(57)【要約】【課題】エネルギー効率の低下を抑制しつつ、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度を向上させる。【解決手段】レゾルバの原点学習を実行するに当たり、原点学習が許可される場合において、レゾルバの原点学習を精度良く実行するのに適した電圧（目標電圧値）へとシステム電圧ＶＨを上昇させる。これにより、レゾルバの原点学習が許可されない場合におけるシステム電圧ＶＨの上昇を回避してエネルギー効率の低下を抑制する一方で、レゾルバの原点学習が許可される場合においては原点学習の精度を向上させることができる。【選択図】図３
2014023404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レゾルバによって検出されるモータの回転子の回転角度に基づき、スイッチング素子を備えるインバータから前記モータへの指令電圧の電圧値及び位相を制御することにより、前記モータの回転を制御するモータ制御装置であって、
前記モータの回転数が予め定められた範囲内にあり且つ前記モータに対する要求トルクが０（ゼロ）である場合に前記レゾルバの原点学習を許可し、
原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨの目標電圧値を変更し、前記システム電圧ＶＨを前記目標電圧値へと変更した状態で、前記レゾルバの原点学習を行う、
モータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記インバータのキャリア周波数ｆｃの目標周波数を変更して前記インバータのキャリア周波数ｆｃを当該目標周波数へと変更した状態で、前記レゾルバの原点学習を行う、
モータ制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間においては、前記インバータのキャリア周波数ｆｃを低下させておく、
モータ制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２の何れか１つに記載のモータ制御装置であって、
原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間においては、前記インバータの全ての上アーム及び下アームのスイッチング素子を非導通状態とする、
モータ制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載のモータ制御装置であって、
前記目標電圧値が、原点学習を実行する際の前記モータの回転数に対応する必要電圧以上であって、且つ所望の学習精度が得られる最低の電圧である、
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。より詳しくは、本発明は、レゾルバの原点学習においてエネルギー効率の低下を抑制しつつ高い学習精度を有するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の省エネルギーや地球環境保護に関する意識の高まりを受け、例えば動力源としてモータを搭載する電動車両の普及が進んでいる。かかるモータとしては、例えば三相交流式永久磁石型同期電動機等を挙げることができる。また、かかるモータにおいては、回転子の位置（回転角度）に応じた回転磁界によって回転子が駆動される。従って、モータの回転を正しく制御するためには、モータの回転子の回転角度を正しく検出することが肝要である。モータの回転子の回転角度を検出する回転角度検出手段としては、例えば、レゾルバ、エンコーダ等を挙げることができる。
【０００３】
尚、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の電動車両の動力源として使用されるモータが備える回転角度検出手段としては、レゾルバが一般的に用いられている。レゾルバは、モータの回転軸と連動して回転する回転子を備え、当該回転子によってモータの回転子の位置を検出するように構成されることが一般的である。
【０００４】
しかしながら、現実には、例えばレゾルバの取り付け位置のズレ等の種々の原因により、レゾルバによって検出されるモータの回転子の位置と実際のモータの回転子の位置との間に差異（オフセット）が生ずる場合がある。かかるオフセットが生じたままの状態ではモータの回転を正しく制御することは困難であるため、当該技術分野においては、レゾルバのオフセットを検出して、検出されたオフセットに応じてレゾルバによって検出されるモータの回転子の位置を補正するための種々の試みが提案されている。
【０００５】
レゾルバのオフセットの検出及び検出されたオフセットによる補正（「原点学習」とも称する）は、例えば、トルクが０（ゼロ）でモータが回転している状態において実施することができる。かかる状態においてレゾルバのオフセットが無い場合は、ｄｑ軸座標における励磁電流Ｉｄ及びトルク電流Ｉｑが共に０（ゼロ）となる。従って、トルクが０（ゼロ）でモータが回転している状態においては、以下の式（１）に示す電圧方程式から、式（２）に示すように、励磁電圧Ｖｄ＝０（ゼロ）及びトルク電圧Ｖｑ＝ωφが導かれる。
【０００６】
【数１】
2014023404.tif 000003
【０００７】
【数２】
2014023404.tif 000004
【０００８】
ここで、上記につき、添付図面を参照しながら更に説明する。図１は、トルクが０（ゼロ）でモータが回転している状態において検出される励磁電圧Ｖｄ及びトルク電圧Ｖｑのレゾルバのオフセットの有無による違いを説明する模式図である。式（２）によって表される状態をｄｑ軸座標に表すと、図１（ａ）のようになる。しかしながら、レゾルバのオフセットが有る場合は、図１（ｂ）に示す破線によって表されるように制御上の認識軸がずれ、本来であれば０（ゼロ）である筈の励磁電圧Ｖｄ（ｄ軸成分Ｖｄ′）が検出されてしまう。レゾルバの原点学習においては、斯くして検出される励磁電圧Ｖｄに基づいて、レゾルバのオフセットを検出する。
