(57)【要約】  多極のレゾルバを用いてモータの回転角を算出する制御装置（４０）は、取得部（４１）と、学習部（４２）と、算出部（４３）と、補正部（４４）とを含む。取得部（４１）は、多極のレゾルバが検出した検出角θを取得する。学習部（４２）は、レゾルバの極毎に誤差Ｅｒｒθの波形を学習する。算出部（４３）は、モータの回転加速度変化量αを算出する。補正部（４４）は、回転速度変化量αをしきい値α０と比較し、α＜α０の場合、１機械周期（モータが１回転する期間）前の誤差Ｅｒｒθを用いて補正角φを算出する通常補正を行なう。一方、補正部（４４）は、α＞α０の場合、直前の誤差Ｅｒｒθを用いて補正角φを算出する過渡補正を行なう。
2012063297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（Ｍ１）と前記モータを制御するためのインバータ（１４）とを備えた駆動装置（１０）に含まれる前記モータの回転角を多極のレゾルバ（３０）を用いて算出する回転角算出装置であって、
前記モータが１回転する機械周期の間には、前記レゾルバの検出角の１周期であるレゾルバ周期が前記レゾルバの極数に応じた回数だけ含まれ、
前記回転角算出装置は、
前記レゾルバ周期毎に前記レゾルバの検出角の誤差を算出する算出部と、
前記レゾルバが検出した検出角を、検出前に算出された前記誤差を用いて補正して前記検出角の補正値を算出する補正部とを備え、
前記補正部は、前記駆動装置が過渡状態である場合、１機械周期前のレゾルバ周期よりも後のレゾルバ周期における第１誤差を前記補正値に反映させる第１度合いを、前記駆動装置が過渡状態でない場合よりも大きくする過渡補正を行なう、回転角算出装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記駆動装置が前記過渡状態でない場合、１機械周期前のレゾルバ周期における第２誤差を前記補正値に反映させる第２度合いを前記第１度合いよりも大きくする通常補正を行ない、
前記過渡補正は、前記第１度合いを前記第２度合いよりも大きくする補正である、請求の範囲第１項に記載の回転角算出装置。
【請求項３】
前記通常補正は、前記第１誤差を用いずに前記第２誤差を用いて行なう補正であり、
前記過渡補正は、前記第２誤差を用いずに前記第１誤差を用いて行なう補正である、請求の範囲第２項に記載の回転角算出装置。
【請求項４】
前記第１誤差は、前記検出角が検出された時のレゾルバ周期の直前のレゾルバ周期における前記誤差である、請求の範囲第３項に記載の回転角算出装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記モータの回転速度の単位時間あたりの変化量が予め定められた変化量を越える場合、前記過渡補正を行なう、請求の範囲第１項に記載の回転角算出装置。
【請求項６】
前記予め定められた変化量は、前記モータの回転速度の変化に起因する前記誤差の変化量が各前記レゾルバ周期で生じる前記誤差の間のばらつきを超える値に設定される、請求の範囲第５項に記載の回転角算出装置。
【請求項７】
前記補正部は、前記モータのトルクの単位時間あたりの変化量が予め定められた変化量を超える場合、前記過渡補正を行なう、請求の範囲第１項に記載の回転角算出装置。
【請求項８】
前記予め定められた変化量は、前記モータのトルク変化によって生じる磁場の変化に起因する前記誤差の変化量が各前記レゾルバ周期で生じる前記誤差の間のばらつきを超える値に設定される、請求の範囲第７項に記載の回転角算出装置。
【請求項９】
前記補正部は、前記インバータの電圧の単位時間あたりの変化量が予め定められた変化量を超える場合、前記過渡補正を行なう、請求の範囲第１項に記載の回転角算出装置。
【請求項１０】
前記予め定められた変化量は、前記インバータの電圧変化に起因する前記誤差の変化量が各前記レゾルバ周期で生じる前記誤差の間のばらつきを超える値に設定される、請求の範囲第９項に記載の回転角算出装置。
【請求項１１】
前記インバータは、キャリア周波数に応じて制御されるスイッチング素子を含み、
前記補正部は、前記キャリア周波数が変化した場合、前記過渡補正を行なう、請求の範囲第１項に記載の回転角算出装置。
【請求項１２】
モータ（Ｍ１）と前記モータを制御するためのインバータ（１４）とを備えた駆動装置（１０）に含まれる前記モータの回転角を多極のレゾルバ（３０）を用いて算出する回転角算出方法であって、
前記モータが１回転する機械周期の間には、前記レゾルバの検出角の１周期であるレゾルバ周期が前記レゾルバの極数に応じた回数だけ含まれ、
前記回転角算出方法は、
前記レゾルバ周期毎に前記レゾルバの検出角の誤差を算出するステップと、
前記レゾルバが検出した検出角を、検出前に算出された前記誤差を用いて補正して前記検出角の補正値を算出するステップとを含み、
