CN113196643B - 马达控制装置、电动致动器产品以及电动助力转向装置 - Google Patents

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Abstract

马达控制装置具有：3次谐波运算部(60)，其根据3相电压指令值中的占空比最大的最大相的电压指令值和占空比最小的最小相的电压指令值的平均值来运算第一3次谐波；振幅运算部(61)，其运算3相电压指令值的振幅；3次谐波转换部(62、62’、63、65～67)，其根据第一3次谐波和3相电压指令值的振幅而转换为第二3次谐波；以及校正部(64)，其通过从3相电压指令值中减去第二3次谐波来校正3相电压指令值。

Description

马达控制装置、电动致动器产品以及电动助力转向装置
技术领域
本发明涉及对3相马达进行控制的马达控制装置、以及具有由该马达控制装置控制的3相马达的电动致动器产品和电动助力转向装置。
背景技术
为了改善施加于3相马达的施加电压的有效利用率，公知有将3次谐波重叠于3相电压指令值的技术。
在下述专利文献1的技术中，将3相电压指令值中的占空比最大的最大相的电压指令值和占空比最小的最小相的电压指令值的平均值计算为3次谐波，而重叠于3相电压指令值。
在下述专利文献2的技术中，将3相电压指令值在各个相中超过其振幅的√3/2倍的超过部分合成而生成3次谐波，重叠于3相电压指令值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第3480843号说明书
专利文献2：日本特许第5532904号说明书
发明内容
发明要解决的课题
如上述专利文献1那样，如果将3相电压指令值的最大相和最小相的电压指令值的平均值作为3次谐波而重叠于3相电压指令值，则有时由于在重叠后的波形中产生的突变点而产生噪声。
本发明是着眼于上述课题而完成的，其目的在于，在为了改善电压利用率而根据3相电压指令值的最大相和最小相的电压指令值的平均值来运算重叠于3相电压指令值的3次谐波的马达控制装置中，以使在重叠了3次谐波后的波形中产生的突变点缓和的方式对3次谐波进行校正。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的一个方式的马达控制装置具有：电压指令值运算部，其运算施加于3相马达的3相电压指令值；3次谐波运算部，其根据3相电压指令值中的占空比最大的最大相的电压指令值和占空比最小的最小相的电压指令值的平均值，运算第一3次谐波；振幅运算部，其运算3相电压指令值的振幅；转换部，其根据第一3次谐波和3相电压指令值的振幅，将第一3次谐波转换为第二3次谐波；校正部，其通过从3相电压指令值中减去第二3次谐波来校正3相电压指令值；以及驱动电路，其根据校正后的3相电压指令值来对所述3相马达进行驱动。
根据本发明的其他实施方式，提供电动致动器产品，其具有所述马达控制装置以及由马达控制装置控制的3相马达。
根据本发明的另一实施方式，提供电动助力转向装置，其具有所述马达控制装置以及由马达控制装置控制的3相马达，该电动助力转向装置通过3相马达对车辆的转向系统赋予转向辅助力。
发明效果
根据本发明，在为了改善电压利用率而根据3相电压指令值的最大相和最小相的电压指令值的平均值来运算重叠于3相电压指令值的3次谐波的马达控制装置中，能够以使在重叠了3次谐波后的波形中产生的突变点缓和的方式对3次谐波进行校正。
附图说明
图1是示出实施方式的电动助力转向装置的一例的概要的结构图。
图2是示出图1所记载的控制单元的功能结构的一例的框图。
图3A是示出图2所记载的指令值校正部的功能结构的一例的框图。
图3B是示出图3A所记载的3次谐波运算部的功能结构的一例的框图。
图3C是示出图2所记载的指令值校正部的功能结构的另一例的框图。
图4是利用3次谐波运算部运算出的3次谐波进行校正时的3相电压指令值的波形的说明图。
图5是对3次谐波运算部运算出的3次谐波进行校正后的校正后3次谐波的说明图。
图6是对利用3次谐波运算部运算出的3次谐波进行校正后的3相电压指令值和利用校正后3次谐波进行校正后的3相电压指令值进行比较的图。
图7是3次谐波运算部运算出的3次谐波、3相电压指令值的振幅以及校正增益的关系的说明图。
图8是示出第1实施方式的增益运算部的功能结构的一例的框图。
图9是第1实施方式的马达控制方法的一例的流程图。
图10是第2实施方式的校正后3次谐波的说明图。
具体实施方式
