多相回転機の制御装置、及びこれを用いた電動パワーステアリング装置
【課題】 回転角センサの取り付け位置ずれ等による角度誤差を、多相回転機を搭載対象に搭載したままの状態で検出する多相回転機の制御装置を提供する。
【解決手段】 ３相モータ（多相回転機）の制御装置であるマイコンは、モータに取り付けられた回転角センサの取り付け位置ずれ等による角度誤差Δθを算出する処理を実行する。まず、ｄ軸およびｑ軸電流指令値を０アンペアに設定する（Ｓ００）。次に、モータの回転軸を外部から回転させ（Ｓ１０）、逆起電圧によって流れる相電流を検出し（Ｓ３０）、３相２相変換する（Ｓ４０）。制御器は、電流検出値が０アンペアになるように電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを出力する（Ｓ５０）。角度誤差算出手段は、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄに基づいて角度誤差Δθを算出し（Ｓ７０）、角度補正値として記憶する（Ｓ９０）。以後、回転角センサの検出値から補正値を差し引いて補正する。
【解決手段】 ３相モータ（多相回転機）の制御装置であるマイコンは、モータに取り付けられた回転角センサの取り付け位置ずれ等による角度誤差Δθを算出する処理を実行する。まず、ｄ軸およびｑ軸電流指令値を０アンペアに設定する（Ｓ００）。次に、モータの回転軸を外部から回転させ（Ｓ１０）、逆起電圧によって流れる相電流を検出し（Ｓ３０）、３相２相変換する（Ｓ４０）。制御器は、電流検出値が０アンペアになるように電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを出力する（Ｓ５０）。角度誤差算出手段は、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄに基づいて角度誤差Δθを算出し（Ｓ７０）、角度補正値として記憶する（Ｓ９０）。以後、回転角センサの検出値から補正値を差し引いて補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多相回転機の巻線組に駆動電流を供給する電力変換装置の制御に用いられる制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多相回転機に取り付けられる回転角センサについて、製造時の取り付け位置ずれで生じる検出誤差を補正する方法が知られている。例えば特許文献１に開示された方法では、３相モータにレゾルバが取り付けられるときの位置ずれについて、３相モータ中の３相のうち２相を短絡したときにモータが停止する理論位置と、レゾルバによって検出される実際のモータ位置とを比較して補正値を算出する。この補正値は記憶部に格納され、以後、検出されたモータ位置をこの補正値に基づいて補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２８４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法は、モータの製造時に部品単位で一度補正値を算出したら、モータを例えば車両等の搭載対象に取り付けた後には、レゾルバをモータごと取り外さない限り、補正値を変更する可能性がないことを前提としている。
しかし、例えば車両用の電動パワーステアリング装置に用いられるモータの場合には、「モータ本体」と、「モータの回転角等に基づいてモータ本体の駆動を制御する制御装置（ＥＣＵ）」とが取り外し可能に設けられる構成が想定され得る。ここで、例えば、モータ本体側に設けられた磁石と、制御装置側に設けられた磁気検出素子とにより回転角センサが構成される。このような構成では、モータ本体を車両に取り付けた状態のまま制御装置のみを交換すると、交換取り付け時の制御装置とモータとの位置ずれが生ずるため、あらためて補正値を算出することが必要になる。
【０００５】
ところが、特許文献１に記載された「３相のうち２相を短絡させる方法」は、回転軸がフリーな状態で部品単位で実行することを前提としているため、モータ本体を搭載対象に搭載し、回転軸が負荷に接続されている状態では実行することができない。したがって、補正値を算出するためにのみモータを一度搭載対象から取り外すか、或いは、常に制御装置とモータ本体とを一体で交換する必要があり、作業効率が悪いという問題がある。
【０００６】
本発明は上述の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、多相回転機の回転軸の回転角を検出する回転角センサの取り付け位置ずれ等による角度誤差を、多相回転機を搭載対象に搭載したままの状態で検出する多相回転機の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、多相回転機を構成する巻線組に駆動電流を供給する電力変換装置の制御に用いられる「多相回転機の制御装置」に係る発明である。
この制御装置は、「多相回転機の回転軸の回転角を検出する回転角センサが検出した回転角検出値」、及び「駆動電流を相毎に検出する電流検出手段が検出した多相電流検出値」がフィードバックされ、電力変換装置に出力する電圧指令値を制御する。
ここで、電圧指令値は、多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたときに駆動電流が０となるように演算される。また、電圧指令値に基づいて、回転角センサが検出した回転角検出値と多相回転機の回転軸の現実の回転角値との差分である「角度誤差」を算出する。そして、回転角センサが検出した回転角検出値に対し、当該角度誤差に相当する角度を補正する。
【０００８】
本発明の多相回転機の制御装置は、「多相回転機の回転軸を外部から回転させたときに発生する逆起電圧により巻線に流れる駆動電流の電流値を検出すること」、また、回転角検出値と電流検出値とがフィードバックされ、「駆動電流が０となるように演算される電圧指令値に基づいて角度誤差を算出すること」を技術的特徴とする。
【０００９】
ここで、「駆動電流が０となるように電圧指令値が演算される」ということは、外部からの回転軸の回転によって生じた逆起電圧をキャンセルしようとする電圧指令値が電力変換装置に出力されることを意味する。そして、この電圧指令値に基づいて、回転角センサの多相回転機に対する取り付け位置ずれによる角度誤差が算出される。
角度誤差Δθは、回転角センサが検出した回転角検出値θｍと多相回転機の回転軸の現実の回転角θとの差分であり、次式１により示される。
Δθ＝θｍ−θ ・・・（式１）
【００１０】
このように、多相回転機の回転軸を外部から回転させたときの逆起電圧を利用することで、従来技術のように３相のうちの２相を短絡させる等の接続変更を伴うことなく、多相回転機を搭載対象に搭載し、回転軸を負荷に接続したまま角度誤差を算出することができる。
例えば、多相回転機が、車両の電動パワーステアリング装置にて運転者の操舵をアシストするモータである場合、モータを車両に取り付けた状態のまま角度誤差を算出することができる。したがって、特に、モータ本体から制御装置のみを分離して交換可能な構成では、再取り付け後の取り付け位置ずれ等による角度誤差の検出に有用である。
【００１１】
算出された角度誤差は、回転角センサの多相回転機に対する取り付け状態が維持される限り不変であるため、以後、回転角センサの回転角検出値からこの角度誤差を角度補正値として差し引いて補正した値を現実の回転角とみなし、制御装置にフィードバックする。これにより、制御装置の制御精度を向上することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の多相回転機の制御装置におけるフィードバックの構成や角度誤差を算出する構成等を具体的に特定するものである。
請求項２に記載の多相回転機の制御装置は、電流変換手段、電流指令値演算手段、制御演算手段、角度誤差算出手段、角度補正値記憶手段を備える。
【００１３】
電流変換手段は、電流検出手段が検出した相毎の多相電流検出値を、互いに直交するｄ軸方向およびｑ軸方向の電流検出値に変換する。
電流指令値演算手段は、角度誤差を算出するとき、ｄ軸方向およびｑ軸方向について、０アンペアの電流指令値を指令する
制御演算手段は、ｄ軸方向およびｑ軸方向について、電流検出値を電流指令値である０アンペアに一致させるように電圧指令値を演算する。
角度誤差算出手段は、制御演算手段が演算したｄ軸方向およびｑ軸方向についての電圧指令値に基づいて角度誤差を算出する。
角度補正値記憶手段は、角度誤差算出手段が算出した角度誤差を角度補正値として記憶する。
【００１４】
そして、多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたときに制御演算手段が演算するｄ軸方向およびｑ軸方向の電圧指令値をＶｄおよびＶｑとし、角度誤差をΔθとすると、角度誤差算出手段は、次式２により角度誤差を算出する。
Δθ＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ／Ｖｑ）・・・（式２）
【００１５】
ここで、ｄ軸方向およびｑ軸方向は、例えば、ｄ軸方向が磁束の向きに平行であって、ｄ軸方向の電流が励磁電流もしくは界磁電流に相当し、ｑ軸方向の電流がｄ軸方向に直交するトルク電流に相当してもよい。或いはこれに限らず、互いに直交しさえすればよい。
互いに直交することにより、ｄ軸ベクトルである電圧指令値Ｖｄとｑ軸ベクトルである電圧指令値Ｖｑとが成す角度Δθは、式２で表される。
【００１６】
式２が示すように、ｄ軸方向の電流検出値が電流指令値である０アンペアに一致する場合、電圧指令値Ｖｄは、Ｖｑの値にかかわらず０となり、角度誤差Δθは０となる。すなわち、この場合は回転角センサの回転角検出値を補正する必要がない。
一方、ｄ軸方向の電流検出値が電流指令値である０アンペアに一致しない場合、電圧指令値Ｖｄは０以外の値となる。その結果、角度誤差Δθは、電圧指令値ＶｄとＶｑとの値に基づき式２で算出される「０以外の値」となる。よって、角度誤差Δθを角度補正値として回転角センサの回転角検出値を補正すればよい。
このように、互いに直交するベクトル値を利用することにより、簡単な演算で角度誤差Δθを算出することができ、制御装置の演算負荷を低減することができる。
【００１７】
ところで、多相回転機の回転軸を外部から回転させる場合、回転軸が接続される負荷が比較的高負荷であると、回転軸を意図通りに回転させることができない。例えば、電動パワーステアリング装置の場合、モータの回転軸は、ステアリングシャフトを経由して、両車輪をつなぐラック軸に接続される。ここで、車輪が接地していると摩擦負荷が生じ、仮にハンドルを操作してもモータの回転軸を回転させることができない。すなわち、モータの回転軸の回転数は、０または極めて低い値となる。
このような状況では、上述の構成によって角度誤差を正確に算出することができない。すなわち、本発明による角度誤差の算出処理において、多相回転機の回転軸が負荷に接続されていること自体は許容されるものの、回転軸は、比較的軽い負荷で回転可能でなければならない。
【００１８】
また、モータの回転軸を、回転角センサの検出能力を超えるほど高速に回転させた場合にも、やはり、上述の構成によって角度誤差を正確に算出することができない。
仮に不正確な角度誤差を算出すると、その値が以後、角度補正値として常に使用されるため、運転者がハンドル操作とアシストトルクとの関係に違和感を覚えるおそれがある。
【００１９】
そこで請求項３に記載の発明によると、多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたとき、多相回転機の回転数が所定の範囲内にあるときに限り、角度誤差を算出する。逆に言えば、多相回転機の回転数が所定の範囲外である場合は角度誤差を算出しない。
これにより、不適切な状況で得られた回転数検出値に基づいて誤った角度誤差が算出されることが防止される。その結果、以後、誤った角度補正値により誤った角度補正がされることを防止することができる。
【００２０】
次に、請求項４〜８に記載の多相回転機の制御装置は、多相回転機を構成する複数組の巻線組に対応して設けられる複数系統の電力変換装置の制御に用いられる。すなわち、多相回転機は複数組の巻線組から構成され、これら複数組の巻線組に電力を供給するため、複数組の巻線組に対応する複数系統の電力変換装置が設けられる。これにより、一部の系統が故障した場合等でも、残りの正常系統の電力変換装置のみで多相回転機の駆動を継続することができる。
このような複数系統の回路では多相電流検出値が系統毎に検出される一方、一つの回転角センサが検出する回転角検出値は一つであるので、角度誤差を算出する処理において、複数系統の検出値を一括して取り扱う演算が求められる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によると、角度補正値記憶手段は、角度誤差算出手段が複数系統の電力変換装置について算出した系統毎の角度誤差の平均値を角度補正値として記憶する。
これにより、複数系統間の角度誤差のばらつきに対し、最適な角度補正値を設定することができる。
【００２２】
この場合、請求項５に記載の発明によると、角度誤差算出手段が複数系統の電力変換装置について算出した系統毎の角度誤差の最大値と最小値との差が所定値以上である場合、回転角センサが検出した回転角検出値が異常であると判断する。
系統毎の角度誤差の最大値と最小値との差が、通常想定されるばらつきの範囲を超えている場合には異常が推定される。そこで、回転角検出値が異常であると判断することにより、誤った角度誤差を算出し、以後、誤った角度補正値により誤った角度補正がされることを防止することができる。
【００２３】
さらに、請求項６に記載の発明によると、回転角センサが検出した回転角検出値が異常であると判断したことを使用者に知らせる。具体的には、警告ランプやブザー等の手段が考えられる。
回転角検出値が異常となる原因には、回転軸の回転操作時のノイズや、巻線等の物理的故障等が考えられる。操作時のノイズ等の場合には、使用者に知らせて操作をし直すことで、正常な回転角検出値が得られる可能性がある。また、物理的故障の場合には、多相回転機そのものを修理または交換する必要性が予想される。
いずれにしても、使用者に異常を早期に知らせることで迅速な対応が可能となる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によると、角度誤差算出手段は、制御演算手段が複数系統の電力変換装置について演算した系統毎の電圧指令値の和に基づいて角度誤差を算出する
