JP2013258803A - モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な方法で、モータ回転時の異音を低減することができるモータ装置、及び電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】マイコン２９は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値が、所定電流指令値Ｉα以上の場合には、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊監視用タイマＴｒをインクリメントする。そして、マイコン２９は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊監視用タイマＴｒが、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊監視用タイマ所定値Ｔｒα以上の場合には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御を実行する。一方、マイコン２９は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値が、所定電流指令値Ｉαより小さい場合には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊通常制御を実行する（Ｉｄ＊＝０）。
【選択図】図４

Description

本発明は、モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。

従来、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）等に用いられるモータ制御装置には、
無効電流成分であるｄ軸電流と、有効電流成分であるｑ軸電流とのｄ/ｑ座標系で、モータの電機子電流を制御して、モータにトルクを発生するものが知られている。

しかし、トルクを発生しているモータの場合、モータのロータとステータ間で吸引力、及び反発力が発生する。モータのステータは、この吸引力、反発力により、微小に変形する。詳述すると、吸引力が働く箇所では、ステータが内径側に力を受けて微小に内側に変形する。一方、反発力が働く箇所では、ステータが外径側に力を受けて微小に外側に変形する。その結果、ステータ概略形状が雲形となる。そして、この雲形の変形が、回転磁界の回転とともに移動し、ステータが拡縮運動を発生する。

この拡縮により、異音が発生する。特に、回転磁界が一定速度で回転する場合には、この拡縮が決まった周期で生じるために、異音が所定の周波数に集中し、音圧レベルが上がり、異音が大となる場合があった。

これに対し、ハウジングの肉厚や、ステータコアのバックヨーク部分の肉厚（径方向の厚み）を増す、又は材質をアルミから鉄に代える方法により、ステータの拡縮を小さくし、異音を防ぐ方法が知られている。

しかし、上記モータでは、ハウジングの肉厚や、ステータコアのバックヨーク部分の肉厚（径方向の厚み）が増加するので、モータが大型化する。又、材質をアルミから鉄に代えるので、モータ質量が増加するという問題があった。

本発明の目的は、簡易な方法で、モータ回転時の異音を低減することができるモータ装置、及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、無効電流成分であるｄ軸電流と、有効電流成分であるｑ軸電流と、のｄ/ｑ軸座標系でモータの電機子電流を制御し、前記モータにトルクを発生させるモータ制御装置において、ｄ軸電流指令値を正負に変化させるｄ軸電流指令値正負切替手段を有すること、を要旨とする。

上記構成によれば、ｄ軸電流指令値を正負に変化させるｄ軸電流指令値正負切替手段を有しているので、回転磁界のｑ軸成分が一定速度で回転する場合でも、正負に切替わるｄ軸電流指令値により、回転磁界の回転速度を変化させることができる。即ち、ステータの拡縮が決まった周期で生じることを防止できる。その結果、モータ回転時の異音を低減することができる。

請求項２に記載の発明は、前記ｄ軸電流指令値正負切替手段は、切替周期が一定でないこと、を要旨とする。

上記構成によれば、切替周期が一定でないｄ軸電流指令値正負切替手段を有しているので、回転磁界のｑ軸成分が一定速度で回転する場合でも、切替周期がランダムに正負に切替わるｄ軸電流指令値により、回転磁界の回転速度を著しく変化させることができる。即ち、ステータの拡縮が決まった周期で生じることを、より一層防止できる。その結果、モータ回転時の異音を更に低減することができる。

請求項３に記載の発明は、前記ｄ軸電流指令値正負切替手段は、前記ｄ軸電流指令値の正負切替え面積の総和が零近傍となること、を要旨とする。

上記構成によれば、ｄ軸電流指令値正負切替手段は、ｄ軸電流指令値の正負切替え面積の総和が零近傍となるので、回転磁界の回転速度の変化の総和をほぼ零にすることができる。
その結果、回転ムラによるモータ回転時の異音を低減することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置であること、を要旨とする。

