(57)【要約】【課題】  記憶値が異常であるとき、交流回転電機と回転位置検出装置との組み合わせに伴う個体毎の初期誤差によって、指令と異なる極性のトルクが発生することを防止する回転電機制御装置を提供する。【解決手段】  モータの駆動を制御するＥＣＵ（回転電機制御装置）の制御部は、個体毎に固有の記憶値を用いて回転位置センサの検出信号を補正しセンサ角θｓを演算する回転位置演算部４６、及び、記憶値が正常であるか否か判定する記憶値異常判定部４７を備える。記憶値が異常であるとき、回転位置演算部４６は、記憶値に代えて、記憶値との差が所定範囲内に制限されたデフォルト値を用い、回転位置センサの検出信号を補正する。電流指令値演算部３０は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*をゼロとし、電流指令位相を９０［°］に固定することで、トルクの正負が反転する電流位相である０［°］及び１８０［°］から最大限に遠ざけ、許容範囲を大きく確保する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された電力を変換し交流回転電機（８０）に供給する電力変換器（６０）と、前記交流回転電機の通電を制御する制御部（６５）とを備える回転電機制御装置であって、
前記制御部は、
前記交流回転電機の回転位置を検出する回転位置検出器（８５）と前記交流回転電機との組み合わせに伴う初期誤差に応じた個体毎に固有の記憶値、及び、当該記憶値との差が所定範囲内に制限されたデフォルト値を記憶する記憶手段（６６）と、
前記記憶手段に記憶された前記記憶値又は前記デフォルト値を用いて前記回転位置検出器の検出信号を補正し、回転位置情報を演算する回転位置演算手段（４６）と、
前記記憶値が正常であるか否かを判定する記憶値異常判定手段（４７）と、
前記交流回転電機の界磁成分の電流、及びトルク成分の電流についての電流指令値を演算する電流指令値演算手段（３０）と、
を有し、
前記記憶値が正常であるとき、
前記回転位置演算手段は、前記記憶値に基づいて前記回転位置検出器の検出信号を補正し、
前記記憶値が異常であるとき、
前記回転位置演算手段は、前記デフォルト値に基づいて前記回転位置検出器の検出信号を補正し、且つ、前記電流指令値演算手段は、前記交流回転電機に通電する前記界磁成分の電流を前記記憶値が正常である場合よりもゼロに近づけるように、電流指令値を演算することを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記交流回転電機に通電される相電流を、界磁成分の電流に対応するｄ軸電流、及びトルク成分の電流に対応するｑ軸電流に変換して制御し、
前記電流指令値演算手段は、
前記記憶値が異常であるとき、ｄ軸電流指令値を前記記憶値が正常である場合よりもゼロに近づけることを特徴とする請求項１に記載の回転電機制御装置。
【請求項３】
前記電流指令値演算手段は、
前記記憶値が異常であるとき、ｄ軸電流指令値をゼロとすることを特徴とする請求項２に記載の回転電機制御装置。
【請求項４】
リラクタンストルクを発生可能な永久磁石同期電動機に対して適用され、
前記電流指令値演算手段は、
前記記憶値が正常であるとき、ｄｑ座標上の電流指令ベクトルについて、最小電流で最大トルクを発生させるようにｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を演算し、
前記記憶値が異常であるとき、ｄ軸電流指令値をゼロとし、且つ、トルク指令値に基づいてｑ軸電流指令値を算出することを特徴とする請求項２または３に記載の回転電機制御装置。
【請求項５】
前記電流指令値演算手段は、
前記記憶値が正常であるとき、ｄｑ座標上の電流指令ベクトルについて、最小電流で最大トルクを発生させるように、トルク指令値に対するｄ軸電流指令値の関係を規定した第１マップ（３３）を参照してｄ軸電流指令値を演算し、且つ、トルク指令値及びｄ軸電流指令値に対するｑ軸電流指令値の関係を規定した第２マップ（３５）を参照してｑ軸電流指令値を演算し、
前記記憶値が異常であるとき、ｄ軸電流指令値をゼロとし、且つ、トルク指令値に基づいてｑ軸電流指令値を演算することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
【請求項６】
前記電流指令値演算手段は、入力された複数のｄ軸電流指令値のうち、負の値であって最小のｄ軸電流指令値を選択する最小電流選択手段（３４）を有し、
前記最小ｄ軸電流選択手段は、
前記記憶値が正常であるときのｄ軸電流指令値の演算について、前記電力変換器に印加される電圧の変調度に基づいて弱め界磁制御をするように演算されたｄ軸電流指令基準値、及び、前記第１マップを参照して演算したｄ軸電流指令マップ値のうち、小さい方のｄ軸電流指令値を選択することを特徴とする請求項５に記載の回転電機制御装置
【請求項７】
前記電流指令値演算手段は、入力された複数のｄ軸電流指令値のうち、負の値であって最小のｄ軸電流指令値を選択する最小電流選択手段（３４）を有し、
前記最小ｄ軸電流選択手段は、
前記記憶値が正常であるときのｄ軸電流指令値の演算について、相電流検出値をｄｑ変換して得られたｑ軸電流算出値と、前記回転電機の電気角速度とに基づいて弱め界磁制御をするように演算されたｄ軸電流指令基準値、及び、前記第１マップを参照して演算したｄ軸電流指令マップ値のうち、小さい方のｄ軸電流指令値を選択することを特徴とする請求項５に記載の回転電機制御装置
【請求項８】
前記記憶値異常判定手段は、前記記憶値が所定の範囲外にあるとき、前記記憶値が異常であると判定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に回転電機制御装置。
【請求項９】
前記記憶手段は、前記記憶値を複数の記憶領域に分けて記憶し、
前記記憶値異常判定手段は、前記複数の記憶領域に分けて記憶した前記記憶値同士を比較することで前記記憶値が異常であるかどうか判定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に回転電機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流回転電機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に交流回転電機の制御では、諸物理量の検出値、又は検出値から算出される算出値等に基づいて、フィードバック制御やフィードフォワード制御が実行される。例えば電動パワーステアリング装置に用いられアシストトルクを発生するモータの制御では、トルクセンサが検出した操舵トルクに基づいてモータの出力トルクを指令し、この指令トルクを発生させるようにモータの通電が制御される。
【０００３】
この例において、現実にはトルクセンサの個体差やトルク検出信号が入力されるハードウェアのばらつき等によりトルク検出値が基準値からずれる場合がある。そこで、特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置では、トルクセンサによるトルク検出値について基準値からのずれを補正するための補正値を記憶値として記憶し、さらに、記憶値が異常のときは所定の値でトルク検出値を補正することでモータの駆動を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９３３５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の装置ではトルク検出値の補正についてしか考慮していない。しかし、交流回転電機の制御に関して検出される物理量には、トルクセンサによるトルク以外に交流回転電機の回転位置等がある。回転位置として具体的には、回転位置検出器の検出信号に基づき機械角、電気角、電気角速度、回転数等の回転位置情報が算出され、これらの算出値を用いて制御演算が実行される。
