(57)【要約】【課題】モータ制御装置において、種々のパラメータが所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保する。【解決手段】所定のパラメータについて所望の学習精度を達成するのに好適な第１の範囲及び第１の範囲よりも広い第２の範囲を定め、当該パラメータが第１の範囲に入る場合はレゾルバの原点学習を行い、当該パラメータが第１の範囲には入らず且つ第２の範囲に入る場合はレゾルバの原点学習を行うと共に原点学習を改めて実行し、当該パラメータが第２の範囲に入らない場合は原点学習を実行しないことにより、レゾルバの原点学習の精度を高めつつ、原点学習の頻度を確保することができる。【選択図】図６
2014023406.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し、
前記モータが回転してお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行い、
前記インバータの上アーム及び下アームの電気的導通が同時に遮断される期間であるデットタイムを設ける場合に、前記モータの回転数が予め定められた範囲内にある状態においてのみ、前記レゾルバの原点学習を許可する学習許可判定を実行する、
モータ制御装置において、
前記レゾルバの原点学習が許可される場合に、
前記モータの回転数が、前記モータの回転数によって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記モータの回転数によって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない、
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、
前記レゾルバの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の目標電圧値を変更して前記システム電圧ＶＨを操作し、
前記システム電圧ＶＨ及び前記モータの回転数が、前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記システム電圧ＶＨ及び前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記指令電圧及び前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない、
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、
前記レゾルバの原点学習が許可される場合に、
前記インバータのキャリア周波数の目標周波数を変更して前記キャリア周波数を操作し、
前記キャリア周波数及び前記モータの回転数が、前記キャリア周波数と前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記キャリア周波数及び前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記キャリア周波数と前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記キャリア周波数及び前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない、
モータ制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記レゾルバの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の目標電圧値を変更して前記システム電圧ＶＨを操作すると共に、前記インバータのキャリア周波数の目標周波数を変更して前記キャリア周波数を操作し、
前記キャリア周波数、前記システム電圧ＶＨ、及び前記モータの回転数が、前記キャリア周波数と前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記キャリア周波数、前記システム電圧ＶＨ、及び前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記キャリア周波数と前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記キャリア周波数、前記システム電圧ＶＨ、及び前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない、
モータ制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のモータ制御装置であって、
前記第１の範囲に該当する状態において原点学習を実行することができた場合には、前記第１の範囲に該当する状態において実行された原点学習の結果に基づいて前記レゾルバのオフセット値を特定し、
前記第１の範囲に該当する状態において原点学習を実行することができなかった場合には、前記第２の範囲に該当する状態において実行された原点学習の結果に基づいて前記レゾルバのオフセット値を特定する、
モータ制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のモータ制御装置であって、
前記第１の範囲に該当する状態において原点学習を実行することができなかった場合に、前記第２の範囲に該当する状態において実行された原点学習の結果の平均値として前記レゾルバのオフセット値を算出する、
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。より詳しくは、本発明は、種々のパラメータが所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することができ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】
2014023406.tif 000003
【０００７】
【数２】
2014023406.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及び２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ず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３を参照）。
【００１１】
更に、本発明者は、モータ制御装置において、レゾルバの原点学習の精度に影響を及ぼす要因となる種々のパラメータ（例えば、モータの回転数、インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨ、インバータのキャリア周波数）につき、レゾルバの原点学習の精度を向上させるのに好適な範囲を定め、制御しようとするパラメータが当該範囲内に入っている場合にのみ、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）。
【００１２】
しかしながら、上記のようにレゾルバの原点学習を実行する条件として種々のパラメータの範囲を限定すると、レゾルバの原点学習を実行するための全ての条件が好適な範囲に入って原点学習を実行することができる確率が低くなり、モータの回転子の原点補正を行う頻度が減少したり、モータの回転子の原点補正を行うことができなくなったりする虞がある。
【００１３】
即ち、当該技術分野においては、モータ制御装置において、種々のパラメータが所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することができる技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−１２９３５９号公報
【特許文献２】特開２００４−２６６９３５号公報
