CN113728549A - 电动机控制装置及电动助力转向装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种电动机控制装置，即使在电动机的电气特性具有误差或偏差的情况下，也能够抑制转矩脉动。包括：基本电流指令生成部(1)：其输出用于向具有突极性的电动机(7)输出基本转矩的d轴基本电流指令和q轴基本电流指令；位置依赖分量生成部(101)，其根据电动机的旋转位置输出电动机的位置依赖分量；电流校正指令运算部(103)，其根据d轴基本电流指令、q轴基本电流指令以及位置依赖分量来运算d轴电流校正指令和q轴电流校正指令；电流校正指令重叠部(2)，其将d轴电流校正指令和q轴电流校正指令重叠到d轴基本电流指令和q轴基本电流指令，生成d轴电流指令和q轴电流指令；以及电流控制部(3)，其基于d轴电流指令和q轴电流指令并经由逆变器(6)来控制流向电动机(7)的电流。

Description

电动机控制装置及电动助力转向装置
技术领域
本申请涉及电动机控制装置、以及使用了该电动机控制装置的电动助力转向装置。
背景技术
在电动机方面，近年来，PM电动机(永磁体嵌入电动机)因其小型、高效率的特点被广泛用于工业设备。但是，PM电动机在其结构上在旋转磁场中具有空间谐波，从而在感应电压中产生谐波分量，因此产生转矩脉动。转矩脉动可能会成为引起振动或噪音、机械共振这样的问题的原因，因此需要相关的降低技术。作为该降低技术，公开了通过生成能够抑制转矩脉动的电流指令值，并重叠到基本电流指令来抑制转矩脉动的方法(例如，参照专利文献1)。
在专利文献1中，将电动机中产生的旋转磁场的空间谐波作为与旋转位置相关的表数据来保持，生成由该空间谐波产生的转矩脉动成为0的电流指令，并使其叠加到基本电流指令，从而实施转矩脉动抑制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2007-267466号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述，在专利文献1所述的转矩脉动抑制控制装置中，在能够事先以更高精度地取得电动机的电气特性的情况下，能够抑制转矩脉动。
然而，事先取得的电动机的电气特性自然认为设计值或测量值相对于该真值具有误差，并且根据电动机的动作状态或制造偏差而变动。因此，在电动机的电气特性的取得值与真值背离的情况下，存在达不到抑制转矩脉动的效果的问题。实际上，专利文献1并没有成为基于电动机的电枢交链磁通和电感等电气参数的中央值的误差的结构，除了脉动项以外，仅使用电气参数的中央值来进行控制。
本申请是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于提供一种电动机控制装置，该电动机控制装置即使在电动机的电气特性的取得值具有误差的情况下也能够适当地抑制转矩脉动。
用于解决技术问题的技术手段
本申请所公开的电动机控制装置包括：基本电流指令生成部，该基本电流指令生成部输出用于向具有突极性的电动机输出基本转矩的d轴基本电流指令和q轴基本电流指令；位置依赖分量生成部，该位置依赖分量生成部根据电动机的旋转位置输出电动机的位置依赖分量；电流校正指令运算部，该电流校正指令运算部根据d轴基本电流指令、q轴基本电流指令以及位置依赖分量来运算d轴电流校正指令和q轴电流校正指令；电流校正指令重叠部，该电流校正指令重叠部将d轴电流校正指令重叠到d轴基本电流指令，将q轴电流校正指令重叠到q轴基本电流指令，生成d轴电流指令和q轴电流指令；以及电流控制部，该电流控制部基于d轴电流指令和q轴电流指令来控制流向电动机的电流，在电流校正指令运算部中，将d轴电流校正指令和q轴电流校正指令的大小运算成预定的比率，比率是事先指定或根据电动机的状态来指定的。
发明效果
根据本申请公开的电动机控制装置，能够通过电流校正指令运算部将d轴电流校正指令和q轴电流校正指令的大小运算成预定的比率。将d轴电流校正指令和q轴电流校正指令的大小指定为确定的比率，通过减小转矩脉动对电动机的电气特性取得值的误差的灵敏度，从而即使在电动机的电气特性有误差的情况下也能够抑制转矩脉动。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的电动机控制装置的简要结构的框图。
图2是表示图1中的位置依赖分量的图。
图3是表示实施方式中定义的误差区域的图。
图4是表示误差区域中的脉动抑制直线的图。
图5是表示实施方式中的电流校正运算部的内部的图。
图6是表示实施方式中的电流校正指令的图。
图7是实施方式和专利文献1中的转矩脉动的比较图。
图8是实施方式和专利文献1中的转矩脉动的比较图。
图9是表示实施方式2所涉及的电动机控制装置的简要结构的框图。
图10是表示实施方式中的位置依赖分量生成表的图。
图11是表示实施方式3所涉及的电动机控制装置的简要结构的框图。
图12是表示实施方式4所涉及的电动机控制装置的简要结构的框图。
图13是表示实施方式4所涉及的电动机控制装置的变形例的简要结构的框图。
图14是表示实施方式4所涉及的电动机控制装置的变形例的简要结构的框图。
图15是表示应用有实施方式所涉及的电动机控制装置的实施方式5中的电动助力转向装置的结构图。
图16是表示实施方式所涉及的电动机控制装置的硬件结构的一例的图。
具体实施方式
下面，基于附图对电动机控制装置的实施方式进行说明，在各图中对相同或相当部分标注相同标号来进行说明。
实施方式1.