【０００６】
回転位置検出器の検出信号については、交流回転電機と回転位置検出器との組み合わせに伴い，個体毎の組み付け誤差等の初期誤差が発生する。初期誤差の値によっては、交流回転電機が指令と異なる極性のトルク、すなわち指令に対し正負が反対のトルクを発生するおそれがある。その結果、例えば交流回転電機が電動パワーステアリング装置のモータの場合、運転者の操舵方向と反対方向にアシストトルクを発生させることとなり、運転者に違和感を与えるおそれがある。
【０００７】
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、記憶値が異常であるとき、交流回転電機と回転位置検出装置との組み合わせに伴う個体毎の初期誤差によって、指令と異なる極性のトルクが発生することを防止する回転電機制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回転電機制御装置は、入力された電力を変換し交流回転電機に供給する電力変換器と、交流回転電機の通電を制御する制御部とを備える。制御部は、記憶手段、回転位置演算手段、記憶値異常判定手段、及び電流指令値演算手段を有する。
記憶手段は、交流回転電機の回転位置を検出する回転位置検出器と交流回転電機との組み合わせに伴う初期誤差に応じた個体毎に固有の記憶値、及び、当該記憶値との差が所定範囲内に制限されたデフォルト値を記憶する。
回転位置演算手段は、記憶手段に記憶された記憶値又はデフォルト値を用いて回転位置検出器の検出信号を補正し、回転位置情報を演算する。
記憶値異常判定手段は、記憶値が正常であるか否かを判定する。
電流指令値演算手段は、交流回転電機の界磁成分の電流、及びトルク成分の電流についての電流指令値を演算する。
【０００９】
記憶値が正常であるとき、回転位置演算手段は、記憶値に基づいて回転位置検出器の検出信号を補正する。
記憶値が異常であるとき、回転位置演算手段は、デフォルト値に基づいて回転位置検出器の検出信号を補正し、且つ、電流指令値演算手段は、交流回転電機に通電する界磁成分の電流を記憶値が正常である場合よりもゼロに近づけるように、電流指令値を演算することを特徴とする。
【００１０】
上記の構成で、「交流回転電機の界磁成分の電流、及びトルク成分の電流」は、実機側の観点での電流を示している。これを制御側の観点から言い換えると、制御部は、交流回転電機に通電される相電流を、界磁成分の電流に対応するｄ軸電流、及びトルク成分の電流に対応するｑ軸電流に変換して制御する。そして、電流指令値演算手段は、記憶値が異常であるとき、ｄ軸電流指令値を記憶値が正常である場合よりもゼロに近づける。このように制御側でｄ軸電流を操作することで、実機側において界磁成分の電流がゼロに近づくように制御される。この場合、特に、ｄ軸電流指令値をゼロとすることが好ましい。
以下、電流について「ゼロ」とは、厳密な０［Ａ］のみでなく、実質的に０［Ａ］と同等の範囲の値を含むものとする。
【００１１】
本発明の回転電機制御装置は、個体毎に固有の記憶値が正常であるとき、回転位置演算手段が記憶値に基づいて回転位置検出器の検出信号を補正する。これにより、制御部は、補正された適切な回転位置情報を用いて、回転電機の駆動に係る制御演算を精度良く実行することができる。
【００１２】
一方、記憶値が異常であるとき、回転位置演算手段は、記憶値に代えて、デフォルト値に基づいて回転位置検出器の検出信号を補正する。このデフォルト値は、母集団における個体間の記憶値のばらつきの中心値等の値に設定され、個体毎の固有の記憶値との差が所定範囲内に制限されている。言い換えれば、製造時の検査において記憶値とデフォルト値との差が所定範囲内に無い場合には、その個体は検査不合格として排除される。これにより、デフォルト値に基づいて演算した回転位置情報と、本来の記憶値に基づいて演算した回転位置情報との差が一定範囲内に抑えられる。
【００１３】
また、指令と異なる極性のトルクが発生することを防止する観点から、「トルクの極性が同一に維持される電流位相の許容範囲」を、次のように決めることができる。
ｄｑ軸座標における電流ベクトルの位相を＋ｄ軸方向で０［°］、−ｄ軸方向で１８０［°］と定義すると、電流位相が０［°］又は１８０［°］を跨いだとき、トルク成分であるｑ軸電流の正負が反転する。そこで、電流指令値演算手段は、ｄ軸電流指令値をゼロに近づけることにより、電流指令位相を９０［°］に近づける。つまり、電流指令位相を０［°］又は１８０［°］から遠ざける。その結果、回転位置誤差に対する許容範囲を広げることができる。
【００１４】
特にｄ軸電流指令値をゼロとする場合には、電流指令位相を９０［°］に固定することとなる。したがって、回転位置誤差に対する許容範囲を最大限に確保することができる。よって、記憶値が異常であるとき、記憶値に代えてデフォルト値を用いて回転位置検出器の検出信号を補正することと相俟って、個体毎の組み付け誤差により指令と異なる極性のトルクが発生することを防止することができる。
【００１５】
さらに、記憶値が正常であるとき、電流指令値演算手段は、高回転領域で界磁を弱める弱め界磁制御、及び、最小電流で最大トルクを発生する最大トルク制御を考慮してｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を演算することが好ましい。以下、「演算」とは、数式に基づく算出の他、マップを参照することを含む。
また、回転電機がＳＰＭ（表面永久磁石）型である場合とＩＰＭ（埋込永久磁石）型である場合とでは最大トルク特性線が異なる。したがって、電流指令値演算手段は、回転電機がＳＰＭ型であるかＩＰＭ型であるかに応じて、より適正なｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を演算する構成とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１〜第３実施形態による回転電機制御装置の回路構成図。
【図２】本発明の第１〜第３実施形態による回転電機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実施形態による回転電機制御装置の制御ブロック図。
【図４】ＳＰＭ同期モータに適用される場合の電流指令値演算部の制御ブロック図。
【図５】ＳＰＭ同期モータに適用される場合の電流指令値演算部が実行するｄ軸電流指令値演算のフローチャート。
【図６】ＳＰＭ同期モータに適用される場合の電流指令値演算部が実行するｑ軸電流指令値演算のフローチャート。
【図７】ＩＰＭ同期モータに適用される場合の電流指令値演算部の制御ブロック図。
【図８】（ａ）第１マップ、（ｂ）第２マップの例。
【図９】ＩＰＭ同期モータに適用される場合の電流指令値演算部において第１マップを参照するフローチャート。
【図１０】ＩＰＭ同期モータに適用される場合の電流指令値演算部が実行するＭＩＮ電流選択のフローチャート。
【図１１】ＩＰＭ同期モータに適用される場合の電流指令値演算部において第２マップを参照するフローチャート。
