CN110199468B - 电动助力转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置具有“用于对死区时间(DT)进行补偿”的多个DT补偿功能，通过根据转向状态和功能来切换DT补偿功能，以便进行补偿，提高转向性能，并且，改善了电流波形的失真，提高了电流控制的响应性。本发明的基于矢量控制方式的电动助力转向装置通过逆变器对电动机进行驱动控制，将辅助扭矩赋予给车辆的转向机构，其具备第1补偿功能、第2补偿功能、第3补偿功能和温度检测单元，其中，第1补偿功能基于各相电动机端子电压以及占空比指令值来进行DT补偿；第2补偿功能基于转向辅助指令值来进行DT补偿；第3补偿功能基于dq轴电流指令值来进行DT补偿；温度检测单元检测出ECU的温度，本发明的电动助力转向装置基于温度来进行DT补偿的补正，并且，通过基于软件的条件转移和渐变切换来进行补偿功能的切换，运算出进行条件转移以及渐变切换之后的dq轴DT补偿值，通过dq轴DT补偿值来对dq轴电压指令值进行补偿。

Description

电动助力转向装置
技术领域
本发明涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置通过dq轴旋转坐标系对三相无刷电动机的驱动进行矢量控制，并且，按照所规定的条件并且根据功能来切换多个死区时间补偿值(通过基于软件的瞬时的条件转移(conditional branch)和逐渐进行切换的渐变切换来进行补正)，这样就能够提高转向性能，从而实现了平稳并且没有转向音的辅助控制。还有，本发明涉及一种高性能的电动助力转向装置，该电动助力转向装置考虑了温度补偿。
背景技术
利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加转向辅助力(辅助力)的电动助力转向装置(EPS)，将作为致动器的电动机的驱动力经由减速装置由诸如齿轮或皮带之类的传送机构，向转向轴或齿条轴施加转向辅助力。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，这样的现有的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制通过调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之间的差变小，一般来说，通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(duty ratio)来进行电动机外加电压的调整。
参照图1对电动助力转向装置的一般结构进行说明。如图1所示，转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R相连接。另外，在柱轴2上设有用于检测出转向盘1的转向角θ的转向角传感器14和用于检测出转向盘1的转向扭矩Th的扭矩传感器10，用于对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与柱轴2相连接。电池13对用于控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30进行供电，并且，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30中。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vs，进行辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，由通过对运算出的电流指令值实施补偿等而得到的电压控制指令值Vref来控制供应给电动机20的电流。此外，转向角传感器14并不是必须的，也可以不设置转向角传感器14，还有，也可以从与电动机20相连接的诸如分解器之类的旋转传感器处获得转向角(电动机旋转角)θ。
另外，用于收发车辆的各种信息的CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)40被连接到控制单元30，车速Vs也能够从CAN40处获得。此外，用于收发CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41也可以被连接到控制单元30。
在这样的电动助力转向装置中，控制单元30主要由CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)(也包含MPU(Micro Processor Unit，微处理器单元)、MCU(MicroController Unit，微控制器单元)等)来构成，该CPU内部由程序执行的一般功能例如，如图2的结构所示那样。
参照图2对控制单元30的功能以及动作进行说明。如图2所示，来自扭矩传感器10的转向扭矩Th和来自车速传感器12的车速Vs被输入到转向辅助指令值运算单元31中。转向辅助指令值运算单元31基于转向扭矩Th和车速Vs并利用辅助图(assist map)等来运算出转向辅助指令值Iref1。运算出的转向辅助指令值Iref1在加法单元32A与来自用于改善特性的补偿单元34的补偿信号CM相加，相加后得到的转向辅助指令值Iref2在电流限制单元33中被限制了最大值，被限制了最大值的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中以便在减法单元32B中对其和电动机电流检测值Im进行减法运算。
PI控制单元35对作为在减法单元32B中得到的减法结果的偏差ΔI(＝Irefm－Im)进行诸如PI(比例积分)之类的电流控制，经过电流控制后得到的电压控制指令值Vref与调制信号(三角波载波)CF一起被输入到PWM控制单元36中以便运算出占空比指令值，通过已经运算出占空比指令值的PWM信号并且经过逆变器37来对电动机20进行PWM驱动。电动机电流检测器38检测出电动机20的电动机电流值Im，由电动机电流检测器38检测出的电动机电流值Im被反馈输入到减法单元32B中。
另外，补偿单元34先在加法单元344将检测出或估计出的自对准扭矩(SAT)343与惯性补偿值342相加，然后在加法单元345将在加法单元344中得到的加法结果与收敛性控制值341相加，最后将在加法单元345中得到的加法结果作为补偿信号CM输入到加法单元32A以便实施特性改善。
近年来，作为电动助力转向装置的致动器，三相无刷电动机已经成为了主流，并且，因为电动助力转向装置为车载产品，所以其工作温度范围很广，从故障安全的角度来看，与以家用电器产品为代表的一般工业用逆变器相比，用于驱动电动助力转向装置中的电动机的逆变器需要较长的死区时间(即，一般工业用设备用逆变器的死区时间＜EPS用逆变器的死区时间)。一般来说，因为当关断(OFF)开关元件(例如，FET(Field-EffectTransistor，场效应晶体管))的时候，存在延迟时间，所以如果同时进行上下桥臂的开关元件的关断/导通(OFF/ON)切换的话，则会发生直流链路短路的状况，为了防止发生这种状况，设置上下桥臂的双方的开关元件处于关断(OFF)状态的时间(死区时间)。
其结果为，电流波形失真，并且，电流控制的响应性和转向感发生恶化。例如，当转向盘处于在中心(on-center)附近的状态并且缓慢地进行转向的时候，会产生起因于扭矩脉动等的不连续的转向感等。还有，因为在中、高速转向时所发生的电动机的反电动势和绕组之间的干扰电压会作为外部干扰而作用于电流控制，所以会使转向追随性和反向转向时的转向感变差。
“独立地设定作为三相无刷电动机的转子的坐标轴的用来控制扭矩的q轴和用来控制磁场强度的d轴，因为各个轴存在90°的关系，所以通过该矢量对相当于各个轴的电流(d轴电流指令值以及q轴电流指令值)进行控制”的矢量控制方式是已知的。
图3示出了“通过矢量控制方式对三相无刷电动机100进行驱动控制的场合”的结构示例。如图3所示，基于转向扭矩Th、车速Vs等来运算出两个轴(dq轴坐标系)的转向辅助指令值(Iref2(idref以及iqref))，被限制了最大值的两个轴的d轴电流指令值id *以及q轴电流指令值iq *分别被输入到减法单元131d以及减法单元131q中，由减法单元131d以及减法单元131q求出的电流偏差Δid *以及电流偏差Δiq *分别被输入到PI控制单元120d以及PI控制单元120q中。在PI控制单元120d以及PI控制单元120q中经过PI控制后得到的电压指令值vd以及电压指令值vq分别被输入到减法单元141d以及加法单元141q中，由减法单元141d以及加法单元141q求出的指令电压Δvd以及指令电压Δvq被输入到dq轴/3相交流变换单元150中。在dq轴/3相交流变换单元150中被变换成3个相的电压指令值Vu*、Vv*以及Vw*被输入到PWM控制单元160中,通过基于运算出的3个相的占空比指令值(Dutyu、Dutyv、Dutyw)的PWM信号UPWM、VPWM以及WPWM，并且，经由“由如图4所示那样的具有上下桥臂的电桥结构来构成”的逆变器(逆变器外加电压VR)161来对电动机100进行驱动。上侧桥臂由作为开关元件的FETQ1、FETQ3以及FETQ5来构成，还有，下侧桥臂由FETQ2、FETQ4以及FETQ6来构成。
电流检测器162检测出电动机100的3相电动机电流iu、iv以及iw，检测出的3相电动机电流iu、iv以及iw被输入到3相交流/dq轴变换单元130中，在3相交流/dq轴变换单元130中被变换成2个相的反馈电流id以及iq分别被减法输入到减法单元131d以及减法单元131q中，并且，还被输入到d-q解耦控制(decoupling control)单元140中。还有，旋转传感器等被安装在电动机100上，用来对传感器信号进行处理的角度检测单元110输出电动机旋转角θ以及电动机旋转速度(转速)ω。电动机旋转角θ被输入到dq轴/3相交流变换单元150以及3相交流/dq轴变换单元130中。还有，电动机旋转速度ω被输入到d-q解耦控制单元140中。来自d-q解耦控制单元140的2个相的电压vd1 *以及vq1 *分别被输入到减法单元141d以及加法单元141q中，减法单元141d计算出电压Δvd，加法单元141q计算出电压Δvq。
这样的基于矢量控制方式的电动助力转向装置是用来对驾驶员的转向进行辅助的装置，并且，电动机的声音、振动和扭矩脉动等作为一种力的感觉经由转向盘被传递给驾驶员。作为用来驱动逆变器的功率器件，通常使用FET，在三相电动机的情况下，为了对电动机进行通电，如图4所示那样，针对每个相，需要使用上下桥臂中的被串联起来的FET。尽管交替地重复进行上下桥臂的FET的导通/关断(ON/OFF)，但由于FET不是理想的开关，其不可能按照栅极信号的指令来瞬时进行FET的ON/OFF，所以需要导通时间和关断时间。因此，如果向上侧桥臂的FET发出的导通指令(ON指令)和向下侧桥臂的FET发出的关断指令(OFF指令)同时被输入进来的话，则存在“上侧桥臂的FET和下侧桥臂的FET同时处于导通状态(ON状态)，从而上下桥臂发生短路”的问题。因为FET的导通时间和关断时间有所不同，所以在同时向FET发出指令的情况下，在“向上侧桥臂的FET发出了ON指令，并且，导通时间短(例如，导通时间为100[ns])”的场合，FET就立刻变成ON状态，但在“即使向下侧桥臂的FET发出了OFF指令，但关断时间长(例如，关断时间为400[ns]))”的场合，FET却不会立刻变成OFF状态，因此，可能会发生“瞬时上侧桥臂的FET变成ON状态，并且，下侧桥臂的FET也变成ON状态(例如，在400[ns])－100[ns])之间，ON－ON)”的现象。
因此，通过在经过了作为死区时间的所规定的时间之后，将ON信号赋予给栅极驱动电路，这样就不会发生“上侧桥臂的FET和下侧桥臂的FET同时处于ON状态”的现象。因为该死区时间为非线性，所以电流波形失真，控制的响应性能发生恶化，发生声音、振动和扭矩脉动。在柱轴助力式电动助力转向装置的场合，因为与通过转向盘和钢制的柱轴来进行连接的齿轮箱直接相连接的电动机的配置位置在结构上非常靠近驾驶员，所以与下游助力方式的电动助力转向装置相比，需要特别考虑起因于电动机的声音、振动和扭矩脉动等。