上記構成によれば、モータ回転時の異音を低減することができる。その結果、静粛性に優れた電動パワーステアリング装置を実現できる。

本発明によれば、簡易な方法で、モータ回転時の異音を低減することができるモータ装置、及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。 ＥＰＳの制御ブロック図。 ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊生成部の制御ブロック図。 ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊生成の処理手順を示すフローチャート図。 本実施形態におけるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御時のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊のベクトル概念図。 本実施形態におけるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御時のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の一実施波形図。 ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御の処理手順を示すフローチャート図（１/２）。 ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御の処理手順を示すフローチャート図（２/２）。

以下、コラム型の電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳという）に具体化した本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態のＥＰＳ１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角が変更されるようになっている。

また、ＥＰＳ１は、モータ２１を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ２４と、ＥＰＳアクチュエータ２４の作動を制御するＥＣＵ２７とを備えている。

本実施形態のＥＰＳアクチュエータ２４は、コラム型のＥＰＳアクチュエータであり、その駆動源であるモータ２１は、減速機構２３を介してコラムシャフト８と駆動連結されている。そして、同モータ２１の回転を減速機構２３により減速してコラムシャフト８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。

一方、ＥＣＵ２７には、車速センサ２５、トルクセンサ２６、及びモータ回転角センサ２２が接続されており、ＥＣＵ２７は、これら各センサの出力信号に基づいて、車速Ｖ、操舵トルクτ、及びモータ回転角θｍを検出する。

尚、トルクセンサ２６はツインレゾルバ型のトルクセンサである。ＥＣＵ２７は、図示しないトーションバーの両端に設けられた一対のレゾルバの各出力信号に基づいて操舵トルクτを演算する。また、ＥＣＵ２７は、これら検出される各状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、その駆動源であるモータ２１への駆動電力の供給を通じて、ＥＰＳアクチュエータ２４の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する。

次に、本実施形態のＥＰＳ１における電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳ１の制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ２７は、モータ制御信号を出力するマイコン２９と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ２４の駆動源であるモータ２１に三相の駆動電力を供給するモータ駆動回路４０、及びモータ２１に通電される各相電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出するための電流センサ３０ｕ、３０ｖ、３０ｗとを備えている。

モータ駆動回路４０は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位（アーム）として各相に対応する３つのアームを並列接続してなる公知のＰＷＭインバータ（図示せず）である。また、マイコン２９の出力するモータ制御信号は、モータ駆動回路４０を構成する各スイッチング素子のオンデューティ比を規定するものとなっている。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、モータ制御信号に応答して、各スイッチング素子がオン／オフすることにより、バッテリ２８の電源電圧に基づく三相のモータ駆動電力を生成して、モータ２１へと出力する構成になっている。

ＥＣＵ２７には、モータ２１のモータ回転角θｍを検出するためのモータ回転角センサ２２が接続されている。そして、マイコン２９は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ２１の各相電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ及びモータ回転角θｍ、並びに上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、モータ駆動回路４０にモータ制御信号を出力する。

以下に示す各制御ブロックは、マイコン２９が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。マイコン２９は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。

図２に示すように、マイコン２９は、モータ２１を制御する電流指令値を演算する電流指令値演算部３１と、上記モータ駆動回路４０を制御するモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部４４と、を備えている。

マイコン２９は、各相電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをｄ／ｑ座標系に写像することにより（ｄ／ｑ変換）、同ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行する。そして、モータ駆動回路４０を構成するＦＥＴのオン/オフタイミングを決定するＤＵＴＹ指令値をＰＷＭ変換部３６で生成し、そのＤＵＴＹ指令値に基づいてゲートオン/オフ信号の出力を実行する。

詳述すると、電流指令値演算部３１は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊生成部３１a、及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊生成部３１bで構成されている。ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊生成部３１bには、トルクセンサ２６により検出された操舵トルクτ、及び車速センサ２５により検出された車速Ｖが入力される。そして、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊生成部３１bは、入力された操舵トルクτ、及び車速Ｖに基づいて、アシストトルクの制御目標であるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を演算し、出力する。