【特許文献３】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】
【００１５】
前述のように、当該技術分野においては、モータ制御装置において、種々のパラメータが所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することができる技術が求められている。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、モータ制御装置において、種々のパラメータが所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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し、
前記モータが回転してお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行い、
前記インバータの上アーム及び下アームの電気的導通が同時に遮断される期間であるデットタイムを設ける場合に、前記モータの回転数が予め定められた範囲内にある状態においてのみ、前記レゾルバの原点学習を許可する学習許可判定を実行する、
モータ制御装置において、
前記レゾルバの原点学習が許可される場合に、
前記モータの回転数が、前記モータの回転数によって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記モータの回転数によって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない、
モータ制御装置によって達成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、モータ制御装置において、種々のパラメータが所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】デッドタイムにおける電流の方向によるスイッチング指令とインバータの出力との関係の違いを説明する模式図である。
【図３】デッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下に対するインバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨの影響を説明する模式図である。
【図４】本発明の１つの実施態様に係るモータ制御装置におけるシステム電圧ＶＨとモータの回転数との組み合わせによって規定される高精度領域及び低精度領域を説明する模式的なグラフである。
【図５】デッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下に対するインバータのキャリア周波数の影響を説明する模式図である。
【図６】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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
前述のように、本発明の１つの目的は、モータ制御装置において、種々のパラメータが所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することである。本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、所望の学習精度よりも低い学習精度となる範囲にパラメータの値が入る場合においても原点学習を実行して学習頻度を増大させると共に、かかる場合には改めて原点学習を実行して、所望の学習精度にて原点学習を実行するように制御することにより、レゾルバの原点学習の精度を高めつつ、原点学習の頻度を確保することができることを見出した。
【００２０】
より具体的には、本発明者は、所定のパラメータについて所望の学習精度を達成するのに好適な第１の範囲及び第１の範囲よりも広い第２の範囲を定め、当該パラメータが第１の範囲に入る場合はレゾルバの原点学習を行い、当該パラメータが第１の範囲には入らず且つ第２の範囲に入る場合はレゾルバの原点学習を行うと共に原点学習を改めて実行し、当該パラメータが第２の範囲に入らない場合は原点学習を実行しないことにより、レゾルバの原点学習の精度を高めつつ、原点学習の頻度を確保す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。
【００２１】
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し、
前記モータが回転してお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行い、
前記インバータの上アーム及び下アームの電気的導通が同時に遮断される期間であるデットタイムを設ける場合に、前記モータの回転数が予め定められた範囲内にある状態においてのみ、前記レゾルバの原点学習を許可する学習許可判定を実行する、
モータ制御装置において、
前記レゾルバの原点学習が許可される場合に、
前記モータの回転数が、前記モータの回転数によって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記モータの回転数によって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない、
モータ制御装置である。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
ところで、前述のように、本発明は、モータ制御装置において、種々のパラメータが所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することを１つの目的とする。ここで、インバータを備えるモータ制御装置におけるレゾルバの原点制御における学習精度の低下要因としては、例えば、インバータにおけるデッドタイムの設定を挙げることができる。
【００２５】
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設けられる、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。
【００２６】
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ることにより、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）との間に差異が生ずる。この点につき、より詳しくは、図２を参照しながら以下に説明する。
【００２７】
図２は、前述のように、デッドタイムにおける電流の方向によるスイッチング指令（以降、「ＳＷ指令」と称する場合がある）とインバータの出力との関係の違いを説明する模式図である。先ず、図２（ａ）に示すように、電流の方向がプラス（即ち、インバータからモータの相コイルへと流れる方向）である場合は、ＳＷ指令の立ち上がりに対して、下アームのオフ（ＯＦＦ）指令は遅れないものの、上アームのオン（ＯＮ）指令はデッドタイムだけ遅れる。その結果、実電圧の立ち上がりは、ＳＷ指令の立ち上がりに対して、デッドタイムだけ遅れることとなる。一方、ＳＷ指令の立ち下がりに対しては、下アームのオン（ＯＮ）指令はデッドタイムだけ遅れるものの、上アームのオフ（ＯＦＦ）指令は遅れない。その結果、実電圧の立ち下がりは、ＳＷ指令の立ち下がりに対して、遅れないこととなる。このように、電流の方向がプラスである場合は、ＳＷ指令に対して、実電圧の立ち上がりは遅れ、立ち下がりは遅れない。結果として、電流の方向がプラスである場合は、指令デューティ比に対して、実デューティ比が小さくなる。
【００２８】
