马达控制装置及车辆用操舵装置的制作方法

专利名称：马达控制装置及车辆用操舵装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于驱动无刷马达的马达控制装置、以及使用该马达控制装置的车辆 用操舵装置。
背景技术：
无刷马达，例如能够用作车辆用操舵装置的驱动源。车辆用操舵装置的一个例子 是电动动力转向装置。用于驱动控制无刷马达的马达控制装置，一般构成为，根据用于检测 转子的旋转角的旋转角传感器的输出控制马达电流的供给。作为旋转角传感器，一般使用 输出与转子旋转角(电角)相对应的正弦波信号和余弦波信号的解析器。但是，解析器高 价、配线数多，而且设置空间也大。因此，存在防碍具有无刷马达的装置的成本削减和小型 化的问题。美国公开专利US 2007/0229021A1公开了不使用旋转角传感器地驱动无刷马达 的无传感器驱动方式。无传感器驱动方式是通过推定伴随转子的旋转的感应电压，推定磁 极的相位(转子的电角)的方式。在转子停止时和极低速旋转时，不能够推定感应电压，因 此以别的方式推定磁极的相位。具体地说，对定子注入感应信号，检测对于该感应信号的马 达的响应。基于该马达的响应推定转子旋转位置。

发明内容
该发明的目的之一是提供一种能够以不使用旋转角传感器的新的控制方式控制 马达的马达控制装置以及具有该马达控制装置的车辆用操舵装置。发明一个特征涉及一种用于控制具有转子、和与该转子对置的定子的马达。电流 驱动部，利用按照控制上的旋转角亦即控制角而旋转的旋转坐标系的轴电流值来驱动上述 马达。相加角运算部，对应该与上述控制角相加的相加角进行运算。控制角运算部，在每一 规定的运算周期，控制角运算部通过将由上述相加角运算部运算求得的相加角与控制角的 前次值相加来求解控制角的本次值。角速度运算部，对上述转子的角速度进行运算。相加 角修正部，其根据由上述角速度运算部运算求得的角速度来修正上述相加角，上述角速度 运算部含有限制上述角速度或者使之平滑化的限制/平滑部。


本发明的上述以及其它的特征和优点能够通过参照附图的以下对实施方式的说 明变得明确，对于相同或相当的要素标注相同或相似的符号。图1是用于说明应用本发明的第1实施方式的马达控制装置的电动动力转向装置 的电结构的框图2是用于说明马达的结构的图解图；图3是上述电动动力转向装置的控制框图；图4是表示相对于操舵角的指示操舵转矩的特性例的图；图5是用于说明操舵转矩限制器的动作的图；图6是表示、轴指示电流值的设定例的图；图7是用于说明相加角限制器的动作的流程图；图8A是用于说明在负载角和马达转矩存在正的相关的情况下的相加角保护部的 动作的流程图；图8B是用于说明在负载角和马达转矩存在负的相关的情况下的相加角保护部的 动作的流程图；图9是用于说明感应电压推定部和旋转角推定部的结构的框图；图10是用于说明转子角位移运算部所进行的处理的一例的流程图；图11是用于说明发明的第二实施方式所涉及的转子角位移运算部所进行的处理 的流程图。
具体实施例方式以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。图1是用于说明应用该发明的第一实施方式的马达控制装置的电动动力转向装 置(车辆用操舵装置的一个例子)的电结构的框图。该电动动力转向装置包括转矩传感 器1，其检测施加于作为转向车辆用的操作部件的方向盘10的操舵转矩T ；马达3(无刷马 达)，其经由减速机构7对车辆的转向机构2施加转向辅助力；舵角传感器4，其检测作为方 向盘10的旋转角的操舵角；马达控制装置5，其驱动控制马达3 ；以及车速传感器6，其检测 搭载有该电动动力转向装置的车辆的速度。转向机构2是被马达3驱动的驱动对象马达控制装置5根据转矩传感器1检测出的操舵转矩、舵角传感器4检测出的操 舵角和车速传感器6检测出的车速，驱动马达3，由此实现与操舵状态和车速对应的适当的 操舵辅助。马达3在该实施方式中是三相无刷马达，如图2以图解的方式所示的那样，包括作 为磁场的转子50、以及配置于与该转子50相对的定子55的U相、V相和W相的定子绕组 51、52、53。马达3可以是在转子的外部使定子相对配置的内转子型，也可以是在筒状的转 子的内部使定子相对配置的外转子型。定义以各相的定子绕组51、52、53的方向作为U轴、V轴和W轴的三相固定坐标 (UVW坐标系)。此外，定义以转子50的磁极方向作为d轴(磁极轴)、以在转子50的旋转 平面内与d轴正交的方向作为q轴(转矩轴)的二相旋转坐标系(dq坐标系，实际旋转坐 标系)。dq坐标系是与转子50—同旋转的旋转坐标系。在dq坐标系中，仅q轴电流有助 于转子50的转矩产生，因此使d轴电流为零，根据期望的转矩控制q轴电流即可。转子50 的旋转角(转子角)0M是相对于U轴的d轴的旋转角，dq坐标系是依据转子角0M的实际 旋转坐标系。通过使用该转子角9M，能够进行UVW坐标系与dq坐标系之间的坐标转换。另一方面，在该实施方式中，导入表示控制上的旋转角的控制角0C。控制角ec 是相对于u轴的虚拟的旋转角。使与该控制角0C对应的虚拟的轴为Y轴，使相对于该Y轴前进90°的轴为5轴，定义虚拟二相旋转坐标系(Y 6坐标系。以下称为“虚拟旋转坐 标系”，将该虚拟旋转坐标系的坐标轴称为“虚拟轴”。此外将虚拟轴的轴电流值称为“虚拟 轴电流值”)。在控制角9C与转子角0M相等时，作为虚拟旋转坐标系的、6坐标系和作 为实际旋转坐标系的dq坐标系一致。S卩，作为虚拟轴的、轴与作为实际轴的d轴一致，作 为虚拟轴的8轴与作为实际轴的q轴一致。、6坐标系是依据控制角0C旋转的虚拟旋 转坐标系。能够使用控制角9C进行UVW坐标系与、6坐标系的坐标转换。由控制角0C与转子角0M的差定义负载角0L(= 0C-0M)。当依据控制角0C向马达3供给、轴电流IY时，该、轴电流IY的q轴成分 (向q轴的正投影)成为有助于转子50的转矩产生的q轴电流Iq。S卩，在、轴电流IY 与q轴电流Iq之间，下述式⑴的关系成立Iq = I y sin 0 L......(1)再次参照图1，马达控制装置5包括微型运算机11、被该微型运算机11驱动并向 马达3供给电力的驱动电路(逆变电路)12、以及检测流过马达3的各相的定子绕组的电流 的电流检测部13。电流检测部13检测流过马达3的各相的定子绕组51、52、53的相电流IU、IV、 Iff(以下总称的时候称为“三相检测电流IUVW”)。它们是UVW坐标系中的各坐标轴方向的 电流值。微型运算机11具有CPU和存储器(ROM和RAM等)，通过执行规定的程序，作为多 个功能处理部起作用。