参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，以下所示的本发明的实施方式例示了用于将本发明的技术思想具体化的装置及方法，本发明的技术思想并不是将构成部件的结构、配置等特定为下述内容。本发明的技术思想可以在权利要求书所记载的权利要求所规定的技术范围内施加各种变更。
(第1实施方式)
(结构)
图1示出实施方式的电动助力转向装置的结构例。转向盘1的转向轴(换向轴、转向盘轴)2经由减速齿轮3、万向节4A和4B、齿轮齿条机构5而与转向车轮的转向拉杆6连结。在转向轴2设置有检测转向盘1的转向扭矩的扭矩传感器10，辅助转向盘1的转向力的3相马达20经由减速齿轮3与转向轴2连结。
控制助力转向装置的控制单元(ECU)30被从作为电源的电池14供给电力，并且被从点火键11输入点火键信号，控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vh，使用辅助映射图等进行辅助指令的转向辅助指令值的运算，基于运算出的转向辅助指令值来控制向3相马达20供给的电流I。
在这样构成的电动助力转向装置中，由扭矩传感器10检测从转向盘1传递来的基于驾驶员的转向盘操作的转向扭矩Th，按照基于检测出的转向扭矩Th和车速Vh计算出的转向辅助指令值来驱动控制3相马达20，该驱动作为驾驶员的转向盘操作的辅助力(转向辅助力)被赋予给转向系统，驾驶员能够以较轻的力进行转向盘操作。即，根据通过转向盘操作输出的转向扭矩Th和车速Vh计算转向辅助指令值，通过如何基于该转向辅助指令值控制3相马达20，来决定转向盘操作中的感觉的好坏，在很大程度上左右电动助力转向装置的性能。
控制单元30可以具有例如包含处理器和存储装置等周边部件的计算机。处理器可以是例如CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、MPU(Micro-Processing Unit：微处理单元)。
存储装置可以具有半导体存储装置、磁存储装置以及光学存储装置中的任意存储装置。存储装置可以包含寄存器、高速缓冲存储器、用作主存储装置的ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等存储器。
另外，控制单元30也可以由用于执行以下说明的各信息处理的专用硬件形成。
例如，控制单元30可以具有设定在通用的半导体集成电路中的功能逻辑电路。例如，控制单元30可以具有现场可编程门阵列(FPGA：Field-Programmable Gate Array)等可编程逻辑器件(PLD：Programmable Logic Device)等。
参照图2，对控制单元30的功能结构的一例进行说明。控制单元30具有电流指令值运算部40、减法器41和42、比例积分(PI：Proportional-Integral)控制部43、2相/3相转换部44、指令值校正部45、PWM控制部46、逆变器47、3相/2相转换部48以及角速度转换部49，通过矢量控制来对3相马达20进行驱动。另外，在附图中将逆变器标记为“INV”。
电流指令值运算部40、减法器41和42、PI控制部43、2相/3相转换部44、指令值校正部45、PWM控制部46、逆变器47、3相/2相转换部48以及角速度转换部49的功能例如通过控制单元30的处理器执行存储在存储装置中的计算机程序来实现。
电流指令值运算部40根据转向扭矩Th、车速Vh、3相马达20的马达角度(旋转角)θ以及3相马达20的旋转角速度ω来运算待流过3相马达20的q轴电流指令值Iq0和d轴电流指令值Id0。
另一方面，3相马达20的马达电流ia、ib、ic分别由电流传感器50、51、52检测。这些检测出的马达电流ia、ib、ic由3相/2相转换部48转换为d-q两轴的电流id、iq。
减法器41和42通过从q轴电流指令值Iq0和d轴电流指令值Id0中分别减去反馈的电流iq、id，来计算q轴偏差电流Δq和d轴偏差电流Δd。q轴偏差电流Δq和d轴偏差电流Δd被输入到PI控制部43。
PI控制部43计算使q轴偏差电流Δq和d轴偏差电流Δd分别为0的电压指令值vq、vd。2相/3相转换部44将电压指令值vd、vq分别转换为3相马达20的A相电压指令值va0、B相电压指令值vb0以及C相电压指令值vc0。
以下，有时将A相电压指令值、B相电压指令值以及C相电压指令值统称为“3相电压指令值”。