【０００９】
例えば、当該技術分野においては、位相補正指令が入力されたとき、トルク指令を無視し、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令をそれぞれゼロにする電流指令発生器と、ｄ軸−ｑ軸電流指令に基づきｄ軸−ｑ軸電圧指令を出力する電流制御器と、位相補正指令が入力されたとき、ｄ軸電圧指令がゼロでない場合にこれをゼロにするオフセット量を求める位相補正量検出器と、回転子位置角度とオフセット量とを加算する加算器と、この加算値とｄ軸−ｑ軸電圧指令とに基づき３相電圧指令を求める電圧変換器とを備える同期モータの制御装置により、無負荷検出器やモータ電圧検出器を必要とすること無く、回転子に負荷が接続された状態でも回転位置検出器に係わる回転位置のずれを正確に補正することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【００１０】
また、当該技術分野においては、モータの誘起電圧の波形は、モータにかかる外部負荷の有無・大小に拘わらず、モータの実際の電気角が０度のときに必ずゼロクロスすることに着目して、モータが出力した誘起電圧の波形がゼロクロスしたときのレゾルバの実際の検出値θ１をオフセット値θ２として求めることにより、レゾルバとモータとの間に生じる組み付け誤差に応じたオフセット値θ２を従来より正確に特定することも提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【００１１】
更に、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御によってモータを制御するインバータにおいては、インバータへの入力電圧（以降、「システム電圧ＶＨ」と称する場合がある）を高くするほど、レゾルバの原点学習を実行する期間におけるスイッチング素子のスイッチング回数を低減すると共に、デッドタイムにおける指令デューティ比と実デューティ比との間の差異をより小さくすることができる。その結果、スイッチング素子のスイッチングに伴うデッドタイムの影響によるレゾルバの原点学習の精度の低下を抑制して、レゾルバの原点学習の精度を更に向上させることができる（詳しくは、後に改めて説明する）。
【００１２】
しかしながら、上記のようにシステム電圧ＶＨを高く設定することは、モータ制御装置におけるエネルギー消費の増大に繋がり、結果として、当該モータ制御装置によって制御されるモータを動力源として搭載する電動車両のエネルギー効率を低下させることに繋がる虞がある。具体的には、例えば、ハイブリッド車両（ＨＶ）の場合、当該車両の燃費が悪化することに繋がる虞がある。従って、当該技術分野においては、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度を向上させることができる技術に対する要求が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２６６９３５号公報
【特許文献２】特開２００６−２９６０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前述のように、当該技術分野においては、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度を向上させることができる技術に対する要求が存在する。本発明は、かかる要求に応えるために為されたものである。即ち、本発明は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度を向上させることを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は、
レゾルバによって検出されるモータの回転子の回転角度に基づき、スイッチング素子を備えるインバータから前記モータへの指令電圧の電圧値及び位相を制御することにより、前記モータの回転を制御するモータ制御装置であって、
前記モータの回転数が予め定められた範囲内にあり且つ前記モータに対する要求トルクが０（ゼロ）である場合に前記レゾルバの原点学習を許可し、
原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨの目標電圧値を変更し、前記システム電圧ＶＨを前記目標電圧値へと変更した状態で、前記レゾルバの原点学習を行う、
モータ制御装置によって達成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、原点学習を実行しようとする際に原点学習が許可されるか否かに拘わらずシステム電圧ＶＨを上昇させる従来技術とは異なり、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】トルクが０（ゼロ）でモータが回転している状態において検出される励磁電圧Ｖｄ及びトルク電圧Ｖｑのレゾルバのオフセットの有無による違いを説明する模式図である。
【図２】従来技術に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習の一例における各種処理の流れを表すフローチャートである。
【図３】本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習における各種処理の流れを表すフローチャートである。
【図４】本発明のもう１つの実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習における各種処理の流れを表すフローチャートである。
【図５】本発明の更にもう１つの実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習における各種処理の流れを表すフローチャートである。