在该多个功能处理部中包括操舵转矩限制器20、指示操舵转矩设 定部21、转矩偏差运算部22、PI (比例积分)控制部23、相加角限制器24、相加角监视部25、 控制角运算部26、增益变更部27、感应电压推定部28、旋转角推定部29、转子角位移运算部 30、指示电流值生成部31、电流偏差运算部32、PI控制部33、Y 8/a ^转换部34A、a UVW转换部34B、PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)控制部35、UVW/a 0转换部 36A、a ^/y 6转换部36、转矩偏差监视部40、和相加角保护部41。指示操舵转矩设定部21基于由舵角传感器4检测出的操舵角和由车速传感器6 检测出的车速，设定指示操舵转矩T *。例如，如图4所示，在操舵角为正值(向右方向操 舵的状态)时，指示操舵转矩T *被设定为正值(向右方向的转矩)，在操舵角为负值(向 左方向操舵的状态)时，指示操舵转矩T *被设定为负值(向左方向的转矩)。而且，指示 操舵转矩T *被设定为随着操舵角的绝对值变大，其绝对值也变大(在图4的例子中是非 线性地变大)。但是，在规定的上限值(正值，例如+6Nm)和下限值(负值，例如_6Nm)的范 围内进行指示操舵转矩T *的设定。此外，指示操舵转矩T *被设定为车速越大，其绝对值 越小。即，进行车速感应控制。操舵转矩限制器20将转矩传感器1的输出限制于规定的上限饱和值+TmaX (+Tmax > 0。例如+Tmax = 7Nm)和下限饱和值-Tmax (-Tmax < 0。例如-Tmax = 7Nm)之间。具体 地说，如图5所示，操舵转矩限制器20，在上限饱和值+TmaX与下限饱和值-Tmax之间，原样 输出作为转矩传感器1的输出值的检测操舵转矩T。此外，操舵转矩限制器20，在转矩传感 器1的检测操舵转矩T为上限饱和值+TmaX以上时，输出上限饱和值+TmaX。而且，操舵转 矩限制器20，在转矩传感器1的检测操舵转矩T为下限饱和值-Tmax以下时，输出下限饱和 值-Tmax。饱和值+TmaX和-Tmax界定转矩传感器1的输出信号为稳定的区域(具有可靠性的区域)的边界。即，转矩传感器1的输出信号在超过上限饱和值Tmax的区域和低于下限 饱和值-Tmax的区间不稳定，不能够与实际的操舵转矩对应。换言之，饱和值+Tmax、-Tmax 根据转矩传感器1的输出特性而决定。转矩偏差运算部22求取由指示操舵转矩设定部21设定的指示操舵转矩T *与由 转矩传感器1检测出的受到操舵转矩限制器20的限制处理的操舵转矩T(以下，为了区分， 称为“检测操舵转矩T”)的偏差(转矩偏差)A T ( = T * -T)。PI控制部23对该转矩偏 差AT进行PI运算。即，由转矩偏差运算部22和PI控制部23，构成用于将检测操舵转矩 T引导至指示操舵转矩T女的转矩反馈控制器。PI控制部23通过对转矩偏差A T进行PI 运算，运算相对于控制角9 C的相加角a。从而，上述转矩反馈控制器构成运算相加角a 的相加角运算部。更具体地说，PI控制部23具有比例部件23a、积分部件23b、加法器23c。其中，KP 是比例增益，KI是积分增益，1/s是积分算子。利用比例部件23a求取比例积分运算的比例 项(比例运算值)，利用积分部件23b求取比例积分运算的积分项(积分运算值)。这些运 算结果(比例项和积分项)被加法器23c相加，由此求取相加角a。相加角限制器24是对由PI控制部23求得的相加角a施加限制的相加角限制 部。更具体地说，相加角限制器24将相加角a限制为规定的上限值UL(正值)与下限值 LL(负值)之间的值。上限值UL和下限值LL基于规定的限制值《max( max > 0。例如 maX = 45度)决定。该规定的限制角《max，例如基于最大操舵角速度而决定。最大操 舵角速度是指，作为方向盘10的操舵角速度假设的最大值，例如为SOOdeg/sec左右。最大操舵角速度时的转子50的电角的变化速度(电角的角速度。最大转子角速 度)，如下述式(2)所示，为最大操舵角速度、减速机构7的减速比、转子50的极对数的积。 极对数是指转子50具有的磁极对(N极和S极的对)的个数。最大转子角速度=最大操舵角速度X减速比X极对数......(2)控制角e C的运算期间(运算周期)中的转子50的电角变化量的最大值(转子 角变化量最大值)，如下述式(3)所示，是在最大转子角速度上乘以运算周期而得的值。转子角变化量最大值=最大转子角速度X运算周期=最大操舵角速度X减速比X极对数X运算周期......(3)该转子角变化量最大值是在一运算周期的期间中被允许的控制角e C的最大变 化量。于是，使上述转子角变化量最大值为限制值《max即可。使用该限制值《max，相加 角a的上限值UL和下限值LL能够分别以下述式⑷(5)表示。UL = +co max......(4)LL = - co max......(5)相加角限制器24的限制处理后的相加角a，在控制角运算部26的加法器26A中， 被加于控制角e c的前次值e c(n-l) (n是本次运算周期的编号)(图中Z-1表示信号的前 次值)。其中，控制角ec的初始值是预先设定的值(例如零)。控制角运算部26包括加法器26A，其对控制角0 C的前次值e C(n-l)加以从相 加角限制器24施加的相加角a。即，控制角运算部26在每个规定的运算周期中运算控制 角ec。然后，控制角运算部26将前次运算周期中的控制角0C作为前次值ec(n-i)，使 用其求取作为此运算周期中的控制角9 C的本次值ec(n)。
相加角监视部25监视从相加角限制器24生成的相加角a。具体地说，相加角监 视部25监视相加角a的绝对值是否达到比上述限制值comax小的相加角阈值。相加角监 视部25在相加角绝对值| a |为该相加角阈值以上时，将该情况通知给增益变更部27。增益变更部27，当被相加角监视部25通知相加角绝对值| a |过大(为相加角阈 值以上)时，与此响应，将PI控制部23的增益(比例增益和积分增益)变更为比通常值小 的值。由此，在转向速度较大等的情况下，在相加角限制器24动作之前，PI控制部23的增 益减少。由此，不容易受到相加角限制器24的限制，因此能够达到控制的稳定化，能够提高 转向感。另外，PI控制部23的增益的变更，除了在相加角绝对值| a |为相加角阈值以上 时减少之外，也能够以相加角绝对值| a |越大则增益越小的方式进行。感应电压推定部28推定由马达3的旋转产生的感应电压。旋转角推定部29，基于 由感应电压推定部28推定的感应电压，运算转子50的旋转角的推定值(推定旋转角)e E。 感应电压推定部28和旋转角推定部29的具体例子在后面叙述。转子角位移运算部30，通过求取运算周期间的推定旋转角e E的变化量，求取运 算周期中的转子50的角位移△ e (相当于转子的角速度的值)。转子角位移运算部3030 构成角速度运算部。指示电流值生成部31，生成应该流过与作为控制上的旋转角的上述控制角e C对 应的作为虚拟旋转坐标系的、6坐标系的坐标轴(虚拟轴)的电流值，作为指示电流值。 