CN113557661A - 相位调整方法、校正值计算装置、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

相位调整方法、校正值计算装置、马达控制装置、电动致动器产品以及电动助力转向装置 Download PDF

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Abstract

在相位调整方法中，在检测无刷马达(2)的转子的旋转角度的旋转角度传感器(10)的相位调整方法中，基于通过旋转角度传感器(10)检测出的转子的旋转角度，测量以相同的转矩指令电流分别驱动无刷马达(2)顺时针以及逆时针旋转时的第一转速和第二转速(S1、S3)，以使第一转速与第二转速之间的转速差减小的方式计算对旋转角度传感器的相位进行校正的校正值(S2、S5)。

Description

相位调整方法、校正值计算装置、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
本发明涉及相位调整方法、校正值计算装置、马达控制装置、电动致动器产品以及电动助力转向装置。
背景技术
为了控制无刷DC马达、AC伺服马达等无刷马达的驱动电流，由检测马达的转子的旋转角度的旋转角度传感器取得的角度信息需要与转子的相位(例如转子的电角度)成为预先设想的相位关系。即，由于基于旋转角度传感器的角度信息来控制马达，因此通过使转子的旋转角度基准与旋转角度传感器的旋转角度基准一致，能够进行高精度的控制。
作为对无刷马达的转子与检测该转子的相位的相位检测器的相位差进行调整的技术，已知有下述专利文献1所记载的调整方法。在专利文献1所记载的调整方法中，通过以下工序来进行马达磁极相位的调整：工序A1，驱动转子，使其从相对于稳定点的CW方向的机械角180°以内的规定角度向CCW方向的稳定点旋转；工序A2，测量工序A1中的驱动距离B1；工序A3，驱动转子，使其从相对于稳定点的CCW方向的机械角180°以内的规定角度向CW方向的稳定点旋转；工序A4，测量工序A3中的驱动距离B2；以及工序A5，基于驱动距离B1以及B2求出励磁原点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-42662号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1所记载的调整方法中，在使转子向稳定点停止时，由于受到摩擦阻力的影响等而产生实际停止的点与稳定点的误差，难以进行高精度的调整。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于不进行复杂的运算而高精度地进行对无刷马达的转子的旋转角度进行检测的旋转角度传感器的相位调整。
用于解决课题的手段
根据本发明的一个方式，提供一种对无刷马达的转子的旋转角度进行检测的旋转角度传感器的相位调整方法。在相位调整方法中，基于由旋转角度传感器检测出的转子的旋转角度，测量以相同的转矩指令电流分别驱动无刷马达以使无刷马达顺时针和逆时针旋转时的第一转速和第二转速，以使第一转速与第二转速之间的转速差减小的方式计算对旋转角度传感器的相位进行校正的校正值。
根据本发明的另一方式，提供一种校正值计算装置，其计算对旋转角度传感器的相位进行调整的校正值，该旋转角度传感器对无刷马达的转子的旋转角度进行检测。在校正值计算装置中，具备：马达控制部，其基于由旋转角度传感器检测出的转子的旋转角度来驱动无刷马达；转速差计算部，其计算由马达控制部以相同的转矩指令电流分别驱动无刷马达顺时针及逆时针旋转时的第一转速与第二转速的转速差；以及计算部，其以使转速差减小的方式计算对旋转角度传感器的相位进行校正的校正值。
根据本发明的又一方式，提供一种马达控制装置，该马达控制装置具备：旋转角度传感器，其检测无刷马达的转子的旋转角度；以及上述的校正值计算装置，其计算对旋转角度传感器的相位进行调整的校正值，校正值计算装置的马达控制部根据计算部计算出的校正值来校正旋转角度传感器，驱动无刷马达。
根据本发明的又一方式，提供一种电动致动器产品，其特征在于，具备上述的马达控制装置和由马达控制装置控制的无刷马达。
根据本发明的又一方式，提供一种电动助力转向装置，其特征在于，具备上述的马达控制装置和由马达控制装置控制的无刷马达，通过无刷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，能够不进行复杂的运算而高精度地进行对无刷马达的转子的旋转角度进行检测的旋转角度传感器的相位调整。
