校正值存储部。角度误差计算部401基于从控制部301输出的电压命令值Vq和Vd来计算角度误差Δθ，并将角度误差Δθ存储在非易失性存储器45中。通过转角检测值θm减去角度校正值Δθ计算出实际转角θ。因此，微机101可以通过利用校正后的转角来控制电动机。

一旦ECU5被附接至电动机801，则角度误差Δθ不改变，直到从电动机801上拆卸下该ECU5为止。因此，仅在最初制造时以及在更换ECU5时才需要对角度误差Δθ进行检测。该处理被称作转角传感器85的（转角传感器）角度误差计算处理，并且执行起来与正常的转向协助操作有些不同。

参照图1描述了角度误差计算处理的运算。如图1所示，具有三相线圈的电动机801被提供有来自逆变器60的电力。电流检测器70检测提供给线圈的三相电流Iu、Iv和Iw。这些相电流检测值连同转角θ一起被反馈给三相到两相转换部251，并被三相到两相转换部251转换为q轴电流检测值Iq和d轴电流检测值Id。电流命令值计算部151在没有转向扭矩信号和车辆速度信号的输入的情况下输出电流命令值Iq*和Id*以达到正常的转向协助操作中所需要的零安培。

当回转轴81被驱动得旋转角度θ时，电动机801生成反电动力并且电流在三相线圈中流动。因为在将转角传感器85附接到电动机801时的定位误差，转角传感器85的转角检测值θm与实际的转角θ相差等式（1）所限定的角度Δθ（=θm-θ）。如果转角传感器85被附接得没有定位误差并且角度误差Δθ为零，则d轴电流检测值Id为零。如果转角传感器85被附接得有一些定位误差，则角度误差Δθ不为零，并因此d轴电流检测值也不为零。

如果d轴电流检测值Id不为零，则控制部301将电压命令值Vq和Vd计算为使得电流检测值Iq和Id按照电流命令值Iq*和Id*命令的那样变为零。这些电压命令值Vd和Vq被输出到两相到三相转换部351。两相到三相转换部351将Vq和Vd转换为三相电压命令值Vu、Vv和Vw并将其输出到逆变器60。三相电压命令值Vu、Vv和Vw用于抵消与角度误差Δθ对应的反电动力。

角度误差计算部401输入来自控制部301的电压命令值Vq和Vd，并针对每个系统（图5A至图5F）具体基于如下等式（2）将角度误差Δθ计算为电压命令值Vq和Vd的正切函数。在如下等式中，A是常数。Δθ＝A×tan(Vd/Vq)···(2)

图5A、图5C和图5E示出了回转轴81的转速与电压命令值Vq和Vd之间的关系。图5B、图5D和图5F示出了电压命令值（向量）Vq、Vd与角度误差Δθ之间的关系。

图5C和图5D示出了定位误差为零（Δθ=0）的情况。在该情况下，转角检测值θm等于实际转角θ。图5A和图5B分别示出了电压命令值Vd大于零和定位误差Δθ大于零（Vd>0以及Δθ>0）的情况。图5E和图5F分别示出了电压命令值Vd小于零和定位误差Δθ小于零（Vd<0以及Δθ<0）的情况。在存在角度误差的情况下，即，Δθ≠0，需要校正转角检测值θm。

角度误差Δθ被存储在非易失性存储器45中。微机101将位置误差Δθ用作角度校正值。即，通过转角传感器85的转角检测值θm减去角度校正值Δθ来计算经校正的转角。在控制电动机801时，经校正的转角θ被用作实际的转角。具体地，经校正的转角θ被输入至三相到两相转换部251和两相到三相转换部351（图1）。

接下来将参照图6来描述微机101执行的转角误差计算处理，其中“S”表示步骤。要注意，微机101被编程为通过软件来执行以下处理步骤。然而，此处假设微机101被配置为通过其功能部151、251、301、351、401等执行以下步骤，这些功能部对应于硬件电路。

在S00，电流命令值Iq*和Id*被设置为零安培。在S10，在外部（即通过从外部施加力）使电动机801的回转轴81旋转。具体地，通过使方向盘91旋转来旋转转向轴92。在该情况下，车轮98与地面接触时产生的摩擦对回转轴81加载有旋转负载。因此，优选地通过提升车辆或在低摩擦表面（例如，冰面）上旋转方向盘91。