【図６】本発明のまた更にもう１つの実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習における各種処理の流れを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
前述のように、本発明の１つの目的は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度を向上させることである。本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、レゾルバの原点学習を実行するに当たり、原点学習が許可される場合において、レゾルバの原点学習を精度良く実行するのに適した電圧（目標電圧値）へとシステム電圧ＶＨを上昇させることにより、原点学習が許可されない場合におけるシステム電圧ＶＨの上昇を回避してエネルギー効率の低下を抑制する一方で、原点学習が許可される場合においては原点学習の精度を向上させることができることを見出し、本発明を想到するに至ったものである。
【００１９】
即ち、本発明の第１の実施態様は、
レゾルバによって検出されるモータの回転子の回転角度に基づき、スイッチング素子を備えるインバータから前記モータへの指令電圧の電圧値及び位相を制御することにより、前記モータの回転を制御するモータ制御装置であって、
前記モータの回転数が予め定められた範囲内にあり且つ前記モータに対する要求トルクが０（ゼロ）である場合に前記レゾルバの原点学習を許可し、
原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨの目標電圧値を変更し、前記システム電圧ＶＨを前記目標電圧値へと変更した状態で、前記レゾルバの原点学習を行う、
モータ制御装置である。
【００２０】
上記のように、本実施態様に係るモータ制御装置は、レゾルバによって検出されるモータの回転子の回転角度に基づき、スイッチング素子を備えるインバータから前記モータへの電圧指令の電圧値及び位相を制御することにより、前記モータの回転を制御する。上記モータの構成は特に限定されるものではなく、具体例としては、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の電動車両の動力源として広く使用される三相交流式永久磁石型同期電動機等を挙げることができる。前述のように、かかるモータにおいては、回転子の位置（回転角度）に応じた回転磁界によって駆動されることから、モータの回転を正しく制御するためには、モータの回転子の回転角度を正しく検出することが肝要である。
【００２１】
モータの回転子の回転角度を検出する回転角度検出手段の具体例としては、前述のように、例えば、レゾルバ、エンコーダ等を挙げることができるが、本実施態様に係るモータ制御装置においては、電動車両の動力源として使用されるモータが備える回転角度検出手段として広く使用されているレゾルバが、回転角度検出手段として採用されている。尚、前述のように、レゾルバは、モータの回転軸と連動して回転する回転子を備え、当該回転子によってモータの回転子の位置を検出するように構成されることが一般的である。
【００２２】
ところで、前述のように、本発明は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度を向上させることを１つの目的とする。モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習は、モータが回転中であり且つモータに対する要求トルクが０（ゼロ）である状態において実行される。
【００２３】
また、本発明者は、モータの回転数が予め定められた範囲内にある場合にレゾルバの原点学習を実行することにより、レゾルバの原点学習の精度を向上させることができることを別途見出している（本発明者により別途出願中）。具体的には、モータの回転数が低過ぎると、ｄｑ座標におけるトルク電圧Ｖｑが小さく、レゾルバのオフセットに対する感度が低くなる（オフセットがかなり大きくないと励磁電圧Ｖｄの変化として検出され難くなる）ので望ましくない。一方、モータの回転数が高過ぎると、回転の１周期当たりにデッドタイムが占める割合が高くなり、デッドタイムの影響が大きくなるので望ましくない。このように、レゾルバの原点学習を実行するに当たっては、モータの回転数が予め定められた範囲内にあることが望ましい。
【００２４】
従って、本実施態様に係るモータ制御装置においても、前記モータの回転数が予め定められた範囲内にあり且つ前記モータに対する要求トルクが０（ゼロ）である場合に前記レゾルバの原点学習を許可し、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨの目標電圧値を変更し、前記システム電圧ＶＨを前記目標電圧値へと変更した状態で、前記レゾルバの原点学習を行う。
【００２５】
ここで、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨの目標電圧値は、例えば、レゾルバの原点学習を実行しようとする際のモータの回転数に対応する必要電圧以上であり、且つ所望の学習精度が得られる電圧の電圧値として設定することができる。また、目標電圧値が高いほど、モータにおける消費電力が増大する。従って、より好ましくは、目標電圧値は、例えば、レゾルバの原点学習を実行しようとする際のモータの回転数に対応する必要電圧以上であり、且つ所望の学習精度が得られる電圧の最も低い電圧値として設定することが望ましい。
【００２６】