附图说明
图1是实施方式的马达控制装置的一例的概略结构图。
图2是表示传感器单元的一例的概略的分解图。
图3是控制装置的功能结构的一例的说明图。
图4是旋转角度测量部的功能结构的一例的说明图。
图5是马达的转子的旋转角度基准与传感器单元的旋转角度基准之间的角度偏差量的说明图。
图6是马达控制部的功能结构的一例的说明图。
图7是顺时针方向的转速与逆时针方向的转速之间的转速差与角度偏差量之间的关系的说明图。
图8A是产生转速差的原因的说明图。
图8B是产生转速差的原因的说明图。
图9是第一实施方式的校正值计算部的功能结构的一例的说明图。
图10是第一实施方式的相位调整方法的一例的流程图。
图11是图10的旋转角度差计算程序的一例的流程图。
图12是第二实施方式的校正值计算部的功能结构的一例的说明图。
图13是第二实施方式的相位调整方法的一例的流程图。
图14是表示具备实施方式的马达控制装置的电动助力转向装置的一例的概要的结构图。
具体实施方式
参照附图详细地说明本发明的实施方式。
此外，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、方法，但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。本发明的技术思想能够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。
(第一实施方式)
(结构)
参照图1。实施方式的马达控制装置1具备：传感器单元10，其是检测马达2的转子的旋转角度的旋转角度传感器，该马达2是无刷DC马达、AC伺服马达等无刷马达；以及控制装置20，其基于传感器单元10检测出的旋转角度来驱动马达2(ECU：Electronic ControlUnit：电子控制单元)。
在以下的说明中，对传感器单元10是输出与马达2的转子的旋转角度θm对应的正弦信号SIN＝sinθm和余弦信号COS＝cosθm的传感器的情况进行说明，但本发明的应用对象并不限定于这样的传感器。本发明能够应用于检测无刷马达的旋转角度的各种形式的旋转角度传感器。
参照图2，对传感器单元10的结构例进行说明。传感器单元10具备磁体11、电路基板12以及支承部件13。
磁体11固定于马达2的旋转轴3的与输出端4相反的一侧的端部5，具有沿着旋转轴3的周向排列的不同的磁极(S极以及N极)。
在电路基板12安装有检测磁通的MR(磁阻：Magnetic Resistance)传感器元件14。
电路基板12通过未图示的固定单元固定于支承部件13。支承部件13通过未图示的固定单元固定于马达2。例如，这些固定单元可以是例如螺钉等紧固单元或铆接等。
电路基板12固定于支承部件13的位置和支承部件13固定于马达2的位置被如下决定：在电路基板12固定于支承部件13且支承部件13固定于马达2时，电路基板12配置在支承部件13与马达2之间，使MR传感器元件14接近磁体11。
支承部件13例如是覆盖电路基板12的罩。支承部件13例如具有在图1中向下方开口的凹部，电路基板12被固定在支承部件13的凹部内。若将支承部件13固定于马达2，则支承部件13的凹部的开口部被马达2遮蔽，在由支承部件13的凹部和马达2划分出的内部空间内收纳电路基板12。由此，保护电路基板12免受来自外部的冲击、异物的影响。
支承部件13例如由铝合金等导热性好的金属形成，可以起到作为散热器的作用。另外，支承部件13也可以是散热器本身。
传感器单元10与控制装置20之间通过线束15电连接，线束15在传感器单元10与控制装置20之间传递信号。
参照图1。控制装置20具备处理器21、存储装置22、模拟数字转换器(ADC：Analog-Digital Converter)23及24、驱动电路25、电流传感器26、I/F(接口)电路27。
处理器21例如可以是CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、MPU(Micro-Processing Unit：微处理单元)。
存储装置22可以具备半导体存储装置、磁存储装置及光学存储装置中的任一方。存储装置22可以包括寄存器、高速缓冲存储器、作为主存储装置使用的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。
以下说明的控制装置20的功能例如通过处理器21执行存储于存储装置22的计算机程序来实现。
