CN113783487A - 电机控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种电机控制装置(12)，包括：第二设置单元，其被配置成基于转速和电机转矩命令值来设置电枢电流命令值和电流相位角命令值；以及电流矢量设置单元，其被配置成基于电枢电流命令值和电流相位角命令值来设置d轴电流命令值和q轴电流命令值。第二设置单元被配置成设置电枢电流命令值和电流相位角命令值，使得基于d轴电流命令值和q轴电流命令值设置的电枢电流矢量被包括在由最大转矩/电流控制中的电枢电流矢量轨迹和d‑q坐标系中的竖轴包围的区域中。

Description

电机控制装置
技术领域
本发明涉及控制其中转子使用磁阻转矩来旋转的电机的电机控制装置(下文也称为“使用磁阻转矩的电机”)。除了其中转子仅使用磁阻转矩来旋转的磁阻电机之外，使用磁阻转矩的电机的示例还包括其中转子使用磁阻转矩和磁体转矩来旋转的电机。
背景技术
仅使用磁阻转矩来旋转转子的磁阻电机是已知的。磁阻电机的示例包括开关磁阻电机(switched reluctance motor，SRM)和同步磁阻电机(synchronous reluctancemotor，SynRM)，开关磁阻电机包括具有突出的磁极部分的转子和定子，同步磁阻电机具有与无刷电机相同结构的定子。
在同步磁阻电机的定子和转子中，仅转子包括突出的磁极部分。在同步磁阻电机中，由于转子的突出的磁极部分，存在磁通量容易流通的突出磁极部分的方向(下文称为“d轴方向”)和磁通量不容易流通的非突出磁极部分的方向(下文称为“q轴方向”)。因此，由于d轴方向上的电感(下文称为“d轴电感Ld”)与q轴方向上的电感(下文称为“q轴电感Lq”)之间的差异(Ld-Lq)，生成磁阻转矩，并且转子通过磁阻转矩来旋转。
WO 2019-017231公开了一种控制同步磁阻电机的控制方法，其中，基于转速来切换使用最大转矩表的最大转矩/电流控制和使用高输出表的最大输出/速度控制。在最大转矩表中，关于电枢电流命令值和电流相位角命令值的组合来存储从电机生成的电机转矩，在所述组合中，针对每个电枢电流命令值，在电枢电流命令值处，电机转矩在电流相位角命令值处最大化。在高输出表中，针对电机的每个转速，存储其中电机转矩被最大化的电枢电流命令值和电流相位角命令值的组合。
当电机的转速处于等于或低于预定转速的低转速区域时(例如，在恒定转矩区域)，执行最大转矩/电流控制。具体地，基于最大转矩表来计算电枢电流命令值和电流相位角命令值，使得从电机生成对应于电机转矩命令值的电机转矩，并且基于计算的电枢电流命令值和计算的电流相位角命令值来控制电机。
另一方面，当电机的转速处于高于预定转速的高转速区域时(例如，在恒定输出区域中)，执行最大输出/速度控制。具体地，基于高输出表来计算电枢电流命令值和电流相位角命令值——利用该电枢电流命令值和该电流相位角命令值，电机转矩在电流转速处最大化——并且基于计算出的电枢电流命令值和计算出的电流相位角命令值来控制电机。
发明内容
在WO 2019/017231中描述的控制方法中，在执行最大输出/速度控制的高转速区域中，可以输出最大转矩，但是不能输出对应于电机转矩命令值的电机转矩。本发明提供一种电机控制装置，其可以输出最大转矩并在所有转速区域中输出对应于电机转矩命令值的电机转矩。
根据本发明的一方面，提供了一种控制使用磁阻转矩的电机的电机控制装置。该电机控制装置包括：第一设置单元，其被配置成设置电机转矩命令值，该电机转矩命令值是要从电机生成的电机转矩的命令值；转速检测单元，其被配置成检测电机的转速；第二设置单元，其被配置成基于转速和电机转矩命令值来设置电枢电流命令值和电流相位角命令值；电流矢量设置单元，其被配置成基于电枢电流命令值和电流相位角命令值来设置d轴电流命令值和q轴电流命令值；以及驱动单元，其被配置成基于d轴电流命令值和q轴电流命令值来驱动电机。第二设置单元被配置成设置电枢电流命令值和电流相位角命令值，使得基于d轴电流命令值和q轴电流命令值设置的电枢电流矢量被包括在由最大转矩/电流控制中的电枢电流矢量轨迹和d-q坐标系中的竖轴包围的区域中，d-q坐标系在水平轴上为d轴电流以及在竖轴上为q轴电流。
根据该方面，可以输出最大转矩并在所有转速区域中输出对应于电机转矩命令值的电机转矩。根据该方面的电机控制装置还可以包括：第一表，在该第一表中，与电枢电流命令值和电流相位角命令值的组合相关联地存储从电机生成的电机转矩，其中，在对应的电枢电流命令值处，电机转矩在所述电流相位角命令值处最大化；以及第二表，在该第二表中，针对电机的每个转速，相关联地存储在电压限制椭圆上的多个操作点处的电枢电流命令值、电流相位角命令值和电机转矩。第二设置单元可以被配置成：基于电机转矩命令值和第一表来计算第一候选的电枢电流命令值和电流相位角命令值；基于转速、电机转矩命令值和第二表来计算第二候选的电枢电流命令值和电流相位角命令值；在第一候选的电流相位角命令值等于或大于第二候选的电流相位角命令值的情况下，将第一候选的电枢电流命令值和电流相位角命令值设置为命令值；以及在第一候选的电流相位角命令值小于第二候选的电流相位角命令值的情况下，将第二候选的电枢电流命令值和电流相位角命令值设置为命令值。
在该配置中，与电机的转速对应的电压限制椭圆上的多个操作点可以包括在转速下电机转矩最大化时的操作点。根据该方面的电机控制装置还可以包括：第一表，在该第一表中，与电枢电流命令值和电流相位角命令值的组合相关联地存储从电机生成的电机转矩，其中，在对应的电枢电流命令值处，电机转矩在电流相位角命令值处最大化；以及第三表，在该第三表中，针对电机的每个转速，相关联地存储在多个第三操作点处的电枢电流命令值、电流相位角命令值和电机转矩，所述多个第三操作点包括在对应的转速处电机转矩最大化时的第一操作点和被设置在当电机的端子间电压降低时操作点从第一操作点移动的方向上的多个第二操作点。第二设置单元可以被配置成：在转速等于或低于预定值的情况下，基于电机转矩命令值和第一表来设置电枢电流命令值和电流相位角命令值，以及在转速高于预定值的情况下，基于转速、电机转矩命令值和第三表来设置电枢电流命令值和电流相位角命令值。
在该配置中，在d-q坐标系中，针对每个转速，多个第三操作点可以被设置在连接收敛点和对应转速处的第一操作点的直线上，该收敛点被设置为d-q坐标系的原点或接近原点的预定点。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相同的附图标记表示相同的元件，以及在附图中：