具体地说，指示电流值生成部31生成、轴指示电流值IY *和8轴电流值IS女(以下 在对它们进行总称时称为“二相指示电流值IY 6 *”)。指示电流值生成部31使Y轴指 示电流值IY *为有意义的值(significant value)，另一方面使5轴指示电流值I S * 为零。更具体地说，指示电流值生成部31基于由转矩传感器1检测出的检测操舵转矩T，设 定、轴指示电流值IY *。图6表示相对于检测操舵转矩T的Y轴指示电流值I Y女的设定例。在检测操 舵转矩T为零附近的区域设定有死区(dead band)NR。Y轴指示电流值I Y *设定为，在 死区NR的外侧的区域急剧上升，在规定的转矩以上成为大致一定值。由此，在驾驶者不操 作方向盘10时，向马达3的通电被停止，能够抑制不需要的电力消耗。电流偏差运算部32运算相对于由指示电流值生成部31生成的Y轴指示电流值 Iy *的Y轴检测电流I、的偏差I Y * -I Y，和相对于S轴指示电流值IS * ( = 0) 的5轴检测电流I 5的偏差IS ^ -I 6 , y轴检测电流I Y和s轴检测电流I s从a旦/ Y 6转换部36B被施加于偏差运算部32。UVW/ a 0转换部36A将由电流检测部13检测出的UVW坐标系的三相检测电流 IUVW(U相检测电流IU、V相检测电流IV和W相检测电流IW)转换为作为二相固定坐标系的 a 3坐标系的二相检测电流I a和I 3 (以下在总称时称为“二相检测电流lap”)。如 图2所示，a 0坐标系，是以转子50的旋转中心为原点，在转子50的旋转平面内规定a轴 和与其正交的0轴(在图2的例子中与U轴同轴)的固定坐标系。a S转换部36B 将二相检测电流I a 0转换为、6坐标系的二相检测电流I Y和I S (以下在总称时称为 “二相检测电流IY S”)。它们被施加于电流偏差运算部32。在a S转换部36B的 坐标变换中，使用由控制角运算部26运算的控制角ec。
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PI控制部33，通过对由电流偏差运算部32运算出的电流偏差进行PI运算，生成 应该施加于马达3的二相指示电压VY 8 ★ (Y轴指示电压VY *和5轴指示电压VS * )。该二相指示电压6 *被施加于Y S/a 0转换部34A。y 6/a ^转换部34A，将二相指示电压VY 6 *转换为a 0坐标系的二相指示 电压Va 0女。在该坐标转换中，使用由控制角运算部26运算出的控制角0C。二相指示 电压Va 0 *由a轴指示电压V a *和0轴指示电压V0 *组成。a 0/UVW转换部34B， 通过对二相指示电压V a 0 ~k进行坐标转换运算，生成三相指示电压VUVW女。三相指示电 压VUVW *由U相指示电压VU *、V相指示电压VV *和W相指示电压VW *组成。该三相 指示电压VUVW *被施加于P丽控制部35，PWM控制部35生成分别与U相指示电压VU *、V相指示电压VV *和W相指示电 压VW *对应的占空比的U相PWM控制信号、V相PWM控制信号和W相PWM控制信号，并向 驱动电路12供给。驱动电路12由与U相、V相和W相对应的三相逆变电路构成。构成该逆变电路的 功率元件被从PWM控制部34施加的PWM控制信号控制，由此与三相指示电压VUVW *相当 的电压被施加于马达3的各相的定子绕组51、52、53。电流偏差运算部32和PI控制部33构成电流反馈控制器。通过该电流反馈控制 器的动作，流过马达3的马达电流被控制为接近由指示电流值生成部31设定的二相指示电 流值IY S *。指示电流值生成部31、电流偏差运算部32、PI控制部33、Y S / a 0转换部34A、 a旦/UVW转换部34B、PWM控制部35、驱动电路12、电流检测部13、UVW/a 0转换部36A、 a ^/y 6转换部36B构成电流驱动部。转矩偏差监视部40，通过监视由转矩偏差运算部22运算出的转矩偏差AT的符 号，判定指示操舵转矩T *与检测操舵转矩T的大小关系。其判定结果被施加于相加角保 护部41。相加角保护部41对PI控制部23所生成的相加角a实施相加角保护处理。相加 角保护处理是指，在由PI控制部23生成的相加角a和指示操舵转矩T *与检测操舵转矩 T的大小关系矛盾的情况下，修正相加角a以消除该矛盾的处理。更具体地说，在必要时， 相加角保护部41基于由转子角位移运算部30求得的转子角位移△ 0修正相加角a。由 于转子角位移△ e相当于转子的角速度，故相加角保护部41进行的处理无非依据转子的 角速度修正相加角a的处理。图3是上述电动动力转向装置的控制框图。但是，为了使说明简单，省略相加角保 护部41和相加角限制器24的功能。通过对指示操舵转矩T女和检测操舵转矩T的偏差(转矩偏差)A T进行PI控制 (KP是比例系数、KI是积分系数、1/s是积分算子)，生成相加角a。通过使该相加角a对 控制角0 C的前次值0 C(n-l)进行相加，求取控制角e C的本次值ec(n) = 0 C(n-l) + a。 此时，控制角ec与转子50的实际的转子角0M的偏差为负载角0L= ec-eM。于是，当向依据控制角e c的Y S坐标系(虚拟旋转坐标系)的Y轴(虚拟轴) 依据、轴指示电流IY *供给、轴电流IY时，q轴电流Iq = lysine L。该q轴电流Iq 有助于转子50的转矩产生。即，将马达3的转矩常数KT乘以q轴电流Iq( = I Y sin 0 L)而得的值，作为助推转矩TA(KT I Y sin 0 L),通过减速机构7被传递至转向机构2。将该 助推转矩TA从来自转向机构2的负载转矩TL减去的值，是驾驶者应该施加于方向盘10的 操舵转矩T。通过反馈该操舵转矩T，系统以将该操舵转矩T引导至指示操舵转矩T *的方 式动作。即，求取能够使检测操舵转矩T与指示操舵转矩T *一致的相加角a，根据其控制 控制角0C。这样在作为控制上的虚拟轴的Y轴流过电流，另一方面，以根据指示操舵转矩T *与检测操舵转矩T的偏差AT求得的相加角a更新控制角0C。由此，负载角0L进行 变化，因此马达3产生与该负载角0L对应的转矩。由此，马达3产生与基于操舵角和车速 设定的指示操舵转矩T *对应的转矩，因此与操舵角和车速对应的适当的转向辅助力被施 加于转向机构2。即，进行转向辅助控制，使得操舵角的绝对值越大则操舵转矩越大，并且， 车速越大则操舵转矩越小。这样，能够提供一种电动动力转向装置，其能够适当地控制马达3而不使用旋转 角传感器，能够进行适当地转向辅助。由此，能够使结构简单，达到成本的削减。在该实施方式中，以在负载角0L与马达转矩(助推转矩)具有正的相关性的区 域调整负载角9L的方式，控制相加角a。