本发明专利技术提供电动机控制装置。上述电动机控制装置用于控制包括转子和与该转子相对的定子的电动机的电动机控制装置。电流驱动部以依据作为控制上的旋转角的控制角旋转的旋转坐标系的轴电流值驱动上述电动机。控制角运算部在规定的各运算周期内，在控制角的上一次值上加上相加角，从而求出控制角的本次值。转矩检测部用于检测施加在由电动机驱动的驱动对象上的除了电动机转矩之外的转矩。指示转矩设定部设定应该施加在上述驱动对象上的指示转矩。相加角运算部通过进行基于由上述指示转矩设定单元设定的指示转矩和由上述转矩检测单元检测的转矩之间的转矩偏差的比例积分控制，计算应该加在上述控制角上的上述相加角。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于驱动无刷电动机的电动机控制装置。
技术介绍
无刷电动机例如可以用作车辆用转向装置的驱动源。车辆用转向装置的一例是电 动动力转向装置。一般情况下，驱动用于控制无刷电动机的电动机控制装置构成为根据用 于检测转子的旋转角的旋转角传感器的输出来控制供给电动机的电流。作为旋转角传感 器，通常使用输出对应于转子旋转角(电角)的正弦波信号和余弦波信号的解算器。但是， 解算器的单价较高，布线数量较多，并且设置空间较大。因此，存在妨碍包括无刷电动机的 装置的成本降低以及小型化的问题。在美国公开专利US2007/0229021A1中公开了一种未使用旋转角传感器的状态下 驱动无刷电动机的无传感器驱动方式。无传感器驱动方式是通过推定由转子的旋转引起的 感应电压来推定磁极相位(转子的电角)的方式。转子停止时和以极低速度旋转时，无法 推定感应电压，因此，通过其他方式推定磁极的相位。具体而言，向定子注入传感信号，检测 电动机对于该传感信号的响应。基于该电动机的响应，推定电动机旋转位置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以以未使用旋转角传感器的新的控制方式控制电 动机的电动机控制装置。本专利技术的一方式是用于控制包括转子和与该转子相对的定子的电动机的电动机 控制装置。电流驱动部以依据作为控制上的旋转角的控制角旋转的旋转坐标系的轴电流值 驱动上述电动机。控制角运算部在规定的各运算周期中，在控制角的上一次值上加上相加 角，从而求出控制角的本次值。转矩检测部用于检测施加在由电动机驱动的驱动对象上的 除了电动机转矩之外的转矩。指示转矩设定部设定应该施加在上述驱动对象上的指示转 矩。相加角运算部通过进行基于由上述指示转矩设定单元设定的指示转矩和由上述转矩检 测单元检测的转矩之间的转矩偏差的比例积分控制，计算应该加在上述控制角上的上述相 加角。附图说明本专利技术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是用于说明适用本专利技术第一实施方式涉及的电动机控制装置的电动动力转 向装置的电结构的框图。图2是用于说明电动机构成的图解图。图3是上述电动动力转向装置的控制框图。图4是指示转向转矩相对转向角的特性例示意图。图5是用于说明转向转矩限制器的动作的示意图。图6是Y轴指示电流值的设定例示意图。图7是用于说明相加角限制器的动作的流程图。图8是用于说明相加角运算部的具体构成例的框图。图9是用于说明有关控制异常的流程图。图10是用于说明适用本专利技术第二实施方式涉及的电动机控制装置的电动动力转 向装置的电结构的框图。图11是用于说明相加角运算部的具体构成例的框图。图12是用于说明有关控制异常的流程图。图13是用于说明适用本专利技术第三实施方式涉及的电动机控制装置的电动动力转 向装置的电结构的框图。图14是用于说明相加角运算部的具体构成例的框图。图15是用于说明控制异常时的处理的流程图。具体实施例方式下面，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图1是用于说明适用了本专利技术第一实施方式涉及的电动机控制装置的电动动力 转向装置(车辆用转向装置的一个例子)的电结构的框图。该电动动力转向装置包括转 矩传感器1，用于检测施加在作为操纵车辆方向的操作部件的方向盘10上的转向转矩T ；电 动机(无刷电动机)3，通过减速结构7向车辆的转向机构2施加转向辅助力；转向角传感 器4，用于检测作为方向盘10的旋转角的转向角；电动机控制装置5，用于驱动并控制电动 机3 ；以及车速传感器6，用于检测安装有该电动动力转向装置的车辆的速度。电动机控制装置5根据转矩传感器1检测出的转向转矩、转向角传感器4检测出 的转向角和车速传感器6检测出的车速，驱动电动机3，实现符合转向状态和车速的恰当的 辅助转向。