图1是示意性地示出应用根据本发明的实施方式的电机控制装置的电动转向装置的配置的图；
图2是示意性地示出电机的配置的图；
图3是示意性地示出图1所示的ECU(电子控制单元)的电气配置的图；
图4是示出相对于检测到的转向转矩Th来设置电机转矩命令值Ts*的示例的曲线图；
图5是示出针对多个电枢电流Ia中的每一个获取的相对于电流相位角β的电机转矩Ts的特性数据的示例的曲线图；
图6是示意性地示出命令值/最大转矩表中的正向旋转表的细节的示例的图；
图7A是示意性地示出转矩命令值表的细节的示例的图；
图7B是示意性地示出转矩命令值表的细节的示例的图；
图7C是示意性地示出电流相位角命令值表的细节的示例的图；
图8是示出准备转矩命令值表、电流命令值表和电流相位角命令值表的方法的曲线图；
图9是示出由电流命令值设置单元执行的操作的流程图；
图10是示出根据第二实施方式的准备转矩命令值表、电流命令值表和电流相位角命令值表的方法的曲线图；以及
图11是示出根据第二实施方式的由电流命令值设置单元执行的操作的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。
[1]第一实施方式
图1是示意性地示出应用根据本发明的第一实施方式的电机控制装置的电动转向装置的配置的图。电动转向装置1包括作为用于使车辆转向的转向构件的方向盘2、随着方向盘2的旋转来使转弯轮3转弯的转弯机构4、以及辅助驾驶员转向的转向辅助机构5。方向盘2和转弯机构4经由转向轴6和中间轴7彼此机械连接。
转向轴6包括连接至方向盘2的输入轴8和连接至中间轴7的输出轴9。输入轴8和输出轴9经由扭杆10连接，使得它们可以相对于彼此旋转。转矩传感器11围绕转向轴6设置。转矩传感器11基于输入轴8与输出轴9之间的相对旋转位移来检测施加至方向盘2的转向转矩Th。由转矩传感器11检测的转向转矩Th被输入至电子控制单元(ECU)12。
转弯机构4由包括小齿轮轴13和作为转弯轴的齿条轴14的齿条齿轮机构构成。转弯轮3经由拉杆15和转向节臂(未示出)连接至齿条轴14的端部。小齿轮轴13连接至中间轴7。小齿轮16连接至小齿轮轴13的顶端。齿条轴14在车辆的横向方向上以直线形状延伸。与小齿轮16啮合的齿条17在齿条轴14的轴向方向上形成在中间。小齿轮轴13的旋转通过小齿轮16和齿条17转换成齿条轴14在轴向方向上的移动。通过在轴向方向上移动齿条轴14，可以使转弯轮3转弯。
当方向盘2被转向(旋转)时，该旋转经由转向轴6和中间轴7传递至小齿轮轴13。小齿轮轴13的旋转通过小齿轮16和齿条17转换成齿条轴14在轴向方向上的移动。因此，使转弯轮3转弯。转向辅助机构5包括用于辅助转向的电机(M)18和将电机18的输出转矩传递给转弯机构4的减速齿轮19。在该实施方式中，电机18由同步磁阻电机构成。减速齿轮19由包括蜗杆20和与蜗杆20啮合的蜗轮21的蜗轮蜗杆机构构成。减速齿轮19容纳在齿轮箱22中。
蜗杆20由电机18旋转驱动。蜗轮21连接至转向轴6，使得它们能够整体旋转。蜗轮21由蜗杆20旋转驱动。当蜗杆20由电机18旋转驱动时，蜗轮21被旋转驱动，并且转向轴6旋转。转向轴6的旋转经由中间轴7传递至小齿轮轴13。小齿轮轴13的旋转通过齿条齿轮机构转换成齿条轴14在轴向方向上的移动。因此，使转弯轮3转弯。即，通过使用电机18旋转地驱动蜗杆20，使用电机18的转向辅助成为可能。
电机18的转子的旋转角(下文称为“转子旋转角”)由旋转角传感器25(例如分解器)检测。旋转角传感器25的输出信号被输入至ECU 12。电机18由作为电机控制装置的ECU12控制。图2是示意性地示出电机18的配置的图。
电机18是如上所述的同步磁阻电机，并且包括转子100和定子105，转子100包括沿圆周方向间隔布置的多个突出的磁极部分，定子105包括电枢绕组，如图2示意性示出的。电枢绕组具有其中U相定子线圈101、V相定子线圈102和W相定子线圈103被星形连接的配置。
定义了具有设置为相定子线圈101、102和103的方向的U轴、V轴和W轴的三相固定坐标系(UVW坐标系)。定义了两相旋转坐标系(d-q坐标系、实际旋转坐标系)，其中，d轴方向是磁通量容易从转子100的旋转中心流向外周部分的突出磁极部分的方向，以及q轴方向是磁通量不容易从转子100的旋转中心流向外周部分的非突出磁极部分的方向。d-q坐标系是对应于转子100的旋转角(转子旋转角)θ的实际旋转坐标系。
在该实施方式中，转子旋转角(电角度)θ被定义为从U轴到两个相邻突出磁极部分(d轴)中的用作基准的一个突出磁极部分(d轴)的逆时针方向的旋转角。用作基准的一个突出磁极部分的方向被定义为+d轴方向，以及与其相邻的另一突出磁极部分的方向被定义为-d轴方向。从+d轴旋转+90度电角度的轴被定义为+q轴，以及从+d轴旋转-90度电角度的轴被定义为-q轴。转子100中生成的磁极(N极和S极)(突出的磁极部分)由d-q坐标系中的电流矢量Ia的方向确定。在该实施方式中，电机18的正向旋转方向对应于图2中转子100的逆时针方向(counterclockwise direction，CCW)，以及电机18的反向旋转方向对应于图2中转子100的顺时针方向(clockwise direction，CW)。
UVW坐标系与d-q坐标系之间的坐标转换是使用转子旋转角θ来执行的(例如，参见日本未审查专利申请公开第2009-137323号(JP 2009-137323A)中的表达式(1)和(2))。在本说明书中，电枢绕组中流动的电流被称为“电枢电流”或“电机电流”。d-q坐标系中的电流矢量Ia是在电枢绕组中流动的电流的矢量(电枢电流矢量)。β表示电流相位角，并且是电枢电流矢量Ia与d轴之间的相位差。id表示d轴电流，并且用id＝Ia·cosβ表示。iq表示q轴电流，并且用iq＝Ia·sinβ表示。
图3是示意性地示出图1所示的ECU 12的电气配置的图。ECU 12包括微型计算机31、由微型计算机31控制并向电机18提供电力的驱动电路(逆变器电路)32、以及检测在电机18中流动的U相电流、V相电流和W相电流的电流传感器33、34和35。
微型计算机31包括CPU和存储器，并且通过执行预定程序用作多个功能处理单元。存储器包括ROM、RAM和非易失性存储器40。多个功能处理单元包括转矩命令值设置单元41、电流命令值设置单元42、电流矢量计算单元(电流矢量设置单元)43、d轴电流差计算单元44、q轴电流差计算单元45、d轴比例积分(PI)控制单元46、q轴比例积分(PI)控制单元47、电压限制单元48、两相/三相坐标转换单元49、PWM控制单元50、电流检测单元51、三相/两相坐标转换单元52、旋转角计算单元53和转速计算单元54。