これにより、複数系統の電圧指令値の和を全体の電圧指令値として扱うため、角度誤差算出手段の演算負荷を低減することができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によると、制御演算手段は、電流変換手段が複数系統の電力変換装置について変換した系統毎の電流検出値の和を電流指令値である０アンペアに一致させるように演算する。
これにより、複数系統の電流検出値の和を全体の電流検出値として扱うため、制御演算手段の演算負荷を低減することができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、電動パワーステアリング装置に係る発明である。この電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを発生する多相回転機と、多相回転機の巻線に駆動電流を供給する電力変換装置と、多相回転機の回転軸の回転角を検出する回転角センサと、電力変換装置から供給される駆動電流を検出する電流検出手段と、請求項１〜８のいずれか一項に記載の多相回転機の制御装置と、多相回転機の回転をステアリングシャフトに伝達する動力伝達手段とを備える。
【００２７】
車両の運転者の操舵をアシストする電動パワーステアリング装置では、回転角検出値の誤差は運転者に違和感を与えることになるため、高精度な補正が求められる。したがって、本発明の制御装置を含む構成とすることで、制御装置のみを交換する場合に改めて正確な補正値を算出することができ、その後の制御精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態による多相回転機の制御装置のブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態による多相回転機の制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の概略構成図。
【図３】本発明の第１実施形態による多相回転機の制御装置により制御される１系統インバータの回路模式図。
【図４】モータ回転軸の現実の回転角θと回転角センサの回転角検出値θｍとの関係を示す説明図。
【図５】電圧指令値と角度誤差との関係を説明する説明図。
【図６】本発明の第１実施形態による多相回転機の制御装置の回転角センサ角度誤差算出処理のフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態による多相回転機の制御装置のブロック図。
【図８】本発明の第２実施形態による多相回転機の制御装置の回転角センサ角度誤差算出処理のフローチャート。
【図９】本発明の第３実施形態による多相回転機の制御装置のブロック図。
【図１０】本発明の第３実施形態による多相回転機の制御装置の回転角センサ角度誤差算出処理のフローチャート。
【図１１】本発明の第４実施形態による多相回転機の制御装置のブロック図。
【図１２】本発明の第４実施形態による多相回転機の制御装置の回転角センサ角度誤差算出処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明による多相回転機の制御装置を車両の電動パワーステアリング装置に適用した複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による多相回転機の制御装置について、図１〜図６を参照して説明する。
【００３０】
図２は、電動パワーステアリング装置１を備えたステアリングシステム９０の全体構成を示す。ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２には、操舵トルクを検出するためのトルクセンサ９４が設置されている。ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられており、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が回転可能に連結されている。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の直線運動変位に応じた角度について一対の車輪９８が操舵される。
【００３１】
電動パワーステアリング装置１は、回転軸８１を回転させるアクチュエータ２、及び、回転軸８１の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝達する減速ギア８９を含む。
アクチュエータ２は、操舵アシストトルクを発生する「多相回転機」としてのモータ８０１と、モータ８０１を駆動するＥＣＵ５とから構成される。本実施形態のモータ８０１は３相ブラシレスモータであり、減速ギア８９を正逆回転させる。また、モータ８０１とＥＣＵ５とは分離可能に設けられている。
【００３２】
ＥＣＵ５内には、「制御装置」としてのマイコン１０１、及び、マイコン１０１の指令に従ってモータ８０１への電力供給を制御する「電力変換装置」としてのインバータ６０が収容される。また、モータ８０１とＥＣＵ５との境界に跨って、モータ８０１の回転軸８１の回転角を検出する回転角センサ８５が設けられる。回転角センサ８５は、例えば、磁気発生手段である磁石と、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁気検出素子とにより構成される。
【００３３】
本実施形態では、モータ回転軸８１の端部に磁石が取り付けられ、ＥＣＵ５の基板に磁気検出素子が搭載される。磁石が回転軸８１と共に回転すると、磁気検出素子は、回転軸８１の回転角に応じた電圧信号を出力し、この出力信号に基づき回転角θを検出する。なお、回転角θは、以下、特にことわらない限り、電気角を意味する。
【００３４】
これにより、回転軸８１の回転角の現在値がマイコン１０１にフィードバックされる。マイコン１０１は、この回転角信号やトルクセンサ９４からの操舵トルク信号、図示しない車速センサからの車速信号等に基づいて、インバータ６０への出力を制御する。
この構成により、電動パワーステアリング装置１のアクチュエータ２は、ハンドル９１の操舵を補助するための操舵アシストトルクを発生し、ステアリングシャフト９２に伝達する。
【００３５】
図３は、モータ８０１を構成する３相巻線組、及び、この３相巻線組に電力を供給するインバータ６０を示す。ここで、インバータ、及びそのインバータと対応する３相巻線組の組合せの単位を「系統」という。本実施形態では、モータ８０１は、１組のＵ、Ｖ、Ｗ相の３相巻線組により構成され、１系統のインバータ６０により駆動される。
【００３６】
インバータ６０は、バッテリ５７からコイル５８および抵抗５９を経由して供給される直流電力を交流電力に変換する。
インバータ６０は、３相ブリッジ回路のバッテリ５７側に設けられる電源リレー用のスイッチング素子６７、３相ブリッジ回路の上下アームを構成する６個のスイッチング素子６１１、６１２、６２１、６２２、６３１、６３２、スイッチング素子にゲートオンオフ信号を出力するプリドライバ６８、及び、ブリッジ回路の各上下アームと並列に接続されノイズを平滑化する電界コンデンサ６９から構成される。
【００３７】
スイッチング素子６１１〜３３２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）である。
上アームを構成する高電位側スイッチング素子６１１、６２１、６３１と下アームを構成する低電位側スイッチング素子６１２、６２２、６３２との接続点は、それぞれ、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の巻線に接続されており、接続点の電圧がモータ８０１の端子電圧となる。
【００３８】
次に図１は、アクチュエータ２の制御ブロック図である。ここでは、アクチュエータ２が回転駆動する負荷を総括して「負荷８８」と示している。図２において、負荷８８は、減速ギア８９に接続されて一体に回転運動するステアリングシャフト９２や直線運動するラック軸９７の運動負荷を含む。さらに車輪９８が路面等に接地している場合には、車輪９８が向きを変えるときに生ずる摩擦の負荷が含まれる。
【００３９】
図１に示すように、アクチュエータ２は、マイコン１０１、インバータ６０、モータ８０、回転角センサ８５、及び「電流検出手段」としての電流検出器７０等を備えている。電流検出器７０は、インバータ６０がモータ８０に供給する相電流を相毎に検出する。
マイコン１０１は、電流指令値演算手段１５１、３相２相変換手段２５１、制御器３０１、２相３相変換手段３５１を含む。
【００４０】
電流指令値演算手段１５１は、「制御演算手段」としての制御器３０１に電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*を指令する。通常の操舵アシスト時には、トルクセンサ９４による操舵トルク信号、及び、車速センサによる車速信号が電流指令値演算手段１５１に入力され、電流指令値演算手段１５１は、これらの入力信号に基づいて電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*を演算する。
【００４１】
３相２相変換手段２５は、回転角センサ８５からフィードバックされた回転角θに基づき、電流検出器７０が検出した３相の相電流検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを、ｑ軸電流検出値Ｉｑおよびｄ軸電流検出値Ｉｄに変換する。ここで、ｄ軸電流は、磁束の向きに平行な励磁電流もしくは界磁電流であり、ｑ軸電流は、磁束の向きに直交するトルク電流である。すなわち、ｄ軸電流とｑ軸電流とは互いに直交する（図４参照）。
なお、相電流検出値を変換する電流軸は、このように「磁束の向きに平行な方向、及びそれに直交する方向」に限らず、互いに直交するベクトルであればよい。
【００４２】
制御器３０１には、ｑ軸電流の指令値Ｉｑ*と検出値Ｉｑとの差分、及び、ｄ軸電流の指令値Ｉｄ*と検出値Ｉｄとの差分がそれぞれ入力される。制御器３０１は、この差分を０（ゼロ）に収束させるように、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを演算する。制御器３０１は、例えば、ＰＩ（比例積分）制御演算等である。
２相３相変換手段３５１は、回転角センサ８５からフィードバックされた回転角θに基づき、２相の電圧指令値Ｖｑ、ＶｄをＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換してインバータ６０に出力する。
通常の操舵アシスト時には、インバータ６０が３相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに従ってモータ８０に相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを供給することにより、電流検出値Ｉｑ、Ｉｄは、電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*に追従しようとする。
【００４３】
ところで、アクチュエータ２の初期製造時にＥＣＵ５をモータ８０に組み付けるとき、回転角センサ８５の回転方向の取り付け位置ずれが生じる可能性がある。また、電動パワーステアリング装置１の修理等の場合、ＥＣＵ５のみをアクチュエータ２から取り外した後、同じＥＣＵ５を再びモータ８０に組み付けたり、或いは、別のＥＣＵ５に交換してモータ８０に組み付けたりすることが考えられる。このような場合にも、同様に、回転角センサ８５の回転方向の取り付け位置ずれが生じる可能性がある。
【００４４】
図４は、モータ回転軸８１の現実の回転角θと回転角センサ８５の回転角検出値θｍとの関係を示す説明図である。現実の回転角θには、実線で示すｄ軸およびｑ軸が対応し、回転角検出値θｍには、破線で示す「見かけの」ｄｍ軸およびｑｍ軸が対応する。
回転角センサ８５の回転角検出値θｍと回転軸８１の現実の回転角θとの差分は、次式１のように角度誤差Δθとして表される。
Δθ＝θｍ−θ ・・・（式１）
取り付け位置ずれ等による角度誤差Δθは、アクチュエータ２におけるマイコン１０１の制御精度を低下させることとなる。
【００４５】
そこで、図１に示すように、本実施形態のマイコン１０１は、上述の構成に加えて、角度誤差算出手段４０１、及び「補正値記憶手段」としての不揮発性メモリ４５を備える。角度誤差算出手段４０１は、制御器３０１が出力した電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄに基づき角度誤差Δθを算出し、角度補正値として不揮発性メモリ４５に記憶する。以後、回転角検出値θｍから角度補正値Δθを差し引いて補正した値を「現実の回転角θ」とみなす。これにより、正しい回転角により制御することが可能となり、マイコン１０１の制御精度を向上させることができる。
【００４６】
この角度誤差Δθは、一旦、ＥＣＵ５をモータ８０１に組み付けたら、次にＥＣＵ５をモータ８０１から取り外すまでは変化しない。そこで、初期製造時およびＥＣＵ５の組み替え時にのみ、角度誤差Δθを検出する処理が必要となる。以下、この処理を、回転角センサ８５の「（回転角センサ）角度誤差算出処理」といい、「通常の操舵アシスト時」とは一部異なる動作が実行される。
【００４７】
続いて、「角度誤差算出処理」の動作について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、３相巻線を有するモータ８０１は、インバータ６０から電力を供給される。電流検出器７０は、巻線に供給される相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。これらの相電流検出値は、回転角θと共に３相２相変換手段２５１にフィードバックされ、３相２相変換手段２５１にてｑ軸電流検出値Ｉｑおよびｄ軸電流検出値Ｉｄに変換される。
一方、電流指令値演算手段１５１は、通常の操舵アシスト時のように操舵トルク信号や車速信号の入力を必要とせず、０アンペア固定の電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*を指令する。
【００４８】
ここで、回転軸８１を回転角θだけ回転させるとモータ８０１から逆起電圧が発生し、３相巻線に電流が流れる。また、回転角センサ８５のモータ８０１への取り付け位置ずれにより、回転角センサ８５の回転角検出値θｍと現実の回転角θとの間には、上述の式１（Δθ＝θｍ−θ）で表される角度誤差Δθが生ずる。