作为对逆变器的死区时间进行补偿的方法，在现有技术中，检测出发生死区时间的时刻，添加补偿值，通过电流控制的dq轴上的外部干扰观测器来对死区时间进行补偿。
例如，日本专利第4681453号公报(专利文献1)和日本特开2015-171251号公报(专利文献2)公开了用于对逆变器的死区时间进行补偿的电动助力转向装置。在专利文献1中，具备死区时间补偿电路，该死区时间补偿电路将电流指令值输入到包括电动机和逆变器在内的电流控制环路的参考模型电路中，基于电流指令值来生成模型电流，基于模型电流来对逆变器的死区时间的影响进行补偿。还有，在专利文献2中，具备用于对占空比指令值进行基于死区时间补偿值的补正的死区时间补偿单元，并且，具有基本补偿值运算单元和滤波器单元，其中，该基本补偿值运算单元基于电流指令值来运算出作为死区时间补偿值的基础值的基本补偿值，该滤波器单元对基本补偿值进行与LPF(Low Pass Filter，低通滤波器)相对应的滤波处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4681453号公报
专利文献2：日本特开2015-171251号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
专利文献1的装置为这样一种方式，即，计算出基于q轴电流指令值的大小的死区时间补偿量，使用3相电流参考模型，估计出补偿符号。在等于或小于所规定的固定值的情况下，补偿电路的输出值为与模型电流成比例的变化值；在等于或大于所规定的固定值的情况下，补偿电路的输出值为固定值与“与模型电流成比例的变化值”相加后得到的加法值。尽管基于电流指令来输出电压指令，但需要进行“用来决定用于输出所规定的固定值的滞后特性”的调节操作。
还有，尽管专利文献2的装置在决定死区时间补偿值的时候，通过q轴电流指令值和“对q轴电流指令值进行低通滤波器处理后得到的补偿值”来进行死区时间补偿，但由于“因低通滤波器处理而导致产生延迟”，所以存在“将被输入到电动机中的最终的电压指令并不是用来操作死区时间补偿值的电压指令”的问题。
还有，为了提高转向性能，存在“在特定的区域，切换多个死区时间补偿功能”的情形。例如，在低负载、低速转向状态下，在通过开关来进行切换的情况下，因为“各个功能的补偿值的差”导致“补偿值发生阶梯状或不连续的变化”，所以会发生扭矩脉动。还有，在高速转向时，在通过渐变来进行切换的情况下，在渐变切换期间中，补偿值的相位有时会发生位移。就这样，在通过单一功能的死区时间补偿来对整个区域进行补偿的情况下，有时在特定的区域，补偿精度会变差，并且，会发生扭矩脉动、声音和振动。
本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明的目的在于提供一种基于矢量控制方式的电动助力转向装置，该电动助力转向装置具有“用于对逆变器的死区时间进行补偿”的多个死区时间补偿功能，通过根据转向状态和功能来切换死区时间补偿功能，以便进行补偿，提高转向性能，并且，改善了电流波形的失真，提高了电流控制的响应性，抑制了电动机的声音、振动和扭矩脉动。还有，本发明的另一个目的在于提供一种高性能的电动助力转向装置，该电动助力转向装置根据控制单元(ECU、逆变器等)的温度来进行补正，这样就能够准确地进行死区时间补偿。
解决技术问题的技术方案
本发明涉及一种基于矢量控制方式的电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩来运算出dq轴转向辅助指令值，基于所述转向辅助指令值来运算出dq轴电流指令值，将“基于所述dq轴电流指令值来运算出”的dq轴电压指令值变换成3个相的占空比指令值，通过PWM控制的逆变器对三相无刷电动机进行驱动控制，将辅助扭矩赋予给车辆的转向机构，本发明的上述目的可以通过下述这样来实现，即：具备第1补偿功能、第2补偿功能、第3补偿功能和温度检测单元，所述第1补偿功能基于各相电动机端子电压以及所述占空比指令值来进行死区时间补偿A，所述第2补偿功能基于所述转向辅助指令值来进行死区时间补偿B，所述第3补偿功能基于所述dq轴电流指令值来进行死区时间补偿C，所述温度检测单元检测出所述逆变器或逆变器附近的温度，基于所述温度来进行所述死区时间补偿B以及所述死区时间补偿C的死区时间补正，并且，通过基于软件的条件转移和“基于所述转向辅助指令值以及电动机转速”的渐变切换来进行所述第1补偿功能、所述第2补偿功能以及所述第3补偿功能之间的切换，运算出进行所述条件转移以及所述渐变切换之后的dq轴死区时间补偿值，通过所述dq轴死区时间补偿值来对所述dq轴电压指令值进行补偿。
还有，本发明涉及一种基于矢量控制方式的电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩来运算出dq轴转向辅助指令值，基于所述转向辅助指令值来运算出dq轴电流指令值，将“基于所述dq轴电流指令值来运算出”的dq轴电压指令值变换成3个相的占空比指令值，通过PWM控制的逆变器对三相无刷电动机进行驱动控制，将辅助扭矩赋予给车辆的转向机构，本发明的上述目的可以通过下述这样来实现，即：具备温度检测单元、死区时间补偿单元A、死区时间补偿单元B、死区时间补偿单元C和补偿值切换单元，所述温度检测单元检测出所述逆变器或逆变器附近的温度，所述死区时间补偿单元A基于各相电动机端子电压、所述占空比指令值、电动机旋转角、电动机旋转速度以及逆变器外加电压来运算出补偿值CA，所述死区时间补偿单元B基于所述转向辅助指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度、所述逆变器外加电压以及所述温度来运算出补偿值CB，所述死区时间补偿单元C基于所述dq轴电流指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度、所述逆变器外加电压以及所述温度来运算出补偿值CC，所述补偿值切换单元输入所述补偿值CA、经温度补正后的所述补偿值CB以及经温度补正后的所述补偿值CC，并且，作为切换条件，输入所述转向辅助指令值、所述dq轴电流指令值以及所述电动机旋转速度，根据被判定好的条件并且通过基于软件的条件转移和“基于所述转向辅助指令值以及电动机转速”的渐变切换来进行所述补偿值CA、所述补偿值CB以及所述补偿值CC之间的切换，运算出dq轴死区时间补偿值，通过经温度补正后的所述dq轴死区时间补偿值来对所述dq轴电压指令值进行补偿。
还有，本发明涉及一种基于矢量控制方式的电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩来运算出dq轴转向辅助指令值，基于所述转向辅助指令值来运算出dq轴电流指令值，将“基于所述dq轴电流指令值来运算出”的dq轴电压指令值变换成3个相的占空比指令值，通过PWM控制的逆变器对三相无刷电动机进行驱动控制，将辅助扭矩赋予给车辆的转向机构，本发明的上述目的可以通过下述这样来实现，即：具备温度检测单元、死区时间补偿单元A、死区时间补偿单元B、死区时间补偿单元C和补偿值切换单元，所述温度检测单元检测出所述逆变器或逆变器附近的温度，所述死区时间补偿单元A基于各相电动机端子电压、所述占空比指令值、电动机旋转角、电动机旋转速度以及逆变器外加电压来运算出补偿值CA，所述死区时间补偿单元B基于所述转向辅助指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度、所述逆变器外加电压以及所述温度来运算出补偿值CB，所述死区时间补偿单元C基于所述dq轴电流指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度、所述逆变器外加电压以及所述温度来运算出补偿值CC，所述补偿值切换单元输入所述补偿值CA、经温度补正后的所述补偿值CB以及经温度补正后的所述补偿值CC，并且，作为切换条件，输入所述转向辅助指令值、所述dq轴电流指令值以及所述电动机旋转速度，根据被判定好的条件并且通过基于软件的条件转移和“基于所述转向辅助指令值以及电动机转速”的渐变切换来进行所述补偿值CA、所述补偿值CB以及所述补偿值CC之间的切换，运算出dq轴死区时间补偿值，通过经温度补正后的所述dq轴死区时间补偿值来对所述dq轴电压指令值进行补偿。
还有，本发明涉及一种基于矢量控制方式的电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩来运算出dq轴转向辅助指令值，基于所述转向辅助指令值来运算出dq轴电流指令值，将“基于所述dq轴电流指令值来运算出”的dq轴电压指令值变换成3个相的占空比指令值，通过PWM控制的逆变器对三相无刷电动机进行驱动控制，将辅助扭矩赋予给车辆的转向机构，本发明的上述目的可以通过下述这样来实现，即：具备第1补偿功能、第2补偿功能和第3补偿功能，所述第1补偿功能基于各相电动机端子电压以及所述占空比指令值来进行死区时间补偿A，所述第2补偿功能基于所述转向辅助指令值来进行死区时间补偿B，所述第3补偿功能基于所述dq轴电流指令值来进行死区时间补偿C，通过基于软件的条件转移和“基于所述转向辅助指令值以及电动机转速”的渐变切换来进行所述第1补偿功能、所述第2补偿功能以及所述第3补偿功能之间的切换，并且，通过非线性功能来进行所述渐变切换，运算出进行所述条件转移以及所述渐变切换之后的dq轴死区时间补偿值，通过所述dq轴死区时间补偿值来对所述dq轴电压指令值进行补偿。
发明的效果
根据本发明的电动助力转向装置，因为按照所规定的条件来切换多个死区时间补偿功能(例如，基于各相电动机端子电压的逆变器的死区时间补偿功能(A)、基于电动机旋转角(电角度)的函数的逆变器的死区时间补偿功能(B)和基于电流指令值模型的死区时间补偿功能(C))，并且，根据控制的功能(注重精度、注重速度)来区分使用渐变切换和基于软件的条件转移(即，根据控制的功能(注重精度、注重速度)有选择地使用渐变切换和基于软件的条件转移)，这样就能够在最适当的状态下进行死区时间的补偿，所以能够更进一步提高转向性能。因为基于各相电动机端子电压的逆变器的死区时间补偿功能(A)自动计算补偿符号以及补偿量，所以即使处于在中心附近的低负载、低速转向状态，也能够以不会发生触点抖动(chattering)的方式来进行补偿。因为自动地进行计算，所以即使在3个相的补偿波形不是矩形波的情况下，也可以进行补偿。还有，基于电动机旋转角(电角度)的函数的逆变器的死区时间补偿功能(B)具有“在角度的相位与相电流的相位相匹配的低速转向区域以及中速转向区域，具有高补偿精度，还有，即使在3个相的补偿波形不是矩形波的情况下，也可以进行补偿”的特征。还有，基于电流指令值模型的死区时间补偿功能(C)具有“即使在高速转向时，相位移也比较小，从而能够简单地实施死区时间补偿”的特征。
根据本发明，因为按照转向条件来对补偿功能(A)、补偿功能(B)以及补偿功能(C)进行切换，并且，根据功能来区分使用渐变切换和基于软件的条件转移，所以能够实现“充分利用了两者的特征”的最合适的转向。通过这样做，就不需要调节操作，通过对逆变器的死区时间进行补偿，就能够改善电流波形的失真，并且，还能够提高电流控制的响应性。
还有，因为根据ECU温度(逆变器或逆变器附近的温度)来对死区时间补偿功能(B)以及死区时间补偿功能(C)进行补正，并且，在渐变切换中考虑了电动机转速(旋转速度)，所以能够实现更加细微并且准确的死区时间补偿。
附图说明
图1是表示一般的电动助力转向装置的概要的结构图。
图2是表示电动助力转向装置的控制***的结构示例的结构框图。
图3是表示矢量控制方式的结构示例的结构框图。
图4是表示一般的逆变器的结构示例的接线图。
图5是表示本发明的结构示例(第1实施方式)的结构框图。
图6是表示死区时间补偿单元(A)的结构示例的结构框图。
图7是表示中点电压估计单元的结构示例的结构框图。
图8是表示补正时刻判定单元以及补正值保持单元的详细结构示例的结构框图。
图9是表示补偿量限制单元的结构示例的结构框图。
图10是表示补偿量上限值的一个示例的特性图。
图11是表示死区时间补偿单元(B)的结构示例(第1实施例)的结构框图。
图12是表示电流指令值感应增益单元的结构示例的结构框图。
图13是电流指令值感应增益单元内的增益单元的特性图。
图14是表示电流指令值感应增益单元的特性示例的特性图。
