CN117178471A - 马达控制装置及马达控制方法 - Google Patents

Abstract

控制装置(40)通过执行反馈控制来运算对逆变器(52)的电压指令值，在上述反馈控制中，使三相马达(21)的电流值追随对马达(21)的电流指令值。控制装置(40)具有补偿运算部(81)，上述补偿运算部(81)使用马达(21)的旋转角来运算向电压指令值附加的修正电压，以便补偿马达(21)的扭矩波动。修正电压是与扭矩波动相反相位的正弦波，并且通过彼此相同频率的作为余弦波分量的实部和作为正弦波分量的虚部相加而得到。补偿运算部(81)基于电流指令值及马达(21)的旋转速度，来运算余弦波分量的振幅及正弦波分量的振幅。

Description

马达控制装置及马达控制方法

技术领域

本公开涉及马达控制装置及马达控制方法。

背景技术

以往，存在如下的控制装置：执行使向马达供给的实际电流的值追随电流指令值的电流反馈控制。马达例如是三相无刷马达。控制装置将向马达供给的三相电流检测值坐标转换为dq轴坐标系的两相，在dq轴坐标系中进行电流反馈控制。dq轴坐标系是旋转坐标系，所以控制装置将电流分为扭矩分量和弱励磁分量来进行电流矢量控制。

马达有时产生作为扭矩脉动的扭矩波动。扭矩波动成为振动或噪声的一个原因。因此，例如专利文献1的控制装置进行用于抑制扭矩波动的补偿控制。控制装置对目标q轴电流叠加用于消除扭矩波动的补偿电流。补偿电流是相对于在扭矩波动的振动分量中占主导地位的6次谐波分量相反相位的正弦波。

专利文献1：国际公开第2019/163552号

专利文献1的控制装置基于目标q轴电流的绝对值及马达的角速度的绝对值，使用一览表来运算补偿电流的增益(振幅)及相位。控制装置使用从一览表得到的增益及相位来运算补偿电流。这样，控制装置需要分别运算增益及相位，在近年希望进一步降低控制装置的运算负荷。

发明内容

本公开的一个形态提供如下的马达控制装置：通过执行反馈控制来运算对逆变器的电压指令值，在上述反馈控制中，使三相马达的电流值追随对上述马达的电流指令值，上述逆变器控制向上述马达供给的电流。上述马达控制装置具有补偿运算部，上述补偿运算部构成为：使用通过传感器检测到的上述马达的旋转角来运算向上述电压指令值附加的修正电压，以便补偿上述马达的扭矩波动。上述修正电压是与上述扭矩波动相反相位的正弦波，并且通过彼此相同频率的作为余弦波分量的实部和作为正弦波分量的虚部相加而得到。上述补偿运算部构成为：基于上述电流指令值及上述马达的旋转速度，来运算上述余弦波分量的振幅及上述正弦波分量的振幅。

本公开的另一形态提供如下的马达控制装置、即包括：通过执行反馈控制来运算对逆变器的电压指令值，在上述反馈控制中，使三相马达的电流值追随对上述马达的电流指令值，上述逆变器控制向上述马达供给的电流；和执行补偿运算处理，在上述补偿运算处理中，使用通过传感器检测到的上述马达的旋转角来运算向上述电压指令值附加的修正电压，以便补偿上述马达的扭矩波动。上述修正电压是与上述扭矩波动相反相位的正弦波，并且通过彼此相同频率的作为余弦波分量的实部和作为正弦波分量的虚部相加而得到。上述补偿运算处理包括如下的处理：基于上述电流指令值及上述马达的旋转速度，来运算上述余弦波分量的振幅及上述正弦波分量的振幅。

附图说明

图1是表示供马达控制装置的一个实施方式搭载的电动动力转向装置的概略结构的结构图。

图2是马达控制装置的一个实施方式的框图。

图3是表示一个实施方式的一览表的框图。

具体实施方式

以下，对将马达控制装置具体化为电动动力转向装置的控制装置的一个实施方式进行说明。

如图1所示，电动动力转向装置10具有转向轴13、小齿轮轴14以及转舵轴15。上述转向轴13、小齿轮轴14以及转舵轴15构成转向盘11与转舵轮12、12之间的动力传递路径。转舵轴15沿着车体的宽度方向亦即图1中的左右方向延伸。转舵轴15收容于被固定于车体的壳体16的内部。在转舵轴15的两端分别经由转向横拉杆17、17连结转舵轮12、12。小齿轮轴14的小齿轮齿14a与转舵轴15的齿条齿15a啮合。因此，转舵轮12、12的转舵角θ_w、θ_w通过转舵轴15与转向盘11的旋转操作连动地沿着转舵轴15的轴线移动而变更。