仮に回転角センサ８５の取り付け位置ずれが無く、角度誤差Δθが０の場合、ｄ軸電流検出値Ｉｄは０となる。しかし、回転角センサ８５の取り付け位置ずれが有る場合は、角度誤差Δθおよびｄ軸電流検出値Ｉｄは０以外の値を取る。
【００４９】
ｄ軸電流検出値Ｉｄが０でない場合、制御器３０１は、電流検出値Ｉｑ、Ｉｄをそれぞれ電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*である０アンペアに一致させるように電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを演算し、２相３相変換手段３５１に出力する。２相３相変換手段３５１は、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを３相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換してインバータ６０に出力する。
なお、この３相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、角度誤差Δθ分の逆起電圧をキャンセルするように作用する。
【００５０】
角度誤差算出手段４０１は、制御器３０１から電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを入力し、次式２により系統毎に角度誤差Δθを算出する（図５参照）。
Δθ＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ／Ｖｑ）・・・（式２）
【００５１】
ここで、図５（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、回転軸８１の回転数と電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄとの関係を示し、図５（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は、電圧指令値（ベクトル）Ｖｑ、Ｖｄと角度誤差Δθとの関係を示す。
図５（ｃ）、（ｄ）はΔθ＝０、Δθ＝０のときを示し、回転角検出値θｍと現実の回転角θとが一致していることを意味する。また、図５（ａ）、（ｂ）は、Ｖｄ＞０、Δθ＞０のときを示し、図５（ｅ）、（ｆ）はＶｄ＜０、Δθ＜０のときを示す。Δθ≠０の場合、回転角検出値θｍの補正が必要となる。
【００５２】
そして、角度誤差Δθを不揮発性メモリ４５に保存する。
以後、マイコン１０１は、角度誤差Δθを角度補正値として使用する。すなわち、「回転角センサ８５の回転角検出値θｍから角度補正値Δθを差し引いた値」を補正後の回転角θとして制御を実行する。具体的には、３相２相変換手段２５１および２相３相変換手段３５１に対して、補正後の回転角θが入力される（図１参照）。
【００５３】
次に、上述の構成によるマイコン１０１が実行する角度誤差算出処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。以下のフローチャートで記号Ｓは「ステップ」を示す。
【００５４】
Ｓ００では、電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*をいずれも０アンペアに設定する。
Ｓ１０では、モータ８０１の回転軸８１を外部から回転させる。具体的には、ハンドル９１を回し、ステアリングシャフトを回転させる（図２参照）。このとき、車両の車輪９８が接地していると摩擦抵抗により回転軸に回転負荷がかかることになる。そこで、車両をジャッキアップするか、摩擦係数の少ない路面（例えば氷面）上でハンドル９１の回転操作を実施することが望ましい。
【００５５】
Ｓ２０では、回転軸８１の回転数（単位時間あたりの回転角）が所定範囲内であるか否かを判断する。回転数が所定範囲の下限未満の場合、回転負荷のため回転軸８１を適切に回転させることができなかったと考えられる。また、回転数が所定範囲の上限を超える場合は、回転角センサ８５の検出能力を超えて高速で回転されたと考えられる。
Ｓ２０でＮＯの場合、必要であれば車両の接地状態を変更した後、Ｓ１０の処理を再実行する。Ｓ２０でＹＥＳの場合、次のステップに移行する。
【００５６】
Ｓ３０では、電流検出器７０によりモータ８０巻線に流れる電流を検出する。
Ｓ４０では、３相２相変換を実施する。
Ｓ５０では、制御器３０１は電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを出力する。
Ｓ６０では、角度誤差算出手段４０１は、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを入力する。
Ｓ７０では、角度誤差算出手段４０１は、角度誤差Δθを算出する。
Ｓ９０では、Δθを角度補正値として不揮発性メモリ４５に保存する。
【００５７】
第１実施形態のマイコン１０１によると、モータ８０１を車両に取り付けた状態で回転角センサ８５の角度誤差Δθを算出することができる。したがって、例えば、マイコン１０１を含むＥＣＵ５がモータ８０１と分離可能に構成されており、ＥＣＵ５のみを交換した場合には、モータ８０１を車両から取り外さなくても、回転角センサ８５の取り付け位置ずれに対する角度補正値Δθを設定することができる。
【００５８】
具体的には、車輪９８と路面との摩擦の影響を受けない状況でハンドル９１を回転させることにより逆起電圧を発生させ、回転角センサ８５が検出した回転角検出値θｍと現実の回転軸８１の回転角θとの差分である角度誤差Δθを算出する。
このとき、モータ８０１の回転数が所定の範囲内にあるときに限り、角度誤差Δθの算出処理を実行する。すなわち、回転数が所定範囲の下限未満の場合、回転負荷のため回転軸８１を適切に回転させることができなかったと判断し、処理を実行しない。また、回転数が所定範囲の上限を超える場合、回転角センサ８５の検出能力が追従することができないと判断し、処理を実行しない。
これにより、誤った角度誤差Δθ値を算出することを未然に防止することができる。
【００５９】
次に、第２〜第４実施形態の制御装置は、第１実施形態と同様、電動パワーステアリング装置に適用され、多相回転機としての３相モータを駆動するマイコンである。ただし、３相モータが２組の巻線組で構成され、２組の巻線組に対応する２系統のインバータをマイコンが制御する点が第１実施形態と異なる。なお、以下の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の制御装置について、図７、８を参照して説明する。
図７に示すように、第２実施形態では、２組の３相巻線を有するモータ８０２は、２系統のインバータ６０１、６０２から電力を供給される。電流検出器７０１は、第１系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出し、電流検出器７０２は、第２系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を検出する。これらの相電流は、マイコン１０２（「制御装置」）の３相２相変換手段２５２にて系統毎にｑ軸電流検出値Ｉｑ１、Ｉｑ２およびｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２に変換される。
一方、電流指令値演算手段１５２は、０アンペア固定の電流指令値Ｉｑ１*、Ｉｄ１*、Ｉｑ２*、Ｉｄ２*を指令する。
【００６１】
ここで、回転軸８１を回転角θだけ回転させるとモータ８０２から逆起電圧が発生し、２組の３相巻線に電流が流れる。また、回転角センサ８５のモータ８０２への取り付け位置ずれにより、回転角センサ８５の回転角検出値θｍと現実の回転角θとの間には、式１（Δθ＝θｍ−θ）で表される角度誤差Δθが生ずる。
仮に回転角センサ８５の取り付け位置ずれが無く、角度誤差Δθが０の場合、ｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２は０となる。しかし、回転角センサ８５の取り付け位置ずれが有る場合には、角度誤差Δθおよびｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２は０以外の値を取る。
【００６２】
ｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２が０でない場合、制御器３０２は、電流検出値Ｉｑ１、Ｉｄ１、Ｉｑ２、Ｉｄ２をそれぞれ電流指令値Ｉｑ１*、Ｉｄ１*、Ｉｑ２*、Ｉｄ２*である０アンペアに一致させるように電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を演算し、２相３相変換手段３５２に出力する。２相３相変換手段３５２は、電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に変換して２系統のインバータ６０１、６０２に出力する。
なお、この３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、角度誤差Δθ分の逆起電圧をキャンセルするように作用する。
【００６３】
角度誤差算出手段４０２は、制御器３０２から電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を入力し、次式２ａ、２ｂにより系統毎に角度誤差Δθ１、Δθ２を算出する。
Δθ１＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ１／Ｖｑ１）・・・（式２ａ）
Δθ２＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ２／Ｖｑ２）・・・（式２ｂ）
その後、フローチャートの説明で後述する異常判断を経て、正常の場合は、次式３により、Δθ１とΔθ２との平均値を算出して、不揮発性メモリ４５に保存する。
Δθ＝（Δθ１＋Δθ２）／２・・・（式３）
以後、マイコン１０２は、角度誤差Δθを角度補正値として使用する。
【００６４】
次に、上述の構成によるマイコン１０２が実行する角度誤差算出処理について図８のフローチャートを参照して説明する。
以下のフローチャートでは、前出のステップと実質的に同一のステップには同一のステップ記号を付す。また、系統数を１系統から２系統に変更すること等によって一部変更された対応するステップについては、ステップ記号の末尾の数字のみを変更して示す。
【００６５】
Ｓ０１では、電流指令値Ｉｑ１*、Ｉｄ１*、Ｉｑ２*、Ｉｄ２*をいずれも０アンペアに設定する。
Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０については第１実施形態と同様である（図６参照）。
Ｓ４１〜Ｓ７１は、第１実施形態のＳ４０〜Ｓ７０に対し、系統数を１系統から２系統に変更したことにより、各ステップでの処理対象が２倍になっている。
Ｓ４１では、系統毎に３相２相変換を実施する。
Ｓ５１では、制御器３０２は電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を出力する。
Ｓ６１では、角度誤差算出手段４０２は、電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を入力する。
Ｓ７１では、角度誤差算出手段４０２は、第１系統、第２系統について、それぞれ角度誤差Δθ１、Δθ２を算出する。
【００６６】
Ｓ８１およびＳ８２は第２実施形態に特有のステップである。
Ｓ８１では、角度誤差の最大値Δθｍａｘから最小値Δθｍｉｎを差し引いた値が所定値Ｋ未満であるか否かを判断する。２系統の場合は、単純にΔθ１とΔθ２とのうち大きい方の値が最大値Δθｍａｘとなり、小さい方の値が最小値Δθｍｉｎとなる。
なお、３系統以上の複数系統に係る他の実施形態では、最大値Δθｍａｘと最小値Δθｍｉｎとを特定した上で、それらの差分を算出することとなる。
【００６７】
Ｓ８１でＮＯの場合、Ｓ８２に移行する。Ｓ８２では異常と判断し、例えば警告ランプやブザー等の手段により使用者に知らせる。
ここで、「Ｓ８１でＮＯの場合」とは、系統毎に検出した角度誤差Δθのうち最大値Δθｍａｘと最小値Δθｍｉｎとが所定値Ｋ以上にばらついている場合である。この原因には、いずれかの系統のインバータまたは巻線が故障したことや、インバータや巻線は正常であるが検出時のノイズ等により正確な検出ができなかったこと等が考えられる。ノイズ等による検出不良の場合は、Ｓ０１に戻り再度処理を実行すれば、次には正確な角度誤差Δθが得られる可能性がある。一方、インバータまたは巻線が故障した場合には部品の修理、交換が必要となる可能性がある。
【００６８】
Ｓ８１でＹＥＳの場合、Ｓ９１に移行する。Ｓ９１では２系統の角度誤差Δθ１およびΔθ２の平均値を全体の角度誤差Δθとして算出し、不揮発性メモリ４５に保存する。
なお、３系統以上の複数系統に係る他の実施形態では、各系統の角度誤差の平均値を角度誤差Δθとして算出する。
【００６９】
第２実施形態では、不揮発性メモリ４５は、角度誤差算出手段４０２が２系統のインバータ６０１、６０２について算出した角度誤差Δθ１、Δθ２の平均値を角度補正値Δθとして記憶する。これにより、２系統間の角度誤差のばらつきに対し、最適な角度補正値Δθを設定することができる。
【００７０】
また、角度誤差Δθ１、Δθ２の差が所定値Ｋ以上である場合、回転角センサ８５が検出した回転角検出値が異常であると判断する。系統毎の角度誤差の差が、通常想定されるばらつきの範囲を超えている場合には異常が推定される。そこで、回転角検出値θｍが異常であると判断することにより、誤った角度誤差Δθを算出し、以後、誤った角度補正値Δθにより誤った角度補正がされることを防止することができる。
さらに、回転角センサ８５が検出した回転角検出値が異常であると判断したことを使用者に知らせる。これにより、迅速な対応が可能となる。
【００７１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態の制御装置について、図９、１０を参照して説明する。
図９に示すように、第３実施形態では、２組の３相巻線を有するモータ８０２は、２系統のインバータ６０１、６０２から電力を供給される。電流検出器７０１は、第１系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出し、電流検出器７０２は、第２系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を検出する。これらの相電流は、マイコン１０３（「制御装置」）の３相２相変換手段２５２にて系統毎にｑ軸電流検出値Ｉｑ１、Ｉｑ２およびｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２に変換される。
