(57)【要約】 【課題】モータの回転速度および磁極位置を推定する際の推定応答性の劣化を抑制しつつ適切な推定処理をおこなう。【解決手段】磁極位置推定装置は、ｄｑ座標系に対して位相差Δθｅを有するγδ座標系を設定し、モータのγ軸電流Ｉγ及びδ軸電流Ｉδと、モータの所定モデルの電圧方程式に応じたγ軸モデル電流ＩγＭ及びδ軸モデル電流ＩδＭとの電流偏差に基づき位相差Δθｅを算出する磁極位置誤差推定部４６と、磁極位置誤差推定部４６により算出された位相差Δθｅにメディアンフィルタ処理をおこなうメディアンフィルタ４７と、メディアンフィルタ４７によりメディアンフィルタ処理がおこなわれた位相差Δθ’ｅに基づきモータの磁極位置推定値θｅを演算する回転速度−磁極位置演算部４８とを備える。【選択図】図５
2010136582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｄｑ座標系に対して位相差を有するγδ座標系を設定し、電動機の実電流と前記電動機の所定モデルの電圧方程式に応じたモデル電流との電流偏差に基づき前記位相差を算出する位相差算出手段と、
前記位相差算出手段により算出された前記位相差にメディアンフィルタ処理をおこなうメディアンフィルタ手段と、
前記メディアンフィルタ手段により前記メディアンフィルタ処理がおこなわれた前記位相差に基づき前記電動機の磁極位置を演算する磁極位置演算手段とを備えることを特徴とする電動機の磁極位置推定装置。
【請求項２】
パルス幅変調信号により３相交流の電動機への通電を順次転流させるインバータと、前記パルス幅変調信号を搬送波信号により生成するパルス幅変調信号生成手段とを備え、
前記メディアンフィルタ手段は、前記電動機の指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧未満である場合にのみ前記メディアンフィルタ処理をおこない、
前記磁極位置演算手段は、前記電動機の指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧以上である場合に、前記位相差算出手段により算出された前記位相差に基づき前記電動機の磁極位置を演算することを特徴とする請求項１に記載の電動機の磁極位置推定装置。
【請求項３】
前記メディアンフィルタ手段は、前記メディアンフィルタ処理として荷重メディアンフィルタ処理をおこなうことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動機の磁極位置推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の磁極位置推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばｄｑ座標系に対して位相差を有するγδ座標系でのγ軸電流およびδ軸電流とモータのモデルに基づいて算出した各軸のモデル電流との電流偏差から位相差を算出し、位相差に基づきモータの回転速度を推定する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０８−３０８２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術に係る装置においては、モータの回転速度が小さい場合には、モータの誘起電圧が低下し、位相差の算出結果に雑音に起因するインパルス状の誤差が生じる虞があり、この誤差に起因してモータの回転速度の推定において発散などの不具合が生じるとモータの脱調が発生する虞がある。このような問題に対して、例えばモータの回転速度を推定する処理の応答周波数を低下させ、雑音に対する感度を低減させると、処理の応答性が低下してしまうという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、モータの回転速度および磁極位置を推定する際の推定応答性の劣化を抑制しつつ適切な推定処理をおこなうことが可能な電動機の磁極位置推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る電動機の磁極位置推定装置は、ｄｑ座標系に対して位相差を有するγδ座標系を設定し、電動機の実電流と前記電動機の所定モデルの電圧方程式に応じたモデル電流との電流偏差に基づき前記位相差を算出する位相差算出手段（例えば、実施の形態での磁極位置誤差推定部４６）と、前記位相差算出手段により算出された前記位相差にメディアンフィルタ処理をおこなうメディアンフィルタ手段（例えば、実施の形態でのメディアンフィルタ４７）と、前記メディアンフィルタ手段により前記メディアンフィルタ処理がおこなわれた前記位相差に基づき前記電動機の磁極位置を演算する磁極位置演算手段（例えば、実施の形態での回転速度−磁極位置演算部４８）とを備える。
【０００５】