图1是实施方式1所涉及的电动机控制装置的框图。在图1中，电动机控制装置具有基本电流指令生成部1、电流校正指令重叠部2、电流控制部3、dq/3相坐标变换器4、3相/dq坐标变换器5、矢量控制方式的逆变器6、电流校正部100。电流校正部100的内部具有电动机的位置依赖分量生成部101、电动机的电气特性中央值输出部102、电流校正指令运算部103、灵敏度设定值输出部104。电动机控制装置向具有突极性的电动机7输入来自电流检测器8、旋转位置检测器9的检测信号。
接着，对这些各结构要素的功能动作进行说明。
基本电流指令生成部1基于来自上级控制系统的转矩指令值T*，运算并输出d轴基本电流指令id0和q轴基本电流指令iq0。可以根据最大转矩控制来运算d轴基本电流指令和q轴基本电流指令的运算。另外，也可以基于与工作状况相对应的已知的基本电流指令来进行运算。
电流校正指令重叠部2将来自基本电流指令生成部1的输出与电流校正指令运算部103的输出即电流校正指令相加。
电流控制部3通过以使d轴实电流和q轴实电流分别跟随来自电流校正指令重叠部2的输出那样的控制方式来运算并输出dq轴电压指令值。控制方式可以是PI控制。另外，也可以使用其他已知的控制方式。
dq/3相坐标变换器4使用由旋转位置检测器9检测到的电动机的旋转位置，将电流控制部3输出的dq轴电压指令转换为3相坐标上的电压指令，并输入到逆变器6。逆变器6对电动机7施加3相电压。
3相/dq坐标变换器5使用由旋转位置检测器9检测到的电动机的旋转位置，将由电流检测器8检测到的3相实电流转换成dq轴电流。
位置依赖分量生成部101根据由旋转位置检测器9检测到的电动机的旋转位置，输出依赖于电动机的位置的电气特性的分量即位置依赖性分量Pd。
电动机的电气特性中央值输出部102将作为控制对象的电动机的电气特性的中央值输出到电流校正指令运算部103。另外，灵敏度设定值输出部104将设计者事先指定的值或根据运转状况设定的值作为转矩脉动对电动机的电气特性的误差的灵敏度，并输出到电流校正指令运算部103。与电流校正指令运算部103一起详细说明。
电流校正指令运算部103根据d轴基本电流指令值、q轴基本电流指令值、电动机的电气特性中央值、电动机的位置依赖分量、灵敏度设定值，对抑制转矩脉动的dq轴电流校正指令进行运算并输出.