【図１２】回転位置センサのセンサ出力特性、及び記憶値を説明する説明図。
【図１３】本発明の第１実施形態による回転電機制御装置の回転位置演算部が実行する回転位置演算フローチャート。
【図１４】本発明の第１実施形態による回転電機制御装置の記憶値異常判定部が実行する記憶値異常判定フローチャート。
【図１５】本発明の第２実施形態による回転電機制御装置の制御ブロック図。
【図１６】本発明の第３実施形態による回転電機制御装置の記憶値異常判定手段が実行する記憶値異常判定フローチャート。
【図１７】ｄｑ軸電流ベクトルの電流位相を説明する図。
【図１８】ＳＰＭ同期モータ及びＩＰＭ同期モータについての最大トルク位相を説明する図。
【図１９】ＳＰＭ同期モータでの（ａ）トルクＴ−回転数Ｎ特性図、（ｂ）弱め界磁駆動領域、及び最大トルク駆動領域を説明する図。
【図２０】ＩＰＭ同期モータでの（ａ）トルクＴ−回転数Ｎ特性図、（ｂ）弱め界磁駆動領域、及び最大トルク駆動領域を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明による回転電機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。複数の実施形態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。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図１４、及び図１７〜図２０を参照して説明する。
【００１８】
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。
【００１９】
電動パワーステアリング装置１は、回転軸を回転させるアクチュエータ２、及び、回転軸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「回転電機」としてのモータ８０と、モータ８０の駆動を制御する「回転電機制御装置」としてのＥＣＵ１０とから構成される。本実施形態のモータ８０は永久磁石同期型の３相交流電動機であり、減速ギア８９を正逆回転させる。
【００２０】
「回転位置検出器」としての回転位置センサ８５は、例えばレゾルバ等が用いられる。なお、回転位置センサ８５はいわゆる「回転角センサ」と同義であるが、本実施形態では回転位置センサ８５が直接的に回転角を検出するのではなく、回転位置センサ８５の検出信号に基づいて回転位置演算部４６がセンサ角θｓを演算することから、「回転位置センサ」という名称を用いることとする。
【００２１】
ＥＣＵ１０は、制御部６５、及び、制御部６５の指令に従ってモータ８０への電力供給を制御する「電力変換器」としてのインバータ６０を含む。
制御部６５は、回転位置センサ８５からの回転位置検出信号、トルクセンサ９４からの操舵トルク信号等に基づいて、インバータ６０への出力を制御する。これにより、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。
【００２２】
図１に示すように、モータ８０は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３相巻線８１、８２、８３から構成されている。本実施形態では、モータ８０として、非突極型のＳＰＭ（表面永久磁石）同期モータ、或いは、突極型であってリラクタンストルクを発生可能なＩＰＭ（埋込永久磁石）同期モータが適用される。
【００２３】
ＥＣＵ１０は、平滑コンデンサ５３、インバータ６０及び制御部６５等を備えており、バッテリ５１から供給された直流電力をインバータ６０で３相交流電力に変換してモータ８０に供給する。
平滑コンデンサ５３は、インバータ６０の入力部においてバッテリ５１に対して並列に接続されており、平滑コンデンサ５３の電極間電圧であるコンデンサ電圧Ｖｃがインバータ６０への入力電圧となる。平滑コンデンサ５３は、インバータ６０へ入力される電圧の脈動を抑制し、平滑化する。また、サージ電流などのノイズ成分を抑制する。
【００２４】
インバータ６０は、モータ８０の各巻線８１、８２、８３への通電を切り替えるべく、６つのスイッチング素子６１１、６１２、６２１、６２２、６３１、６３２がブリッジ接続されている。本実施形態のスイッチング素子６１１等は、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）である。以下、スイッチング素子６１１等をＭＯＳ６１１等という。また、高電位側（上アーム）のＭＯＳ６１１、６２１、６３１を「上ＭＯＳ」、低電位側（下アーム）のＭＯＳ６１２、６２２、６３２を「下ＭＯＳ」という。
【００２５】
上ＭＯＳ６１１、６２１、６３１は、ドレインがバッテリ５１の高電位電極に接続され、ソースが下ＭＯＳ６１２、６２２、６３２のドレインに接続されている。下ＭＯＳ６１２、６２２、６３２のソースは、電流検出器７０を構成する電流検出素子７１、７２、７３を介してバッテリ５１の低電位電極に接続されている。上ＭＯＳ６１１、６２１、６３１と下ＭＯＳ６１２、６２２、６３２との接続点は、それぞれ、巻線８１、８２、８３の一端に接続されている。
電流検出素子７１、７２、７３は、それぞれ、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の巻線８１、８２、８３に通電される相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。
【００２６】
制御部６５は、「記憶手段」としてのＲＯＭ６６、マイコン６７、駆動回路６８等を含む。ＲＯＭ６６は、後述する記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θof、及びデフォルト値Ｖｘdof、ＶｘdA、Ｖｙdof、ＶｙdA、θdofを記憶する。図示しないが、ＲＯＭ６６はマイコン６７内部のものをつかってもよい。
マイコン６７は、電流検出器７０が検出した相電流検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、回転位置センサ８５が検出した回転位置検出信号Ｖｘ、Ｖｙ、コンデンサ電圧Ｖｃ等が入力され、これらに基づき、モータ８０駆動に係る制御演算を実行する。
駆動回路６８は、ＭＯＳ６１１等のゲートに接続され、マイコン６７から指令されるＰＷＭ駆動信号に基づいてスイッチング出力する。
【００２７】
次に、制御部６５の詳細な構成について、図３の制御ブロック図を参照して説明する。図３に示すように、制御部６５は、マイコン６７内にｄ軸電流指令基準値演算部２０１、電流指令値演算部３０、減算器４１、制御器４２、２相３相変換部４３、３相２相変換部４４、回転位置演算部４６及び記憶値異常判定部４７を含む。電流指令値演算部３０、回転位置演算部４６及び記憶値異常判定部４７は、それぞれ、特許請求の範囲に記載の「電流指令値演算手段」、「回転位置演算手段」、及び「記憶値異常判定手段」に相当する。
【００２８】
ｄ軸電流指令基準値演算部２０１は、弱め界磁制御のための適正なｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆを演算する。弱め界磁制御は、モータ８０の電気角速度に応じてｄ軸電流を小さくすることで、界磁を弱めてモータ８０の回転をさらに加速させる制御であり、特に逆起電力が増加する高回転領域において必要とされる。そのため、ｄ軸電流指令基準値演算部２０１は、モータの電気角速度を反映した情報を取得し、その情報に応じてｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆを決定する。