さらに、本発明の第２態様に係る電動機の磁極位置推定装置は、パルス幅変調信号により３相交流の電動機（例えば、実施の形態でのモータ１１）への通電を順次転流させるインバータ（例えば、実施の形態でのインバータ１３）と、前記パルス幅変調信号を搬送波信号により生成するパルス幅変調信号生成手段（例えば、実施の形態でのＰＷＭ信号生成部２３）とを備え、前記メディアンフィルタ手段は、前記電動機の指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧未満である場合にのみ前記メディアンフィルタ処理をおこない、前記磁極位置演算手段は、前記電動機の指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧以上である場合に、前記位相差算出手段により算出された前記位相差に基づき前記電動機の磁極位置を演算する。
【０００６】
さらに、本発明の第３態様に係る電動機の磁極位置推定装置では、前記メディアンフィルタ手段は、前記メディアンフィルタ処理として荷重メディアンフィルタ処理をおこなう。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の第１態様に係る電動機の磁極位置推定装置によれば、位相差算出手段から出力される位相差にメディアンフィルタ処理をおこなうことで、雑音に起因するインパルス状の誤差を位相差から除去することができる。これにより、例えばモータの回転速度が小さい場合などであっても、磁極位置を推定する際の推定応答性の劣化を抑制しつつ適切な推定処理をおこなうことができる。
【０００８】
さらに、本発明の第２態様に係る電動機の磁極位置推定装置によれば、電動機の指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧未満である場合には、インバータでのデッドタイムに起因する誤差およびインバータの各トランジスタのオン抵抗によって発生するオン電圧による誤差などに起因して位相差算出手段から出力される位相差にインパルス状の誤差が生じ易くなる。この場合に位相差にメディアンフィルタ処理をおこなうことでインパルス状の誤差を適切に除去することができる。また、指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧よりも大きい場合にはメディアンフィルタ処理の実行を禁止することにより、処理時間が長くなることを防止することができる。
【０００９】
さらに、本発明の第３態様に係る電動機の磁極位置推定装置によれば、演算処理の拡張性を向上させることができ、インパルス状の誤差を除去する能力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の電動機の磁極位置推定装置の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
この実施形態による電動機の磁極位置推定装置１０（以下、単に、磁極位置推定装置１０と呼ぶ）は、例えば３相交流のブラシレスＤＣモータ１１（以下、単に、モータ１１と呼ぶ）の磁極位置（つまり、所定の基準回転位置からの回転子の磁極の回転角度）を推定し、このモータ１１は、界磁に利用する永久磁石を有する回転子（図示略）と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する固定子（図示略）とを備えて構成されている。
磁極位置推定装置１０は、例えば図１に示すように、バッテリ１２を直流電源とするインバータ１３と、モータ制御装置１４とを備えて構成されている。
【００１１】
この３相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）交流のモータ１１の駆動はモータ制御装置１４から出力される制御指令を受けてインバータ１３によりおこなわれる。
インバータ１３は、スイッチング素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ：Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor）を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路１３ａと平滑コンデンサＣとを具備し、このブリッジ回路１３ａがパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号によって駆動される。
【００１２】