另外，电动动力转向装置10具有马达21及传动机构22。上述马达21及传动机构22是用于向转舵轴15赋予辅助力的结构。辅助力是指向转向盘11赋予以便辅助转向盘11的操作的驱动力。

马达21是辅助力的产生源。马达21例如是三相无刷马达。马达21固定于壳体16的外部。马达21的输出轴21a相对于转舵轴15平行延伸。马达21的输出轴21a经由传动机构22来与转舵轴15连结。马达21所产生的扭矩作为辅助力经由传动机构22向转舵轴15赋予。

传动机构22具有滚珠螺母31、驱动带轮32、从动带轮33以及环状的带34。滚珠螺母31经由未图示的多个滚珠螺纹旋合于转舵轴15的滚珠丝杠部15b。驱动带轮32固定于马达21的输出轴21a。从动带轮33以嵌于滚珠螺母31的外周面的状态固定。带34架设于驱动带轮32与从动带轮33之间。因此，马达21的旋转经由驱动带轮32、带34以及从动带轮33向滚珠螺母31传递。伴随滚珠螺母31的旋转，转舵轴15沿其轴线移动。

另外，电动动力转向装置10具有控制马达21的控制装置40。控制装置40取得车载的各种传感器的检测结果作为表示驾驶员的要求或行驶状态的信息，根据该取得的信息来控制马达21。传感器例如是扭矩传感器41、车速传感器42以及旋转角传感器43。扭矩传感器41设置于转向轴13。扭矩传感器41检测施加于转向轴13的转向操纵扭矩Th。车速传感器42检测车速V。旋转角传感器43设置于马达21。旋转角传感器43检测马达21的旋转角θ。控制装置40执行如下的辅助控制：通过对马达21的供电控制来产生与转向操纵扭矩Th及车速V相应的辅助力。控制装置40使用通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角θ来对马达21进行矢量控制。

接着，对控制装置40详细进行说明。

如图2所示，控制装置40具有：微型计算机51，生成马达控制信号；以及逆变器52，基于由微型计算机51生成的马达控制信号，向马达21供给三相驱动电力。微型计算机51例如是具备CPU和存储器的处理电路。微型计算机51通过CPU执行存储器中已存储的程序来执行各种处理。存储器包括RAM(Random Access Memory)及ROM(Read Only Memory)这样的计算机可读介质。其中，由软件实现各种处理是一个例子。控制装置40所具有的处理电路也可以构成为通过逻辑电路等硬件电路来实现至少一部分的处理。

逆变器52是公知的PWM逆变器。逆变器52通过与三相分别对应的3个桥臂(leg)以并联的方式连接而构成。各桥臂包括以串联的方式连接的2个开关元件。开关元件例如是场效应型晶体管(FET)。由微型计算机51生成的马达控制信号规定逆变器52的各开关元件的占空比。马达控制信号施加于各开关元件的栅极端子。通过各开关元件响应于马达控制信号而开关，而将车载的电池53的直流电压转换为三相(U、V、W)的驱动电力，将该转换后的三相驱动电力向马达21供给。

微型计算机51获取：通过扭矩传感器41检测到的转向操纵扭矩Th、通过车速传感器42检测到的车速V以及通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角θ。另外，微型计算机51获取通过设置于马达21的供电路径的电流传感器54u、54v、54w检测到的三相各相的电流Iu、Iv、Iw的值。微型计算机51基于通过各传感器检测到的转向操纵扭矩Th、车速V、马达21的旋转角θ以及马达21的电流Iu、Iv、Iw的值，控制向马达21的供电。微型计算机51控制向马达21的供电，以便得到与转向盘11的操作状态或车辆的行驶状态相应的适当的辅助力。微型计算机51通过在作为两相旋转坐标系的dq轴坐标系中记述的矢量控制来控制马达21。

接着，对微型计算机51的结构详细进行说明。

如图2所示，微型计算机51具有旋转速度运算部61、转向操纵角运算部62、电流指令值运算部63、三相/二相坐标转换部64、反馈控制部65、二相/三相坐标转换部66以及控制信号生成部67。