具体地说，因为q轴电流Iq= lYsineL，所 以以-90°彡0L彡90°的方式控制相加角a。当然，也能够以在负载角9L与马达转 矩(助推转矩)具有负的相关性的区域调整负载角9L的方式，控制相加角a。此时，以 90° ( 0L<27O°的方式控制相加角a。只要使PI控制部23的增益为正则为正的相关 区域的控制，只要使PI控制部23的增益为负则为负的相关区域的控制。图7是用于说明相加角限制器24的动作的流程图。相加角限制器24对由PI控 制部23求得的相加角a和相加角上限值UL进行比较(步骤S1)。在相加角a超过上限 值UL的情况下(步骤S1，是)，将上限值UL代入相加角a (步骤S2)。于是，对控制角eC 加以相加角上限值UL( = + max)。如果由PI控制部23求得的相加角a在相加角上限值UL以下(步骤S1，否)，相 加角限制器24进而比较该相加角a和相加角下限值LL(步骤S3)。然后，如果该相加角a 低于下限值(步骤S3，是)，则将下限值LL代入相加角a (步骤S4)。于是，对控制角eC 加以相加角下限值LL( = max)。如果相加角a为相加角下限值LL以上相加角上限值UL以下(步骤S3，否)，则 直接将该相加角a用于向控制角ec的相加。这样，相加角限制器24将相加角a限制于相加角上限值UL与相加角下限值LL 之间，因此使控制稳定化。更具体地说，即使在电流不足或控制开始时产生控制不稳定状态 (辅助力不稳定的状态)，相加角限制器24促使控制向稳定的状态转移。图8A是用于说明相加角保护处理的流程图。表示以在负载角0 L与马达转矩(助 推转矩)具有正的相关性的区域调整负载角9L的方式控制相加角a的情况下的处理例 子。转矩偏差监视部40监视由转矩偏差运算部22运算出的转矩偏差AT的符号，将 关于指示操舵转矩T *和检测操舵转矩T的大小关系的信息施加于相加角保护部41。相加 角保护部41构成相加角修正部。在检测操舵转矩T比指示操舵转矩T *大时(步骤S11，是)，相加角保护部41判定由PI控制部23求得的相加角a是否小于由转子角位移运算部30求得的运算周期中的 转子角位移△ e (步骤S12)。如果该判定结果是肯定的，则相加角保护部41将转子角位 移A 0代入相加角a (步骤S13)。S卩，相加角a被修正为转子角位移A 0。如果相加 角a为转子角位移A 0以上(步骤S12，否)，则相加角保护部41进而对相加角a、和比 转子角位移A 0大规定的变化限制值A(A > 0。例如A = 7deg)的值(A 0 +A)进行比较 (步骤S14)。在相加角a大于该值(A 0+A)时(步骤S14，是)，相加角保护部41将该值 (A 0+A)代入相加角a (步骤S15)。S卩，相加角e被修正为比转子角位移A 0大规定的 变化限制值A的值(A 0+A)。如果相加角a为该值(A 0+A)以下(步骤S14，否)，则不 进行相加角a的修正。另一方面，在检测操舵转矩T比指示操舵转矩T *小时(步骤S11，否。步骤S16， 是)，相加角保护部41判定由PI控制部23求得的相加角a是否大于转子角位移△ 0 (步 骤S17)。如果该判定结果是肯定的，则相加角保护部41将转子角位移A 0代入相加角 a (步骤S13)，将相加角a修正为转子角位移A 0。如果相加角a为转子角位移A 0以 下(步骤S17，否)，则相加角保护部41进而对相加角a、和比转子角位移A 0小上述变 化限制值A的值(A 0 -A)进行比较(步骤S18)。在相加角a比该值(A 0 -A)小时(步 骤S18，是)，相加角保护部41将该值(A 0-A)代入相加角a (步骤S19)。S卩，相加角a 被修正为比转子角位移A 0小规定的变化限制值A的值(A 0-A)。如果相加角a为该 (A 6-A)以上(步骤S18，否)，则不进行相加角a的修正。此外，在检测操舵转矩T与指示操舵转矩T *相等时(步骤S11和步骤S16的判 定均为否定)，则不进行相加角a的修正。相加角a是运算周期间的控制角0C的变化量，与、6坐标轴的运算周期中的 角位移(相当于旋转速度)相等。由此，如果相加角a大于运算周期中的转子角位移A 0， 则负载角0L变大，如果相加角a小于转子角位移A 9，则负载角0L变小。在负载角0L 与马达转矩(助推转矩)有正的相关性的情况下，如果负载角9L变大则马达转矩变大，如 果负载角9L变小则马达转矩变小。另一方面，检测操舵转矩T大于指示操舵转矩T *的情况是指马达转矩(助推转 矩)不足的状态。于是，因为增加马达转矩，负载角9L增加。即，如果相加角a为转子角 位移A 0以上则负载角0L变大。于是，由于马达转矩变大，因此检测操舵转矩T接近指 示操舵转矩T *。在该实施方式中，通过图8A的步骤S11 S13的处理，在检测操舵转矩 T大于指示操舵转矩T *的情况下，进行将相加角a修正为转子角位移A 0以上的相加 角保护处理。换言之，虽然检测操舵转矩T大于指示操舵转矩T *，但如果相加角a低于 转子角位移△ 9，则不符合控制的目的，会产生矛盾。例如，根据PI控制部23的响应性， 会产生这样的状况。于是，在这样的情况下，相加角a被修正为转子角位移A 0以上的值 (在该实施方式中是与转子角位移△ e相等的值)。当然，相加角a可以被修正为比转子 角位移△ e大的值(例如仅比规定值(比变化限制值A小的值)大的值)。基于同样的考虑，检测操舵转矩T小于指示操舵转矩T *的情况是指马达转矩 (助推转矩)过剩的状态。于是，因为减少马达转矩，负载角9L减少。即，如果相加角a 为转子角位移△ e以下则负载角0L变小。于是，由于马达转矩变小，因此能够使检测操 舵转矩T接近指示操舵转矩T *。在该实施方式中，通过图8A的步骤S16、S17和S13的处
10理，在检测操舵转矩T小于指示操舵转矩T *的情况下，进行将相加角a修正为转子角位 移A 0以下的相加角保护处理。换言之，虽然检测操舵转矩T小于指示操舵转矩T *，但 如果相加角a超过转子角位移△ e，则不符合控制的目的，会产生矛盾。例如，根据PI控 制部23的响应性，会产生这样的状况。于是，在这样的情况下，相加角a被修正为转子角 位移△ e以下的值(在该实施方式中是与转子角位移△ 0相等的值)。当然，相加角a 可以被修正为比转子角位移A 0小的值(例如仅小于规定值(比变化限制值A小的值) 的值)。进一步，在该实施方式中，在检测操舵转矩T大于指示操舵转矩T女(步骤S11， 是)，相加角a为转子角位移A 0以上(步骤S12，否)的情况下，比较相加角a和在转子 角位移A 0上加以变化限制值A的值(步骤S14)。在相加角a大于在转子角位移A 0 上加以变化限制值A而得的值时(步骤S14，是)，将相加角a修正为A e+A (步骤S15)。 这是因为，如果相加角a相比于运算周期中的转子角位移A 0过大，则使相加角a收敛 于适当的值需要耗费时间。