图15是表示补偿符号估计单元的动作示例的波形图。
图16是表示逆变器外加电压感应增益运算单元的结构示例的结构框图。
图17是表示逆变器外加电压感应增益运算单元的特性示例的特性图。
图18是表示相位调整单元的特性示例的特性图。
图19是表示各相角度－死区时间补偿值函数单元的动作示例的图。
图20是表示死区时间补偿单元(C)的结构示例(第1实施例)的结构框图。
图21是表示逆变器外加电压感应补偿量运算单元的结构示例的结构框图。
图22是表示逆变器外加电压感应补偿量运算单元的特性示例的特性图。
图23是表示3相电流指令值模型的输出波形的一个示例的波形图。
图24是表示相电流补偿符号估计单元的动作示例的波形图。
图25是表示开关切换判定单元的结构示例的结构框图。
图26是详细地表示渐变切换判定单元(第1实施例)的结构示例的结构框图。
图27是详细地表示渐变比率运算单元(第1实施例)的结构示例的结构框图。
图28是表示渐变比率的特性示例的特性图。
图29是表示死区时间补偿的动作示例的流程图。
图30是表示死区时间补偿的其他的动作示例的流程图。
图31是详细地表示渐变比率运算单元(第2实施例)的结构示例的结构框图。
图32是详细地表示渐变比率运算单元(第3实施例)的结构示例的结构框图。
图33是详细地表示渐变比率运算单元(第4实施例)的结构示例的结构框图。
图34是表示空间矢量调制单元的结构示例的结构框图。
图35是表示空间矢量调制单元的动作示例的图。
图36是表示空间矢量调制单元的动作示例的图。
图37是表示空间矢量调制单元的动作示例的时间图。
图38是表示空间矢量调制的效果的波形图。
图39是表示本发明的死区时间补偿值的切换动作的一个示例的波形图。
图40是表示本发明(第1实施方式)的效果的波形图。
图41是表示本发明(第1实施方式)的效果的波形图。
图42是表示本发明(第1实施方式)的效果的波形图。
图43是表示本发明的结构示例(第2实施方式)的结构框图。
图44是表示死区时间补偿单元(B)的结构示例(第2实施例)的结构框图。
图45是表示温度感应增益运算单元的特性示例的特性图。
图46是表示温度感应增益运算单元的特性示例的特性图。
图47是表示死区时间补偿单元(C)的结构示例(第2实施例)的结构框图。
图48是表示温度感应增益运算单元的特性示例的特性图。
图49是表示温度感应增益运算单元的特性示例的特性图。
图50是表示渐变切换判定单元的结构示例(第2实施例)的结构框图。
图51是表示渐变比率运算单元(第2实施例)的结构示例的结构框图。
图52是表示“没有温度补正的场合”的电流波形示例的波形图。
图53是表示“没有温度补正的场合”的电流波形示例的波形图。
图54是表示“没有温度补正的场合”的电流波形示例的波形图。
图55是表示本发明(第2实施方式)的效果的波形图。
图56是表示本发明(第2实施方式)的效果的波形图。
图57是表示本发明(第2实施方式)的效果的波形图。
具体实施方式
本发明为了解决“因ECU的逆变器的死区时间的影响，从而导致产生电流失真、发生扭矩脉动、使转向音恶化等”的问题，通过按照所规定的条件来对基于各相电动机端子电压以及占空比指令值的逆变器的死区时间补偿功能(A)、基于与电动机旋转角(电角度)相对应的函数的死区时间补偿功能(B)和基于电流指令值模型的死区时间补偿功能(C)进行切换，并且，在进行切换的补偿量的差大的情况下，注重精度，使用渐变切换类型，在需要切换时刻的速度的情况下，注重速度，使用基于软件的条件转移(开关类型)，运算出死区时间补偿值，以便使逆变器的死区时间补偿值加在dq轴上，从而进行前馈补偿。
在单一功能的单一算法的死区时间补偿功能中，尽管在低速转向时，能够高精度地进行补偿，但在高速转向时，有时补偿精度会变差，或者，尽管在高负载时，能够高精度地进行补偿，但在低负载时，有时补偿精度也会变差。还有，在低负载、低速转向状态下，在通过开关来瞬时进行切换的情况下，因为“各个功能的补偿值的差”导致“补偿值发生阶梯状或不连续的变化”，所以会发生扭矩脉动，另外，在高速转向时，在通过渐变来进行切换的情况下，在渐变切换期间中，补偿值的相位有时会发生位移。因此，在单一功能的单一算法的死区时间补偿功能中，难以高精度地对整个转向区域进行补偿，并且，通过单一的功能(开关)来进行补偿值的切换的话，则有可能会导致性能劣化。然而，在本发明中，通过准备多个“在转向条件下具有高补偿精度”的死区时间补偿功能，根据转向状态切换到最合适的死区时间补偿功能，并且，通过基于软件的瞬时的条件转移和逐渐进行切换的渐变切换来区分使用切换手段，这样就能够针对整个转向区域，实施具有高补偿精度的死区时间补偿。
在本发明中，针对dq轴矢量控制方式的d轴电压指令值以及q轴电压指令值，分别进行基于多个补偿功能的死区时间补偿，并且，按照“由转向辅助电流指令值、d轴电流指令值、q轴电流指令值以及电动机旋转速度来决定”的所规定的条件来切换死区时间补偿功能，这样就能够针对低速转向区域、中速转向区域以及高速转向区域的所有的区域，选择出最合适的死区时间补偿值。
本发明的实施方式具有这样的结构，即，具有基于各相电动机端子电压、占空比指令值、电动机旋转角、电动机旋转速度以及逆变器外加电压的死区时间补偿功能(A)、基于转向辅助指令值、电动机旋转角、电动机旋转速度以及逆变器外加电压的死区时间补偿功能(B)和dq轴电流指令值、电动机旋转角、电动机旋转速度以及逆变器外加电压的死区时间补偿功能(C)，进行基于dq轴电流指令值以及电动机旋转速度的开关切换判定，通过基于软件的条件转移来对死区时间补偿功能(B)以及死区时间补偿功能(C)进行切换，并且，通过基于转向辅助指令值的渐变来进行死区时间补偿功能(A)与死区时间补偿功能(B)、死区时间补偿功能(C)之间的切换。在进行死区时间补偿功能(B)与死区时间补偿功能(C)之间的切换的时候，在注重速度的情况下，使用“可以瞬时进行切换”的基于软件的条件转移(开关类型)，在进行死区时间补偿功能(A)与死区时间补偿功能(B)、死区时间补偿功能(C)之间的切换的时候，在注重精度的情况下，使用“在切换时需要一定的时间”的渐变。
还有，在本发明中，因为根据ECU温度(逆变器或逆变器附近的温度)来对死区时间补偿功能(B)以及死区时间补偿功能(C)进行补正，并且，在渐变切换动作中，考虑了电动机旋转速度(转速)以及转向辅助指令值(iqref)，所以能够实现更加细微并且准确的死区时间补偿。
此外，尽管低速转向区域、中速转向区域以及高速转向区域的电动机转速的范围随电动机的种类和EPS的减速齿轮3的减速比的不同而不同，但在本发明中，例如，低速转向区域的电动机转速的范围为0[rpm]～300[rpm]；中速转向区域的电动机转速的范围为300[rpm]～1800[rpm]；高速转向区域的电动机转速的范围为1800[rpm]～4000[rpm]，高速转向区域的电动机转速为等于或大于电动机的额定转速的转速(即，高速转向区域的电动机转速范围为“需要进行弱磁控制”的转速范围)。
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
与图3相对应的图5示出了本发明的整体结构(第1实施方式)。如图5所示，设有“用于运算出dq轴上的补偿值CdA以及CqA”的死区时间补偿单元(A)200、“用于运算出dq轴上的补偿值CdB以及CqB”的死区时间补偿单元(B)400、“用于运算出dq轴上的补偿值CdC以及CqC”的死区时间补偿单元(C)600和“用于按照所规定的条件并且根据功能来切换并运算补偿值CdA以及CqA、补偿值CdB以及CqB和补偿值CdC以及CqC，输出dq轴的死区时间补偿值vd *以及vq *”的补偿值切换单元500。还有，死区时间补偿单元(A)200的补偿功能具有“在处于在中心附近的低负载以及低速转向状态的情况下，能够以不会发生触点抖动的方式来进行补偿”的特性；死区时间补偿单元(B)400的补偿功能具有“在低速转向区域以及中速转向区域，具有高补偿精度”的特性；死区时间补偿单元(C)600的补偿功能具有“在高速转向区域，具有高补偿精度”的特性。
电动机端子电压Vu、Vv以及Vw分别经由“用于消除噪声”的LPF(低通滤波器)163U、163V以及163W后被输入到死区时间补偿单元200(其细节将在后面描述)中，并且，来自PWM控制单元160内的占空比指令值运算单元160A的占空比指令值Dutyu、Dutyv以及Dutyw也被输入到死区时间补偿单元200中。还有，电动机旋转角θ、电动机旋转速度ω以及被施加在逆变器161上的逆变器外加电压VR也被输入到死区时间补偿单元(A)200中。还有，“相当于图2的转向辅助指令值Iref2”的q轴的转向辅助指令值iqref被输入到死区时间补偿单元(B)400(其细节将在后面描述)中，并且，逆变器外加电压VR、电动机旋转角θ以及电动机旋转速度ω也被输入到死区时间补偿单元(B)400中。还有，d轴电流指令值id *、q轴电流指令值iq *、电动机旋转角θ、逆变器外加电压VR以及电动机旋转速度ω被输入到死区时间补偿单元(C)600(其细节将在后面描述)中。
还有，补偿值切换单元500由开关切换判定单元510、“基于软件”的条件转移单元540(开关切换单元541以及开关切换单元542)、渐变切换判定单元520、渐变比率运算单元530和渐变切换单元550来构成，其中，开关切换判定单元510判定开关(条件转移单元)的切换，并且，输出切换判定标记SF1；“基于软件”的条件转移单元540(开关切换单元541以及开关切换单元542)根据来自开关切换判定单元510的切换判定标记SF1，来切换并输出来自死区时间补偿单元(B)400的补偿值CdB以及CqB和来自死区时间补偿单元(C)600的补偿值CdC以及CqC；渐变切换判定单元520基于转向辅助指令值iqref来判定渐变切换，并且，输出UP/DOWN判定标记SF2(即，递增/递减判定标记SF2)；渐变比率运算单元530根据UP/DOWN判定标记SF2，来运算出来自条件转移单元540的补偿值Cd以及Cq和来自死区时间补偿单元(A)200的补偿值CdA以及CqA的渐变比率RtA(例如，0％～100％)以及RtBC(例如，100％～0％)；渐变切换单元550由乘法单元551、乘法单元552、乘法单元553、乘法单元554、加法单元555和加法单元556来构成。此外，渐变切换判定单元520和渐变比率运算单元530构成了渐变单元。
条件转移单元540的开关切换单元541在功能上具有接点a1以及接点b1，还有，条件转移单元540的开关切换单元542在功能上具有接点a2以及接点b2。另外，补偿值CdB被输入到接点a1，补偿值CdC被输入到接点b1，还有，补偿值CqB被输入到接点a2，补偿值CqC被输入到接点b2。根据来自开关切换判定单元510的切换判定标记SF1，来同步切换开关切换单元541的接点a1以及接点b1和开关切换单元542的接点a2以及接点b2。也就是说，当切换判定标记SF1没有被输入进来的时候(例如，逻辑“L”)，为接点a1以及接点a2；当切换判定标记SF1被输入进来的时候(例如，逻辑“H”)，为接点b1以及接点b2。条件转移单元540输出补偿值Cd以及Cq。补偿值Cd以及Cq分别被输入到渐变切换单元550内的乘法单元552以及乘法单元554中。
接下来，对死区时间补偿单元(A)200进行说明。
如图6所示，死区时间补偿单元(A)200由减法单元201(201u、201v、201w)以及减法单元202、中点电压估计单元210、各相外加电压运算单元220、电压检测延迟模型230、增益单元240、补偿量限制单元250以及3相交流/dq轴变换单元260来构成。电动机旋转角θ被输入到中点电压估计单元210以及3相交流/dq轴变换单元260中，还有，电动机旋转速度ω被输入到中点电压估计单元210中。电动机端子电压Vu、Vv以及Vw分别经由LPF163U、LPF163V以及LPF163W后，被输入到中点电压估计单元210和减法单元201u、201v以及201w中。还有，来自PWM控制单元160内的占空比指令值运算单元160A的占空比指令值Dutyu、Dutyv以及Dutyw被输入到各相外加电压运算单元220中，另外，逆变器外加电压VR被输入到中点电压估计单元210、各相外加电压运算单元220以及补偿量限制单元250中。