ところで、前述のように、ＰＷＭ制御を行うインバータにおいては、インバータへの入力電圧（システム電圧ＶＨ）を高くするほど、インバータからモータに供給されるパルスにおける変調度が低くなり、スイッチングオフ期間を長くすることができる。また、この場合、電流変動量が大きくなるため、デッドタイムにおける指令デューティ比と実デューティ比との間の差異をより小さくすることができる。斯くして、ＰＷＭ制御を行うインバータにおけるシステム電圧ＶＨを高くすることにより、レゾルバの原点学習を実行する期間におけるスイッチング素子のスイッチング回数を低減すると共に、デッドタイムにおける指令デューティ比と実デューティ比との間の差異をより小さくして、スイッチング素子のスイッチングに伴うデッドタイムの影響によるレゾルバの原点学習の精度の低下を抑制することができる。
【００２７】
上記において、スイッチング素子のスイッチングオフ期間とは、当業者に周知であるように、スイッチング素子のオン（ＯＮ）とオフ（ＯＦＦ）との切り替え動作（スイッチング）が行われていない期間を指す。かかるスイッチングオフ期間においては、スイッチング素子のスイッチングが行われないので、スイッチングに伴うデッドタイムの影響によるレゾルバの原点学習の精度の低下を低減することができる。
【００２８】
また、デッドタイムとは、当業者に周知であるように、モータの各相に印加される電圧を供給するインバータのチョッパ回路を構成する２つのスイッチング素子（上アーム及び下アーム）をスイッチング制御する制御信号において、上アーム及び下アームが同時にオン（ＯＮ）されるのを防止することを目的として、上アーム及び下アームが同時にオフ（ＯＦＦ）される期間を指す。かかるデッドタイムを設けることにより、上アーム及び下アームが同時にオン（ＯＮ）されて、過大なショートスルー電流が流れ、例えば、電源回路やスイッチング素子の破損等の問題を招くことを防止することができる。
【００２９】
しかしながら、上記のような利点がある一方で、デッドタイムを設けたことにより、上アーム及び下アームのデューティ比においては、目標出力電圧に基づいて算出される指令デューティ比と、実際に上アーム及び下アームがオン／オフされるときのデューティ比（実デューティ比）との間に差異が生じる。この差異は、モータの各相と対応するチョッパ回路との間に流れる電流の方向によって異なるため、当該電流が流れる方向が反転したときには実デューティ比が不連続に変動することとなる。その結果、レゾルバの原点学習を実行する期間中に含まれるデッドタイムが多いほど、上記のような実デューティ比の変動に起因して、レゾルバの原点学習の精度がより低くなる。
【００３０】
上記問題に対する対策として、ＰＷＭ制御を行うインバータにおいては、上述のように、システム電圧ＶＨを高くすることにより、スイッチング素子のスイッチングに伴うデッドタイムの影響によるレゾルバの原点学習の精度の低下を抑制することができる。しかしながら、前述のように、システム電圧ＶＨを高く設定することは、モータ制御装置におけるエネルギー消費の増大に繋がり、結果として、当該モータ制御装置によって制御されるモータを動力源として搭載する電動車両のエネルギー効率を低下させることに繋がる虞がある。具体的には、例えば、ハイブリッド車両（ＨＶ）の場合、当該車両の燃費が悪化することに繋がる虞がある。
【００３１】
そこで、本実施態様に係るモータ制御装置においては、原点学習が許可される場合において、レゾルバの原点学習を精度良く実行するのに適した電圧（目標電圧値）まで、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨを上昇させる。従って、本実施態様に係るモータ制御装置においては、原点学習が許可される場合においては、システム電圧ＶＨが目標電圧値まで上昇されることにより、レゾルバの原点学習の精度が高められる一方、原点学習が許可されない場合においては、かかるシステム電圧ＶＨの制御が行われないので、原点学習を実行しようとする際に原点学習が許可されるか否かに拘わらずシステム電圧ＶＨを上昇させる従来技術とは異なり、モータ制御装置におけるエネルギー消費の増大を招くことが回避される。即ち、本実施態様に係るモータ制御装置においては、レゾルバの原点学習を実行するに当たり、原点学習が許可される場合においてのみシステム電圧ＶＨを目標電圧値まで上昇させる。これにより、システム電圧ＶＨの上昇を必要最小限に抑えてエネルギー効率の低下を抑制する一方で、レゾルバの原点学習が許可される場合においては原点学習の精度を向上させることができる。尚、当然のことながら、本実施態様に係るモータ制御装置において、原点学習が許可されない場合であっても、原点学習の精度向上以外の目的によりシステム電圧ＶＨを上昇させることは何ら排除されるものではないことは言うまでも無い。
【００３２】
ここで、添付図面を参照しながら、本実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習について、従来技術に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習と比較しながら、より詳しく説明する。先ず、従来技術に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習について説明する。
【００３３】
図２は、前述のように、従来技術に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習の一例における各種処理の流れを表すフローチャートである。図２に示すように、当該従来技術に係るモータ制御装置においては、レゾルバの原点学習を実行するルーチンが開始されると、先ず、ステップＳ１４０において、インバータへの入力電圧（システム電圧ＶＨ）の目標電圧値が変更される。次いで、ステップＳ１４５において、システム電圧ＶＨが操作され、上記ステップＳ１４０において変更された目標電圧値へと変更される。
【００３４】