一方、電流指令値演算手段１５２は、０アンペア固定の電流指令値Ｉｑ１*、Ｉｄ１*、Ｉｑ２*、Ｉｄ２*を指令する。
【００７２】
ここで、回転軸８１を回転角θだけ回転させるとモータ８０２から逆起電圧が発生し、２組の３相巻線に電流が流れる。また、回転角センサ８５のモータ８０２への取り付け位置ずれにより、回転角センサ８５の回転角検出値θｍと現実の回転角θとの間には、式１（Δθ＝θｍ−θ）で表される角度誤差Δθが生ずる。
仮に回転角センサ８５の取り付け位置ずれが無く、角度誤差Δθが０の場合、ｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２は０となる。しかし、回転角センサ８５の取り付け位置ずれが有る場合には、角度誤差Δθおよびｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２は０以外の値を取る。
【００７３】
ｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２が０でない場合、制御器３０３は、電流検出値Ｉｑ１、Ｉｄ１、Ｉｑ２、Ｉｄ２をそれぞれ電流指令値Ｉｑ１*、Ｉｄ１*、Ｉｑ２*、Ｉｄ２*である０アンペアに一致させるように電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を演算し、さらに電圧指令値Ｖｑ１とＶｑ２、Ｖｄ１とＶｄ２とをそれぞれ加算した電圧指令値ＶｑおよびＶｄを２相３相変換手段３５２に出力する。２相３相変換手段３５２は、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に変換して２系統のインバータ６０１、６０２に出力する。
なお、この３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、角度誤差Δθ分の逆起電圧をキャンセルするように作用する。
【００７４】
角度誤差算出手段４０１は、制御器３０３から電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを入力し、式２により系統毎に角度誤差Δθを算出する。
Δθ＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ／Ｖｑ）・・・（式２）
そして、角度誤差Δθを不揮発性メモリ４５に保存する。
以後、マイコン１０１は、角度誤差Δθを角度補正値として使用する。
【００７５】
次に、上述の構成によるマイコン１０３が実行する角度誤差算出処理について図１０のフローチャートを参照して説明する。
Ｓ０１は、第２実施形態と同様である（図８参照）。
Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０については第１実施形態と同様である（図６参照）。
Ｓ４１では、系統毎に３相２相変換を実施する。
Ｓ５２では、制御器３０３は、電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を演算し、Ｖｑ＝Ｖｑ１＋Ｖｑ２、Ｖｄ＝Ｖｄ１＋Ｖｄ２ をそれぞれ加算して出力する。
Ｓ６０、Ｓ７０、Ｓ９０については第１実施形態と同様である（図６参照）。
【００７６】
第３実施形態では、角度誤差算出手段４０１は、２系統の電圧指令値の和Ｖｑ、Ｖｄを全体の電圧指令値として扱うため、角度誤差算出手段４０１の演算負荷を低減することができる。
【００７７】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態の制御装置について、図１１、１２を参照して説明する。
図１１に示すように、第４実施形態では、２組の３相巻線を有するモータ８０２は、２系統のインバータ６０１、６０２から電力を供給される。電流検出器７０１は、第１系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出し、電流検出器７０２は、第２系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を検出する。これらの相電流は、マイコン１０４（「制御装置」）の３相２相変換手段２５２にて系統毎にｑ軸電流検出値Ｉｑ１、Ｉｑ２およびｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２に変換された後、ｑ軸電流検出値の和Ｉｑ（＝Ｉｑ１＋Ｉｑ２）およびｄ軸電流検出値の和Ｉｄ（＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２）がそれぞれ加算される。
一方、電流指令値演算手段１５１は、０アンペア固定の電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*を指令する。
【００７８】
ここで、回転軸８１を回転角θだけ回転させるとモータ８０２から逆起電圧が発生し、２組の３相巻線に電流が流れる。また、回転角センサ８５のモータ８０２への取り付け位置ずれにより、回転角センサ８５の回転角検出値θｍと現実の回転角θとの間には、式１（Δθ＝θｍ−θ）で表される角度誤差Δθが生ずる。
仮に回転角センサ８５の取り付け位置ずれが無く、角度誤差Δθが０の場合、ｄ軸電流検出値の和Ｉｄ（＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２）は０となる。しかし、回転角センサ８５の取り付け位置ずれが有る場合には、角度誤差Δθおよびｄ軸電流検出値の和Ｉｄ（＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２）は０以外の値を取る。
【００７９】
ｄ軸電流検出値の和Ｉｄが０でない場合、制御器３０１は、電流検出値の和Ｉｑ、Ｉｄをそれぞれ電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*である０アンペアに一致させるように電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを演算し、２相３相変換手段３５２に出力する。２相３相変換手段３５２は、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に変換して２系統のインバータ６０１、６０２に出力する。
なお、この３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、角度誤差Δθ分の逆起電圧をキャンセルするように作用する。
【００８０】
角度誤差算出手段４０１は、制御器３０１から電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを入力し、式２により系統毎に角度誤差Δθを算出する。
Δθ＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ／Ｖｑ）・・・（式２）
そして、角度誤差Δθを不揮発性メモリ４５に保存する。
以後、マイコン１０１は、角度誤差Δθを角度補正値として使用する。
【００８１】
次に、上述の構成によるマイコン１０４が実行する角度誤差算出処理について図１２のフローチャートを参照して説明する。
Ｓ００、Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０については第１実施形態と同様である（図６参照）。
Ｓ４２では、系統毎に３相２相変換を実施する。さらに、電流指令値Ｉｑ＝Ｉｑ１＋Ｉｑ２、Ｉｄ＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２ をそれぞれ加算する。
Ｓ５０、Ｓ６０、Ｓ７０、Ｓ９０については第１実施形態と同様である（図６参照）。
【００８２】
第４実施形態では、制御器３０１は、２系統の電流検出値の和Ｉｑ、Ｉｄを電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*である０アンペアに一致させるように演算する。これにより、制御器３０１の演算負荷を低減することができる。
【００８３】
（その他の実施形態）
（ア）電力変換装置としてのインバータの構成、例えばスイッチング素子、電源リレー、電界コンデンサの仕様等は、図３に例示したものに限らない。
（イ）インバータ６０等が実装されるパワー基板等は、マイコン１０１等が実装される制御基板と一体に設けられてもよく、分離可能に設けられてもよい。すなわち、制御装置としてのマイコン１０１等をモータ８０１等から取り外したとき、インバータ６０等を含むパワー基板は、マイコン１０１側にあってもよく、モータ８０１側にあってもよい。
【００８４】
（ウ）上記第２実施形態にて２系統の角度誤差Δθ１、Δθ２から平均値を算出するに当たっては、単純平均に限らず何らかの加重平均を算出してもよい。
（エ）上記第２〜第４実施形態では複数系統の例として２系統の場合を説明したが、３系統以上の場合にも同様に適用することができる。
【００８５】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１ ・・・電動パワーステアリング装置、
２ ・・・アクチュエータ
５ ・・・ＥＣＵ、
１０１、１０２、１０３、１０４・・・マイコン（制御装置）、
１５１、１５２ ・・・電流指令値演算手段、
２５１、２５２ ・・・３相２相変換（電流変換手段）、
３０１、３０２ ・・・制御器（制御演算手段）、
３５１、３５２ ・・・２相３相変換手段、
４０１、４０２ ・・・角度誤差算出手段、
４５ ・・・不揮発性メモリ（角度補正値記憶手段）、
６０１、６０２ ・・・インバータ（電力変換装置）、
６１１〜６３２ ・・・スイッチング素子、
７０１、７０２ ・・・電流検出器（電流検出手段）、
８０１、８０２ ・・・モータ（多相回転機）、
８１ ・・・回転軸、
８５ ・・・回転角センサ、
８８ ・・・負荷、
Ｉｑ* ・・・ｑ軸電流指令値、
Ｉｄ* ・・・ｄ軸電流指令値、
Ｉｑ ・・・ｑ軸電流検出値、
Ｉｄ ・・・ｄ軸電流検出値、
Ｖｑ ・・・ｑ軸電圧指令値、
Ｖｄ ・・・ｄ軸電圧指令値、
θ ・・・（回転軸の）現実の回転角、
θｍ ・・・（回転角センサによる）回転角検出値、
Δθ ・・・角度誤差、角度補正値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多相回転機の巻線組に駆動電流を供給する電力変換装置の制御に用いられる制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多相回転機に取り付けられる回転角センサについて、製造時の取り付け位置ずれで生じる検出誤差を補正する方法が知られている。例えば特許文献１に開示された方法では、３相モータにレゾルバが取り付けられるときの位置ずれについて、３相モータ中の３相のうち２相を短絡したときにモータが停止する理論位置と、レゾルバによって検出される実際のモータ位置とを比較して補正値を算出する。この補正値は記憶部に格納され、以後、検出されたモータ位置をこの補正値に基づいて補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２８４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法は、モータの製造時に部品単位で一度補正値を算出したら、モータを例えば車両等の搭載対象に取り付けた後には、レゾルバをモータごと取り外さない限り、補正値を変更する可能性がないことを前提としている。
しかし、例えば車両用の電動パワーステアリング装置に用いられるモータの場合には、「モータ本体」と、「モータの回転角等に基づいてモータ本体の駆動を制御する制御装置（ＥＣＵ）」とが取り外し可能に設けられる構成が想定され得る。ここで、例えば、モータ本体側に設けられた磁石と、制御装置側に設けられた磁気検出素子とにより回転角センサが構成される。このような構成では、モータ本体を車両に取り付けた状態のまま制御装置のみを交換すると、交換取り付け時の制御装置とモータとの位置ずれが生ずるため、あらためて補正値を算出することが必要になる。
【０００５】
ところが、特許文献１に記載された「３相のうち２相を短絡させる方法」は、回転軸がフリーな状態で部品単位で実行することを前提としているため、モータ本体を搭載対象に搭載し、回転軸が負荷に接続されている状態では実行することができない。したがって、補正値を算出するためにのみモータを一度搭載対象から取り外すか、或いは、常に制御装置とモータ本体とを一体で交換する必要があり、作業効率が悪いという問題がある。
【０００６】
本発明は上述の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、多相回転機の回転軸の回転角を検出する回転角センサの取り付け位置ずれ等による角度誤差を、多相回転機を搭載対象に搭載したままの状態で検出する多相回転機の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、多相回転機を構成する巻線組に駆動電流を供給する電力変換装置の制御に用いられる「多相回転機の制御装置」に係る発明である。
この制御装置は、「多相回転機の回転軸の回転角を検出する回転角センサが検出した回転角検出値」、及び「駆動電流を相毎に検出する電流検出手段が検出した多相電流検出値」がフィードバックされ、電力変換装置に出力する電圧指令値を制御する。
ここで、電圧指令値は、多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたときに駆動電流が０となるように演算される。また、電圧指令値に基づいて、回転角センサが検出した回転角検出値と多相回転機の回転軸の現実の回転角値との差分である「角度誤差」を算出する。そして、回転角センサが検出した回転角検出値に対し、当該角度誤差に相当する角度を補正する。
【０００８】
本発明の多相回転機の制御装置は、「多相回転機の回転軸を外部から回転させたときに発生する逆起電圧により巻線に流れる駆動電流の電流値を検出すること」、また、回転角検出値と電流検出値とがフィードバックされ、「駆動電流が０となるように演算される電圧指令値に基づいて角度誤差を算出すること」を技術的特徴とする。
【０００９】
ここで、「駆動電流が０となるように電圧指令値が演算される」ということは、外部からの回転軸の回転によって生じた逆起電圧をキャンセルしようとする電圧指令値が電力変換装置に出力されることを意味する。そして、この電圧指令値に基づいて、回転角センサの多相回転機に対する取り付け位置ずれによる角度誤差が算出される。