ここで、本実施形態におけるｄ軸電流はゼロ又は負の値であるため、「ｄ軸電流を小さくする」とは、「ｄ軸電流の絶対値を負方向に大きくする」ことと同義である。以下の説明において同様とする。
【００２９】
本実施形態のｄ軸電流指令基準値演算部２０１は、変調度算出部２１及びｄ軸電流指令制御器２２からなる。変調度算出部２１は、インバータ６０の入力電圧であるコンデンサ電圧Ｖｃ、及び、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*から算出した電圧指令ベクトルの振幅Ｖａに基づいて、コンデンサ電圧Ｖｃに対する電圧指令振幅Ｖａの比である変調度ｍｏｄを算出する。変調度ｍｏｄはモータ８０の回転数が高くなるほど大きくなる。ｄ軸電流指令制御器２２は、変調度算出部２１が算出した変調度ｍｏｄに基づいて、ｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆを演算する。
【００３０】
電流指令値演算部３０は、ｄ軸電流指令基準値演算部２０１からのｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆ、及びトルク指令値Ｔ*が入力され、これらの入力値に基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*を演算する。ここで、ｄ軸電流は、モータ８０の界磁成分の電流に対応する制御電流であり、ｑ軸電流は、モータ８０のトルク成分の電流に対応する制御電流である。電流指令値演算部３０の詳細な構成については後述する。
【００３１】
減算器４１は、電流指令値演算部３０から指令されたｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*と、３相２相変換部４４からフィードバックされたｄ軸電流検出値Ｉｄ及びｑ軸電流検出値Ｉｑとの差分をそれぞれ算出する。
制御器４２は、この差分をゼロに収束させるように電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*を演算する。制御器４２は、例えば、ＰＩ（比例積分）制御演算等であって、比例ゲインと積分ゲインとに基づいて電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*を演算する。
【００３２】
２相３相変換部４３は、回転位置演算部４６が出力した電気角θに基づき、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*をＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に変換する。
３相２相変換部４４は、回転位置演算部４６が出力した電気角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ｄｑ変換し、ｄ軸電流検出値Ｉｄ及びｑ軸電流検出値Ｉｑを減算器４１にフィードバックする。
【００３３】
回転位置演算部４６は、回転位置センサ８５のセンサ出力である回転位置検出信号Ｖｘ、Ｖｙに基づいてモータ８０の回転位置情報、具体的にはセンサ角θｓを演算し、このセンサ角θｓを極対数に基づいて電気角θに換算して出力する。回転位置演算部４６が出力した電気角θは、２相３相変換部４３及び３相２相変換部４４において、逆ｄｑ変換、ｄｑ変換のための情報となる。
ところで、製造時におけるモータ８０と回転位置センサ８５との組み合わせに伴う個体毎の組み付け誤差等により、回転位置センサ８５の回転位置検出信号は必ずしも真の回転位置を反映するとは限らない。そこで本実施形態では、個体毎に組み付け誤差等の初期誤差を補正するための記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θofがＲＯＭ６６に記憶されている。回転位置演算部４６は、この記憶値を用いて回転位置センサ８５の回転位置検出信号Ｖｘ、Ｖｙを補正する。
【００３４】
さらに本実施形態のＥＣＵ１０は、記憶値に異常が発生する可能性を考慮し、記憶値異常判定部４７を備える。記憶値異常判定部４７は、記憶値が正常であるか否かを判定し、記憶値が正常であるときは正常フラグを出力し、記憶値が異常であるときは異常フラグを回転位置演算部４６及び電流指令値演算部３０に出力する。
以下の説明で、「フラグが正常／異常であるとき」とは、「記憶値が正常／異常であるとき」と同義である。
【００３５】
回転位置演算部４６は、異常フラグを取得すると、記憶値に代えて、ＲＯＭ６６に記憶されたデフォルト値Ｖｘdof、ＶｘdA、Ｖｙdof、ＶｙdA、θdofを用いて回転位置検出信号Ｖｘ、Ｖｙを補正する。上記の記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θof、及びデフォルト値Ｖｘdof、ＶｘdA、Ｖｙdof、ＶｙdA、θdofについて、詳細は後述する。
また、フラグが正常であるとき、及び、異常であるときの電流指令値演算部３０の演算処理の構成については、この後、説明する。
【００３６】
次に、ＥＣＵ１０の作用、及び本発明の解決課題について図１７〜図２０を参照しつつ説明する。ＥＣＵ１０の制御部６５は、トルク指令値Ｔ*、コンデンサ電圧Ｖｃ、及び、回転位置センサ８５の検出信号Ｖｘ、Ｖｙから得られたセンサ角θｓ等の情報に基づいてインバータ６０への３相電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*を生成し、モータ８０への通電を制御する。特に本実施形態では、電流検出器７０が検出した相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑに変換し、電流フィードバック制御が実行される。制御部６５は、ｄ軸電流Ｉｄを制御することでモータ８０に流れる界磁成分の電流を制御し、ｑ軸電流Ｉｑを制御することでモータ８０に流れるトルク成分の電流を制御する。
【００３７】
ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑは、図１７（ａ）に示すように、ｄｑ軸座標上の電流ベクトルとして表される。＋ｄ軸を電流位相φの基準（φ＝０［°］）とすると、ｄ軸成分の大きさが一定でｑ軸成分がゼロである電流ベクトルＩｄの電流位相は０［°］であり、ｑ軸成分の大きさが一定でｄ軸成分がゼロである電流ベクトルＩｑの電流位相は９０［°］である。また、破線円で示す電流振幅Ｉａは、下式（１）で表される。
Ｉａ＝√（Ｉｄ2＋Ｉｑ2）  ・・・（１）
【００３８】
相電流としてＵ相電流を例に取り、ｄｑ軸電流ベクトルとＵ相電流Ｉｕとの関係について１７（ｂ）に示す。電流振幅Ｉａを一定とし、電気角θ＝０［°］のとき＋ｄ軸がＵ相軸と重なるとすると、Ｕ相電流は式（２．１）で表される。
Ｉｕ＝Ｉａ×ｃｏｓ（θ＋φ）  ・・・（２．１）
ここで、ｄ軸成分一定（＝Ｉａ）、ｑ軸成分ゼロで電流位相φ＝０［°］のとき、式（２．２）のようになる。また、ｑ軸成分一定（＝Ｉａ）、ｄ軸成分ゼロで電流位相φ＝９０［°］のとき、式（２．３）のようになる。
Ｉｕ＝√（２／３）×Ｉａ×ｃｏｓ（θ）  ・・・（２．２）
Ｉｕ＝√（２／３）×Ｉａ×ｃｏｓ（θ＋９０）  ・・・（２．３）
【００３９】