中点电压估计单元210基于逆变器外加电压VR来计算出中点电压的基准电压。图7示出了中点电压估计单元210的详细结构。如图7所示，由于因硬件的结构、检测误差等的影响而导致中点电压发生偏移，所以基于逆变器外加电压VR与各相电动机端子电压Vu、Vv以及Vw之间的差分来进行补正。还有，按照特定的电动机旋转角θ以及特定的电动机旋转速度ω的条件，来调整用来进行补正的时刻。也就是说，逆变器外加电压VR在减半单元211中被减少了一半(VR/2)，减半值(VR/2)被加法输入到减法单元217以及减法单元218中。端子电压Vu、Vv以及Vw被输入到加法单元216中以便对它们进行加法运算，在加法单元216中得到的加法结果(Vu+Vv+Vw)在除法单元(1/3)212中与1/3相乘，相乘后得到的电压“(Vu+Vv+Vw)/3”被减法输入到减法单元217中。减法单元217从减半值VR/2中减去电压“(Vu+Vv+Vw)/3”，并且，将减法结果VRna输入到补正值保持单元214中。补正时刻判定单元213基于电动机旋转角θ以及电动机旋转速度ω来判定补正时刻，并且，将补正信号CT输入到补正值保持单元214中。补正量限制单元215基于由补正值保持单元214保持的电压VRnb来计算出补正量ΔVm。
图8示出了补正时刻判定单元213以及补正值保持单元214的详细结构。如图8所示，补正时刻判定单元213由角度判定单元213－1、有效转速判定单元213－2以及AND电路213－3来构成，还有，补正值保持单元214由切换单元214－1以及保持单元(Z-1)214－2来构成。也就是说，电动机旋转角θ被输入到角度判定单元213－1中，角度判定单元213－1进行下述式1的判定。当式1成立的时候，角度判定单元213－1输出判定信号JD1。
式1
179[deg]＜θ＜180[deg]
因为作为中点补正值，在相电压的零交叉点的运算的精度高，所以将“U相电压发生零交叉”的电动机旋转角θ的约为180[deg]的角度设定为补正条件。还有，在电动机旋转速度ω高的情况下，因为反电动势的影响变大，所以采样精度下降，从而变得无法进行准确的补正运算。因此，有效旋转速度判定单元213－2判定“电动机旋转速度ω是否等于或小于能够进行补正运算的有效旋转速度ω0”，当电动机旋转速度ω等于或小于能够进行补正运算的有效旋转速度ω0的时候，输出判定信号JD2。
式2
ω≦ω0
判定信号JD1以及判定信号JD2被输入到AND电路213－3中，AND电路213－3按照判定信号JD1以及判定信号JD2已经被输入的AND条件来输出补正信号CT。补正信号CT作为切换信号被输入到补正值保持单元214内的切换单元214－1中，以便切换接点a和接点b。减法结果VRna被输入到接点a，还有，输出电压VRnb经由保持单元(Z-1)214－2后被输入到接点b。补正值保持单元214为了到下一个时刻为止能够输出稳定的补正值，保持值。还有，补正量限制单元215在“因噪声、反电动势、有关补正时刻的错误的判定等而导致补正量明显比一般情况下的补正量大”的情况下，就判断为“该补正量不正确”，从而将其限制在最大补正量。被限制在最大补正量的电压补正值ΔVm被输入到减法单元218中，减法单元218输出“按照下述式3运算出的”中点电压估计值Vm。中点电压估计值Vm被减法输入到减法单元201u、201v以及201w中。
式3
Figure BDA0002136008830000171
还有，各相占空比指令值Dutyu、Dutyv以及Dutyw和逆变器外加电压VR被输入到各相外加电压运算单元220中，各相外加电压运算单元220基于各相占空比指令值Dutyu、Dutyv以及Dutyw和逆变器外加电压VR，并且，使用下述式4，来计算出各相外加电压Vin。各相外加电压Vin被输入到电压检测延迟模型230中。此外，式4中的Dutyref表示Dutyu、Dutyv以及Dutyw。
式4
Figure BDA0002136008830000172
中点电压估计值Vm被减法输入到减法单元201(201u、201v以及201w)中，还有，经由LPF163U、LPF163V以及LPF163W之后的端子电压Vu、Vv以及Vw被减法输入到减法单元201(201u、201v以及201w)中。减法单元201u、201v以及201w按照下述式5，从各相端子电压Vu、Vv以及Vw中减去中点电压估计值Vm。通过这样做，就运算出了各相检测电压Vdn(Vdu、Vdv以及Vdw)。各相检测电压Vdn(Vdu、Vdv以及Vdw)被输入到作为各相损耗电压运算单元的减法单元202中。
式5
Vdu＝Vu-Vm
Vdv＝Vv-Vm
Vdw＝Vw-Vm
在进行端子电压Vu、Vv以及Vw的检测的时候，会发生起因于ECU的噪声滤波器等的延迟。因此，在通过直接获得各相外加电压Vin与各相检测电压Vdn之间的差分来计算出损耗电压的情况下，会产生因相位差而造成的误差。为了解决这个问题，在本发明中，通过将诸如滤波器电路之类的硬件的检测延迟近似为一阶滤波器模型，以便改善相位差。本实施方式的电压检测延迟模型230为“将T作为滤波器时间常数并且由下述式6来表示”的一阶滤波器。还有，电压检测延迟模型230也可以为二阶或更高阶的滤波器的模型。
式6
Figure BDA0002136008830000181
各相外加电压Vin被加法输入到减法单元202中，还有，各相检测电压Vdn被减法输入到减法单元202中。减法单元202通过从各相外加电压Vin中减去各相检测电压Vdn，来计算出各相损耗电压PLA(Vloss_n)。也就是说，减法单元202按照下述式7来进行运算。
式7
Vloss_u＝Vinu-Vdu
Vloss_v＝Vinv-Vdv
Vloss_w＝Vinw-Vdw
各相损耗电压PLA(Vloss_n)在增益单元240中与增益PG(例如，增益PG为0.8)相乘，“各相损耗电压PLA(Vloss_n)与增益PG相乘后得到的”各相损耗电压PLB被输入到补偿量限制单元250中。尽管基本上来说，没有必要对增益PG进行调整，但在诸如“与其他补偿器的一致性”、“实际车辆的调节”、“当ECU的零部件发生变化的时侯”之类的需要进行输出调整的场合，变更增益PG。
补偿量限制单元250感应逆变器外加电压VR，图9示出了补偿量限制单元250的详细结构。也就是说，如图9所示，逆变器外加电压VR被输入到补偿量限制单元250内的补偿量上下限值运算单元251中，补偿量上下限值运算单元251按照如图10所示那样的特性来运算出补偿量上限值DTCa。补偿量上限值DTCa具有这样的特性，即，当逆变器外加电压VR小于或等于所规定的电压VR1的时候，补偿量上限值DTCa为固定值DTCa1；当逆变器外加电压VR大于所规定的电压VR1并且小于所规定的电压VR2(＞VR1)的时候，补偿量上限值DTCa线性(或非线性)地增加；在逆变器外加电压VR等于或大于所规定的电压VR2的时候，补偿量上限值DTCa为固定值DTCa2并且保持不变。补偿量上限值DTCa被输入到切换单元252的接点a1A以及比较单元255中，并且，还被输入到反转单元254中。还有，各相损耗电压PLB(Vloss_u、Vloss_v以及Vloss_w)被输入到比较单元255以及比较单元256中，并且，还被输入到切换单元252的接点b1A。还有，反转单元254的输出－DTCa被输入到切换单元253的接点a2A中。基于比较单元255的比较结果CP1来切换切换单元252的接点a1A以及接点b1A，还有，基于比较单元256的比较结果CP2来切换切换单元253的接点a2A以及接点b2A。
比较单元255对补偿量上限值DTCa和各相损耗电压PLB进行比较，并且，按照下述式8来对切换单元252的接点a1A以及接点b1A进行切换。还有，比较单元256对补偿量上限值－DTCa和各相损耗电压PLB进行比较，并且，按照下述式9来对切换单元253的接点a2A以及接点b2A进行切换。
式8
当各相损耗电压PLB≧补偿量上限值DTCa的时候，切换单元252的接点a1A就处于ON状态
当各相损耗电压PLB＜补偿量上限值DTCa的时候，切换单元252的接点b1A就处于ON状态
式9
当各相损耗电压PLB≧补偿量上限值－DTCa的时候，切换单元253的接点a2A就处于ON状态(死区时间补偿值DTC＝－DTCa)
当各相损耗电压PLB＜补偿量上限值－DTCa的时候，切换单元253的接点b2A就处于ON状态(死区时间补偿值DTC＝切换单元252的输出)
接下来，对死区时间补偿单元(B)400(第1实施例)进行说明。
如图11所示，死区时间补偿单元400由电流控制延迟模型401、补偿符号估计单元402、乘法单元403、乘法单元404d、乘法单元404q、加法单元421、相位调整单元410、逆变器外加电压感应增益单元420、角度－死区时间补偿值函数单元430U、角度－死区时间补偿值函数单元430V、角度－死区时间补偿值函数单元430W、乘法单元431U、乘法单元431V、乘法单元431W、3相交流/dq轴变换单元440以及电流指令值感应增益运算单元450来构成。
q轴转向辅助指令值iqref被输入到电流控制延迟模型401中。因ECU的噪声滤波器等，从而导致发生延迟，直到dq轴的电流指令值id *以及iq *被反映在实际电流上。因此，如果直接基于电流指令值iq *来判定符号的话，则有时会发生时间偏差。为了解决这个问题，通过将整个电流控制的延迟近似为一阶滤波器模型，以便改善相位差。尽管电流控制延迟模型401为“将T作为滤波器时间常数，并且，由上述式6来表示”的一阶滤波器，但电流控制延迟模型401也可以为二阶或更高阶的滤波器的模型。
从电流控制延迟模型401输出的电流指令值Icm被输入到电流指令值感应增益单元450以及补偿符号估计单元402中。在低电流区域，有时死区时间补偿量会发生过度补偿，电流指令值感应增益单元450具有计算出“用于根据电流指令值Icm(转向辅助指令值iqref)的大小来减少补偿量”的增益的功能。还有，通过使用加权平均滤波器来进行降低噪声的处理，以便不会因来自电流指令值Icm(转向辅助指令值iqref)的噪声等，而导致“用于减少补偿量”的增益发生振动。
电流指令值感应增益单元450具有如图12所示的结构。如图12所示，绝对值单元451计算出电流指令值Icm的绝对值，来自绝对值单元451的绝对值在输入限制单元452中被限制了最大值，被限制了最大值的绝对值的电流指令值经由比例变换单元453后被输入到加权平均滤波器454中。在加权平均滤波器454中被降低了噪声的电流指令值Iam被加法输入到减法单元455中。减法单元455从电流指令值Iam中减去固定值的偏移OS。“从电流指令值Iam中减去固定值的偏移OS”的理由是为了防止起因于微小电流指令值的触点抖动，将等于或小于偏移OS的输入值固定在最小的增益。“在减法单元455中从电流指令值Iam中减去偏移OS后得到的”电流指令值Ias被输入到增益单元456中。增益单元456按照如图13所示那样的增益特性，来输出电流指令值感应增益Gc。
从电流指令值感应增益单元450输出的电流指令值感应增益Gc例如具有如图14所示那样的针对被输入进来的电流指令值Icm的特性。也就是说，电流指令值感应增益Gc具有这样一种特性，即，当电流指令值Icm等于或小于所规定的电流Icm1的时候，电流指令值感应增益Gc为固定的增益Gcc1；当电流指令值Icm大于所规定的电流Icm1并且小于所规定的电流Icm2(＞所规定的电流Icm1)的时候，电流指令值感应增益Gc随着电流指令值Icm增加而线性(或非线性)地增加；当电流指令值Icm等于或大于所规定的电流Icm2的时候，电流指令值感应增益Gc为固定的增益Gcc2并且保持不变。此外，所规定的电流Icm1也可以为0[A]。
补偿符号估计单元402针对被输入进来的电流指令值Icm，按照如图15(A)以及图15(B)所示的滞后特性，来输出正(+1)或负(－1)的补偿符号SN1。尽管以“电流指令值Icm的零交叉点”为基准来估计出补偿符号SN1，但为了抑制触点抖动，补偿符号SN1具有滞后特性。估计出的补偿符号SN1被输入到乘法单元403中。
来自电流指令值感应增益单元450的电流指令值感应增益Gc被输入到乘法单元403中。乘法单元403输出“电流指令值感应增益Gc与补偿符号SN1相乘后得到的”电流指令值感应增益Gcs(＝Gc×SN1)。电流指令值感应增益Gcs被输入到乘法单元404d以及乘法单元404q中。