ADC 23以及24将传感器单元10的MR传感器元件14输出的正弦信号SIN以及余弦信号COS转换为数字信号。处理器21读取转换为数字信号的正弦信号SIN和余弦信号COS。处理器21基于正弦信号SIN和余弦信号COS生成用于驱动马达2的控制信号。
驱动电路25基于处理器21生成的控制信号，供给驱动马达2的马达电流。驱动电路25例如可以是具备使马达电流接通断开的开关元件的逆变器。
电流传感器26检测马达电流。在本实施方式中，马达2是3相马达，电流传感器26检测U相马达电流Ium、V相马达电流Ivm以及W相马达电流Iwm。另外，本发明的应用对象并不限定于3相马达。本发明能够应用于各种相数的马达。
处理器21经由I/F电路27读取U相马达电流Ium、V相马达电流Ivm以及W相马达电流Iwm的检测值。
接着，参照图3，对控制装置20的功能结构进行说明。控制装置20具备旋转角度测量部30、校正部31、马达控制部32以及校正值计算部33。马达控制部32和校正值计算部33是权利要求书中记载的“校正值计算装置”的一例。
旋转角度测量部30基于正弦信号SIN和余弦信号COS来计算作为马达2的转子的旋转角度θm的检测值的检测角度θc。
参照图4。旋转角度测量部30具备加法器35、减法器36以及运算部37。
运算部37基于加法器35的输出(COS+SIN)和减法器36的输出(COS-SIN)来运算马达2的转子的检测角度θc。
参照图3。校正部31以补偿基于MR传感器元件14的检测信号运算出的检测角度θc与马达2的转子的相位(例如，转子的电角度)之间的偏差的方式校正检测角度θc，计算校正后旋转角度θa。
参照图5，对检测角度θc与转子的相位之间的偏差(以下有时表述为“角度偏差量”)Δθ进行说明。实线表示检测角度θc，虚线表示马达2的U相感应电压。图5以4极对马达的U相感应电压波形为例进行表示。
例如，角度偏差量Δθ作为转子的旋转角度为规定的转子侧旋转角度基准时的转子的机械角θrm与检测角度θc为规定的传感器侧旋转角度基准时的转子的机械角θrc之间的差值而给出(Δθ＝θrc-θrm)。转子侧旋转角度基准可以是转子的规定的机械角，例如感应电压的上升点或下降点(感应电压的零交叉点)、转子的规定的电角度(例如0[deg])。传感器侧旋转角度基准例如可以是规定的检测角度θc(例如0[deg])。
参照图3。在存储装置22(参照图1)中存储有表示用于补偿角度偏差量Δθ的角度偏差的校正值C的校正值数据34。校正值C例如可以是与角度偏差量Δθ相等的值。
校正部31从存储装置22读出校正值数据34，从检测角度θc减去校正值C来计算校正后旋转角度θa(θa＝θc-C＝θc-Δθ)。校正部31将校正后旋转角度θa向马达控制部32输出。
另一方面，还向马达控制部32输入电流传感器26检测出的马达电流Ium、Ivm以及Iwm的检测值。
马达控制部32基于校正后旋转角度θa和马达电流Ium、Ivm以及Iwm，生成用于经由驱动电路25驱动马达2的控制信号。
参照图6，对马达控制部32的功能结构进行说明。马达控制部32具备转矩指令值运算部40、微分器41、电流指令值运算部42、3相/2相转换部43、减法器44以及45、PI(比例积分)控制部46以及47、2相/3相转换部48、PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制部49。
转矩指令值运算部40运算根据马达2的用途而生成的目标转矩的转矩指令值Tref。例如在马达2设置于电动助力转向装置而对车辆的转向系统赋予转向辅助力的情况下，转矩指令值运算部40基于转向转矩以及车速，使用辅助映射来运算转矩指令值Tref。
微分器41对校正后旋转角度θa进行微分，计算出马达2的转速(旋转角速度)ωe。
电流指令值运算部42使用转矩指令值Tref以及转速ωe，计算出d轴电流指令值Idref以及q轴电流指令值Iqref。
3相/2相转换部43使用校正后旋转角度θa将马达电流Ium、Ivm以及Iwm转换为2相的电流。具体而言，将3相的马达电流转换为作为2相的电流的d轴马达电流Idm以及q轴马达电流Iqm。
减法器44运算d轴电流指令值Idref与反馈的d轴马达电流值Idm的偏差Id(＝Idref-Idm)。减法器45运算q轴电流指令值Iqref与反馈的q轴马达电流值Iqm的偏差Iq(＝Iqref-Iqm)。
PI控制部46基于d轴电流指令值Idref与d轴马达电流Idm的偏差Id求出d轴电压指令值Vdref。同样地，PI控制部47基于q轴电流指令值Iqref与q轴马达电流Iqm的偏差Iq求出q轴电压指令值Vqref。
