(57)【要約】【課題】  回転センサの誤差がある場合に、モータの不必要なトルクによるバッテリへの不要な充放電を防ぐ駆動装置を提供する。【解決手段】  トルク指令値がゼロの場合に、インバータの直流電流の目標値を算出し、検出した直流電流との偏差を取ることで、磁極位置の誤差を推定し補正する。【効果】  本発明によれば、磁極位置を補正することで、モータへの不必要な力行や回生トルクを防止することができ、バッテリへの不要な充放電を防止できる。【選択図】図１
2010057228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流モータと、
前記交流モータの磁極位置を検出する回転センサと、
前記交流モータを駆動するインバータと、
要求トルクにしたがって、前記インバータを制御する制御手段とを備えたモータ制御装置において、
前記インバータの直流電流を用いて、前記回転センサで検出した前記モータの磁極位置を補正する磁極位置補正手段を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１のモータ制御装置において、
前記磁極位置補正手段は、
前記モータへのトルク指令値がゼロのときに前記インバータの直流電流の目標値を算出する直流電流目標値算出手段を有し、
検出したインバータの直流電流と、前記直流電流目標値算出手段で算出した目標値と比較して、前記モータの磁極位置の誤差を推定することにより、磁極位置を補正することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のモータ制御装置において、
前記直流電流目標値算出手段は、前記モータへのトルク指令値がゼロのときに、直流電流の目標値を、前記モータへの電流指令値を用いて算出することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
交流モータと、
前記交流モータの磁極位置を検出する回転センサと、
前記交流モータを駆動するインバータと、
該インバータとの間で電力入力、又は出力するバッテリと、
要求トルクにしたがって、前記インバータを制御する制御手段とを備えたモータ制御装置において、
前記モータへのトルク指令値がゼロのときに前記バッテリ電圧の変動を検出することで、前記モータの磁極位置の誤差の有無を判断することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項４のモータ制御装置において、
前記モータへのトルク指令値がゼロのときに前記インバータの直流電流の目標値を算出する直流電流目標値算出手段を有し、
検出したインバータの直流電流と、前記直流電流目標値算出手段で算出した目標値と比較して、前記モータの磁極位置の誤差を推定することにより、磁極位置を補正することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５のモータ制御装置において、
前記直流電流目標値算出手段は、前記モータへのトルク指令値がゼロのときに、直流電流の目標値を、前記モータへの電流指令値を用いて算出することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
交流モータと、
前記交流モータの磁極位置を検出する回転センサと、
前記交流モータを駆動するインバータと、
該インバータとの間で電力を入力、又は、出力するバッテリと、
前記インバータを制御する制御手段とを備えたモータ制御装置において、
前記モータへのトルク指令値が所定値のときの前記バッテリの電力の変動を検出することで、前記モータの磁極位置の誤差を推定する位置誤差推定手段を備え、
該位置誤差推定手段により推定した誤差から故障状態を判定することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
請求項７のモータ制御装置において、
前記モータへのトルク指令値がゼロのときに前記インバータの直流電流の目標値を算出する直流電流目標値算出手段を備え、
前記位置誤差推定手段は検出した前記バッテリの直流電流と、前記直流電流目標値算出手段で算出した目標値と比較して、前記モータの磁極位置の誤差を推定することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項９】
請求項８のモータ制御装置において、
前記直流電流目標値算出手段は、前記モータへのトルク指令値がゼロのときに、直流電流の目標値を、前記モータへの指令値を用いて算出することを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関する。