前記補正値を算出するステップは、前記駆動装置が過渡状態である場合、前記１機械周期前のレゾルバ周期よりも後のレゾルバ周期における誤差を前記補正値に反映させる度合いを、前記駆動装置が過渡状態でない場合よりも大きくする過渡補正を行なうステップを含む、回転角算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転角を多極のレゾルバを用いて算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されるモータの回転角をレゾルバを用いて検出あるいは算出する技術が知られている。レゾルバは、モータの回転軸に取り付けられ、磁束の変化に基づいてモータの回転角に応じた電気信号（アナログ信号）を発生する。レゾルバが発生する電気信号は、レゾルバ−デジタル変換回路によって角度信号（デジタル信号）に変換される。モータのトルクはこの角度信号に基づいて制御されるが、この角度信号には誤差が含まれることが知られている。そのため、モータの制御精度を向上させるべく、角度信号に含まれる誤差を補正によって排除するための様々な技術が提案されている。【０００３】
たとえば、特開２０１０−９６７０８号公報（特許文献１）には、モータの回転角を多極のレゾルバを用いて算出する場合に、モータの１回転期間をレゾルバの極数（軸倍角数）ｎに応じて等間隔に分割したｎ個の区間のうちのいずれの区間にレゾルバの検出角が属するかを判定し、各区間毎に個別に検出角の誤差を補正する技術が開示されている。この技術によれば、ｎ個の区間において発生する検出誤差が互いに異なる場合であっても、区間毎に個別に検出角の誤差を補正するので、正確に誤差を補正することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９６７０８号公報
【特許文献２】特開２００４−６１１５７号公報
【特許文献３】特開２００８−７２８２０号公報
【特許文献４】特許第２５４１１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように各区間毎（各極毎）に個別に検出角を補正すると、補正に用いる誤差が学習された時点と検出角が検出された時点との間にはモータの１回転期間に相当する比較的長い時間差が生じる。そのため、モータやインバータの運転状態が急激に変化する過渡期においては、誤差補正を適切に行なえない場合がある。【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、多極のレゾルバの誤差補正を行なう場合に、モータやインバータの運転状態の急激な変化に起因する誤差補正の精度低下を適切に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る回転角算出装置は、モータとモータを制御するためのインバータとを備えた駆動装置に含まれるモータの回転角を多極のレゾルバを用いて算出する。モータが１回転する機械周期の間には、レゾルバの検出角の１周期であるレゾルバ周期がレゾルバの極数に応じた回数だけ含まれる。回転角算出装置は、レゾルバ周期毎にレゾルバの検出角の誤差を算出する算出部と、レゾルバが検出した検出角を、検出前に算出された誤差を用いて補正して検出角の補正値を算出する補正部とを備える。補正部は、駆動装置が過渡状態である場合、１機械周期前のレゾルバ周期よりも後のレゾルバ周期における第１誤差を補正値に反映させる第１度合いを、駆動装置が過渡状態でない場合よりも大きくする過渡補正を行なう。【０００８】
好ましくは、補正部は、駆動装置が過渡状態でない場合、１機械周期前のレゾルバ周期における第２誤差を補正値に反映させる第２度合いを前記第１度合いよりも大きくする通常補正を行なう。過渡補正は、第１度合いを第２度合いよりも大きくする補正である。【０００９】
好ましくは、通常補正は、第１誤差を用いずに第２誤差を用いて行なう補正である。過渡補正は、第２誤差を用いずに第１誤差を用いて行なう補正である。【００１０】
好ましくは、第１誤差は、検出角が検出されたのレゾルバ周期の直前のレゾルバ周期における誤差である。【００１１】
好ましくは、補正部は、モータの回転速度の単位時間あたりの変化量が予め定められた変化量を越える場合、過渡補正を行なう。【００１２】
好ましくは、予め定められた変化量は、モータの回転速度の変化に起因する誤差の変化量が各レゾルバ周期で生じる誤差の間のばらつきを超える値に設定される。【００１３】
好ましくは、補正部は、モータのトルクの単位時間あたりの変化量が予め定められた変化量を超える場合、過渡補正を行なう。【００１４】
好ましくは、予め定められた変化量は、モータのトルク変化によって生じる磁場の変化に起因する誤差の変化量が各レゾルバ周期で生じる誤差の間のばらつきを超える値に設定される。【００１５】
好ましくは、補正部は、インバータの電圧の単位時間あたりの変化量が予め定められた変化量を超える場合、過渡補正を行なう。【００１６】
