(57)【要約】【課題】モータ制御装置の電流検出回路における電流ゲインの不平衡およびずれによるトルクリップルを軽減する電流検出回路の調整方法を提供する。【解決手段】所定トルクで電動モータ１５を回転させたときの１次リップル波形（１次検出トルク波形）の振幅と位相から求めた中間変数β１，β２により電流検出回路の電流ゲイン値の１次調整をする。さらに、１次調整後の２次リップル波形（２次検出トルク波形）の振幅と位相から求めた中間変数αにより電流ゲイン値の２次調整をする。これにより、電流ゲイン値のばらつきに起因するトルクリップルを低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相モータに設けた電流検出回路の調整方法であって、
前記３相モータを所定トルクで回転したときの第１の検出トルク波形の１次成分の振幅と位相を求める工程と、
前記１次成分の振幅と位相をもとに前記電流検出回路の電流ゲイン値に対する第１の中間変数を求める工程と、
前記第１の中間変数による前記電流ゲイン値の１次調整後に前記３相モータを所定トルクで回転したときの第２の検出トルク波形の２次成分の振幅と位相を求める工程と、
前記２次成分の振幅と位相をもとに前記電流検出回路の電流ゲイン値に対する第２の中間変数を求める工程と、
前記第２の中間変数によって前記電流ゲイン値の２次調整を行う工程と、
を備えることを特徴とする電流検出回路の調整方法。
【請求項２】
前記電流ゲイン値は、３相のうちの２相について正方向電流と負方向電流それぞれに対応する４個の電流ゲイン値であることを特徴とする請求項１に記載の電流検出回路の調整方法。
【請求項３】
前記第１の中間変数により各相における正方向電流と負方向電流それぞれの前記電流ゲイン値のずれを調整し、前記第２の中間変数により前記電流ゲイン値の相間の不平衡を調整することを特徴とする請求項２に記載の電流検出回路の調整方法。
【請求項４】
前記第１の中間変数は、前記２相のうち一方の相の前記電流ゲイン値のずれを調整する変数と、前記２相のうち他方の相の前記電流ゲイン値のずれを調整する変数とからなることを特徴とする請求項３に記載の電流検出回路の調整方法。
【請求項５】
前記所定トルクは、前記３相モータを電気角において少なくとも１周分、目標トルクを一定にして回転させたときのトルクであることを特徴とする請求項１に記載の電流検出回路の調整方法。
【請求項６】
モータ駆動用のインバータを有するモータ制御装置であって、
モータの２以上の相に対応して設けた電流検出回路と、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の調整方法によって前記電流検出回路の電流ゲイン値を調整する調整手段と、
前記調整された電流ゲイン値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された電流ゲイン値に基づいてパルス幅変調信号を生成する手段と、
前記生成されたパルス幅変調信号により前記モータを駆動制御する手段と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
当該モータ制御装置に着脱可能に構成された検査装置をさらに備え、前記検査装置を前記調整手段として機能させることを特徴とする請求項６に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記モータは３相モータであり、前記電流検出回路は、前記３相のうち少なくとも２相に対応して設けられ前記モータの各相の相電流を電圧として検出するシャント抵抗と、該シャント抵抗を流れる直流電流による降下電圧を電流値に換算して電流検出信号として出力する増幅回路とを備えることを特徴とする請求項６に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
車両等の運転者のハンドル操作をアシストする電動パワーステアリング用モータ制御装置であって、
３相モータの少なくとも２相に対応して設けた電流検出回路と、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の調整方法によって前記電流検出回路の電流ゲイン値を調整する手段と、
前記調整された電流ゲイン値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された電流ゲイン値に基づいてパルス幅変調信号を生成する手段と、
前記生成されたパルス幅変調信号により前記モータを駆動制御する手段と、