旋转速度运算部61例如是微分器。旋转速度运算部61对通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角θ按时间进行微分，从而运算马达21的旋转速度ω。

转向操纵角运算部62基于通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角θ，运算作为转向盘11的旋转角的转向操纵角θs。转向操纵角运算部62例如将与车辆的前行状态对应的转向盘11的中立位置作为基准，对马达21的旋转次数进行计数，从而用绝对值运算超过360°的多旋转的旋转角θ。转向操纵角运算部62对马达21的多旋转的旋转角θ乘以基于从马达21到转向轴13之间的减速比的换算系数，从而运算转向操纵角θs。

电流指令值运算部63具有q轴电流指令值运算部71及d轴电流指令值运算部72。

q轴电流指令值运算部71基于通过扭矩传感器41检测到的转向操纵扭矩Th及通过车速传感器42检测到的车速V，运算基本辅助扭矩。转向操纵扭矩Th的绝对值越大且车速V越慢，q轴电流指令值运算部71运算绝对值越大的目标辅助扭矩。另外，q轴电流指令值运算部71使用由旋转速度运算部61运算出的马达21的旋转速度ω以及由转向操纵角运算部62运算出的转向操纵角θs，运算对基本辅助扭矩的补偿值。补偿值例如作为复原力与返回扭矩的和来运算，上述复原力是与转向操纵角θs成比例变大的转向轴13向中立位置的复原力，上述返回扭矩是与马达21的旋转速度ω成比例变大的与转向轴13对旋转的抵抗力对应的返回扭矩。q轴电流指令值运算部71将基本辅助扭矩与补偿值的和设定为目标辅助扭矩，将该目标辅助扭矩除以扭矩常量，从而运算dq轴坐标系中的q轴电流指令值Iq^＊。

d轴电流指令值运算部72基于由旋转速度运算部61运算出的马达21的旋转速度ω，运算d轴电流指令值Id^＊。d轴电流指令值运算部72根据马达21的旋转速度ω，执行使d轴电流指令值Id^＊成为负值的弱励磁控制。详细而言，随着马达21的旋转速度ω增大而在三相各相的马达线圈中产生的感应电压(反电动势)增大，马达21的旋转速度存在上限(基底速度)。但是，通过使d轴电流指令值Id^＊成为负值、即流动负方向的d轴电流，而能够利用由d轴电枢反作用产生的减磁磁动势来使d轴方向的磁束减少从而将感应电压抑制得较低。由此，马达21的运转范围(旋转区域)能够扩张到超过了基底速度的高速区域。

d轴电流指令值运算部72例如在旋转速度ω的绝对值为作为“0”的附近值的第一设定值以下时，将d轴电流指令值Id^＊设定为“0”。d轴电流指令值运算部72在旋转速度ω的绝对值超过第一设定值时，运算负值的d轴电流指令值Id^＊。d轴电流指令值运算部72在旋转速度ω的绝对值超过第一设定值并且为被设定为比第一设定值大的值的第二设定值以下的值时，旋转速度ω的绝对值越增加，则运算绝对值越大的d轴电流指令值Id^＊。d轴电流指令值运算部72在旋转速度ω的绝对值超过第二设定值时，将d轴电流指令值Id^＊的绝对值维持为上限值。

三相/二相坐标转换部64获取：通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角θ及通过电流传感器54u、54v、54w检测到的马达21的各相的电流Iu、Iv、Iw的值。三相/二相坐标转换部64基于马达21的旋转角θ，将马达21的三相各相的电流Iu、Iv、Iw的值转换为作为dq轴坐标系的二相电流的q轴电流值Iq及d轴电流值Id。

反馈控制部65获取由电流指令值运算部63运算出的q轴电流指令值Iq^＊及d轴电流指令值Id^＊。另外，反馈控制部65获取由三相/二相坐标转换部64运算出的q轴电流值Iq及d轴电流值Id。反馈控制部65运算作为q轴电流指令值Iq^＊与q轴电流值Iq的差值的q轴电流偏差及作为d轴电流指令值Id^＊与d轴电流值Id的差值的d轴电流偏差。反馈控制部65运算q轴电压指令值Vq^＊，以便使q轴电流值Iq追随q轴电流指令值Iq^＊。反馈控制部65运算d轴电压指令值Vd^＊，以便使d轴电流值Id追随d轴电流指令值Id^＊。反馈控制部65例如通过对q轴电流偏差及d轴电流偏差乘以规定的反馈增益，来运算q轴电压指令值Vq^＊及d轴电压指令值Vd^＊。