指令值校正部45针对3相电压指令值va0、vb0、vc0进行用于改善电压利用率的校正，并输出校正后的3相电压指令值va1、vb1、vc1。指令值校正部45的结构和动作的详细情况在后面进行叙述。以下，有时将3相电压指令值va1、vb1、vc1标记为“校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1”。
PWM控制部46根据校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1生成被PWM控制后的栅极信号。
逆变器47被PWM控制部46所生成的栅极信号驱动，向3相马达20提供使q轴偏差电流Δq和d轴偏差电流Δd为0的电流。
旋转角传感器53(例如解析器)检测3相马达20的马达角度(旋转角)θ。角速度转换部49根据马达角度θ的时间变化来计算3相马达20的旋转角速度ω。这些马达角度θ和旋转角速度ω被输入到电流指令值运算部40而用于矢量控制。
接着，参照图3A对指令值校正部45的功能结构的一例进行说明。指令值校正部45具有运算用于改善电压利用率的3次谐波的3次谐波运算部60。
3次谐波运算部60根据3相电压指令值va0、vb0、vc0中的占空比最大的最大相的电压指令值和占空比最小的最小相的电压指令值的平均值来运算3次谐波thw1。
参照图3B，对3次谐波运算部60的功能结构的一例进行说明。3次谐波运算部60具有最大值选择部60a、最小值选择部60b以及平均部60c。
最大值选择部60a选择3相电压指令值va0、vb0、vc0中的最大值Max(va0、vb0、vc0)。最大值Max(va0、vb0、vc0)是A相、B相以及C相中的占空比最大的最大相的电压指令值。
最小值选择部60b选择3相电压指令值va0、vb0、vc0中的最小值Min(va0、vb0、vc0)。最小值Min(va0、vb0、vc0)是A相、B相以及C相中的占空比最小的最小相的电压指令值。
平均部60c将最大值Max(va0、vb0、vc0)和最小值Min(va0、vb0、vc0)的平均值作为3次谐波thw1进行输出。
现在假设为了改善电压利用率而将3次谐波thw1重叠于3相电压指令值va0、vb0、vc0(具体而言，从3相电压指令值va0、vb0、vc0中减去3次谐波thw1)来校正3相电压指令值va0、vb0、vc0的情况。
参照图4。虚线70、71、72分别是校正前的A相、B相以及C相的电压指令值va0、vb0、vc0的波形。实线73是3次谐波thw1的波形。单点划线74、双点划线75以及虚线76是在3相电压指令值va0、vb0、vc0上重叠3次谐波thw1而得到的校正后的A相、B相以及C相的3相电压指令值的波形。
如图所示，在校正后的A相的3相电压指令值的波形74中出现了由参照标号77所示的突变点。B相和C相的3相电压指令值的波形75和76也相同。这样的突变点成为噪声的原因。
此外，如参照标号78所示，3相中的2相(例如A相与C相)的电压指令值的波形交叉的点处的占空比增加。这样，如果2相的占空比同时变高，则有时下游分流方式的电流检测变得困难。
因此，实施方式的指令值校正部45以缓和这样的突变点77的产生或者降低2相的电压指令值的波形交叉的点78处的占空比的方式对3次谐波thw1进行校正。
参照图5。在第1实施方式的指令值校正部45中，3次谐波thw1被校正为具有实线79的波形的3次谐波thw2。以下，将3次谐波thw2标记为“校正后3次谐波thw2”。
阴影的范围表示A相、B相以及C相的电压指令值va0、vb0、vc0(虚线70、71、72)的大小分别超过3相电压指令值的振幅A的倍的值/>的超过部分。
如图所示，A相、B相以及C相的电压指令值va0、vb0、vc0超过的电角度范围各偏移60度，在多个相中电压指令值不会同时超过/>
例如，在图5的电角度0度～60度、180度～240度的范围内，仅B相电压指令值vb0(虚线71)超过在电角度60度～120度、240度～300度的范围内，仅A相电压指令值va0(虚线70)超过/>在电角度120度～180度、300度～360度的范围内，仅C相电压指令值vc0(虚线72)超过/>
校正后3次谐波thw2(实线79)在这些电角度各自偏移60度的宽度60度的各个电角度范围中具有与将不同的相(即A相、B相以及C相)的电压指令值超过 的超过部分分别合成(或结合)而得到的成分相等的波形。
通过从3相电压指令值va0、vb0、vc0中减去这样的校正后3次谐波thw2，能够使3相电压指令值va0、vb0、vc0超过的范围的波形(即波形的峰值部分)平坦。