以下，对电流校正指令运算部103的原理和从电流校正指令运算部103输出的dq轴电流校正指令的效果进行说明。
具有突极性的电动机的转矩由下式(1)来表示。
[数学式1]
T＝Pm((Ld-Lq)idiq+iqΦd-idΦq)···(1)
这里，T：转矩、Pm：电动机的极对数、Ld:d轴电感、Lq:q轴电感、id:d轴电流、iq:q轴电流、Φd：d轴磁体磁通、Φq：q轴磁体磁通。
在式(1)中，电感Ld、Lq的差对转矩有贡献，所以这里定义为电感L＝Ld-Lq，将上述式(1)转换为式(2)。
[数学式2]
T＝Pm(Lidiq+iqΦd-idΦq)···(2)
对于作为电动机的电气特性的电感和磁体磁通，考虑到与电动机的旋转位置相关的位置依赖分量，分离为电气特性的中央值和位置依赖分量，如下定义。
[数学式3]
Figure BDA0003313074110000061
这里，L0：电感的中央值、Lripple：电感的位置依赖分量、Φd0:d轴磁体磁通的中央值、Φdripple：d轴磁体磁通的位置依赖分量、Φq0:q轴磁体磁通的中央值、Φqripple：q轴磁体磁通的位置依赖分量。通过使用式(3)考虑位置依赖分量，从而能够计算由位置依赖分量产生的转矩脉动，因此能够计算抑制转矩脉动的电流校正指令。如图2所示，位置依赖分量设为具有与旋转位置相对应的值的函数。例如，具有电气角频率的6倍的频率的位置依赖分量能够如下表示。
[数学式4]
Figure BDA0003313074110000062
当使用上述式(4)应用本实施方式时，能够抑制具有电气角频率的6倍的频率的转矩脉动。另外，不是具有电气角频率的6倍的频率，而是具有电气角频率的n倍的频率的位置依赖分量能够如下表示。
[数学式5]
Figure BDA0003313074110000071
如上式(5)所示，能够将任意频率的位置依赖分量设为对象。当使用上式(5)应用本实施方式时，能够抑制具有电气角频率的n倍的频率的转矩脉动。另外，当抑制多个频率的转矩脉动时，可以使用各频率中的式(5)，应用本实施方式来运算各频率的电流校正指令，并将其重叠到基本电流指令。
接着，当将电气特性分为中央值和位置依赖分量并代入转矩方程式时，上式(2)展开成式(6)。
[数学式6]
T＝Pm((L0+Lripple)idiq+iq(Φd0+Φdripple)-id(Φq0+Φqripple))···(6)
此外，如果对dq轴电流施加谐波的校正指令，则上式(6)展开成式(7)。
[数学式7]
Figure BDA0003313074110000072
这里，id0:d轴基本电流指令值、idripple:d轴电流校正指令值、iq0:q轴基本电流指令值、iqripple:q轴电流校正指令值。
在上述式(7)中，着眼于转矩的常数分量。转矩的常数分量表示作为电动机输出的基本转矩。在电流控制系统中，进行电流控制，以使得作为电动机输出的基本转矩跟随转矩指令值T*。基本转矩T0使用电动机的电气特性和基本电流指令id0、iq0，成为下式(8)。
[数学式8]
T0＝Pm(L0id0iq0+iq0Φd0-id0Φq0)···(8)
根据基本转矩求出基本电流指令id0、iq0的方法可以使用最大转矩/电流(MTPA)控制，也可以使用其他已知的控制方法。例如，在使用MTPA控制的情况下，计算基本电流指令id0、iq0以满足下式(9)。
[数学式9]
Figure BDA0003313074110000081
根据式(8)和式(9)计算基本电流指令id0、iq0。即使使用其他已知的控制方法，也基于表示基本转矩的式(8)来计算基本电流指令。
接着，在式(7)中，如果谐波的二次以上的分量足够小，则作为转矩谐波分量的转矩脉动由下式(10)来表示。
[数学式10]
Figure BDA0003313074110000091
这里，Tripple：转矩脉动。
在d轴磁体磁通和电感的中央值具有误差的情况下，上述式(10)成为式(11)。
[数学式11]
Figure BDA0003313074110000092