二相/三相坐标转换部66获取由反馈控制部65运算出的q轴电压指令值Vq^＊及d轴电压指令值Vd^＊。二相/三相坐标转换部66根据通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角θ，将q轴电压指令值Vq^＊及d轴电压指令值Vd^＊转换为三相电压指令值Vu^＊、Vv^＊、Vw^＊。

控制信号生成部67获取由二相/三相坐标转换部66运算出的三相电压指令值Vu^＊、Vv^＊、Vw^＊。控制信号生成部67生成具有与电压指令值Vu^＊、Vv^＊、Vw^＊对应的占空比的马达控制信号(PWM控制信号)Du、Dv、Dw。通过逆变器52的各开关元件基于上述马达控制信号Du、Dv、Dw进行开关，来向马达21供给与目标辅助扭矩相应的电流。

另外，例如在由于转向盘11被较快地旋转操作而马达21高速旋转的情况下，在马达21中，作为弱励磁控制电流而流动负的d轴电流，所以马达21中的反电动势(感应电压)的产生被抑制。因此，即使转向盘11被高速转向操纵的情况，马达21也追随其而适当地旋转。因此，可以得到良好的转向操纵触感。

＜关于扭矩波动的补偿控制＞

在这样构成的电动动力转向装置10中，担心以下情况。即，马达21有可能产生作为扭矩脉动的扭矩波动，该扭矩波动成为振动或噪声的一个原因。例如，当马达21的极数为“8”，槽数为“12”的情况下，在扭矩波动的振动分量中，6次谐波分量的影响更大。从确保转向操纵触感的观点出发，要求电动动力转向装置10减少振动。另外，从确保静音性的观点，要求电动动力转向装置10减少工作音。因此，控制装置40执行用于抑制马达21的扭矩波动的补偿控制。

用于补偿扭矩波动的结构的一个例子如下。

如图2所示，微型计算机51具有补偿运算部81及2个加法器82、83。

补偿运算部81获取：由q轴电流指令值运算部71运算出的q轴电流指令值Iq^＊、由d轴电流指令值运算部72运算出的d轴电流指令值Id^＊。另外，补偿运算部81获取：由旋转速度运算部61运算出的马达21的旋转速度ω、及通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角θ。

补偿运算部81基于q轴电流指令值Iq^＊、马达21的旋转速度ω以及马达21的旋转角θ，运算对q轴电流指令值Iq^＊的修正电压Vqh作为用于消除扭矩波动的补偿值。另外，补偿运算部81基于d轴电流指令值Id^＊、马达21的旋转速度ω以及马达21的旋转角θ，运算对d轴电流指令值Id^＊的修正电压Vdh作为用于消除扭矩波动的补偿值。修正电压Vqh、Vdh是相对于在扭矩波动的振动分量中处于主导地位的6次谐波分量的相反相位的正弦波。

修正电压Vqh用下式(1)表示。

Vqh＝Vq_h6th·sin(6θ+θ_Vqf6th)…(1)

其中，“Vq_h6th”为修正电压Vqh的振幅。“θ_Vqf6th”为修正电压Vqh的相位。“θ”为通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角。

修正电压Vdh用下式(2)表示。

Vdh＝Vd_h6th·sin(6θ+θ_Vdf6th)…(2)

其中，“Vd_h6th”为修正电压Vdh的振幅。“θ_Vdf6th”为修正电压Vdh的相位。“θ”为通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角。

补偿运算部81例如通过参照第一一览表来得到振幅Vq_h6th及相位θ_Vqf6th的值。第一一览表规定输入值与参照值的关系。输入值是q轴电流指令值Iq^＊的绝对值及马达21的旋转速度ω的绝对值。参照值是振幅Vq_h6th及相位θ_Vqf6th。补偿运算部81将q轴电流指令值Iq^＊及马达21的旋转速度ω作为输入值参照第一一览表，从而得到与上述输入值的绝对值对应的振幅Vq_h6th及相位θ_Vqf6th作为参照值。补偿运算部81通过将从第一一览表得到的振幅Vq_h6th及相位θ_Vqf6th应用于上式(1)来运算修正电压Vqh。