还有，因为最适当的死区时间补偿量随逆变器外加电压VR而发生变化，所以运算出并改变“与逆变器外加电压VR相对应”的死区时间补偿量。还有，“用于输入逆变器外加电压VR，并且，输出电压感应增益Gv”的逆变器外加电压感应增益运算单元420具有如图16所示的结构。如图16所示，逆变器外加电压VR在输入限制单元421中被限制了正/负最大值，被限制了最大值的逆变器外加电压VR1被输入到逆变器外加电压/死区时间补偿增益变换表422中。逆变器外加电压/死区时间补偿增益变换表422的特性，例如为如图17所示的特性。拐点的逆变器外加电压9.0[V]以及15.0[V]和电压感应增益“0.7”以及“1.2”仅仅是一个示例而已，可以对它们进行适当的变更。运算出的电压感应增益Gv被输入到乘法单元431U、乘法单元431V以及乘法单元431W中。
另外，在想根据电动机旋转速度ω来提前或者推迟死区时间补偿时刻的情况下，使相位调整单元410具有“根据电动机旋转速度ω来计算出调整角度”的功能。相位调整单元410在超前角控制的情况下，具有如图18所示的特性。由相位调整单元410计算出的相位调整角Δθ被输入到加法单元421中，加法单元421使相位调整角Δθ与检测出的电动机旋转角θ相加。作为加法单元421的加法结果的电动机旋转角θm(＝θ+Δθ)被输入到角度－死区时间(DT)补偿值函数单元430U、角度－死区时间(DT)补偿值函数单元430V以及角度－死区时间(DT)补偿值函数单元430W中，并且，还被输入到3相交流/dq轴变换单元440中。
如图19详细所示那样，角度－死区时间补偿值函数单元430U、角度－死区时间补偿值函数单元430V以及角度－死区时间补偿值函数单元430W针对相位调整后的电动机旋转角θm，在电角度0[deg]～359[deg]的范围内，输出相位彼此相差120[deg]的矩形波的各相死区时间基准补偿值Udt、Vdt以及Wdt。死区时间补偿值角度函数单元430U、死区时间补偿值角度函数单元430V以及死区时间补偿值角度函数单元430W将3个相都需要的死区时间补偿值设定为基于角度的函数，在ECU中进行实时计算，输出死区时间基准补偿值Udt、Vdt以及Wdt。死区时间基准补偿值的角度函数随ECU的死区时间的特性不同而不同。
死区时间基准补偿值Udt、Vdt以及Wdt分别被输入到乘法单元431U、乘法单元431V以及乘法单元431W中，以便使其与电压感应增益Gc相乘。与电压感应增益Gc相乘后得到的3个相的死区时间补偿值Udtc(＝Gc·Udt)、Vdtc(＝Gc·Vdt)以及Wdtc(＝Gc·Wdt)被输入到3相交流/dq轴变换单元440中。3相交流/dq轴变换单元440以与电动机旋转角θm同步的方式，将3个相的死区时间补偿值Udtc、Vdtc以及Wdtc变换成2个相的dq轴的补偿值vda *以及vqa *。补偿值vda *以及vqa *分别被输入到乘法单元404d以及乘法单元404q中，以便使其与电流指令值感应增益Gcs相乘。在乘法单元404d以及乘法单元404q中得到的乘法结果分别为dq轴的补偿值CdB以及补偿值CqB。补偿值CdB以及补偿值CqB分别被输入到补偿值切换单元500内的开关切换单元541以及开关切换单元542中。
接下来，对死区时间补偿单元(C)600(第1实施例)进行说明。
如图20所示，死区时间补偿单元600由加法单元601、乘法单元602、逆变器外加电压感应补偿量运算单元610、3相电流指令值模型620、相电流补偿符号估计单元621、相位调整单元630以及3相交流/dq轴变换单元640来构成。电动机旋转角θ被输入到加法单元601中，还有，电动机旋转速度ω被输入到相位调整单元630中。另外，逆变器外加电压VR被输入到逆变器外加电压感应补偿量运算单元610中，还有，由加法单元601计算出的“相位调整后的电动机旋转角θm”被输入到3相电流指令值模型620中。
在想根据电动机旋转速度ω来提前或者推迟死区时间补偿时刻的情况下，使相位调整单元630具有“根据电动机旋转速度ω来计算出调整角度”的功能。相位调整单元630在超前角控制的情况下，具有如图18所示的特性。由相位调整单元630计算出的相位调整角Δθ被输入到加法单元601中，加法单元601使相位调整角Δθ与检测出的电动机旋转角θ相加。作为加法单元601的加法结果的“相位调整后的电动机旋转角θm(＝θ+Δθ)”被输入到3相电流指令值模型620中，并且，还被输入到3相交流/dq轴变换单元640中。
因为最合适的死区时间补偿量根据逆变器外加电压VR而发生变化，所以运算出并改变“与逆变器外加电压VR相对应”的死区时间补偿量DTC。“输入逆变器外加电压VR，并且，输出死区时间补偿量DTC”的逆变器外加电压感应补偿量运算单元610具有如图21所示的结构，逆变器外加电压VR在输入限制单元611中被限制了正/负最大值，被限制了最大值的逆变器外加电压VR1被输入到逆变器外加电压/死区时间补偿量变换表612中。逆变器外加电压/死区时间补偿量变换表612例如具有如图22所示的特性。也就是说，逆变器外加电压/死区时间补偿量变换表612的特性为这样一种特性，即，当逆变器外加电压VR等于或低于所规定的逆变器外加电压VR1的时候，死区时间补偿量DTC为固定的死区时间补偿量DTC1；当逆变器外加电压VR高于所规定的逆变器外加电压VR1并且等于或低于所规定的逆变器外加电压电压VR2(＞所规定的逆变器外加电压VR1)的时候，死区时间补偿量DTC随着逆变器外加电压VR增加而线性(或非线性)地增加；当逆变器外加电压VR高于所规定的电压VR2的时候，死区时间补偿量DTC为固定的死区时间补偿量DTC2。
d轴电流指令值id *以及q轴电流指令值iq *与电动机旋转角θm一起，被输入到3相电流指令值模型620中。3相电流指令值模型620基于d轴电流指令值id *以及q轴电流指令值iq *和电动机旋转角θm，并且，通过运算或表(table)，来计算出如图23所示那样的相位互相偏移120°的正弦波的3相电流模型指令值Icm。另外，3相电流模型指令值Icm因电动机的类型而异。
3相电流模型指令值Icm被输入到相电流补偿符号估计单元621中。相电流补偿符号估计单元621针对被输入进来的3相电流模型指令值Icm，通过如图24(A)以及图24(B)所示的滞后特性，来输出正(+1)或负(－1)的补偿符号SN2。尽管以“3相电流模型指令值Icm的零交叉点”为基准来估计出补偿符号SN2，但为了抑制触点抖动，具有滞后特性。估计出的补偿符号SN2被输入到乘法单元602中。
来自逆变器外加电压感应补偿量运算单元610的死区时间补偿量DTC被输入到乘法单元602中。乘法单元602输出“死区时间补偿量DTC与补偿符号SN2相乘后得到的”死区时间补偿量DTCa(＝DTC×SN2)。死区时间补偿量DTCa被输入到3相交流/dq轴变换单元640中。3相交流/dq轴变换单元640以与电动机旋转角θm同步的方式输出dq轴的补偿值CdC以及补偿值CqC。补偿值CdC以及补偿值CqC分别被输入到补偿值切换单元500内的开关切换单元541以及开关切换单元542中。
图25示出了补偿值切换单元500内的开关切换判定单元510的结构。如图25所示，开关切换判定单元510具备了“当d轴电流指令值id *变成了在零附近的值(例如，在零附近的值为0.0[A]～0.1[A]，即，在零附近的值介于0.0[A]和0.1[A]之间，并且，包括0.0[A]和0.1[A])的时候，输出判定标记DF1”的零判定单元511。还有，开关切换判定单元510具备了绝对值单元512、阈值单元513、绝对值单元514和阈值单元515，其中，绝对值单元512获得q轴电流指令值iq *的绝对值|iq *|；阈值单元513具有滞后特性，并且，当绝对值|iq *|等于或大于所规定的阈值TH1的时候，输出判定标记DF2；绝对值单元514获得电动机旋转速度ω的绝对值|ω|；阈值单元515具有滞后特性，并且，当绝对值|ω|等于或大于所规定的阈值TH1的时候，输出判定标记DF3。另外，判定标记DF1、DF2以及DF3被输入到切换条件判定单元516中。当判定标记DF1、DF2以及DF3全部被输入进来的时候，切换条件判定单元516输出切换判定标记SF1。例如，当判定标记DF1＝“L”，判定标记DF2＝“H”，并且，判定标记DF3＝“H”的时候，切换条件判定单元516输出切换判定标记SF1＝“H”。另外，“H”以及“L”示出了逻辑值的示例，还有，也可以将“H”以及“L”反过来。
当切换判定标记SF1没有从切换条件判定单元516被输出的时候，即，在“切换判定标记SF1没有从切换条件判定单元516被输出”的OFF状态下(例如，SF1＝“L”)，如图5所示那样，条件转移单元540的开关切换单元541以及开关切换单元542的接点为a1以及a2，来自死区时间补偿单元(B)400的补偿值CdB以及CqB分别作为补偿值Cd以及Cq被输出。还有，当切换判定标记SF1从切换条件判定单元516被输出的时候，即，在“切换判定标记SF1从切换条件判定单元516被输出”的ON状态下(例如，SF1＝“H”)，开关切换单元541以及开关切换单元542的接点就分别从a1以及a2被切换到b1以及b2。其结果为，来自死区时间补偿单元(C)600的补偿值CdC以及CqC分别作为补偿值Cd以及Cq被输出。还有，来自条件转移单元540的补偿值Cd以及Cq分别被输入到渐变切换单元550内的乘法单元552以及乘法单元554中。
渐变切换判定单元520将转向辅助指令值iqref设定为切换条件，针对输入信号具有死区区域(dead band region)，按照“具有滞后”的判定条件来输出UP/DOWN判定标记SF2。图26示出了渐变切换判定单元520的结构示例。如图26所示，转向辅助指令值iqref被输入到死区单元521中以便对其进行死区(例如，±0.5[A])的处理，经死区处理后得到的转向辅助指令值iqref-d被输入到绝对值单元522中，来自绝对值单元522的绝对值|iqref-d|在限制器523中被限制了上限值和下限值。被限制了上限值和下限值的转向辅助指令值iqref-t被输入到“具有滞后特性”的阈值单元524中，阈值单元524基于所规定的阈值的大小关系来输出UP/DOWN判定标记SF2。UP/DOWN判定标记SF2被输入到渐变比率运算单元530中。
死区单元521是为了解决“当转向盘处于在中心附近的时候，因外部要因(路面状况(碎石路、斜坡等)、车身的振动等)，从而导致信号发生颤动”的问题而设置的，死区单元521消除了被输入进来的转向辅助指令值iqref的振动分量。还有，阈值单元524的滞后特性具有“防止死区处理后的触点抖动，并且，实现输出的稳定”的功能。
渐变比率运算单元530例如具有如图27所示的结构。如图27所示，渐变比率运算单元530具备“具有接点am和接点bm，并且，根据UP/DOWN判定标记SF2的ON(例如，SF2＝“H”)、OFF(例如，SF2＝“L”)来切换接点am和接点bm”的开关531，递增计数值532被输入到接点am，还有，递减计数值533被输入到接点bm。例如，当UP/DOWN判定标记SF2被输入进来的时候，即，在“UP/DOWN判定标记SF2被输入进来”的ON状态下，与接点am相连接，开关531输出递增计数值532(例如，+0.5％)；当UP/DOWN判定标记SF2没有被输入进来的时候，即，在“UP/DOWN判定标记SF2没有被输入进来”的OFF状态下，被切换到接点bm，开关531输出递减计数值533(例如，－0.5％)。开关531的输出被输入到加法单元534中，在加法单元534中得到的加法值在计数值限制单元(0％～100％)535中被限制了最大值之后，被作为渐变比率RtBC(％)输出，同时，被减法输入到减法单元537中，并且还经由保持单元(Z-1)536后被输入到加法单元534中。渐变比率RtBC被输入到减法单元537中，减法单元537将“从固定的100％中减去渐变比率RtBC(％)后获得”的值作为渐变比率RtA(％)输出。其结果为，渐变比率RtA从100％线性地变化到0％，还有，渐变比率RtBC从0％线性地变化到100％，这样就能够获得如图28的实线所示那样的特性的渐变比率RtA以及渐变比率RtBC。此外，在渐变比率RtA与渐变比率RtBC之间总是存在下述式10的关系，还有，渐变比率RtA以及渐变比率RtBC被输入到渐变切换单元550中。
式10
RtA(％)+RtBC(％)＝100％