参照图6。实线80、81、82分别表示从A相、B相以及C相的电压指令值va0、vb0、vc0(图5的虚线70、71、72)中减去校正后3次谐波thw2(实线79)而得到的校正后的A相、B相以及C相的电压指令值的波形。
与图4相同，单点划线74、双点划线75以及虚线76表示从3A相、B相以及C相的电压指令值va0、vb0、vc0中减去3次谐波thw1而得到的校正后的A相、B相以及C相的电压指令值的波形。
利用校正后3次谐波thw2校正后的电压指令值的波形80、81、82的峰值部分是平坦的，不会产生在利用3次谐波thw1校正后的电压指令值的波形74、75、76中出现的突变点(例如参照标号77)。
另外，利用校正后3次谐波thw2校正后的电压指令值的波形80、81、82中的2相交叉的点(在参照标号83的例子中为A相和C相的交叉点)处的占空比低于利用3次谐波thw1校正后的电压指令值的波形74和76交叉的点78处的占空比。
这样，通过将3次谐波thw1校正为校正后3次谐波thw2，能够缓和突变点的产生，降低2相的电压指令值的波形交叉的点处的占空比。
参照图3A。为了将3次谐波thw1校正为校正后3次谐波thw2，指令值校正部45具有振幅运算部61、增益运算部62以及乘法器63。
另外，指令值校正部45具有减法器64，该减法器64从3相电压指令值va0、vb0、vc0中减去校正后3次谐波thw2，来计算校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1。
以下，对基于振幅运算部61、增益运算部62以及乘法器63的校正后3次谐波thw2的运算方法的概要进行说明。
在图4所示的3次谐波thw1的波形73和图5所示的校正后3次谐波thw2的波形79中，着眼于电角度0度～30度的范围的波形。
如果利用3相电压指令值va0、vb0、vc0的占空比的总和为0的情况，则电角度0度～30度的范围的3次谐波thw1能够由下式(1)表示。
【数学式1】
在上式(1)中，如上所述，A是校正前的3相电压指令值va0、vb0、vc0的振幅。
另一方面，电角度0度～30度的范围的校正后3次谐波thw2由下式(2)给出。
【数学式2】
将3次谐波thw1校正为校正后3次谐波thw2的校正增益G能够作为上式(1)与上式(2)的比(thw2/thw1)而通过下式(3)计算。
【数学式3】
如果对θ求解而将上式(1)代入上式(3)，则能够得到不包含变量θ的下式(4)。
【数学式4】
从上式(4)可知，校正增益G是3相电压指令值va0、vb0、vc0的振幅A和3次谐波thw1的函数。
振幅运算部61运算3相电压指令值va0、vb0、vc0的振幅A。振幅运算部61例如可以按照下式(5)，根据3相电压指令值va0、vb0、vc0的平方和来运算振幅A。
【数学式5】
振幅运算部61例如也可以按照下式(6)，根据q轴电压指令值vq和d轴电压指令值vd的平方和来运算振幅A。
【数学式6】
增益运算部62根据3次谐波thw1和振幅A来运算校正增益G。增益运算部62例如也可以运算上述计算式(4)来求出校正增益G。
另外，增益运算部62也可以将与3次谐波thw1成比例的增益运算为校正增益G。对其理由进行说明。
参照图7，对3次谐波thw1、振幅A以及校正增益G的关系进行说明。图7是示出使振幅A从规定振幅(例如最大振幅)的0.01％变化至100％的情况下的3次谐波thw1与校正增益G的关系的曲线图。
观察图7可知，校正增益G相对于3次谐波thw1大致线性地变化，因此校正增益G能够近似为3次谐波thw1的一次函数。因此，增益运算部62能够将与3次谐波thw1成比例的增益计算为校正增益G。
另外，如果计算图7的各曲线的近似1次直线，计算其斜率α＝((G的变化量ΔG)/(thw1的变化量Δthw1))和截距β，则可知斜率α与振幅A成反比。即，斜率α＝常数C/A成立。
因此，通过计算预先求出常数C和截距β，从而能够得到校正增益G的计算式(7)和(8)。
斜率α＝C/A…(7)
校正增益G＝α×|thw1|+截距β…(8)
计算式(7)和(8)是对以3次谐波thw1为变量来运算校正增益G的函数进行线形近似的1次近似式。
图8是示出增益运算部62的功能结构的一例的框图。增益运算部62根据计算式(7)和(8)来运算校正增益G。增益运算部62具有斜率运算部62a、乘法器62b以及加法器62c。
斜率运算部62a按照上式(7)根据振幅A来运算斜率α。乘法器62b和加法器62c按照上式(8)根据斜率α和3次谐波thw1来运算校正增益G。