即ち、当該従来技術に係るモータ制御装置においては、レゾルバの原点学習を許可するための条件（具体的には、モータの回転数が予め定められた範囲内にあり且つモータに対する要求トルクが０（ゼロ）であるという条件）が満足されるか否かにかかわりなく、システム電圧ＶＨが変更される。ここで「目標電圧値」とは、例えば、ＰＷＭ制御インバータにおけるスイッチング素子のスイッチングに伴うデッドタイムの影響によるレゾルバの原点学習の精度の低下を抑制して、レゾルバの原点学習の精度を更に向上させるのに十分に高い電圧値として、例えば、事前の実験等によって定めることができる。
【００３５】
その後、当該従来技術に係るモータ制御装置においては、ステップＳ１１０において、レゾルバの原点学習を許可するための条件（具体的には、モータの回転数が予め定められた範囲内にあり且つモータに対する要求トルクが０（ゼロ）であるという条件）が満足されるか否かが判定される（以降、当該判定を単に「学習許可判定」と称する場合がある）。上記ステップＳ１１０において、レゾルバの原点学習を許可するための条件が満足されない（学習を許可しない）と判定される場合（ステップＳ１１０＝Ｎｏ）、当該ルーチンは終了される。一方、上記ステップＳ１１０において、レゾルバの原点学習を許可するための条件が満足される（学習を許可する）と判定される場合（ステップＳ１１０＝Ｙｅｓ）、次のステップＳ１８０において、レゾルバの原点学習が高い精度にて実行される。
【００３６】
上記のように、当該従来技術に係るモータ制御装置においては、レゾルバの原点学習を実行するルーチンが開始されると、レゾルバの原点学習が許可される場合のみならず、レゾルバの原点学習が許可されない場合においても、システム電圧ＶＨが目標電圧値まで上昇される。即ち、従来技術に係るモータ制御装置においては、レゾルバの原点学習を実行するか否かに拘わらず、システム電圧ＶＨが上昇される。その結果、従来技術に係るモータ制御装置においては、原点学習が実行されない場合にもシステム電圧ＶＨが上昇されるので、モータ制御装置におけるエネルギー消費を無駄に増大させ、エネルギー効率を低下させることに繋がる虞がある。
【００３７】
次に、本実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習について、図３を参照しながら説明する。図３は、前述のように、本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習における各種処理の流れを表すフローチャートである。
【００３８】
図３に示すように、本実施態様に係るモータ制御装置においては、レゾルバの原点学習を実行するルーチンが開始されると、先ず、ステップＳ１１０において、学習許可判定が行われる。上記ステップＳ１１０において、レゾルバの原点学習を許可するための条件が満足されない（学習を許可しない）と判定される場合（ステップＳ１１０＝Ｎｏ）、当該ルーチンは終了される。
【００３９】
一方、上記ステップＳ１１０において、レゾルバの原点学習を許可するための条件が満足される（学習を許可する）と判定される場合（ステップＳ１１０＝Ｙｅｓ）、次のステップＳ１４０において、インバータへの入力電圧（システム電圧ＶＨ）の目標電圧値が変更される。次いで、ステップＳ１４５において、システム電圧ＶＨが操作され、上記ステップＳ１４０において変更された目標電圧値へと変更される。ここで「目標電圧値」とは、図２に示した従来技術に係るモータ制御装置と同様に、例えば、ＰＷＭ制御インバータにおけるスイッチング素子のスイッチングに伴うデッドタイムの影響によるレゾルバの原点学習の精度の低下を抑制して、レゾルバの原点学習の精度を更に向上させるのに十分に高い電圧値として、例えば、事前の実験等によって定めることができる。但し、本実施態様に係るモータ制御装置においては、従来技術に係るモータ制御装置とは異なり、レゾルバの原点学習が許可される場合にのみ、システム電圧ＶＨが上昇される。
【００４０】
上記の結果、本実施態様に係るモータ制御装置においては、原点学習が実行されない場合においてまでシステム電圧ＶＨが上昇されることが回避されるので、モータ制御装置におけるエネルギー消費が無駄に増大されることが回避され、エネルギー効率の低下を抑制することができる。即ち、本実施態様に係るモータ制御装置によれば、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度を向上させることができる。但し、上述のように、当然のことながら、本実施態様に係るモータ制御装置において、原点学習が許可されない場合であっても、原点学習の精度向上以外の目的によりシステム電圧ＶＨを上昇させることは何ら排除されるものではないことは言うまでも無い。
【００４１】
尚、上記ステップＳ１４０及びＳ１４５においてシステム電圧ＶＨが変更（上昇）された後は、図２に示した従来技術に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習における各種処理の流れと同様である。即ち、ステップＳ１４０においてシステム電圧ＶＨの目標電圧値が変更され、ステップＳ１４５においてシステム電圧ＶＨが操作され、上記ステップＳ１４０において変更された目標電圧値にシステム電圧ＶＨが到達したら、次のステップＳ１８０においてレゾルバの原点学習が高い精度にて実行される。
【００４２】
ところで、レゾルバの原点学習の精度を向上させる観点からは、インバータのキャリア周波数ｆｃが低いことが望ましい。従って、レゾルバの原点学習を実行する際には、インバータのキャリア周波数ｆｃを適切に設定することが望ましい。
【００４３】
即ち、本発明の第２の実施態様は、
本発明の前記第１の実施態様に係るモータ制御装置であって、
前記インバータのキャリア周波数ｆｃの目標周波数を変更して前記インバータのキャリア周波数ｆｃを当該目標周波数へと変更した状態で、前記レゾルバの原点学習を行う、
モータ制御装置である。
【００４４】