角度誤差Δθは、回転角センサが検出した回転角検出値θｍと多相回転機の回転軸の現実の回転角θとの差分であり、次式１により示される。
Δθ＝θｍ−θ ・・・（式１）
【００１０】
このように、多相回転機の回転軸を外部から回転させたときの逆起電圧を利用することで、従来技術のように３相のうちの２相を短絡させる等の接続変更を伴うことなく、多相回転機を搭載対象に搭載し、回転軸を負荷に接続したまま角度誤差を算出することができる。
例えば、多相回転機が、車両の電動パワーステアリング装置にて運転者の操舵をアシストするモータである場合、モータを車両に取り付けた状態のまま角度誤差を算出することができる。したがって、特に、モータ本体から制御装置のみを分離して交換可能な構成では、再取り付け後の取り付け位置ずれ等による角度誤差の検出に有用である。
【００１１】
算出された角度誤差は、回転角センサの多相回転機に対する取り付け状態が維持される限り不変であるため、以後、回転角センサの回転角検出値からこの角度誤差を角度補正値として差し引いて補正した値を現実の回転角とみなし、制御装置にフィードバックする。これにより、制御装置の制御精度を向上することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の多相回転機の制御装置におけるフィードバックの構成や角度誤差を算出する構成等を具体的に特定するものである。
請求項２に記載の多相回転機の制御装置は、電流変換手段、電流指令値演算手段、制御演算手段、角度誤差算出手段、角度補正値記憶手段を備える。
【００１３】
電流変換手段は、電流検出手段が検出した相毎の多相電流検出値を、互いに直交するｄ軸方向およびｑ軸方向の電流検出値に変換する。
電流指令値演算手段は、角度誤差を算出するとき、ｄ軸方向およびｑ軸方向について、０アンペアの電流指令値を指令する
制御演算手段は、ｄ軸方向およびｑ軸方向について、電流検出値を電流指令値である０アンペアに一致させるように電圧指令値を演算する。
角度誤差算出手段は、制御演算手段が演算したｄ軸方向およびｑ軸方向についての電圧指令値に基づいて角度誤差を算出する。
角度補正値記憶手段は、角度誤差算出手段が算出した角度誤差を角度補正値として記憶する。
【００１４】
そして、多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたときに制御演算手段が演算するｄ軸方向およびｑ軸方向の電圧指令値をＶｄおよびＶｑとし、角度誤差をΔθとすると、角度誤差算出手段は、次式２により角度誤差を算出する。
Δθ＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ／Ｖｑ）・・・（式２）
【００１５】
ここで、ｄ軸方向およびｑ軸方向は、例えば、ｄ軸方向が磁束の向きに平行であって、ｄ軸方向の電流が励磁電流もしくは界磁電流に相当し、ｑ軸方向の電流がｄ軸方向に直交するトルク電流に相当してもよい。或いはこれに限らず、互いに直交しさえすればよい。
互いに直交することにより、ｄ軸ベクトルである電圧指令値Ｖｄとｑ軸ベクトルである電圧指令値Ｖｑとが成す角度Δθは、式２で表される。
【００１６】
式２が示すように、ｄ軸方向の電流検出値が電流指令値である０アンペアに一致する場合、電圧指令値Ｖｄは、Ｖｑの値にかかわらず０となり、角度誤差Δθは０となる。すなわち、この場合は回転角センサの回転角検出値を補正する必要がない。
一方、ｄ軸方向の電流検出値が電流指令値である０アンペアに一致しない場合、電圧指令値Ｖｄは０以外の値となる。その結果、角度誤差Δθは、電圧指令値ＶｄとＶｑとの値に基づき式２で算出される「０以外の値」となる。よって、角度誤差Δθを角度補正値として回転角センサの回転角検出値を補正すればよい。
このように、互いに直交するベクトル値を利用することにより、簡単な演算で角度誤差Δθを算出することができ、制御装置の演算負荷を低減することができる。
【００１７】
ところで、多相回転機の回転軸を外部から回転させる場合、回転軸が接続される負荷が比較的高負荷であると、回転軸を意図通りに回転させることができない。例えば、電動パワーステアリング装置の場合、モータの回転軸は、ステアリングシャフトを経由して、両車輪をつなぐラック軸に接続される。ここで、車輪が接地していると摩擦負荷が生じ、仮にハンドルを操作してもモータの回転軸を回転させることができない。すなわち、モータの回転軸の回転数は、０または極めて低い値となる。
このような状況では、上述の構成によって角度誤差を正確に算出することができない。すなわち、本発明による角度誤差の算出処理において、多相回転機の回転軸が負荷に接続されていること自体は許容されるものの、回転軸は、比較的軽い負荷で回転可能でなければならない。
【００１８】
また、モータの回転軸を、回転角センサの検出能力を超えるほど高速に回転させた場合にも、やはり、上述の構成によって角度誤差を正確に算出することができない。
仮に不正確な角度誤差を算出すると、その値が以後、角度補正値として常に使用されるため、運転者がハンドル操作とアシストトルクとの関係に違和感を覚えるおそれがある。
【００１９】
そこで請求項３に記載の発明によると、多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたとき、多相回転機の回転数が所定の範囲内にあるときに限り、角度誤差を算出する。逆に言えば、多相回転機の回転数が所定の範囲外である場合は角度誤差を算出しない。
これにより、不適切な状況で得られた回転数検出値に基づいて誤った角度誤差が算出されることが防止される。その結果、以後、誤った角度補正値により誤った角度補正がされることを防止することができる。
【００２０】
次に、請求項４〜８に記載の多相回転機の制御装置は、多相回転機を構成する複数組の巻線組に対応して設けられる複数系統の電力変換装置の制御に用いられる。すなわち、多相回転機は複数組の巻線組から構成され、これら複数組の巻線組に電力を供給するため、複数組の巻線組に対応する複数系統の電力変換装置が設けられる。これにより、一部の系統が故障した場合等でも、残りの正常系統の電力変換装置のみで多相回転機の駆動を継続することができる。
このような複数系統の回路では多相電流検出値が系統毎に検出される一方、一つの回転角センサが検出する回転角検出値は一つであるので、角度誤差を算出する処理において、複数系統の検出値を一括して取り扱う演算が求められる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によると、角度補正値記憶手段は、角度誤差算出手段が複数系統の電力変換装置について算出した系統毎の角度誤差の平均値を角度補正値として記憶する。
これにより、複数系統間の角度誤差のばらつきに対し、最適な角度補正値を設定することができる。
【００２２】
この場合、請求項５に記載の発明によると、角度誤差算出手段が複数系統の電力変換装置について算出した系統毎の角度誤差の最大値と最小値との差が所定値以上である場合、回転角センサが検出した回転角検出値が異常であると判断する。
系統毎の角度誤差の最大値と最小値との差が、通常想定されるばらつきの範囲を超えている場合には異常が推定される。そこで、回転角検出値が異常であると判断することにより、誤った角度誤差を算出し、以後、誤った角度補正値により誤った角度補正がされることを防止することができる。
【００２３】
さらに、請求項６に記載の発明によると、回転角センサが検出した回転角検出値が異常であると判断したことを使用者に知らせる。具体的には、警告ランプやブザー等の手段が考えられる。
回転角検出値が異常となる原因には、回転軸の回転操作時のノイズや、巻線等の物理的故障等が考えられる。操作時のノイズ等の場合には、使用者に知らせて操作をし直すことで、正常な回転角検出値が得られる可能性がある。また、物理的故障の場合には、多相回転機そのものを修理または交換する必要性が予想される。
いずれにしても、使用者に異常を早期に知らせることで迅速な対応が可能となる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によると、角度誤差算出手段は、制御演算手段が複数系統の電力変換装置について演算した系統毎の電圧指令値の和に基づいて角度誤差を算出する
これにより、複数系統の電圧指令値の和を全体の電圧指令値として扱うため、角度誤差算出手段の演算負荷を低減することができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によると、制御演算手段は、電流変換手段が複数系統の電力変換装置について変換した系統毎の電流検出値の和を電流指令値である０アンペアに一致させるように演算する。
これにより、複数系統の電流検出値の和を全体の電流検出値として扱うため、制御演算手段の演算負荷を低減することができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、電動パワーステアリング装置に係る発明である。この電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを発生する多相回転機と、多相回転機の巻線に駆動電流を供給する電力変換装置と、多相回転機の回転軸の回転角を検出する回転角センサと、電力変換装置から供給される駆動電流を検出する電流検出手段と、請求項１〜８のいずれか一項に記載の多相回転機の制御装置と、多相回転機の回転をステアリングシャフトに伝達する動力伝達手段とを備える。
【００２７】
車両の運転者の操舵をアシストする電動パワーステアリング装置では、回転角検出値の誤差は運転者に違和感を与えることになるため、高精度な補正が求められる。したがって、本発明の制御装置を含む構成とすることで、制御装置のみを交換する場合に改めて正確な補正値を算出することができ、その後の制御精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態による多相回転機の制御装置のブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態による多相回転機の制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の概略構成図。
【図３】本発明の第１実施形態による多相回転機の制御装置により制御される１系統インバータの回路模式図。
【図４】モータ回転軸の現実の回転角θと回転角センサの回転角検出値θｍとの関係を示す説明図。
【図５】電圧指令値と角度誤差との関係を説明する説明図。
【図６】本発明の第１実施形態による多相回転機の制御装置の回転角センサ角度誤差算出処理のフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態による多相回転機の制御装置のブロック図。
【図８】本発明の第２実施形態による多相回転機の制御装置の回転角センサ角度誤差算出処理のフローチャート。
【図９】本発明の第３実施形態による多相回転機の制御装置のブロック図。
【図１０】本発明の第３実施形態による多相回転機の制御装置の回転角センサ角度誤差算出処理のフローチャート。
【図１１】本発明の第４実施形態による多相回転機の制御装置のブロック図。
【図１２】本発明の第４実施形態による多相回転機の制御装置の回転角センサ角度誤差算出処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明による多相回転機の制御装置を車両の電動パワーステアリング装置に適用した複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による多相回転機の制御装置について、図１〜図６を参照して説明する。
【００３０】
図２は、電動パワーステアリング装置１を備えたステアリングシステム９０の全体構成を示す。ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２には、操舵トルクを検出するためのトルクセンサ９４が設置されている。ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられており、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が回転可能に連結されている。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の直線運動変位に応じた角度について一対の車輪９８が操舵される。
【００３１】
電動パワーステアリング装置１は、回転軸８１を回転させるアクチュエータ２、及び、回転軸８１の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝達する減速ギア８９を含む。
アクチュエータ２は、操舵アシストトルクを発生する「多相回転機」としてのモータ８０１と、モータ８０１を駆動するＥＣＵ５とから構成される。本実施形態のモータ８０１は３相ブラシレスモータであり、減速ギア８９を正逆回転させる。また、モータ８０１とＥＣＵ５とは分離可能に設けられている。
【００３２】
ＥＣＵ５内には、「制御装置」としてのマイコン１０１、及び、マイコン１０１の指令に従ってモータ８０１への電力供給を制御する「電力変換装置」としてのインバータ６０が収容される。また、モータ８０１とＥＣＵ５との境界に跨って、モータ８０１の回転軸８１の回転角を検出する回転角センサ８５が設けられる。回転角センサ８５は、例えば、磁気発生手段である磁石と、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁気検出素子とにより構成される。
【００３３】
本実施形態では、モータ回転軸８１の端部に磁石が取り付けられ、ＥＣＵ５の基板に磁気検出素子が搭載される。磁石が回転軸８１と共に回転すると、磁気検出素子は、回転軸８１の回転角に応じた電圧信号を出力し、この出力信号に基づき回転角θを検出する。なお、回転角θは、以下、特にことわらない限り、電気角を意味する。
【００３４】
これにより、回転軸８１の回転角の現在値がマイコン１０１にフィードバックされる。マイコン１０１は、この回転角信号やトルクセンサ９４からの操舵トルク信号、図示しない車速センサからの車速信号等に基づいて、インバータ６０への出力を制御する。
この構成により、電動パワーステアリング装置１のアクチュエータ２は、ハンドル９１の操舵を補助するための操舵アシストトルクを発生し、ステアリングシャフト９２に伝達する。
【００３５】