补偿运算部81通过参照第二一览表来得到振幅Vd_h6th及相位θ_Vdf6th的值。第二一览表规定输入值与参照值的关系。输入值是d轴电流指令值Id^＊的绝对值及马达21的旋转速度ω的绝对值。参照值是振幅Vd_h6th及相位θ_Vdf6th。补偿运算部81通过将d轴电流指令值Id^＊及马达21的旋转速度ω作为输入值参照第二一览表，来得到与上述输入值的绝对值对应的振幅Vd_h6th及相位θ_Vdf6th作为参照值。补偿运算部81通过将从第二一览表得到的振幅Vd_h6th及相位θ_Vdf6th应用于上式(2)来运算修正电压Vdh。

加法器82通过对由反馈控制部65运算出的q轴电压指令值Vq^＊加上由补偿运算部81运算出的修正电压Vqh，来运算用于马达21的控制的最终的q轴电压指令值Vqh^＊。该最终的q轴电压指令值Vqh^＊用下式(3)表示。

Vqh^＊＝Vq^＊+Vqh＝Vq^＊+Vq_h6th·sin(6θ+θ_Vqf6th)…(3)

加法器83通过对由反馈控制部65运算出的d轴电压指令值Vd^＊加上由补偿运算部81运算出的修正电压Vdh，来运算用于马达21的控制的最终的d轴电压指令值Vdh^＊。该最终的d轴电压指令值Vdh^＊用下式(4)表示。

Vdh^＊＝Vd^＊+Vdh＝Vd^＊+Vd_h6th·sin(6θ+θ_Vdf6th)…(4)

这样，在对逆变器52的q轴电压指令值Vq^＊中加入用于消除扭矩波动的修正电压Vqh，并且在对逆变器52的d轴电压指令值Vd^＊中加入用于消除扭矩波动的修正电压Vdh，从而能够抑制马达21的扭矩波动。

这里，作为扭矩波动的补偿控制，例如也可以考虑对q轴电流指令值Iq^＊及d轴电流指令值Id^＊分别加上用于消除扭矩波动的修正电流。其中，在采用对电流指令值叠加修正电流的方式的情况下，伴随进行使实际电流值追随电流指令值的电流反馈，需要将运算周期设定为更短的时间。因此，运算负荷变得更高。这一点，在采用对电压指令值叠加修正电压的方式的情况下，理论上，对电压指令值叠加修正电压的周期是微型计算机51的运算周期。因此，与对电流指令值叠加修正电流的方式相比，运算负荷较低。因此，微型计算机51还能够不将运算周期设定为更短的时间地应对高频的次数分量以及应对马达21的高速旋转。

在近年，有时要求更进一步降低微型计算机51的运算负荷。该情况下，也可以如以下那样运算修正电压Vqh、Vdh。

首先，将作为正弦波的修正电压Vqh、Vdh各自分解为彼此相同频率的作为余弦波分量的实部和作为正弦波分量的虚部进行表述。

修正电压Vqh用下式(5)表示。

Vqh＝Re_vq6th·cos6θ+Im_vq6th·sin6θ…(5)

其中，“Re_vq6th”为修正电压Vqh的余弦波分量的振幅。“Im_vq6th”为修正电压Vqh的正弦波分量的振幅。“θ”为通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角。

修正电压Vdh用下式(6)表示。

Vdh＝Re_vd6th·cos6θ+Im_vd6th·sin6θ…(6)

其中，“Re_vd6th”为修正电压Vdh的余弦波分量的振幅。“Im_vd6th”为修正电压Vdh的正弦波分量的振幅。“θ”为通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角。

补偿运算部81使用一览表(LUT)81A，得到修正电压Vqh的余弦波分量的振幅Re_vq6th及正弦波分量的振幅Im_vq6th、以及修正电压Vdh的余弦波分量的振幅Re_vd6th及正弦波分量的振幅Im_vd6th。一览表81A规定输入值与参照值的关系。输入值是q轴电流指令值Iq^＊的绝对值、d轴电流指令值Id^＊的绝对值以及马达21的旋转速度ω的绝对值。参照值是余弦波分量的振幅Re_vq6th、Re_vd6th以及正弦波分量的振幅Im_vq6th、Im_vd6th。

一览表81A例如通过借助装置模型进行的模拟来设定。即，首先通过模拟来按q轴电流指令值Iq^＊、d轴电流指令值Id^＊以及马达21的旋转速度ω的值的每个组收集余弦波分量的振幅Re_vq6th、Re_vd6th及正弦波分量的振幅Im_vq6th、Im_vd6th的值。接着，将通过模拟收集到的值储存在阵列中，从而设定一览表81A。