【０００２】
特に、ハイブリッド自動車に用いられる回転機を制御する制御方法および制御装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
車両の駆動系にモータを用いるハイブリッド自動車や電気自動車では、モータ（例えばＤＣブラシレスモータ）のトルクや回転速度を制御するために、回転子（ロータ）の磁極位置に応じて電機子の印加電圧の位相を制御する必要がある。そのため、このようなモータ（ＤＣブラシレスモータ）では、回転子の磁極位置を検出するための磁極位置センサが備えられ、それによって検出された磁極位置に応じて、電機子印加電圧の位相が操作される。このような磁極位置センサは、レゾルバやエンコーダ，ホール素子で構成される。磁極位置センサを備えた交流モータの制御では、磁極位置センサの組み付け時の位置合わせや、経年劣化，磁極位置センサ自身の検出精度に起因して、検出される磁極位置が実際の磁極位置に対して誤差を生じることが多々ある。このような誤差がある場合、検出された磁極位置を用いて電圧の位相を操作すると、モータの力率や効率の低下を招く。また、モータのトルク指令値が０であっても、電流が流れてしまい、不必要な力行や回生トルクを発生し、バッテリに不要な充放電がなされることがある。
【０００４】
従来の技術として、磁極位置センサの位相誤差を補正するものとして、〔特許文献１〕では、モータ電流とＰＷＭ信号の同期信号をもとにして磁極位置を推定し、回転センサの位置誤差を補正する発明が記載されている。この発明では、三相短絡時のモータ電流の微分値を算出し、磁極位置の推定値を求めている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１１６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の技術では、モータコントローラ内部の情報だけで、比較的容易な計算で位相検出を実現することができるが、三相短絡時のモータ電流の微分値を計算するため、通常よりも数多くのＡ／Ｄ変換を必要とし、処理が複雑であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、従来のモータコントローラ内部での計算による位置推定に対し、上記のような課題を解決するためのものであり、磁極位置に誤差がある場合に、複雑な処理をおこなうことなく、不必要な力行や回生トルクの発生，バッテリへの充放電を防止することができる制御装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、磁極位置に誤差がある場合に、その誤差を検出して故障診断を行う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】
【０００９】
上記課題を達成するため、本発明は、交流モータと、前記交流モータの磁極位置を検出する回転センサと、前記交流モータを駆動するインバータと、要求トルクにしたがって、前記インバータを制御する制御手段とを備えたモータ制御装置において、前記インバータの直流電流を用いて、前記回転センサで検出した前記モータの磁極位置を補正する磁極位置補正手段を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
更に、本発明はモータ制御装置において、前記磁極位置補正手段は、前記モータへのトルク指令値がゼロのときに前記インバータの直流電流の目標値を算出する直流電流目標値算出手段を有し、検出したインバータの直流電流と、前記直流電流目標値算出手段で算出した目標値と比較して、前記モータの磁極位置の誤差を推定することにより、磁極位置を補正することを特徴とするものである。
【００１１】
更に、本発明はモータ制御装置において、前記直流電流目標値算出手段は、前記モータへのトルク指令値がゼロのときに、直流電流の目標値を、前記モータへの電流指令値を用いて算出することを特徴とするものである。
【００１２】
また、上記課題を達成するために、本発明は、交流モータと、前記交流モータの磁極位置を検出する回転センサと、前記交流モータを駆動するインバータと、インバータに電力を供給するバッテリと、要求トルクにしたがって、前記インバータを制御する制御手段とを備えたモータ制御装置において、前記モータへのトルク指令値がゼロのときに前記バッテリ電圧の変動を検出することで、前記モータの磁極位置誤差の有無を判断することを特徴とするものである。
【００１３】
更に、本発明はモータ制御装置において、前記モータへのトルク指令値がゼロのときに前記インバータの直流電流の目標値を算出する直流電流目標値算出手段を有し、検出したインバータの直流電流と、前記直流電流目標値算出手段で算出した目標値と比較して、前記モータの磁極位置の誤差を推定することにより、磁極位置を補正することを特徴とするものである。