这里，ΔL0：电感的中央值的误差、ΔΦd0:d轴磁体磁通的中央值的误差。
接着，对于ΔL0和ΔΦd0，导入图3所示的误差区域的概念，对抑制转矩脉动的电流校正指令值进行说明。在图3所示的误差区域中，横轴表示ΔL0相对于|L0|之比即ΔL0/|L0|，纵轴表示ΔΦd0相对于Φd0之比即ΔΦd0/Φd0。任意误差ΔL0、ΔΦd0能表现为误差区域上的点的坐标。例如ΔL0和ΔΦd0都是0时，ΔL0和ΔΦd0对应于误差区域的原点(0，0)。另外，当误差ΔL0和ΔΦd0相对于各个中央值Me具有+10％的大小时，ΔL0和ΔΦd0对应于误差区域上的坐标(0.1、0.1)。以下，将误差区域上的点称为误差点Ep。
关于电流校正指令的设计，选择一个误差区域上的误差点Ep，将该坐标设为(eL、ep)。接着，将联立方程式建立成如下那样，从而使得在所选择的误差点Ep和原点上由式(11)表示的转矩脉动成为0。
[数学式12]
Figure BDA0003313074110000101
这里，L0是Ld-Lq的中央值Me，在具有反突极性的电动机中，|L0|＝-L0。如果求解满足上式(12)的联立方程式的电流校正指令idripple和iqripple，则能得到下面电流校正指令的公式。
[数学式13]
Figure BDA0003313074110000102
在上述式(13)中，误差点Ep的坐标(eL、ep)的比被定义为如下那样。
[数学式14]
Figure BDA0003313074110000111
此时，如下所述，式(14)能够转换为式(15)。
[数学式15]
Figure BDA0003313074110000112
如图5所示，式(15)表示在如模块103a那样求出iqripple之后，能使用iqrriple如模块103b那样计算idripple。由此，如果能运算iqripple，则能简单地运算idripple。另外，在式(15)中，可知电流校正指令不依赖于误差点的坐标本身，而是依赖于坐标的比即e。即，如果误差点是斜率为e的直线上的点，则无论选择哪个点作为特定的误差点，电流校正指令都具有完全相同的值。另外，式(15)所表示的电流校正指令在特定的误差点中以转矩脉动为0来计算，因此，可知式(15)所表示的电流校正指令是将在斜率为e的直线上的所有误差点处的转矩脉动设为0的电流。因此，根据e的设定，能够选择对d轴磁体磁通和电感中央值的误差的鲁棒性。
下面，如图4所示，将斜率为e的直线称为脉动抑制直线。当e无限接近0时，脉动抑制直线Rsl与ΔL0/L0的轴一致。此时的电流校正指令中，即使ΔL0具有任何误差，也能抑制转矩脉动。即，通过使e接近0从而示出了关于ΔL0的鲁棒性。通过同样的想法，如果e设定为较大的值，则脉动抑制直线Rsl与ΔΦd0/Φd0的轴一致，能针对ΔΦd0鲁棒性地抑制脉动。另外，将e设定为任意值时，ΔL0和ΔΦd的比成为e时，能鲁棒性地抑制脉动。以上，e表示针对ΔL0和ΔΦd0的灵敏度，称为灵敏度设定值。
另外，式(15)中，首先根据q轴电流修正指令iqripple计算，根据iqripple的值求出d轴电流校正指令idripple，idripple能够作为iqripple的简单整数倍来简单地计算。另外，也可以在最开始根据idripple计算，使用idripple来计算iqripple。具体而言，如下式(16)。
[数学式16]
Figure BDA0003313074110000121
根据上式(16)，如果能够运算idripple，则iqripple能够作为idripple的常数倍来简单地运算。由此，本实施方式的d轴电流校正指令和q轴电流校正指令的特征在于其相位相等或具有180度的差。因此，如果运算一方，则另一方能够通过计算出的一方的常数倍这样简单的计算来求出。
本实施方式中的电流校正指令也能够应用于具有d轴电感Ld大于q轴电感Lq这一特征的正突极性电动机。在该情况下，如果注意到式(12)中|L0|＝L0来求解，则可以获得下式。
[数学式17]