好ましくは、予め定められた変化量は、インバータの電圧変化に起因する誤差の変化量が各レゾルバ周期で生じる誤差の間のばらつきを超える値に設定される。【００１７】
好ましくは、インバータは、キャリア周波数に応じて制御されるスイッチング素子を含む。補正部は、キャリア周波数が変化した場合、過渡補正を行なう。【００１８】
この発明の別の局面に係る回転角算出方法は、モータとモータを制御するためのインバータとを備えた駆動装置に含まれるモータの回転角を多極のレゾルバを用いて算出する方法である。モータが１回転する機械周期の間には、レゾルバの検出角の１周期であるレゾルバ周期がレゾルバの極数に応じた回数だけ含まれる。回転角算出方法は、レゾルバ周期毎にレゾルバの検出角の誤差を算出するステップと、レゾルバが検出した検出角を、検出前に算出された誤差を用いて補正して検出角の補正値を算出するステップとを含む。補正値を算出するステップは、駆動装置が過渡状態である場合、１機械周期前のレゾルバ周期よりも後のレゾルバ周期における誤差を補正値に反映させる度合いを大きくする過渡補正を行なうステップを含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、多極のレゾルバの誤差補正を行なう場合に、モータやインバータの運転状態の急激な変化に起因する誤差補正の精度低下を適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】回転角算出装置が適用されるモータ駆動制御システム１の全体構成図である。
【図２】３極のレゾルバの構成を模式的に示す図である。
【図３】３極のレゾルバの検出角θおよび誤差Ｅｒｒθの波形を例示した図である。
【図４】制御装置の機能ブロック図である。
【図５】回転速度変化量αと誤差補正の手法との対応関係を例示した図である。
【図６】通常補正に用いられる誤差Ｅｒｒθと過渡補正に用いられる誤差Ｅｒｒθとを比較した図である。
【図７】制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】トルク変化量βと誤差補正の手法との対応関係を例示した図である。
【図９】電圧変化量γと誤差補正の手法との対応関係を例示した図である。
【図１０】キャリア周波数ｆと誤差補正の手法との対応関係を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。
【００２２】
図１は、本発明の実施例に従う回転角算出装置が適用されるモータ駆動制御システム１の全体構成図である。
【００２３】
図１を参照して、モータ駆動制御システム１は、駆動装置１０と、直流電源２０と、レゾルバ３０と、レゾルバ−デジタル変換回路（以下、「Ｒ／Ｄ回路」という）３５と、制御装置４０とを含む。
【００２４】
駆動装置１０は、コンバータ１２と、インバータ１４と、モータＭ１と、平滑コンデンサＣ０，Ｃ１とを含む。
【００２５】
直流電源２０は、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池や電気二重層キャパシタ等の蓄電装置により構成される。
【００２６】
コンバータ１２は、リアクトルと、２つのスイッチング素子と、２つのダイオードとを含む。コンバータ１２は、制御装置４０からの制御信号Ｓ１によって制御され、直流電源２０とインバータ１４（モータＭ１）との間で電圧変換を行なう。
【００２７】
インバータ１４は、正極線７および負極線５の間に並列に設けられる３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の各相の上下アーム（スイッチング素子）から成る。インバータ１４は、制御装置４０からの制御信号Ｓ２によって制御され、コンバータ１２（直流電源２０）とモータＭ１との間で電力変換を行なう。
【００２８】
モータＭ１は、たとえば、電動車両（ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池車等の電気エネルギによって車両駆動力を発生する自動車をいうものとする）の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための走行用モータである。このモータＭ１は、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように構成されてもよく、電動機および発電機の機能を併せ持つように構成されてもよい。さらに、モータＭ１は、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【００２９】
モータＭ１は、代表的には、３相の永久磁石型同期電動機であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成される。さらに、各相コイルの他端は、インバータ１４の各相の上下アームの中間点と接続されている。