旋转角计算单元53基于旋转角传感器25的输出信号来计算电机18的转子的旋转角(转子旋转角θ)。由旋转角计算单元53计算的转子旋转角θ被提供给转速计算单元54和坐标转换单元49和52。转速计算单元54通过对由旋转角计算单元53计算的转子旋转角θ相对于时间进行积分来计算电机18的转速ω[rpm]。
电流检测单元51基于电流传感器33、34和35的输出信号检测U相、V相和W相的相电流iU、iV和iW(下文统称为“检测到的三相电流iU、iV和iW”)。转矩命令值设置单元41设置电机转矩命令值(下文称为“转矩命令值Ts*”)，该电机转矩命令值是要从电机18生成的电机转矩的命令值。具体地，转矩命令值设置单元41基于由转矩传感器11检测到的转向转矩(检测到的转向转矩Th)设置转矩命令值Ts*。图4示出了相对于检测到的转向转矩Th来设置转矩命令值Ts*的示例。关于检测到的转向转矩Th，例如，用于左转向的转矩被定义为正值，以及用于右转向的转矩被定义为负值。用于辅助电机18的左转向的电机转矩的方向被定义为对应于电机18的正向旋转方向，以及用于辅助右转向的电机转矩的方向被定义为对应于电机18的反向旋转方向。当要从电机18生成用于左转向的转向辅助力时，转矩命令值Ts*为正值，以及当要从电机18生成用于右转向的转向辅助力时，转矩命令值Ts*为负值。
当检测到的转向转矩Th为正值时，转矩命令值Ts*为正值，以及当检测到的转向转矩Th为负值时，转矩命令值Ts*为负值。当检测到的转向转矩Th为0时，转矩命令值Ts*为0。随着检测到的转向转矩Th的绝对值增加，转矩命令值Ts*的绝对值增加。因此，随着检测到的转向转矩Th的绝对值增加，转向辅助力可以增加。
转矩命令值设置单元41例如使用其中存储了转向转矩Th与转矩命令值Ts*之间的关系的映射或者如图4所示的指示该关系的计算表达式来设置对应于转向转矩Th的转矩命令值Ts*。由转矩命令值设置单元41设置的转矩命令值Ts*被提供给电流命令值设置单元42和电流矢量计算单元43。
在非易失性存储器40中，存储有命令值/最大转矩表60和速度/命令值表70。命令值/最大转矩表60是权利要求中的“第一表”的示例，以及第一实施方式中的速度/命令值表70是权利要求中的“第二表”的示例。这些表60和70的细节将在后面描述。电流命令值设置单元42基于转矩命令值Ts*、转子转速ω和命令值/最大转矩表60或速度/命令值表70设置电枢电流命令值Ia*(Ia*>0)和电流相位角命令值β*(β*>0)。稍后将描述电流命令值设置单元42的细节。
电流矢量计算单元43基于由电流命令值设置单元42设置的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*以及转矩命令值Ts*的符号来计算d轴电流命令值id*和q轴电流命令值iq*。具体地，电流矢量计算单元43使用表达式(1)计算d轴电流命令值id*。
id*＝Ia*·cosβ*…(1)
电流矢量计算单元43使用表达式(2a)或(2b)计算q轴电流命令值iq*。
iq*＝Ia*·sinβ*如果Ts*≥0 …(2a)
iq*＝Ia*·sin(-β*)如果Ts*<0 …(2b)
d轴电流命令值id*和q轴电流命令值iq*可以统称为“两相指令电流id*和iq*”。由电流检测单元51检测的三相电流iU、iV和iW被提供给三相/两相坐标转换单元52。三相/两相坐标转换单元52使用由旋转角计算单元53计算的转子旋转角θ来将检测到的三相电流iU、iV和iW转换为d-q坐标系中的d轴电流id和q轴电流iq(下文统称为“检测到的两相电流id和iq”)。由三相/两相坐标转换单元52获取的d轴电流id被提供给d轴电流差计算单元44。由三相/两相坐标转换单元52获取的q轴电流iq被提供给q轴电流差计算单元45。
d轴电流差计算单元44计算d轴电流id与d轴电流命令值id*之间的差Δid(＝id*-id)。d轴PI控制单元46通过对由d轴电流差计算单元44计算的电流差Δid执行比例积分(PI)来计算d轴指令电压vd’*。d轴指令电压vd’*被提供给电压限制单元48。q轴电流差计算单元45计算q轴电流iq与q轴电流命令值iq*之间的差Δiq(＝iq*-iq)。q轴PI控制单元47通过对由q轴电流差计算单元45计算的电流差Δiq执行比例积分(PI)来计算q轴指令电压vq’*。q轴指令电压vq’*被提供给电压限制单元48。
电压限制单元48被设置成避免电机18中的感应电压高于源电压并且电流不能在电机18中流动的状态(电压饱和状态)。例如，电压限制单元48将d轴指令电压vd’*限制为等于或小于预设的最大d轴电压命令值，并且将q轴指令电压vq’*限制为等于或小于预设的最大q轴电压命令值。经过电压限制单元48的限制处理的d轴指令电压vd*和q轴指令电压vq*被提供给两相/三相坐标转换单元49。
两相/三相坐标转换单元49使用由旋转角计算单元53计算的转子旋转角θ将d轴指令电压vd*和q轴指令电压vq*转换成U、V和W相的指令电压vU*、vV*和vW*。U、V和W相的指令电压vU*、vV*、和vW*统称为“三相指令电压vU*、vV*、和vW*”。PWM控制单元50生成占空比对应于U相指令电压vU*、V相指令电压vV*和W相指令电压vW*的U相PWM控制信号、V相PWM控制信号和W相PWM控制信号，并且将生成的PWM控制信号提供给驱动电路32。
驱动电路32包括对应于U、V和W相的三相逆变器电路。构成逆变器电路的功率元件由从PWM控制单元50给出的PWM控制信号控制，使得对应于三相指令电压vU*、vV*和vW*的电压被施加至电机18的相定子线圈。电流差计算单元44和45以及PI控制单元46和47构成电流反馈控制单元。在电机18中流动的电机电流(电枢电流)由电流反馈控制单元的功能控制，使得它达到由电流矢量计算单元43计算的两相指令电流id*和iq*。
下面将详细描述命令值/最大转矩表60、速度/命令值表70和电流命令值设置单元42。首先，将描述命令值/最大转矩表60。命令值/最大转矩表60包括正向旋转(CCW)电枢电流/电流相位角设置表(下文称为“正向旋转表61”)和反向旋转(CW)电枢电流/电流相位角设置表(下文称为“反向旋转表62”)。
为了有效地驱动电机18，电机18仅需要被控制成使得电机转矩与电枢电流的比率增加。具有极数Pn的同步磁阻电机中的电机转矩Ts由表达式(3)表示。