また、図２（ｂ）に示すように、電流の方向がマイナス（即ち、モータの相コイルからインバータへと流れる方向）である場合は、ＳＷ指令の立ち上がりに対して、上アームのオン（ＯＮ）指令はデッドタイムだけ遅れるものの、下アームのオフ（ＯＦＦ）指令は遅れない。その結果、実電圧の立ち上がりは、ＳＷ指令の立ち上がりに対して、遅れないこととなる。一方、ＳＷ指令の立ち下がりに対しては、上アームのオフ（ＯＦＦ）指令は遅れないものの、下アームのオン（ＯＮ）指令はデッドタイムだけ遅れる。その結果、実電圧の立ち下がりは、ＳＷ指令の立ち下がりに対して、デッドタイムだけ遅れることとなる。このように、電流の方向がマイナスである場合は、ＳＷ指令に対して、実電圧の立ち上がりは遅れず、立ち下がりは遅れる。結果として、電流の方向がマイナスである場合は、指令デューティ比に対して、実デューティ比が大きくなる。
【００２９】
更に、図２（ｃ）に示すように、電流の大きさが概ね０（ゼロ）で、電流の方向を上記のように特定することができない場合は、ＳＷ指令の立ち上がり及び立ち下がりにおけるデッドタイムにおいて、回転子の電気角に対応した誘起電圧の影響が実電圧に出現する。具体的には、ＳＷ指令の立ち上がりに対しては、上アームのオン（ＯＮ）指令はデッドタイムだけ遅れ、下アームのオフ（ＯＦＦ）指令は遅れない。その結果、電流の大きさが概ね０（ゼロ）であることから、当該デッドタイムにおいては本来であれば実電圧が立ち上がらない筈であるところ、回転子の電気角に対応した誘起電圧の影響により、実電圧が上がることとなる。しかしながら、当該デッドタイムにおいては上記のように上アームのオン（ＯＮ）指令は未だ発せられていないため上アームからの電圧は印加されず、ＳＷ指令と等価な実電圧は印加されない。従って、当該デッドタイムにおいては、上アームから印加されるべき電圧と上記誘起電圧との差分だけ、指令デューティ比に対して、実デューティ比が小さくなる。
【００３０】
一方、ＳＷ指令の立ち下がりに対しては、上アームのオフ（ＯＦＦ）指令は遅れず、下アームのオン（ＯＮ）指令はデッドタイムだけ遅れる。その結果、電流の大きさが概ね０（ゼロ）であることから、当該デッドタイムにおいては本来であれば実電圧が維持される筈であるところ、回転子の電気角に対応した誘起電圧の影響により、実電圧が下がることとなる。その結果、従って、当該デッドタイムにおいては、上記誘起電圧の影響により下がりきらずに残った実電圧の分だけ、指令デューティ比に対して、実デューティ比が大きくなる。
【００３１】
以上のように、指令デューティ比と実デューティ比と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低下する。
【００３２】
また、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。この際、従来技術に係るモータ制御装置においては、モータに対する要求トルクが０（ゼロ）である状態におけるモータの回転数にて、レゾルバの原点学習を実行する。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が実行される際のモータの回転数はなりゆきであり、モータの回転数によってレゾルバの原点学習の精度が影響を受けるという問題があった。
【００３３】
そこで、本発明者は、レゾルバの原点学習が実行される際のモータの回転数とレゾルバの原点学習の精度との関係について研究した結果、前述のように、レゾルバの原点学習を実行するに当たり、モータの回転数が予め定められた範囲内にある状態においてのみレゾルバの原点学習を許可することにより、レゾルバの原点学習の精度に対するデッドタイムの影響を低減し、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た。
【００３４】
具体的には、モータの回転数が低過ぎると、図１を参照しながら前述したような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、結果として、デッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下が著しくなるので望ましくない。このように、モータの各相に印加される電圧を供給するインバータにおいて、デッドタイムを設けた場合においても精度良くレゾルバの原点学習を実行するには、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。
【００３５】
従って、本実施態様に係るモータ制御装置においては、前記モータが回転してお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実行するに当たり、前記インバータの上アーム及び下アームの電気的導通が同時に遮断される期間であるデットタイムを設ける場合に、前記モータの回転数が予め定められた範囲内にある状態においてのみ、前記レゾルバの原点学習を許可する。これにより、本実施態様に係るモータ制御装置によれば、モータの各相に印加される電圧を供給するインバータにおいてデッドタイムを設けた場合においても、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。
【００３６】
尚、上記モータの回転数について予め定められた範囲の下限は、例えば、上述のように、ｄｑ座標におけるトルク電圧Ｖｑが小さくなり、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）ことに伴うレゾルバの原点学習の精度の低下が許容範囲に収まる範疇における最小値として定めることができる。一方、上記モータの回転数について予め定められた範囲の上限は、例えば、上述のように、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ることに伴うレゾルバの原点学習の精度の低下が許容範囲に収まる範疇における最大値として定めることができる。
【００３７】
しかしながら、前述のように、上記のようにレゾルバの原点学習を実行する条件としてモータの回転数の範囲を限定すると、原点学習を実行することができる確率が低くなり、モータの回転子の原点補正を行う頻度が減少したり、モータの回転子の原点補正を行うことができなくなったりする虞がある。
【００３８】
そこで、本実施態様に係るモータ制御装置においては、上述のように、
前記レゾルバの原点学習が許可される場合に、
前記モータの回転数が、前記モータの回転数によって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記モータの回転数によって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない。
【００３９】
例えば、本実施態様に係るモータ制御装置においては、所望の学習精度にてレゾルバの原点学習を実行することができるパラメータ（モータの回転数）の範囲（第１の範囲）に当該パラメータが該当する場合に原点学習を実行する。これに加え、上記範囲（第１の範囲）に当該パラメータが該当しない場合においても、上記範囲（第１の範囲）と比べて学習精度は低いものの広い範囲（第２の範囲）に当該パラメータ（モータの回転数）が該当する場合にも原点学習を実行する。これにより、原点学習の頻度を高めることができる。しかしながら、これだけでは原点学習の精度が低下してしまう。そこで、本実施態様に係るモータ制御装置においては、当該パラメータが第１の範囲には該当しないものの第２の範囲には該当する場合においてレゾルバの原点学習を実行した際には、改めて高い精度にて原点学習を実行すべく、原点学習をリトライする。これにより、学習頻度の増大に伴う学習精度の低下を抑制することができる。尚、当該パラメータが第２の範囲にすら該当しない場合は、原点学習を実行しない。
【００４０】