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング用モータ制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電動パワーステアリング用モータ制御装置を備えたことを特徴とする電動パワーステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばモータ制御装置の電流検出回路のばらつきを調整・補正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置等のモータ駆動用インバータにおいて、３相モータの相対応に設けた電流センサ(シャント抵抗)の電流検出値にばらつきがあると、トルクリップルが発生する。このことから、電動パワーステアリング装置等におけるモータ駆動制御において、モータに流れる電流を正確に検出することが重要となる。
【０００３】
そのため、ＰＷＭ（パルス幅変調）による３相モータの駆動制御において、電流制御値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ駆動パルスのデューティ比を調整する場合、トルクリップルを低減するには、電流センサでの電流検出値のばらつきを低減させる必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１の電動パワーステアリング制御装置では、操舵トルクのリップル成分を解析し、モータに流れる電流を検出する電流センサのゲイン誤差とオフセットを調整することで、電流センサの検出誤差により生じるトルクリップルを低減している。
【０００５】
特許文献２は、電動機に流れる電流を電流センサにより検出して電動機の電流を制御する装置において、電動機電流の位相オフセットや電流値の違いで発生するトルクリップル等が電流センサの検出電流に現れることに着目し、電流位相指令と検出位相の差分からトルクリップルを検出し、これらトルクリップルから検出電流の位相オフセットやゲインを調整することでトルクリプルを低減させる電動機の制御装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５９１７８号公報
【特許文献２】特許第４１２０２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、経年変化等による電流センサの検出誤差により生じるトルクリップルの低減を目的としており、例えば電流調整モードを実現する場合、運転者がステアリングホイールを操作し、モータ回転数が安定していなければ電流センサのオフセットやゲインの調整が実施できないという問題がある。      
【０００８】
特許文献２は、検出したトルクリップルから電流センサの検出電流の位相オフセットやゲインを調整してトルクリップルを低減させているため、オフセット調整回路とゲイン調整回路を設ける必要があり、装置構成が複雑化するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータ制御装置の電流検出回路における電流ゲインの不平衡およびずれによるトルクリップルを軽減する電流検出回路の調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として以下の構成を備える。すなわち、本願の例示的な第１の発明は、３相モータに設けた電流検出回路の調整方法であって、前記３相モータを所定トルクで回転したときの第１の検出トルク波形の１次成分の振幅と位相を求める工程と、前記１次成分の振幅と位相をもとに前記電流検出回路の電流ゲイン値に対する第１の中間変数を求める工程と、前記第１の中間変数による前記電流ゲイン値の１次調整後に前記３相モータを所定トルクで回転したときの第２の検出トルク波形の２次成分の振幅と位相を求める工程と、前記２次成分の振幅と位相をもとに前記電流検出回路の電流ゲイン値に対する第２の中間変数を求める工程と、前記第２の中間変数によって前記電流ゲイン値の２次調整を行う工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本願の例示的な第２の発明は、モータの駆動用のインバータ回路を有するモータ制御装置であって、モータの２以上の相に対応して設けた電流検出回路と、上記例示的な第１の発明に係る調整方法によって前記電流検出回路の電流ゲイン値を調整する調整手段と、前記調整された電流ゲイン値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