このブリッジ回路１３ａでは、例えば各相毎に対をなすハイ側およびロー側Ｕ相トランジスタＵＨ，ＵＬと、ハイ側およびロー側Ｖ相トランジスタＶＨ，ＶＬと、ハイ側およびロー側Ｗ相トランジスタＷＨ，ＷＬとがブリッジ接続されている。そして、各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨはドレインがバッテリ１２の正極側端子に接続されてハイサイドアームを構成し、各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬはソースがバッテリ１２の接地された負極側端子に接続されてローサイドアームを構成している。そして、各相毎に、ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨのソースはローサイドアームの各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬのドレインに接続され、各トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのドレイン−ソース間には、ソースからドレインに向けて順方向となるようにして、各ダイオードＤＵＨ，ＤＵＬ，ＤＶＨ，ＤＶＬ，ＤＷＨ，ＤＷＬが接続されている。
【００１３】
インバータ１３は、例えばモータ１１の駆動時等においてモータ制御装置１４から出力されて各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬのゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号（つまり、ＰＷＭ信号）に基づき、各相毎に対をなす各トランジスタのオン（導通）／オフ（遮断）状態を切り替えることによって、バッテリ１２から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、３相のステータ巻線への通電を順次転流させることで、各相のステータ巻線に交流のＵ相電流ＩｕおよびＶ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗを通電する。
【００１４】
モータ制御装置１４は、後述するように、回転直交座標をなすγ−δ座標上で電流のフィードバック制御（ベクトル制御）を行うものであり、指令γ軸電流Ｉγｃ及び指令δ軸電流Ｉδｃを演算し、指令γ軸電流Ｉγｃ及び指令δ軸電流Ｉδｃに基づいて各相電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを算出し、各相電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに応じてインバータ１３に対するゲート信号であるＰＷＭ信号を出力する。そして、実際にインバータ１３からモータ１１に供給される各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをγ−δ座標上に変換して得たγ軸電流Ｉγ及びδ軸電流Ｉδと、指令γ軸電流Ｉγｃ及び指令δ軸電流Ｉδｃとの各偏差がゼロとなるように制御をおこなう。
【００１５】
モータ制御装置１４は、例えば相電流センサＩ／Ｆ（インターフェース）２１と、制御装置２２と、ＰＷＭ信号生成部２３とを備えて構成されている。
相電流センサＩ／Ｆ（インターフェース）２１は、インバータ１３のブリッジ回路１３ａとモータ１１との間において、３相の各相電流のうち少なくとも何れか２相の各相電流（例えば、Ｕ相電流およびＶ相電流）を検出する各相電流センサ３２に接続され、各相電流センサ３２から出力される検出信号を制御装置２２に出力する。
【００１６】
制御装置２２は、例えば図２に示すように、実際のモータ１１が有する回転直交座標のｄ−ｑ軸に対して、実際の回転角と推定または指定した回転角との差である位相差Δθｅおよび回転速度ωｅを有する回転直交座標のγ−δ軸を設定し、このγ−δ座標上で電流のフィードバック制御（ベクトル制御）をおこなう。
制御装置２２は、指令γ軸電流Ｉγｃ及び指令δ軸電流Ｉδｃを生成し、指令γ軸電流Ｉγｃ及び指令δ軸電流Ｉδｃに基づいて各相電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを算出し、ＰＷＭ信号生成部２３に出力する。
また、制御装置２２は、各相電流センサ３２から出力される検出信号に応じた各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをγδ座標上に変換して得たγ軸電流Ｉγ及びδ軸電流Ｉδと、指令γ軸電流Ｉγｃ及び指令δ軸電流Ｉδｃとの各偏差がゼロとなるように電流のフィードバック制御（ベクトル制御）をおこなう。
また、制御装置２２は、モータ１１の磁極位置を推定する。
なお、この制御装置２２の動作の詳細は後述する。
【００１７】
ＰＷＭ信号生成部２３は、正弦波状の電流を３相のステータ巻線に通電するために、各相電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、三角波などのキャリア信号とを比較して、インバータ１３の各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬをオン／オフ駆動させるゲート信号（つまり、ＰＷＭ信号）を生成する。そして、インバータ１３において３相の各相毎に対をなす各トランジスタのオン（導通）／オフ（遮断）状態を切り替えることによって、バッテリ１２から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、３相のモータ１１の各ステータ巻線への通電を順次転流させることで、各ステータ巻線に交流のＵ相電流ＩｕおよびＶ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗを通電する。