Ts＝Pn·(Ld-Lq)·id·iq…(3)
Ld是d轴电感[H]，以及Lq是q轴电感[H]。id是d轴电流[A]，以及iq是q轴电流[A]。
当电枢电流的大小被定义为Ia并且电流相位角被定义为β时，满足iq＝Ia·sinβ和id＝Ia·cosβ，并且因此电机转矩Ts由表达式(4)表示。电流相位角β表示电枢电流矢量与d轴之间的相位差。
Ts＝(1/2)·Pn·(Ld-Lq)·Ia 2sin2β…(4)
因此，当d轴电感Ld和q轴电感Lq不变时，电机转矩Ts在电流相位角β为45度的情况下最大化。然而，在同步磁阻电机中，由于d轴电感Ld和q轴电感Lq由于转子芯和定子芯的磁饱和而改变，因此当电流相位角β为45度时，电机转矩Ts可能不会最大化。
图5是示出针对某一同步磁阻电机中的多个电枢电流Ia中的每一个而获取的相对于电流相位角β的电机转矩Ts的特性数据的曲线图。图5所示的特性数据重新使用了在Masaru HASEGAWA(Chubu Univ.),Shinji DOKI(Nagoya Univ.),Akiyoshi SATAKE(OkumaCorporation),Daohong WANG(Gifu Univ.),“Drive Circuit Technique and DriveControl Technique of Reluctance Motor of Permanent Magnet Motor–6.ReluctanceMotor Control Technique-,”the Institute of Electrical Engineers of Japan,Industrial Application Group Conference,Papers,I-119to I-124(2004)中描述的数据。在图5中，水平轴被设置为电流相位角β，竖轴被设置为电机转矩Ts，并且电机转矩Ts相对于每个电枢电流Ia的电流相位角β的特性由曲线表示。
如图5所示，电机转矩Ts最大化时的电流相位角β根据电枢电流Ia的大小而不同。在图5所示的示例中，随着电枢电流Ia增加，电机转矩Ts最大化时的电流相位角β增加。为了有效地驱动电机18，优选地将针对电枢电流命令值Ia*而言电机转矩Ts最大化时的电流相位角β设置为电流相位角β。
图6是示出命令值/最大转矩表60中的正向旋转表61的细节的示例的示意图。在正向旋转表61中，针对每个电枢电流命令值Ia*，与当电机18沿正向旋转方向旋转时的电枢电流命令值Ia*和在该电枢电流命令值Ia*中电机转矩Ts最大化时的电流相位角命令值β*的组合相关联地，来存储从电机18生成的电机转矩Ts[Nm]。
在该示例中，K个电枢电流命令值Ia*的数据存储在正向旋转表61中。K个电枢电流命令值Ia*具有Ia1*<Ia2*<……<Ia(K-1)*<IaK*的关系。电机转矩Ts随着电枢电流命令值Ia*的增加而增加。例如，正向旋转表61准备如下。当预定电枢电流命令值Ia*、预定电流相位角命令值β*和指示正向旋转方向的符号被提供给图3所示的电机控制电路的电流矢量计算单元43时，电机18基于与电枢电流命令值Ia*、电流相位角命令值β*和符号相对应的两相指令电流id*和iq*被正向旋转地驱动。在电机18被正向旋转驱动的状态下，获取从电机18生成的电机转矩Ts(例如，预定时间内的电机转矩的平均值)。因此，获取到针对预定电枢电流命令值Ia*和预定电流相位角命令值β*的组合的电机转矩Ts。使用测量仪器(未示出)来测量电机转矩Ts。
通过对多个电流相位角命令值β*中的每一个执行该测试，获取针对预定电枢电流命令值Ia*和多个电流相位角命令值β*的每个组合的电机转矩Ts的数据。基于所获取的数据来识别针对预定电枢电流命令值Ia*而言电机转矩Ts最大化时的电流相位角命令值β*。
通过对多个电枢电流命令值Ia*中的每一个执行该测试，针对多个电枢电流命令值Ia*中的每一个，获取针对电枢电流命令值Ia*与电机转矩Ts最大化时的电流相位角命令值β*的组合的电机转矩Ts的数据。因此，获取到用于准备正向旋转表61的数据。尽管未示出，但是在反向旋转表62中，针对每个电枢电流命令值Ia*，存储了针对当电机18在反向旋转方向上旋转时的电枢电流命令值Ia*和在该电枢电流命令值Ia*处电机转矩Ts最大化时的电流相位角命令值β*的组合的、从电机18生成的电机转矩Ts[Nm]。
反向旋转表62通过执行与准备正向旋转表61所执行的测试相同的测试来准备。当准备反向旋转表62时，与准备正向旋转表61时不同，在测试时指示反向旋转方向的符号被提供给电流矢量计算单元43。因此，电机18在测试时被反向旋转地驱动。
基于正向旋转表61或反向旋转表62获取与转矩命令值Ts*对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角指命令值β*并且基于获取的电枢电流命令值Ia*和获取的电流相位角命令值β*来控制电机18的方法被称为“最大转矩/电流控制”。速度/命令值表70将在下面描述。如图3和图7A至图7C所示，速度/命令值表70包括转矩命令值表71、电流命令值表72和电流相位角命令值表73。
在转矩命令值表71中，针对电机18的转速ω1至ωN中的每一个存储多个电机转矩Tsn1至TsnM，如图7A所示。N表示转速数据的条数，以及M表示针对每种转速设置的电机转矩Ts的数据的条数。转矩命令值表71中最左边一列中的1至N表示转速的索引编号n(下文称为“速度编号”)。转矩命令值表71中最上面一行的1至M表示电机转矩的索引编号m(下文称为“转矩编号”)。
在电流命令值表72中，如图7B所示，针对速度编号1至N中的每一个存储与转矩编号1至M对应的多个电枢电流命令值Ian1*至IanM*。如图7C所示，在电流相位角命令值表73中，针对速度编号1至N中的每一个，存储与转矩编号1至M对应的多个电流相位角命令值βn1*至βnM*。下面将参照图8描述准备表71至73的方法。
图8示出了水平轴上为d轴电流以及竖轴上为q轴电流的d-q坐标系。在图8中，曲线A表示在最大转矩/电流控制中电枢电流矢量的轨迹。可以例如如下来准备曲线A。如图6的命令值/最大转矩表60所示，假设针对每个电枢电流Ia预先获取电机转矩最大化时的电流相位角β。
基于id＝Ia·cosβ和iq＝Ia·sinβ，针对每个电枢电流Ia计算针对电机转矩最大化时的电流相位角β的d轴电流命令值和q轴电流命令值。然后，针对每个电枢电流Ia，在d-q坐标系上绘制与针对电机转矩最大化时的电流相位角β的d轴电流命令值和q轴电流命令值对应的电枢电流矢量的端点(下文称为“操作点”)。绘制通过这些点的曲线以获得曲线A。