上記のように、本実施態様に係るモータ制御装置においては、前記インバータのキャリア周波数ｆｃの目標周波数を変更して前記インバータのキャリア周波数ｆｃを当該目標周波数へと変更した状態で、前記レゾルバの原点学習を行う。これにより、本実施態様に係るモータ制御装置においては、レゾルバの原点学習において、所望の精度を達成することができる。ここで、前記インバータのキャリア周波数ｆｃの「目標周波数」は、例えば、レゾルバの原点学習を実行しようとする際のモータの回転数に対応する必要周波数以上であり、且つ所望の学習精度が得られるキャリア周波数ｆｃとして設定することができる。
【００４５】
また、キャリア周波数ｆｃが高いほど、スイッチング素子のスイッチングに伴うデッドタイムの影響により、レゾルバの原点学習の精度が低下する。従って、より好ましくは、目標周波数は、例えば、レゾルバの原点学習を実行しようとする際のモータの回転数に対応する必要最低限の周波数として設定することが望ましい。
【００４６】
ここで、添付図面を参照しながら、本実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習について、より詳しく説明する。図４は、前述のように、本発明のもう１つの実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習における各種処理の流れを表すフローチャートである。図４に示すように、本実施態様に係るモータ制御装置においても、図３に示した本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置と同様に、レゾルバの原点学習を実行するルーチンが開始されると、先ず、ステップＳ１１０において、学習許可判定が行われる。上記ステップＳ１１０において、レゾルバの原点学習を許可するための条件が満足されない（学習を許可しない）と判定される場合（ステップＳ１１０＝Ｎｏ）、当該ルーチンは終了される。
【００４７】
また、上記ステップＳ１１０において、レゾルバの原点学習を許可するための条件が満足される（学習を許可する）と判定される場合（ステップＳ１１０＝Ｙｅｓ）、次のステップＳ１４０において、インバータへの入力電圧（システム電圧ＶＨ）の目標電圧値が変更される。次いで、ステップＳ１４５において、システム電圧ＶＨが操作され、上記ステップＳ１４０において変更された目標電圧値へと変更される。このように、本実施態様に係るモータ制御装置における、ここまでの処理の流れは、図３に示した本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置と同様である。
【００４８】
即ち、本実施態様に係るモータ制御装置においても、従来技術に係るモータ制御装置とは異なり、レゾルバの原点学習の精度を向上させるためのシステム電圧ＶＨの変更（上昇）は、レゾルバの原点学習が許可される場合にのみ実行される。従って、本実施態様に係るモータ制御装置においても、図３に示した本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置と同様に、原点学習が実行されない場合にもシステム電圧ＶＨが上昇されることが回避されるので、モータ制御装置におけるエネルギー消費が無駄に増大されることが回避され、エネルギー効率の低下を抑制することができる。
【００４９】
上記に加えて、本実施態様に係るモータ制御装置においては、ステップＳ１５０においてインバータのキャリア周波数ｆｃの目標周波数を変更し、ステップＳ１５５においてインバータのキャリア周波数ｆｃを当該目標周波数へと変更する。従って、本実施態様に係るモータ制御装置においては、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度を更に向上させることができる。
【００５０】
ところで、キャリア周波数ｆｃが高くなる際のデメリットには、上記のようにレゾルバの原点学習の精度が低下するのみならず、スイッチング素子のスイッチング動作における過渡状態に発生する損失（以降、「スイッチング損失」と称する場合がある）が増大することも含まれる。従って、モータ制御装置におけるエネルギー効率を向上させる観点からは、本発明に係るモータ制御装置において、レゾルバの原点学習を実行する時点までの間は、キャリア周波数ｆｃをできる限り低くしておくことが望ましい。
【００５１】
従って、本発明の第３の実施態様は、
本発明の前記第１に係るモータ制御装置であって、
原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間においては、前記インバータのキャリア周波数ｆｃを低下させておく、
モータ制御装置である。
【００５２】
上記のように、本実施態様に係るモータ制御装置においては、原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間においては、前記インバータのキャリア周波数ｆｃを低下させておく。これにより、本実施態様に係るモータ制御装置においては、スイッチング損失を低減することができ、結果として、当該モータ制御装置におけるエネルギー効率を更に向上させることができる。
【００５３】
尚、スイッチング損失を低減させる観点からは、本実施態様に係るモータ制御装置において、原点学習が許可される場合に、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間における前記インバータのキャリア周波数ｆｃは、できる限り低く設定することが望ましい。あるいは、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間における前記インバータのキャリア周波数ｆｃは、例えば、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達して、レゾルバの原点学習が実行される際に、前記インバータのキャリア周波数ｆｃを目標周波数へと変更するのに必要とされる時間等を考慮して、当該目標周波数に応じて定められるものであってもよい。