2相/3相转换部48使用校正后旋转角度θa，通过空间矢量调制(空间矢量转换)，将由d轴电压指令值Vdref和q轴电压指令值Vqref构成的2相的电压转换为3相的电压(U相电压指令值Vuref、V相电压指令值Vvref和W相电压指令值Vwref)。
PWM控制部49基于U相电压指令值Vuref、V相电压指令值Vvref以及W相电压指令值Vwref，生成通过PMW控制来控制驱动电路25的控制信号。
参照图3。校正值计算部33基于旋转角度测量部30根据正弦信号SIN以及余弦信号COS运算出的检测角度θc，计算用于补偿检测角度θc与转子的相位之间的角度偏差的校正值C。
以下，对校正值计算部33的校正值C的计算方法的概要进行说明。
图7是表示以相同的转矩指令电流驱动马达2向顺时针方向及逆时针方向旋转的情况下的各个转速ωc及ωcc之间的转速差Δω(Δω＝ωcc-ωc)、与角度偏差量Δθ之间的关系的一例的图。此外，转速ωc表示马达2向顺时针方向旋转的情况下的转速，转速ωcc表示马达2向逆时针方向旋转的情况下的转速。
本申请发明人等着眼于在基于MR传感器元件14的检测信号运算出的检测角度θc与马达2的转子的相位之间存在角度偏差的情况下，角度偏差量Δθ与转速差Δω之间存在相关性。
参照图8A以及图8B，对在产生角度偏差时产生转速差Δω的原因进行说明。单点划线的坐标轴表示真正的dq坐标系的坐标轴，虚线的坐标轴表示产生了角度偏差的情况下的dq坐标系的坐标轴。
若检测角度θc与转子的相位错开θ1，则在通常驱动的情况下(图8A)，顺时针方向的q轴电流指令值60(转矩指令电流)以cosθ1分解为矢量62，同样地，逆时针方向的q轴电流指令值61(转矩指令电流)分解为矢量63。顺时针方向的q轴电流(矢量62)与逆时针方向的-q轴电流(矢量63)的大小相等，因此不产生转速差Δω。
另一方面，在为了削弱磁场等而以超前角θ2进行超前角控制的情况下，如图8B所示，顺时针方向的电流指令值64被分解为矢量66，逆时针方向的电流指令值65被分解为矢量67。在该情况下，顺时针方向的q轴电流(矢量66)与逆时针方向的-q轴电流(矢量67)的大小不同，因此产生转速差Δω。此时，电流指令值64的q’轴分量、即顺时针方向的转矩指令电流(q’轴电流指令值)与电流指令值65的q’轴分量即逆时针方向的转矩指令值电流(q’轴电流指令值)相同。
这样，由于基于MR传感器元件14的检测信号运算出的检测角度θc与马达2的转子的相位之间的角度偏差，在顺时针方向的转速ωc与逆时针方向的转速ωcc之间产生转速差Δω。
因此，校正值计算部33测量以相同的转矩指令电流分别驱动马达2顺时针及逆时针旋转时的转速ωc及转速ωcc，以使转速ωc与转速ωcc之间的转速差|Δω|减小的方式计算校正值C。转速ωc和转速ωcc分别是权利要求书中记载的“第一转速”和“第二转速”的一例。
参照图9，对校正值计算部33的功能结构进行说明。校正值计算部33具备微分器50、转速差计算部51以及计算部52。
在通过校正值计算部33计算校正值C时，马达控制部32基于从校正部31输出的校正后旋转角度θa，以规定的转矩指令值(即规定的q’轴电流指令值)驱动马达2顺时针旋转。
在初次计算校正值C时，校正部31使用校正值C的初始值(例如0[deg])校正检测角度θc并输出校正后旋转角度θa。
微分器50通过对检测角度θc进行微分，计算顺时针旋转的马达2的转速ωc。
之后，马达控制部32以与使马达2顺时针旋转时相同的转矩指令值(即与使马达2顺时针旋转时相同的q’轴电流指令值)驱动马达2逆时针旋转。微分器50通过对检测角度θc进行微分，计算逆时针旋转的马达2的转速ωcc。
另外，在上述中，在使马达2顺时针以及逆时针旋转时，马达控制部32基于校正后旋转角度θa进行超前角控制。另外，在上述中，在使马达2顺时针和逆时针旋转时，马达控制部32可以根据转速设定用于削弱磁场的d轴电流值来进行控制。
此外，可以代替微分器50而使用微分器41(图6)，对校正后旋转角度θa进行微分来计算转速ωc以及转速ωcc。另外，也可以使顺时针的旋转和逆时针的旋转的顺序相反。
转速差计算部51计算转速ωc与转速ωcc之间的转速差Δω＝ωcc-ωc。
计算部52以使转速ωc与转速ωcc之间的转速差|Δω|减小的方式计算校正值C。
例如，如图7所示，在角度偏差量Δθ相对于转速差Δω的特性已知的情况下，可以从角度偏差量Δθ相对于转速差Δω的特性映射取得与转速差Δω对应的角度偏差量Δθ作为校正值C。