された電流ゲイン値に基づいてパルス幅変調信号を生成する手段と、前記生成されたパルス幅変調信号により前記モータを駆動制御する手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本願の例示的な第３の発明は、車両等の運転者のハンドル操作をアシストする電動パワーステアリング用モータ制御装置であって、３相モータの少なくとも２相に対応して設けた電流検出回路と、上記例示的な第１の発明に係る調整方法によって前記電流検出回路の電流ゲイン値を調整する手段と、前記調整された電流ゲイン値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された電流ゲイン値に基づいてパルス幅変調信号を生成する手段と、前記生成されたパルス幅変調信号により前記モータを駆動制御する手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本願の例示的な第４の発明は、電動パワーステアリングシステムであって、上記例示的な第３の発明に係る電動パワーステアリング用モータ制御装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、モータ制御装置の電流検出回路の電流ゲイン値の不平衡およびずれの調整が容易になり、かかる調整によってトルクリップルを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るモータ制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２はトルクリップルの推定シミュレーションの結果を示す図である。
【図３】図３は、中間変数αを一定の状態にしてβ１のみを変化させて、トルクリップルへの影響を確認したシミュレーション結果である。
【図４】図４は、中間変数αを一定の状態にしてβ２のみを変化させて、トルクリップルへの影響を確認したシミュレーション結果である。
【図５】図５は、中間変数β１，β２の変化に対するリップル量の変化を２次元で表示した図である。
【図６】図６は、中間変数β１，β２の変化に対する位相のずれを２次元で表示した図である。
【図７】図７は、２次トルクリップルへの影響を示すシミュレーション結果である。
【図８】図８は、１次トルクリップルおよび２次トルクリップルをもとにした補正について説明するための図である。
【図９】図９は、本実施形態に係るモータ制御装置における電流検出回路の調整処理手順を時系列で示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本実施形態に係るモータ制御装置を搭載した電動パワーステアリング装置の概略構成である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るモータ制御装置の全体構成を示すブロック図である。図１のモータ制御装置１０は、電動モータ１５の駆動制御ユニットとしてのモータ制御部２０、モータ制御部２０に対して着脱可能に構成された検査装置３０を備える。検査装置３０は、後述するようにモータ制御装置１０の電流検出回路（電流センサ）を調整する機能を有する。
【００１７】
モータ制御部２０は、モータ制御部２０全体の制御を司る、例えばマイクロプロセッサからなるＣＰＵ１２、ＣＰＵ１２からの制御信号よりモータ駆動信号を生成し、ＦＥＴ駆動回路として機能するインバータ制御部４、電動モータ１５に所定の駆動電流を供給するインバータ回路（モータ駆動回路）５を備える。
【００１８】
メモリ２５には、ＣＰＵ１２が実行するモータ制御プログラム、後述する調整後における電流検出回路の電流ゲイン値等が記憶される。メモリ２５は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）であってもよい。また、メモリ２５はＣＰＵ１２に内蔵された構成であってもよい。
【００１９】
インバータ回路５には、不図示の外部バッテリよりモータ駆動用の電源（Ｂ＋）が供給される。インバータ回路５は、複数の半導体スイッチング素子（ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６）からなるＦＥＴブリッジ回路であり、図１では、電動モータ１５への駆動電流を通電するスイッチングＦＥＴの図示を省略している。
【００２０】
ＦＥＴ１，３，５は、それぞれのドレイン端子が電源側（Ｂ＋）に接続され、ソース端子がＦＥＴ２，４，６それぞれのドレイン端子に接続されている。ＦＥＴ２，４，６のソース端子は、グランド（ＧＮＤ）側に接続されている。