次に、電流位相φと、モータ８０が発生するトルクとの関係について図１８〜図２０を参照して説明する。一般に、モータのトルクＴは式（３．１）により算出される。
Ｔ＝ｐ×ψ×Ｉｑ＋ｐ×（Ｌｄ−Ｌｑ）×Ｉｄ×Ｉｑ    ・・・（３．１）
記号は、以下のとおりである。
ｐ：モータの極対数
Ｌｄ、Ｌｑ：ｄ軸自己インダクタンス、ｑ軸自己インダクタンス
ψ：永久磁石の電機子鎖交磁束
ここで、ＳＰＭ同期モータでは、Ｌｄ＝Ｌｑであるため、式（３．１）の第２項が０となり、式（３．２）のように簡略化される。
Ｔ＝ｐ×ψ×Ｉｑ    ・・・（３．２）
一方、ＩＰＭ同期モータでは、Ｌｄ≠Ｌｑであるため、式（３．１）が適用される。
【００４０】
ＳＰＭ同期モータのトルク特性は、図１８に破線で示す磁石トルクＴｍｇに相当し、最大トルク位相φｔｍ−ＳＰＭは９０［°］である。
図１９（ｂ）に、ＳＰＭ同期モータにてトルク一定となるｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑの値を結んだ等トルク特性線を示す。式（３．２）よりトルクＴはｑ軸電流Ｉｑに比例することからわかるように、等トルク特性線Ｔｅｑ−Ｓ１、Ｔｅｑ−Ｓ２、Ｔｅｑ−Ｓ３は、ｄ軸に平行な直線で表される。また、図１９（ｂ）にてｑ軸の正側にｑ軸に沿って表される領域［Ｉ］は、最小の電流で最大トルクが得られるように駆動される「最大トルク駆動領域」を示す。
【００４１】
一方、ＩＰＭ同期モータのトルク特性は、図１８に示すように、磁石トルクＴｍｇと、１点鎖線で示すリラクタンストルクＴｒｌとの合計トルクＴｓｕｍとなる。図１８では、ＩＰＭ同期モータの最大トルク位相φｔｍ−ＩＰＭは約１０５［°］で示されている。
図２０（ｂ）に示すように、ＩＰＭ同期モータの等トルク特性線Ｔｅｑ−Ｉ１、Ｔｅｑ−Ｉ２、Ｔｅｑ−Ｉ３は、式（３．１）に基づき、右上がりの曲線で表される。また、最大トルク駆動領域［Ｉ］は、電流が大きくなるにつれてｄ軸の負側へ傾き、最大トルク位相φｔｍ−ＩＰＭは電流の大きさに応じて変化する。図２０（ｂ）にて代表的な最大トルク位相φｔｍ−ＩＰＭは、約１０５［°］に相当する。
【００４２】
また、モータ８０の制御では、一般に最大トルク駆動領域を利用する最大トルク制御に加え、逆起電力が増加する高回転領域で界磁を弱める弱め界磁制御が併用される。そこで本実施形態では、上述したようにｄ軸電流指令基準値演算部２０１を備え、弱め界磁制御のための適正なｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆを演算する。
【００４３】
図１９（ａ）及び図２０（ａ）に示すように、最大トルク制御と弱め界磁制御とは、トルクＴ−回転数Ｎ特性に応じて、ＳＰＭ同期モータとＩＰＭ同期モータとで共通に選択される。概して低回転領域では、図１９（ａ）及び図２０（ａ）の最大トルク駆動領域［Ｉ］のｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑを利用し、最小の電流で最大トルクが得られる最大トルク制御が実行される。一方、概して高回転領域では、図１９（ａ）及び図２０（ａ）の弱め界磁駆動領域［ＩＩ］のｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑを利用し、弱め界磁制御が実行される。
ＳＰＭ同期モータ、ＩＰＭ同期モータ共に、弱め界磁制御では、最大トルク制御に対しｄ軸電流Ｉｄの値を小さく設定する。すなわち、最大トルク制御に対し電流位相φを大きく設定する。
【００４４】
ところで、上記の制御は、演算に用いる情報が正確に取得されることを前提として実行されるものである。しかし、現実に製造される製品には諸々の誤差やばらつきが含まれ、その誤差によって重大な異常が発生することを防止するための配慮が必要となる。
本実施形態では、特に回転位置センサ８５とモータ８０との組み付け誤差等による回転位置検出信号の初期誤差に注目し、製造段階での初期誤差に基づいて個体毎に固有の記憶値をＲＯＭ６６に記憶する。回転位置演算部４６は、その記憶値を用いて回転位置センサ８５の検出信号Ｖｘ、Ｖｙを補正してセンサ角θｓを演算する。これにより、補正された適切な回転位置情報を用いた制御演算が実行される。
【００４５】
ところが、ＲＯＭ６６に記憶された記憶値が異常である場合には、適切な補正をすることができない。そこで本実施形態では、記憶値が異常である場合でも、少なくとも重大な異常の発生を防止することを目的とする。ここで、重大な異常として「トルクの正負の逆転」に注目する。トルクの正負が逆転すると、モータ８０は、指令と異なる極性のトルクを発生することとなる。電動パワーステアリング装置においては、運転者の操舵方向と反対方向にアシストトルクを発生させることとなり、運転者に違和感を与えるおそれがあるため、このような事態を回避することが必要となる。
【００４６】
図１８を参照すると、ＳＰＭ同期モータ及びＩＰＭ同期モータのいずれにおいても、電流位相φが０［°］のときと１８０［°］のとき、トルクの正負が逆転する。言い換えれば、電流位相φが０［°］を超え１８０［°］未満の範囲では、トルクの大きさは変化するもののトルクの極性は同一に維持される。以下、トルクの極性が同一である電流位相φの範囲を「許容範囲」という。本実施形態は、電流位相φの許容範囲をできるだけ大きく確保することを課題とするものであり、その課題を解決する手段について以下説明する。
【００４７】
続いて、上記課題に対応するための電流指令値演算部３０の詳細な構成について、ＳＰＭ同期モータに適用される場合とＩＰＭ同期モータに適用される場合とに分け、図４〜図１１の制御ブロック図、フローチャート等を参照して説明する。以下のフローチャートの説明で、記号「Ｓ」はステップを意味する。
本実施形態の電流指令値演算部３０は、記憶値が異常であるとき、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*について電流指令位相φの許容範囲をできるだけ大きく確保するものである。また、記憶値が正常であるとき、図１９（ａ）、図２０（ａ）の回転数Ｎ−トルクＴ特性図に従い、弱め界磁制御又は最大トルク制御を有効に実行するものである。
【００４８】
［ＳＰＭ同期モータに適用される場合の電流指令値演算部の構成］
まず、ＳＰＭ同期モータに適用される場合の電流指令値演算部３０の詳細な構成について、図４〜図６を参照して説明する。
図４に示すように、電流指令値演算部３０は、ｄ軸電流指令値演算部３１及びｑ軸電流指令値演算部３２を有している。ｄ軸電流指令値演算部３１には、ｄ軸電流指令基準値演算部２０１からのｄ軸電流基準値Ｉｄ＿ｒｅｆ、及び記憶値異常判定部４７からのフラグが入力される。ｑ軸電流指令値演算部３２にはトルク指令値Ｔ*が入力される。
【００４９】
まず、記憶値が正常であるときの各部の作用を説明する。
図５のフローチャートに示すように、ｄ軸電流指令値演算部３１は、「フラグが正常であるか否か判断する」ステップ（Ｓ１００）でＹＥＳと判断されたとき、Ｓ２０５にてｄ軸電流指令値Ｉｄ*をｄ軸電流基準値Ｉｄ＿ｒｅｆと等しくする。つまり、ｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆをそのままｄ軸電流指令値Ｉｄ*として採用する。
また図６に示すように、ｑ軸電流指令値演算部３２は、フラグと関係なく、Ｓ３０２にてトルク指令値Ｔ*に比例したｑ軸電流指令値Ｉｑ*を演算する。