【００１４】
更に、本発明はモータ制御装置において、前記直流電流目標値算出手段は、前記モータへのトルク指令値がゼロのときに、直流電流の目標値を、前記モータへの電流指令値を用いて算出することを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記他の課題を達成するため、本発明は、交流モータと、前記交流モータの磁極位置を検出する回転センサと、前記交流モータを駆動するインバータと、該インバータとの間で電力を入力、又は、出力するバッテリと、前記インバータを制御する制御手段とを備えたモータ制御装置において、前記モータへのトルク指令値が所定値のときの前記バッテリの電力の変動を検出することで、前記モータの磁極位置の誤差を推定する位置誤差推定手段を備え、該位置誤差推定手段により推定した誤差から故障状態を判定することを特徴とするものである。
【００１６】
更に、本発明はモータ制御装置において、前記モータへのトルク指令値がゼロのときに前記インバータの直流電流の目標値を算出する直流電流目標値算出手段を備え、前記位置誤差推定手段は検出した前記バッテリの直流電流と、前記直流電流目標値算出手段で算出した目標値と比較して、前記モータの磁極位置の誤差を推定することを特徴とするものである。
【００１７】
更に、本発明はモータ制御装置において、前記直流電流目標値算出手段は、前記モータへのトルク指令値がゼロのときに、直流電流の目標値を、前記モータへの指令値を用いて算出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、モータの回転センサが検出した磁極位置に誤差がある場合に、その位置誤差を補正することができ、不必要なトルク発生を無くし、バッテリへの不要な充放電を低減することが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１〜図８を用いて、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００２０】
最初に、図２を用いて、本実施形態による回転機の制御装置を搭載した、交流モータを用いたハイブリッド自動車の構成について説明する。
【００２１】
ハイブリッド自動車１は、エンジン３と交流モータ４を備えている。エンジン３の駆動力は、トランスミッション５と車軸１３Ａを介して前輪２に伝達され、前輪２を駆動する。エンジン３の出力は、エンジンコントロールユニット１５からの指令により駆動される電子制御スロットル６により制御される。電子制御スロットル６には、アクセル開度センサ７が設けられており、アクセル開度を検出する。また、エンジン３の出力は、前輪２を駆動するだけでなく、交流モータ４を駆動させることもある。交流モータ４の駆動力は、デファレンシャルギヤ１０および車軸１３を介して駆動輪２に伝達され、駆動輪２を駆動する。図１では、交流モータ４が直接接続される構成を例示しているが、クラッチなどの開閉機構を介して接続される構成でも構わない。
【００２２】
交流モータ４は、モータ・ジェネレータである。交流モータ４は、電動機として動作する場合には、駆動力を出力する。また、交流モータ４は、エンジン３や駆動輪２によって駆動され、発電機として動作し、交流電力を出力する。
【００２３】
インバータ８は、交流モータ４において所要の動力を任意に制御するために設けられている。インバータ８は、バッテリ９に蓄えられた直流電力を交流電力に変換し、交流モータ４に供給する。回生制動時や発電時には、交流モータ４が出力する交流電力を、インバータ８によって直流電力に変換し、バッテリ９に供給する。
【００２４】
ＨＥＶコントローラ１４は、エンジンコントローラ１５やモータコントローラ１１やバッテリコントローラ１２と、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの通信手段で繋がっており、車両情報や各部品の状態に基づき、交流モータ４へのトルク指令などを計算するような、ＨＥＶシステムとしての制御をおこなうコントローラである。
【００２５】
バッテリコントローラ１２は、バッテリ９の充電状態や電流制限値，電力制限値，温度，寿命などのパラメータを計算する。モータコントローラ１１は、上位のＨＥＶコントローラ１４から得られた交流モータ４へのトルク指令値に基づいて、インバータ８から印加すべき交流電圧を決定し、インバータ８に対して電圧指令（電圧パルス）を出力する。
【００２６】