【００２１】
電動モータ１５は、例えば３相ブラシレスＤＣモータであり、上述したＦＥＴブリッジ回路は３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のインバータ回路である。インバータ回路を構成する半導体スイッチング素子（ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６）は、電動モータ１５の各相に対応している。ここでは、ＦＥＴ１，２がＵ相に、ＦＥＴ３，４がＶ相に、そして、ＦＥＴ５，６がＷ相にそれぞれ対応している。
【００２２】
これらのＦＥＴのうちＦＥＴ１，３，５は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の上アーム（ハイサイド（ＨｉＳｉｄｅ）ともいう）のスイッチング素子であり、ＦＥＴ２，４，６は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の下アーム（ローサイド（ＬｏＳｉｄｅ）ともいう）のスイッチング素子である。
【００２３】
スイッチング素子（ＦＥＴ）はパワー素子とも呼ばれ、例えば、ＭＯＳＦＥＴ(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッチング素子である。
【００２４】
インバータ制御部４は、ＣＰＵ１２からのＰＷＭ制御信号にしたがったスイッチング信号を生成して、インバータ回路５のハイサイド（ＨｉＳｉｄｅ）ＦＥＴ１，３，５、ローサイド（ＬｏＳｉｄｅ）ＦＥＴ２，４，６それぞれを駆動するドライバ（プリドライバ）である。
【００２５】
ローサイド（ＬｏＳｉｄｅ）ＦＥＴ２，４，６と電源のマイナス側（ＧＮＤ）との間には、各相に対応した電流検出回路（電流センサ）７ａ〜７ｃが配置されている。電流検出回路は、モータ駆動電流検出用のシャント抵抗に流れる直流電流を増幅回路を用いて検出する。例えば、電流検出回路７ａは、シャント抵抗Ｒ１と、モータ駆動電流によるシャント抵抗Ｒ１の両端の電位差（降下電圧）を電流値に換算して電流検出信号として出力する、オペアンプ等からなる増幅回路９ａとで構成される。同様に電流検出回路７ｂは、シャント抵抗Ｒ２と増幅回路９ｂからなり、電流検出回路７ｃは、シャント抵抗Ｒ３と増幅回路９ｃからなる。
【００２６】
なお、３相の場合、相電流の和についてＩＵ＋ＩＶ＋ＩＷ＝０の関係があるので、２相の電流が分かれば他の１相の電流が判明する。よって、上述した電流検出回路（電流センサ）は３相すべてに対応して設けず、少なくとも２相に対して設ければよい。
【００２７】
電流検出回路７ａ〜７ｃからの出力信号（電流検出信号）は、Ａ／Ｄ変換部１７に入力され、そのＡ／Ｄ変換機能により、電流検出回路７ａ〜７ｃで検出されたアナログ電流値がデジタルデータに変換され、ＣＰＵ１２に送られる。なお、Ａ／Ｄ変換部１７はＣＰＵ１２に内蔵された構成であってもよい。
【００２８】
モータ制御部２０は、検査装置３０とのデータ通信等を可能にするインターフェース部（Ｉ／Ｏ）２３を備える。ＣＰＵ１２は、Ａ／Ｄ変換部１７より得たデジタルデータを、インターフェース部２３を介して検査装置３０へ送信する。
【００２９】
検査装置３０は、その装置全体を制御するＣＰＵ３１と、モータ制御部２０とデータ通信等をするためのインターフェース部（Ｉ／Ｏ）３３、後述する電流検出回路の電流ゲイン値を調整する際、電動モータ１５よりトルク波形を取得するトルク波形取得部３５等を備える。
【００３０】
本実施形態に係るモータ制御装置では、モータ制御装置とは別に設けた検査装置３０において電流検出回路の電流ゲイン値の調整等を行う構成とすることで、モータ制御装置１０の出荷前段階での電流検出回路の電流ゲイン調整が容易になる。また、検査装置３０をモータ制御装置１０より着脱可能にすることによって、モータ制御装置のコストアップを回避できる。
【００３１】
さらに、本実施形態に係るモータ制御装置の構成は、機電一体型の装置のように、組立後は外部へ信号線を引き出してモータ電流を直接測定できないタイプのモータ制御装置に対して電流ゲイン値の有効な調整方法を提供できる。
【００３２】
また、後述するように電動モータを電気角において少なくとも１周分、目標トルクを一定にして回転させてトルクを測れるのは、モータ制御装置の出荷時のみであることに着目すると、特に出荷時における電流検出回路の電流ゲイン値の調整に適した方法を提供できる。
【００３３】