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、パラメータ（モータの回転数）が所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することができる。尚、当然のことながら、モータの回転数によって規定される第２の範囲は、上述の学習許可判定においてレゾルバの原点学習を許可するか否かを判定する判断基準となるモータの回転数について予め定められた範囲と等しいか、あるいは当該範囲よりも狭いことが望ましい。
【００４１】
また、本実施態様に係るモータ制御装置においてレゾルバの原点学習を行うか否かの判断基準となるパラメータの第１の範囲及び第２の範囲等は、例えば、モータ制御装置が備える記憶装置（例えば、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）等）にデータマップやデータテーブルとして格納され、モータ制御装置においてレゾルバの原点学習を許可するか否かの判定がなされる際に参照されるように構成することができる。あるいは、かかる第１の範囲及び第２の範囲等は、例えば、関数として定義されていてもよい。
【００４２】
ところで、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度は、上述したモータの回転数のみならず、他の種々の要因によっても影響を受ける。従って、より高い精度でレゾルバの原点学習を実行するには、学習精度に影響を及ぼす種々の要因を適切に制御して、より高い学習精度が得られる状況下で原点学習を実行することが望ましい。かかる要因の一例としては、例えば、インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨを挙げることができる。この場合、当該システム電圧ＶＨが適切な範囲に入るように制御することにより、より高い精度でレゾルバの原点学習を実行することができる。
【００４３】
具体的には、インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが低すぎると、モータが発するトルクが低下して、モータの回転が不安定となり、モータの回転数を一定に維持することができなくなる虞がある。斯くしてモータの回転が不安定になるとレゾルバの原点学習の精度も低下することから、レゾルバの原点学習を実行する際には、モータの回転数を維持するのに必要な電圧値以上の電圧値を目標電圧値として設定することが望ましい。
【００４４】
一方、本発明者による他の出願において開示しているように、インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが高くなるほど、デッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下が顕著になることを本発明者は見出した。
【００４５】
ここで、デッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下に対するインバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨの影響につき、添付図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。図３は、前述のように、デッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下に対するインバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨの影響を説明する模式図である。図２を参照しながら前述したように、インバータの上アーム及び下アームのデューティ比においては、デッドタイムを設けることにより、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）との間に差異が生ずる。
【００４６】
上記において、図３（１）に示すように、インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが低い場合は、デッドタイムを設けることにより指令デューティ比と実デューティ比との間に生ずる差異（図３における斜線部）は小さい。一方、図３（２）に示すように、インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが高い場合は、デッドタイムを設けることにより指令デューティ比と実デューティ比との間に生ずる差異（図３における斜線部）は大きい。このように、インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨが高くなるほど、デッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下が顕著になる。
【００４７】
従って、より高い精度でレゾルバの原点学習を実行するには、インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨを、原点学習を実行する際の前記モータの回転数を達成するのに必要とされる最低電圧以上の電圧となるように制御するのみならず、上記のようなデッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下を考慮して、レゾルバの原点学習の精度が許容不可能な程度にまで低下する電圧には到達しないように制御することが望ましい。
【００４８】
この場合、システム電圧ＶＨとモータの回転数との組み合わせによって規定される、所望の学習精度が得られる範囲（第１の範囲）（高精度領域）にシステム電圧ＶＨ及びモータの回転数が該当する場合にのみレゾルバの原点学習を実行することにより、より高い精度でレゾルバの原点学習を実行することができる。しかしながら、前述のように、レゾルバの原点学習を実行する条件として採用するパラメータを増やすと、全てのパラメータがレゾルバの原点学習を実行するのに好適な範囲に入る確率が低くなる。その結果、レゾルバの原点学習を実行する頻度が低下して、モータの回転子の原点補正を行う頻度が低下したり、モータの回転子の原点補正を行うことができなくなったりする虞がある。
【００４９】
従って、かかる場合においても、前述のように、これらのパラメータ（システム電圧ＶＨ及びモータの回転数）について所望の学習精度を達成するのに好適な第１の範囲（高精度領域）及び第１の範囲よりも広い第２の範囲（低精度領域）を定め、これらのパラメータが高精度領域に該当しなくても、低精度領域に該当する場合は、レゾルバの原点学習を行うと共に、原点学習を改めて実行することにより、レゾルバの原点学習の頻度を確保しつつ、レゾルバの原点学習の精度の低下を抑制することが望ましい。
【００５０】
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、
前記レゾルバの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の目標電圧値を変更して前記システム電圧ＶＨを操作し、
前記システム電圧ＶＨ及び前記モータの回転数が、前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記システム電圧ＶＨ及び前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記システム電圧ＶＨ及び前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない、
モータ制御装置である。
【００５１】
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、前記レゾルバの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の目標電圧値を変更して前記システム電圧ＶＨを操作する。これにより、前記システム電圧ＶＨが前記目標電圧値となるように制御して、前記レゾルバの原点学習を行う。その結果、本実施態様に係るモータ制御装置においては、インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨを適切な電圧値となるように制御することにより、より高い精度でレゾルバの原点学習を実行することができる。