【００１８】
制御装置２２は、例えば図３に示すように、速度制御部４１と、指令電流生成部４２と、電流制御部４３と、γδ−３相変換部４４と、３相−γδ変換部４５と、磁極位置誤差推定部４６と、メディアンフィルタ４７と、回転速度−磁極位置演算部４８と、電気角−機械角変換部４９とを備えて構成されている。
【００１９】
速度制御部４１は、外部から入力される回転速度指令値ωｒｃに基づき、例えば電気角−機械角変換部４９から出力される回転速度ωｒ（機械角）に応じたクローズループ制御により、トルク指令Ｔｃを演算する。そして、トルク指令Ｔｃを出力する。
なお、制御装置２２は、この速度制御部４１の代わりにトルク制御部を備え、トルク制御部によりトルクに対するクローズループ制御などのトルク制御を実行してもよい。
【００２０】
指令電流生成部４２は、速度制御部４１から出力されるトルク指令Ｔｃに基づき、指令δ軸電流Ｉδｃおよび指令γ軸電流Ｉγｃを演算して出力する。
【００２１】
電流制御部４３は、指令電流生成部４２から出力される指令γ軸電流Ｉγｃと３相−γδ変換部４５から出力されるγ軸電流Ｉγとの偏差ΔＩγを算出し、指令電流生成部４２から出力される指令δ軸電流Ｉδｃと３相−γδ変換部４５から出力されるδ軸電流Ｉδとの偏差ΔＩδを算出する。そして、例えばＰＩ（比例・積分）動作などにより、偏差ΔＩγを制御増幅してγ軸電圧指令値Ｖγを算出し、偏差ΔＩδを制御増幅してδ軸電圧指令値Ｖδを算出する。そして、γ軸電圧指令値Ｖγおよびδ軸電圧指令値Ｖδを出力する。
【００２２】
γδ−３相変換部４４は、回転速度−磁極位置演算部４８から出力されるモータ１１の磁極位置推定値θｅにより、γ−δ座標上でのγ軸電圧指令値Ｖγおよびδ軸電圧指令値Ｖδを、静止座標である３相交流座標上での電圧指令値であるＵ相電圧指令ＶｕおよびＶ相電圧指令ＶｖおよびＷ相電圧指令Ｖｗに変換する。
３相−γδ変換部４５は、相電流センサＩ／Ｆ（インターフェース）２１から出力される各相電流Ｉｕ，Ｉｖの検出信号に基づき、同一タイミングでの各相電流の電流値の総和はゼロであることを用いて、２相の相電流（例えば、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ）の電流値から、他の１相の相電流（例えば、Ｗ相電流Ｉｗ）の電流値を算出する。そして、回転速度−磁極位置演算部４８から出力されるモータ１１の磁極位置推定値θｅにより、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、γ−δ座標上でのγ軸電流Ｉγ及びδ軸電流Ｉδに変換する。
【００２３】
磁極位置誤差推定部４６は、例えば、電流制御部４３から出力されるγ軸電圧指令値Ｖγ及びδ軸電圧指令値Ｖδと、３相−γδ変換部４５から出力されるγ軸電流Ｉγ及びδ軸電流Ｉδとに基づき、モータ１１の回転時にモータ１１が発生する誘起電圧が回転速度によって変化することを利用して位相差Δθｅを推定する。
【００２４】
磁極位置誤差推定部４６は、例えば図４に示すように、モータモデル電流演算部５１と、γ軸電流偏差算出部５２ａおよびδ軸電流偏差算出部５２ｂと、磁極位置誤差演算部５３とを備えて構成されている。
【００２５】
モータモデル電流演算部５１は、電流制御部４３から出力されるγ軸電圧指令値Ｖγ及びδ軸電圧指令値Ｖδを用いて、モータ１１の所定モデルの電圧方程式によりγ軸モデル電流ＩγＭ及びδ軸モデル電流ＩδＭを算出し、各モデル電流ＩγＭ，ＩδＭを出力する。
先ず、以下に、モータ１１の所定モデルの電圧方程式について説明する。
γδ座標系でのモータ１１の電圧方程式（つまり、連続時間での電圧方程式）は、例えば、γ軸電圧指令値Ｖγ及びδ軸電圧指令値Ｖδと、巻線抵抗Ｒと、微分演算子ｐと、ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｑ軸インダクタンスＬｑと、位相差Δθｅと、回転速度推定値ωｅと、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、永久磁石の磁束成分（誘起電圧定数）φとにより、例えば下記数式（１）に示すように記述される。
【００２６】
【数１】
2010136582.tif 000003
【００２７】
上記数式（１）において、磁極位置および回転速度に係る項を外乱として削除すると、モータ１１の簡易的な電圧方程式は、下記数式（２）に示すように記述される。
【００２８】
【数２】