その結果、記憶値が正常であるとき、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*は、ｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆによって、図１９（ｂ）の最大トルク駆動領域［Ｉ］及び弱め界磁駆動領域[ＩＩ]のいずれにも設定され得る。すなわち、電流指令位相φは、９０［°］から１８０［°］までの間となる。
【００５０】
次に、記憶値が異常であるとき、ｄ軸電流指令値演算部３１は、図５のＳ１００でＮＯと判断され、Ｓ２０６にてｄ軸電流指令値Ｉｄ*をゼロとする。ｑ軸電流指令値Ｉｑ*については、記憶値が正常であるときと同様、Ｓ３０２にてトルク指令値Ｔ*に比例したｑ軸電流指令値Ｉｑ*を演算する。
その結果、記憶値が異常であるとき、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*は、図１９（ｂ）の最大トルク駆動領域［Ｉ］に設定され、電流指令位相φは９０［°］となる。したがって、トルクの正負が逆転する電流位相０［°］及び１８０［°］から最も離れた電流指令位相φとなるため、回転位置誤差に対する許容範囲が最大となる。
【００５１】
［ＩＰＭ同期モータに適用される場合の電流指令値演算部の構成］
次に、ＩＰＭ同期モータに適用される場合の電流指令値演算部３０の詳細な構成について、図７〜図１１を参照して説明する。
図７に示すように、電流指令値演算部３０は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*を演算するための第１マップ３３及びＭＩＮ電流選択部３４、並びに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*を演算するための第２マップ３５を有している。第１マップ３３及び第２マップ３５は、トルク指令値Ｔ*が入力される。ＭＩＮ電流選択部３４は、ｄ軸電流指令基準値演算部２０１からのｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆ、及び、第１マップ３３が出力したｄ軸電流指令マップ値Ｉｄ＿ｍａｐが入力される。また、第１マップ３３、ＭＩＮ電流選択部３４、及び第２マップ３５には、いずれも記憶値異常判定部４７からのフラグが入力される。
ＭＩＮ電流選択部３４は、特許請求の範囲に記載の「最小電流選択手段」に相当する。
【００５２】
まず、記憶値が正常であるときの各部の作用を説明する。ここでは、図９、図１０、図１１のフローチャートにおいて、「フラグが正常であるか否か判断する」ステップ（Ｓ１００）でＹＥＳと判断されたときに移行するそれぞれのステップを参照する。
図８（ａ）に示すように、第１マップ３３は、トルク指令値Ｔ*に応じた最大トルク位相となるように、トルク指令値Ｔ*とｄ軸電流指令値Ｉｄ*との関係を規定したマップである。本実施形態では、図９のＳ２０１に示すように、トルク指令値Ｔ*に基づいてｄ軸電流指令マップ値Ｉｄ＿ｍａｐを決定する。
【００５３】
図８（ｂ）に示すように、第２マップ３５は、ｄｑ座標上の等トルク特性線で表されたマップである。トルク指令値Ｔ*に相当する等トルク特性線上で、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*の一方の値に基づいて他方の値が決定される。本実施形態では、図１１のＳ３０１に示すように、トルク指令値Ｔ*及びｄ軸電流指令値Ｉｄ*からｑ軸電流指令値Ｉｑ*を決定する。
【００５４】
ＭＩＮ電流選択部３４は、ｄ軸電流指令基準値演算部２０２によって演算されたｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆと、第１マップ３３から得られたｄ軸電流指令マップ値Ｉｄ＿ｍａｐとが入力される。ＭＩＮ電流選択部３４は、入力された複数のｄ軸電流指令値のうち、最小のｄ軸電流指令値を選択する。
すなわち、図１０においてマップ値Ｉｄ＿ｍａｐが基準値Ｉｄ＿ｒｅｆより小さい場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）は、マップ値Ｉｄ＿ｍａｐをｄ軸電流指令値Ｉｄ*として採用する（Ｓ２０４）。基準値Ｉｄ＿ｒｅｆがマップ値Ｉｄ＿ｍａｐより小さい場合（Ｓ２０３：ＮＯ）は、基準値Ｉｄ＿ｒｅｆをｄ軸電流指令値Ｉｄ*として採用する（Ｓ２０５）。
なお、他の実施形態では、ＭＩＮ電流選択部に３つ以上のｄ軸電流指令値が入力され、そのうち最小のｄ軸電流指令値を選択してもよい。
【００５５】
ｄ軸電流指令値Ｉｄ*としてマップ値Ｉｄ＿ｍａｐが採用される場合には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*は、図２０（ｂ）の最大トルク駆動領域［Ｉ］に設定され、電流指令位相φは約１０５［°］となる。
一方、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*として基準値Ｉｄ＿ｒｅｆが採用される場合には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*は、図２０（ｂ）の弱め界磁駆動領域[ＩＩ]に設定され、電流指令位相φは約１０５［°］から１８０［°］までの間となる。
【００５６】
次に、記憶値が異常であるときの各部の作用を説明する。ここでは、図９、図１０、図１１のフローチャートにおいて、Ｓ１００でＮＯと判断されたときに移行するそれぞれのステップを参照する。
第１マップ３３は、図９のＳ２０２にて、マップを参照することなくｄ軸電流指令マップ値Ｉｄ＿ｍａｐをゼロとする。ＭＩＮ電流選択部３４は、図１０のＳ２０６にて、基準値Ｉｄ＿ｒｅｆとマップ値Ｉｄ＿ｍａｐとを比較することなく、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*をゼロとする。第２マップ３５は、図１１のＳ３０２にて、マップを参照せず、トルク指令値Ｔ*に比例したｑ軸電流指令値Ｉｑ*を演算する。
【００５７】
すなわち、記憶値が異常であるとき、ＳＰＭ同期モータに適用される場合と同様の制御が実行される。このように、適用される同期モータがＩＰＭ型であるかＳＰＭ型であるかに関わらず、電流指令位相φは９０［°］となる。したがって、トルクの正負が逆転する電流位相０［°］及び１８０［°］から最も離れた電流指令位相φとなるため、回転位置誤差に対する許容範囲が最大となる。
【００５８】
［回転位置演算部及び記憶値異常判定部の構成］
図１、図３に示すように、回転位置演算部４６は、回転位置センサ８５のセンサ出力である回転位置検出信号Ｖｘ、Ｖｙ、並びに、ＲＯＭ６６に記憶された個体毎に固有の一式の記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θof、及び一式のデフォルト値Ｖｘdof、ＶｘdA、Ｖｙdof、ＶｙdA、θdofを取得する。この回転位置演算部４６による回転位置演算の構成について、図１２、図１３を参照して説明する。
【００５９】
図１２（ａ）に示すように、回転位置検出信号は、ｃｏｓ信号Ｖｘ及びｓｉｎ信号Ｖｙからなる。ｃｏｓ信号Ｖｘ及びｓｉｎ信号Ｖｙの一周期は、センサ角３６０［°］に相当する。
【００６０】
個体毎に固有の記憶値は、製造段階における回転位置センサ８５とモータ８０との組み付け誤差等に起因する初期誤差を補正するための値である。記憶値Ｖｘof、Ｖｙofは、それぞれｃｏｓ信号Ｖｘ及びｓｉｎ信号Ｖｙについての電圧オフセット補正値であり、記憶値ＶｘA、ＶｙAは、それぞれｃｏｓ信号Ｖｘ及びｓｉｎ信号Ｖｙについての振幅補正比率である。記憶値θofは、ｃｏｓ信号Ｖｘ及びｓｉｎ信号Ｖｙについて共通のセンサ角オフセット補正値である。