尽管图28的时刻t0～时刻t1为基于渐变切换的切换时间，但也可以通过改变计数值的大小来改变切换时间。例如，通过将递增计数值532设定为+0.5％，并且，将递减计数值533设定为－2％，这样就可以非线性地改变基于渐变的切换时间，从而使得从死区时间补偿A切换到死区时间补偿B变慢，并且，从死区时间补偿B切换到死区时间补偿A变快。还有，通过增加或减少递增计数值532以及递减计数值533的大小，这样就能够调整切换的速度。
此外，如图28的虚线所示那样，也可以非线性地改变渐变比率RtA以及渐变比率RtBC。“非线性地改变渐变比率RtA以及渐变比率RtBC”的示例将在后面描述。
如图5所示，渐变切换单元550是由乘法单元551、乘法单元552、乘法单元553、乘法单元554、加法单元555以及加法单元556来构成的，来自死区时间补偿单元(A)200的补偿值CdA以及CqA分别被输入到乘法单元551以及乘法单元553中，并且，来自渐变比率运算单元530的渐变比率RtA被输入到乘法单元551以及乘法单元553中。还有，来自条件转移单元540的补偿值Cd以及Cq分别被输入到乘法单元552以及乘法单元554中，并且，来自渐变比率运算单元530的渐变比率RtBC被输入到乘法单元552以及乘法单元554中。“在乘法单元551中渐变比率RtA与补偿值CdA相乘后得到的”补偿值RtA·CdA被输入到加法单元555中，还有，“在乘法单元552中渐变比率RtBC与补偿值Cd相乘后得到的”补偿值RtBC·Cd被输入到加法单元555中。“在加法单元555中补偿值RtA·CdA与补偿值RtBC·Cd相加后得到的”d轴的死区时间补偿值vd *被输入到加法单元121d中。另外，“在乘法单元553中渐变比率RtA与补偿值CqA相乘后得到的”补偿值RtA·CqA被输入到加法单元556中，还有，“在乘法单元554中渐变比率RtBC与补偿值Cq相乘后得到的”补偿值RtBC·Cq被输入到加法单元556中。“在加法单元556中补偿值RtA·CqA与补偿值RtBC·Cq相加后得到的”q轴的死区时间补偿值vq *被输入到加法单元121q中。
在这样的结构中，参照图29的流程图，来对死区时间补偿的动作示例进行说明。
在这样的结构中，参照图29的流程图，来对死区时间补偿的动作示例进行说明。此外，在控制周期(例如，250[μs])中，在与电流控制相同的时刻，只执行一次死区时间补偿。
当死区时间补偿的动作开始的时候，死区时间补偿单元(A)200运算出补偿值CdA以及补偿值CqA(步骤S1)，死区时间补偿单元(B)400运算出补偿值CdB以及补偿值CqB(步骤S2)，死区时间补偿单元(C)600运算出补偿值CdC以及补偿值CqC(步骤S3)。可以对“步骤S1、步骤S2、步骤S3”的运算顺序进行适当的变更。
接下来，开关切换判定单元510基于d轴电流指令值id *、q轴电流指令值iq *以及电动机旋转速度ω来判定开关切换(步骤S10)，判定“切换判定标记SF1是否没有被输出(切换判定标记SF1是否处于OFF状态)”(步骤S11)。当切换判定标记SF1处于OFF状态的时候，条件转移单元540输出死区时间补偿单元(B)400的补偿值CdB以及补偿值CqB(步骤S12)；当切换判定标记SF1处于ON状态的时候，条件转移单元540输出死区时间补偿单元(C)600的补偿值CdC以及补偿值CqC(步骤S13)。在“输出补偿值B(CdB以及CqB)或补偿值C(CdC以及CqC)”的中速、高速的转向条件下，渐变比率变成RtA＝0％和RtBC＝100％，以“补偿值A×0％+补偿值B或C×100％＝补偿值B或C”的方式来进行运算，输出开关切换的补偿B或C的值。
转向辅助指令值iqref被输入到渐变切换判定单元520中，渐变切换判定单元520基于转向辅助指令值iqref来运算出渐变切换的判定(步骤S14)，判定“UP/DOWN判定标记SF2是否处于ON状态”(步骤S15)。在UP/DOWN判定标记SF2处于ON状态的情况下，输出递增计数值532(步骤S16)；在UP/DOWN判定标记SF2处于OFF状态的情况下，输出递减计数值533(步骤S17)，在加法单元534中使输出值与被存储在存储器(保持单元536)中的上一次的计数值相加(步骤S20)。计数值限制单元535对“在加法单元534中通过加法运算得到的”计数值进行限制(步骤S21)，经限制后的计数值被存储在存储器(保持单元536)中(步骤S22)。在一个控制周期(例如，250[μs])中，只执行一次UP/DOWN计数处理(即，递增/递减计数处理)，计数值被存储在存储器中，在下一个控制周期中，针对被存储起来的计数值，进行一次UP处理(即，递增处理)或DOWN处理(即，递减处理)。
渐变比率运算单元530基于被输出的计数值来运算出渐变比率RtA以及渐变比率RtBC(步骤S23)。渐变比率RtA被输入到渐变切换单元550内的乘法单元551以及乘法单元553中，渐变比率RtBC被输入到渐变切换单元550内的乘法单元552以及乘法单元554中，以便进行渐变切换(步骤S24)。加法单元555使乘法单元551的乘法结果与乘法单元552的乘法结果相加，在加法单元555中得到的加法结果被作为死区时间补偿值vd *输出；加法单元556使乘法单元553的乘法结果与乘法单元554的乘法结果相加，在加法单元556中得到的加法结果被作为死区时间补偿值vq *输出(步骤S25)。
此外，关于渐变比率的运算，如“与图29相对应”的图30所示那样，也可以将来自计数值限制单元535的计数值输入到特性变换表中，运算出渐变比率(步骤S23-1)，然后，基于特性变换后的渐变比率来运算出渐变比率RtA以及渐变比率RtBC(步骤S23-2)。
为了兼顾手感和切换速度，有时需要非线性地改变渐变比率。也就是说，在需要注重手感的情况下，需要使渐变比率的变化变慢；在不需要注重手感的情况下，需要使渐变比率的变化变快。就这样，在以如图28的虚线所示那样的方式非线性地改变渐变比率运算单元530的渐变比率的情况下，可以将图31的结构(第2实施例)作为非线性功能来发挥作用。在图31的第2实施例中，在计数值限制单元535的后一级设置了“用来构成非线性要素”的渐变比率特性运算单元538，渐变比率特性运算单元538输出渐变比率RtBC，还有，渐变比率RtBC被减法输入到减法单元537中。渐变比率特性运算单元538可以具有“如图31所示那样，渐变比率在整个区域都是非线性的”特性，还有，渐变比率特性运算单元538也可以具有“如图32(第3实施例)所示那样，渐变比率在一部分的区域处于饱和状态”的特性。
还有，如图33所示，关于死区时间补偿值切换，可以按照诸如电动机转速rpm之类的条件来调整UP/DOWN计数值(即，递增/递减计数值)的增加或减少，还有，也可以通过增加或减少计数值来调整切换的速度，从而使图28的时刻t1能够如箭头AR所示那样发生变化。在需要注重手感的电动机转速rpm的情况下，需要使渐变比率的变化变慢；在不需要注重手感的电动机转速rpm的情况下，需要使渐变比率的变化变快。图33示出了这种场合的结构示例(第4实施例)。如图33所示，设置了“用于输入电动机转速rpm，并且，输出转速感应递增计数值”的递增计数值运算处理单元532A和“用于输入电动机转速rpm，并且，输出转速感应递减计数值”的递减计数值运算处理单元533A，转速感应递增计数值被输入到开关531的接点a，还有，转速感应递减计数值被输入到开关531的接点b。如图33所示，递增计数值运算处理单元532A具有“当电动机转速rpm小于所规定的值的时候，转速感应递增计数值为固定值；当电动机转速rpm等于或大于所规定的值的时候，转速感应递增计数值增加”的特性。还有，如图33所示，递减计数值运算处理单元533A具有“当电动机转速rpm小于所规定的值的时候，转速感应递减计数值为固定值；当电动机转速rpm等于或大于所规定的值的时候，转速感应递减计数值减少”的特性。
接下来，对空间矢量调制进行说明。如图34所示，空间矢量调制单元300只要具有“将dq轴空间的2相电压(vd **、vq **)变换成3相电压(Vua、Vva、Vwa)，并且，使三次谐波叠加在3相电压(Vua、Vva、Vwa)上”的功能就可以了。例如，空间矢量调制单元300可以使用由本申请人以前提出的日本特开2017-70066号公报和WO/2017/098840中所记载的空间矢量调制的方法。
也就是说，空间矢量调制具有这样的功能，即，通过基于dq轴空间的电压指令值vd **以及vq **、电动机旋转角θ以及扇区号n(#1～#6)来进行如下所述的坐标变换，并且，将“用来对电桥结构的逆变器的FET(上侧桥臂FETQ1、FETQ3以及FETQ5和下侧桥臂FETQ2、FETQ4以及FETQ6)的ON/OFF进行控制，并且，与扇区#1～#6相对应”的开关模式S1～S6供应给电动机，以便对电动机的旋转进行控制。关于坐标变换，在空间矢量调制中，基于下述式11并且通过坐标变换，将电压指令值vd **以及vq **变换成α－β坐标系中的电压矢量Vα以及Vβ。还有，图35示出了被用于这个坐标变换的坐标轴与电动机旋转角θ之间的关系。
式11
Figure BDA0002136008830000301
还有，在d－q坐标系中的目标电压矢量与α－β坐标系中的目标电压矢量之间存在如下述式12那样的关系，另外，目标电压矢量V的绝对值被保存起来。
式12
Figure BDA0002136008830000302
在空间矢量控制的开关模式中，根据FET(Q1～Q6)的开关模式S1～S6，并且，通过如图36的空间矢量图所示的8种离散基准电压矢量V0～V7(相位彼此相差π/3[rad]的非零电压矢量V1～V6和零电压矢量V0以及V7)，来定义逆变器的输出电压。还有，对这些基准输出电压矢量V0～V7的选择和它们的发生时间进行控制。另外，通过使用相邻的基准输出电压矢量所夹的6个区域，就能够将空间矢量划分为6个扇区#1～#6，目标电压矢量V属于扇区#1～#6中的某一个扇区，可以分配扇区号。基于目标电压矢量V的α－β坐标系中的旋转角γ，就能够求出“作为Vα以及Vβ的合成矢量的目标电压矢量V到底存在于在α－β空间中被分成正六边形的如图36所示那样的扇区中的哪一个扇区”。还有，旋转角γ作为电动机的旋转角θ与“通过d－q坐标系中的电压指令值vd **与电压指令值vq **之间的关系来获得”的相位δ的和，是通过γ＝θ+δ来决定的。
图37示出了“为了通过基于空间矢量控制的逆变器的开关模式S1、S3、S5的数字控制来使目标电压矢量V从逆变器输出，决定针对FET的ON/OFF信号S1～S6(开关模式)中的开关脉冲宽度和该时刻”的基本时间图。还有，空间矢量调制在每个规定的采样周期Ts，在采样周期Ts内进行运算等，并且，在下一个采样周期Ts将该运算结果变换成开关模式S1～S6中的开关脉冲宽度和该时刻并将它们输出。
空间矢量调制生成与基于目标电压矢量V求出的扇区号相对应的开关模式S1～S6。图37示出了在扇区号#1(n＝1)的场合的逆变器的FET的开关模式S1～S6的一个示例。信号S1、S3以及S5表示与上侧桥臂相对应的FETQ1、FETQ3以及FETQ5的栅极信号。横轴表示时间，Ts为“与开关周期相对应，被划分为8个时间段，由T0/4、T1/2、T2/2、T0/4、T0/4、T0/4、T2/2、T1/2以及T0/4来构成”的周期。还有，时间段T1以及T2分别为依存于扇区号n以及旋转角γ的时间。
在没有空间矢量调制的情况下，“将本发明的死区时间补偿应用在dq轴上，只对死区时间补偿值进行了dq轴/3相变换”的死区时间补偿值波形(U相波形)成为像图38的虚线那样的去除了三次谐波分量的波形。V相以及W相也是同样的。通过应用空间矢量调制来替代dq轴/3相变换，这样就能够使三次谐波叠加在3相信号上，从而能够弥补因3相变换而失去的三次谐波分量，就能够生成像图38的实线那样的理想的死区时间补偿波形。
图39示出了基于本发明(第1实施方式)的死区时间补偿功能(A)、死区时间补偿功能(B)以及死区时间补偿功能(C)之间的切换的样子。如图39所示，基于本发明(第1实施方式)的死区时间补偿功能(A)、死区时间补偿功能(B)以及死区时间补偿功能(C)之间的切换的样子是这样的，即，死区时间补偿功能(A)进行工作(即，发挥作用)直到时刻t0为止，在时刻t0成为基于渐变的切换，在时刻t0～时刻t1的时间段，死区时间补偿功能(A)+(B)进行工作(即，发挥作用)，在时刻t1成为死区时间补偿功能(B)，然后，在时刻t2通过条件转移瞬时切换到死区时间补偿功能(C)。