如图3所示，一览表81A将q轴电流指令值Iq^＊、d轴电流指令值Id^＊以及马达21的旋转速度ω作为输入值来进行参照。一览表81A将与上述输入值的绝对值对应的修正电压Vqh的余弦波分量的振幅Re_vq6th及正弦波分量的振幅Im_vq6th、以及修正电压Vdh的余弦波分量的振幅Re_vd6th及正弦波分量的振幅Im_vd6th作为参照值输出。

补偿运算部81通过将从一览表81A得到的余弦波分量的振幅Re_vq6th及正弦波分量的振幅Im_vq6th应用于上式(5)来运算修正电压Vqh。即，补偿运算部81通过将彼此相同频率的作为余弦波分量的实部“Re_vq6th·cos6θ”和作为正弦波分量的虚部“Im_vq6th·sin6θ”相加来合成修正电压Vqh。另外，补偿运算部81通过将从一览表81A得到的余弦波分量的振幅Re_vd6th及正弦波分量的振幅Im_vd6th应用于上式(6)来运算修正电压Vdh。即，补偿运算部81通过将彼此相同频率的作为余弦波分量的实部“Re_vd6th·cos6θ”和作为正弦波分量的虚部“Im_vd6th·sin6θ”相加来合成修正电压Vdh。

加法器82通过对由反馈控制部65运算出的q轴电压指令值Vq^＊加上由补偿运算部81运算出的修正电压Vqh，来运算用于马达21的控制的最终的q轴电压指令值Vqh^＊。该最终的q轴电压指令值Vqh^＊用下式(7)表示。

Vqh^＊＝Vq^＊+Vqh

＝Vq^＊+Re_vq6th·cos6θ+Im_vq6th·sin6θ…(7)

加法器83通过对由反馈控制部65运算出的d轴电压指令值Vd^＊加上由补偿运算部81运算出的修正电压Vdh，来运算用于马达21的控制的最终的d轴电压指令值Vdh^＊。该最终的d轴电压指令值Vdh^＊用下式(8)表示。

Vdh^＊＝Vd^＊+Vdh

＝Vd^＊+Re_vd6th·cos6θ+Im_vd6th·sin6θ…(8)

补偿运算部81通过参照一览表81A，来得到修正电压Vqh的余弦波分量的振幅Re_vq6th及正弦波分量的振幅Im_vq6th、以及修正电压Vdh的余弦波分量的振幅Re_vd6th及正弦波分量的振幅Im_vd6th。因此，能够减轻补偿运算部81的运算负荷。另外，补偿运算部81仅参照单个一览表81A即可。因此，与参照多个一览表的情况相比，可以减轻一览表的参照负荷。

＜关于超前角控制＞

此外，一般情况下，马达线圈的电流会产生相位滞后。对此，例如由于马达线圈的电感分量而即使施加电压也不会立即流动电流是一个原因。另外，若马达21的旋转速度ω变快，则相对地产生相位滞后。因此，为了使马达21更高效率地驱动，需要预计马达线圈的电流的相位滞后而使施加电压的相位提前。因此，作为控制装置40，也可以采用如下结构。

如图2中用双点划线示出那样，微型计算机51具有超前角控制部84。超前角控制部84运算超前角值作为用于补偿马达线圈的电流的相位滞后的补偿值。超前角控制部84例如获取通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角θ，基于通过将该获取到的旋转角θ按时间进行微分而得到的马达21的旋转速度ω，运算超前角值。超前角控制部84使用超前角值来修正马达21的旋转角θ。超前角控制部84例如对通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角θ加上超前角值，从而运算用于马达21的控制的最终的旋转角θ。

三相/二相坐标转换部64使用由超前角控制部84运算出的修正后的旋转角θ来进行三相/二相坐标转换。另外，二相/三相坐标转换部66使用由超前角控制部84运算出的修正后的旋转角θ来进行二相/三相坐标转换。由此，根据由超前角控制部84运算出的超前角值，使对马达21的施加电压的相位、即三相电压指令值Vu^＊、Vv^＊、Vw^＊的相位、以及马达线圈的电流的相位提前。通过使马达线圈中产生的感应电压的相位和马达线圈的电流的相位一致，来补偿马达21的旋转滞后。马达21的响应性能也提升。