在该实施方式，电动机3是三相无刷电动机，如图2所示，包括作为磁场的转子50以及配置在与该转子50相对的定子55上的U相、V相和W相的定子绕组51、52、53。电动 机3还可以是在转子的外部相对配置定子的内转子型电动机，还可以是在圆筒状的转子的 内部相对配置定子的外转子型电动机。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)。并且，定义将转子50的磁极方向为d轴(磁极轴)，将在转子50的旋转平 面内垂直于d轴的方向为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坐标系是随着转子50旋转的旋转坐标系。在dq坐标系中，只有q轴电流有助于 转子50产生转矩，因此，将d轴电流设定为零，根据希望的转矩控制q轴电流即可。转子50 的旋转角(转子角)θ M是相对U轴的d轴的旋转角。dq坐标系是跟随转子角θ M的实际 旋转坐标系。通过采用该转子角θ Μ，可以在UVW坐标系和dq坐标系之间进行转换。另一方面，在该实施方式中，引入了表示控制上的旋转角的控制角θ C。控制角 θC是相对U轴的虚拟的旋转角。将与该控制角θC对应的虚拟的轴为Y轴，将相对于该 Y轴前进90°的轴为δ轴，定义虚拟的二相旋转坐标系(γ δ坐标系。下面称为“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”。并且，将虚拟轴的轴电流值称为 “虚拟轴电流值”)。当控制角9C等于转子角θ M时，作为虚拟旋转坐标系的γ δ坐标系 与作为实际旋转坐标系的dq坐标系一致。也就是说，作为虚拟轴的Y轴与作为实际轴的 d轴一致，作为虚拟轴的δ轴与作为实际轴的q轴一致。Y δ坐标系是跟随控制角θ C的 虚拟旋转坐标系。可以利用控制角θ C来进行UVW坐标系与γ δ坐标系之间的坐标转换。通过控制角θ C和转子角θ M的差来定义负载角0L(= θ C-θ Μ)。根据控制角θ C，Y轴电流I Y供给到电动机3，则该Y轴电流I Y的q轴成分 (q轴上的正投影)成为有助于转子50产生转矩的q轴电流Iq。S卩，Y轴电流I Y和q轴 电流Iq之间具有下式(1)的关系。Iq = I γ · sin θ L ... (1) 再次参照图1。电动机控制装置5包括微型计算机11、由该微型计算机11控制， 且向电动机3供给电力的驱动电路(逆变电路)12以及用于检测流过电动机3的各相定子 绕组的电流的电流检测部13。 电流检测部13用于检测流过电动机3的各相定子绕组51、52、53的相电流IU、IV、 IW(下面，总称时称为“三相检测电流IUVW”)。这些是UVW坐标系中的各坐标轴方向的电流值。微型计算机11包括CPU和存储器(ROM和RAM)，通过执行规定的程序，起到多个 的功能处理部的功能。该多个的功能处理部包括转向转矩限制器20、指示转向转矩设定部 21、转矩偏差运算部22、位置型PI (比例积分)控制部23、相加角限制器24、异常监视部25、 控制角运算部26、初始化部27、指示电流值生成部31、电流偏差运算部32、PI控制部33、 γ δ/UVW转换部34、PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制部35以及UVW/ Y δ转换部36。指示转向转矩设定部21基于通过转向角传感器4检测的转向角和通过车速传感 器6检测的车速，设定指示转向转矩Τ*。例如，如图4所示，当转向角为正值(朝右侧方向 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动机控制装置，用于控制具有转子以及与所述转子相对的定子的电动机，所述电动机控制装置包括：电流驱动部，其以依据作为控制上的旋转角的控制角旋转的旋转坐标系的轴电流值驱动所述电动机；控制角运算部，其在规定的各运算周期中，通过在控制角的上一次值上加上相加角来求出控制角的本次值；转矩检测部，其用于检测施加在由电动机驱动的驱动对象上的除了电动机转矩之外的转矩；指示转矩设定部，其设定应该施加在所述驱动对象上的指示转矩；以及相加角运算部，其通过进行基于转矩偏差的比例积分控制，计算应该加在所述控制角上的所述相加角，其中，所述转矩偏差是由所述指示转矩设定部设定的指示转矩和由所述转矩检测部检测的转矩之间的转矩偏差。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：狩集裕二，小松逸人，前田真悟，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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