当切换具有不同特性的死区时间补偿的时候(时刻t0～时刻t1)，补偿量以及相位均存在差异，在简单地进行切换的情况下，因为“特性的差异”导致“在补偿值中产生阶梯状的偏差”，所以会发生扭矩脉动。例如，在将切换时的死区时间补偿功能(B)的补偿量设定为1.00的情况下，死区时间补偿功能(A)的补偿量处于0.92～0.95的范围，在死区时间补偿功能(A)的补偿量与死区时间补偿功能(B)的补偿量之间存在差异。尤其在“流向电动机的电流量少”的低负载、低速区域的转向状态下，因为死区时间补偿量的影响大(这是由于死区时间补偿电压大于PI控制等的指令电压)，所以即使稍微有一点点的阶梯状的偏差，也会产生扭矩脉动。通过使用渐变来切换两个死区时间补偿值，设置迁移期间，使偏差成为扫描形状的偏差，这样就消除了扭矩脉动的发生，从而进行转向操作的人就不会知道“何时切换了补偿功能”。
例如，死区时间补偿功能(A)为端子电压反馈型的死区时间补偿功能，在这种情况下，因为死区时间补偿功能(A)在“难以进行补偿符号的估计和补偿量的调整”的低负载以及低速转向状态下(例如，在中心附近缓慢地向左或向右转动转向盘的转向状态)，自动计算出最合适的补偿符号和补偿量，所以能够进行高精度的补偿。还有，死区时间补偿功能(B)为角度前馈型的死区时间补偿功能，在这种情况下，因为死区时间补偿功能(B)在从“不需要d轴电流”的低速转向转换到中速转向的状态下(例如，按照固定的速度转动转向盘的转向状态、逐渐增加转动的转向状态等)，可以按照所规定的角度并且以不会发生延迟的方式来输入理想的死区时间补偿值，所以能够进行高精度的补偿。还有，因为计算出与角度相对应的死区时间补偿值，所以在低负载转向区域(例如，电流指令值范围为0[A]～4[A]等)以外的转向负载区域，即使在噪声和小的脉动混入到检测电流中的情况下，也不会受到补偿值的运算的影响，从而能够进行稳定的补偿。
图40、图41以及图42示出了“基于模拟了实际车辆的台架试验装置”的本发明的验证结果。图40示出了d轴电流和d轴死区时间补偿值，还有，图41示出了q轴电流和q轴死区时间补偿值。在低速、低负载的转向状态下，如图40以及图41所示那样，可以确认，通过应用本发明的死区时间补偿，使得即使死区时间补偿值从A切换到B，在dq轴的死区时间补偿值中也不会发生阶梯状的失真，并且，在dq轴电流的波形中也不会发生失真。可以看出，在进行转向操作的时候，没有发生切换时的扭矩脉动。还有，在使转向盘的转向操作以增加转动的转向方式从中速增加到高速的转向状态下，如图42所示那样，可以确认，通过应用本发明的死区时间补偿来切换死区时间补偿值，使得即使在诸如“当d轴电流开始流动的时候”之类的电流控制特性发生了变化的情况下，在dq轴电流的波形中也不会发生“起因于死区时间的影响”的失真。
接下来，参照图43对本发明的第2实施方式进行说明。因为图43与图5相对应，所以对相同的部分赋予相同的附图标记，并且省略它们的说明。
在第2实施方式中，新设置了“通过公知的方法来检测出控制单元(ECU)的功率器件的温度、逆变器的温度或者逆变器附近的温度”的温度检测单元700。还有，第2实施方式的死区时间补偿单元(B)400S以及死区时间补偿单元(C)600S分别替代了第1实施方式的死区时间补偿单元(B)400以及死区时间补偿单元(C)600。由温度检测单元700检测出的温度TM被输入到死区时间补偿单元(B)400S以及死区时间补偿单元(C)600S中。还有，第2实施方式的渐变切换判定单元520S以及渐变比率运算单元530S分别替代了“构成渐变单元”的第1实施方式的渐变切换判定单元520以及渐变比率运算单元530。电动机转速rpm被输入到渐变切换判定单元520S中。另外，基于电动机旋转速度ω并且通过内部运算，就可以容易地计算出电动机转速rpm。
图44示出了死区时间补偿单元(B)400S的结构示例(第2实施例)。如图44所示，来自温度检测单元700的温度TM被输入到温度感应增益运算单元460中，还有，由温度感应增益运算单元460运算出的温度感应增益Gtm被输入到乘法单元461中。如图45所示，温度感应增益运算单元460基于“补偿量设定温度、性能保证温度上限以及性能保证温度下限”这三个点来运算出温度感应增益Gtm，将补偿量设定温度的值设定为基准值“1.00”，分别运算出“与性能保证温度上限之比”以及“与性能保证温度下限之比”，来求得温度感应增益Gtm。尽管通过线性插值运算或者“针对温度TM的表(table)”来生成三个点的比率，但也可以给性能保证温度上限以及性能保证温度下限设置限制。还有，在控制单元(逆变器)的温度特性复杂的情况下，也可以增加接点的数量，并且，使用曲线插值表。作为温度感应增益Gtm的特性示例，在“将补偿量设定温度设定为+20℃，将性能保证温度下限设定为-40℃，将性能保证温度上限为+80℃；与+20℃的时候相比，-40℃的时候的所需的增益增加10％；与+20℃的时候相比，+80℃的时候的所需的增益减少10％”的情况下，温度感应增益Gtm的特性表就如图46所示那样。
来自温度感应增益运算单元460的温度感应增益Gtm被输入到乘法单元461中，乘法单元461使温度感应增益Gtm与来自逆变器外加电压感应增益运算单元420的逆变器感应增益Gva相乘，“作为在乘法单元461中得到的乘法结果”的电压感应增益Gv被输入到乘法单元431U、乘法单元431V以及乘法单元431W中，在此之后，实施与第1实施方式相同的补偿值运算的动作。
图47示出了死区时间补偿单元(C)600S的结构示例(第2实施例)。如图47所示，来自温度检测单元700的温度TM被输入到温度感应增益运算单元650中，还有，由温度感应增益运算单元650运算出的温度感应增益Gtn被输入到乘法单元651中。温度感应增益运算单元650的特性与温度感应增益运算单元460的特性基本上相同，为如图48所示那样的特性，成为如图49所示那样的特性表。
来自温度感应增益运算单元650的温度感应增益Gtn被输入到乘法单元651中，乘法单元651使温度感应增益Gtn与来自逆变器外加电压感应增益运算单元610的死区时间补偿量DTCb相乘，“作为在乘法单元651中得到的乘法结果”的死区时间补偿量DTC被输入到乘法单元602中，在此之后，实施与第1实施方式相同的补偿值运算的动作。
还有，图50示出了渐变切换判定单元520S的结构示例(第2实施例)，并且，图50与“示出了第1实施例”的图26相对应。如图50所示，q轴电流指令值iqref和电动机转速rpm被输入到第2实施例的渐变切换判定单元520S中，还有，第2实施例的渐变切换判定单元520S被分成为“q轴电流指令值iqref的***”(即，q轴电流指令值iqref的部分)和“电动机转速rpm的***”(即，电动机转速rpm的部分)。在q轴电流指令值iqref的***中，与图26相同，通过死区单元521、绝对值单元522以及限制器523来对q轴电流指令值iqref进行处理，来自限制器523的转向辅助指令值iqref-t被输入到为了实现输出的稳定的“具有滞后特性”的阈值单元524中，阈值单元524基于所规定的阈值的大小关系来输出UP/DOWN判定标记SFc。UP/DOWN判定标记SFc被输入到开关单元525中。开关单元525对被输入到接点525a的递增计数值525A和被输入到接点525b的递减计数值525B进行切换，并且，输出q轴电流要因的切换递增/递减计数值SCI。还有，在电动机转速rpm的***中，绝对值单元526求得电动机转速rpm的绝对值，由绝对值单元526求得的电动机转速rpm的绝对值|rpm|被输入到为了实现输出的稳定的“具有滞后特性”的阈值单元527中，阈值单元527基于所规定的阈值的大小关系来输出UP/DOWN判定标记SFm。UP/DOWN判定标记SFm被输入到开关单元528中。开关单元528对被输入到接点528a的递增计数值528A和被输入到接点528b的递减计数值528B进行切换，并且，输出转速要因的切换递增/递减计数值SCM。加法单元529使q轴电流要因的切换递增/递减计数值SCI与转速要因的切换递增/递减计数值SCM相加，并且，输出切换计数值SFC。切换计数值SFC被输入到渐变比率运算单元530S中。
图51示出了渐变比率运算单元530S的结构示例。如图51所示，UP/DOWN判定标记SF2被输入到加法单元534中以便与来自保持单元(Z-1)536的渐变比率RtBC的上次值相加，在加法单元534中得到的加法值在计数值限制单元(0％～100％)535中被限制了最大值之后，被作为渐变比率RtBC(％)输出，同时，被减法输入到减法单元537中，并且还经由保持单元(Z-1)536后被输入到加法单元534中。渐变比率RtBC被输入到减法单元537中，减法单元537将“从固定的100％中减去渐变比率RtBC(％)后获得”的值作为渐变比率RtA(％)输出。
除了温度补正部分之外，第2实施方式的动作示例与第1实施方式的图29相同。也就是说，温度检测单元700检测出逆变器等的温度，由温度检测单元700检测出的温度TM被输入到死区时间补偿单元(B)400S以及死区时间补偿单元(C)600S中，然后，输出经温度补正后的补偿值(B)以及经温度补正后的补偿值(C)(步骤S12以及步骤S13)。
下面，通过“基于模拟了实际车辆的台架试验装置”的验证结果，来对第2实施方式的效果进行说明。
图52的(A)、图52的(B)以及图52的(C)均示出了温度+20℃时的“没有温度补正的场合”的电流波形示例，其中，图52的(A)示出了U相电流波形；图52的(B)示出了q轴电流波形；图52的(C)示出了d轴电流波形。如图52的(A)、图52的(B)以及图52的(C)所示那样，因为在+20℃的温度条件下，补偿量是适当的，所以几乎看不到“起因于死区时间”的电流波形的失真。还有，图53的(A)、图53的(B)以及图53的(C)均示出了温度-40℃时的“没有温度补正的场合”的电流波形示例，其中，图53的(A)示出了U相电流波形；图53的(B)示出了q轴电流波形；图53的(C)示出了d轴电流波形。如图53的(A)、图53的(B)以及图53的(C)所示那样，因为在-40℃的温度条件下，补偿量是不够的，所以在U相电流中，在0[A]附近可以看到呈凹形的失真；在q轴电流中，发生了呈波浪状的失真；在d轴电流中，发生了呈锯齿形的失真。还有，图54的(A)、图54的(B)以及图54的(C)均示出了温度+80℃时的“没有温度补正的场合”的电流波形示例，其中，图54的(A)示出了U相电流波形；图54的(B)示出了q轴电流波形；图54的(C)示出了d轴电流波形。如图54的(A)、图54的(B)以及图54的(C)所示那样，因为在+80℃的温度条件下，补偿量过多，所以在U相电流中，在0[A]附近可以看到呈凸形的失真；在q轴电流中，发生了呈波浪状的失真；在d轴电流中，发生了呈锯齿形的失真。
为了与上述“没有温度补正的场合”的验证结果作比较，图55的(A)、图55的(B)、图55的(C)、图56的(A)、图56的(B)、图56的(C)、图57的(A)、图57的(B)以及图57的(C)示出了基于第2实施方式的“有温度补正的场合”的验证结果。
图55的(A)、图55的(B)以及图55的(C)均示出了温度+20℃时的“有温度补正的场合”的电流波形示例，其中，图55的(A)示出了U相电流波形；图55的(B)示出了q轴电流波形；图55的(C)示出了d轴电流波形。如图55的(A)、图55的(B)以及图55的(C)所示那样，通过应用温度补正，根据温度来对补偿量进行补正，使得在+20℃的温度条件下，与“应用温度补正之前”的场合相同，几乎看不到“起因于死区时间”的失真。也就是说，看不到“因应用温度补正而导致”的矛盾。还有，图56的(A)、图56的(B)以及图56的(C)均示出了温度-40℃时的“有温度补正的场合”的电流波形示例，其中，图56的(A)示出了U相电流波形；图56的(B)示出了q轴电流波形；图56的(C)示出了d轴电流波形。如图56的(A)、图56的(B)以及图56的(C)所示那样，通过应用温度补正，根据温度来对补偿量进行补正，这样就能够确认，在-40℃的温度条件下，改善了U相电流以及dq轴电流的波形失真(dq轴电流波形中的脉动少，接近正弦波的相电流波形)，并且，可以看到改善了扭矩脉动。还有，图57的(A)、图57的(B)以及图57的(C)均示出了温度+80℃时的“有温度补正的场合”的电流波形示例，其中，图57的(A)示出了U相电流波形；图57的(B)示出了q轴电流波形；图57的(C)示出了d轴电流波形。如图57的(A)、图57的(B)以及图57(C)所示那样，通过应用温度补正，根据温度来对补偿量进行补正，这样就能够确认，在+80℃的温度条件下，改善了U相电流以及dq轴电流的波形失真(dq轴电流波形中的脉动少，接近正弦波的相电流波形)，并且，可以看到改善了扭矩脉动。