补偿运算部81使用由超前角控制部84运算出的修正后的旋转角θ，来运算对q轴电流指令值Iq^＊的修正电压Vqh、及对d轴电流指令值Id^＊的修正电压Vdh。在本实施方式中，补偿运算部81所执行的与扭矩波动的补偿控制有关的处理是补偿运算处理的一个例子。

＜实施方式的效果＞

因此，根据本实施方式，能够得到以下效果。

(1)通过将作为正弦波的修正电压Vqh分解为彼此相同频率的作为余弦波分量的实部“Re_vq6th·cos6θ”和作为正弦波分量的虚部“Im_vq6th·sin6θ”，而能够使修正电压Vqh的运算简单。例如，若知道余弦波分量的振幅“Re_vq6th”及正弦波分量的振幅“Im_vq6th”，则能够使用通过旋转角传感器43检测到的马达21的旋转角θ，来确定作为与扭矩波动相反相位的正弦波的修正电压Vqh。另外，不需要运算修正电压Vqh的相位。关于修正电压Vdh，也与上述修正电压Vqh同样地，通过分解为彼此相同频率的作为余弦波分量的实部“Re_vd6th·cos6θ”和作为正弦波分量的虚部“Im_vd6th·sin6θ”，而能够使修正电压Vdh的运算简单。因此，能够减轻运算负荷。这样，将运算出的修正电压Vqh附加于q轴电压指令值Vq^＊，另一方面，修正电压Vdh附加于d轴电压指令值Vd^＊，从而能够抑制马达21的扭矩波动。

(2)作为扭矩波动的补偿控制，在对q轴电压指令值Vq^＊及d轴电压指令值Vd^＊加上修正电压Vqh、Vdh的情况下，理论上，对电压指令值叠加修正电压的周期是微型计算机51的运算周期。因此，与对q轴电流指令值Iq^＊及d轴电流指令值Id^＊加上修正电流的情况相比，能够减轻运算负荷。因此，微型计算机51还能够不将运算周期设定为更短的时间地应对高频的次数分量以及应对马达21的高速旋转。

(3)补偿运算部81通过参照单个一览表81A，而立刻得到修正电压Vqh的运算所需要的参数(Re_vq6th、Im_vq6th、Re_vd6th、Im_vd6th)。因此，能够减轻补偿运算部81的运算负荷。

(4)补偿运算部81仅参照单个一览表81A即可。因此，与参照多个一览表的情况相比，可以减轻一览表的参照负荷。

(5)在执行补偿马达21的旋转滞后的超前角控制的情况下，补偿运算部81使用由超前角控制部84运算出的修正后的旋转角θ、及基于修正后的旋转角θ运算出的旋转速度ω，来运算修正电压Vqh、Vdh。补偿运算部81通过使用作为用于马达21的控制的最终的旋转角的修正后的旋转角θ，而能够运算更加适当的修正电压Vqh、Vdh。另外，补偿运算部81得到修正后的旋转角θ、和基于修正后的旋转角θ的旋转速度ω。由此，可以减轻补偿运算部81的运算负荷。

(6)通过抑制马达21的扭矩波动，可以抑制振动或噪声的产生。控制装置40适合要求静音性的电动动力转向装置10。

＜其他实施方式＞

此外，也可以如下变更并实施本实施方式。

·根据产品规格等，作为扭矩波动的补偿控制，也可以仅对q轴电压指令值Vq^＊加上修正电压Vqh。即，也可以不对d轴电压指令值Vd^＊加上修正电压Vdh。这基于q轴电流值Iq对三相马达21中的扭矩的产生的影响比d轴电流值Id大。

·在扭矩波动的补偿控制中，还能够与6次谐波分量同样地，例如减少3次或2次谐波分量。

·一览表81A还可以构成为输出与正及负的输入值对应的参照值。该情况下，输入值是q轴电流指令值Iq^＊、d轴电流指令值Id^＊以及马达21的旋转速度ω。参照值是余弦波分量的振幅Re_vq6th、Re_vd6th及正弦波分量的振幅Im_vq6th、Im_vd6th。根据这里记载的其他实施方式，可以得到与上述实施方式(3)、(4)同等的效果。

·一览表81A还可以包括多个表。例如，多个表包括在q轴电流指令值Iq^＊、d轴电流指令值Id^＊以及马达21的旋转速度ω全部为正值的情况下参照的表、和在q轴电流指令值Iq^＊、d轴电流指令值Id^＊以及马达21的旋转速度ω全部为负值的情况下参照的表即可。例如，多个表的数量是与q轴电流指令值Iq^＊、d轴电流指令值Id^＊以及马达21的旋转速度ω的正及负的值的组合相应的数量即可。