【００３０】
平滑コンデンサＣ０は、正極線６と負極線５との間に接続され、正極線６および負極線５に含まれる電力変動成分を低減する。平滑コンデンサＣ１は、正極線７と負極線５との間に接続され、正極線７および負極線５に含まれる電力変動成分を低減する。
【００３１】
レゾルバ３０は、磁束の変化に基づいてモータＭ１の回転角に応じた電気信号（アナログ信号）を発生し、その電気信号をＲ／Ｄ回路３５に出力する。レゾルバ３０の構成そのものは周知のものを用いればよい。
【００３２】
Ｒ／Ｄ回路３５は、レゾルバ３０からの電気信号を角度信号（デジタル信号）に変換し、制御装置４０に出力する。以下では、Ｒ／Ｄ回路３５から制御装置４０に出力される角度信号を「検出角θ」と記載する。なお、図１では、Ｒ／Ｄ回路３５がコンバータ１２およびインバータ１４と別々に設けられているが、Ｒ／Ｄ回路３５は、コンバータ１２およびインバータ１４と同じユニット内に設けられるようにしてもよい。また、Ｒ／Ｄ回路３５は、制御装置４０の内部に設けられるようにしてもよい。
【００３３】
レゾルバ３０は、多極のレゾルバである。レゾルバ３０の極数（軸倍角数）をｎ（ｎは２以上の自然数）とした場合、モータＭ１が１回転する期間（以下、「機械周期Ｔｍ」または単に「機械周期」という）には、検出角θが３６０°変化する期間（以下、「レゾルバ周期Ｔｒ」または単に「レゾルバ周期」という）が極数ｎと同じ数だけ含まれる。以下では、理解し易くするために、主として、レゾルバ３０の極数ｎが「３」である場合について例示的に説明する。
【００３４】
図２は、３極のレゾルバ３０の構成を模式的に示す図である。レゾルバ３０は、環状のステータ３１と、回転中心がモータＭ１の回転軸に取り付けられたロータ３２とを備える。ロータ３２は、回転中心と外周縁部との距離が周期的に変化する形状を有している。
【００３５】
図２に示すように、ロータ３２を回転中心で３等分した領域をそれぞれ極ａ，ｂ，ｃと定義した場合、ロータ３２が図２に示す矢印の方向に回転すると、ステータ３１の基準位置３３を通過する極は、極ａ，ｂ，ｃの順に周期的に変化する。
【００３６】
図３は、図２に示す３極のレゾルバ３０の検出角θおよび誤差Ｅｒｒθの波形を例示的に示した図である。図３において、検出角θａは、ロータ３２の極ａがステータ３１の基準位置３３を通過している間の検出角θを示する。同様に、検出角θｂ，θｃはそれぞれロータ３２の極ｂ，ｃがステータ３１の基準位置３３を通過している間の検出角θを示す。なお、「誤差Ｅｒｒθ」については後述する。
【００３７】
図３に示すように、検出角θａ，θｂ，θｃは、それぞれ０°〜３６０°変化している。検出角θ（検出角θａ，θｂ，θｃ）が３６０°変化する各期間がレゾルバ周期Ｔｒであり、３極のレゾルバの場合、図３に示すように、１機械周期Ｔｍに、レゾルバ周期Ｔｒが３回含まれることになる。
【００３８】
なお、レゾルバ３０には、検出角θとは別に、１レゾルバ周期（あるいは１機械周期）に１回、基準信号を制御装置４０へ出力するセンサ（図示せず）が設けられる。この基準信号は、後述するレゾルバ誤差の影響を受けない。
【００３９】
図１に戻って、制御装置４０は、図示しないＣＰＵ(Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ)およびメモリを内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）により構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、モータ駆動制御システム１の動作を制御する。
【００４０】
制御装置４０は、レゾルバ３０が検出する検出角θを用いてモータＭ１の出力を制御するが、検出角θにはモータＭ１の回転に同期した誤差成分（以下、「レゾルバ誤差」という）が含まれることが知られている。
【００４１】
このレゾルバ誤差の影響を排除するために、制御装置４０は、レゾルバ周期毎に、検出角θのレゾルバ誤差（以下、「誤差Ｅｒｒθ」ともいう）の波形を算出して記憶しておく。そして、制御装置４０は、検出角θからレゾルバ誤差の影響を排除するように、記憶しておいた誤差Ｅｒｒθを用いて検出角θを補正する誤差補正を行なう。以下では、誤差Ｅｒｒθを用いて検出角θを補正した値を「補正角φ」ともいう。
【００４２】
図４は、誤差補正を行なう際の制御装置４０の機能ブロック図である。図４に示した各機能ブロックは、ハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【００４３】
制御装置４０は、取得部４１と、学習部４２と、算出部４３と、補正部４４とを含む。
取得部４１は、レゾルバ３０が検出した検出角θを取得し、学習部４２、補正部４４に出力する。