在图8中，曲线B1至B8表示在转速的预定范围(在该示例中从1600rpm到3000rpm的范围)内的彼此相差了预定值(在该示例中为200rpm)的8种转速处、当电流相位角变化时电枢电流矢量的轨迹。每条曲线的右端(下端)表示电流相位角为45度时的操作点。每条曲线的左端(上端)表示电机转矩最大化时的操作点。
曲线B1是对应于1600rpm的电枢电流矢量的轨迹，曲线B8是对应于3000rpm的电枢电流矢量的轨迹，并且电流相位角为45度时电枢电流矢量的大小随着转速的增加而减小。曲线C表示通过电流相位角为45度时曲线B1至B8上的操作点的直线。例如，曲线B1可以绘制如下。
通过将电枢电流命令值Ia*的最大值和预定电流相位角命令值β*提供给图3所示的电机控制电路的电流矢量计算单元43来驱动电机18。然后，调节负载，使得转速达到预定转速(准备曲线B1时的1600rpm)。在从45度略微增加电流相位角命令值β*的同时，针对多个电流相位角命令值β*测量电机转矩Ts和电枢电流Ia。计算电机转矩最大时的电流相位角命令值β*，并且测量此时的电机转矩Ts和电枢电流Ia。
使用测量仪器(未示出)来测量电机转矩Ts。电枢电流Ia可以根据从图3中的坐标转换单元52输出的d轴电流命令值id*和q轴电流命令值iq*来计算。以这种方式，在从45度到电机转矩最大化时的电流相位角命令值β*的电流相位角命令值β*的范围内，针对包括电流相位角命令值β*并且彼此不同的M个电流相位角命令值β*计算电机转矩Ts和电枢电流Ia。通过在d-q坐标系上绘制对应于M个电流相位角命令值β*的操作点，并且绘制通过其的曲线，获得曲线B1。其他曲线B2至B8可以使用同样的方法绘制。在图8中，在曲线B1至B8中的绘制到虚线81中的操作点是电机转矩最大化时的操作点。
当1600rpm被定义为速度编号1时，针对1600rpm的转速计算的M个电机转矩Ts例如以电流相位角命令值β*的升序被存储为对应于转矩命令值表71中的速度编号1的行中的电机转矩Ts11至Ts1M。针对1600rpm的转速计算的M个电枢电流Ia例如以电流相位角命令值β*的升序被存储为对应于电流命令值表72中的速度编号1的行中的电枢电流命令值Ia11*至Ia1M*。针对1600rpm的转速计算的M个电流相位角命令值β*例如以电流相位角命令值β*的升序被存储为对应于电流相位角命令值表73中的速度编号1的行中的电流相位角命令值β11*至β1M*。
针对其他速度编号2至N中的每一个的M个电机转矩Tn1至TnM、M个电枢电流命令值Ian1*至IanM*和M个电流相位角命令值βn1*至βnM*以相同的方式计算，并且存储在转矩命令值表71、电流命令值表72和电流相位角命令值表73中。基于速度/命令值表70获取与转矩命令值Ts*和转速ω对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*、并且基于获取的电枢电流命令值Ia*和获取的电流相位角命令值β*来控制电机18的方法被称为“转矩/速度控制”。
下面将详细描述电流命令值设置单元42的操作。图9是示出由电流命令值设置单元42执行的操作例程的流程图。图9所示的例程以预定操作周期的间隔重复执行。在以下描述中，由转速计算单元54计算的最新转速ω被称为“实际转速ω”。电流命令值设置单元42基于命令值/最大转矩表60计算第一候选的电枢电流命令值Iacan1*和电流相位角命令值βcan1*(步骤S1)。
具体地，首先，电流命令值设置单元42从正向旋转表61和反向旋转表62中选择与转矩命令值Ts*的符号相对应的旋转方向的表61或62。然后，电流命令值设置单元42基于所选择的表61或62获取与转矩命令值Ts*相对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*，并且将所获取的命令值作为第一候选的电枢电流命令值Iacan1*和电流相位角命令值βcan1*存储在存储器中。
更具体地，电流命令值设置单元42从所选择的表61或62中的多个电机转矩Ts中搜索与转矩命令值Ts*具有相同大小的电机转矩Ts。当可以搜索到与转矩命令值Ts*具有相同大小的电机转矩Ts时，电流命令值设置单元42从表61或62中读取与电机转矩Ts对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*，并且将读取的命令值作为第一候选的电枢电流命令值Iacan1*和电流相位角命令值βcan1*存储在存储器中。
另一方面，当不能搜索到与转矩命令值Ts*具有相同大小的电机转矩Ts时，电流命令值设置单元42执行以下处理。电流命令值设置单元42读取与所选表61或62中的多个电机转矩Ts中小于转矩命令值Ts*并且最接近转矩命令值Ts*的电机转矩Ts(下文称为“第一电机转矩TsL”)相对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*。
电流命令值设置单元42读取与所选择的表61或62中的多个电机转矩Ts中大于转矩命令值Ts*并且最接近转矩命令值Ts*的电机转矩Ts(下文称为“第二电机转矩TsH”)相对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*。然后，电流命令值设置单元42通过线性插值所读取的两组的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*来计算对应于转矩命令值Ts*的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*。
具体地，对应于第一电机转矩TsL的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*被设置为IaL*和βL*，以及对应于第二电机转矩TsH的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*被设置为IaH*和βH*。设置TsH-TsL＝ΔTs、IaH*-IaL*＝ΔIa*以及βH*2-βL*＝Δβ*。
电流命令值设置单元42基于表达式(5)和(6)计算对应于转矩命令值Ts*的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*，并且将计算出的命令值作为第一候选的电枢电流命令值Iacan1*和电流相位角命令值βcan1*存储在存储器中。