附图标记说明
1 转向盘(方向盘)
2 柱轴(转向轴或方向盘轴)
10 扭矩传感器
12 车速传感器
20、100 电动机
30 控制单元(ECU)
31 转向辅助指令值运算单元
35 PI控制单元
36、160 PWM控制单元
37、161 逆变器
110 角度检测单元
130、260、440、640 3相交流/dq轴变换单元
140 d-q解耦控制单元
200 死区时间补偿单元(A)
210 中点电压估计单元
220 各相外加电压运算单元
230 电压检测延迟模型
250 补偿量限制单元
300 空间矢量调制单元
301 2相/3相变换单元
302 三次谐波叠加单元
400、400S 死区时间补偿单元(B)
401 电流控制延迟模型
410、630 相位调整单元
460、650 温度感应增益运算单元
500 补偿值切换单元
510 开关切换判定单元
520、520S 渐变切换判定单元
530、530S 渐变比率运算单元
540 条件转移单元
550 渐变切换单元
600、600S 死区时间补偿单元(C)
620 3相电流指令值模型
621 相电流补偿符号估计单元
700 温度检测单元

Claims (14)

1.一种基于矢量控制方式的电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩来运算出dq轴转向辅助指令值，基于所述转向辅助指令值来运算出dq轴电流指令值，将“基于所述dq轴电流指令值来运算出”的dq轴电压指令值变换成3个相的占空比指令值，通过PWM控制的逆变器对三相无刷电动机进行驱动控制，将辅助扭矩赋予给车辆的转向机构，其特征在于：
具备第1补偿功能、第2补偿功能和第3补偿功能，
所述第1补偿功能基于各相电动机端子电压、所述占空比指令值、电动机旋转角、电动机旋转速度以及逆变器外加电压来进行死区时间补偿A，
所述第2补偿功能基于所述转向辅助指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度以及所述逆变器外加电压来进行死区时间补偿B，
所述第3补偿功能基于所述dq轴电流指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度以及所述逆变器外加电压来进行死区时间补偿C，
根据在要求切换速度的情况下，使用“可以瞬时进行切换”的基于软件的条件转移，在要求精度的情况下，使用“在切换时需要一定的时间”的渐变切换这样的切换条件，通过所述条件转移和所述渐变切换来进行所述第1补偿功能、所述第2补偿功能以及所述第3补偿功能之间的切换，运算出dq轴死区时间补偿值，通过所述dq轴死区时间补偿值来对所述dq轴电压指令值进行补偿。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于：
设置“用于检测出所述逆变器或逆变器附近的温度”的温度检测单元，
基于所述温度来进行所述死区时间补偿B以及所述死区时间补偿C的补正。
3.一种基于矢量控制方式的电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩来运算出dq轴转向辅助指令值，基于所述转向辅助指令值来运算出dq轴电流指令值，将“基于所述dq轴电流指令值来运算出”的dq轴电压指令值变换成3个相的占空比指令值，通过PWM控制的逆变器对三相无刷电动机进行驱动控制，将辅助扭矩赋予给车辆的转向机构，其特征在于：
具备死区时间补偿单元A、死区时间补偿单元B、死区时间补偿单元C和补偿值切换单元，
所述死区时间补偿单元A基于各相电动机端子电压、所述占空比指令值、电动机旋转角、电动机旋转速度以及逆变器外加电压来运算出补偿值CA，
所述死区时间补偿单元B基于所述转向辅助指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度以及所述逆变器外加电压来运算出补偿值CB，
所述死区时间补偿单元C基于所述dq轴电流指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度以及所述逆变器外加电压来运算出补偿值CC，
所述补偿值切换单元输入所述补偿值CA、所述补偿值CB以及所述补偿值CC，并且，作为切换条件，输入所述转向辅助指令值、所述dq轴电流指令值以及所述电动机旋转速度，根据在要求切换速度的情况下，使用“可以瞬时进行切换”的基于软件的条件转移，在要求精度的情况下，使用“在切换时需要一定的时间”的渐变切换这样的被判定好的条件并且通过所述条件转移和所述渐变切换来进行所述补偿值CA、所述补偿值CB以及所述补偿值CC之间的切换，运算出dq轴死区时间补偿值，通过所述dq轴死区时间补偿值来对所述dq轴电压指令值进行补偿。
4.根据权利要求3所述的电动助力转向装置，其特征在于：
所述补偿值切换单元由开关切换判定单元、条件转移单元、渐变单元和渐变切换单元来构成，
所述开关切换判定单元输入所述dq轴电流指令值以及所述电动机旋转速度，进行切换判定，输出切换判定标记，
所述条件转移单元输入所述补偿值CB以及所述补偿值CC，通过基于所述切换判定标记的条件转移来输出dq轴补偿值CD，
所述渐变单元基于所述转向辅助指令值来判定所述渐变切换，运算出渐变比率，
所述渐变切换单元输入所述补偿值CA以及所述dq轴补偿值CD，按照所述渐变比率运算出所述dq轴死区时间补偿值并将其输出。
5.根据权利要求4所述的电动助力转向装置，其特征在于：
所述渐变单元由渐变切换判定单元和渐变比率运算单元来构成，
所述渐变切换判定单元基于所述转向辅助指令值来判定渐变切换，输出UP-DOWN判定标记，
所述渐变比率运算单元基于所述UP-DOWN判定标记来运算出所述渐变比率。
6.根据权利要求5所述的电动助力转向装置，其特征在于：
所述渐变比率为“用于所述补偿值CA”的渐变比率RA和“用于所述补偿值CB以及所述补偿值CC”的渐变比率RBC，
所述渐变切换单元由第1乘法单元、第2乘法单元和加法单元来构成，
所述第1乘法单元使所述补偿值CA与所述渐变比率RA相乘，
所述第2乘法单元使所述dq轴补偿值CD与所述渐变比率RBC相乘，
所述加法单元使所述第1乘法单元的乘法结果与所述第2乘法单元的乘法结果相加，输出所述dq轴死区时间补偿值。
7.一种基于矢量控制方式的电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩来运算出dq轴转向辅助指令值，基于所述转向辅助指令值来运算出dq轴电流指令值，将“基于所述dq轴电流指令值来运算出”的dq轴电压指令值变换成3个相的占空比指令值，通过PWM控制的逆变器对三相无刷电动机进行驱动控制，将辅助扭矩赋予给车辆的转向机构，其特征在于：
具备温度检测单元、死区时间补偿单元A、死区时间补偿单元B、死区时间补偿单元C和补偿值切换单元，
所述温度检测单元检测出所述逆变器或逆变器附近的温度，
所述死区时间补偿单元A基于各相电动机端子电压、所述占空比指令值、电动机旋转角、电动机旋转速度以及逆变器外加电压来运算出补偿值CA，
所述死区时间补偿单元B基于所述转向辅助指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度、所述逆变器外加电压以及所述温度来运算出补偿值CB，
所述死区时间补偿单元C基于所述dq轴电流指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度、所述逆变器外加电压以及所述温度来运算出补偿值CC，
所述补偿值切换单元输入所述补偿值CA、经温度补正后的所述补偿值CB以及经温度补正后的所述补偿值CC，并且，作为切换条件，输入所述转向辅助指令值、所述dq轴电流指令值以及所述电动机旋转速度，根据在要求切换速度的情况下，使用“可以瞬时进行切换”的基于软件的条件转移，在要求精度的情况下，使用“在切换时需要一定的时间”的渐变切换这样的被判定好的条件并且通过所述条件转移和“基于所述转向辅助指令值以及电动机转速”的所述渐变切换来进行所述补偿值CA、所述补偿值CB以及所述补偿值CC之间的切换，运算出dq轴死区时间补偿值，
通过经温度补正后的所述dq轴死区时间补偿值来对所述dq轴电压指令值进行补偿。
8.根据权利要求7所述的电动助力转向装置，其特征在于：
通过渐变切换判定单元和渐变比率运算单元来构成所述渐变切换，
所述渐变切换判定单元输入所述转向辅助指令值以及所述电动机转速，输出切换计数值，
所述渐变比率运算单元输入所述切换计数值，运算出渐变切换比率。
9.根据权利要求8所述的电动助力转向装置，其特征在于：
所述渐变切换判定单元由电流要因单元、转速要因单元和加法单元来构成，
所述电流要因单元基于所述转向辅助指令值，输出q轴电流要因切换递增/递减计数值，
所述转速要因单元基于所述电动机转速，输出转速要因切换递增/递减计数值，
所述加法单元使所述q轴电流要因切换递增/递减计数值与所述转速要因切换递增/递减计数值相加，输出所述切换计数值。
10.根据权利要求8所述的电动助力转向装置，其特征在于：
所述渐变比率运算单元由计数值限制单元和减法单元来构成，
所述计数值限制单元输入“所述切换计数值与第2渐变比率的上次值相加后得到的”加法值，
所述减法单元从100％的固定值中减去所述第2渐变比率，输出第1渐变比率。
11.一种基于矢量控制方式的电动助力转向装置，其至少基于转向扭矩来运算出dq轴转向辅助指令值，基于所述转向辅助指令值来运算出dq轴电流指令值，将“基于所述dq轴电流指令值来运算出”的dq轴电压指令值变换成3个相的占空比指令值，通过PWM控制的逆变器对三相无刷电动机进行驱动控制，将辅助扭矩赋予给车辆的转向机构，其特征在于：
具备第1补偿功能、第2补偿功能和第3补偿功能，
所述第1补偿功能基于各相电动机端子电压、所述占空比指令值、电动机旋转角、电动机旋转速度以及逆变器外加电压来进行死区时间补偿A，
所述第2补偿功能基于所述转向辅助指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度以及所述逆变器外加电压来进行死区时间补偿B，
所述第3补偿功能基于所述dq轴电流指令值、所述电动机旋转角、所述电动机旋转速度以及所述逆变器外加电压来进行死区时间补偿C，
根据在要求切换速度的情况下，使用“可以瞬时进行切换”的基于软件的条件转移，在要求精度的情况下，使用“在切换时需要一定的时间”的渐变切换这样的切换条件，通过所述条件转移和“基于所述转向辅助指令值以及电动机转速”的所述渐变切换来进行所述第1补偿功能、所述第2补偿功能以及所述第3补偿功能之间的切换，并且，通过非线性功能来进行所述渐变切换，运算出进行所述条件转移以及所述渐变切换之后的dq轴死区时间补偿值，通过所述dq轴死区时间补偿值来对所述dq轴电压指令值进行补偿。
12.根据权利要求11所述的电动助力转向装置，其特征在于：
所述非线性功能具有“在切换了递增计数值以及递减计数值之后的计数值限制单元的后一级使用了具有非线性特性的渐变比率特性变换表”的结构。
13.根据权利要求11所述的电动助力转向装置，其特征在于：
所述非线性功能由“感应电动机转速”的非线性的递增计数值运算处理单元和“感应电动机转速”的非线性的递减计数值运算处理单元来构成，并且，作为“所述递增计数值运算处理单元与所述递减计数值运算处理单元之间的输出切换”来发挥作用。
14.根据权利要求11所述的电动助力转向装置，其特征在于：
还设置了“用于检测出所述逆变器或逆变器附近的温度”的温度检测单元，
基于所述温度来对所述第2补偿功能以及所述第3补偿功能进行补正。
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