次に、本実施形態に係るモータ制御装置における電流検出回路の調整方法について詳細に説明する。ここでは、上述したように３相の電流和についての関係（ＩＵ＋ＩＶ＋ＩＷ＝０）から、３相のうち２相の電流正方向ゲインと電流負方向ゲインを算出する。すなわち、計４つの電流ゲイン値を調整対象とする。
【００３４】
＜トルクリップルの推定＞
本実施形態に係るモータ制御装置では、シミュレーションによって得たトルク波形から、ｑ軸電流Ｉｑとトルクが比例すると見做して、電流検出回路の電流ゲイン値を調整するための数式を求める。そこで、最初のステップとして、電流検出回路の電流ゲイン値の変動に対するトルクリップルを推定し、電流ゲイン値とトルクリップルとの関係をシミュレーションによって確認する。
【００３５】
例えば、Ｕ相とＶ相について、理想の電流ゲイン値に対する、設定された電流ゲイン値の比をＲｕｐ，Ｒｕｍ，Ｒｖｐ，Ｒｖｍ（ｐは正方向を、ｍは負方向を意味する。）とする。なお、上述したように３相のうちの２相についての推定で目的を達成できるため、Ｗ相を除外しても制御上の影響はない。
【００３６】
通常の３相交流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに対して、電流ゲイン値の影響を受けたＩｕ’，Ｉｖ’，Ｉｗ’を、下記の式１で求める。
【００３７】
＜式１＞
Ｉｕ’＝Ｉｕ／Ｒｕｐ  （Ｉｕ≧０）
Ｉｕ’＝Ｉｕ／Ｒｕｍ  （Ｉｕ＜０）
Ｉｖ’＝Ｉｖ／Ｒｖｐ  （Ｉｖ≧０）
Ｉｖ’＝Ｉｖ／Ｒｖｍ  （Ｉｖ＜０）
Ｉｗ’＝−（Ｉｖ’＋Ｉｕ’）
【００３８】
これらＩｕ’，Ｉｖ’，Ｉｗ’をもとにｄ軸電流Ｉｄ，ｑ軸電流Ｉｑを計算する。そして、計算で求めたＩｑにトルクが比例すると見做してトルクリップルを算出する。
【００３９】
図２はトルクリップル推定のためのシミュレーション結果を示しており、図２（ａ）は３相の電流である。図２（ａ）に示すように、Ｕ相のプラス側のゲイン比を１．５倍し、他の比を１．０とした場合、Ｕ相の＋側の振幅が２／３となる（図中、符号Ｂで示す）。そして、符号Ａで示すように、Ｕ相は電流が下がって歪んでいる。また、その影響を受けてＷ相にも歪が生じる（図中、丸印で囲んで示す部分）。
【００４０】
図２（ｂ）は、上記３相の電流Ｉｕ’，Ｉｖ’，Ｉｗ’を２軸に変換した結果である。出力トルクがｑ軸電流Ｉｑに比例すると考えると、このときのトルクリップルは、トルク波形のＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析により、１次リップルが振幅１６．１％、位相４６．１°、２次リップルが振幅１０．５％、位相−９０．０°となった。検算のため、これらを再度、波形に戻すと、図２（ｂ）のＲのようにＩｑに近づいていることが分かる。
【００４１】
＜1次トルクリップルへの影響＞
次に、1次トルクリップルへの影響について説明する。ここでは、Ｕ，Ｖ相間の電流ゲイン値の不平衡（バランスの違い）を中間変数αで定義し、電流正方向ゲイン、電流負方向ゲインのずれを中間変数β１，β２で表す。具体的には、Ｕ相の正方向ゲイン・負方向ゲインのずれをβ１で、Ｖ相の正方向ゲイン・負方向ゲインのずれをβ２で表す。
【００４２】
中間変数とは、計算上の途中の値を意味し、中間変数を用いた数式を使用することで最終的に電流ゲイン値を調整する。そこで、ここでのシミュレーションでは、各電流ゲイン値を中間変数を用いた下記の式で定義し、これらの式により電流ゲイン値を設定する。
【００４３】
＜式２＞
Ｒｕｐ＝（１＋β１）・（１−α）
Ｒｕｍ＝（１−β１）・（１−α）
Ｒｖｐ＝（１＋β２）・（１＋α）
Ｒｖｍ＝（１−β２）・（１＋α）
【００４４】
図３は、αを一定の状態にしてβ１のみを変化させて、トルクリップルへの影響を確認したシミュレーション結果である。また、図４は、αを一定の状態にしてβ２のみを変化させて、トルクリップルへの影響を確認したシミュレーション結果である。ここでは、Ｕ，Ｖ相間の電流ゲイン値の不平衡を示すαについては、０（正常）と、０．０２（不平衡）の２通りで確認した。
【００４５】
図３（ａ）および図４（ａ）から分かるように、β１，β２の変化に対して１次のトルクリップルは比例関係となっている。また、αの違いによるトルクリップルの差は殆どないことが分かる。
【００４６】
よって、図３（ａ）の直線の傾きより、リップル量ｙの近似式を求めると、ｙ＝８８．３５９３・｜β１｜となる。同様に、図４（ａ）の直線の傾きより、近似式ｙ＝８８．３５９３・｜β２｜を得る。
【００４７】