図１を用いて、本実施形態においてモータコントローラ１１で演算される、モータ制御系の構成について説明する。通常、モータ制御系ではトルク指令が入力され（この上位に速度制御系が構成される場合もある）、モータ電流指令にモータの実電流が追従するようにモータの三相電圧指令が演算される。従来より、交流モータの制御にはベクトル制御が適用されており、一般的にはｄ−ｑ座標での電流制御系が構成される。ここで、ｄ−ｑ軸座標系は、ｄ軸は磁極位置（磁束）の方向、ｑ軸は電気的にｄ軸に直行する方向を示している。
【００２７】
図１において、電流指令演算部２０は、トルク指令Ｔｒ*とモータ回転速度Ｗｍに基づいて、同期モータに対するｄ軸電流指令Ｉｄ*，ｑ軸電流指令Ｉｑ*を算出する。例えば、トルク指令Ｔｒ*とモータ回転数Ｗｍの各動作点に対するＩｄ，Ｉｑテーブルを内部に保持しておき、各動作点に応じてＩｄ*，Ｉｑ*指令値を決定する。電圧指令演算部２１は、電流指令演算部２０によって算出されたｄ軸電流指令Ｉｄ*、ｑ軸電流指令Ｉｑ*と、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑより、ｄ軸電流偏差とｑ軸電流偏差を演算し、それぞれの偏差に対してＰＩ制御によってｄ軸電圧指令Ｖｄ*，ｑ軸電圧指令Ｖｑ*を算出する。
【００２８】
３相電圧指令演算部２２は、電圧指令演算部２１によって算出されたｄ軸電圧指令Ｖｄ*，ｑ軸電圧指令Ｖｑ*に対して、補正された磁極位置θを用いて座標変換をおこない、交流モータ４に対する交流電圧指令Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*を算出する。信号処理部２３は、３相電圧指令演算部２２によって算出された交流電圧指令Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*に基づいて、インバータ８を各種駆動方式（例えばＰＷＭ制御や矩形波制御など）で制御するために、インバータ内部のスイッチング素子の駆動信号を生成し、インバータ８に出力する。
【００２９】
交流モータ４の磁極位置及び回転角度はレゾルバ２５で検出され、モータ電流は電流センサで検出され、これらの値は、モータコントローラ１１に送られる。電流センサから検出されたＵ相電流Ｉｕ，Ｖ相電流Ｉｖは、座標変換部２４でｄ−ｑ軸座標系のｄ軸電流Ｉｄ，ｑ軸電流Ｉｑに変換される。Ｗ相電流Ｉｗは、Ｕ相とＶ相の電流Ｉｕ，Ｉｖから算出できるため、本実施例ではＷ相電流Ｉｗの検出を省略している。
【００３０】
磁極位置補正部２６では、交流モータ４に備えられているレゾルバ２５によって検出された磁極位置に対して、後に説明する手法を用いて位置誤差を推定することで、磁極位置を補正して出力する。３相電圧指令演算部２２や座標変換部２４での座標変換には、磁極位置補正部２６で補正された磁極位置を用いている。
【００３１】
バッテリ９の直流電圧は、インバータ８により３相の交流電圧に変換され、交流モータ４に印加される。この印加電圧は、上述したような演算をおこなってインバータ８への印加電圧を決定している。
【００３２】
ハイブリッド自動車の駆動用として用いたモータの磁極位置に誤差がある場合、モータの出力トルクに誤差が生じるだけでなく、バッテリに影響を及ぼす場合がある。特に本実施例のように、エンジンとモータが直結したタイプの構成のハイブリッド自動車では、高速域においてエンジンで走行するためにモータのトルク指令値をゼロにする頻度は比較的高く、そのような状況が続く場合、トルク指令値をゼロにしても、磁極位置の誤差の影響で、不必要な力行トルクまたは回生トルクを出してしまう。その結果、バッテリ側にも流れるはずのない電流が流れることになり、例えばバッテリの状態が満充電に近いと、バッテリが過充電によるフェールに陥るなど悪影響を及ぼしてしまう。
【００３３】
そこで、モータの磁極位置誤差によってバッテリへ悪影響が及ぶのを防止する目的で、本発明では、バッテリに出し入れされる電流の検出値を利用する。磁極位置補正部２６の構成およびその処理フローについて、図３と図４を用いて説明する。
【００３４】
図３に、磁極位置補正部２６の詳細構成を表す。磁極位置補正部２６は、直流電流の目標値Ｉｄｃ*を算出するための直流電流目標値算出部２７と、位置誤差を推定する位置誤差推定部２８と、レゾルバ２５の出力から位相を演算する位置検出部３０と、それらを用いて磁極位置を補正するための位置補正部２９から成り立っている。
【００３５】
直流電流目標算出部２７では、バッテリへ所望の電流が流れるよう、直流電流の目標値Ｉｄｃ*を設定する。例えば本実施例のような車両構成の場合において、モータ４へのトルク指令値がゼロのときに、バッテリの状態によっては、充電をし続けると、バッテリが過充電になってしまい、壊れる恐れがある。それを防ぐため、本実施例ではバッテリへ不要な電流が流れ込まないように制御するようなＩｄｃ*を決める。ここでは、直流電流の目標値Ｉｄｃ*＝０に設定する例を示す。この目標値Ｉｄｃ*の決め方については後述する。