·马达21的极数及槽数可以根据产品规格适当变更。例如，也可以马达21的极数为“10”，槽数为“12”。另外，该情况下，还能够与6次谐波分量同样地减少例如2次谐波分量。

·马达21还可以是IPM(Inter Permanent Magnet)马达。IPM马达是埋入磁铁型的马达。IPM马达的转子中埋入有成为励磁源的永久磁铁。

·控制装置40还可以与马达21一体地设置。控制装置40例如设置于马达21的轴向上的端部。

·控制装置40还可以用于向转向轴13赋予辅助力的类型的电动动力转向装置。该情况下，如图1中用双点划线示出那样，马达21经由蜗杆减速器等传动机构来与转向轴13连结。

·控制装置40还能够用作具有转向盘11与转舵轮12、12之间的动力传递路径被机械截断或能够被机械截断的构造的线控转向系统的控制装置。这样的线控转向系统例如还包括向自动驾驶系统展开的系统。控制装置40适合作为产生向转向盘11赋予的转向操纵反作用力的反作用力马达或者产生作为用于使转舵轮12、12转舵的动力的转舵力的转舵马达的控制装置。

Claims (6)

1.一种马达控制装置，通过执行反馈控制来运算对逆变器的电压指令值，在所述反馈控制中，使三相马达的电流值追随对所述马达的电流指令值，所述逆变器控制向所述马达供给的电流，

所述马达控制装置的特征在于，

具有补偿运算部，所述补偿运算部构成为：使用通过传感器检测到的所述马达的旋转角来运算向所述电压指令值附加的修正电压，以便补偿所述马达的扭矩波动，

所述修正电压是与所述扭矩波动相反相位的正弦波，并且通过彼此相同频率的作为余弦波分量的实部和作为正弦波分量的虚部相加而得到，

所述补偿运算部构成为：基于所述电流指令值及所述马达的旋转速度，来运算所述余弦波分量的振幅及所述正弦波分量的振幅。

2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，

所述补偿运算部构成为：参照单个一览表，运算所述余弦波分量的振幅及所述正弦波分量的振幅，

所述一览表规定输入值与参照值的关系，

所述输入值是所述电流指令值及所述马达的旋转速度，

所述参照值是所述余弦波分量的振幅及所述正弦波分量的振幅。

3.根据权利要求1或2所述的马达控制装置，其特征在于，

所述电流指令值包括dq轴坐标系的d轴电流指令值及q轴电流指令值，

所述电压指令值包括通过执行使d轴电流值及q轴电流值追随所述d轴电流指令值及所述q轴电流指令值的反馈控制而运算出的d轴电压指令值及q轴电压指令值，

所述d轴电流值及所述q轴电流值是通过所述马达的三相电流值坐标转换为dq轴坐标系的两相而得到的值，

所述补偿运算部构成为：基于所述d轴电流指令值、所述q轴电流指令值以及所述马达的旋转速度，来分别运算对所述q轴电压指令值及所述d轴电压指令值的所述修正电压。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的马达控制装置，其特征在于，

具有超前角控制部，所述超前角控制部构成为：基于所述马达的旋转速度来修正通过所述传感器检测到的所述马达的旋转角，以便补偿马达线圈的电流的相位滞后，

所述补偿运算部构成为：使用由所述超前角控制部进行修正后的所述马达的旋转角来运算所述修正电压。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的马达控制装置，其特征在于，

所述马达构成为产生向车辆的转向盘赋予的驱动力。

6.一种马达控制方法，其特征在于，包括：

通过执行反馈控制来运算对逆变器的电压指令值，在所述反馈控制中，使三相马达的电流值追随对所述马达的电流指令值，所述逆变器控制向所述马达供给的电流；和

执行补偿运算处理，在所述补偿运算处理中，使用通过传感器检测到的所述马达的旋转角来运算向所述电压指令值附加的修正电压，以便补偿所述马达的扭矩波动，

所述修正电压是与所述扭矩波动相反相位的正弦波，并且通过彼此相同频率的作为余弦波分量的实部和作为正弦波分量的虚部相加而得到，

所述补偿运算处理包括如下的处理：基于所述电流指令值及所述马达的旋转速度，来运算所述余弦波分量的振幅及所述正弦波分量的振幅。