另外，也可以对转速差Δω与角度偏差量Δθ的关系进行线性近似，对转速差Δω乘以规定系数来算出校正值C。
计算部52将计算出的校正值C作为校正值数据34存储在存储装置22中。
另外，可以多次反复进行由转速ωc以及转速ωcc的测量工序、转速差Δω的计算工序、以及校正值C的计算工序构成的一系列的工序。另外，也可以多次反复进行这一系列的工序，直到转速差Δω的大小|Δω|成为规定的阈值T以下为止。
以下，对多次反复进行上述一系列的工序的情况下的处理的例子进行说明。在以下的说明中，将第i次(i为自然数)测量出的顺时针方向的转速以及逆时针方向的转速分别表述为转速ωci以及ωcci。另外，将转速ωci与ωcci之间的差值(ωcci-ωci)表述为第i次的转速差Δωi。将基于转速差Δωi计算出的校正值C表述为第i次的校正值Ci。
在计算第1次的校正值C1时，在将存储在存储装置22中的校正值数据34的值初始化为初始值(例如0[deg])之后，使马达2向顺时针方向和逆时针方向旋转而测量转速ωc1和转速ωcc1，计算第1次的转速差Δω1，计算第1次的校正值C1。计算部52将计算出的校正值C1作为校正值数据34存储在存储装置22中。
之后，在计算第2次或其以后的第i次的转速差Δωi时，马达控制部32基于以第(i-1)次计算出的校正值C(i-1)校正检测角度θc而得到的校正后旋转角度θa，使马达2向顺时针方向及逆时针方向旋转。
微分器50计算此时的转速作为第i次的转速ωci和转速ωcci，转速差计算部51计算差值(ωcci-ωci)来作为第i次的转速差Δωi。
计算部52基于第i次的转速差Δωi来计算角度偏差量Δθi。该角度偏差量Δθi是利用上次求出的校正值C(i-1)对检测角度θc进行校正而得到的校正后旋转角度θa与转子的相位之间的角度偏差量，因此计算部52通过进行对校正值C(i-1)加上角度偏差量Δθi的校正，来计算第i次的校正值Ci。计算部52用计算出的校正值Ci来更新存储在存储装置22中的第(i-1)次的校正值C(i-1)。
在第i次的校正值Ci的计算中计算角度偏差量Δθi时，计算部52可以对第i次的转速差Δωi乘以固定的系数来计算角度偏差量Δθi。
取而代之，计算部52可以对转速差Δωi乘以可变系数αi来计算角度偏差量Δθi。例如，计算部52可以计算校正值C的变化量相对于转速差Δω的变化量之比(校正值C的变化量/转速差Δω的变化量)作为可变系数αi。
例如，计算部52也可以计算出在第(i-1)次的测量中驱动马达2时的校正值C(i-2)与在第i次的测量中驱动马达2时的校正值C(i-1)之间的变化量(C(i-1)-C(i-2))相对于第(i-1)次的转速差Δω(i-1)与第i次的转速差Δωi之间的变化量(Δωi-Δω(i-1))之比((C(i-1)-C(i-2))/(Δωi-Δω(i-1)))，作为可变系数αi。
此外，在计算第2次的角度偏差量Δθ2的情况下，计算部52使用校正值C的初始值(例如0[deg])作为校正值C(i-2)。
(动作)
接着，参照图10，对第一实施方式的相位调整方法的一例进行说明。另外，在开始了相位调整方法的状态下，存储在存储装置22中的校正值数据34的值(校正值C)被初始化为初始值(例如0[deg])。
在步骤S1中，校正部31、马达控制部32和校正值计算部33计算转速差Δω。图11示出步骤S1的转速差计算程序的一例。
在步骤S11中，校正部31利用在当前时刻存储于存储装置22的校正值数据34的值(校正值C)对基于MR传感器元件14的检测信号运算出的检测角度θc进行校正，计算出校正后旋转角度θa。马达控制部32基于校正后旋转角度θa，以规定的q轴电流指令值在顺时针方向上驱动马达2，进行用于削弱磁场等的超前角控制。
在步骤S12中，校正值计算部33的微分器50计算顺时针方向的转速ωc。
在步骤S13中，马达控制部32基于校正后旋转角度θa，以规定的q轴电流指令值在逆时针方向上驱动马达2，进行用于削弱磁场等的超前角控制。
在步骤S14中，微分器50计算出逆时针方向的转速ωcc。
在步骤S15中，校正值计算部33的转速差计算部51计算出顺时针方向和逆时针方向的转速ωc和ωcc的差值(ωcc-ωc)作为转速差Δω。之后，转速差计算程序结束。
参照图10。在步骤S2中，校正值计算部33的计算部52根据转速差Δω计算出校正值C。计算部52将计算出的校正值C作为校正值数据34存储在存储装置22中。
在步骤S3中，校正部31、马达控制部32和校正值计算部33计算转速差Δω。步骤S3的处理与步骤S1的转速差计算程序相同。