【００３６】
位置誤差推定部２８において、直流電流目標算出部２７で算出した直流電流の目標値Ｉｄｃ*と、電流センサで検出されたバッテリの直流電流Ｉｄｃの偏差（Ｉｄｃ*−Ｉｄｃ）を算出し、ＰＩ制御によって位置誤差Δθｅを推定する。
【００３７】
位置検出部３０で磁極の検出値θｄを演算し、位置補正部２９において、位置検出部３０で演算した磁極の検出値θｄに対し、位置誤差推定部２８で演算した位置誤差Δθｅを用いて、次式にて磁極位置を補正する。
【００３８】
θｅ＝θｄ＋Δθｅ                        ・・・（１）
数式１で算出した補正後の磁極位置θｅが、磁極位置補正部２６から出力され、図１における３相電圧指令演算部２２や座標変換部２４で用いられる。
【００３９】
図４は、モータコントローラ１１で演算される、磁極位置補正のロジックに関する処理フローを表したものである。本実施例では、モータ４へのトルク指令値がゼロのときに、直流電流の目標値Ｉｄｃ*＝０に設定する例を示す。これは、例えば本実施例のような車両構成の場合において、モータ４へのトルク指令値がゼロのときに、バッテリの状態によっては、充電をし続けると、バッテリが過充電になってしまい、壊れる恐れがあるためである。
【００４０】
まず、ステップ４０において、トルク指令値を入力する。次に、ステップ４１において、バッテリ（インバータ）の直流電流Ｉｄｃを電流センサで検出する。ステップ４２において、位置補正をおこなうか否かを判定するため、トルク指令値がゼロであること及びバッテリへの電流が流れているかを検出する。ステップ４２において、トルク指令値Ｔｒｑ*＝０かつ直流電流｜Ｉｄｃ｜＞Ｉｄｃ０のとき（Ｉｄｃ０は所定値で、例えばＩｄｃ０≒０）、ステップ４３以降に進み、位置誤差を推定する処理をおこなう。特に、本実施例においてはバッテリ電流が充電方向に流れることを避けたい為、Ｔｒｑ*＝０かつ｜Ｉｄｃ｜＞Ｉｄｃ０かつＩｄｃ＜０という条件にしても良い。ステップ４２において、条件を満たさない場合には、位置誤差の補正は実施せず、処理を終える。
【００４１】
次に、ステップ４３においてバッテリへ所望の電流が流れるよう、直流電流の目標値Ｉｄｃ*を設定する。上述したように、本実施例では、バッテリへ不要な電流が流れ込まないように制御するようなＩｄｃ*を決める。よって、ここでは、直流電流の目標値Ｉｄｃ*＝０に設定する例を示す。この目標値Ｉｄｃ*の決め方については後述する。
【００４２】
ステップ４４に進み、ステップ４３で算出した直流電流の目標値Ｉｄｃ*と電流センサで検出されたバッテリの直流電流Ｉｄｃの偏差（Ｉｄｃ*−Ｉｄｃ）を算出する。ステップ４５では、ステップ４４で求めた偏差がある所定値よりも大きい場合には、磁極位置がずれていると判断し、ステップ４６以降の処理へ進む。ステップ４６ではＰＩ制御によって位置誤差Δθｅを推定する。
【００４３】
次にステップ４７において、磁極の検出値θｄを演算しステップ４８へ進む。ステップ４８では、ステップ４７で演算した磁極の検出値θｄに対し、ステップ４６で演算した位置誤差Δθｅを用いて、数式（１）にて磁極位置を補正する。
【００４４】
ステップ４５において直流電流の偏差が所定値以内になったら、磁極位置の更新を終える。
【００４５】
以上の実施例において、モータへのトルク指令値がゼロのときには、直流電流の目標値Ｉｄｃ*＝０に設定する例を示したが、この方法によると、エンジンのみで走行中にモータが連れまわることで、バッテリが充電されることは防ぐことができる。よって、不要な回生トルクの発生を防止し、またバッテリに充電されることもなくなるので、損失を低減しバッテリを保護することが可能となる。
【００４６】
以上で説明した方法では、レゾルバ２５の位置誤差が完全に無くなったことにはならず、位置誤差自体を修正するためには、以下のような演算が必要となる。
【００４７】
次に、直流電流目標値算出部２７について、トルク指令値がゼロのときに、Ｉｄｃ*をある所定値に設定する方法について図５から図８を用いて説明する。
【００４８】
まず、交流モータ４へのトルク指令値Ｔｒ*がゼロの場合に、電流指令演算部２０において算出される、ｄ軸電流指令Ｉｄ*，ｑ軸電流指令Ｉｑ*について説明する。図５は、ｄ−ｑ軸座標系を表しており、上述したとおりｄ軸は磁極位置（磁束）の方向、ｑ軸は電気的にｄ軸に直行する方向を示している。図５に示すように、モータ電流Ｉは、ｄ軸とｑ軸に分解できるが、トルクに関わる電流成分はｑ軸電流Ｉｑであり、ｄ軸電流Ｉｄ成分については、モータのトルク出力としての仕事には用いられず、損失分となって消費される。