一方、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊生成部３１aには、モータ回転角センサ２２により検出されたモータ回転角θｍ、及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊生成部３１bで演算されたｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が入力される。そして、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊生成部３１aは、入力されたモータ回転角θｍ、及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を演算し、出力する。

また、モータ制御信号生成部４４には、電流センサ３０ｕ、３０ｖ、３０ｗにより検出された各相電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、及びモータ回転角センサ２２により検出されたモータ回転角θｍが入力される。入力された各相電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、及びモータ回転角θｍは、ｄ／ｑ変換演算部３２で演算され、ｄ軸電流値Ｉｄ、及びｑ軸電流値Ｉｑを出力する。

ｄ／ｑ変換演算部３２から出力された、ｄ軸電流値Ｉｄは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊生成部３１ａから出力されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊と減算器３３Ｊで減算され、ｄ軸偏差電流値ΔＩｄを生成する。また、ｄ／ｑ変換演算部３２から出力された、ｑ軸電流値Ｉｑは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊生成部３１bから出力されたｑ軸電流指令値Ｉｑ＊減算器３４Ｊで減算され、ｑ軸偏差電流値ΔＩｑを生成する。

そして、ｄ軸偏差電流値ΔＩｄは、ｄ軸用Ｆ/Ｂ制御部３３に入力され、ｄ軸用Ｆ/Ｂ制御部３３は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を生成する。一方、ｑ軸偏差電流値ΔＩｑは、ｑ軸用Ｆ/Ｂ制御部３４に入力され、ｑ軸用Ｆ/Ｂ制御部３４は、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を生成する。

更に、ｄ軸用Ｆ/Ｂ制御部３３で生成されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊、及びｑ軸用Ｆ/Ｂ制御部３４で生成されたｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊は、ｄ／ｑ逆変換演算部３５に入力され、各相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊が生成される。そして、ｄ／ｑ逆変換演算部３５で生成された各相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊は、ＰＷＭ変換部３６で、モータ制御信号に変換され、モータ駆動回路４０に出力される。

次に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊生成部３１ａの概要を図３に基づいて説明する。
ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊生成部３１ａは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊制御選択部３１aa、及びｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御部３１abで構成されている。ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊制御選択部３１aaには、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が入力され、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御部３１abには、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊、及びモータ回転角θｍが入力される。

ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊制御選択部３１aaは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値が、所定の電流値より大きい場合には、モータのロータと、ステータの吸引力、反発力が強まりステータが拡縮運動を起こすと判断する。そして、この拡縮により異音や振動を発生させないために、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御部３１abにて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御（詳細は、後述する）を実行することを選択する。一方、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値が、所定の電流値より小さい場合には、モータのロータと、ステータの吸引力、反発力が強くなく、ステータが拡縮運動を起こさないと判断し、通常制御（Ｉｄ＊＝０）を実行する。

次に、本実施形態のマイコン２９によるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊生成の処理手順について図４を用いて詳細に説明する。
即ち、マイコン２９は、先ず、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を読込む（ステップＳ１０１）。次に、マイコン２９は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値が、所定電流指令値Ｉα以上か否かを判定する（ステップＳ１０２）。そして、マイコン２９は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値が、所定電流指令値Ｉα以上の場合（｜Ｉｑ＊｜≧Ｉα、ステップＳ１０２：ＹＥＳ）には、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊監視用タイマＴｒをインクリメントする（Ｔｒ＝Ｔｒ+１、ステップＳ１０３）。

次に、マイコン２９は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊監視用タイマＴｒが、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊監視用タイマ所定値Ｔｒα以上か否かを判定する（ステップＳ１０４）。そして、マイコン２９は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊監視用タイマＴｒが、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊監視用タイマ所定値Ｔｒα以上の場合（Ｔｒ≧Ｔｒα、ステップＳ１０４：ＹＥＳ）には、モータのロータとステータ間で大きな吸引力、及び反発力が発生すると判断し、ステータの拡縮運動を低減するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御を実行する（ステップＳ１０５）。そして、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊をモータ制御信号生成部４４に出力し（ステップＳ１０６）、処理を終わる。