また、図３（ｂ）より、β１を変更した場合の位相は、４５°（β１＞０）または−１３５°（β１＜０）、つまり、−４５°を基準に±９０°ずれることが分かる。β２を変更した場合の位相は、１３５°（β２＞０）または−４５°（β２＜０）、つまり、４５°を基準に±９０°ずれることが分かる。
【００４８】
次に、αを固定（０）し、β１とβ２の双方を変化させて、トルクリップルの傾向を確認する。図５は、β１，β２の変化に対する１次リップル量の変化を２次元で表示しており、図６は、β１，β２の変化に対する１次リップルの位相を２次元で表示している。
【００４９】
図５において、同心状に表した図形の濃度（グレースケール）と、その右側に隣接する縦方向帯状図形に示す濃度とが対応している。例えば、β１を０．０１、β２を０．０１とした場合、β１，β２の値を示す直線どうしが交わる部位と同濃度の部位を、帯状図形より見い出すことで、β１，β２の変化に対するリップル量（％）が分かる。
【００５０】
同様に図６より、β１，β２の値を示す直線どうしの交点となる部位と同濃度の部位を、右側の隣接帯状図形より見い出すことで、β１，β２の変化に対する位相（°）が分かる。例えば、β１が０．０１、β２が０．０１の場合、位相のずれは９０°となる。
【００５１】
図５および図６を参照すると、１次リップルの量と位相を示すベクトルは、β１，β２を単独で変化させたときのそれぞれのリップルのベクトルの和と等しくなることが分かる。これらの結果より、以下の手順によって補正を行う。
【００５２】
リップル量ｙ、位相φについて、下記の式３が得られる。
【００５３】
＜式３＞
ｙ１＝ｙ・ｃｏｓ（φ−４５°）
ｙ２＝ｙ・ｓｉｎ（φ−４５°）
【００５４】
上述したリップル量ｙの近似式等を参照してβ１，β２を逆算すると、β１＝ｙ１／８８．３５９３、β２＝ｙ２／８８．３５９３となる。
【００５５】
得られたβ１，β２をもとにして、Ｕ相の電流正方向ゲインＧｕｐについては（１＋β１）で除算し、Ｕ相の電流負方向ゲインＧｕｍについては（１−β１）で除算して、各電流ゲイン値を補正する。また、Ｖ相の電流正方向ゲインＧｖｐについては（１＋β２）で除算し、Ｖ相の電流負方向ゲインＧｖｍについては（１−β２）で除算して、各電流ゲイン値を補正する。
【００５６】
＜２次トルクリップルへの影響＞
次に、２次トルクリップルへの影響について説明する。図７は、２次トルクリップルへの影響を示すシミュレーション結果である。ここでは、図７（ｂ）に示すようにαを−０．０２〜＋０．０２まで線形に変化させる。また、β１，β２については、それらの影響を見るため、図７（ａ）に示すように範囲が−０．０２〜＋０．０２の乱数とする。
【００５７】
１次トルクリップルの場合と同様、下記の式４により電流ゲイン値を設定して、２次トルクリップルを確認する。
【００５８】
＜式４＞
Ｒｕｐ＝（１＋β１）・（１−α）
Ｒｕｍ＝（１−β１）・（１−α）
Ｒｖｐ＝（１＋β２）・（１＋α）
Ｒｖｍ＝（１−β２）・（１＋α）
【００５９】
図７（ａ）〜（ｃ）から、２次のトルクリップルはαによって決まり、β１，β２の影響は小さいことが分かる。図７（ｂ）の直線の傾きからは、２次のリップル量をｙとすると、αとｙの関係式として、ｙ＝１１５．５６６｜α｜が得られる。
【００６０】
図７（ｃ）より、位相もβ１，β２の影響を受けないことから、位相（φ）は±９０°となる。そこで、αを逆算すると、式５のように表される。
【００６１】
＜式５＞
α＝ｙ／１１５．５６６（φ≒＋９０°）
α＝−ｙ／１１５．５６６（φ≒−９０°）
【００６２】
得られたαをもとにして、Ｕ相の電流正方向ゲインＧｕｐと電流負方向ゲインＧｕｍについては（１−α）で除算して、各電流ゲインを補正する。また、Ｖ相の電流正方向ゲインＧｖｐと電流負方向ゲインＧｖｍについては（１＋α）で除算して、各電流ゲインを補正する。
【００６３】
＜電流ゲイン値およびトルクリップルの補正例＞
次に、本実施形態に係るモータ制御装置における電流ゲイン値およびトルクリップルの補正例について説明する。
【００６４】
[1次トルクリップルをもとにした補正]
最初に1次トルクリップルをもとにした補正について説明する。図８（ａ）は、例えば、補正前の検出トルク波形であり、電動モータを電気角１周分（３６０°）、一定トルク（３０Ｎ・ｍ）で回転したときの検出トルク波形である。ここで一定トルクとは、指示トルクが一定であることを意味する。
【００６５】
図８（ａ）より、補正なし（補正前）、つまり電流検出回路が未調整の場合には、図中、実線で示すリップルのばらつきがある。この場合の検出トルク波形の１次成分は、３０Ｎ・ｍの指示トルクに対して振幅が０．４８％（より厳密には、０．４８１８９％）、位相のずれが−１９°（厳密には、−１９．００５°）となる。