【００４９】
ここで、ハイブリッド自動車の駆動用モータでは、低速で大トルク、高速でも一定出力で使用する場合が多い。低速時は大トルクを出すことができるが、高速時には誘起電圧が高くなって、電流が流れず、トルクが小さくなってしまうため、弱め界磁制御をおこない、モータへのトルク指令値Ｔｒ*がゼロの場合でも、高回転の領域においてｄ軸電流Ｉｄを流すように制御する。
【００５０】
よって、上記のような動作点においては、図６に示すように、ｄ軸電流指令Ｉｄ*のみ与え、ｑ軸電流指令Ｉｑ*はゼロとして指令する。この場合、ｄ軸には電流を流してもｑ軸電流には電流を流さないため、本来はモータは力行トルクや回生トルクを発生することはなく、またバッテリ９への電流の入出力も無いはずである。しかし、モータの磁極位置の値がずれている場合、図７のようにｄ軸とｑ軸には、指令値と異なる電流値が流れてしまう。その結果、ｑ軸に流れた電流Ｉｑに相当するトルク（この場合はマイナス方向なので回生トルク）が発生し、バッテリに電流が流れ込み充電されてしまう。
【００５１】
本実施例では、直流電流に流れるべきでない電流値を検出することで、上記位置誤差を修正する手法を取る。図６において、ｄ軸電流指令値（Ｉｄ*）分はモータ自身で消費すべき電流であるため、ｄ軸電流指令Ｉｄ*に相当する直流分の電流をバッテリから取り出すよう、目標値Ｉｄｃ*を決めればよい。そこで、直流電流目標値算出部２７において、図８に示すような処理フローに基づいて、バッテリ９への入出力電流の目標値Ｉｄｃ*を決定する。本実施例では、モータ４の入力パワーをＤＣ電圧で除することにより、ＤＣ電流に換算する方法について説明する。
【００５２】
まず、図８のステップ５０において、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*を入力する。次に、ステップ５１において、図１の電圧指令演算部２１で算出したｄ軸電圧指令値Ｖｄ*とｑ軸電圧指令値Ｖｑ*を入力する。次に、ステップ５２において、ステップ５１とステップ５２で入力したｄ−ｑ座標軸上の電流指令値と電圧指令値より、モータ４の入力パワーを次式で算出する。
【００５３】
Ｐｍ＝Ｉｄ*・Ｖｄ*＋Ｉｑ*・Ｖｑ*        ・・・（２）
次に、ステップ５３において、直流電圧Ｖｄｃを入力し、ステップ５４にて、直流電流の目標値Ｉｄｃ*を以下の数式（３）より算出する。
【００５４】
Ｉｄｃ*＝Ｐｍ／Ｖｄｃ      ・・・（３）
以上によって求めた直流電流の目標値Ｉｄｃ*を指令値とし、図３において、直流電流Ｉｄｃとの偏差を用いて、位置誤差を補償することができる。
【００５５】
直流電流の目標値Ｉｄｃ*を算出する方法については、上記ではパワー換算してその都度算出したが、Ｉｄ*相当分のＩｄｃ*をあらかじめ計算してマップとして保持しておいてもよい。
【００５６】
以上の方法によって、バッテリ９を保護するだけでなく、レゾルバ２５の位置誤差自体を補正することができる。よって、経年劣化などによってレゾルバ（回転センサ）がずれてきた場合においても、車両の走行中に位置誤差を修正することが可能となる。また、レゾルバ２５の取り付け作業の工数も低減できる。
【００５７】
次に、図９を用いて、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００５８】
本実施例では、バッテリ電圧Ｖｄｃの検出値を利用して磁極位置誤差の有無を判断し、位置誤差を補正する場合の磁極位置補正部２６の処理フローについて、図９を用いて説明する。
【００５９】
図９は、モータコントローラ１１で演算される、磁極位置補正のロジックに関する処理フローを表したものである。本実施例では、モータ４へのトルク指令値がゼロのときに、直流電流の目標値Ｉｄｃ*＝０に設定する例を示す。
【００６０】
まず、ステップ６０において、トルク指令値を入力する。次に、ステップ６１において、バッテリ９の直流電流Ｉｄｃを電流センサで検出し、ステップ６２において、バッテリの直流電圧Ｖｄｃを入力する。ステップ６３において、位置補正をおこなうか否かを判定するため、トルク指令値がゼロであること及びバッテリ９の電圧が所定値よりも変動しているか否かを検出する。ステップ６３において、トルク指令値Ｔｒｑ*＝０かつ直流電圧の所定時間における変動幅｜ΔＶｄｃ｜＞Ｖｄｃ０のとき（Ｖｄｃ０は所定値で、例えばΔＶｄｃ０≒０）、ステップ６４以降に進み、位置誤差を推定する処理をおこなう。特に、本実施例においてはバッテリ９が充電されることを避けたい為、Ｔｒｑ*＝０かつ｜ΔＶｄｃ｜＞Ｖｄｃ０かつΔＶｄｃ＞０（上昇）という条件にしても良い。ステップ６３において、条件を満たさない場合には、位置誤差の補正は実施せず、処理を終える。