此外，在检测转矩T小于指示转矩T女(步骤S16，是)，相加角a为转子角位移 A 0以下(步骤S17，否)的情况下，比较相加角a和从转子角位移A 0减去变化限制值 A的值(步骤S18)。在相加角a小于从转子角位移A 0减去变化限制值A的值时(步骤 S18，是)，将相加角a修正为A e-A(步骤S19)。这是因为，如果相加角a相比于运算周 期中的转子角位移△ 9过小，则使相加角收敛于适当值需要耗费时间。通过进行这样的修 正，相加角a容易收敛于适当值，因此能够达到控制的稳定化，即使是产生控制异常时，也 能够有效地促使向正常状态的恢复。这样，在图8A的保护处理中，在检测操舵转矩T大于指示操舵转矩T女时，相加角 a被修正为A 0+A彡a彡A 0的范围。此外，在检测操舵转矩T小于指示操舵转矩T ★ 时，相加角a被修正为A 0彡a彡A 0_A的范围。这样，相加角a能够成为对应于转 子角位移A 0的适当的值。图8B表示以在负载角0 L与马达转矩(助推转矩)具有负的相关性的区域调整负 载角9L的方式控制相加角a的情况下的相加角保护处理的例子。在图8B中，在进行与 图8A所示的各步骤同样的处理的步骤中，标注与图8A中相同的参照符号以进行表示。在 图8B所示的处理中，和检测操舵转矩T与指示操舵转矩T *的大小关系对应的处理与图8A 的处理相反。在检测操舵转矩T比指示操舵转矩T *小时(步骤S11A，是)，相加角保护部41 判定相加角a是否小于转子角位移A 0 (步骤S12)。如果该判定结果是肯定的，则相加 角保护部41将转子角位移A 0代入相加角a (步骤S13)。S卩，相加角a被修正为转子 角位移A 0。如果相加角a为转子角位移A 0以上(步骤S12，否)，则相加角保护部41 进而对相加角a、和比转子角位移A 0大规定的变化限制值A的值(A 6+A)进行比较 (步骤S14)。在相加角a大于该值(A 0+A)时(步骤S14，是)，相加角保护部41将该值 (A 6+A)代入相加角a (步骤S15)。S卩，相加角e被修正为该值(A 0+A)。如果相加角 a为该值(A 0+A)以下(步骤S14，否)，则不进行相加角a的修正。另一方面，在检测操舵转矩T比指示操舵转矩T *大时(步骤S11A，否。步骤S16A， 是)，相加角保护部41判定相加角a是否大于转子角位移△ 0 (步骤S17)。如果该判定结果是肯定的，则相加角保护部41将转子角位移△ e代入相加角CI (步骤S13)，将相加角 a修正为转子角位移A 0。如果相加角a为转子角位移A 0以下(步骤S17，否)，则相 加角保护部41进而对相加角a、和比转子角位移A 0小上述变化限制值A的值(A 6-A) 进行比较(步骤S18)。在相加角a比该值(A 6-A)小时(步骤S18，是)，相加角保护部 41将该值(A 0-A)代入相加角a (步骤S19)。S卩，相加角a被修正为该值(A 0-A)。如 果相加角a为该(A 0-A)以上(步骤S18，否)，则不进行相加角a的修正。此外，在检测操舵转矩T与指示操舵转矩T ★相等时(步骤S11A和步骤S16A的 判定均为否定)，则不进行相加角a的修正。在负载角0L与马达转矩(助推转矩)有负的相关性的情况下，如果负载角9L 变大则马达转矩变小，如果负载角9 L变小则马达转矩变大。另一方面，检测操舵转矩T小于指示操舵转矩T *的情况是指马达转矩(助推转 矩)过剩的状态。于是，因为减少马达转矩，负载角9L被增加。即，如果相加角a为转 子角位移A e以上则负载角0L变大。于是，由于马达转矩变小，因此检测操舵转矩T能 够接近指示操舵转矩T *。在该实施方式中，通过图8B的步骤S11A S13的处理，在检测 操舵转矩T小于指示操舵转矩T *的情况下，进行将相加角a修正为转子角位移△ 0以 上的相加角保护处理。换言之，虽然检测操舵转矩T小于指示操舵转矩T *，但如果相加角 a低于转子角位移△ e，则不符合控制的目的，会产生矛盾。于是，在这样的情况下，相加 角a被修正为转子角位移△ 9以上的值(在该实施方式中是与转子角位移△ 0相等的 值)。当然，相加角a可以被修正为比转子角位移A 0大的值(例如稍大于规定值(比变 化限制值A小的值)的值)。基于同样的考虑，检测操舵转矩T大于指示操舵转矩T *的情况是指马达转矩 (助推转矩)不足的状态。于是，因为增大马达转矩，负载角9L减少。即，如果相加角a 为转子角位移△ e以下则负载角0L变小。于是，由于马达转矩变大，因此能够使检测操 舵转矩T接近指示操舵转矩T ★。在该实施方式中，通过图8B的步骤S16A、S17和S13的 处理，在检测操舵转矩T大于指示操舵转矩T *的情况下，进行将相加角a修正为转子角 位移△ e以下的相加角保护处理。换言之，虽然检测操舵转矩T大于指示操舵转矩T *， 但如果相加角a超过转子角位移△ 0，则不符合控制的目的，会产生矛盾。于是，在这样的 情况下，相加角a被修正为转子角位移△ 9以下的值(在该实施方式中是与转子角位移 A 6相等的值)。当然，相加角a可以被修正为比转子角位移A 0小的值(例如稍小于 规定值(比变化限制值A小的值)的值)。进一步，在图8B的处理中，在检测操舵转矩T小于指示操舵转矩T ★(步骤S11A， 是)，相加角a为转子角位移A 0以上(步骤S12，否)的情况下，比较相加角a和在转子 角位移A 0上加以变化限制值A的值(步骤S14)。在相加角a大于在转子角位移A 0 上加以变化限制值A而得的值时(步骤S14，是)，将相加角a修正为A e+A (步骤S15)。 这是因为，如果相加角a相比于运算周期中的转子角位移A 0过大，则使相加角a收敛 于适当的值需要耗费时间。此外，在检测转矩T大于指示转矩T * (步骤S16A，是)，相加角a为转子角位移 A 0以下(步骤S17，否)的情况下，比较相加角a和从转子角位移A 0减去变化限制值 A的值(步骤S18)。在相加角a小于从转子角位移A 0减去变化限制值A的值时(步骤角a修正为A e-A(步骤S19)。这是因为，如果相加角a相比于运算周 期中的转子角位移△ 9过小，则使相加角收敛于适当值需要耗费时间。通过进行这样的修 正，相加角a容易收敛于适当值，因此能够达到控制的稳定化，即使是产生控制异常时，也 能够有效地促使向正常状态的恢复。通过进行这样的处理，在检测操舵转矩T小于指示操舵转矩T女时，相加角a被 修正为Aa > A e的范围。此外，在检测操舵转矩T大于指示操舵转矩T *时， 相加角a被修正为A 0 > a > A 0_A的范围。这样，相加角a能够成为对应于转子角 位移A 0的适当的值。图9是用于说明感应电压推定部28和旋转角推定部29的结构的框图。感应电压 推定部28基于二相检测电流la 0和二相指示电压Va 0，推定马达3的感应电压。