参照图3A。乘法器63对3次谐波thw1乘以校正增益G来运算校正后3次谐波thw2。减法器64从3相电压指令值va0、vb0、vc0中减去校正后3次谐波thw2，计算校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1。
图2的PWM控制部46根据校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1来对逆变器47进行驱动，向3相马达20供给马达电流。
控制单元30是权利要求书所记载的“马达控制装置”的一例。电流指令值运算部40、减法器41和42、PI控制部43以及2相/3相转换部44是权利要求书所记载的“电压指令值运算部”的一例。
乘法器63是权利要求书所记载的“乘法部”的一例。减法器64是权利要求书所记载的“校正部”的一例。PWM控制部46和逆变器47是权利要求书所记载的“驱动电路”的一例。
增益运算部62和乘法部63是权利要求书所记载的“3次谐波转换部”的一例。
3次谐波thw1是权利要求书所记载的“第一3次谐波”的一例。校正后3次谐波thw2是权利要求书所记载的“第二3次谐波”的一例。
(动作)
参照图9，对第1实施方式的马达控制装置的马达控制方法进行说明。
在步骤S1中，扭矩传感器10检测转向盘1的转向扭矩Th。车速传感器12检测车辆的车速Vh。
在步骤S2中，电流指令值运算部40至少根据转向扭矩Th和车速Vh来运算待流过3相马达20的q轴电流指令值Iq0和d轴电流指令值Id0。
在步骤S3中，PI控制部43根据q轴电流指令值Iq0和d轴电流指令值Id0与反馈后的马达电流iq和id的偏差Δq和Δd，计算电压指令值vq、vd。2相/3相转换部44将电压指令值vd、vq转换为3相电压指令值va0、vb0、vc0。
在步骤S4中，指令值校正部45的3次谐波运算部60根据3相电压指令值va0、vb0、vc0中的占空比最大的最大相的电压指令值和占空比最小的最小相的电压指令值的平均值来计算3次谐波thw1。
在步骤S5中，振幅运算部61运算3相电压指令值va0、vb0、vc0的振幅A。
在步骤S6中，增益运算部62根据3次谐波thw1和振幅A来运算校正增益G。
在步骤S7中，乘法器63对3次谐波thw1乘以校正增益G来运算校正后3次谐波thw2。
在步骤S8中，减法器64利用校正后3次谐波thw2对3相电压指令值va0、vb0、vc0进行校正，计算校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1。
在步骤S9中，PWM控制部46和逆变器47根据校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1来对3相马达20进行驱动。
(变形例)
(1)可以代替上式(4)而根据对式(2)进行变形而得到的下式(9)来求出3次谐波thw2。
【数学式7】
图3C表示根据计算式(9)来运算3次谐波thw2的指令值校正部45的功能结构的一例。指令值校正部45具有3次谐波运算部60、振幅运算部61、增益运算部62’、乘法器63、加法器65、常数部66以及乘法器67。增益运算部62’、乘法器63、加法器65、常数部66以及乘法器67是权利要求书所记载的“3次谐波转换部”的一例。增益运算部62’运算下式的增益G’。
【数学式8】
(2)即使在3相电压指令值va0、vb0、vc0中包含高次谐波，本实施方式的指令值校正部45通过根据该高次谐波而适当地选择上式(7)和(8)的常数C和截距β，也能够使校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1的波形的峰值部分良好地平坦化。
因此，电流指令值运算部40、减法器41和42、PI控制部43以及2相/3相转换部44也可以生成包含高次谐波的3相电压指令值va0、vb0、vc0。
另一方面，在上述专利文献2的技术中，以3相电压指令值是正弦波为前提来计算3相电压指令值的校正值，因此无法适用于3相电压指令值va0、vb0、vc0包含高次谐波的情况。
(第1实施方式的效果)
(1)电流指令值运算部40、减法器41和42、PI控制部43以及2相/3相转换部44运算施加于3相马达20的3相电压指令值va0、vb0、vc0。3次谐波运算部60根据3相电压指令值va0、vb0、vc0中的占空比最大的最大相的电压指令值和占空比最小的最小相的电压指令值的平均值来运算3次谐波thw1。振幅运算部61运算3相电压指令值va0、vb0、vc0的振幅A。增益运算部62根据3次谐波thw1和振幅A来运算校正增益G。