【００５２】
しかしながら、前述のように、上記のようにレゾルバの原点学習を実行する条件としてシステム電圧ＶＨ及びモータの回転数の範囲を限定すると、原点学習を実行することができる確率が低くなり、モータの回転子の原点補正を行う頻度が減少したり、モータの回転子の原点補正を行うことができなくなったりする虞がある。
【００５３】
そこで、本実施態様に係るモータ制御装置においては、上述のように、
前記レゾルバの原点学習が許可される場合に、
前記システム電圧ＶＨ及び前記モータの回転数が、前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記システム電圧ＶＨ及び前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記システム電圧ＶＨ及び前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない。
【００５４】
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、レゾルバの原点学習を行うか否かについての判断がインバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨ及びモータの回転数に基づいて行われる。より具体的には、本実施態様に係るモータ制御装置においては、所望の学習精度にてレゾルバの原点学習を実行することができるパラメータ（システム電圧ＶＨ及びモータの回転数）の範囲（第１の範囲）にこれらのパラメータが該当する場合に原点学習を実行する。これに加え、上記範囲（第１の範囲）にこれらのパラメータが該当しない場合においても、上記範囲（第１の範囲）と比べて学習精度は低いものの広い範囲（第２の範囲）にこれらのパラメータ（システム電圧ＶＨ及びモータの回転数）が該当する場合にも原点学習を実行する。これにより、原点学習の頻度を高めることができる。
【００５５】
しかしながら、上記のように制御するだけでは原点学習の精度が低下してしまう。そこで、本実施態様に係るモータ制御装置においては、これらのパラメータが第１の範囲には該当しないものの第２の範囲には該当する場合においてレゾルバの原点学習を実行した際には、改めて高い精度にて原点学習を実行すべく、原点学習をリトライする。これにより、学習頻度の増大に伴う学習精度の低下を抑制することができる。尚、これらのパラメータが第２の範囲にすら該当しない場合は、原点学習を実行しない。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、システム電圧ＶＨ及びモータの回転数が所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することができる。
【００５６】
尚、システム電圧ＶＨとモータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲及び第２の範囲において、何れか１つのパラメータの上限値及び／又は下限値は、当該１つのパラメータ以外のパラメータの値とは独立に定まるものであってもよい。あるいは、システム電圧ＶＨとモータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲及び第２の範囲において、何れか１つのパラメータの上限値及び／又は下限値は、当該１つのパラメータ以外のパラメータの値によって変化するものであってもよい。
【００５７】
ここで、システム電圧ＶＨとモータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲及び第２の範囲につき、添付図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。図４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けるシステム電圧ＶＨとモータの回転数との組み合わせによって規定される高精度領域及び低精度領域を説明する模式的なグラフである。図４（ａ）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、所望の精度にてレゾルバの原点学習を行うのに好適な高精度領域（第１の範囲）が濃い網掛けで表されている。かかる高精度領域に該当するシステム電圧ＶＨとモータの回転数との組み合わせにおいては、所望の精度にてレゾルバの原点学習を行うことができることから、学習精度の向上のみを考慮すれば、システム電圧ＶＨ及びモータの回転数が高精度領域に該当する場合にのみ原点学習を実行すれば、レゾルバの原点学習の精度を高めることができる。
【００５８】
しかしながら、上述のように、レゾルバの原点学習を実行する条件としてのシステム電圧ＶＨ及びモータの回転数を狭い範囲に限定すると、原点学習を実行することができる確率が低くなり、モータの回転子の原点補正を行う頻度が減少したり、モータの回転子の原点補正を行うことができなくなったりする虞がある。そこで、本実施態様に係るモータ制御装置においては、図４（ａ）において薄い網掛けで示されている低精度領域を設ける。低精度領域は、高精度領域よりも広い範囲に及ぶシステム電圧ＶＨとモータの回転数との組み合わせによって規定される範囲である。本実施態様に係るモータ制御装置においては、かかる低精度領域にシステム電圧ＶＨ及びモータの回転数が該当する場合にも、レゾルバの原点学習が実行されるので、原点学習の頻度が低下することを抑制することができる。
【００５９】
加えて、本実施態様に係るモータ制御装置においては、低精度領域に該当するシステム電圧ＶＨ及びモータの回転数において原点学習を実行した場合は、改めて高い精度にて原点学習を実行すべく、原点学習をリトライする。これにより、学習頻度の増大に伴う学習精度の低下を抑制することができる。尚、システム電圧ＶＨ及びモータの回転数が低精度領域にすら該当しない場合は、レゾルバの原点学習を実行しない。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、システム電圧ＶＨ及びモータの回転数が所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することができる。
【００６０】
一方、図４（ｂ）に示すように、上述のような低精度領域を設けず、高精度領域のみを設ける場合においては、システム電圧ＶＨ及びモータの回転数が相対的に狭い高精度領域に該当する場合においてのみレゾルバの原点学習が実行されるため、原点学習を実行する頻度が低下して、モータの回転子の原点補正を行う頻度が減少したり、モータの回転子の原点補正を行うことができなくなったりする虞がある。
【００６１】
尚、図４に示した電圧（システム電圧ＶＨ）軸とモータの回転数軸とからなる座標系に表した高精度領域及び低精度領域はあくまでも模式的な例示であり、現実のモータ制御装置における高精度領域及び低精度領域は、個々のモータ制御装置及びモータの構成や仕様、特性等により、適宜定めることができる。
【００６２】
ところで、モータ制御装置におけるレゾルバの原点学習の精度は、上述したモータの回転数やインバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨのみならず、他の種々の要因によっても影響を受ける。従って、より高い精度でレゾルバの原点学習を実行するには、学習精度に影響を及ぼす種々の要因を適切に制御して、より高い学習精度が得られる状況下で原点学習を実行することが望ましい。かかる要因の更なる一例としては、例えば、インバータのキャリア周波数を挙げることができる。この場合、インバータのキャリア周波数を適切な周波数となるように制御することにより、より高い精度でレゾルバの原点学習を実行することができる。