図３は、モータ８０１を構成する３相巻線組、及び、この３相巻線組に電力を供給するインバータ６０を示す。ここで、インバータ、及びそのインバータと対応する３相巻線組の組合せの単位を「系統」という。本実施形態では、モータ８０１は、１組のＵ、Ｖ、Ｗ相の３相巻線組により構成され、１系統のインバータ６０により駆動される。
【００３６】
インバータ６０は、バッテリ５７からコイル５８および抵抗５９を経由して供給される直流電力を交流電力に変換する。
インバータ６０は、３相ブリッジ回路のバッテリ５７側に設けられる電源リレー用のスイッチング素子６７、３相ブリッジ回路の上下アームを構成する６個のスイッチング素子６１１、６１２、６２１、６２２、６３１、６３２、スイッチング素子にゲートオンオフ信号を出力するプリドライバ６８、及び、ブリッジ回路の各上下アームと並列に接続されノイズを平滑化する電界コンデンサ６９から構成される。
【００３７】
スイッチング素子６１１〜３３２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）である。
上アームを構成する高電位側スイッチング素子６１１、６２１、６３１と下アームを構成する低電位側スイッチング素子６１２、６２２、６３２との接続点は、それぞれ、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の巻線に接続されており、接続点の電圧がモータ８０１の端子電圧となる。
【００３８】
次に図１は、アクチュエータ２の制御ブロック図である。ここでは、アクチュエータ２が回転駆動する負荷を総括して「負荷８８」と示している。図２において、負荷８８は、減速ギア８９に接続されて一体に回転運動するステアリングシャフト９２や直線運動するラック軸９７の運動負荷を含む。さらに車輪９８が路面等に接地している場合には、車輪９８が向きを変えるときに生ずる摩擦の負荷が含まれる。
【００３９】
図１に示すように、アクチュエータ２は、マイコン１０１、インバータ６０、モータ８０、回転角センサ８５、及び「電流検出手段」としての電流検出器７０等を備えている。電流検出器７０は、インバータ６０がモータ８０に供給する相電流を相毎に検出する。
マイコン１０１は、電流指令値演算手段１５１、３相２相変換手段２５１、制御器３０１、２相３相変換手段３５１を含む。
【００４０】
電流指令値演算手段１５１は、「制御演算手段」としての制御器３０１に電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*を指令する。通常の操舵アシスト時には、トルクセンサ９４による操舵トルク信号、及び、車速センサによる車速信号が電流指令値演算手段１５１に入力され、電流指令値演算手段１５１は、これらの入力信号に基づいて電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*を演算する。
【００４１】
３相２相変換手段２５は、回転角センサ８５からフィードバックされた回転角θに基づき、電流検出器７０が検出した３相の相電流検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを、ｑ軸電流検出値Ｉｑおよびｄ軸電流検出値Ｉｄに変換する。ここで、ｄ軸電流は、磁束の向きに平行な励磁電流もしくは界磁電流であり、ｑ軸電流は、磁束の向きに直交するトルク電流である。すなわち、ｄ軸電流とｑ軸電流とは互いに直交する（図４参照）。
なお、相電流検出値を変換する電流軸は、このように「磁束の向きに平行な方向、及びそれに直交する方向」に限らず、互いに直交するベクトルであればよい。
【００４２】
制御器３０１には、ｑ軸電流の指令値Ｉｑ*と検出値Ｉｑとの差分、及び、ｄ軸電流の指令値Ｉｄ*と検出値Ｉｄとの差分がそれぞれ入力される。制御器３０１は、この差分を０（ゼロ）に収束させるように、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを演算する。制御器３０１は、例えば、ＰＩ（比例積分）制御演算等である。
２相３相変換手段３５１は、回転角センサ８５からフィードバックされた回転角θに基づき、２相の電圧指令値Ｖｑ、ＶｄをＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換してインバータ６０に出力する。
通常の操舵アシスト時には、インバータ６０が３相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに従ってモータ８０に相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを供給することにより、電流検出値Ｉｑ、Ｉｄは、電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*に追従しようとする。
【００４３】
ところで、アクチュエータ２の初期製造時にＥＣＵ５をモータ８０に組み付けるとき、回転角センサ８５の回転方向の取り付け位置ずれが生じる可能性がある。また、電動パワーステアリング装置１の修理等の場合、ＥＣＵ５のみをアクチュエータ２から取り外した後、同じＥＣＵ５を再びモータ８０に組み付けたり、或いは、別のＥＣＵ５に交換してモータ８０に組み付けたりすることが考えられる。このような場合にも、同様に、回転角センサ８５の回転方向の取り付け位置ずれが生じる可能性がある。
【００４４】
図４は、モータ回転軸８１の現実の回転角θと回転角センサ８５の回転角検出値θｍとの関係を示す説明図である。現実の回転角θには、実線で示すｄ軸およびｑ軸が対応し、回転角検出値θｍには、破線で示す「見かけの」ｄｍ軸およびｑｍ軸が対応する。
回転角センサ８５の回転角検出値θｍと回転軸８１の現実の回転角θとの差分は、次式１のように角度誤差Δθとして表される。
Δθ＝θｍ−θ ・・・（式１）
取り付け位置ずれ等による角度誤差Δθは、アクチュエータ２におけるマイコン１０１の制御精度を低下させることとなる。
【００４５】
そこで、図１に示すように、本実施形態のマイコン１０１は、上述の構成に加えて、角度誤差算出手段４０１、及び「補正値記憶手段」としての不揮発性メモリ４５を備える。角度誤差算出手段４０１は、制御器３０１が出力した電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄに基づき角度誤差Δθを算出し、角度補正値として不揮発性メモリ４５に記憶する。以後、回転角検出値θｍから角度補正値Δθを差し引いて補正した値を「現実の回転角θ」とみなす。これにより、正しい回転角により制御することが可能となり、マイコン１０１の制御精度を向上させることができる。
【００４６】
この角度誤差Δθは、一旦、ＥＣＵ５をモータ８０１に組み付けたら、次にＥＣＵ５をモータ８０１から取り外すまでは変化しない。そこで、初期製造時およびＥＣＵ５の組み替え時にのみ、角度誤差Δθを検出する処理が必要となる。以下、この処理を、回転角センサ８５の「（回転角センサ）角度誤差算出処理」といい、「通常の操舵アシスト時」とは一部異なる動作が実行される。
【００４７】
続いて、「角度誤差算出処理」の動作について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、３相巻線を有するモータ８０１は、インバータ６０から電力を供給される。電流検出器７０は、巻線に供給される相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。これらの相電流検出値は、回転角θと共に３相２相変換手段２５１にフィードバックされ、３相２相変換手段２５１にてｑ軸電流検出値Ｉｑおよびｄ軸電流検出値Ｉｄに変換される。
一方、電流指令値演算手段１５１は、通常の操舵アシスト時のように操舵トルク信号や車速信号の入力を必要とせず、０アンペア固定の電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*を指令する。
【００４８】
ここで、回転軸８１を回転角θだけ回転させるとモータ８０１から逆起電圧が発生し、３相巻線に電流が流れる。また、回転角センサ８５のモータ８０１への取り付け位置ずれにより、回転角センサ８５の回転角検出値θｍと現実の回転角θとの間には、上述の式１（Δθ＝θｍ−θ）で表される角度誤差Δθが生ずる。
仮に回転角センサ８５の取り付け位置ずれが無く、角度誤差Δθが０の場合、ｄ軸電流検出値Ｉｄは０となる。しかし、回転角センサ８５の取り付け位置ずれが有る場合は、角度誤差Δθおよびｄ軸電流検出値Ｉｄは０以外の値を取る。
【００４９】
ｄ軸電流検出値Ｉｄが０でない場合、制御器３０１は、電流検出値Ｉｑ、Ｉｄをそれぞれ電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*である０アンペアに一致させるように電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを演算し、２相３相変換手段３５１に出力する。２相３相変換手段３５１は、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを３相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換してインバータ６０に出力する。
なお、この３相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、角度誤差Δθ分の逆起電圧をキャンセルするように作用する。
【００５０】
角度誤差算出手段４０１は、制御器３０１から電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを入力し、次式２により系統毎に角度誤差Δθを算出する（図５参照）。
Δθ＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ／Ｖｑ）・・・（式２）
【００５１】
ここで、図５（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、回転軸８１の回転数と電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄとの関係を示し、図５（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は、電圧指令値（ベクトル）Ｖｑ、Ｖｄと角度誤差Δθとの関係を示す。
図５（ｃ）、（ｄ）はΔθ＝０、Δθ＝０のときを示し、回転角検出値θｍと現実の回転角θとが一致していることを意味する。また、図５（ａ）、（ｂ）は、Ｖｄ＞０、Δθ＞０のときを示し、図５（ｅ）、（ｆ）はＶｄ＜０、Δθ＜０のときを示す。Δθ≠０の場合、回転角検出値θｍの補正が必要となる。
【００５２】
そして、角度誤差Δθを不揮発性メモリ４５に保存する。
以後、マイコン１０１は、角度誤差Δθを角度補正値として使用する。すなわち、「回転角センサ８５の回転角検出値θｍから角度補正値Δθを差し引いた値」を補正後の回転角θとして制御を実行する。具体的には、３相２相変換手段２５１および２相３相変換手段３５１に対して、補正後の回転角θが入力される（図１参照）。
【００５３】
次に、上述の構成によるマイコン１０１が実行する角度誤差算出処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。以下のフローチャートで記号Ｓは「ステップ」を示す。
【００５４】
Ｓ００では、電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*をいずれも０アンペアに設定する。
Ｓ１０では、モータ８０１の回転軸８１を外部から回転させる。具体的には、ハンドル９１を回し、ステアリングシャフトを回転させる（図２参照）。このとき、車両の車輪９８が接地していると摩擦抵抗により回転軸に回転負荷がかかることになる。そこで、車両をジャッキアップするか、摩擦係数の少ない路面（例えば氷面）上でハンドル９１の回転操作を実施することが望ましい。
【００５５】
Ｓ２０では、回転軸８１の回転数（単位時間あたりの回転角）が所定範囲内であるか否かを判断する。回転数が所定範囲の下限未満の場合、回転負荷のため回転軸８１を適切に回転させることができなかったと考えられる。また、回転数が所定範囲の上限を超える場合は、回転角センサ８５の検出能力を超えて高速で回転されたと考えられる。
Ｓ２０でＮＯの場合、必要であれば車両の接地状態を変更した後、Ｓ１０の処理を再実行する。Ｓ２０でＹＥＳの場合、次のステップに移行する。
【００５６】
Ｓ３０では、電流検出器７０によりモータ８０巻線に流れる電流を検出する。
Ｓ４０では、３相２相変換を実施する。
Ｓ５０では、制御器３０１は電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを出力する。
Ｓ６０では、角度誤差算出手段４０１は、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを入力する。
Ｓ７０では、角度誤差算出手段４０１は、角度誤差Δθを算出する。
Ｓ９０では、Δθを角度補正値として不揮発性メモリ４５に保存する。
【００５７】
第１実施形態のマイコン１０１によると、モータ８０１を車両に取り付けた状態で回転角センサ８５の角度誤差Δθを算出することができる。したがって、例えば、マイコン１０１を含むＥＣＵ５がモータ８０１と分離可能に構成されており、ＥＣＵ５のみを交換した場合には、モータ８０１を車両から取り外さなくても、回転角センサ８５の取り付け位置ずれに対する角度補正値Δθを設定することができる。
【００５８】
具体的には、車輪９８と路面との摩擦の影響を受けない状況でハンドル９１を回転させることにより逆起電圧を発生させ、回転角センサ８５が検出した回転角検出値θｍと現実の回転軸８１の回転角θとの差分である角度誤差Δθを算出する。
このとき、モータ８０１の回転数が所定の範囲内にあるときに限り、角度誤差Δθの算出処理を実行する。すなわち、回転数が所定範囲の下限未満の場合、回転負荷のため回転軸８１を適切に回転させることができなかったと判断し、処理を実行しない。また、回転数が所定範囲の上限を超える場合、回転角センサ８５の検出能力が追従することができないと判断し、処理を実行しない。
これにより、誤った角度誤差Δθ値を算出することを未然に防止することができる。
【００５９】
次に、第２〜第４実施形態の制御装置は、第１実施形態と同様、電動パワーステアリング装置に適用され、多相回転機としての３相モータを駆動するマイコンである。ただし、３相モータが２組の巻線組で構成され、２組の巻線組に対応する２系統のインバータをマイコンが制御する点が第１実施形態と異なる。なお、以下の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の制御装置について、図７、８を参照して説明する。