【００６１】
初期誤差を含んだ製品において現実に検出された回転位置検出信号と、理想的な信号とのずれについて、ｃｏｓ信号Ｖｘを例として説明する。図１２（ｂ）において、実線波形は現実に検出されたｃｏｓ信号Ｖｘを示し、破線波形は理想ｃｏｓ信号Ｖｘｉを示す。
理想ｃｏｓ信号Ｖｘｉは、電圧振幅中心が０［Ｖ］であって、センサ角９０［°］で０、センサ角０［°］で最大、センサ角１８０［°］で最小となる。一方、現実のｃｏｓ信号Ｖｘは、理想ｃｏｓ信号Ｖｘｉに対し、電圧振幅中心についてＶｘofだけオフセットしており、センサ角θｓについてθofだけオフセットしている。また、現実のｃｏｓ信号Ｖｘの電圧振幅を１としたときの理想ｃｏｓ信号Ｖｘｉの電圧振幅はＶｘAである。
【００６２】
ｓｉｎ信号Ｖｙの初期誤差に関しては、電圧オフセット値Ｖｙof及び振幅比率ＶｙAについては、ｃｏｓ信号Ｖｘと独立した値を取り、センサ角オフセット値θofについては、ｃｏｓ信号Ｖｘと共通の値を取る。
このように、製造段階の初期検査において個体毎に現実の検出信号と理想的な信号とのずれが評価され、「電圧オフセット補正値Ｖｘof、Ｖｙof、振幅補正比率ＶｘA、ＶｙA、センサ角オフセット補正値θof」という５つの値からなる一式の記憶値としてＲＯＭ６６に記憶される。
【００６３】
以後、回転位置演算部４６は、図１３に示すフローチャートにしたがって、上記一式の記憶値が正常であればその記憶値を用い、上記一式の記憶値が異常であれば代わりにデフォルト値を用いて回転位置センサ８５から取得したｃｏｓ信号Ｖｘ及びｓｉｎ信号Ｖｙを補正する。
【００６４】
図１３のＳ１００では、記憶値異常判定部４７の判定によるフラグが正常であるか否か判断する。記憶値が正常のとき（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ４０１にて式（４．１）、（４．２）により、電圧オフセット及び電圧振幅を補正したｃｏｓ信号Ｖｘ’及びｓｉｎ信号Ｖｙ’を算出する。
Ｖｘ’＝（Ｖｘ−Ｖｘof）×ＶｘA・・・（４．１）
Ｖｙ’＝（Ｖｙ−Ｖｙof）×ＶｙA・・・（４．２）
【００６５】
Ｓ４０２では、ｃｏｓ信号Ｖｘ’、ｓｉｎ信号Ｖｙ’及びセンサ角オフセット補正値θofに基づき、式（４．３）によりセンサ角θｓを算出する。
θｓ＝ＡＴＡＮ２（Ｖｘ’，Ｖｙ’）＋θof・・・（４．３）
ここで、「θat＝ＡＴＡＮ２（Ｖｘ’，Ｖｙ’）」とすると、θatは、Ｖｘ’及びＶｙ’の範囲に応じて表１のように定義される。
【００６６】
【表１】
2014171326.tif 000003
【００６７】
一方、記憶値が異常のとき（Ｓ１００：ＮＯ）、Ｓ４０３、Ｓ４０４にて、デフォルト値Ｖｘdof、ＶｘdA、Ｖｙdof、ＶｙdA、θdofを用い、式（４．１）〜（４．３）と対応する数式により、センサ角θｓdを算出する。
このデフォルト値は、母集団における個体間の記憶値のばらつきの中心値等の値に設定され、個体毎に固有の記憶値との差が所定範囲内に制限されている。言い換えれば、製造時の検査において記憶値とデフォルト値との差が所定範囲内に無い場合には、その個体は検査不合格として排除される。これにより、デフォルト値に基づくセンサ角θｓdの値は、本来の記憶値に基づくセンサ角θｓとの差が一定範囲内に抑えられる。
そして、回転位置演算部４６は、記憶値に基づくセンサ角θｓ又はデフォルト値に基づくセンサ角θｓdを、極対数に基づいて電気角θに換算して出力する。
【００６８】
次に、記憶値異常判定部４７による記憶値の異常判定に係る構成について図１４のフローチャートを参照して説明する。この構成では、記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θofのいずれかが所定の範囲外にあるとき、記憶値が異常であると判定する。
図１４のＳ５０１において、各記憶値の記号末尾の「ｕｐｔｈ」は上限閾値を示し、「ｄｎｔｈ」は下限閾値を示している。図１４のＳ５０１では、記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θofについて、それぞれ下限閾値より大きく且つ上限閾値より小さいか否か、すなわち所定の範囲内にあるか否か判断する。記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θofがすべて所定の範囲内にあるときＹＥＳと判断し、Ｓ１０１にてフラグを正常とする。一方、記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θofのうち、いずれか１つでも所定の範囲外にあるときにはＮＯと判断し、Ｓ１０２にてフラグを異常とする。
【００６９】
（効果）
本実施形態のＥＣＵ１０の効果について説明する。
（１）回転位置演算部４６は、ＲＯＭ６６に記憶された個体毎に固有の記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θofが正常であるとき、これらの記憶値を用いて回転位置センサ８５の検出信号Ｖｘ、Ｖｙを補正し、センサ角θｓを演算する。そして、２相３相変換部４３や３相２相変換部４４は、補正された適切なセンサ角θｓを換算した電気角θの値を用いて、逆ｄｑ変換やｄｑ変換の制御演算を精度良く実行することができる。もちろん、指令と異なる極性のトルクが発生することを防止することができる。
【００７０】
（２）ＥＣＵ１０は、記憶値異常判定部４７を備えることで、記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θofが正常であるか否か判定することができる。
記憶値が異常と判定された場合、回転位置演算部４６は、記憶値に代えてデフォルト値Ｖｘdof、ＶｘdA、Ｖｙdof、ＶｙdA、θdofを用い、回転位置センサ８５の検出信号Ｖｘ、Ｖｙを補正し、センサ角θｓdを演算する。このデフォルト値は、個体毎に固有の記憶値との差が所定範囲内に制限されているため、デフォルト値に基づくセンサ角θｓdの値は、本来の記憶値に基づくセンサ角θｓとの差が一定範囲内に抑えられる。
【００７１】
（３）電流指令値演算部３０は、記憶値が異常であるとき、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*をゼロとし、電流指令位相φを９０［°］に固定する。これにより、電流指令位相φを、トルクの正負が反転する電流位相である０［°］及び１８０［°］から最大限に遠ざけ、許容範囲をできるだけ大きく確保することができる。よって、上記（２）によるデフォルト値を用いることと相俟って、固体毎の初期誤差により、指令と異なる極性のトルクが発生することを防止することができる。
（４）電流指令値演算部３０は、記憶値が異常であるとき、トルク指令値Ｔ*に基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ*を算出するため、適切な大きさのトルクを発生させることができる。
【００７２】
なお、特開２００２−３２５４９３号公報には、角度センサの取り付けに伴う角度ずれ量を記憶し、当該角度ずれ量に基づき角度センサの検出角度を補正するモータ制御装置が開示されている。しかしながら、角度ずれ量の記憶値が異常となった場合の処理については何ら言及されていない。それに対し、本実施形態では、記憶値が異常であるときに対応する特有の構成を備えることで、上記（３）、（４）の効果を奏することを特徴とする。