【００６６】
上記のように１次成分ｙが０．４８１８９％、位相φが−１９．００５°の場合、上記の式３より、
ｙ１＝０．４８１８９・ｃｏｓ（−６４．００５°）＝０．２１１２１
ｙ２＝０．４８１８９・ｓｉｎ（−６４．００５°）＝−０．４３３１４
が得られる。
【００６７】
これらの結果からβ１，β２を算出すると、
β１＝０．２１１２１／８８．３５９３＝０．００２３９０４
β２＝−０．４３３１４／８８．３５９３＝−０．００４９０２０
となる。
【００６８】
よって、補正対象である電流正方向ゲインＧｕｐ，Ｇｖｐ、電流負方向ゲインＧｕｍ，Ｇｖｍについて、上述した数式による除算を行って各電流ゲインを補正する。表１に、1次クリップルをもとにした各電流ゲインの補正結果を示す。
【００６９】
【表１】
2020058111.tif 000003
【００７０】
図８（ｂ）は、１次補正後のトルク波形（点線は２次成分）である。図８（ｂ）より、１次補正後において１次成分が殆どなくなり、２次成分のみになっていることが分かる。すなわち、１次成分における振幅０．４８％から、２次成分ｙ（リップルの振幅）が、全体トルクの０．１４％まで下がり、位相φのずれは＋９０°となる。
【００７１】
[２次トルクリップルをもとにした補正]
次に、２次トルクリップルをもとにした補正について説明する。上記１次補正後のトルク波形より、２次成分ｙ（リップルの振幅）が０．１４％、位相φのずれは＋９０°となる。
【００７２】
これらの値から上記の式５より、α＝０．１４／１１５．５６６＝０．００１２１１４が得られる。このαに基づく２次クリップルをもとにした各電流ゲインの補正結果を表２に示す。
【００７３】
【表２】
2020058111.tif 000004
【００７４】
図８（ｃ）は、２次補正後のトルク波形である。図８（ｃ）より、２次補正後において、リップルの振幅が０．０１％に減っていることが分かる、
【００７５】
図９は、本実施形態に係るモータ制御装置における電流検出回路の調整処理手順を時系列で示すフローチャートである。図９のステップＳ１１において、検査装置３０の不図示のサーボモータ等を用いて、電動モータ１５を低速で回転させながら、ＣＰＵ３１よりモータ制御部２０のＣＰＵ１２に対して所定のコマンド（目標トルクを指示する命令）を送信することで、電気角において１周分、所定トルク（例えば、３０Ｎ・ｍ）で電動モータ１５を回転する。
【００７６】
ステップＳ１３でＣＰＵ３１は、補正前の検出トルク波形である第１のトルク波形（図８（ａ）参照）の１次成分の振幅と位相を求める。続くステップＳ１５では、これらの振幅と位相より、Ｕ相、Ｖ相について、電流検出回路の電流正方向ゲイン・電流負方向ゲインのずれを示す中間変数β１，β２を求める。
【００７７】
ステップＳ１７において、１次リップルをもとにした補正（１次補正）を行う。ここでは、上述したようにＵ，Ｖ２相の電流正方向ゲインと電流負方向ゲインを、表１に示す数式で除算して、電流検出回路の各電流ゲインを補正する。
【００７８】
ステップＳ１９では、１次補正後のトルク波形である第２のトルク波形（図８（ｂ）参照）の２次成分の振幅と位相を求める。続くステップＳ２１において、これらの振幅と位相より、Ｕ，Ｖ相間における電流検出回路の電流ゲインの不平衡を示す中間変数αを求める。
【００７９】
ステップＳ２３において、２次リップルをもとにした補正（２次補正）を行う。ここでは、上述したようにＵ，Ｖ２相の電流正方向ゲインと電流負方向ゲインを、表２に示す数式で除算して、電流検出回路の各電流ゲインを補正する。
【００８０】
ステップＳ２５では、検査装置３０のＣＰＵ３１が、上記の処理で得た調整後の電流ゲイン値（補正値）をモータ制御部２０に送信し、モータ制御部２０のＣＰＵ１２によって、その補正値が電流ゲイン値の最終調整値としてメモリ２５に書き込まれる。
【００８１】
図１０は、本実施形態に係るモータ制御装置を搭載した電動パワーステアリング装置の概略構成である。図１０において電動パワーステアリング装置５０は、電子制御ユニット(Electronic Control Unit: ECU)としてのモータ制御装置１０、操舵部材であるステアリングハンドル５２、ステアリングハンドル２２に接続された回転軸５３、ピニオンギア５６、ラック軸５７等を備える。
【００８２】
回転軸５３は、その先端に設けられたピニオンギア５６に噛み合っている。ピニオンギア５６により、回転軸５３の回転運動がラック軸５７の直線運動に変換され、ラック軸５７の変位量に応じた角度に、そのラック軸５７の両端に設けられた一対の車輪５５ａ，５５ｂが操舵される。