Figure BDA0003313074110000131
上式(17)与计算具有反突极性的电动机的电流校正指令时相同，成为由灵敏度设定值e表示的电流，如果使e无限地接近0，则实现关于ΔL0的鲁棒性，若将e设定为较大的值，则实现关于ΔΦd0的鲁棒性。
式(17)首先根据q轴电流校正指令iqripple计算，根据iqripple的值求出d轴电流校正指令idripple，但也可以在最开始根据idripple计算，使用idripple计算iqripple。具体而言，成为下式(18)。
[数学式18]
Figure BDA0003313074110000132
接着，说明转矩脉动的灵敏度与电流校正指令的大小之间关系。关于式(12)所表示的转矩脉动，如果针对ΔL0和ΔΦd0计算梯度，则如下那样。
[数学式19]
Figure BDA0003313074110000141
根据上式(19)，为了降低转矩脉动对ΔL0的灵敏度，可以减小idripple*iq0+iqripple*id0。此外，为了降低转矩脉动对ΔΦd0的灵敏度，可以减小iqripple。这里，关于转矩脉动相对于ΔL0的梯度，除了在高旋转时需要具有较大的减弱电流的id0之外，基本上iq0比id0要大，因此为了降低转矩脉动对ΔL0的灵敏度，可以减小idripple。以上为转矩脉动的灵敏度与电流校正指令的大小的关系性。
图6是将灵敏度设定值即e的值设定为3种(0.1、1、10)，表示当时的电流校正指令的图。图6的(a)表示了灵敏度设定值即e是0.1的情况，图6的(b)表示了灵敏度设定值即e是1的情况，图6的(c)表示了灵敏度设定值即e是10的情况。观察图6，在设计上实现了关于ΔL0的鲁棒性的灵敏度设定值e较小的情况下，能确认d轴电流校正指令idripple变小。另外，在设计上实现了关于ΔΦd0的鲁棒性的灵敏度设定值e较大的情况下，能够确认q轴电流校正指令iqripple变小。从以上关系可知，灵敏度设定值即e是调整了dq轴电流校正指令idripple、iqripple的大小的参数。即，如果减小灵敏度设定值即e，则d轴电流校正指令idripple变小，如果增大灵敏度设定值即e，则q轴电流校正指令iqripple变小。由此，灵敏度设定值e是操作d轴电流校正指令与q轴电流校正指令的大小的比，决定关于ΔL0和ΔΦd0的鲁棒性的参数，通过流过本实施方式的电流校正指令，从而能够使电动机的电气特性有误差时的转矩脉动比以往小。
关于对电动机的电气特性的误差的鲁棒性和转矩脉动抑制性能，图7、图8示出了在分别对本实施方式中的电流校正指令和专利文献1的电流校正指令进行通电时产生的转矩脉动的大小。图7的(a)、图8的(a)表示了e＝0.1的情况，图7的(b)、图8的(b)表示了e＝1的情况，图7的(c)、图8的(c)表示了e＝10的情况，图7的(d)、图8的(d)表示了专利文献1的情况。图7、图8中，下方的平面是误差区域，纵轴是转矩脉动，绘制了电动机的电气特性在具有误差区域内的误差时产生的转矩脉动的大小。图7表示没有q轴磁体磁通和电感的脉动而具有d轴磁体磁通的脉动的情况。图7的(d)的专利文献1的电流校正指令具有与图7的(a)的本实施方式的电流校正指令的e＝0.1的情况相似的倾向，具有即使有电感误差ΔL0，转矩脉动抑制效果也很难减弱的特征。但是，当d轴磁体磁通误差ΔΦd0存在时，转矩脉动抑制效果将减弱。因此，由于制造方法或电动机的电气特性的测量，对于容易产生ΔΦd0的电动机，也无法用专利文献1的电流校正指令来抑制转矩脉动。在这一点上，本实施方式的电流校正指令仅变更灵敏度设定值即e，即使在容易产生ΔΦd0的情况下，也能够抑制转矩脉动。图7的(b)表示了在ΔL0和ΔΦd0相对于各中央值具有成为同等程度的比率的倾向的情况下能够抑制转矩脉动，图7的(c)表示了在容易产生ΔΦd0的情况下能够抑制转矩脉动。