2010136582.tif 000004
【００２９】
連続時間での簡易的な電圧方程式である上記数式（２）を、例えばオイラー近似を用いて離散化すると、離散時間状態方程式は、キャリア信号の１周期Ｔｓおよび任意の自然数ｎにより、例えば下記数式（３）に示すように記述される。なお、下記数式（３）において、任意の自然数ｎは、例えば任意の制御周期でのキャリア信号の山側のキャリア頂点に対応するインデックスである。
【００３０】
【数３】
2010136582.tif 000005
【００３１】
モータモデル電流演算部５１は、電流制御部４３から出力されるγ軸電圧指令値Ｖγ及びδ軸電圧指令値Ｖδの（ｎ−１）番目の値つまりγ軸電圧指令値Ｖγ[ｎ−１]及びδ軸電圧指令値Ｖδ[ｎ−１]を用いて、上記数式（３）に示すモータ１１の所定モデルの電圧方程式により、（ｎ）番目でのγ軸モデル電流ＩγＭ[ｎ]及びδ軸モデル電流ＩδＭ[ｎ]を算出し、各モデル電流ＩγＭ[ｎ]，ＩδＭ[ｎ]を出力する。
【００３２】
γ軸電流偏差算出部５２ａおよびδ軸電流偏差算出部５２ｂは、例えば下記数式（４）に示すように、同一タイミング、例えばキャリア信号の山側のキャリア頂点の（ｎ）番目で、３相−γδ変換部４５から出力されるγ軸電流Ｉγ[ｎ]及びδ軸電流Ｉδ[ｎ]と、モータモデル電流演算部５１から出力される各モデル電流ＩγＭ[ｎ]，ＩδＭ[ｎ]との各電流偏差ΔＩγＭ[ｎ]，ΔＩδＭ[ｎ]を算出し、各電流偏差ΔＩγＭ[ｎ]，ΔＩδＭ[ｎ]を出力する。
【００３３】
【数４】
2010136582.tif 000006
【００３４】
磁極位置誤差演算部５３は、例えば、γ軸電流偏差算出部５２ａおよびδ軸電流偏差算出部５２ｂから出力される（ｎ）番目での各電流偏差ΔＩγＭ[ｎ]，ΔＩδＭ[ｎ]と、（ｎ−１）番目での回転速度推定値ωｅ[ｎ−１]と、３相−γδ変換部４５から出力される（ｎ−１）番目でのγ軸電流Ｉγ[ｎ−１]及びδ軸電流Ｉδ[ｎ−１]と、予め既知とされるモータ１１の電気的回路定数（つまり、各インダクタンスＬｄ，Ｌｑおよびキャリア信号の１周期Ｔｓ）とにより、下記数式（５）に基づき、（ｎ）番目での位相差Δθｅを算出する。そして、位相差Δθｅを出力する。
なお、下記数式（５）は、上記数式（１）に示すモータ１１の電圧方程式を離散化して得た離散時間状態方程式と、上記数式（３）に示すモータ１１の所定モデルの電圧方程式、つまりモータ１１の簡易的な電圧方程式を離散化して得た離散時間状態方程式とに基づき算出される。
【００３５】
【数５】
2010136582.tif 000007
【００３６】
メディアンフィルタ４７は、磁極位置誤差演算部５３から出力される位相差Δθｅの奇数個のサンプル値、例えば下記数式（６）でのｋ＝２に対応する３個の位相差Δθｅ［ｎ］，Δθｅ［ｎ−１］，Δθｅ［ｎ−２］などのように、（ｎ）番目での位相差Δθｅ［ｎ］と、過去に遡る所定数の位相差Δθｅ［ｎ−１］，…などとを、大きさの昇順あるいは降順に並び替えたときの中央値を、（ｎ）番目での新たな位相差Δθ’ｅ［ｎ］として出力する。
なお、メディアンフィルタ４７は、指令電圧ベクトルＶγδの大きさが所定下限電圧未満である場合にのみ、下記数式（６）によりメディアンフィルタ処理をおこなってもよい。この場合、指令電圧ベクトルＶγδの大きさが所定下限電圧以上であれば、磁極位置誤差演算部５３から出力される（ｎ）番目での位相差Δθｅ［ｎ］を、新たな位相差Δθ’ｅ［ｎ］として出力する。
【００３７】
【数６】
2010136582.tif 000008
【００３８】
なお、メディアンフィルタ４７は、例えば下記数式（７）に示すように、荷重メディアンフィルタであってもよく、このときメディアンフィルタ４７は、各位相差Δθｅ［ｎ］，Δθｅ［ｎ−１］，…，Δθｅ［ｎ−ｋ］毎に対し、各重みｗ０，ｗ１，…，ｗｋだけサンプル値を複写する。
【００３９】
【数７】
2010136582.tif 000009
【００４０】
回転速度−磁極位置演算部４８は、メディアンフィルタ４７から出力される位相差Δθ’ｅに基づき、ＰＬＬ（Phase-locked loop）による位相同期処理をおこなう。
【００４１】
位相同期部５６は、位相同期処理として、例えばＰＩ（比例・積分）動作を実行し、例えば下記数式（８）に示すように記述される伝達関数Ｇｅ（ｓ）に基づき、比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉにより、例えば下記数式（９）に示すようにして、位相差Δθ’ｅから回転速度推定値ωｅを演算する。そして、回転速度推定値ωｅを出力する。
【００４２】
【数８】
2010136582.tif 000010
【００４３】
【数９】
2010136582.tif 000011
【００４４】
積分演算部５７は、例えば下記数式（１０）に示すように、位相同期部５６から出力される回転速度推定値ωｅを積分して磁極位置推定値θｅを演算する。そして、磁極位置推定値θｅを出力する。