【００６１】
次に、ステップ６４においてバッテリ９へ所望の電流が流れるよう、直流電流の目標値Ｉｄｃ*を設定する。上述したように、本実施例では、バッテリ９へ不要な電流が流れ込まないように制御するようなＩｄｃ*を決める。よって、ここでは、直流電流の目標値Ｉｄｃ*＝０に設定する例を示す。この目標値Ｉｄｃ*の決め方については前述のとおりである。
【００６２】
ステップ６５に進み、ステップ６４で算出した直流電流の目標値Ｉｄｃ*と電流センサで検出されたバッテリ９の直流電流Ｉｄｃの偏差（Ｉｄｃ*−Ｉｄｃ）を算出する。ステップ６６では、ステップ６５で求めた偏差がある所定値よりも大きい場合には、磁極位置がずれていると判断し、ステップ６７以降の処理へ進む。ステップ６７ではＰＩ制御によって位置誤差Δθｅを推定する。
【００６３】
次にステップ６８において、磁極の検出値θｄを演算しステップ６９へ進む。ステップ６９では、ステップ６８で演算した磁極の検出値θｄに対し、ステップ６７で演算した位置誤差Δθｅを用いて、数式（１）にて磁極位置を補正する。
【００６４】
ステップ６６において直流電流の偏差が所定値以内になったら、磁極位置の更新を終える。
【００６５】
以上によって、直流電圧Ｖｄｃを検出し、その時間変動を算出することにより、位置誤差の有無を判定し、実施例１と同様に、位置誤差を補償することができる。
【００６６】
また、以上の実施例１と実施例２で説明した構成では、モータやインバータを出荷後に位置補正をおこなう例について説明したが、出荷段階に、位置補正を実施する工程を加え、予め位置補正をおこなう方法を採用することも可能である。
【００６７】
次に、図１０と図１１を用いて、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００６８】
ハイブリッド自動車の駆動用として用いたモータの磁極位置に誤差がある場合、モータの出力トルクに誤差が生じることにより、不要なトルクを出力するため、燃費にも影響を及ぼす場合がある。特に本実施例のように、エンジンとモータが直結したタイプの構成のハイブリッド自動車では、高速域において、エンジンで走行するためにモータのトルク指令値をゼロにする頻度が比較的多くなり、そのような誤差がある状況が続いた場合、トルク指令値をゼロにしても、磁極位置の誤差の影響で、不必要な力行トルクまたは回生トルクを出してしまう。その結果、バッテリに対して不要な電力の充放電が行われ、その結果、燃費が悪くなる。
【００６９】
そこで、自動車に故障診断装置を設けて、モータの磁極位置誤差によって自動車の燃費への悪影響が及ぶことを運転者に知らせるようにする。本発明では、この故障診断処理について、図１０と図１１を用いて説明する。尚、特に言及しない限りは同じ符号の構成は前述の実施形態と同一の構成である。
【００７０】
図１０に、故障診断処理部７１の詳細構成を表す。故障診断処理部７１は、直流電流の目標値Ｉｄｃ*を算出するための直流電流目標値算出部２７と、位置誤差を推定する位置誤差推定部２８と、位相誤差より燃費に対する影響を判断し異常を検知する異常判定部７０から成り立っている。
【００７１】
直流電流目標算出部２７では、バッテリへ所望の電流が流れるよう、直流電流の目標値Ｉｄｃ*を設定する。例えば本実施例のような車両構成の場合において、モータ４へのトルク指令値がゼロのときに、バッテリの状態によっては、充電をし続けると、バッテリが過充電になってしまい、壊れる恐れがある。それを防ぐため、本実施例ではバッテリへ不要な電流が流れ込まないように制御するようなＩｄｃ*を決める。ここでは、直流電流の目標値Ｉｄｃ*＝０に設定する例を示す。この目標値Ｉｄｃ*の決め方については後述する。
【００７２】
位置誤差推定部２８において、直流電流目標算出部２７で算出した直流電流の目標値Ｉｄｃ*と、電流センサで検出されたバッテリの直流電流Ｉｄｃの偏差（Ｉｄｃ*−Ｉｄｃ）を算出し、ＰＩ制御によって位置誤差Δθｅを推定する。
【００７３】
異常判定部７０においては、位置誤差推定部２８で演算した位置誤差Δθｅを用いて、位置誤差が燃費に影響を及ぼすことを判定し、及ぼす場合には故障判定として出力する。ここで判定した結果が、故障診断装置の故障診断処理部７１から出力され、その結果、自動車内部に設けられた表示パネル（図示せず）などを通して運転者に知らせる。運転者への通知は、燃費が悪化する、又はモータの磁極位置センサに誤差があるなどの情報を知らせるようにする。
【００７４】