在步骤S4中，计算部52判定在步骤S3中计算出的转速差的大小|Δω|是否为规定阈值T以下。在转速差的大小|Δω|不是规定阈值T以下的情况下(步骤S4：否)，处理进入步骤S5。
在步骤S5中，计算部52根据转速差Δω计算角度偏差量Δθ。计算部52对在当前时刻存储于存储装置22的校正值数据34的值(校正值C)加上计算出的角度偏差量Δθ来进行校正。
计算部52用校正后的校正值来更新在当前时刻存储于存储装置22的校正值数据34的值(校正值C)。然后，处理返回到步骤S3。
在转速差的大小|Δω|为规定阈值T以下的情况下(步骤S4：是)，处理结束。
(第一实施方式的效果)
(1)微分器50基于由MR传感器元件14检测出的马达2的转子的旋转角度，测量以同一转矩指令电流分别驱动马达2顺时针及逆时针旋转时的转速ωc及ωcc。计算部52计算对MR传感器元件14的相位进行校正的校正值，以使转速ωc与转速ωcc之间的转速差Δω减小。
由此，不进行复杂的运算，就能够高精度地进行对无刷马达的转子的旋转角度进行检测的旋转角度传感器的相位调整。
此外，作为调整旋转角度传感器的相位的方法，考虑使用马达的感应电压来检测转子的相位，调整与旋转角度传感器的相位的相位差的方法。然而，在该方法中，为了产生大的感应电压而使马达高速旋转，因此感应电压的偏差变大。另外，由于还增加了感应电压测量电路的偏差，因此难以进行高精度的调整。
另外，作为调整旋转角度传感器的相位的方法，考虑以下方法：以相同的转矩指令值使马达在顺时针方向以及逆时针方向上旋转，检测实际的加速度成为最大的相位差，调整与旋转角度传感器的相位的相位差。然而，若根据旋转角度传感器的检测信号来运算加速度，则噪声变大，因此难以进行高精度的调整。
与此相对，在本实施方式的相位调整方法中，能够增大测量转速差Δω时的电流指令值、转矩指令值，因此能够增大马达的产生转矩相对于限制马达的转速的负载转矩之比，因此能够进行高精度的相位调整。
另外，由于转速与输出转矩等价，因此通过以降低顺时针及逆时针的转速差Δω的方式进行调整，能够进行包含支承马达的旋转轴的支承部件的负载转矩的顺时针及逆时针之差在内的校正，能够进行组装于实际产品的状态下的调整。进而，通过延长转速的测量时间，能够通过测量时的平均化效果来期待精度的提高。
(2)马达控制部32在使马达2顺时针及逆时针旋转而分别测量转速ωc及ωcc时，基于由MR传感器元件14检测出的转子的旋转角度进行超前角控制。
由此，能够将转子的相位与旋转角度传感器的相位的相位差检测为顺时针及逆时针的转速差Δω。
(3)校正部31、马达控制部32和校正值计算部33多次反复进行顺时针和逆时针的转速ωc和ωcc的测量。马达控制部32一边以根据多次测量中的第(i-1)次(i为2以上的整数)测量出的转速ωc以及ωcc的转速差Δω计算出的校正值C(i-1)来校正MR传感器元件14，一边驱动马达2，测量第i次的转速ωci以及ωcci。由此，能够一边逐渐减小校正值Ci一边进行微调整来提高相位调整的精度。
(4)校正值计算部33的计算部52基于在第(i-1)次的测量中驱动马达2时用于MR传感器元件14的校正的校正值C(i-2)与在第i次的测量中驱动马达2时用于MR传感器元件14的校正的校正值C(i-1)之间的变化量、以及第(i-1)次的转速差Δω(i-1)与第i次的转速差Δωi之间的变化量，以减小第i次的转速差Δωi的方式对校正值C进行校正。由此，即使角度偏差量Δθ相对于转速差Δω的特性具有非线性，也能够不使用映射、查找表而通过简单的计算来校正校正值C。
(第二实施方式)
接下来，对本发明的第二实施例进行说明。在根据顺时针以及逆时针的转速ωc以及ωcc计算出的转速差Δω较大的情况下，即，在基于MR传感器元件14的检测信号运算出的检测角度θc与转子的相位之间的角度偏差量Δθ较大的情况下，计算使转速差的大小|Δω|成为阈值T以下的校正值C所需要的时间有可能变长。另外，例如，若角度偏差量Δθ过大，则有时难以进行基于马达控制部32的马达控制。
因此，在第二实施方式中，首先，基于根据将转子向稳定点旋转驱动时的MR传感器元件14的检测信号运算出的检测角度θc，求出校正值C来进行粗调整。
之后，基于用校正值C校正检测角度θc而得到的校正后旋转角度θa，使马达2顺时针及逆时针旋转来测量转速ωc及ωcc，以使转速ωc与转速ωcc之间的转速差的大小|Δω|减小的方式校正校正值C来进行微调整。
(结构)
参照图12。第二实施方式的校正值计算部33具有与参照图9说明的第一实施方式的校正值计算部33相同的结构，对相同的结构要素标注相同的参照标号并省略说明。