在S20处，检查回转轴81的转速N（每单位时间的转角）处于最大值Nmax和最小值Nmin所限定的预定范围内。当转速小于该预定范围的最小值Nmin时，可以理解到，回转轴81由于旋转负载而导致无法正确旋转。当转速大于该预定范围的最大值Nmax时，可以理解到，回转轴81以转角传感器85无法检测到的高速来旋转。如果S20处的检查结果为否，则在需要的情况下改变停车条件而重复S10。如果在S20处的检查结果为是，则执行下一步骤S30。

在S30，通过电流检测器70检测电动机801的线圈中流动的电流Iu、Iv和Iw。在S40，检测到的电流经过三相到两相转换。此处，电流Iu、Iv和Iw被转换为Iq和Id。在S50，控制部301输出电压命令值Vq和Vd。在S60，角度误差计算部401输入电压命令值Vq和Vd。在S70，角度误差计算部401计算角度误差Δθ。在S90，角度误差Δθ作为角度校正值而被存储在非易失性存储器45中。

根据第一实施例，微机101计算转角传感器85的角度误差Δθ，其中电动机801固定到车辆。结果，例如，当包括微机101的ECU5被设置为可从电动机801拆卸下来的情况下用新的ECU更换该ECU5时，确定角度校正值Δθ以抵消转角传感器85的定位误差，而无需从车辆拆卸该电动机801。

具体地，在外部旋转电动机801的回转轴81而不会受到车轮98和路面之间的摩擦的影响，从而每相线圈产生反电动力。仅在电动机801的转速处于预定范围内时才计算角度误差Δθ。即，当转速小于该预定范围的最小值时，确定回转轴81因为旋转负载而无法满意地旋转。在该情况下，不计算角度误差。当转速大于该预定范围的最大值时，确定转角传感器85因为自己的检测能力有限而不能够检测该转速。在该情况下，也不计算角度误差。因此，防止了角度误差Δθ的误差计算。

（第二实施例）

将参照图7和图8来描述根据第二实施例的多相回转机械控制设备，其中用相同或相似的参考标号表示相同或相似的部件。

如图7所示，电动机802具有两组三相线圈（第一线圈组和第二线圈组），并分别被两组逆变器（第一逆变器和第二逆变器）601和602提供电力。第一电流检测器701检测提供给第一供电系统的第一线圈组的相电流Iu1、Iv1、Iw1。第二电流检测器702检测提供给第二供电系统的第二线圈组的第二相电流Iu2、Iv2、Iw2。针对每个供电系统，这些相电流被微机102的三相到两相转换部252转换为q轴电流检测值Iq1、Iq2和d轴电流检测值Id1、Id2。电流命令值计算部152输出与零安培对应的电流命令值Iq1*、Id1*、Iq2*和Id2*。

当将回转轴81驱动为旋转角度θ时，电动机802生成反电动力，并且电流在这两组三相线圈中流动。因为将转角传感器85附接到电动机802时的定位误差，转角传感器85的转角检测值θm与实际的转角θ相差等式（1）所限定的角度Δθ（=θm-θ）。如果转角传感器85被附接得没有定位误差并且角度误差Δθ为零，则d轴电流检测值Id1和Id2为零。如果转角传感器85被附接得有些定位误差，则角度误差Δθ不为零，并因此d轴电流检测值Id1和Id2也不为零。

如果d轴电流检测值Id1和Id2不为零，则控制部302计算电压命令值Vq1、Vd1、Vq2和Vd2，使得电流检测值Iq1、Id1、Iq2和Id2按照电流命令值Iq1*、Id1*、Iq2*和Id2*命令的那样变为零。这些电压命令值Vq1、Vd1、Vq2和Vd2被输出到两相到三相转换部352。两相到三相转换部352将电压命令值Vq1、Vd1、Vq2和Vd2转换为三相电压命令值Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2和Vw2并将它们输出到逆变器601和602。这些三相电压命令值Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2和Vw2用于抵消与角度误差Δθ对应的反电动力。

角度误差计算部402输入来自控制部302的电压命令值Vq1、Vd1、Vq2和Vd2，并针对每个供电系统基于以下等式（2a）和（2b）计算每个角度误差Δθ1和Δθ2。

Δθ1＝A×tan(Vd1/Vq1)···(2a)

Δθ2＝A×tan(Vd2/Vq2)···(2b)

如以下参照流程图描述的那样检查是否存在异常。如果不存在异常，则基于以下等式（3）来计算角度误差Δθ1和Δθ2的平均值，并将平均值存储在非易失性存储器45中作为角度误差Δθ。

Δθ＝(Δθ1+Δθ2)/2···(3)