更具 体地说，感应电压推定部28具有基于作为马达3的数学模型的马达模型，将马达3的感应 电压作为扰动进行推定的作为扰动观测器的形态。马达模型例如能够表示为(R+0L)-1。 其中，R是电枢绕组电阻，L是a 3轴电感，p是微分算子。能够认为对马达3施加二相指 示电压Va 0和感应电压E a 0 (a轴感应电压E a和0轴感应电压E3)。感应电压推定部28能够由下述部件构成以二相检测电流I a作为输入，推定马 达电压的逆马达模型(马达模型的逆模型)65 ；以及求取由该逆马达模型65推定的马达 电压与二相指示电压的偏差的电压偏差运算部66。电压偏差运算部66求取相对 于二相指示电压Va 0的扰动，根据图9可知，该扰动为相当于感应电压Ea 0的推定值 E"a ^ (a轴感应电压推定值E~ a和0轴感应电压推定值(以下总称为“感应电压 E、3 ”))。逆马达模型65例如表示为R+pL。感应电压E a 0能够以下述式(6)表示。其中，KE是感应电压常数，9 M是转子 角，《是转子旋转角速度。Eap==...... (6)
KecocosOm _于是，如果求得推定感应电压E~ a 0，则根据下述式(7)，求取推定旋转角0 E。该 运算由旋转角推定部29进行。
A
_ E0E = tan"1 ...... (7)
EP图10是用于说明转子角位移运算部30进行的处理的一例的流程图。转子角位移 运算部30通过从由旋转角推定部29赋予的推定旋转角0E的本次值0E(n)中减去在前次 运算周期中求得的推定旋转角(前次值)eE(n-l)，求取转子角位移△ 0 (步骤S21)。该 转子角位移△ e是相当于转子的角速度的值。接着，转子角位移运算部30将转子角位移A 0与规定的角位移上限值Ulim(Ulim >0)进行比较(步骤S22)。当转子角位移A 0比上限值Ulim大时(步骤S22:是)，将 该上限值Ulim代入转子角位移A 0 (步骤S23)。也就是，将角位移上限值Ulim用作本次 运算周期的转子角位移A 0。另外，当在步骤S21中求得的转子角位移A e在上限值Ulim以下时(步骤S22 否)，转子角位移运算部30进而将该转子角位移△ 0与规定的角位移下限值Llim(Llim
13< 0、例如，Llim = -Ulim)进行比较(步骤S24)。当转子角位移A 6不足下限值Llim时 (步骤S24:是)，将该下限值Llim代入转子角位移A 0 (步骤S25)。也就是，将角位移下 限值Llim用作本次运算周期的转子角位移A 0。如果在步骤S21中求得的转子角位移A 0在下限值Llim以上上限值Llim以下 (步骤S22 否、步骤S24 否)，则继续使用该转子角位移A 0。接着，转子角位移运算部30对转子角位移A 0进行移动平均处理(步骤S26)。 由该移动平均处理求得的值被作为最终转子角位移△ 9 (转子角速度相当值)施加给相加 角保护部41。转子角位移运算部(角速度运算部)30中的步骤S22 S26的处理构成限制
/平滑部。像这样，转子角位移运算部30依据旋转角推定部29中求得的旋转角0E对转子 角位移△ e (转子角速度相当值)进行运算。转子角位移运算部30还能够将转子角位移 A 0限制为角位移上限值Ulim及角位移下限值Llim之间的值。由此，即便指示电流值 IY 5*、检测电流值1￥ 6及控制角ec中某一个产生突变，仍会恰当地进行基于转子角位 移A e的相加角a的修正。当驾驶员急促操作转向盘10、或从路面输入了外力时，会在指示电流值I Y S *、 检测电流值IY 6及控制角ec中产生急剧变化。此时，感应电压推定部28及旋转角推定 部29的旋转角推定精度变差。因此，使用推定旋转角eE运算的转子角位移A 0的精度 也变差。如果该转子角位移A 0就这样被用于相加角a的修正，则无法进行恰当的修正。 由此，担心操舵感恶化。因此，该实施方式中，转子角位移A 0被限制在上限值Ulim及下限值Llim之间。 进而，利用移动平均处理对限制处理后的转子角位移A 0进行平滑化处理。由此，能够抑 制指示电流值IY S*、检测电流值IY 6或控制角ec的急剧变化所带来的影响，因此能够 恰当地进行相加角保护部41的处理。由此，能够保持良好的操舵感。角位移上限值Ulim及角位移下限值Llim，例如基于最大操舵角速度来确定。最大 操舵角速度，如上所述是作为转向盘10的操舵角速度虚拟的最大值，例如，为SOOdeg/sec 左右。基于与对于上述的相加角a的限制值《max时同样的考虑，通过下式(8)给出转子 角位移A 0的最大值。转子角位移最大值=最大转子角速度X运算周期=最大操舵角速度X减速比X极对数X运算周期...(8)因此，使该转子角位移最大值为上限值Ulim、对其标记负符号作为下限值Llim即可。图11是用于对第2实施方式中的转子角位移运算部30的处理的其他例进行说明 的流程图。第2实施方式仅在转子角位移△e的运算处理方面与第1实施方式不同。转子角位移运算部30，从由旋转角推定部29给出的推定旋转角0E的本次值 eE(n)减去前次运算周期中求得的推定旋转角(前次值)eE(n-l)，由此求取转子角位移 A 6的暂定值A 0 (暂定值)(步骤S31)。该转子角位移A 0是相当于转子的角速度的 值。另外，转子角位移运算部30从步骤S31中求得的转子角位移A 0的本次的暂定 值A 0 (n)(暂定值)减去在前次运算周期中该转子角位移运算部30所生成的转子角位移A 6 (n-1)的前次最终值△ 0 (n_l)(最终值)，由此求取转子角位移变化量d(A 0)的限 制前值d(A e)(限制前)(步骤S32)。该转子角位移变化量d(A e)是相当于转子的角加 速度的值。转子角位移运算部(角速度运算部)30中的步骤S32的处理构成角加速度运算 部。接着，转子角位移运算部30将转子角位移变化量d(A 0)的限制前值d( A 0) (限制前)与规定的角位移变化量上限值dUlim(dUlim > 0)进行比较(步骤S33)。当转 子角位移变化量的限制前值d(A 0)(限制前)大于上限值dUlim时(步骤S33 是)，将该 上限值dUlim代入转子角位移变化量d(A 0)的限制后值d( A 0)(限制后)(步骤534)。 也就是，将角位移变化量上限值dUlim用作本次运算周期的限制后的转子角位移变化量 d(A 0)(限制后)。另外，当在步骤S32求得的转子角位移变化量的限制前值d(A 0)(限制前)在上 限值dUlim以下时(步骤S33 否)，转子角位移运算部30进而将该转子角位移变化量的 限制前值d(A 0)(限制前)与规定的角位移变化量下限值dLlim(dLlim<0、例如，dLlim =-dUlim)进行比较(步骤S35)。当转子角位移变化量的限制前值d( A 0)(限制前)不 足下限值dLlim时(步骤S35:是)，将该下限值dLlim代入转子角位移变化量d(A 0)的 限制后值d( A 0 )(限制后)(步骤S36)。