【００４５】
【数１０】
2010136582.tif 000012
【００４６】
なお、回転速度−磁極位置演算部４８は、ＰＩ動作に限定されず、例えば図６および下記数式（１１）に示す変形例のように、位相差Δθ’ｅを入力値とする同一次元オブザーバによる追従演算処理を実行して、回転速度推定値ωｅ及び磁極位置推定値θｅを演算してもよい。
【００４７】
【数１１】
2010136582.tif 000013
【００４８】
電気角−機械角変換部４９は、モータ１１の極対数ｑに応じて、回転速度−磁極位置演算部４８から出力される回転速度推定値ωｅを回転速度ωｒ（機械角）に変換し、回転速度ωｒ（機械角）を出力する。
【００４９】
上述したように、本実施形態による電動機の磁極位置推定装置１０によれば、磁極位置誤差推定部４６から出力される位相差Δθｅにメディアンフィルタ処理をおこなうことで、雑音に起因するインパルス状の誤差を位相差Δθｅから除去することができる。これにより、例えばモータ１１の回転速度が小さい場合などであっても、ＰＬＬ（Phase-locked loop）などの位相同期処理をおこなう回転速度−磁極位置演算部４８の応答周波数を低減して雑音に対する感度を小さくする必要無しに、磁極位置推定値θｅを推定する際の推定応答性の劣化を抑制しつつ適切な推定処理をおこなうことができる。しかも、メディアンフィルタ処理では、位相差Δθｅの複数個のサンプル値から１つのサンプル値を選択するだけであるから、出力される値の時間遅れを抑制することができる。
【００５０】
また、例えば指令電圧ベクトルＶγδの大きさが所定下限電圧未満である場合には、インバータ１３でのデッドタイムに起因する誤差およびインバータ１３の各トランジスタのオン抵抗によって発生するオン電圧による誤差などに起因して磁極位置誤差推定部４６から出力される位相差Δθｅにインパルス状の誤差が生じ易くなる。この場合に位相差Δθｅにメディアンフィルタ処理をおこなうことでインパルス状の誤差を適切に除去することができる。また、指令電圧ベクトルＶγδの大きさが所定下限電圧よりも大きい場合にはメディアンフィルタ処理の実行を禁止することにより、処理時間が長くなることを防止することができる。
【００５１】
さらに、メディアンフィルタ４７を荷重メディアンフィルタとすることで、演算処理の拡張性を向上させることができ、インパルス状の誤差を除去する能力を向上させることができる。
【００５２】
なお、上述した実施の形態において、磁極位置誤差推定部４６は、モータ１１の回転時にモータ１１が発生する誘起電圧が回転速度によって変化することを利用して位相差Δθｅを推定するとしたが、これに限定されず、例えば電流制御部４３から出力されるγ軸電圧指令値Ｖγ及びδ軸電圧指令値Ｖδに高調波電圧を印加し、インダクタンスが磁極位置により変化することを利用して位相差Δθｅを推定してもよい。
【００５３】
なお、上述した実施の形態においては、各相電流センサ３２の代わりに、インバータ１３のブリッジ回路１３ａとバッテリ１２の負極側端子あるいは正極側端子との間においてインバータ１３のブリッジ回路１３ａの直流側電流Ｉｄｃを検出する直流側電流センサを設けてもよい。この変形例では、直流側電流センサから出力される検出信号と、ＰＷＭ信号生成部２３からインバータ１３に入力されるゲート信号とに基づき各相電流を推定し、各相電流の推定値を３相−γδ変換部４５に入力する。なお、この場合、上記数式（３）に示す電圧方程式は、各相電流の推定値が有するタイミングと同一のタイミングで同期化されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る電動機の磁極位置推定装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る回転直交座標のγ−δ軸およびｄ−ｑ軸の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電動機の磁極位置推定装置の構成図である。
【図４】図３に示す磁極位置誤差推定部の構成図である。
【図５】図３に示す回転速度−磁極位置演算部の構成図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例に係る回転速度−磁極位置演算部の構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  電動機の磁極位置推定装置
１１  モータ
１３  インバータ
２２  制御装置
２３  ＰＷＭ信号生成部（パルス幅変調信号生成手段）
４６  磁極位置誤差推定部（位相差算出手段）
４７  メディアンフィルタ
４８  回転速度−磁極位置演算部（磁極位置演算手段）
【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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