【００４４】
学習部４２は、誤差Ｅｒｒθの学習を行なう。たとえば、学習部４２は、上述の図３に示したように、レゾルバ周期Ｔｒ毎に（レゾルバ３０の極毎に）、理想角θ０と実際の検出角θとの差の波形を誤差Ｅｒｒθの波形として算出してメモリに記憶する。極ａの誤差Ｅｒｒθａ（＝θａ−θ０）、極ｂの誤差Ｅｒｒθｂ（＝θｂ−θ０）、極ｃの誤差Ｅｒｒθｃ（＝θｃ−θ０）は、それぞれ区別されて算出され、記憶される。ここで、理想角θ０は、ロータ３２の実角度の理想値である。理想角θ０は、たとえば、上述した基準信号から算出されるロータ３２の回転速度、回転加速度を用いて算出することができる。なお、誤差Ｅｒｒθを他の手法によって学習するようにしてもよい。
【００４５】
補正部４４は、学習部４２で学習された誤差Ｅｒｒθを用いて誤差補正を行なう。この誤差補正により、レゾルバ誤差の影響が排除され、モータＭ１の回転角を精度よく算出することができる。
【００４６】
ところで、多極レゾルバにおいては、モータＭ１の回転角の位相が極毎に異なるため、レゾルバ誤差の波形が各極間でばらつく傾向にある。この各極間の誤差波形のばらつきを考慮すると、多極レゾルバの誤差補正を行なう場合には、検出角θが検出された時の極と同じ極の誤差、すなわち１機械周期前に学習された誤差Ｅｒｒθを用いて補正することが望ましい。
【００４７】
しかしながら、駆動装置１０の運転状態が急激に変化する過渡状態においては、その変化に応じて誤差Ｅｒｒθの波形も変化するすることが知られている。たとえば、モータＭ１の回転速度が変化すると、Ｒ／Ｄ回路３５の周波数特性などの影響により検出角θが変化し、その影響で誤差Ｅｒｒθも変化する。
【００４８】
検出角θが検出された時の極と同じ極の誤差Ｅｒｒθを用いて補正する場合、誤差Ｅｒｒθを学習した時点と検出角θを検出した時点との間に１機械周期の時間差（１レゾルバ周期よりも長い時間差）が生じる。したがって、その１機械周期の間に駆動装置１０の状態が変化した場合には、学習時の誤差波形と検出時の実際の誤差波形とが大きく異なってしまい、検出角θの補正精度が低下するという問題が生じる。
【００４９】
このような問題を解決すべく、本実施例に係る制御装置４０は、駆動装置１０が過渡状態であるか否かを判断するための指標（以下、「過渡指標」という）を算出する算出部４３を備えている。そして、補正部４４は、過渡指標に基づいて駆動装置１０が過渡状態であるかを判断し、その判断結果に応じて検出角θの補正手法を切替える。
【００５０】
本実施例では、過渡指標を、モータＭ１の回転速度の単位時間あたりの変化量（すなわちモータＭ１の回転加速度の絶対値、以下「回転速度変化量α」という）とする場合を例示的に説明する。なお、過渡指標を他のパラメータとする場合については、後述の変形例１〜３において説明する。
【００５１】
算出部４３は、過渡指標として、上述の回転速度変化量αを算出する。算出部４３は、補正部４４が算出した補正角φを２回微分した値の絶対値（＝｜ｄ２φ／ｄｔ２｜）を回転速度変化量αとして算出する。
【００５２】
補正部４４は、回転速度変化量αをしきい値α０と比較する。このしきい値α０は、モータＭ１の回転速度の変化に起因する誤差波形の変化が各極間の誤差波形のばらつきを超える値に予め設定される。すなわち、回転速度変化量αがしきい値α０を超える場合には、回転速度変化に起因する誤差波形の変化が各極間の誤差波形のばらつきを超えることになる。
【００５３】
補正部４４は、回転速度変化量αがしきい値α０よりも小さい場合（駆動装置１０が過渡状態ではなく通常状態である場合）、各極間の誤差波形のばらつきを考慮して、１機械周期前の誤差Ｅｒｒθを用いて補正角φを算出する（以下、このような誤差補正を「通常補正」という）。
【００５４】
一方、補正部４４は、回転速度変化量αがしきい値α０よりも大きい場合（駆動装置１０が過渡状態である場合）、各極間の誤差波形のばらつきよりも回転速度変化に基づく誤差波形の変化が大きいことを考慮して、最新の誤差Ｅｒｒθ（直前のレゾルバ周期で学習された誤差Ｅｒｒθ）を用いて補正角φを算出する（以下、このような誤差補正を「過渡補正」という）。
【００５５】
このように、補正部４４は、回転速度変化量αがしきい値α０よりも大きいか否か（駆動装置１０が過渡状態であるか否か）に応じて、通常補正と過渡補正との間で誤差補正の手法を切り替える。
【００５６】
図５は、回転速度変化量αと誤差補正の手法との対応関係を例示した図である。図５に示すように、回転速度変化量αがしきい値α０よりも小さい場合（時刻ｔ１よりも前の期間）では、通常補正が行なわれる。一方、回転速度変化量αがしきい値α０よりも大きい場合（時刻ｔ１よりも後の期間）では、過渡補正が行なわれる。
【００５７】
図６は、通常補正に用いられる誤差Ｅｒｒθと過渡補正に用いられる誤差Ｅｒｒθとを比較した図である。なお、図６には、極ｂの検出角θｂが今回の補正対象である場合が例示的に示されている。