Ia*＝(ΔIa*/Ts)·(Ts*-TsL)+IaL* …(5)
β*＝(Δβ*/Ts)·(Ts*-TsL)+βL* …(6)
然后，电流命令值设置单元42基于速度/命令值表70获取第二候选的电枢电流命令值Iacan2*和电流相位角命令值βcan2*(步骤S2)。
具体地，电流命令值设置单元42从转矩命令值表71获取最接近实际转速ω的速度编号n作为第一速度编号n1。然后，电流命令值设置单元42从与转矩命令值表71中的第一速度编号n1相对应的多个电机转矩Ts中搜索与转矩命令值Ts*具有相同大小的电机转矩Ts。当可以搜索到与转矩命令值Ts*具有相同大小的电机转矩Ts时，电流命令值设置单元42获取电机转矩Ts的转矩编号m作为第一转矩编号m1。
然后，电流命令值设置单元42从电流命令值表72和电流相位角命令值表73中读取与第一速度编号n1和第一转矩编号m1相对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*，并且将读取的命令值作为第二候选的电枢电流命令值Iacan2*和电流相位角命令值βcan2*存储在存储器中。另一方面，当不能搜索到与转矩命令值Ts*具有相同大小的电机转矩Ts时，电流命令值设置单元42执行以下处理。电流命令值设置单元42获取与转矩命令值表71中的第一速度编号n1所对应的多个电机转矩Ts中小于转矩命令值Ts*并且最接近转矩命令值Ts*的电机转矩Ts(下文称为“第一电机转矩TsL”)相对应的转矩编号m作为第一转矩编号m1。然后，电流命令值设置单元42从电流命令值表72和电流相位角命令值表73中读取与第一速度编号n1和第一转矩编号m1相对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*，并且将读取的命令值作为与第一电机转矩TsL相对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*存储在存储器中。
电流命令值设置单元42获取与转矩命令值表71中的第一速度编号n1所对应的多个电机转矩Ts中大于转矩命令值Ts*并且最接近转矩命令值Ts*的电机转矩Ts(下文称为“第二电机转矩TsH”)相对应的转矩编号m作为第二转矩编号m2。然后，电流命令值设置单元42从电流命令值表72和电流相位角命令值表73中读取与第一速度编号n1和第二转矩编号m2相对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*，并且将读取的命令值作为与第二电机转矩TsH相对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*存储在存储器中。
然后，电流命令值设置单元42通过插值所读取的两组的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*来计算对应于转矩命令值Ts*和实际转速ω的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*。具体地，对应于第一电机转矩TsL的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*被设置为IaL*和βL*，以及对应于第二电机转矩TsH的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*被设置为IaH*和βH*。设置TsH-TsL＝ΔTs、IaH*-IaL*＝ΔIa*以及βH*-βL*＝Δβ*。
电流命令值设置单元42基于表达式(5)和(6)计算对应于转矩命令值Ts*和实际转速ω的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*，并且将读取的命令值作为第二候选的电枢电流命令值Iacan2*和电流相位角命令值βcan2*存储在存储器中。然后，电流命令值设置单元42确定第一候选的电流相位角命令值βcan1*是否等于或大于第二候选的电流相位角命令值βcan2*(步骤S3)。当满足βcan1*≥βcan2*时(步骤S3：“是”)，电流命令值设置单元42将第一候选的电枢电流命令值Iacan1*和电流相位角命令值βcan1*设置为电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*(步骤S4)。相应地，执行最大转矩/电流控制。然后，该操作循环中的例程结束。
当在步骤S3中确定满足βcan1*<βcan2*时(步骤S3：“否”)，电流命令值设置单元42将第二候选的电枢电流命令值Iacan2*和电流相位角命令值βcan2*设置为电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*(步骤S5)。相应地，执行转矩/速度控制。然后，该操作循环中的例程结束。
下面将描述当满足βcan1*≥βcan2*时选择第一候选并且当满足βcan1*<βcan2*时选择第二候选的原因。图8中的曲线B1至B8表示转矩/速度控制中电枢电流矢量的轨迹。曲线B1至B8是当给定最大值作为电枢电流命令值Ia*时针对每个转速的电枢电流矢量的轨迹。因此，曲线B1至B8构成电压限制椭圆(voltage limiting oval)的一部分。电压限制椭圆使用电枢电流矢量的轨迹来指示电枢电流矢量在任意输入电压(电机端子间电压)和任意转速下的可控范围。电压限制椭圆随着电机18的转速增加而减小。
图8中的曲线A指示在最大转矩/电流控制中电枢电流矢量的轨迹以及电枢电流最小化以从电机18输出任意转矩时的电枢电流矢量的轨迹。当打算从电机18输出任意转矩并且转矩/速度控制的操作点位于曲线A之上或相对于曲线A在右侧时，最大转矩/电流控制的操作点是用于输出转矩的最有效点。例如，当实际转速为1600[rpm]并且转矩/速度控制的操作点位于曲线A与曲线B1的交叉点之上或相对于交叉点在右侧时，最大转矩/电流控制的操作点是用于输出转矩的最有效点。因此，在这种情况下，优选地通过最大转矩/电流控制来控制电机。因此，当满足βcan1*≥βcan2*时，第一候选被设置为电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*。