【００５４】
ここで、添付図面を参照しながら、本実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習について、より詳しく説明する。図５は、前述のように、本発明の更にもう１つの実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習における各種処理の流れを表すフローチャートである。図５に示すように、本実施態様に係るモータ制御装置においても、図３に示した本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置と同様に、レゾルバの原点学習を実行するルーチンが開始されると、先ず、ステップＳ１１０において、学習許可判定が行われる。上記ステップＳ１１０において、レゾルバの原点学習を許可するための条件が満足されない（学習を許可しない）と判定される場合（ステップＳ１１０＝Ｎｏ）、当該ルーチンは終了される。
【００５５】
また、上記ステップＳ１１０において、レゾルバの原点学習を許可するための条件が満足される（学習を許可する）と判定される場合（ステップＳ１１０＝Ｙｅｓ）、次のステップＳ１４０において、インバータへの入力電圧（システム電圧ＶＨ）の目標電圧値が変更される。次いで、ステップＳ１４５において、システム電圧ＶＨが操作され、上記ステップＳ１４０において変更された目標電圧値へと変更される。このように、本実施態様に係るモータ制御装置における、ここまでの処理の流れは、図３に示した本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置と同様である。
【００５６】
即ち、本実施態様に係るモータ制御装置においても、従来技術に係るモータ制御装置とは異なり、レゾルバの原点学習の精度を向上させるためのシステム電圧ＶＨの変更（上昇）は、レゾルバの原点学習が許可される場合にのみ実行される。従って、本実施態様に係るモータ制御装置においても、図３に示した本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置と同様に、原点学習が実行されない場合にもシステム電圧ＶＨが上昇されることが回避されるので、モータ制御装置におけるエネルギー消費が無駄に増大されることが回避され、エネルギー効率の低下を抑制することができる。
【００５７】
上記に加えて、本実施態様に係るモータ制御装置においては、ステップＳ１３０においてインバータのキャリア周波数ｆｃが下げられる。その後、図３に示した本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置と同様に、次のステップＳ１４０においてシステム電圧ＶＨの目標電圧値が変更され、ステップＳ１４５においてシステム電圧ＶＨが操作される。更に、ステップＳ１６０において、上記ステップＳ１４０において変更された目標電圧値にシステム電圧ＶＨが到達したと判定されたら、上記ステップＳ１３０において変更されたインバータのキャリア周波数ｆｃが元に戻され（ステップＳ１７０）、次のステップＳ１８０においてレゾルバの原点学習が高い精度にて実行される。
【００５８】
上記により、本実施態様に係るモータ制御装置においては、原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間においては、前記インバータのキャリア周波数ｆｃを低下させておく。これにより、本実施態様に係るモータ制御装置においては、スイッチング損失を低減することができ、結果として、当該モータ制御装置におけるエネルギー効率を更に向上させることができる。
【００５９】
尚、究極的には、スイッチング損失を低減させる観点からは、本発明に係るモータ制御装置において、原点学習が許可される場合に、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間において、スイッチング素子のスイッチング動作を停止して、インバータをシャットダウン状態とすることが望ましい。
【００６０】
即ち、本発明の第４の実施態様は、
本発明の前記第１又は前記第２の何れか１つに係るモータ制御装置であって、
原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間においては、前記インバータの全ての上アーム及び下アームのスイッチング素子を非導通状態とする、
モータ制御装置である。
【００６１】
上記のように、本実施態様に係るモータ制御装置においては、原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間においては、前記インバータの全ての上アーム及び下アームのスイッチング素子を非導通状態とする。これにより、本実施態様に係るモータ制御装置においては、原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間においては、スイッチング素子のスイッチング動作が停止されるため、スイッチング損失を排除することができ、結果として、当該モータ制御装置におけるエネルギー効率を更に向上させることができる。
【００６２】
ここで、添付図面を参照しながら、本実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習について、より詳しく説明する。図６は、前述のように、本発明のまた更にもう１つの実施態様に係るモータ制御装置において実行されるレゾルバの原点学習における各種処理の流れを表すフローチャートである。図６に示すように、本実施態様に係るモータ制御装置においても、図３に示した本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置と同様に、レゾルバの原点学習を実行するルーチンが開始されると、先ず、ステップＳ１１０において、学習許可判定が行われる。上記ステップＳ１１０において、レゾルバの原点学習を許可するための条件が満足されない（学習を許可しない）と判定される場合（ステップＳ１１０＝Ｎｏ）、当該ルーチンは終了される。