【００５８】
通常補正が行なわれる場合は、１機械周期前の同じ極ｂの誤差Ｅｒｒθｂを用いて補正角φが算出される。これにより、他の極ａ，ｃの誤差Ｅｒｒθａ，Ｅｒｒθｂを用いる場合に比べて、極間の誤差波形のばらつきの影響を適切に排除できるため、補正角φの精度が向上する。
【００５９】
一方、過渡補正が行なわれる場合、１レゾルバ周期前の極ａの誤差Ｅｒｒθａを用いて補正角φが算出される。これにより、誤差Ｅｒｒθａの学習時点と検出角θｂの検出時点との時間差（１レゾルバ周期相当）を通常補正時の時間差（１機械周期相当）よりも短くできる。そのため、回転速度変化に起因する誤差波形変化による補正角φの精度低下を最小限に抑えることができる。
【００６０】
図７は、上述の機能を実現するための制御装置４０の処理手順を示すフローチャートである。以下に示すフローチャートの各ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）は、上述したようにハードウェアによって実現してもよいしソフトウェアによって実現してもよい。
【００６１】
Ｓ１０にて、制御装置４０は、レゾルバ３０が検出した検出角θをＲ／Ｄ回路３５を介して取得する。
【００６２】
Ｓ１１にて、制御装置４０は、極毎に誤差Ｅｒｒθを学習する。学習された誤差Ｅｒｒθは、今後の誤差補正に用いるために、メモリに記憶される。
【００６３】
Ｓ１２にて、制御装置４０は、回転速度変化量αを算出する。Ｓ１３にて、制御装置４０は、回転速度変化量αがしきい値α０よりも大きいか否かを判断する。
【００６４】
α＜α０の場合（Ｓ１３にてＮＯ）、制御装置４０は、処理をＳ１４に移し、上述した通常補正によって補正角φを算出する。
【００６５】
α＞α０の場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、制御装置４０は、処理をＳ１５に移し、上述した過渡補正によって補正角φを算出する。
【００６６】
以上のように、本実施例に係る制御装置４０は、多極のレゾルバ３０の検出角θの誤差補正を行なう場合において、過渡指標（回転速度変化）に基づいて駆動装置１０が過渡状態であるか否かを判断し、その結果に応じて通常補正と過渡補正との間で誤差補正の手法を変更する。これにより、駆動装置１０（モータＭ１）の運転状態の急激な変化に起因する誤差補正精度の低下を適切に抑制することができる。すなわち、各極間の誤差波形のばらつきによる補正精度の低下と運転状態（回転速度）の急激な変化による補正精度の低下とをバランスよく抑制することができる。そのため、検出角θの誤差補正の精度を向上させることができる。
【００６７】
なお、本実施例では、誤差補正の態様として、いずれか１つの誤差波形（通常補正では１機械周期前の誤差波形、過渡補正では１レゾルバ周期前の誤差波形）を用いる場合について説明したが、誤差補正の態様はこれに限定されず、複数の誤差波形を用いるように変形してもよい。たとえば、（ｉ）１レゾルバ周期前の誤差波形とさらに１レゾルバ周期前の誤差波形の２つの誤差波形を用いる場合、（ｉｉ）複数の誤差波形を平均して用いる場合、（ｉｉｉ）複数の誤差波形を重み付けして用いる場合など、誤差補正の変形態様はさまざまである。
【００６８】
本発明は、いずれの補正態様であっても適用可能である。すなわち、複数の誤差波形を用いる補正態様に本発明を適用する場合、過渡補正時には、１機械周期前よりも後に学習された誤差を補正角φに反映させる度合いを、通常補正時よりも大きくすればよい。また、通常補正時には、１機械周期前に学習された誤差を補正角φに反映させる度合いを１機械周期前よりも後に学習された誤差を補正角φに反映させる度合いよりも大きくし、反対に、過渡補正時には、１機械周期前に学習された誤差を補正角φに反映させる度合いよりも、１機械周期前よりも後に学習された誤差を補正角φに反映させる度合いを大きくするようにしてもよい。
【００６９】
また、極数が多くなれば、制御装置４０の処理速度の都合から１レゾルバ周期前の誤差を補正角φに反映させることができない可能性も考えられるため、その場合は参照可能な誤差のみを考慮すればよい。
【００７０】
［変形例１］
上述の実施例１では過渡指標を回転速度変化量αとしたが、回転速度変化量αに代えて、モータＭ１のトルクの単位時間あたりの変化量（以下、「トルク変化量β」という）としてもよい。
【００７１】
図８は、トルク変化量βと誤差補正の手法との対応関係を例示した図である。トルク変化量βが大きい場合には、モータＭ１を流れる電流の変化も大きく、モータＭ１の漏れ磁束も大きく変化する。上述したようにレゾルバ３０は磁束の変化に基づいてモータＭ１の回転角に応じた電気信号を発生するため、検出角θはモータＭ１の漏れ磁束などの磁気的ノイズの影響を受ける。したがって、トルク変化量βが大きいと、その影響で誤差Ｅｒｒθの変化量も大きくなる。