【００６３】
具体的には、インバータのキャリア周波数が低すぎると、原点学習を実行する際のモータの回転数を達成するのに必要な指令電圧の制御頻度を確保することが困難となり、モータの回転が不安定となり、モータの回転数を一定に維持することができなくなる虞がある。斯くしてモータの回転が不安定になるとレゾルバの原点学習の精度も低下することから、レゾルバの原点学習を実行する際には、モータの回転数を維持するのに必要な最低キャリア周波数以上の周波数を目標周波数として設定することが望ましい。
【００６４】
一方、本発明者による他の出願において開示しているように、インバータのキャリア周波数が高くなるほど、回転子の電気角の１周期に含まれるデッドタイムの数が増えることから、デッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下は、インバータのキャリア周波数が高くなるほど顕著になることを本発明者は見出した。
【００６５】
ここで、デッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下に対するインバータのキャリア周波数の影響につき、添付図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。図５は、前述のように、デッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下に対するインバータのキャリア周波数の影響を説明する模式図である。図２を参照しながら前述したように、インバータの上アーム及び下アームのデューティ比においては、デッドタイムを設けることにより、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）との間に差異が生ずる。
【００６６】
上記において、図５（１）に示すように、インバータのキャリア周波数が低い場合は、回転子の電気角の１周期に含まれるデッドタイム（図５における斜線部）の数が少なく、デッドタイムを設けることにより指令デューティ比と実デューティ比との間に生ずる差異は小さい。一方、図５（２）に示すように、インバータのキャリア周波数が高い場合は、回転子の電気角の１周期に含まれるデッドタイム（図５における斜線部）の数が多く、デッドタイムを設けることにより指令デューティ比と実デューティ比との間に生ずる差異が大きい。このように、インバータのキャリア周波数が高くなるほど、デッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下が顕著になる。
【００６７】
従って、より高い精度でレゾルバの原点学習を実行するには、インバータのキャリア周波数を、原点学習を実行する際の前記モータの回転数を達成するのに必要とされる最低周波数以上の周波数となるように制御するのみならず、上記のようなデッドタイムを設けることに起因するレゾルバの原点学習の精度の低下を考慮して、レゾルバの原点学習の精度が許容不可能な程度にまで低下する周波数には到達しないように制御することが望ましい。より好ましくは、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なるように、インバータのキャリア周波数を制御することが望ましい。
【００６８】
この場合、キャリア周波数とモータの回転数との組み合わせによって規定される、所望の学習精度が得られる範囲（第１の範囲）（高精度領域）にキャリア周波数及びモータの回転数が該当する場合にのみレゾルバの原点学習を実行することにより、より高い精度でレゾルバの原点学習を実行することができる。しかしながら、前述のように、レゾルバの原点学習を実行する条件として採用するパラメータを増やすと、全てのパラメータがレゾルバの原点学習を実行するのに好適な範囲に入る確率が低くなる。その結果、レゾルバの原点学習を実行する頻度が低下して、モータの回転子の原点補正を行う頻度が低下したり、モータの回転子の原点補正を行うことができなくなったりする虞がある。
【００６９】
従って、かかる場合においても、前述のように、これらのパラメータ（キャリア周波数及びモータの回転数）について所望の学習精度を達成するのに好適な第１の範囲（高精度領域）及び第１の範囲よりも広い第２の範囲（低精度領域）を定め、これらのパラメータが高精度領域に該当しなくても、低精度領域に該当する場合は、レゾルバの原点学習を行うと共に、原点学習を改めて実行することにより、レゾルバの原点学習の頻度を確保しつつ、レゾルバの原点学習の精度の低下を抑制することが望ましい。
【００７０】
即ち、本発明の第３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、
前記レゾルバの原点学習が許可される場合に、
前記インバータのキャリア周波数の目標周波数を変更して前記キャリア周波数を操作し、
前記キャリア周波数及び前記モータの回転数が、前記キャリア周波数と前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記キャリア周波数及び前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記キャリア周波数と前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記キャリア周波数及び前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない、
モータ制御装置である。
【００７１】
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、前記レゾルバの原点学習が許可される場合に、前記インバータのキャリア周波数の目標周波数を変更して前記キャリア周波数を操作する。これにより、前記キャリア周波数が前記目標周波数となるように制御して、前記レゾルバの原点学習を行う。その結果、本実施態様に係るモータ制御装置においては、キャリア周波数を適切な周波数となるように制御することにより、より高い精度でレゾルバの原点学習を実行することができる。
【００７２】
しかしながら、前述のように、上記のようにレゾルバの原点学習を実行する条件としてキャリア周波数及びモータの回転数の範囲を限定すると、原点学習を実行することができる確率が低くなり、モータの回転子の原点補正を行う頻度が減少したり、モータの回転子の原点補正を行うことができなくなったりする虞がある。
【００７３】
そこで、本実施態様に係るモータ制御装置においては、上述のように、
前記レゾルバの原点学習が許可される場合に、
前記インバータのキャリア周波数の目標周波数を変更して前記キャリア周波数を操作し、
前記キャリア周波数及び前記モータの回転数が、前記キャリア周波数と前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記キャリア周波数及び前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記キャリア周波数と前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記キャリア周波数及び前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない。
【００７４】