【００６３】
また、上記ステップＳ１１０において、レゾルバの原点学習を許可するための条件が満足される（学習を許可する）と判定される場合（ステップＳ１１０＝Ｙｅｓ）、次のステップＳ１４０において、インバータへの入力電圧（システム電圧ＶＨ）の目標電圧値が変更される。次いで、ステップＳ１４５において、システム電圧ＶＨが操作され、上記ステップＳ１４０において変更された目標電圧値へと変更される。このように、本実施態様に係るモータ制御装置における、ここまでの処理の流れは、図３に示した本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置と同様である。
【００６４】
即ち、本実施態様に係るモータ制御装置においても、従来技術に係るモータ制御装置とは異なり、レゾルバの原点学習の精度を向上させるためのシステム電圧ＶＨの変更（上昇）は、レゾルバの原点学習が許可される場合にのみ実行される。従って、本実施態様に係るモータ制御装置においても、図３に示した本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置と同様に、原点学習が実行されない場合にもシステム電圧ＶＨが上昇されることが回避されるので、モータ制御装置におけるエネルギー消費が無駄に増大されることが回避され、エネルギー効率の低下を抑制することができる。
【００６５】
上記に加えて、本実施態様に係るモータ制御装置においては、ステップＳ１３５においてインバータがシャットダウンされる。より詳しくは、インバータの全ての上アーム及び下アームのスイッチング素子を非導通状態とされる。その後、図４に示した本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置と同様に、次のステップＳ１４０においてシステム電圧ＶＨの目標電圧値が変更され、ステップＳ１４５においてシステム電圧ＶＨが操作されると共に、ステップＳ１５０においてインバータのキャリア周波数ｆｃの目標周波数が変更され、ステップＳ１５５においてインバータのキャリア周波数ｆｃが当該目標周波数へと変更される。
【００６６】
更に、ステップＳ１６０において、上記ステップＳ１４０において変更された目標電圧値にモータ電圧が到達したと判定されたら、上記ステップＳ１３５においてシャットダウンされたインバータが再起動され（ステップＳ１７５）、次のステップＳ１８０においてレゾルバの原点学習が高い精度にて実行される。
【００６７】
上記により、本実施態様に係るモータ制御装置においては、原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間においては、前記インバータの全ての上アーム及び下アームのスイッチング素子を非導通状態とする。これにより、本実施態様に係るモータ制御装置においては、原点学習が許可される場合において、前記インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが前記目標電圧値に到達するまでの期間においては、スイッチング素子のスイッチング動作が停止されるため、スイッチング損失を排除することができ、結果として、当該モータ制御装置におけるエネルギー効率を更に向上させることができる。
【００６８】
ところで、前述のように、本発明に係るモータ制御装置において、原点学習が許可される場合におけるインバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨの目標電圧値は、例えば、レゾルバの原点学習を実行しようとする際のモータの回転数に対応する必要電圧以上であり、且つ所望の学習精度が得られる電圧の電圧値として設定することができる。また、目標電圧値が高いほどモータにおける消費電力が増大することから、より好ましくは、当該目標電圧値は、例えば、レゾルバの原点学習を実行しようとする際のモータの回転数に対応する必要電圧以上であり、且つ所望の学習精度が得られる電圧の最も低い電圧値として設定することが望ましい。
【００６９】
従って、本発明の第５の実施態様は、
本発明の前記第１乃至前記第４の何れか１つに係るモータ制御装置であって、
前記目標電圧値が、原点学習を実行する際の前記モータの回転数に対応する必要電圧以上であって、且つ所望の学習精度が得られる最低の電圧である、
モータ制御装置である。
【００７０】
上記のように、本実施態様に係るモータ制御装置においては、前記目標電圧値が、原点学習を実行する際の前記モータの回転数に対応する必要電圧以上であって、且つ所望の学習精度が得られる最低の電圧である。これにより、本実施態様に係るモータ制御装置においては、当該モータ制御装置におけるエネルギー効率の低下を更に抑制しつつ、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度を向上させることができる。
【００７１】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成及び実行手順の組み合わせを有する幾つかの実施例について説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施態様に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることができる。
【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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