乘法器63通过对3次谐波thw1乘以校正增益G来运算校正后3次谐波thw2。减法器64通过从3相电压指令值va0、vb0、vc0中减去校正后3次谐波thw2来校正3相电压指令值va0、vb0、vc0，计算校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1。PWM控制部46和逆变器47根据校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1来对3相马达20进行驱动。
这样，通过将3次谐波thw1校正为校正后3次谐波thw2，使在校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1的波形中产生的突变点缓和，使2相的电压指令值的波形交叉的点处的占空比变低。
(2)校正后3次谐波thw2可以是具有以下成分的3次谐波，该成分是将3相电压指令值va0、vb0、vc0在各个相中超过振幅的倍的超过部分合成而得到的。通过利用这样的校正后3次谐波thw2进行校正，使在校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1的波形中产生的突变点缓和，使2相的电压指令值的波形交叉的点处的占空比变低。
(3)增益运算部62将与3次谐波thw1成比例的增益运算为校正增益G。由此，校正后3次谐波thw2的运算变得容易。
(4)即使在3相电压指令值va0、vb0、vc0中包含高次谐波，也能够根据3次谐波thw1与校正后3次谐波thw2的关系来求出转换式。能够运算适合于包含高次谐波的3相电压指令值的校正后3次谐波thw2。
(第2实施方式)
在第1实施方式中，计算具有以下成分的3次谐波作为校正后3次谐波thw2，该成分是将A相、B相以及C相的电压指令值va0、vb0、vc0分别超过振幅的倍的超过部分合成而得到的。但是，也可以计算其他任意的3次谐波作为校正后3次谐波thw2。
例如，第1实施方式的校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1包含高于3次成分的高次的成分，在电角度为60度、120度、180度、240度、300度以及360度处产生高次成分。因此，根据逆变器47的频率响应特性而无法对高次成分进行响应，有可能在实际的电压波形中产生变形。
因此，第2实施方式的指令值校正部45例如计算具有正弦波或余弦波的波形的校正后3次谐波thw2，该正弦波或余弦波具有3相电压指令值va0、vb0、vc0的基本频率的3倍的频率。
例如，第2实施方式的指令值校正部45计算由下式(10)给出的校正后3次谐波thw2。
【数学式9】
参照图10，对利用上式(10)的校正后3次谐波thw2校正3相电压指令值之后的波形和利用3次谐波thw1校正后的波形进行比较。
实线90表示通过上式(10)计算出的校正后3次谐波thw2的波形。另外，实线91、92、93表示利用校正后3次谐波thw2(实线90)校正后的校正后的A相、B相以及C相的电压指令值的波形。
与图4相同，单点划线74、双点划线75以及虚线76表示利用3次谐波thw1校正后的校正后的A相、B相以及C相的电压指令值的波形。
利用上式(10)的校正后3次谐波thw2校正后的电压指令值的波形91、92、93的峰值部分不完全平坦，但不会产生利用3次谐波thw1校正后的电压指令值的波形74、75、76那样的突变点。
此外，校正后的电压指令值仅包含3相电压指令值va0、vb0、vc0所包含的基波成分和校正后3次谐波thw2所包含的3次成分，不包含它们以上的高次成分。因此，能够避免由于高于3次成分的高次的成分而产生的缺点。
以下，对上式(10)的校正后3次谐波thw2的计算方法的一例进行说明。将3次谐波thw1校正为上式(10)的校正后3次谐波thw2的校正增益G＝thw2/thw1能够通过下式(11)来计算。
【数学式10】
如果对θ求解而将上式(1)代入到上式(11)，则能够得到不包含变量θ的下式(12)。
【数学式11】
即，校正增益G成为3相电压指令值va0、vb0、vc0的振幅A与3次谐波thw1的二次函数。该校正增益G与3次谐波thw1的平方值成比例。
第2实施方式的增益运算部62按照上式(12)根据振幅A和3次谐波thw1来运算校正增益G。
另外，与通过上式(10)计算校正后3次谐波thw2的情况相比，在通过上式(12)进行计算的情况下具有能够不使用3相电压指令值va0、vb0、vc0的相位信息θ来计算校正后3次谐波thw2的优点。