也就是，将角位移变化量下限值dLlim用作本次 运算周期的限制后的转子角位移变化量d(A 0 )(限制后)。当在步骤S32求得的转子角位移变化量d( A 0)在角位移变化量下限值dLlim以 上且上角位移变化量限值dUlim以下时(步骤S33 否、步骤S35 否)，该转子角位移变化 量的限制前值d(A e)(限制前)被原封不动地用作限制处理后的值d(A e)(限制后)。 如此一来，转子角位移运算部30求取将转子角位移变化量d(A 0)限制在角位移变化量下 限值dLlim与角位移变化量上限值dUlim之间的限制后的转子角位移变化量d( A 0 )(限 制后)。转子角位移运算部30将该限制后的转子角位移变化量d(A e)(限制后)与前次 运算周期中转子角位移运算部30所输出的转子角位移A 0 (n-1)的前次最终值A 0 (n-1) (前次最终值)相加，由此求取本次运算周期中的转子角位移△ e (n)的最终值△ e (n) (最终值)(步骤S37)。该转子角位移的最终值△ 0 (n)(最终值)，在相加角保护部41中， 被用作相加角a的修正用的转子角位移A 0。像这样，在第2实施方式该例中，通过对转子角位移变化量d( A 0)施加限制，结 果能够对转子角位移△ 9施加限制。由此，能够获得与图10的处理例的情况同样的效果。此外，在步骤S36求取本次运算周期的转子角位移的最终值A 0 (n)(最终值) (步骤S37)之前，亦可对转子角位移变化量的限制后值d(A 0 )(限制后)施加移动平均处 理其他的平滑化处理。转子角位移运算部(角速度运算部)30中的步骤S32 S36的处理 构成限制/平滑部。以上、虽然对本发明的一实施方式进行了说明，本发明亦可通过其他的方式实施。 例如，亦可替代图10的步骤S22 S24中对转子角位移A 0的限制，进行使用低通滤波 器、带通滤波器、移动平均滤波器其他滤波器处理的平滑化处理。由此，能够抑制转子角位 移A 0的急剧变化，因此在转子推定角0E的值不恰当时，能够抑制该影响，进而恰当地 进行对相加角a的修正。同样，亦可替代图11的步骤S33 S36中对转子角位移变化量
15d(A 0)限制，应用使用低通滤波器、带通滤波器、移动平均滤波器其他滤波器处理的平滑 化处理。由此，能够获得同样的效果。另外，上述的实施方式中，不仅依据转子角位移A 0，还依据转矩偏差AT对相加 角a进行修正，但亦可省略基于转矩偏差AT的相加角a的修正。具体而言，相加角保护 部41，亦可使用转子角位移A 0将相加角a限制在A 0-A彡a彡A e+A的范围。另外，在实施方式中，虽然是通过推定感应电压来求取转子角位移△ e的，但转 子角位移△ e亦可基于舵角传感器4所检测出的操舵角的变化来求取。实施方式的马达控制装置5对具有转子50和定子55的马达3进行控制。电流驱 动部31 36B，按照随着控制上的旋转角亦即控制角0 C而旋转的旋转坐标系的轴电流值 IY*对马达3进行驱动。相加角运算部22，23运算应该加在上述控制角0C上的相加角 a。控制角运算部26在规定的每个运算周期中，通过将由上述相加角运算部22，23运算出 的相加角a加于控制角的前次值ec(n-l)而求取控制角的本次值ec(n)。角速度运算部 30，运算转子50的角速度A 6 (S21，S37)，限制角速度A 6或使之平滑(S22 S26，S32 S36)。相加角修正部41，按照该角速度A 0修正相加角a。根据该构成，利用随着控制角e C而旋转的旋转坐标系(Y 6坐标系、虚拟旋转坐 标系)的轴电流值(虚拟轴电流值)I Y *驱动马达3，另外通过在每一运算周期加上相加角 来更新控制角ec。由此，在更新控制角0C的同时、即更新虚拟旋转坐标系的坐标轴(虚 拟轴)的同时，通过以虚拟轴电流值Iy*驱动马达3，能够产生必要的转矩。这样一来，无 需使用旋转角传感器，即可从马达3产生恰当的转矩。即，通过将按照转子50的磁极方向 而旋转的旋转坐标系(dq坐标系)的坐标轴与虚拟轴的偏移量(负载角0L)引导至适宜 值，由此产生恰当的转矩。另外，在实施方式中，利用角速度运算部30运算转子50的角速度A 0，基于该角 速度A 0修正相加角a。由此相加角a例如被修正限制在与转子50的角速度A 0对 应的恰当范围的值。结果由于相加角a具有恰当的值，故马达3得到正确的控制。例如， 通过从本次运算周期中求得的推定旋转角e (n)减去前次运算周期中求得的推定旋转角 e (n-1)，求取角速度A 6。角速度A 0进而被施以限制处理或平滑化处理，因此角速度A 0也具有恰当的 值。因此，例如，在使用马达3的感应电压推定转子50的角速度A 0时等，即使在马达电 流等发生急剧变化时，亦对相加角a的修正所使用的角速度△ e取不恰当的值进行了抑 制。由此，即使在马达电流因电流控制、外乱而急剧变化的状况下，亦可恰当地进行相加角 a的修正，进而正确地控制马达3。在第1实施方式中，角速度运算部30，将转子50的角速度A 0限制在规定的上限 值Ulim及规定的下限值Llim之间。由此，恰当地进行了相加角修正部41的处理。在第2实施方式中，角速度运算部30运算转子50的角加速度d ( A 0 ) (S32)，对转 子50的角加速度d( A 0)施以限制或平滑(S33 S36)。例如，对于前次运算周期(二求力 &角速度A 0 (n-1)，通过加上本次运算周期中求得的角加速度d( A 0)，由此求取本次运 算周期的角速度△ e (n)。此时，角速度运算部30通过对角加速度d(A 0)施以限制或平 滑由此限制角速度A 0或使之平滑。角速度运算部30，将转子50的角加速度d( A 0)限制在规定的上限值dUlim及规定的下限值dLlim之间。由此，恰当地进行了相加角修正部41的处理。角速度运算部30亦可求出运算周期间的转子50的角位移A 0作为与角速度相 当的值。另外，角加速度运算部S32亦可求出运算周期间的转子50的角位移变化量d(A 0) 作为与角加速度相当的值。各实施方式的马达控制装置5，还具备用于检测施加给马达3所驱动的驱动对 象2的马达转矩以外的转矩T的转矩检测部1、和设定应该作用在驱动对象2的指示转矩 T* (马达转矩以外的转矩的指示值)的指示转矩设定部21。相加角运算部22，23，例如进行 动作来运算相加角a，以使转矩检测部1所检测出的检测转矩T与指示转矩T* 一致。相 加角运算部22，23，根据反馈控制运算相加角a，使检测转矩T接近指示转矩T*。由此对 马达转矩进行控制，从而成为与指示转矩T*对应的转矩(马达转矩以外的转矩)T被施加 给驱动对象2的状态。马达转矩与转子50按照的磁极方向而旋转的旋转坐标系(dq坐标 系)的坐标轴与虚拟轴的偏移量亦即负载角9L对应。