【００７２】
そこで、図５に示すように、トルク変化量βがしきい値β０よりも小さい場合（時刻ｔ２よりも前の期間）では通常補正を行ない、トルク変化量βがしきい値β０よりも大きい場合（時刻ｔ２よりも後の期間）では過渡補正を行なうようにすればよい。なお、しきい値β０は、モータＭ１のトルク変化によって生じるモータＭ１の漏れ磁束の変化（磁場の変化）に起因する誤差波形の変化が各極間の誤差波形のばらつきを超える値に予め設定すればよい。
【００７３】
これにより、各極間の誤差波形のばらつきによる補正精度の低下と磁場の急激な変化による補正精度の低下とをバランスよく抑制することができる。そのため、検出角θの誤差補正の精度を向上させることができる。
【００７４】
［変形例２］
上述の実施例１では過渡指標を回転速度変化量αとしたが、回転速度変化量αに代えて、コンバータ１２からインバータ１４に入力される電圧の単位時間あたりの変化量（以下、「電圧変化量γ」という）としてもよい。
【００７５】
図９は、電圧変化量γと誤差補正の手法との対応関係を例示した図である。電圧変化量γが大きい場合には、コンバータ１２のスイッチング周期の変化も大きく、スイッチングサージ等の電気的ノイズも大きく変化する。
【００７６】
上述したように、レゾルバ３０は、モータＭ１の回転角に応じた電気信号を発生し、その電気信号でＲ／Ｄ回路３５との通信を行なう。そのため、検出角θは、スイッチングサージ等の電気的ノイズの影響を受ける。したがって、電圧変化量γが大きいと、その影響で誤差Ｅｒｒθの変化量も大きくなる。
【００７７】
そこで、図９に示すように、電圧変化量γがしきい値γ０よりも小さい場合（時刻ｔ３よりも前の期間）では通常補正を行ない、電圧変化量γがしきい値γ０よりも大きい場合（時刻ｔ３よりも後の期間）では過渡補正を行なうようにすればよい。なお、しきい値γ０は、電圧変化に起因する誤差波形の変化が各極間の誤差波形のばらつきを超える値に予め設定すればよい。
【００７８】
これにより、各極間の誤差波形のばらつきによる補正精度の低下と電圧の急激な変化による補正精度の低下とをバランスよく抑制することができる。そのため、検出角θの誤差補正の精度を向上させることができる。
【００７９】
［変形例３］
上述の実施例１では過渡指標を回転速度変化量αとしたが、回転速度変化量αに代えて、インバータ１４のスイッチングの制御に用いられるキャリア周波数ｆとしてもよい。
【００８０】
ここで、キャリア周波数ｆについて説明する。制御装置４０は、インバータ１４を、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、以下「ＰＷＭ」ともいう）制御によって制御する。このＰＷＭ制御では、搬送波信号（キャリア信号）と電圧指令との電圧比較に基づいてインバータ１４のスイッチング素子をオンオフさせることによって、パルス幅変調電圧をインバータ１４からモータＭ１に印加させる。したがって、インバータ１４のスイッチング周期は、キャリア信号の周波数に依存する。このキャリア信号の周波数が「キャリア周波数ｆ」である。制御装置４０は、キャリア周波数ｆを駆動装置１０の状態などに応じて変更する。
【００８１】
図１０は、キャリア周波数ｆと誤差補正の手法との対応関係を例示した図である。キャリア周波数ｆが変化した場合には、上述のようにインバータ１４のスイッチング周期が変化し、インバータ１４のスイッチングノイズ環境が変化する。そのため、キャリア周波数ｆが変化した場合には、電気的ノイズの影響で誤差Ｅｒｒθも変化することが考えられる。
【００８２】
そこで、図１０に示すように、キャリア周波数ｆが変化した時刻ｔ１１，１２からそれぞれ所定期間ｔ０が経過するまでの期間は過渡補正を行なうようにし、その他の期間は通常補正を行なうようにすればよい。なお、所定期間ｔ０は、たとえば１機械周期Ｔｍとしてもよい。
【００８３】
これにより、各極間の誤差波形のばらつきによる補正精度の低下とキャリア周波数の変化による補正精度の低下とをバランスよく抑制することができる。そのため、検出角θの誤差補正の精度を向上させることができる。
【００８４】
なお、実施例１および変形例１〜３で用いた切替手法の少なくとも２つ以上を適宜組合わせてもよい。
【００８５】
今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８６】
１  モータ駆動制御システム、５  負極線、６，７  正極線、１０  駆動装置、１２  コンバータ、１４  インバータ、２０  直流電源、３０  レゾルバ、３１  ステータ、３２  ロータ、３３  基準位置、３５  Ｒ／Ｄ回路、４０  制御装置、４１  取得部、４２  学習部、４３  算出部、４４  補正部、Ｃ０，Ｃ１  平滑コンデンサ、Ｍ１  モータ。
【図１】