另一方面，当转矩/速度控制的操作点相对于曲线A位于左侧时，在最大转矩/电流控制中不能输出目标转矩。例如，当实际转速为1600[rpm]并且转矩/电流控制的操作点相对于曲线A与曲线B1的交叉点位于左侧时，在最大转矩/电流控制中不能输出目标转矩。因此，在这种情况下，优选地使用转矩/速度控制来控制电机18。因此，当满足βcan1*<βcan2*时，第二候选被设置为电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*。
即，在第一实施方式中，电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*被设置为使得由电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*设置的电流矢量被包括在图8中由最大转矩/电流控制中的电流矢量轨迹(曲线A)和d-q坐标系中的q轴包围的区域中。因此，可以输出最大转矩并在所有转速区域中输出对应于电机转矩命令值的电机转矩。
[2]第二实施方式
在第一实施方式中，速度/命令值表70是基于电机端子间电压是预定参考电压的假设来准备的。当电机端子间电压降低时，电压限制椭圆减小。因此，由于由图8中的曲线B1至B8指示的特性改变，因此第一实施方式中的速度/命令值表70的细节不适合于当电机端子间电压降低时的特性。
因此，当电机端子间电压降低时，存在的问题是，即使当转矩命令值处于根据第一实施方式的在转矩/速度控制中能够输出电机转矩的范围内，也会产生不能输出电机转矩的区域。原因在于，当根据第一实施方式的速度/命令值表70中电机端子间电压降低时，设置了与不能作为电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*输出的电机转矩相对应的命令值，并且因此在电机18中流动了非预期的电枢电流。
第二实施方式的目的是实现可以输出最大转矩、在所有转速区域中执行转矩控制、并且解决第一实施方式中的上述问题的电机控制。在第二实施方式中，准备速度/命令值表70的方法不同于第一实施方式中的方法。即，准备转矩命令值表71、电流命令值表72和电流相位角命令值表73的方法不同于第一实施方式中的方法。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于电流命令值设置单元42的操作。其他点与第一实施方式中的相同。
下面将首先参照图10描述准备速度/命令值表70的方法。图10示出了在水平轴上为d轴电流以及在竖轴上为q轴电流的d-q坐标系。首先，如图10所示，在d-q坐标系中绘制表示最大转矩/电流控制中电枢电流矢量的轨迹的曲线A。曲线A可以使用与第一实施方式中相同的方法绘制。
然后，在转速的预定范围(在该示例中从1600rpm到3000rpm的范围)内的彼此相差预定值(在该示例中为200rpm)的8种转速中的每一种转速处计算电机转矩最大化时的操作点(下文称为“最大输出点”)，并且将计算的操作点绘制在d-q坐标系上。在图10中绘制到闭合点状曲线91中的操作点是在对应转速下的最大操作点，并且对应于在图8中绘制到闭合点状曲线81中的操作点。这些操作点可以使用与上述第一实施方式中描述的准备曲线B1至B8的方法相同的方法来计算。
然后，将d-q坐标系的原点或接近原点的预定点设置为收敛点V。在该实施方式中，将曲线A上接近d-q坐标系的原点的预定点设置为收敛点V。每个转速下的最大输出点和收敛点V由直线连接。因此，在8种转速下获得直线D1至D8。直线D1是对应于1600rpm的直线，直线D8是对应于3000rpm的直线，并且与d轴的旋转角(电流相位角β)随着转速的增加而增加。
然后，针对直线D1至D8的每一条，在对应直线上设置包括最大输出点的M个操作点。在该实施方式中，在直线D1至D8的每一条上设置M个操作点，使得相邻的两个操作点以相同的长度隔开。M个操作点是如下多个操作点(第三操作点)，其包括最大输出点(第一操作点)和被设置在当电机18的端子间电压降低时操作点从最大输出点移动的方向上的多个操作点(第二操作点)。
然后，计算与设置的操作点中的每一个对应的d轴电流id、q轴电流iq、电枢电流Ia和电流相位角β。某一操作点处的电枢电流Ia是根据该操作点处的d轴电流id和q轴电流iq来计算的。然后，针对每个操作点，电枢电流Ia和电流相位角β作为电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*被提供给图3所示的电机控制电路的电流矢量计算单元43，并且测量电机转矩Ts。以这种方式，可以针对直线D1至D8中的每一条获取M个操作点处的电机转矩Ts、电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*。
例如，当1600rpm被定义为速度编号1时，在直线D1上的M个操作点处的电机转矩Ts例如以电枢电流命令值Ia*的升序被存储为与转矩命令值表71中的速度编号1相对应的行中的电机转矩Ts11至Ts1M(参见图7A)。直线D1上的M个操作点处的电枢电流Ia例如以电枢电流命令值Ia*的升序被存储为与电流命令值表72中的速度编号1相对应的行中的电枢电流命令值Ia11*至Ia1M*(参见图7B)。直线D1上的M个操作点处的电流相位角命令值β*例如以电枢电流命令值Ia*的升序被存储为与电流相位角命令值表73中的速度编号1相对应的行中的电流相位角命令值β11*至β1M*。
针对其他速度编号2至N中的每一个的M个电机转矩Tn1至TnM、M个电枢电流命令值Ian1*至IanM*和M个电流相位角命令值βn1*至βnM*以相同的方式计算，并且存储在转矩命令值表71、电流命令值表72和电流相位角命令值表73中。根据第二实施方式的速度/命令值表70是权利要求中的“第三表”的示例。
下面将详细描述电流命令值设置单元42的操作。图11是示出由电流命令值设置单元42执行的操作例程的流程图。图11所示的例程以预定操作周期的间隔重复执行。电流命令值设置单元42确定实际转速ω是否等于或低于预定转速ωth(步骤S11)。预定转速ωth被设置为预定低转速区域与预定高转速区域之间的边界点附近的转速。预定的低转速区域可以是其中电机18的速度-转矩特性中转矩几乎恒定的恒定转矩区域。在这种情况下，预定高转速区域是其中转速高于恒定转矩区域中的转速的恒定输出区域。
当实际转速ω等于或低于预定转速ωth时(步骤S11：“是”)，电流命令值设置单元42A使用命令值/最大转矩表60来设置与转矩命令值Ts*对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*(步骤S12：“是”)。使用命令值/最大转矩表60来计算电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*的方法与第一实施方式中描述的相同。然后，该操作循环中的例程结束。