【００８３】
回転軸５３には、ステアリングハンドル５２が操作された際の操舵トルクを検出するトルクセンサ５９が設けられており、検出された操舵トルクはモータ制御装置１０へ送られる。モータ制御装置１０は、トルクセンサ５９より取得した操舵トルク、車速センサ（不図示）からの車速等の信号に基づくモータ駆動信号を生成し、その信号を電動モータ１５に出力する。
【００８４】
モータ駆動信号が入力された電動モータ１５からは、ステアリングハンドル５２の操舵を補助するための補助トルクが出力され、その補助トルクが減速ギア５４を介して回転軸５３に伝達される。その結果、電動モータ１５で発生したトルクによって回転軸５３の回転がアシストされることで、運転者のハンドル操作を補助する。
【００８５】
このように、本実施形態に係るモータ制御装置を搭載した電動パワーステアリング装置において、モータ制御装置の電流検出回路の電流ゲイン値のばらつきを調整することで、トルクリップルを低減したモータ駆動を実現でき、円滑な操舵アシストが可能となる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態に係るモータ制御装置における電流検出回路の調整方法では、所定トルクでモータを回転させたときの１次リップル波形（１次検出トルク波形）の振幅と位相から求めた中間変数により電流検出回路の電流ゲイン値の１次調整をする。そして、１次調整後の２次リップル波形（２次検出トルク波形）の振幅と位相から求めた中間変数により電流ゲイン値の２次調整をすることで、電流センサとしての電流検出回路における電流検出値（電流ゲイン値）のばらつき（不平衡とずれ）に起因するトルクリップルを低減できる。
【００８７】
また、シミュレーションによって得たトルク波形から電流検出回路の電流ゲイン値を調整するための数式と中間変数を求め、３相中の２相の計４つの電流ゲイン値を調整対象とするので、電流ゲイン調整を簡易かつ迅速に行うことができる。
【００８８】
さらには、電流センサとしてシャント抵抗という性能の劣る素子を使用しても、電流ゲイン値の調整によって不平衡およびずれを低減できるので、電流検出回路そのものの構成の簡素化、低廉化を実現できる。
【００８９】
＜変形例＞
本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上述した例では、電流検出回路の電流ゲイン値の調整処理を、図１に示す検査装置３０で実行しているが、別途、検査装置３０を設けない構成としてもよい。すなわち、検査装置３０における処理機能を、モータ制御装置１０のＣＰＵ１２に移行して、ＣＰＵ１２が電流検出回路の調整処理を行う構成としてもよい。
【００９０】
また、電流検出回路の構成について、図１において、２相（例えばＵ，Ｖ相）のみに対する電流検出回路７ａ，７ｂを備え、残り１相（例えばＷ相）の電流は、上述した式（Ｉｗ＝−Ｉｕ−Ｉｖ）より、Ｕ，Ｖの２相より算出してもよい。一方、図１に示すように３相すべてに対して電流検出回路７ａ〜７ｃを備えるが、電流制御では２相のみを用いて上記の要領で制御し、残り１相の電流検出回路は、故障検知でのみ用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
４  インバータ制御部
５  インバータ回路
７ａ〜７ｃ  電流検出回路（電流センサ）
９ａ〜９ｃ  増幅回路
１０  モータ制御装置
１２，３１  ＣＰＵ
１５  電動モータ
１７  Ａ／Ｄ変換部
２０  モータ制御部
２３，３３  インターフェース部（Ｉ／Ｏ）
２５  メモリ
３０  検査装置
３５  トルク波形取得部
５０  電動パワーステアリング装置
５２  ステアリングハンドル
５３  回転軸
５４  減速ギア
５５ａ，５５ｂ  車輪
５６  ピニオンギア
５７  ラック軸
５９  トルクセンサ
Ｒ１〜Ｒ３  シャント抵抗
【図１】
2020058111.tif 000005
【図２】
2020058111.tif 000006
【図３】
2020058111.tif 000007
【図４】
2020058111.tif 000008
【図５】
2020058111.tif 000009
【図６】
2020058111.tif 000010
【図７】
2020058111.tif 000011
【図８】
2020058111.tif 000012
【図９】
2020058111.tif 000013
【図１０】
2020058111.tif 000014