另外，无论在图7中哪个电流校正指令的情况下，误差区域内的转矩脉动的最大值都为0.0167N·m，由于不抑制转矩脉动时的转矩脉动的大小为0.167N·m，因此，最差也能够降低90％。此外，当ΔL0和ΔΦd0具有误差区域内的任意误差时，从图7中可以看出，通电e＝1的电流校正指令的情况与其他情况相比，转矩脉动抑制效果较高的范围较大。为了比较，在各电流校正指令中，求出转矩脉动的最大值的一半即0.0084N·m以下的误差范围，计算该范围来作为相对于误差区域整体面积的比率。如果进行计算，则专利文献1中0.0084N·m以下的范围为误差区域的48％，在本实施方式的电流校正指令中，e＝0.1的情况下为53％，e＝1的情况下为74％，e＝10的情况下为53％。由此可知，e＝1在ΔL0和ΔΦd0以相同概率具有误差范围内的任意误差时，抑制转矩脉动的概率最高。由此，本实施方式的电流校正指令能够使电动机的电气特性存在误差时的转矩脉动比以往要小。
接着，图8表示除了d轴磁体磁通的脉动之外，还存在q轴磁体磁通和电感脉动的情况。此时，不抑制转矩脉动时的转矩脉动的大小为0.1881N·m。根据图8的(d)，使用了专利文献1的电流校正指令时的转矩脉动的大小在任何误差的情况下都大约是0.06N·m，而作为本来的目的的转矩脉动抑制的效果为68％。与不抑制转矩脉动的情况相比，虽然转矩脉动能够降低，但是与没有q轴磁体磁通和电感的脉动时的降低率相比，转矩脉动抑制的效果变小。另一方面，本实施方式的电流校正指令即使有q轴磁体磁通和电感脉动，转矩脉动抑制效果也较高，另外，对灵敏度设定值即e的值和各误差的鲁棒性也表现出设计原本的特性。如上所述，即使在存在q轴磁体磁通和电感脉动的情况下，本实施方式的电流校正指令在电动机的电气特性存在误差的情况下也能够适当地抑制转矩脉动。
在使用图7、图8的上述说明中，将实际能取得电动机的电感和电枢交链磁通的中央值的误差的范围分别设为0.1倍，即，由于是将中央值的误差的比率的实际能取得的值设为1的说明，所以e＝1为最好。即使在电动机的电感和电枢交链磁通的中央值的误差的比率是实际能取得的值为1以外的其他值时，也能够通过预先掌握该值，将该值赋予灵敏度设定值e，从而使转矩脉动的振幅较小的误差区域最大。即，若是本实施例的结构，则由于能根据电气参数的中央值的能取得的误差区域来生成电流校正指令，因此，在该误差区域中，在ΔL0和ΔΦd0以相同概率具有误差区域内的任意误差时，都能将使转矩脉动比推定值要小的概率提高到最高。
实施方式2.
接着，将使用图9对实施方式2所涉及的电动机控制装置进行说明。实施方式2如图9所示，是具有电动机相对于旋转位置的位置依赖分量的表105，基于该表来输出位置依赖分量Pd并计算电流校正指令的情况。
在本实施方式中，通过预先已知的方法，预先测定电动机的电感和磁体磁通，通过从各测定值减去平均值，从而提取位置依赖分量。将提取出的位置依赖分量设为针对图10所示的旋转位置的表数据，将与旋转位置相对应的位置依赖分量Pd输出到电流校正指令运算部103。在输出dq轴电流校正指令的电流校正指令运算部103中，通过进行与实施方式1相同的计算，计算对电动机的电气特性鲁棒性地抑制转矩脉动的电流校正指令，并重叠在dq轴基本电流指令上，从而能够抑制转矩脉动。本实施方式中的表数据不仅可以包含6f分量，还可以制作包含任意频率分量的表数据。根据包含任意频率分量的表数据向电流校正指令运算部103输出位置依赖分量，基于式(15)计算电流校正指令，并将其重叠到dq轴基本电流指令，从而能够抑制与表数据中包含的频率分量相同频率的转矩脉动。在包含多个频率分量的情况下，由于能够抑制与这些频率分量相同频率的转矩脉动，因此，无需在各频率中单独计算电流校正指令，就能够减少运算量。
灵敏度设定值e如实施方式1中说明的那样，当减小e时，idripple变小，成为对电感的中央值误差ΔL0鲁棒地抑制转矩脉动的电流，当增大e的值时，iqripple变小，能够对d轴磁体磁通的中央值误差ΔΦd0鲁棒地抑制转矩脉动。由此，在本实施方式中，也能够根据灵敏度设定值e来改变dq轴电流校正指令的大小比率，由此即使在电动机的电气特性有误差的情况下也能够抑制转矩脉动。
实施方式3.