一方、マイコン２９は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値が、所定電流指令値Ｉαより小さい場合（｜Ｉｑ＊｜＜Ｉα、ステップＳ１０２：ＮＯ）には、モータのロータとステータ間で大きな吸引力、及び反発力が発生しないと判断し、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊通常制御を実行する（Ｉｄ＊＝０、ステップＳ１０７）。そして、マイコン２９は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊監視用タイマＴｒをリセットする（Ｔｒ＝０、ステップＳ１０８）。そして、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊をモータ制御信号生成部４４に出力し（ステップＳ１０６）、処理を終わる。

（ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御）
本実施形態における、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御時のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊のベクトル概念を、図５に基づいて説明する。
図５は、磁石のＮ極方向をｄ軸、それと直角方向をｑ軸とする、公知のｄ/ｑ軸座標系をあらわしている。本実施形態における、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊通常制御時には、ｑ軸にのみｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が流され、ｄ軸のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は零に設定される。一方、本実施形態における、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御時には、ｑ軸にｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が流されるとともに、ｄ軸には、ｄ軸の正方向（＋方向：強め界磁）にｄ軸電流指令値Ｉｄ＊、ｄ軸の負方向（−方向：弱め界磁）にｄ軸電流指令値−Ｉｄ＊が交互に流される。

図６は、図５のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御時のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊のベクトル概念図を、横軸を時間、縦軸をｄ軸電流指令値Ｉｄ＊であらわした、本実施形態におけるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御時の、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の一実施波形図である。ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御時のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は、第１波（斜線部Ｓ１１及びＳ１２）として、切替周波数ｆｄ１を有するサイン波（Ｌ１）であらわされる。ここで、斜線部Ｓ１１は、前述したｄ軸の正方向（＋方向：強め界磁）に流されるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊であり、斜線部Ｓ１２は、前述したｄ軸の負方向（−方向：弱め界磁）に流されるｄ軸電流指令値−Ｉｄ＊である。

次に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御時のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は、第２波（斜線部Ｓ２１及びＳ２２）として、切替周波数ｆｄ２を有するサイン波（Ｌ１）であらわされる。ここで、切替周波数ｆｄ２は、切替周波数ｆｄ１より大きくなっている。そして、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御時のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は、第ｎ波（斜線部Ｓｎ１及びＳｎ２）として、切替周波数ｆｄｎを有するサイン波（Ｌ１）であらわされる。ここで、切替周波数ｆｄｎは、切替周波数ｆｄ（ｎ−１）より大きくなっている。

上述したように、切替制御時のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄは、漸増するのみならず、漸減してもよいし、増減を繰り返してもよい。即ち、回転磁界が一定速度で回転しないように、正負に切替わるｄ軸電流により、回転磁界の回転速度を変化させることができればよい。そうすることによって、ステータの拡縮が決まった周期で生じることを防止でき、その結果、モータ回転時の異音を低減することができる。

また、図６からわかるように、切替制御時のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の正負切替え面積の総和が零近傍と、なるようにすれば、更によい。上記構成によれば、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊によって、回転磁界の回転速度の変化の総和をほぼ零にすることができる。
その結果、回転ムラによるモータ回転時の異音を低減することができる。

次に、本実施形態のマイコン２９によるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御の処理手順について図７、図８を用いて詳細に説明する。
即ち、マイコン２９は、先ず、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の周波数変更カウンタＫｆをリセットする（Ｋｆ＝０、ステップＳ２０１）。次に、マイコン２９は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を読込む（ステップＳ２０２）。更に、マイコン２９は、モータ回転角θｍを読込む（ステップＳ２０３）。そして、マイコン２９は、モータ回転角速度ωｍを演算する（ωｍ＝ｄθｍ/ｄｔ、ステップＳ２０４）。