【００７３】
（５）電流指令値演算部３０は、記憶値が正常であるとき、適用されるモータ８０がＳＰＭ同期モータであるかＩＰＭ同期モータであるかによって、それぞれ、弱め界磁制御と最大トルク制御とを考慮しつつ、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*を演算する構成を変える。これにより、記憶値が正常であるとき、効率的にモータ８０を駆動することができる。
【００７４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図１５を参照して説明する。第２実施形態では、制御部６５のマイコン６７におけるｄ軸電流指令基準値演算部の構成が図３の構成と異なる。
第２実施形態のｄ軸電流指令基準値演算部２０２は、コンデンサ電圧Ｖｃ、電気角速度算出部４５にて電気角θから算出された電気角速度ω、及び３相２相変換部４４にて算出されたｑ軸電流検出値Ｉｑが入力される。ｄ軸電流指令基準値演算部２０２は、コンデンサ電圧Ｖｃ、電気角速度ω及びｑ軸電流検出値Ｉｑに基づき、ｄ軸電流指令基準値マップ２３を参照して、弱め界磁制御に適したｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆを演算する。
【００７５】
このｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆは電流指令値演算部３０に入力され、以下、第１実施形態と同様にｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*が演算される。電流指令値演算手段３０は、ＳＰＭ同期モータに適用される場合には図４に示す構成が採用され、ＩＰＭ同期モータに適用される場合には、図７に示す構成が採用される。
【００７６】
例えば、ＩＰＭ同期モータに適用される場合において記憶値が正常であるとき、ｄ軸電流指令基準値演算部２０２にて演算された弱め界磁制御に適したｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆと、トルク指令値Ｔ*に基づき第１マップ３３を参照して得られた最大トルク特性を反映したｄ軸電流指令マップ値Ｉｄ＿ｍａｐとのうち、より小さい値をｄ軸電流指令値Ｉｄ*として採用する。
【００７７】
一方、ＩＰＭ同期モータに適用される場合において記憶値が異常であるとき、電流指令値演算部３０は、ｄ軸電流指令基準値Ｉｄ＿ｒｅｆ及びマップ値Ｉｄ＿ｍａｐのいずれも用いず、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*をゼロとし、トルク指令値Ｔ*に基づいて第２マップ３５を参照することでｑ軸電流指令値Ｉｑ*を演算する。これにより、第１実施形態の効果（１）〜（５）と同様の効果を奏する。
【００７８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について図１６のフローチャートを参照して説明する。第３実施形態では、記憶値異常判定部４７による記憶値の異常判定について、図１４に示した方法とは別の方法を用いて実行する。つまり、一式の記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θofを複数箇所の記憶領域に分けて記憶し、各記憶領域に記憶された記憶値が一致しなければ記憶値が異常であると判定する。
ここで、複数箇所の記憶領域は１つのＲＯＭ６６内に設定してもよく、別々のＲＯＭに設定してもよい。
【００７９】
図１６は、各記憶値を３箇所の記憶領域に記憶する構成における異常判定方法を示す。図１６のＳ５０２において、各記憶値の記号末尾の「１、２、３」は、その記憶値が第１、第２、第３記憶領域のどの記憶領域に記憶されたものであるかを示している。Ｓ５０２では、一式の記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θofのそれぞれについて、第１〜第３記憶領域の値がすべて同一であるときのみＹＥＳと判断し、Ｓ１０１にてフラグを正常とする。一方、一式の記憶値Ｖｘof、ＶｘA、Ｖｙof、ＶｙA、θofのうち、いずれか１つでも、第１〜第３記憶領域の値がすべて同一でないときにはＮＯと判断し、Ｓ１０２にてフラグを異常とする。
【００８０】
これに対し、例えば３領域の記憶値のうち少なくとも２領域の記憶値が一致した場合、フラグを異常とせずに、一致した値を真値として採用するようにしてもよい。
また、１箇所の記憶領域に記憶された記憶値を複数回繰り返して読み込み、読み込んだ値同士を比較して正常または異常を判定してもよい。
【００８１】
（その他の実施形態）
（ア）上記実施形態の電流指令値演算部３０は、記憶値が異常のとき、ｄ軸電流指令値ｉｄ*をゼロとすることで、電流指令位相φを０［°］及び１８０［°］から最も遠ざけ、回転位置誤差に対する許容範囲を最大限に確保する。しかし、記憶値が異常のとき、必ずしもｄ軸電流指令値ｉｄ*をゼロとしなくても、記憶値が正常のときの値よりもゼロに近づけるようにすることで、回転位置誤差に対する許容範囲を広げる方向に操作することができる。
【００８２】
（イ）制御部６５によるモータ８０の通電制御は、上記実施形態のように電流フィードバック制御に限らず、例えば電流指令値、電気角速度、及び機器定数等に基づくフィードフォワード制御によって実行してもよい。
（ウ）相電流を検出する電流検出素子の設置箇所は、上記実施形態の構成に限らない。また、電流フィードバック制御を採用しない場合、電流検出素子を設けなくてもよい。
【００８３】
（エ）インバータ６０の具体的な構成は、上記図１の構成に限らない。例えばスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ以外の電界効果トランジスタやＩＧＢＴ等であってもよい。また、インバータ６０の駆動方式はＰＷＭ制御に限らない。
（オ）弱め界磁制御においてモータの回転数を反映した量に応じてｄ軸電流指令基準値を演算する構成は、上記実施形態のように変調度ｍｏｄ又は電気角速度ωを取得するものに限らず、その他の量に基づいて演算する構成としてもよい。
【００８４】
（カ）本発明の回転電機制御装置の制御対象となる回転電機は、永久磁石同期型の電動機以外に、誘導電動機やその他の同期電動機であってもよく、或いは発電機であってもよい。また、回転電機が適用される装置は、電動パワーステアリング装置に限らない。
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】
【００８５】
１０  ・・・ＥＣＵ（回転電機制御装置）、
３０  ・・・電流指令値演算部（電流指令値演算手段）、
４６  ・・・回転位置演算部（回転位置演算手段）、
４７  ・・・記憶値異常判定部（記憶値異常判定手段）、
６０  ・・・インバータ（電力変換器）、
６５  ・・・制御部、
６６  ・・・ＲＯＭ（記憶手段）、
８０  ・・・モータ（交流回転電機）、
８５  ・・・回転位置センサ（回転位置検出器）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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