図１１は、故障診断装置内部の故障診断処理部７１で演算される、燃費に影響を及ぼす故障判定のロジックに関する処理フローの一例を表したものである。
【００７５】
本実施例では、モータ４へのトルク指令値がゼロのときに、直流電流の目標値Ｉｄｃ*＝０に設定する例を示したものである。これは、例えば本実施例のような車両構成の場合において、モータ４へのトルク指令値がゼロのときに、放電をし続けると、バッテリから不要な電力を放出し続けてしまい、燃費が悪化する恐れがあるためである。
【００７６】
まず、ステップ８０において、トルク指令値を入力する。次に、ステップ８１において、バッテリ（インバータ）の直流電流Ｉｄｃを電流センサで検出する。ステップ８２において、位置誤差による故障判定をおこなうため、トルク指令値がゼロであること及びバッテリへの電流が流れているかを検出する。ステップ８２において、トルク指令値Ｔｒｑ*＝０かつ直流電流｜Ｉｄｃ｜＞Ｉｄｃ０のとき（Ｉｄｃ０は所定値で、例えばＩｄｃ０≒０とする）、ステップ８３以降に進み、位置誤差を推定する処理をおこなう。特に、本実施例においてはバッテリ電流が放電方向に流れることを避けたい為、Ｔｒｑ*＝０かつ｜Ｉｄｃ｜＞Ｉｄｃ０かつＩｄｃ＞０という条件にしても良い。ステップ８２において、条件を満たさない場合には、故障判定の処理は実施せず、処理を終える。
【００７７】
次に、ステップ８３においてバッテリへ所望の電流が流れるよう、直流電流の目標値Ｉｄｃ*を設定する。上述したように、本実施例では、バッテリから不要な電流を持ち出さないように制御するようなＩｄｃ*を決める。よって、ここでは、直流電流の目標値Ｉｄｃ*＝０に設定する例を示す。この目標値Ｉｄｃ*の決め方については後述する。
【００７８】
ステップ８４に進み、ステップ８３で算出した直流電流の目標値Ｉｄｃ*と電流センサで検出されたバッテリの直流電流Ｉｄｃの偏差（Ｉｄｃ*−Ｉｄｃ）を算出する。ステップ８５では、ステップ８４で求めた偏差がある所定値よりも大きい場合には、磁極位置がずれていると判断し、ステップ８６以降の処理へ進む。ステップ８６ではＰＩ制御によって位置誤差Δθｅを推定する。
【００７９】
次にステップ８７において、ステップ８６で算出した位置誤差Δθｅが、燃費に大きく悪影響を及ぼすか判断する。位置誤差｜Δθｅ｜＞Δθｅ０（Δθｅ０は所定値で、例えばΔθｅ０＝１０deg）のとき、ステップ８８に進み、故障信号を出力する。出力された故障信号は、モータの磁極位置センサがずれているという情報、又は、燃費が悪化するという情報として、例えば、自動車内に設けられた表示装置を用いてユーザ（運転者）に知らせるようになる。
【００８０】
以上の実施例において、自動車の各部における故障診断をおこなう故障診断装置において、燃費を悪化する項目の１つの判定手法として、本手法を用いることが可能となる。また、モータの位置誤差が与える影響の度合いにより、それを磁極位置センサの誤差が大きいという故障診断結果として通知することに用いることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明のモータの制御装置は、ハイブリッド自動車に用いられるモータを制御する制御装置に適用する以外にも、モータを使用している一般の産業機器に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】モータコントローラ内部におけるモータ制御のブロックを表す図である。
【図２】交流モータを用いたハイブリッド自動車の構成を示す図である。
【図３】モータ制御における磁極位置補正部のブロックを表す図である。
【図４】モータ制御部における磁極位置の補正方法に関する一例を表す処理フローである。
【図５】ｄ−ｑ座標軸における電流指令値の関係を表す図である。
【図６】トルク指令値がゼロの場合のｄ−ｑ座標軸における電流指令値を表す図である。
【図７】ｄ−ｑ座標軸における、磁極位置誤差の電流指令値に与える影響を表した図である。
【図８】直流電流の目標値を算出する一例を表す処理フローである。
【図９】モータ制御部における磁極位置の補正方法に関する一例を表す処理フローである。
【図１０】本発明の実施例の故障診断装置の制御ブロックを表す図である。
【図１１】本発明の故障診断の一例を表す処理フローである。
【符号の説明】
【００８３】
１  ハイブリッド自動車
４  回転機
８  インバータ
９  バッテリ
１１  モータコントローラ
１２  バッテリコントローラ
１４  ＨＥＶコントローラ
２５  レゾルバ
【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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