図７に示すように、第２実施形態では、２組の３相巻線を有するモータ８０２は、２系統のインバータ６０１、６０２から電力を供給される。電流検出器７０１は、第１系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出し、電流検出器７０２は、第２系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を検出する。これらの相電流は、マイコン１０２（「制御装置」）の３相２相変換手段２５２にて系統毎にｑ軸電流検出値Ｉｑ１、Ｉｑ２およびｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２に変換される。
一方、電流指令値演算手段１５２は、０アンペア固定の電流指令値Ｉｑ１*、Ｉｄ１*、Ｉｑ２*、Ｉｄ２*を指令する。
【００６１】
ここで、回転軸８１を回転角θだけ回転させるとモータ８０２から逆起電圧が発生し、２組の３相巻線に電流が流れる。また、回転角センサ８５のモータ８０２への取り付け位置ずれにより、回転角センサ８５の回転角検出値θｍと現実の回転角θとの間には、式１（Δθ＝θｍ−θ）で表される角度誤差Δθが生ずる。
仮に回転角センサ８５の取り付け位置ずれが無く、角度誤差Δθが０の場合、ｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２は０となる。しかし、回転角センサ８５の取り付け位置ずれが有る場合には、角度誤差Δθおよびｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２は０以外の値を取る。
【００６２】
ｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２が０でない場合、制御器３０２は、電流検出値Ｉｑ１、Ｉｄ１、Ｉｑ２、Ｉｄ２をそれぞれ電流指令値Ｉｑ１*、Ｉｄ１*、Ｉｑ２*、Ｉｄ２*である０アンペアに一致させるように電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を演算し、２相３相変換手段３５２に出力する。２相３相変換手段３５２は、電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に変換して２系統のインバータ６０１、６０２に出力する。
なお、この３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、角度誤差Δθ分の逆起電圧をキャンセルするように作用する。
【００６３】
角度誤差算出手段４０２は、制御器３０２から電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を入力し、次式２ａ、２ｂにより系統毎に角度誤差Δθ１、Δθ２を算出する。
Δθ１＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ１／Ｖｑ１）・・・（式２ａ）
Δθ２＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ２／Ｖｑ２）・・・（式２ｂ）
その後、フローチャートの説明で後述する異常判断を経て、正常の場合は、次式３により、Δθ１とΔθ２との平均値を算出して、不揮発性メモリ４５に保存する。
Δθ＝（Δθ１＋Δθ２）／２・・・（式３）
以後、マイコン１０２は、角度誤差Δθを角度補正値として使用する。
【００６４】
次に、上述の構成によるマイコン１０２が実行する角度誤差算出処理について図８のフローチャートを参照して説明する。
以下のフローチャートでは、前出のステップと実質的に同一のステップには同一のステップ記号を付す。また、系統数を１系統から２系統に変更すること等によって一部変更された対応するステップについては、ステップ記号の末尾の数字のみを変更して示す。
【００６５】
Ｓ０１では、電流指令値Ｉｑ１*、Ｉｄ１*、Ｉｑ２*、Ｉｄ２*をいずれも０アンペアに設定する。
Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０については第１実施形態と同様である（図６参照）。
Ｓ４１〜Ｓ７１は、第１実施形態のＳ４０〜Ｓ７０に対し、系統数を１系統から２系統に変更したことにより、各ステップでの処理対象が２倍になっている。
Ｓ４１では、系統毎に３相２相変換を実施する。
Ｓ５１では、制御器３０２は電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を出力する。
Ｓ６１では、角度誤差算出手段４０２は、電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を入力する。
Ｓ７１では、角度誤差算出手段４０２は、第１系統、第２系統について、それぞれ角度誤差Δθ１、Δθ２を算出する。
【００６６】
Ｓ８１およびＳ８２は第２実施形態に特有のステップである。
Ｓ８１では、角度誤差の最大値Δθｍａｘから最小値Δθｍｉｎを差し引いた値が所定値Ｋ未満であるか否かを判断する。２系統の場合は、単純にΔθ１とΔθ２とのうち大きい方の値が最大値Δθｍａｘとなり、小さい方の値が最小値Δθｍｉｎとなる。
なお、３系統以上の複数系統に係る他の実施形態では、最大値Δθｍａｘと最小値Δθｍｉｎとを特定した上で、それらの差分を算出することとなる。
【００６７】
Ｓ８１でＮＯの場合、Ｓ８２に移行する。Ｓ８２では異常と判断し、例えば警告ランプやブザー等の手段により使用者に知らせる。
ここで、「Ｓ８１でＮＯの場合」とは、系統毎に検出した角度誤差Δθのうち最大値Δθｍａｘと最小値Δθｍｉｎとが所定値Ｋ以上にばらついている場合である。この原因には、いずれかの系統のインバータまたは巻線が故障したことや、インバータや巻線は正常であるが検出時のノイズ等により正確な検出ができなかったこと等が考えられる。ノイズ等による検出不良の場合は、Ｓ０１に戻り再度処理を実行すれば、次には正確な角度誤差Δθが得られる可能性がある。一方、インバータまたは巻線が故障した場合には部品の修理、交換が必要となる可能性がある。
【００６８】
Ｓ８１でＹＥＳの場合、Ｓ９１に移行する。Ｓ９１では２系統の角度誤差Δθ１およびΔθ２の平均値を全体の角度誤差Δθとして算出し、不揮発性メモリ４５に保存する。
なお、３系統以上の複数系統に係る他の実施形態では、各系統の角度誤差の平均値を角度誤差Δθとして算出する。
【００６９】
第２実施形態では、不揮発性メモリ４５は、角度誤差算出手段４０２が２系統のインバータ６０１、６０２について算出した角度誤差Δθ１、Δθ２の平均値を角度補正値Δθとして記憶する。これにより、２系統間の角度誤差のばらつきに対し、最適な角度補正値Δθを設定することができる。
【００７０】
また、角度誤差Δθ１、Δθ２の差が所定値Ｋ以上である場合、回転角センサ８５が検出した回転角検出値が異常であると判断する。系統毎の角度誤差の差が、通常想定されるばらつきの範囲を超えている場合には異常が推定される。そこで、回転角検出値θｍが異常であると判断することにより、誤った角度誤差Δθを算出し、以後、誤った角度補正値Δθにより誤った角度補正がされることを防止することができる。
さらに、回転角センサ８５が検出した回転角検出値が異常であると判断したことを使用者に知らせる。これにより、迅速な対応が可能となる。
【００７１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態の制御装置について、図９、１０を参照して説明する。
図９に示すように、第３実施形態では、２組の３相巻線を有するモータ８０２は、２系統のインバータ６０１、６０２から電力を供給される。電流検出器７０１は、第１系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出し、電流検出器７０２は、第２系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を検出する。これらの相電流は、マイコン１０３（「制御装置」）の３相２相変換手段２５２にて系統毎にｑ軸電流検出値Ｉｑ１、Ｉｑ２およびｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２に変換される。
一方、電流指令値演算手段１５２は、０アンペア固定の電流指令値Ｉｑ１*、Ｉｄ１*、Ｉｑ２*、Ｉｄ２*を指令する。
【００７２】
ここで、回転軸８１を回転角θだけ回転させるとモータ８０２から逆起電圧が発生し、２組の３相巻線に電流が流れる。また、回転角センサ８５のモータ８０２への取り付け位置ずれにより、回転角センサ８５の回転角検出値θｍと現実の回転角θとの間には、式１（Δθ＝θｍ−θ）で表される角度誤差Δθが生ずる。
仮に回転角センサ８５の取り付け位置ずれが無く、角度誤差Δθが０の場合、ｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２は０となる。しかし、回転角センサ８５の取り付け位置ずれが有る場合には、角度誤差Δθおよびｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２は０以外の値を取る。
【００７３】
ｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２が０でない場合、制御器３０３は、電流検出値Ｉｑ１、Ｉｄ１、Ｉｑ２、Ｉｄ２をそれぞれ電流指令値Ｉｑ１*、Ｉｄ１*、Ｉｑ２*、Ｉｄ２*である０アンペアに一致させるように電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を演算し、さらに電圧指令値Ｖｑ１とＶｑ２、Ｖｄ１とＶｄ２とをそれぞれ加算した電圧指令値ＶｑおよびＶｄを２相３相変換手段３５２に出力する。２相３相変換手段３５２は、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に変換して２系統のインバータ６０１、６０２に出力する。
なお、この３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、角度誤差Δθ分の逆起電圧をキャンセルするように作用する。
【００７４】
角度誤差算出手段４０１は、制御器３０３から電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを入力し、式２により系統毎に角度誤差Δθを算出する。
Δθ＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ／Ｖｑ）・・・（式２）
そして、角度誤差Δθを不揮発性メモリ４５に保存する。
以後、マイコン１０１は、角度誤差Δθを角度補正値として使用する。
【００７５】
次に、上述の構成によるマイコン１０３が実行する角度誤差算出処理について図１０のフローチャートを参照して説明する。
Ｓ０１は、第２実施形態と同様である（図８参照）。
Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０については第１実施形態と同様である（図６参照）。
Ｓ４１では、系統毎に３相２相変換を実施する。
Ｓ５２では、制御器３０３は、電圧指令値Ｖｑ１、Ｖｄ１、Ｖｑ２、Ｖｄ２を演算し、Ｖｑ＝Ｖｑ１＋Ｖｑ２、Ｖｄ＝Ｖｄ１＋Ｖｄ２ をそれぞれ加算して出力する。
Ｓ６０、Ｓ７０、Ｓ９０については第１実施形態と同様である（図６参照）。
【００７６】
第３実施形態では、角度誤差算出手段４０１は、２系統の電圧指令値の和Ｖｑ、Ｖｄを全体の電圧指令値として扱うため、角度誤差算出手段４０１の演算負荷を低減することができる。
【００７７】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態の制御装置について、図１１、１２を参照して説明する。
図１１に示すように、第４実施形態では、２組の３相巻線を有するモータ８０２は、２系統のインバータ６０１、６０２から電力を供給される。電流検出器７０１は、第１系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出し、電流検出器７０２は、第２系統の巻線に供給される相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を検出する。これらの相電流は、マイコン１０４（「制御装置」）の３相２相変換手段２５２にて系統毎にｑ軸電流検出値Ｉｑ１、Ｉｑ２およびｄ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｄ２に変換された後、ｑ軸電流検出値の和Ｉｑ（＝Ｉｑ１＋Ｉｑ２）およびｄ軸電流検出値の和Ｉｄ（＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２）がそれぞれ加算される。
一方、電流指令値演算手段１５１は、０アンペア固定の電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*を指令する。
【００７８】
ここで、回転軸８１を回転角θだけ回転させるとモータ８０２から逆起電圧が発生し、２組の３相巻線に電流が流れる。また、回転角センサ８５のモータ８０２への取り付け位置ずれにより、回転角センサ８５の回転角検出値θｍと現実の回転角θとの間には、式１（Δθ＝θｍ−θ）で表される角度誤差Δθが生ずる。
仮に回転角センサ８５の取り付け位置ずれが無く、角度誤差Δθが０の場合、ｄ軸電流検出値の和Ｉｄ（＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２）は０となる。しかし、回転角センサ８５の取り付け位置ずれが有る場合には、角度誤差Δθおよびｄ軸電流検出値の和Ｉｄ（＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２）は０以外の値を取る。
【００７９】
ｄ軸電流検出値の和Ｉｄが０でない場合、制御器３０１は、電流検出値の和Ｉｑ、Ｉｄをそれぞれ電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*である０アンペアに一致させるように電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを演算し、２相３相変換手段３５２に出力する。２相３相変換手段３５２は、電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に変換して２系統のインバータ６０１、６０２に出力する。