例如，在通过逆变器47对3相马达20进行驱动的情况下，需要使电压指令值的波形的相位比电流波形的相位超前。另外，在进行弱励磁控制的情况下，需要使施加电流的相位超前。
因此，在通过上式(10)计算校正后3次谐波thw2的情况下，需要考虑提前角量来计算相位θ，但在通过上式(12)进行计算的情况下，能够不考虑提前角量地计算校正后3次谐波thw2。
另外，在第1实施方式中，根据上式(4)或者根据上式(7)和(8)计算出校正增益G。在第2实施方式中，根据上式(12)计算出校正增益G。
取而代之，指令值校正部45也可以具有增益读出部，该增益读出部根据存储有预先离线计算出的校正增益G的表、振幅A以及3次谐波thw1而从表中读出校正增益G。
另外，上式(10)能够像下式(13)那样变形。因此，也可以通过基于3次谐波thw1的3次方和16/(3A2)的乘法值与3次谐波thw1的相加的转换来求出校正后3次谐波thw2。
【数学式12】
(第2实施方式的效果)
(1)校正后3次谐波thw2可以是具有3相电压指令值va0、vb0、vc0的频率的3倍的频率的正弦波。通过利用这样的校正后3次谐波thw2进行校正，能够避免高于3次成分的高次的成分混入到校正后3相电压指令值va1、vb1、vc1。
(2)增益运算部62运算与3次谐波thw1的平方值成比例的增益作为校正增益G。由此，能够与提前角控制中的提前角量无关地计算校正增益G。
标号说明
1：转向盘；2：转向轴；3：减速齿轮；4A、4B：万向节；5：齿轮齿条机构；6：转向拉杆；10：扭矩传感器；11：点火键；12：车速传感器；14：电池；20：3相马达；30：控制单元；40：电流指令值运算部；41：减法器；42：减法器；43：PI控制部；44：2相/3相转换部；45：指令值校正部；46：PWM控制部；47：逆变器；49：角速度转换部；50、51、52：电流传感器；53：旋转角传感器；60a：最大值选择部；60b：最小值选择部；60c：平均部；61：振幅运算部；62、62’：增益运算部；62a：斜率运算部；62b、63、67：乘法器；62c、65：加法器；64：减法器；66：常数部。

Claims (8)

1.一种马达控制装置，其特征在于，
所述马达控制装置具有：
电压指令值运算部，其运算施加于3相马达的3相电压指令值；
3次谐波运算部，其根据所述3相电压指令值中占空比最大的最大相的电压指令值和占空比最小的最小相的电压指令值的平均值来运算第一3次谐波；
振幅运算部，其运算所述3相电压指令值的振幅；
增益运算部，其根据所述第一3次谐波和所述振幅来运算校正增益；
3次谐波转换部，其通过对所述第一3次谐波乘以所述校正增益来将所述第一3次谐波转换为第二3次谐波；
校正部，其通过从所述3相电压指令值中减去所述第二3次谐波来校正所述3相电压指令值；以及
驱动电路，其根据校正后的所述3相电压指令值来对所述3相马达进行驱动。
2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，
所述第二3次谐波与将所述3相电压指令值在各个相中超过所述振幅的√3/2倍的超过部分合成而得到的成分相等。
3.根据权利要求2所述的马达控制装置，其特征在于，
所述增益运算部运算与所述第一3次谐波成比例的增益作为所述校正增益。
4.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，
所述电压指令值运算部运算包含高次谐波的所述3相电压指令值。
5.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，
所述第二3次谐波是具有所述3相电压指令值的频率的3倍的频率的正弦波或余弦波。
6.根据权利要求5所述的马达控制装置，其特征在于，
所述增益运算部运算与所述第一3次谐波的平方值成比例的增益作为所述校正增益。
7.一种电动致动器产品，其特征在于，
所述电动致动器产品具有：
权利要求1、3、4、6中的任意一项所述的马达控制装置；以及3相马达，其由所述马达控制装置控制。
8.一种电动助力转向装置，其特征在于，
所述电动助力转向装置具有：
权利要求1、3、4、6中的任意一项所述的马达控制装置；以及
3相马达，其由所述马达控制装置控制，
所述电动助力转向装置通过所述3相马达对车辆的转向系统赋予转向辅助力。
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