在通过第二实施方式的校正值计算部33计算校正值C的情况下，马达控制部32首先驱动马达2向稳定点旋转而使转子固定于稳定点。例如，马达控制部32使马达2的U相线圈、V相线圈、W相线圈之间流过规定电流，驱动马达2向稳定点旋转。例如，马达控制部32使2×a[A]流过U相线圈，使(-a)[A]流过V相线圈和W相线圈。
在该状态下，校正值计算部33读入根据MR传感器元件14的检测信号运算出的检测角度θcs。校正值计算部33的计算部52基于固定于稳定点时的转子角度与转子侧旋转角度基准之间的关系性和检测角度θcs来计算校正值C的初始值C0。
例如，计算部52将从检测角度θcs中减去固定于稳定点时的转子角度与转子侧旋转角度基准之间的差值Δθs而得到的差值(θcs-Δθs)计算为初始值C0。计算部52将初始值C0作为校正值数据34存储于存储装置22。
接着，马达控制部32基于以校正值C0校正检测角度θc而得到的校正后旋转角度θa，使马达2向顺时针方向以及逆时针方向旋转。
计算部52基于转速差Δω来计算角度偏差量Δθ。该角度偏差量Δθ是以校正值C0校正检测角度θc而得到的校正后旋转角度θa与转子的相位之间的角度偏差量，因此计算部52通过进行对校正值C0加上角度偏差量Δθ的校正来计算校正值C。计算部52用校正后的校正值C来更新存储在存储装置22中的校正值C0。
可以多次反复进行由转速ωc以及转速ωcc的测量工序、转速差Δω的计算工序、以及校正值C的计算工序构成的一系列的工序。另外，也可以多次反复进行这一系列的工序，直到转速差Δω的大小|Δω|成为规定的阈值T以下为止。
在计算第1次的校正值C1时，基于以将转子固定于稳定点而计算出的校正值C0校正检测角度θc而得到的校正后旋转角度θa，使马达2向顺时针方向以及逆时针方向旋转。
计算部52基于第1次的转速差Δω1来计算角度偏差量Δθ1。计算部52通过进行对校正值C0加上角度偏差量Δθ1的校正来计算第1次的校正值C1。计算部52用校正后的校正值C1来更新存储于存储装置22的校正值C0。
之后，第2次或其以后的第i次的转速差Δωi的计算与第一实施方式相同。
(动作)
接着，参照图13，对第二实施方式的相位调整方法的一例进行说明。
在步骤S21中，马达控制部32首先将马达2向稳定点旋转驱动而使转子固定于稳定点。
在步骤S22中，校正值计算部33读入根据MR传感器元件14的检测信号运算出的检测角度θcs。校正值计算部33的计算部52基于固定于稳定点时的转子角度与转子侧旋转角度基准之间的关系性和检测角度θcs来计算校正值C的初始值C0。计算部52将初始值C0作为校正值数据34存储于存储装置22。
在步骤S23中，校正部31、马达控制部32和校正值计算部33计算转速差Δω。步骤S23的处理与图10的步骤S1的转速差计算程序相同。
之后的步骤S24以及S25的处理与图10的步骤S4以及S5的处理相同。
(第二实施方式的效果)
校正值计算部33的计算部52基于根据将马达2的转子向稳定点旋转驱动时的MR传感器元件14的检测信号运算出的检测角度θcs来计算校正值C。马达控制部32基于以校正值C校正检测角度θc而得到的校正后旋转角度θa，使马达2向顺时针方向以及逆时针方向旋转。计算部52以使转速差Δω减小的方式对校正值C进行校正。
这样，通过基于将马达2的转子向稳定点旋转驱动时的MR传感器元件14的检测信号进行粗调整，能够缩短MR传感器元件14的相位调整所需的时间。
另外，即使MR传感器元件14的相位与转子的相位的相位差较大，由马达控制部32进行的马达控制困难，也能够进行相位调整。
(马达控制装置的应用例)
接下来，参照图14，对将本实施方式的马达控制装置1应用于对施加于车辆的转向系统的转向辅助力进行控制的电动助力转向装置的情况下的结构例进行说明。
转向盘101的柱轴102经由减速齿轮103、万向联轴节104A及104B、齿轮齿条机构105而与转向车轮的拉杆106连结。在柱轴102设置有检测转向盘101的转向转矩Th的转矩传感器110，辅助转向盘101的转向力的马达2经由减速齿轮103与柱轴102连结。
上述的控制装置20被用作控制助力转向装置的电子控制单元。从作为电源的电池114向控制装置20供给电力，并且从点火键111输入点火键信号。
控制装置20基于如上所述运算出的马达2的旋转角度θm和减速齿轮103的减速比N，运算转向盘101的转向角θ。控制装置20基于转向角θ、转向转矩Th、以及由车速传感器112检测出的车速Vh，使用辅助映射等进行辅助指令的转向辅助指令值的运算，并基于运算出的转向辅助指令值来控制向马达2供给的电流I。