次に、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の所定周波数ｆαを演算する（ｆα＝ωｍ/２π・１/Ｐ・βα、ステップＳ２０５）。ここで、Ｐは極対数であり、βαは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の所定周波数ｆαの重み付け係数である。そして、所定周波数ｆαは、切替周波数ｆｄ（後述する）の最大値である。更に、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄを演算する（ｆｄ＝Ｋｆ・ωｍ/２π、ステップＳ２０６）。

次に、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄが、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の所定周波数ｆαより小さいか否かを判定する（ステップＳ２０７）。そして、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄが、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の所定周波数ｆαより小さい場合（ｆｄ＜ｆα、ステップＳ２０７：ＹＥＳ）には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の周波数変更カウンタＫｆをインクリメントする（Ｋｆ＝Ｋｆ+１、ステップＳ２０８）。こうすることによって、回転磁界が一定速度で回転する場合でも、正負に切替わる切替周波数が変化するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊により、回転磁界の回転速度を変化させることができる。即ち、ステータの拡縮が決まった周期で生じることを防止できる。

次に、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄ増加フラグＦＬＧをセットする（ＦＬＧ＝１、ステップＳ２０９）。そして、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄ増加フラグＦＬＧがセットされている期間は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の周波数変更カウンタＫｆのカウントを継続し、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を出力し続ける。

次に、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の振幅値Ａを演算する（Ａ＝ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊・αa、ステップＳ２１０）。ここで、αaはｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の重み付け係数である。更に、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を演算する（Ｉｄ＊＝Ａ・ｓiｎｆｄ、ステップＳ２１１）。即ち、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊をサイン波にすることにより、強め、弱め界磁を滑らかに、また、一周期の面積を零にすることで、回転磁界の回転速度の変化の総和をほぼ零にすることができる。その結果、回転ムラによるモータ回転時の異音を低減することができる。そして、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を出力する（ステップＳ２１２）。

次に、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の周波数変更カウンタＫｆが「０」か、否かを判定する（ステップＳ２１３）。そして、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の周波数変更カウンタＫｆが「０」でない場合（Ｋｆ≠「０」、ステップＳ２１３、ＮＯ）には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄ増加フラグＦＬＧが「０」か、否かを判定する（ステップＳ２１４）。そして、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄ増加フラグＦＬＧが「０」でない場合（ＦＬＧ≠「０」、ステップＳ２１４、ＮＯ）には、ステップＳ２０２に移行する。

一方、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の周波数変更カウンタＫｆが「０」の場合（Ｋｆ＝「０」、ステップＳ２１３、ＹＥＳ）には、ステップＳ２０２に移行する。更に、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄ増加フラグＦＬＧが「０」の場合（ＦＬＧ＝「０」、ステップＳ２１４、ＹＥＳ）には、ステップＳ２１５に移行する。

更に、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄが、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の所定周波数ｆα以上の場合（ｆｄ≧ｆα、ステップＳ２０７：ＮＯ）には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の周波数変更カウンタＫｆをデクリメントする（Ｋｆ＝Ｋｆ−１、ステップＳ２１５）。更に、マイコン２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄ増加フラグＦＬＧをリセットする（ＦＬＧ＝０、ステップＳ２１６）。そして、マイコン２９は、ステップＳ２１０に移行する。

次に、上記のように構成された本実施形態のＥＰＳ１の作用及び効果について説明する。
ｄ軸電流指令値を正負に変化させるｄ軸電流指令値正負切替手段を有しているので、回転磁界のｑ軸成分が一定速度で回転する場合でも、正負に切替わるｄ軸電流により、回転磁界の回転速度を変化させることができる。即ち、ステータの拡縮が決まった周期で生じることを防止できる。その結果、モータ回転時の異音を低減することができる。