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、レゾルバの原点学習を行うか否かについての判断がインバータのキャリア周波数及びモータの回転数に基づいて行われる。より具体的には、本実施態様に係るモータ制御装置においては、所望の学習精度にてレゾルバの原点学習を実行することができるパラメータ（キャリア周波数及びモータの回転数）の範囲（第１の範囲）にこれらのパラメータが該当する場合に原点学習を実行する。これに加え、上記範囲（第１の範囲）にこれらのパラメータが該当しない場合においても、上記範囲（第１の範囲）と比べて学習精度は低いものの広い範囲（第２の範囲）にこれらのパラメータ（キャリア周波数及びモータの回転数）が該当する場合にも原点学習を実行する。これにより、原点学習の頻度を高めることができる。
【００７５】
しかしながら、上記のように制御するだけでは原点学習の精度が低下してしまう。そこで、本実施態様に係るモータ制御装置においては、これらのパラメータが第１の範囲には該当しないものの第２の範囲には該当する場合においてレゾルバの原点学習を実行した際には、改めて高い精度にて原点学習を実行すべく、原点学習をリトライする。これにより、学習頻度の増大に伴う学習精度の低下を抑制することができる。尚、これらのパラメータが第２の範囲にすら該当しない場合は、原点学習を実行しない。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、キャリア周波数及びモータの回転数が所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することができる。
【００７６】
尚、キャリア周波数とモータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲及び第２の範囲において、何れか１つのパラメータの上限値及び／又は下限値は、当該１つのパラメータ以外のパラメータの値とは独立に定まるものであってもよい。あるいは、キャリア周波数とモータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲及び第２の範囲において、何れか１つのパラメータの上限値及び／又は下限値は、当該１つのパラメータ以外のパラメータの値によって変化するものであってもよい。
【００７７】
ところで、上記においては、モータの回転数単独、システム電圧ＶＨとモータの回転ストの組み合わせ、及びキャリア周波数とモータの回転ストの組み合わせによってそれぞれ規定される第１の範囲（高精度領域）及び第２の範囲（低精度領域）を定める実施態様について、それぞれ説明してきた。しかしながら、第１の範囲（高精度領域）及び第２の範囲（低精度領域）は、システム電圧ＶＨとキャリア周波数とモータの回転数との組み合わせによって規定されるものであってもよい。
【００７８】
即ち、本発明の第４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、
前記レゾルバの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の目標電圧値を変更して前記システム電圧ＶＨを操作すると共に、前記インバータのキャリア周波数の目標周波数を変更して前記キャリア周波数を操作し、
前記キャリア周波数、前記システム電圧ＶＨ、及び前記モータの回転数が、前記キャリア周波数と前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記キャリア周波数、前記システム電圧ＶＨ、及び前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記キャリア周波数と前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記キャリア周波数、前記システム電圧ＶＨ、及び前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない、
モータ制御装置である。
【００７９】
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、前記レゾルバの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の目標電圧値を変更して前記システム電圧ＶＨを操作すると共に、前記インバータのキャリア周波数の目標周波数を変更して前記キャリア周波数を操作する。これにより、前記システム電圧ＶＨが前記目標電圧値となるように制御すると共に、前記キャリア周波数が前記目標周波数となるように制御して、前記レゾルバの原点学習を行う。その結果、本実施態様に係るモータ制御装置においては、システム電圧ＶＨを適切な電圧値となるように制御すると共に、キャリア周波数を適切な周波数となるように制御することにより、更により高い精度でレゾルバの原点学習を実行することができる。
【００８０】
しかしながら、前述のように、上記のようにレゾルバの原点学習を実行する条件としてシステム電圧ＶＨ、キャリア周波数、及びモータの回転数の範囲を限定すると、原点学習を実行することができる確率が低くなり、モータの回転子の原点補正を行う頻度が減少したり、モータの回転子の原点補正を行うことができなくなったりする虞がある。
【００８１】
そこで、本実施態様に係るモータ制御装置においては、上述のように、
前記レゾルバの原点学習が許可される場合に、
前記キャリア周波数、前記システム電圧ＶＨ、及び前記モータの回転数が、前記キャリア周波数と前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行い、
前記キャリア周波数、前記システム電圧ＶＨ、及び前記モータの回転数が、前記第１の範囲に入らず且つ前記第１の範囲より広い範囲に及ぶ前記キャリア周波数と前記システム電圧ＶＨと前記モータの回転数との組み合わせによって規定される第２の範囲に入る場合は、前記レゾルバの原点学習を行うと共に、前記学習許可判定以降の過程を繰り返し、
前記キャリア周波数、前記システム電圧ＶＨ、及び前記モータの回転数が、前記第２の範囲に入らない場合は、前記レゾルバの原点学習を行わない。
【００８２】
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、レゾルバの原点学習を行うか否かについての判断が、インバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨ、インバータのキャリア周波数、及びモータの回転数に基づいて行われる。より具体的には、本実施態様に係るモータ制御装置においては、所望の学習精度にてレゾルバの原点学習を実行することができるパラメータ（システム電圧ＶＨ、キャリア周波数、及びモータの回転数）の範囲（第１の範囲）にこれらのパラメータが該当する場合に原点学習を実行する。これに加え、上記範囲（第１の範囲）にこれらのパラメータが該当しない場合においても、上記範囲（第１の範囲）と比べて学習精度は低いものの広い範囲（第２の範囲）にこれらのパラメータ（システム電圧ＶＨ、キャリア周波数、及びモータの回転数）が該当する場合にも原点学習を実行する。これにより、原点学習の頻度を高めることができる。
【００８３】
しかしながら、上記のように制御するだけでは原点学習の精度が低下してしまう。そこで、本実施態様に係るモータ制御装置においては、これらのパラメータが第１の範囲には該当しないものの第２の範囲には該当する場合においてレゾルバの原点学習を実行した際には、改めて高い精度にて原点学習を実行すべく、原点学習をリトライする。これにより、学習頻度の増大に伴う学習精度の低下を抑制することができる。尚、これらのパラメータが第２の範囲にすら該当しない場合は、原点学習を実行しない。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、システム電圧ＶＨ、キャリア周波数、及びモータの回転数が所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することができる。
【００８４】