负载角0L表现为控制角0C与转 子角eM之差。马达转矩的控制可通过对负载角eL进行调整来实现，该负载角0L的调 整可通过控制相加角a来实现。此时，相加角修正部41对由指示转矩设定部21设定的指示转矩T*与转矩检测部 1检测出的检测转矩T进行比较，根据该比较结果增减相加角a。由此，例如在运算出与指 示转矩T*和检测转矩T的大小关系不一致的相加角a时，将该相加角a修正为恰当的值。在实施方式中，马达3对车辆的转向机构2施加驱动力。由此，构成电动动力转向 装置亦即车辆用操舵装置。此时，转矩检测部1对施加给用于车辆的操向而操作的操作部 件10的操舵转矩T进行检测。另外，指示转矩设定部21，设定作为操舵转矩T的目标值的 指示操舵转矩T*。此外，相加角运算部22，23根据由指示转矩设定部21设定的指示操舵转 矩T*和转矩检测部1检测出的操舵转矩T的偏差A T运算相加角a。根据该构成，设定指示操舵转矩T*，根据该指示操舵转矩T*与操舵转矩(检测 值)T的偏差A T运算相加角。由此，以操舵转矩T成为指示操舵转矩T*的方式确定相加 角a，确定与之对应的控制角0C。因此，当指示操舵转矩T*被恰当地确定后，由于马达3 产生恰当的驱动力，故能够将之施加给转向机构。即，将遵照转子50的磁极方向而旋转的 旋转坐标系(dq坐标系)的坐标轴与上述虚拟轴的偏移量(负载角0L)引导至与指示操 舵转矩T*对应的值。结果从马达产生恰当的转矩，按照驾驶员的操舵意图对转向机构施加 对应的驱动力。马达控制装置5还包括检测操作部件10的操舵角的操舵角检测部4。指示转矩设 定部21，优选按照操舵角检测部4所检测出的操舵角设定指示操舵转矩T*。根据该构成， 由于按照操作部件10的操舵角设定指示操舵转矩T*，故能够从马达3产生与操舵角对应的 恰当的转矩，能够将驾驶员对操作部件10施加的操舵转矩T引导向与操舵角对应的值。由 此，能够获得良好的操舵感。指示转矩设定部21，优选按照检测车辆的车速的车速检测部6所检测出的该车速 设定指示操舵转矩T*。根据该构成，由于按照车速设定指示操舵转矩T，故能够进行所谓的 车速感应控制。结果能够实现良好的操舵感。例如，车速越大、即越以高速行驶时通过较小 地设定指示操舵转矩T*，获得优异的操舵感。此外，在上述的实施方式中，说明了不具有旋转角传感器，专由无传感器控制驱动马达3的结构，但也可以采用具有解析器等旋转角传感器，在该旋转角传感器出故障时进 行上述那样的无传感器控制的结构。由此，在旋转角传感器出故障时也能够继续进行马达 3的驱动，能够继续进行转向辅助。在该情况下，在使用旋转角传感器时，在指示电流值生成部31中，根据操舵转矩 和车速，依据规定的辅助特性生成S轴指示电流值IS *即可。进一步，在上述的实施方式中，说明了在电动动力转向装置中应用本发明的例子， 但本发明也能够用于电动泵式油压动力转向装置用的马达的控制，在动力转向装置以外， 也能够应用于线控转向(steer bywire,SBff)系统、可变齿轮比(VGR)转向系统等其它的车 辆用操舵装置所具有的无刷马达的控制。当然，并不限于车辆用操舵装置，在其它用途的马 达的控制中也能够应用本发明的马达控制装置。此外，在权利要求的范围所记载的事项的范围内能够进行各种设计变更。
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权利要求
一种马达控制装置，用于控制具有转子、和与该转子对置的定子的马达，其特征在于，具备电流驱动部，其利用按照控制上的旋转角亦即控制角而旋转的旋转坐标系的轴电流值来驱动上述马达；相加角运算部，其对应该与上述控制角相加的相加角进行运算；控制角运算部，在每一规定的运算周期，控制角运算部通过将由上述相加角运算部运算求得的相加角与控制角的前次值相加来求解控制角的本次值；角速度运算部，其对上述转子的角速度进行运算；以及相加角修正部，其根据由上述角速度运算部运算求得的角速度来修正上述相加角，上述角速度运算部含有限制上述角速度或者使之平滑化的限制/平滑部。
2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，上述限制/平滑部将上述角速度限制在规定的上限值和规定的下限值之间。
3.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，上述角速度运算部含有对上述转子的角加速度进行运算的角加速度运算部，上述限制/平滑部通过限制上述角加速度或使之平滑化，来限制上述角速度或使之平 滑化。
4.根据权利要求3所述的马达控制装置，其特征在于，上述限制/平滑部将上述角加速度限制在规定的上限值和规定的下限值之间。
5.根据权利要求3或4所述的马达控制装置，其特征在于，在每一上述运算周期，上述角速度运算部将由上述限制/平滑部进行限制或平滑后的 角加速度与角速度的前次值相加，由此来求出角速度的本次值。
6.根据权利要求1 5中任意一项所述的马达控制装置，其特征在于，上述角速度运算部推定上述马达的感应电压，并根据该推定得到的感应电压对每一上 述运算周期的上述角速度进行运算。
7.根据权利要求1 6中任意一项所述的马达控制装置，其特征在于，还具备转矩检测部，其用来检测施加给被上述马达所驱动的驱动对象的除马达转矩以外的转 矩；以及指示转矩设定部，其设定作用在上述驱动对象的指示转矩，上述相加角修正部对由上述指示转矩设定部设定的指示转矩和由上述转矩检测部检 测的检测转矩进行比较，并根据该比较结果来修正上述相加角。
8.根据权利要求7所述的马达控制装置，其特征在于，当上述相加角不与上述指示转矩和上述检测转矩间的大小关系一致时，上述相加角修 正部修正上述相加角。
9.一种车辆用操舵装置，其特征在于，具备对车辆的转向机构赋予驱动力的马达；以及控制上述马达的权利要求1 8中任意一项所述的马达控制装置。
全文摘要
一种马达控制装置及车辆用操舵装置，用于控制具有转子、和与该转子对置的定子的马达。电流驱动部，利用按照控制上的旋转角亦即控制角而旋转的旋转坐标系的轴电流值来驱动上述马达。相加角运算部，对应该与上述控制角相加的相加角进行运算。控制角运算部，在每一规定的运算周期，控制角运算部通过将由上述相加角运算部运算求得的相加角与控制角的前次值相加来求解控制角的本次值。角速度运算部，对上述转子的角速度进行运算。相加角修正部，其根据由上述角速度运算部运算求得的角速度来修正上述相加角，上述角速度运算部含有限制上述角速度或者使之平滑化的限制/平滑部。
文档编号B62D6/00GK101944872SQ201010216909
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月29日 优先权日2009年7月6日
发明者小松逸人, 狩集裕二 申请人:株式会社捷太格特