之后，微机102将角度误差Δθ用作角度校正值。

接下来参照图8来描述微机102所执行的转角误差计算处理。在该流程图中，相同的步骤标号用于指代与第一实施例中的步骤基本相同的步骤。通过仅改变步骤标号的最后一个数字来修改与从一个系统到两个系统的变化相应的修改步骤。

在步骤S01，电流命令值Iq1*、Id1*、Iq2*和Id2*全部被设置为零安培。与第一实施例（图6）的方式相同的方式执行S10、S20和S30。S41至S47类似于第一实施例中执行的S40至S70，但是每个步骤中的处理都是双倍的，这是因为供电系统的数量从一个系统变成了两个系统。在S41，针对每个供电系统，所检测到的电流经过三相到两相转换。在S51，控制部302输出电压命令值Vq1、Vd1、Vq2和Vd2。在S61，角度误差计算部402输入电压命令值Vq1、Vd1、Vq2和Vd2。在S71，角度误差计算部402计算第一供电系统和第二供电系统的角度误差Δθ1和Δθ2。

S81和S82是第二实施例特有的。在S81，检查角度误差Δθ的最大值Δθmax减去角度误差Δθ的最小值Δθmin计算出的差是否小于预定值K。

在两个供电系统的情况下，角度误差Δθ1和Δθ2中较大的值对应于最大值Δθmax，角度误差Δθ1和Δθ2中较小的值对应于最小值Δθmin。在包括三个或更多个供电系统的其他实施例的情况下，通过确定最大值Δθmax和最小值Δθmin来计算该差。

如果S81处的检查结果为否，则执行S82。在S82，确定存在异常并通过警报灯、鸣笛等将该异常通知给用户。当针对每个供电系统计算出的位置误差Δθ的最大值Δθmax和最小值Δθmin不同于预定值K时，S81处的检查结果为否。当多个供电系统中的任一个中的线圈或逆变器601、602发生故障、或当在逆变器和线圈正常的情况下由于噪声等而未精确检测到转角时，导致该情况。在因为噪声而无法准确检测到旋转位置的情况下，可以在再次执行S01时精确检测角度误差Δθ。在逆变器或线圈有故障的情况下，需要维修或更换这样的故障部件。

如果在S81处的检查结果为是，则执行S91。在S91，计算两个供电系统的角度误差Δθ1和Δθ2的平均值作为整个系统的角度误差Δθ，并将其存储在非易失性存储器45中。在包括三个或更多个系统的其他实施例中，计算所有供电系统的角度误差的平均值作为角度误差Δθ。

根据第二实施例，非易失性存储器45存储角度误差计算部402针对包括逆变器601和602的两个供电系统而计算出的角度误差Δθ1和Δθ2的平均值作为角度校正值Δθ。结果，即使两个供电系统的角度误差不同，仍可以确定最佳角度校正值Δθ。

如果角度误差Δθ1与Δθ2之差大于预定值K，则转角传感器85的转角检测值被确定为异常。当各个供电系统的角度误差之间的差不处于通常预期的范围内时，估计存在异常。通过如上所述地确定转角检测值θm，防止不正确地计算角度误差Δθ以及在之后用不正确的角度校正值来校正转角。由于转角传感器85的转角检测值的异常被通知给用户，因而可以迅速地解决异常。

（第三实施例）

将参照图9和图10来描述根据第三实施例的多相回转机械控制设备。

在第三实施例中，电动机802具有两组三相线圈并分别被两组逆变器601和602供电。电流检测器701检测提供给第一供电系统的线圈的相电流Iu1、Iv1和Iw1。电流检测器702检测提供给第二供电系统的线圈的相电流Iu2、Iv2和Iw2。针对每个供电系统，这些相电流被微机103的三相到两相转换部252转换为q轴电流检测值Iq1、Iq2和d轴电流检测值Id1、Id2。电流命令值计算部152输出与零安培对应的电流命令值Iq1*、Id1*、Iq2*和Id2*。

当回转轴81被驱动为旋转角度θ时，电动机802生成反电动力并且电流在这两组三相线圈中流动。因为在将转角传感器85附接到电动机802时的定位误差，转角传感器85的转角检测值θm与实际的转角θ相差等式（1）所限定的角度Δθ（=θm-θ）。如果转角传感器85被附接得没有定位误差并且角度误差Δθ为零，则d轴电流检测值Id1和Id2为零。如果转角传感器85被附接得有一些定位误差，则角度误差Δθ不为零，并因此d轴电流检测值Id1和Id2也不为零。