尚、システム電圧ＶＨとキャリア周波数とモータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲及び第２の範囲において、何れか１つのパラメータの上限値及び／又は下限値は、当該１つのパラメータ以外のパラメータの値とは独立に定まるものであってもよい。あるいは、システム電圧ＶＨとキャリア周波数とモータの回転数との組み合わせによって規定される第１の範囲及び第２の範囲において、何れか１つのパラメータの上限値及び／又は下限値は、当該１つのパラメータ以外のパラメータの値によって変化するものであってもよい。
【００８５】
ここで、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、添付図面を参照しながら、より詳しく説明する。図６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。具体的には、ステップＳ１１０においては、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（トルク指令が０（ゼロ）である）か否かが判定される。
【００８６】
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Ｓ１２０においてインバータへの入力電圧であるシステム電圧ＶＨの目標電圧値が変更され、ステップＳ１３０においてシステム電圧ＶＨが目標電圧値に到達するように操作される。更に、ステップＳ１４０においてインバータのキャリア周波数の目標周波数を変更し、ステップＳ１５０においてインバータのキャリア周波数が当該目標周波数に到達するように操作される。
【００８７】
斯くしてシステム電圧ＶＨ及びキャリア周波数の操作が完了したら、次のステップＳ１６０において、各パラメータ（システム電圧ＶＨ、キャリア周波数、及びモータの回転数）が第２の範囲（低精度領域）に該当するか否かが判定される。上記ステップＳ１６０において、各パラメータが第２の範囲（低精度領域）に該当しないと判定される場合（ステップＳ１６０＝Ｎｏ）、当該ルーチンは終了される。一方、上記ステップＳ１６０において、各パラメータが第２の範囲（低精度領域）に該当すると判定される場合（ステップＳ１６０＝Ｙｅｓ）、次のステップＳ１７０において、各パラメータが第２の範囲（高精度領域）に該当するか否かが判定される。
【００８８】
上記ステップＳ１７０において、各パラメータが第１の範囲（高精度領域）に該当すると判定される場合（ステップＳ１７０＝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。一方、上記ステップＳ１７０において、各パラメータが第１の範囲（高精度領域）に該当しないと判定される場合（ステップＳ１６０＝Ｎｏ）も、次のステップＳ１９０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ものの、当該ルーチンは再びステップＳ１１０に戻り、原点学習が改めて実行される。
【００８９】
上記により、本実施態様に係るモータ制御装置によれば、前述のように、システム電圧ＶＨ、キャリア周波数、及びモータの回転数が所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保することができる。
【００９０】
ところで、上述の幾つかの実施態様を始めとする種々の実施態様を含む本発明に係るモータ制御装置において、各パラメータが第１の範囲に該当する状態において（高い精度にて）レゾルバの原点学習を実行することができた場合は、当該学習結果をレゾルバのオフセット値として採用し、例えば、レゾルバの原点補正等に利用することができる。一方、各パラメータが第１の範囲に該当する状態において高い精度にてレゾルバの原点学習を実行することができなかった場合には、当該学習結果をレゾルバのオフセット値として採用し、例えば、レゾルバの原点補正等に利用することができる。
【００９１】
即ち、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の実施態様の何れか１つに係るモータ制御装置であって、
前記第１の範囲に該当する状態において原点学習を実行することができた場合には、前記第１の範囲に該当する状態において実行された原点学習の結果に基づいて前記レゾルバのオフセット値を特定し、
前記第１の範囲に該当する状態において原点学習を実行することができなかった場合には、前記第２の範囲に該当する状態において実行された原点学習の結果に基づいて前記レゾルバのオフセット値を特定する、
モータ制御装置である。
【００９２】
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、前記第１の範囲に該当する状態において原点学習を実行することができた場合には、前記第１の範囲に該当する状態において実行された原点学習の結果に基づいて前記レゾルバのオフセット値を特定し、前記第１の範囲に該当する状態において原点学習を実行することができなかった場合には、前記第２の範囲に該当する状態において実行された原点学習の結果に基づいて前記レゾルバのオフセット値を特定する。
【００９３】
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、各パラメータが第１の範囲に該当する状態において（高い精度にて）レゾルバの原点学習を実行することができた場合のみならず、各パラメータが第１の範囲に該当する状態において（高い精度にて）レゾルバの原点学習を実行することができなかった場合においても、レゾルバの原点学習の頻度を確保し、また原点学習の結果をレゾルバのオフセット値として採用し、例えば、レゾルバの原点補正等に利用することができる。
【００９４】
ところで、各パラメータが第１の範囲に該当する状態において（高い精度にて）レゾルバの原点学習を実行することができなかったものの、各パラメータが第２の範囲に該当する状態において（低い精度にて）レゾルバの原点学習を複数回実行することができた場合には、これらの学習結果の平均値をレゾルバのオフセット値として算出し、例えば、レゾルバの原点補正等に利用することができる。
【００９５】
即ち、本発明の第６の実施態様は、
本発明の前記第５の実施態様に係るモータ制御装置であって、
前記第１の範囲に該当する状態において原点学習を実行することができなかった場合に、前記第２の範囲に該当する状態において実行された原点学習の結果の平均値として前記レゾルバのオフセット値を算出する、
モータ制御装置である。
【００９６】
尚、前記第１の範囲に該当する状態において原点学習を実行することができなかった場合に前記第２の範囲に該当する状態において実行された原点学習の結果の平均値として前記レゾルバのオフセット値を算出するに当たっては、複数の学習結果のぞれぞれに重み付けを付し、重み付け平均を求めてもよい。この際、個々の学習結果に付される重み付けは、例えば、第１の範囲において最も高い精度を達成し得るパラメータの値又は複数のパラメータの値の組み合わせからの乖離の度合いに基づいて定めることができる。
【００９７】
上記のように、上述の幾つかの実施態様を始めとする種々の実施態様を含む本発明に係るモータ制御装置においては、例えば、システム電圧ＶＨ、キャリア周波数、及びモータの回転数等のパラメータが所定の範囲に入る状態においてレゾルバの原点学習を実行することにより学習精度を高めようとする場合においても、原点学習の頻度を確保しつつ、高い精度でレゾルバの原点学習を行うことができる。
【００９８】
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】
2014023406.tif 000005
【図２】
2014023406.tif 000006
【図３】
2014023406.tif 000007
【図４】
2014023406.tif 000008
【図５】
2014023406.tif 000009
【図６】
2014023406.tif 000010