切替周期が一定でないｄ軸電流指令値正負切替手段を有しているので、回転磁界のｑ軸成分が一定速度で回転する場合でも、切替周期がランダムに正負に切替わるｄ軸電流指令値により、回転磁界の回転速度を著しく変化させることができる。即ち、ステータの拡縮が決まった周期で生じることを、より一層防止できる。その結果、モータ回転時の異音を更に低減することができる。

ｄ軸電流指令値正負切替手段は、ｄ軸電流指令値の正負切替え面積の総和が零近傍となるので、回転磁界の回転速度の変化の総和をほぼ零にすることができる。その結果、回転ムラによるモータ回転時の異音を低減することができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値が、所定電流指令値Ｉα以上の場合のみ、ｄ軸電流指令値を正負に交互に変化させるようにしたが、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値が、所定電流指令値Ｉαより小さい場合でも、ｄ軸電流指令値を正負に交互に変化させるようにしてもよい。

・本実施形態では、本発明をコラムアシストＥＰＳに具体化したが、本発明をラックアシストＥＰＳやピニオンアシストＥＰＳに適用してもよい。

１：電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２：ステアリング、
３：ステアリングシャフト、４：ラックアンドピニオン機構、５：ラック軸、
６：タイロッド、７：転舵輪、
８：コラムシャフト、９：インターミディエイトシャフト、１０：ピニオンシャフト、
２１：モータ、２２：モータ回転角センサ、２３：減速機構、
２４：ＥＰＳアクチュエータ（操舵力補助装置）、２５：車速センサ、
２６：トルクセンサ、２７：ＥＣＵ、２８：バッテリ、２９：マイコン、
３０ｕ、３０ｖ、３０ｗ：電流センサ、３１：電流指令値演算部、
３１a：ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊生成部、３１aa：ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊制御選択部、
３１ab：ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊切替制御部、３１b：ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊生成部、
３２：ｄ／ｑ変換演算部、３３：ｄ軸用Ｆ/Ｂ制御部、３３Ｊ、３４Ｊ：減算器、
３４：ｑ軸用Ｆ/Ｂ制御部、３５：ｄ／ｑ逆変換演算部、３６：ＰＷＭ変換部、
４０：モータ駆動回路、４４：モータ制御信号生成部、
Ｖ：車速、τ：操舵トルク、θｍ：モータ回転角（機械角）、
ωｍ：モータ回転角速度、Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ：各相電流値、
Ｉｑ＊：ｑ軸電流指令値、Ｉｄ＊：ｄ軸電流指令値、Ｉｄ：ｄ軸電流値、
ΔＩｄ：ｄ軸偏差電流値、ΔＩｑ：ｑ軸偏差電流値、
Ｉｑ：ｑ軸電流値、Ｖｄ＊：ｄ軸電圧指令値、Ｖｑ＊：ｑ軸電圧指令値、
Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊：各相電圧指令値、
Ｉα：所定電流指令値、Ｐ：極対数、
Ｔｒ：ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊監視用タイマ、
Ｔｒα：ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊監視用タイマ所定値、
Ｋｆ：ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の周波数変更カウンタ、
ｆα：ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の所定周波数、
ｆｄ：ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数、
Ａ：ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の振幅値、
αa：ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の重み付け係数、
βα：ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の所定周波数ｆαの重み付け係数、
ＦＬＧ：ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の切替周波数ｆｄ増加フラグ

Claims (4)

1. 無効電流成分であるｄ軸電流と、有効電流成分であるｑ軸電流と、のｄ/ｑ軸座標系でモータの電機子電流を制御し、前記モータにトルクを発生させるモータ制御装置において、
   ｄ軸電流指令値を正負に変化させるｄ軸電流指令値正負切替手段を有すること、
   を特徴とするモータ制御装置。
2. 前記ｄ軸電流指令値正負切替手段は、切替周期が一定でないことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記ｄ軸電流指令値正負切替手段は、前記ｄ軸電流指令値の正負切替え面積の総和が零近傍と、なることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記請求項１〜３に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置。

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