如果d轴电流检测值Id1和Id2不为零，则控制部301计算电压命令值Vq1、Vd1、Vq2和Vd2，使得电流检测值Iq1、Id1、Iq2和Id2按照电流命令值Iq1*、Id1*、Iq2*和Id2*命令的那样变为零。电压命令值Vq1和Vq2相加，并且电压命令值Vd1和Vd2相加。所得到的电压命令值Vq和Vd被输出到两相到三相转换部352。两相到三相转换部352将电压命令值Vq和Vd转换为三相电压命令值Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2和Vw2，并将其输出到逆变器601和602。三相电压命令值Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2和Vw2用于抵消与角度误差Δθ对应的反电动力。

角度误差计算部401输入来自控制部303的电压命令值Vq和Vd并针对每个供电系统基于下列等式（2）来计算角度误差Δθ。

Δθ＝A×tan(Vd/Vq)···(2)

该角度误差Δθ被存储在非易失性存储器45中。之后，微机103将角度误差Δθ用作角度校正值。

接下来将参照图10来描述微机103执行的转角误差计算处理。类似于第二实施例（图8）那样执行S01。类似于第一实施例（图6）那样执行S10、S20和S30。类似于第二实施例（图8）那样执行S41，从而针对每个供电系统，所检测到的电流经过三相到两相转换。在S51，控制部303计算电压命令值Vq1、Vd1、Vq2和Vd2。此外，通过将电压命令值Vq1和Vq2相加以及将Vd1和Vd2相加来计算电压命令值Vq和Vd。所得到的电压命令值Vq和Vd被输出。类似于第一实施例（图6）那样执行S60、S70和S90。

根据第三实施例，角度误差计算部401通过计算两个供电系统的电压命令值之和来计算整个系统的电压命令值Vq和Vd。结果，减小了角度误差计算部401的处理负荷。

（第四实施例）

将参照图11和图12来描述根据第四实施例的多相回转机械控制设备。

在第四实施例中，电动机802具有两组三相线圈并分别由两组逆变器601和602供电。电流检测器701检测提供给第一供电系统的线圈的相电流Iu1、Iv1和Iw1。电流检测器702检测提供给第二供电系统的线圈的相电流Iu2、Iv2和Iw2。针对每个系统，这些相电流被微机104的三相到两相转换部252转换为q轴电流检测值Iq1、Iq2和d轴电流检测值Id1、Id2。然后，计算q轴电流检测值之和（Iq=Iq1+Iq2）与d轴电流检测值之和（Id=Id1+Id2）。电流命令值计算部151输出与零安培对应的电流命令值Iq*和Id*。

当回转轴81被驱动为旋转角度θ时，电动机802生成反电动力并且电流在这两组三相线圈中流动。因为在将转角传感器85附接到电动机802时存在定位误差，所以转角传感器85的转角检测值θm与实际转角θ相差等式（1）所限定的角度Δθ（=θm-θ）。如果转角传感器85被附接得没有定位误差并且角度误差Δθ为零，则d轴电流检测值Id1和Id2之和（Id=Id1+Id2）为零。如果转角传感器85被附接得有一些定位误差，则角度误差Δθ不为零，并因此d轴电流检测值Id1和Id2之和Id也不为零。

如果d轴电流检测值Id1和Id2之和Id不为零，则控制部301将电压命令值Vq和Vd计算为使得电流检测值之和Id与Id按照电流命令值Iq*和Id*命令的那样变为零。所得到的电压命令值Vq和Vd被输出到两相到三相转换部352。两相到三相转换部352将电压命令值Vq和Vd转换为三相电压命令值Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2和Vw2并将其输出到逆变器601和602。这些三相电压命令值Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2和Vw2用于抵消与角度误差Δθ对应的反电动力。

角度误差计算部402输入来自控制部301的电压命令值Vq和Vd并针对每个供电系统基于以下等式（2）来计算角度误差Δθ。

Δθ＝A×tan(Vd/Vq)···(2)

角度误差Δθ被存储在非易失性存储器45中。之后，微机101将角度误差Δθ用作角度校正值。

接下来将参照图12来描述微机104执行的转角误差计算处理。类似于第一实施例（图6）那样执行S00、S10、S20和S30。在S42，针对每个供电系统执行三相到两相转换。此外，分别通过将Iq1和Iq2相加以及将Id1和Id2相加来计算电流命令值Iq和Id。类似于第一实施例（图6）那样执行S50、S60、S70和S90。