当在步骤S11中确定实际转速ω高于预定转速ωth时(步骤S11：“否”)，电流命令值设置单元42使用速度/命令值表70来设置与转矩命令值Ts*和实际转速ω对应的电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*(步骤S13：“是”)。使用速度/命令值表70来计算电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*的方法与第一实施方式中描述的相同。然后，该操作循环中的例程结束。
在第二实施方式中，电枢电流命令值Ia*和电流相位角命令值β*被设置为使得由d轴电流命令值id*和q轴电流命令值iq*设置的电流矢量被包括在由最大转矩/电流控制中的电流矢量轨迹和d-q坐标系中的q轴包围的区域中。因此，可以输出最大转矩并在所有转速区域中输出对应于电机转矩命令值的电机转矩。
在第二实施方式中，多个操作点被设置在操作点由于电机端子间电压的降低而移动的方向上，并且与每个操作点对应的电枢电流、电流相位角和电机转矩被设置为速度/命令值表70的表值。因此，即使当电机端子间电压降低时，也可以在转矩命令值处于可以输出电机转矩的范围内的情况下输出电机转矩。
即，在第二实施方式中，当电机端子间电压降低并且转矩命令值处于可以输出电机转矩的范围内时，可以输出对应于转矩命令值的电机转矩。换句话说，在第二实施方式中，即使当电机端子间电压降低时，可以输出与转矩命令值对应的电机转矩的区域也比第一实施方式中的更宽。因此，可以解决第一实施方式中的问题。
虽然上面已经描述了本发明的第一实施方式和第二实施方式，但是本发明可以以其他形式实施。在第一实施方式和第二实施方式中，微型计算机31包括电压限制单元48，但是其可以不包括电压限制单元48。在第一实施方式和第二实施方式中，已经举例说明了可以在包括正向旋转方向和反向旋转方向的两个方向上旋转的同步磁阻电机，但是本发明也可以应用于仅在一个方向上旋转地驱动的电同步磁阻电机。
在第一实施方式和第二实施方式中，电机18是同步磁阻电机，但是电机18可以是除同步磁阻电机之外的电机(例如开关磁阻电机或IPM电机)，只要其是使用磁阻转矩来旋转转子的电机。在第一实施方式和第二实施方式中，本发明已经应用于用于电动转向***的电机的控制装置。然而，本发明也可以应用于除了用于电动转向***的电机的控制装置之外的电机控制装置，只要其是基于转矩命令值来控制的电机的控制装置。
在不脱离所附权利要求书中描述的本发明的范围的情况下，本发明可以在设计上进行各种改变。

Claims (5)

1.一种控制使用磁阻转矩的电机(18)的电机控制装置(12)，所述电机控制装置(12)的特征在于包括：
第一设置单元，其被配置成设置电机转矩命令值，所述电机转矩命令值是要从所述电机(18)生成的电机转矩的命令值；
转速检测单元，其被配置成检测所述电机(18)的转速；
第二设置单元，其被配置成基于所述转速和所述电机转矩命令值来设置电枢电流命令值和电流相位角命令值；
电流矢量设置单元，其被配置成基于所述电枢电流命令值和所述电流相位角命令值来设置d轴电流命令值和q轴电流命令值；以及
驱动单元(32)，其被配置成基于所述d轴电流命令值和所述q轴电流命令值来驱动所述电机(18)，
其中，所述第二设置单元被配置成：设置所述电枢电流命令值和所述电流相位角命令值，使得基于所述d轴电流命令值和所述q轴电流命令值设置的电枢电流矢量被包括在由最大转矩/电流控制中的电枢电流矢量轨迹和d-q坐标系中的竖轴包围的区域中，所述d-q坐标系在水平轴上为d轴电流以及在所述竖轴上为q轴电流。
2.根据权利要求1所述的电机控制装置(12)，其特征在于，还包括：
第一表，在所述第一表中，与电枢电流命令值和电流相位角命令值的组合相关联地存储从所述电机(18)生成的电机转矩，其中，在对应的电枢电流命令值处，所述电机转矩在所述电流相位角命令值处最大化；以及
第二表，在所述第二表中，针对所述电机(18)的每个转速，相关联地存储在电压限制椭圆上的多个操作点处的电枢电流命令值、电流相位角命令值和电机转矩，
其中，所述第二设置单元被配置成：基于所述电机转矩命令值和所述第一表来计算第一候选的电枢电流命令值和电流相位角命令值；基于所述转速、所述电机转矩命令值和所述第二表来计算第二候选的电枢电流命令值和电流相位角命令值；在所述第一候选的电流相位角命令值等于或大于所述第二候选的电流相位角命令值的情况下，将所述第一候选的电枢电流命令值和电流相位角命令值设置为命令值；以及在所述第一候选的电流相位角命令值小于所述第二候选的电流相位角命令值的情况下，将所述第二候选的电枢电流命令值和电流相位角命令值设置为命令值。
3.根据权利要求2所述的电机控制装置(12)，其特征在于，与所述电机(18)的转速对应的所述电压限制椭圆上的所述多个操作点包括在所述转速处所述电机转矩最大化时的操作点。
4.根据权利要求1所述的电机控制装置(12)，其特征在于，还包括：
第一表，在所述第一表中，与电枢电流命令值和电流相位角命令值的组合相关联地存储从所述电机(18)生成的电机转矩，其中，在对应的电枢电流命令值处，所述电机转矩在所述电流相位角命令值处最大化；以及
第三表，在所述第三表中，针对所述电机(18)的每个转速，相关联地存储在多个第三操作点处的电枢电流命令值、电流相位角命令值和电机转矩，所述第三操作点包括在对应的转速处所述电机转矩最大化时的第一操作点和被设置在当所述电机(18)的端子间电压降低时操作点从所述第一操作点移动的方向上的多个第二操作点，
其中，所述第二设置单元被配置成：在所述转速等于或低于预定值的情况下，基于所述电机转矩命令值和所述第一表来设置所述电枢电流命令值和所述电流相位角命令值，并且在所述转速高于所述预定值的情况下，基于所述转速、所述电机转矩命令值和所述第三表来设置所述电枢电流命令值和所述电流相位角命令值。
5.根据权利要求4所述的电机控制装置(12)，其特征在于，在所述d-q坐标系中，针对每个转速，所述多个第三操作点被设置在连接收敛点和对应转速处的所述第一操作点的直线上，所述收敛点被设置为所述d-q坐标系的原点或接近所述原点的预定点。
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