在这样的结构的电动助力转向装置中，通过转矩传感器110检测从转向盘101传递的驾驶员的方向盘操作所产生的转向转矩Th，基于马达2的旋转角度θm运算转向角θ，通过基于转向转矩Th、转向角θ以及车速Vh计算出的转向辅助指令值对马达2进行驱动控制，该驱动作为驾驶员的方向盘操作的辅助力(转向辅助力)被赋予给转向系统。
符号说明
1：马达控制装置；2：马达；3：旋转轴；4：输出端；5：端部；10：传感器单元；11：磁体；12：电路基板；13：支承部件；14：MR传感器元件；15：线束；20：控制装置；21：处理器；22：存储装置；23、24：模拟数字转换器(ADC)；25：驱动电路；26：电流传感器；27：I/F(接口)电路；30：旋转角度测量部；31：校正部；32：马达控制部；33：校正值计算部；34：校正值数据；35：加法器；36、44、45：减法器；37：运算部；40：转矩指令值运算部；41、50：微分器；42：电流指令值运算部；46、47：PI(比例积分)控制部；48：2相/3相转换部；49：PWM(Pulse Width Modulation)控制部；51：转速差计算部；52：计算部。

Claims (9)

1.一种相位调整方法，其是检测无刷马达的转子的旋转角度的旋转角度传感器的相位调整方法，其特征在于，
基于由所述旋转角度传感器检测出的所述转子的旋转角度，测量以相同的转矩指令电流分别驱动所述无刷马达顺时针以及逆时针旋转时的第一转速及第二转速，
以使所述第一转速与所述第二转速之间的转速差减小的方式，计算对所述旋转角度传感器的相位进行校正的校正值。
2.根据权利要求1所述的相位调整方法，其特征在于，
在使所述无刷马达顺时针以及逆时针旋转而分别测量所述第一转速以及所述第二转速时，根据由所述旋转角度传感器检测出的所述转子的旋转角度进行超前角控制。
3.根据权利要求1或2所述的相位调整方法，其特征在于，
在基于驱动所述转子向稳定点旋转时的所述旋转角度传感器的检测值求出所述校正值之后，使所述无刷马达顺时针以及逆时针旋转，以使所述第一转速与所述第二转速之间的转速差减小的方式对所述校正值进行校正。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的相位调整方法，其特征在于，
多次反复进行所述第一转速以及所述第二转速的测量，
一边以根据在所述多次测量中的第(i-1)次(i为2以上的整数)测量出的所述第一转速以及所述第二转速计算出的所述校正值对所述旋转角度传感器进行校正，一边驱动所述无刷马达，测量第i次的所述第一转速以及所述第二转速。
5.根据权利要求4所述的相位调整方法，其特征在于，
基于在第(i-1)次的测量中驱动所述无刷马达时用于所述旋转角度传感器的校正的所述校正值与在第i次的测量中驱动所述无刷马达时用于所述旋转角度传感器的校正的所述校正值之间的变化量、以及在第(i-1)次测量出的所述第一转速与所述第二转速之间的所述转速差与在第i次测量出的所述第一转速与所述第二转速之间的所述转速差之间的变化量，以使第i次测量出的所述第一转速与所述第二转速之间的所述转速差减小的方式，对所述校正值进行校正。
6.一种校正值计算装置，其计算对旋转角度传感器的相位进行调整的校正值，该旋转角度传感器对无刷马达的转子的旋转角度进行检测，所述校正值计算装置的特征在于，具备：
马达控制部，其基于由所述旋转角度传感器检测出的所述转子的旋转角度来驱动所述无刷马达；
转速差计算部，其计算由所述马达控制部以相同的转矩指令电流分别驱动所述无刷马达顺时针以及逆时针旋转时的第一转速与第二转速的转速差；以及
计算部，其以使所述转速差减小的方式，计算对所述旋转角度传感器的相位进行校正的校正值。
7.一种马达控制装置，其特征在于，具备：
旋转角度传感器，其检测无刷马达的转子的旋转角度；以及
权利要求6所述的校正值计算装置，其计算对所述旋转角度传感器的相位进行调整的校正值，
所述校正值计算装置的所述马达控制部根据所述计算部计算出的所述校正值来校正所述旋转角度传感器，驱动所述无刷马达。
8.一种电动致动器产品，其特征在于，具备：
权利要求7所述的马达控制装置；以及
无刷马达，其由所述马达控制装置进行控制。
9.一种电动助力转向装置，其特征在于，具备：
权利要求7所述的马达控制装置；以及
无刷马达，其由所述马达控制装置进行控制，
通过所述无刷马达对车辆的转向系统赋予转向辅助力。
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