根据第四实施例，控制部301计算两个供电系统的电流检测值之和Iq和Id，使其按照电流命令值Iq*和Id*那样变为零安培。结果，减小了控制部301的处理负荷。

（其他实施例）

可以按照如下方式进一步修改上述实施例。

（a）作为电力转换装置提供的逆变器60、601、601的配置，例如，开关器件611至632、电力继电器67和电容器69的规格不限于图3中例示的那样。

（b）安装有电力逆变器60、601、602等的电力基板可以与安装有微机101至104等的控制基板一体形成或单独形成。即，如果作为控制装置提供的微机101等与电动机801等拆卸时，包括逆变器60等的电力基板可以在微机101侧或在电动机801侧。

（c）在计算两个供电系统的角度误差Δθ1和Δθ2的平均值的第二实施例中，可以通过加权来计算。

（d）参照了两个供电系统来描述第二至第四实施例，它们可以修改为三个或更多个系统。

Claims (6)

1.一种用于控制电力变换器(60、601、602)的多相回转机械控制设备，所述电力变换器(60、601、602)向构成多相回转机械(801、802)的线圈组提供驱动电流，所述控制设备包括：

转角传感器(85)，用于检测所述多相回转机械(801、802)的回转轴(81)的转角；

电流检测器(70、701、702)，用于检测每相的驱动电流；以及

控制单元(101至104)，用于反馈所述电流检测器(70、701、702)的每相电流检测值并控制输出到所述电力变换器(60、601、602)的电压命令值，

其中，所述控制单元(101至104)被配置为当在所述多相回转机械(801、802)的外部旋转所述多相回转机械(801、802)的回转轴(81)时，将所述电压命令值计算为使得所述驱动电流变为零，计算表示所述转角传感器(85)的转角检测值与所述多相回转机械(801、802)的回转轴(81)的实际转角值之差的角度误差，并对所述转角传感器(85)的转角检测值执行与所述角度误差对应的转角校正，

其特征在于，所述控制单元(101至104)被进一步配置为：当在外部旋转所述多相回转机械(801、802)的回转轴(81)时，仅在所述多相回转机械(801、802)的转速处于预定范围的情况下才计算所述角度误差；针对与设置在所述多相回转机械(802)中的多个线圈组对应的多个电力变换器(601、602)中的每个电力变换器计算所述角度误差；存储与所述多个电力变换器(601、602)对应地计算出的多个角度误差的平均值；以及如果所述多个电力变换器(601、602)的多个角度误差的最大值与最小值之差大于预定值，则确定所述转角传感器(85)的转角检测值异常。

2.根据权利要求1所述的多相回转机械控制设备，

其中所述控制单元(101至104)包括：

电流转换部(251、252)，用于将所述电流检测器(70、701、702)的每相电流检测值转换为d轴的电流检测值和q轴的电流检测值，所述d轴与所述q轴彼此正交；

电流命令值计算部(151、152)，用于命令零安培作为所述d轴的电流命令值和所述q轴的电流命令值；

控制计算部(301至303)，用于将所述d轴的电压命令值和所述q轴的电压命令值计算为使得所述电流检测值变为零安培；

角度误差计算部(401、402)，用于基于由控制计算部(301至303)计算出的所述d轴的电压命令值和所述q轴的电压命令值来计算所述角度误差；以及

角度校正值存储部(45)，用于存储所述角度误差计算部(401、402)计算出的所述角度误差作为角度校正值，以及

其中，所述角度误差计算部(401、402)被配置为将所述角度误差计算为Δθ＝A×tan(Vd/Vq)，其中假设Δθ为所述角度误差，以及Vd和Vq是当在外部旋转所述多相回转机械(801、802)的回转轴(81)时所述控制计算部(301至303)计算出的所述d轴的电压命令值和所述q轴的电压命令值。

3.根据权利要求1所述的多相回转机械控制设备，其中：

所述控制单元(102)被配置为向用户通知所述转角传感器异常。

4.根据权利要求2所述的多相回转机械控制设备，其中：

所述角度误差计算部(401)被配置为：针对与所述多相回转机械(802)中设置的多个线圈组对应的多个电力变换器(601、602)中的每个电力变换器，基于所述控制计算部(303)计算出的所述电压命令值之和，来计算所述角度误差。

5.根据权利要求2所述的多相回转机械控制设备，其中：

所述控制计算部(301)被配置为将所述电流转换部(252)针对与所述多相回转机械(802)中设置的多个线圈组对应的多个电力变换器(601、602)中的每个电力变换器而转换的所述电流命令值之和计算为使得所述电流命令值之和变为零。

6.一种电动助力转向系统，包括：

根据权利要求1或2所述的多相回转机械控制设备；以及

驱动力传递装置(89)，用于将所述多相回转机械(801、802)的旋转传递到转向轴(92)，从而协助车辆的转向操作。