接着，使用图11对实施方式3所涉及的电动机控制装置进行说明。如图11所示，在实施方式3中，具备电流校正指令相位分量生成部106、电流校正增益运算部107和电流校正增益乘法部108。
在本实施方式中，通过预先已知的方法，预先测定电动机的电感和磁体磁通，通过从各测定值减去平均值，从而提取位置依赖分量。接着，根据提取了式(15)的分子部分的下述式(20)，制作相对于电动机的旋转位置和dq轴基本电流指令的dq轴电流校正指令的相位分量f(θ、id0、iq0)的三维表，并作为电流校正指令相位分量生成部106。
[数学式20]
f(θ,id0,iq0)＝-(Lrippleid0iq0+iq0Φdripple-id0Φqripple)···(20)
通过电流校正增益乘法部108将来自制作好的表的相当于相位分量f(θ、id0、iq0)的输出、与由电流校正增益运算部107计算出的电流校正增益相乘，并通过电流校正指令重叠部2与基本电流指令重叠。在本实施方式中，由于将电流校正指令的相位分量作为表来保持，所以不需要如实施方式2那样将电动机的各电气特性分别作为表数据，能够减少数据量。另外，本实施方式的电流校正指令是d轴电流校正指令和q轴电流校正指令的相位相等或相差180度，所以如果有式(20)所表示的相位分量，则能够简单地求出d轴电流校正指令和q轴电流校正指令来作为相位分量的简单整数倍。
电流校正增益运算部107按照下式(21)进行运算。
[数学式21]
Figure BDA0003313074110000181
式(21)中的灵敏度设定值e的作用如实施方式1中说明的那样，当减小e的值时，idripple变小，成为对电感的中央值误差ΔL0鲁棒地抑制转矩脉动的电流，当增大e的值时，iqripple变小，成为对d轴磁体磁通的中央值误差ΔΦd0鲁棒地抑制转矩脉动的电流。
由此，在本实施方式中，能够根据灵敏度设定值e来改变dq轴电流校正指令的大小比率，由此即使在电动机的电气特性有误差的情况下也能够抑制转矩脉动。
另外，也可以不具有电流校正指令的分子分量的表，而将电流校正指令的分子分量应用于三角函数的周期函数来计算。在该情况下，例如，如果以具有由式(5)表示的电气角频率的n倍的频率的电动机的位置依赖分量为对象，则电流校正指令的相位分量变成下式(22)。
[数学式22]
Figure BDA0003313074110000191
通过使用上式(22)，无需进行表数据的制作，能够抑制特定频率的转矩脉动。因此，在本实施方式中，也能够根据情况来区分使用表数据还是使用式(22)。
实施方式4.
接着，使用图12～图14对实施方式4所涉及的电动机控制装置进行说明。在实施方式4中，具有将由调整增益生成部109生成的调整增益与电流校正指令相乘的调整增益乘法部110。电流校正指令可以是如实施方式1中说明的使用了式(15)的由图12所示那样的结构，或者也可以是如实施方式2中说明那样使用了根据相位分量表而运算出的电流校正指令的由图13所示的变形例那样的结构，或者，如在实施方式3中说明的那样，也可以是使用根据电流校正指令相位分量和电流校正增益而运算出的电流校正指令的由图14所示的变形例那样的结构。该调整增益具有从0到1的值。在本实施方式中，能够根据灵敏度设定值e来改变dq轴电流校正指令的大小比率，由此，即使在电动机的电气特性有误差的情况下也能够抑制转矩脉动。
另外，由于d轴电流校正指令和q轴电流校正指令的相位相等或相差180度，所以电流校正指令的相位计算仅进行d轴电流校正指令和q轴电流校正指令中的一方即可，而另一方仅通过计算出的一方的常数倍就能够求出，因此能够简单地求出电流补正指令。
并且，在本实施方式中，具有比由电流校正指令运算部103运算出的电流校正指令的最佳设计值要小的结构。由此，电动机的电气特性成为中央值时的转矩脉动抑制效果降低，但如实施方式1中说明的那样，电流校正指令值越小，则对电动机的电气特性中央值的误差越具有鲁棒性，通过应用本实施方式，即使在电动机的电气特性偏差较大的情况下，也能够降低转矩脉动，而不会使转矩脉动恶化。根据电动机的电气特性偏差，本实施方式能够与实施方式1分开使用。
实施方式5.