2012063297.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年6月6日(2013.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと前記モータを制御するためのインバータとを備えた駆動装置に含まれる前記モータの回転角を多極のレゾルバを用いて算出する回転角算出装置であって、
前記モータが１回転する機械周期の間には、前記レゾルバの検出角の１周期であるレゾルバ周期が前記レゾルバの極数に応じた回数だけ含まれ、
前記回転角算出装置は、
前記レゾルバ周期毎に前記レゾルバの検出角の誤差を算出する算出部と、
前記レゾルバが検出した検出角を、検出前に算出された前記誤差を用いて補正して前記検出角の補正値を算出する補正部とを備え、
前記補正部は、前記駆動装置が過渡状態である場合、１機械周期前のレゾルバ周期よりも後のレゾルバ周期における第１誤差を少なくとも用いて前記補正値を算出する過渡補正を行ない、前記駆動装置が過渡状態でない場合、１機械周期前のレゾルバ周期における第２誤差を少なくとも用いて前記補正値を算出し、
前記過渡補正は、前記第１誤差を前記補正値に反映させる第１度合いを、前記駆動装置が過渡状態でない場合よりも大きくする補正である、回転角算出装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記駆動装置が前記過渡状態でない場合、前記第２誤差を前記補正値に反映させる第２度合いを前記第１度合いよりも大きくする通常補正を行ない、
前記過渡補正は、前記第１度合いを前記第２度合いよりも大きくする補正である、請求項１に記載の回転角算出装置。
【請求項３】
前記通常補正は、前記第１誤差を用いずに前記第２誤差を用いて行なう補正であり、
前記過渡補正は、前記第２誤差を用いずに前記第１誤差を用いて行なう補正である、請求項２に記載の回転角算出装置。
【請求項４】
前記第１誤差は、前記検出角が検出された時のレゾルバ周期の直前のレゾルバ周期における前記誤差である、請求項３に記載の回転角算出装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記モータの回転速度の単位時間あたりの変化量が予め定められた変化量を越える場合、前記過渡補正を行なう、請求項１に記載の回転角算出装置。
【請求項６】
前記予め定められた変化量は、前記モータの回転速度の変化に起因する前記誤差の変化量が各前記レゾルバ周期で生じる前記誤差の間のばらつきを超える値に設定される、請求項５に記載の回転角算出装置。
【請求項７】
前記補正部は、前記モータのトルクの単位時間あたりの変化量が予め定められた変化量を超える場合、前記過渡補正を行なう、請求項１に記載の回転角算出装置。
【請求項８】
前記予め定められた変化量は、前記モータのトルク変化によって生じる磁場の変化に起因する前記誤差の変化量が各前記レゾルバ周期で生じる前記誤差の間のばらつきを超える値に設定される、請求項７に記載の回転角算出装置。
【請求項９】
前記補正部は、前記インバータの電圧の単位時間あたりの変化量が予め定められた変化量を超える場合、前記過渡補正を行なう、請求項１に記載の回転角算出装置。
【請求項１０】
前記予め定められた変化量は、前記インバータの電圧変化に起因する前記誤差の変化量が各前記レゾルバ周期で生じる前記誤差の間のばらつきを超える値に設定される、請求項９に記載の回転角算出装置。
【請求項１１】
前記インバータは、キャリア周波数に応じて制御されるスイッチング素子を含み、
前記補正部は、前記キャリア周波数が変化した場合、前記過渡補正を行なう、請求項１に記載の回転角算出装置。
【請求項１２】
モータと前記モータを制御するためのインバータとを備えた駆動装置に含まれる前記モータの回転角を多極のレゾルバを用いて算出する回転角算出方法であって、
前記モータが１回転する機械周期の間には、前記レゾルバの検出角の１周期であるレゾルバ周期が前記レゾルバの極数に応じた回数だけ含まれ、
前記回転角算出方法は、
前記レゾルバ周期毎に前記レゾルバの検出角の誤差を算出するステップと、
前記レゾルバが検出した検出角を、検出前に算出された前記誤差を用いて補正して前記検出角の補正値を算出するステップとを含み、
前記補正値を算出するステップは、前記駆動装置が過渡状態である場合、１機械周期前のレゾルバ周期よりも後のレゾルバ周期における第１誤差を少なくとも用いて前記補正値を算出する過渡補正を行ない、前記駆動装置が過渡状態でない場合、１機械周期前のレゾルバ周期における第２誤差を少なくとも用いて前記補正値を算出するステップを含み、
前記過渡補正は、前記第１誤差を前記補正値に反映させる度合いを、前記駆動装置が過渡状態でない場合よりも大きくする補正である、回転角算出方法。
【国際調査報告】
2012063297.tif 000013
2012063297.tif 000014