なお、この３相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、角度誤差Δθ分の逆起電圧をキャンセルするように作用する。
【００８０】
角度誤差算出手段４０１は、制御器３０１から電圧指令値Ｖｑ、Ｖｄを入力し、式２により系統毎に角度誤差Δθを算出する。
Δθ＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ／Ｖｑ）・・・（式２）
そして、角度誤差Δθを不揮発性メモリ４５に保存する。
以後、マイコン１０１は、角度誤差Δθを角度補正値として使用する。
【００８１】
次に、上述の構成によるマイコン１０４が実行する角度誤差算出処理について図１２のフローチャートを参照して説明する。
Ｓ００、Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０については第１実施形態と同様である（図６参照）。
Ｓ４２では、系統毎に３相２相変換を実施する。さらに、電流指令値Ｉｑ＝Ｉｑ１＋Ｉｑ２、Ｉｄ＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２ をそれぞれ加算する。
Ｓ５０、Ｓ６０、Ｓ７０、Ｓ９０については第１実施形態と同様である（図６参照）。
【００８２】
第４実施形態では、制御器３０１は、２系統の電流検出値の和Ｉｑ、Ｉｄを電流指令値Ｉｑ*、Ｉｄ*である０アンペアに一致させるように演算する。これにより、制御器３０１の演算負荷を低減することができる。
【００８３】
（その他の実施形態）
（ア）電力変換装置としてのインバータの構成、例えばスイッチング素子、電源リレー、電界コンデンサの仕様等は、図３に例示したものに限らない。
（イ）インバータ６０等が実装されるパワー基板等は、マイコン１０１等が実装される制御基板と一体に設けられてもよく、分離可能に設けられてもよい。すなわち、制御装置としてのマイコン１０１等をモータ８０１等から取り外したとき、インバータ６０等を含むパワー基板は、マイコン１０１側にあってもよく、モータ８０１側にあってもよい。
【００８４】
（ウ）上記第２実施形態にて２系統の角度誤差Δθ１、Δθ２から平均値を算出するに当たっては、単純平均に限らず何らかの加重平均を算出してもよい。
（エ）上記第２〜第４実施形態では複数系統の例として２系統の場合を説明したが、３系統以上の場合にも同様に適用することができる。
【００８５】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１ ・・・電動パワーステアリング装置、
２ ・・・アクチュエータ
５ ・・・ＥＣＵ、
１０１、１０２、１０３、１０４・・・マイコン（制御装置）、
１５１、１５２ ・・・電流指令値演算手段、
２５１、２５２ ・・・３相２相変換（電流変換手段）、
３０１、３０２ ・・・制御器（制御演算手段）、
３５１、３５２ ・・・２相３相変換手段、
４０１、４０２ ・・・角度誤差算出手段、
４５ ・・・不揮発性メモリ（角度補正値記憶手段）、
６０１、６０２ ・・・インバータ（電力変換装置）、
６１１〜６３２ ・・・スイッチング素子、
７０１、７０２ ・・・電流検出器（電流検出手段）、
８０１、８０２ ・・・モータ（多相回転機）、
８１ ・・・回転軸、
８５ ・・・回転角センサ、
８８ ・・・負荷、
Ｉｑ* ・・・ｑ軸電流指令値、
Ｉｄ* ・・・ｄ軸電流指令値、
Ｉｑ ・・・ｑ軸電流検出値、
Ｉｄ ・・・ｄ軸電流検出値、
Ｖｑ ・・・ｑ軸電圧指令値、
Ｖｄ ・・・ｄ軸電圧指令値、
θ ・・・（回転軸の）現実の回転角、
θｍ ・・・（回転角センサによる）回転角検出値、
Δθ ・・・角度誤差、角度補正値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相回転機を構成する巻線組に駆動電流を供給する電力変換装置の制御に用いられ、前記多相回転機の回転軸の回転角を検出する回転角センサが検出した回転角検出値、及び前記駆動電流を相毎に検出する電流検出手段が検出した多相電流検出値がフィードバックされ、前記電力変換装置に出力する電圧指令値を制御する多相回転機の制御装置であって、
前記電圧指令値は、前記多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたときに前記駆動電流が０となるように演算され、
前記電圧指令値に基づいて、前記回転角センサが検出した回転角検出値と前記多相回転機の回転軸の現実の回転角値との差分である角度誤差を算出し、
前記回転角センサが検出した回転角検出値に対し、当該角度誤差に相当する角度を補正することを特徴とする多相回転機の制御装置。
【請求項２】
前記電流検出手段が検出した相毎の多相電流検出値を、互いに直交するｄ軸方向およびｑ軸方向の電流検出値に変換する電流変換手段と、
前記角度誤差を算出するとき、ｄ軸方向およびｑ軸方向について、０アンペアの電流指令値を指令する電流指令値演算手段と、
ｄ軸方向およびｑ軸方向について、前記電流検出値を前記電流指令値である０アンペアに一致させるように前記電圧指令値を演算する制御演算手段と、
前記制御演算手段が演算したｄ軸方向およびｑ軸方向についての前記電圧指令値に基づいて前記角度誤差を算出する角度誤差算出手段と、
前記角度誤差算出手段が算出した前記角度誤差を角度補正値として記憶する角度補正値記憶手段と、
を備え、
前記多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたときに前記制御演算手段が演算するｄ軸方向およびｑ軸方向の前記電圧指令値をＶｄおよびＶｑとし、前記角度誤差をΔθとすると、前記角度誤差算出手段は、次式
Δθ＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ／Ｖｑ）
により、前記角度誤差を算出することを特徴とする請求項１に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項３】
前記多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたとき、
前記多相回転機の回転数が所定の範囲内にあるときに限り、前記角度誤差を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項４】
多相回転機を構成する複数組の前記巻線組に対応して設けられる複数系統の前記電力変換装置の制御に用いられ、
前記角度補正値記憶手段は、
前記角度誤差算出手段が複数系統の前記電力変換装置について算出した系統毎の前記角度誤差の平均値を前記角度補正値として記憶することを特徴とする請求項２または３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記角度誤差算出手段が複数系統の前記電力変換装置について算出した系統毎の前記角度誤差の最大値と最小値との差が所定値以上である場合、前記回転角センサが検出した回転角検出値が異常であると判断することを特徴とする請求項４に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項６】
前記回転角センサが検出した回転角検出値が異常であると判断したことを使用者に知らせることを特徴とする請求項５に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項７】
多相回転機を構成する複数組の前記巻線組に対応して設けられる複数系統の前記電力変換装置の制御に用いられ、
前記角度誤差算出手段は、
前記制御演算手段が複数系統の前記電力変換装置について演算した系統毎の前記電圧指令値の和に基づいて前記角度誤差を算出することを特徴とする請求項２または３に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項８】
多相回転機を構成する複数組の前記巻線組に対応して設けられる複数系統の前記電力変換装置の制御に用いられ、
前記制御演算手段は、
前記電流変換手段が複数系統の前記電力変換装置について変換した系統毎の前記電流検出値の和を前記電流指令値である０アンペアに一致させるように演算することを特徴とする請求項２または３に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項９】
運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを発生する多相回転機と、
前記多相回転機の巻線に駆動電流を供給する電力変換装置と、
前記多相回転機の回転軸の回転角を検出する回転角センサと、
前記電力変換装置から供給される駆動電流を検出する電流検出手段と、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の多相回転機の制御装置と、
前記多相回転機の回転をステアリングシャフトに伝達する動力伝達手段と、
を備えた電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
多相回転機を構成する巻線組に駆動電流を供給する電力変換装置の制御に用いられ、前記多相回転機の回転軸の回転角を検出する回転角センサが検出した回転角検出値、及び前記駆動電流を相毎に検出する電流検出手段が検出した多相電流検出値がフィードバックされ、前記電力変換装置に出力する電圧指令値を制御する多相回転機の制御装置であって、
前記電圧指令値は、前記多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたときに前記駆動電流が０となるように演算され、
前記電圧指令値に基づいて、前記回転角センサが検出した回転角検出値と前記多相回転機の回転軸の現実の回転角値との差分である角度誤差を算出し、
前記回転角センサが検出した回転角検出値に対し、当該角度誤差に相当する角度を補正することを特徴とする多相回転機の制御装置。
【請求項２】
前記電流検出手段が検出した相毎の多相電流検出値を、互いに直交するｄ軸方向およびｑ軸方向の電流検出値に変換する電流変換手段と、
前記角度誤差を算出するとき、ｄ軸方向およびｑ軸方向について、０アンペアの電流指令値を指令する電流指令値演算手段と、
ｄ軸方向およびｑ軸方向について、前記電流検出値を前記電流指令値である０アンペアに一致させるように前記電圧指令値を演算する制御演算手段と、
前記制御演算手段が演算したｄ軸方向およびｑ軸方向についての前記電圧指令値に基づいて前記角度誤差を算出する角度誤差算出手段と、
前記角度誤差算出手段が算出した前記角度誤差を角度補正値として記憶する角度補正値記憶手段と、
を備え、
前記多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたときに前記制御演算手段が演算するｄ軸方向およびｑ軸方向の前記電圧指令値をＶｄおよびＶｑとし、前記角度誤差をΔθとすると、前記角度誤差算出手段は、次式
Δθ＝ＡＴＡＮ（Ｖｄ／Ｖｑ）
により、前記角度誤差を算出することを特徴とする請求項１に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項３】
前記多相回転機の回転軸を当該多相回転機の外部から回転させたとき、
前記多相回転機の回転数が所定の範囲内にあるときに限り、前記角度誤差を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項４】
多相回転機を構成する複数組の前記巻線組に対応して設けられる複数系統の前記電力変換装置の制御に用いられ、
前記角度補正値記憶手段は、
前記角度誤差算出手段が複数系統の前記電力変換装置について算出した系統毎の前記角度誤差の平均値を前記角度補正値として記憶することを特徴とする請求項２または３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記角度誤差算出手段が複数系統の前記電力変換装置について算出した系統毎の前記角度誤差の最大値と最小値との差が所定値以上である場合、前記回転角センサが検出した回転角検出値が異常であると判断することを特徴とする請求項４に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項６】
前記回転角センサが検出した回転角検出値が異常であると判断したことを使用者に知らせることを特徴とする請求項５に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項７】
多相回転機を構成する複数組の前記巻線組に対応して設けられる複数系統の前記電力変換装置の制御に用いられ、
前記角度誤差算出手段は、
前記制御演算手段が複数系統の前記電力変換装置について演算した系統毎の前記電圧指令値の和に基づいて前記角度誤差を算出することを特徴とする請求項２または３に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項８】
多相回転機を構成する複数組の前記巻線組に対応して設けられる複数系統の前記電力変換装置の制御に用いられ、
前記制御演算手段は、
前記電流変換手段が複数系統の前記電力変換装置について変換した系統毎の前記電流検出値の和を前記電流指令値である０アンペアに一致させるように演算することを特徴とする請求項２または３に記載の多相回転機の制御装置。
【請求項９】
運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを発生する多相回転機と、
前記多相回転機の巻線に駆動電流を供給する電力変換装置と、
前記多相回転機の回転軸の回転角を検出する回転角センサと、
前記電力変換装置から供給される駆動電流を検出する電流検出手段と、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の多相回転機の制御装置と、
前記多相回転機の回転をステアリングシャフトに伝達する動力伝達手段と、
を備えた電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−３４２８１（Ｐ２０１３−３４２８１Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８２３４（Ｐ２０１１−１６８２３４）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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