在上述实施方式中对电动机控制装置进行了说明，但也可以适用于具备该电动机控制装置和具有产生用于辅助驾驶员的转向的辅助转矩的突极性的电动机的电动助力转向装置。
图15是表示实施方式5中的电动助力转向装置的结构的图。在图15中，电动助力转向装置设置有方向盘301、转向轴302、齿条·小齿轮303、车轮304、305、电动机7、减速齿轮306、旋转位置检测器9、转矩传感器307、车速传感器308以及电动机控制装置200。
图15中，由未图示的驾驶员施加至方向盘301的转向转矩通过转矩传感器307的扭杆和转向轴302，并经由齿条·小齿轮303被传递到齿条，从而使车轮304、305转向。
电动机7经由减速齿轮306与转向轴302相连接。从电动机7产生的输出转矩经由减速齿轮306被传递到转向轴302，减轻在转向时驾驶员所施加的转向转矩。
转矩传感器307通过驾驶员将方向盘301转向来检测施加到扭杆上的转向转矩。根据该转向转矩，在扭杆上产生几乎与转向转矩成比例的扭转，因此检测该扭转角，换算成转向转矩信号。车速传感器308输出检测到车辆行驶速度的信号即车速。
另外，电动机控制装置200是上述实施方式中的任一个，根据由转矩传感器307检测到的转向转矩信号、由旋转位置检测器9得到的旋转位置θ、以及由车速传感器308检测到的车速，来决定与电动机7输出的输出转矩相当的电流指令的方向和大小，为了使电动机7产生该输出转矩，基于电流指令控制从电源流向电动机7的电流。
即使在这样的电动助力转向装置中，与实施方式1～实施方式4同样地，通过减小转矩脉动对电动机的电气特性的取得值的误差的灵敏度，从而即使在电动机的电气特性有误差的情况下，也能够抑制转矩脉动。
另外，电动机控制装置200如图16所示的硬件的一个示例那样，由处理器2000和储存装置2001构成。虽然存储装置未图示，但具备随机存取储存器等易失性存储装置、和闪存等非易失性的辅助存储装置。另外，也可以具备硬盘这样的辅助储存装置来代替闪存。处理器2000执行从存储装置2001输入的程序。该情况下，程序从辅助存储装置经由易失性存储装置被输入到处理器2000。另外，处理器2000可以将运算结果等数据输出至存储装置2001的易失性存储装置，也可以经由易失性存储装置将数据保存至辅助存储装置。
虽然本申请记载了各种示例性实施方式和实施例，但是在一个或多个实施方式中记载的各种特征、方式和功能不限于特定实施方式的应用，可以单独地或以各种组合来应用于实施方式。
因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设为包括对至少一个构成要素进行变形、追加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。
标号说明
1 基本电流指令生成部
2 电流校正指令重叠部
3 电流控制部
6 逆变器
100 电流校正部
101 位置依赖分量生成部
103 电流校正指令运算部
200 电动机控制装置。

Claims (7)

1.一种电动机控制装置，
该电动机控制装置由矢量控制方式的逆变器控制具有突极性的电动机，该电动机控制装置的特征在于，包括：
基本电流指令生成部，该基本电流指令生成部输出用于向所述电动机输出基本转矩的d轴基本电流指令和q轴基本电流指令；
位置依赖分量生成部，该位置依赖分量生成部根据所述电动机的旋转位置输出所述电动机的位置依赖分量；
电流校正指令运算部，该电流校正指令运算部根据所述d轴基本电流指令、所述q轴基本电流指令以及所述位置依赖分量来运算d轴电流校正指令和q轴电流校正指令；
电流校正指令重叠部，该电流校正指令重叠部将所述d轴电流校正指令重叠到所述d轴基本电流指令，将所述q轴电流校正指令重叠到所述q轴基本电流指令，生成d轴电流指令和q轴电流指令；以及
电流控制部，该电流控制部基于所述d轴电流指令和所述q轴电流指令并经由所述逆变器来控制流向所述电动机的电流，
在所述电流校正指令运算部中，将所述d轴电流校正指令和所述q轴电流校正指令的大小运算成预定的比率，所述比率是事先指定的或根据所述电动机的状态来指定的。
2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述位置依赖分量生成部根据所述电动机的旋转位置来输出所述电动机的电枢交链磁通或电感器的位置依赖分量。
3.如权利要求1或2所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述电流校正指令运算部基于所述电动机的电枢交链磁通、电感、所述d轴基本电流指令、所述q轴基本电流指令以及所述q轴电流校正指令，来运算所述d轴电流校正指令。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述比率是基于所述电动机的电枢交链磁通和电感各自的中央值的误差的比率即灵敏度设定值的值。
5.如权利要求4所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述电流校正指令运算部基于所述灵敏度设定值、所述电动机的电枢交链磁通、电感、所述d轴基本电流指令、所述q轴基本电流指令，来运算所述d轴电流校正指令和所述q轴电流校正指令。
6.如权利要求1至4中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述d轴电流校正指令和所述q轴电流校正指令的相位相等或相差180度。
7.一种电动助力转向装置，其特征在于，包括：
电动机，该电动机具有产生用于辅助驾驶员转向的辅助转矩的突极性；以及
如权利要求1至6中任一项所述的电动机控制装置。
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