(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期モータの通電電流を２−３相通電で略正弦波通電と正弦波通電とを状態に応じて切り替える制御方法であって、電気角度３０度毎に出力される磁極位置センサを用い、演算によって電気角度３０度毎の磁極位置信号をその変化点を基準として時間の経過に従って補間して得られる正弦波通電により同期モータを駆動することを特徴とする同期モータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車などの駆動用モータおよびコントローラの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境保護のため電気自動車の開発が進められている。この電気自動車に搭載される駆動用モータの制御方法は、モータに搭載されたロータの磁極位置センサの出力信号に応じてモータ電流を制御している。センサ信号にはＣＳ信号とエンコーダ信号（Ａ、Ｂ相）が利用される。
【０００３】
絶対位置を出力しないタイプのエンコーダ信号を利用する場合、基準位置（Ｚ相）が入力されるまでは、図６に示すように、電気角度６０度毎のＣＳ信号の出力に応じて、矩形波で２相通電（図５）によりモータを駆動している。基準位置（Ｚ相）が入力されると、図７に示すように、エンコーダ信号を用いて（電気角度６０度毎に出力されるＣＳセンサ出力を用いて、モータ回転状態に応じて、電気角度６０度毎の矩形波通電から演算による）正弦波通電に切り替えて制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の矩形波通電時に電気角度６０度毎に通電すると、非常に低速でモータを駆動した時に、通電の切り替え振動が気になり、電気自動車に搭載した場合、ノッキンングに近いショックを感じる可能性があり、運転者に違和感をあたえる問題があった。
【０００５】
さらに、従来の矩形波駆動と正弦波駆動の切替部の電流波形（図７）に示すように、矩形波通電と正弦波通電とを（モータ回転状態で）切り替えて制御する場合、矩形波駆動時に６０度毎の通電であれば正弦波駆動時とのトルクリップルの差が大きく、制御が切り替わったことが体感され、運転者に違和感をあたえる問題があった。
【０００６】
また、自動車に搭載すると磁極位置センサのないモータの制御はセンサ付きと比べると信頼性が劣る問題があった。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するもので、ロータの磁極位置センサを備えた同期モータの通電切り替えに伴う振動を低減する同期モータの制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、同期モータの通電電流を、電気角度３０度毎に出力する磁極位置センサの出力を用いて２−３相通電により略正弦波で駆動するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために本発明は、ロータの磁極位置を検出して電気角度３０度毎に出力する磁極位置センサを備えた同期モータの通電電流を、磁極位置センサの出力を用いて、２−３相通電により略正弦波で駆動するものである。
【００１０】
また、同期モータの通電電流を矩形波通電と正弦波通電とを状態に応じて切り替える制御方法であって、電気角度３０度毎に出力される磁極位置センサを用いて矩形波通電時に、２相通電時の電流または３相通電時の電流をそれぞれ制御して、同期モータを駆動するものである。
【００１１】
さらに、同期モータの通電電流を２−３相通電で略正弦波通電と正弦波通電とを状態に応じて切り替える制御方法であって、電気角度３０度毎に出力される磁極位置センサを用い、演算によって電気角度３０度毎の磁極位置信号を補間して得られる正弦波通電により同期モータを駆動するものである。
【００１２】
このように、モータに搭載されるセンサの形態によらず、電気角度で３０度毎にロータの磁極位置検出し出力できる磁極位置センサを搭載したので、矩形波通電でモータを制御する際に、電気角度３０度毎の２−３相通電でモータを制御できる。
【００１３】
また、２相通電時あるいは３相通電時の電流値をそれぞれの近似の正弦波ポイントに制御することで、略正弦波の２−３相通電が可能になる。
【００１４】
さらに、略正弦波通電から演算によって電気角度３０度毎の磁極位置信号を補間して得られる正弦波通電により駆動するため、従来の矩形波通電から正弦波通電に切り替える場合に比べて切り替え時の変動（振動）を抑制できる。
【００１５】
上記構成により、矩形波通電時に、略正弦波でモータ通電が可能となり、通電切り替えに伴う振動を低減でき、運転者に違和感を与えない同期モータの制御方法が得られる。
【００１６】
【実施例】
以下本発明の一実施例について図を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例における２−３相通電のモータの電流波形を示しており、矩形波通電時に、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相を電気角度３０度毎に２相通電と３相通電を交互に繰り返し通電している。これにより同期モータを２−３相通電で駆動することができる。
【００１８】
また、図２は本発明の電気角度３０度毎に出力する磁極位置センサの出力波形を示しており、具体的な構成は図示していないが、磁極位置センサの構成を問わず電気角度３０度毎に出力するようにしたものであり、矩形波通電する際に、磁極位置センサ出力を３０度毎の出力を用いて、同期モータを２−３相通電することが可能となる。
【００１９】
さらに、矩形波駆動時、３相通電電流が１００×ｓｉｎ６０°（％）になるよう、３相通電電流を制御することで、電気角度３０度毎の波形を近似した正弦波（略正弦波）を構成することができる（図１の（２）、（４）、（６）、（８）、（１０）、（１２）のポイント）。
【００２０】
また、同様に、２相通電電流を制御し、２相通電電流が１００×ｓｉｎ６０°（％）になるよう制御することで、電気角度３０度毎の波形を近似した正弦波（略正弦波）を構成することができる（図１の（１）、（３）、（５）、（７）、（９）、（１１）のポイント）。
【００２１】
なお、略正弦波駆動時の電流制御の比率をｓｉｎ６０°としたが、その近傍でもよい。
【００２２】
このように２相通電時あるいは３相通電時の電流をそれぞれの比率に制御することで、正弦波を１２分割（３０度毎）した略正弦波の電流制御ができるので、矩形波駆動時の振動をさらに低減することができる。
【００２３】
図３は矩形波駆動（略正弦波駆動）から正弦波駆動の切替部の電流波形を示しており、従来の矩形波駆動から正弦波駆動への切替部の電流波形（図７）と比較して、２−３相通電（略正弦波駆動）から演算による正弦波駆動への切り替え段差が小さく滑らかな切り替えが可能となり、切り替え時の振動を低減できる。  さらに、図４は電気角度３０度毎に出力される磁極位置信号をモータの状態から演算によって補間して算出された正弦波出力信号を示しており、演算により補間できない（３０度の）間のみ上述した２−３相通電の略正弦波通電により同期モータを駆動し、その後、正弦波駆動に切り替える。
【００２４】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように本発明によれば、矩形波通電時に２−３相通電で駆動する際に、２相通電時あるいは３相通電時、それぞれ正弦波に近似した比率で電流制御するのでさらに振動を低減することができる。
【００２８】
このように、２−３相通電または略正弦波で同期モータを駆動するので、通電切り替え時の振動を抑制できる。例えば電気自動車の駆動源として用いれば、運転者に違和感を与えない優れた制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における２−３相通電の説明図
【図２】本発明の一実施例における磁極位置センサの出力波形図
【図３】本発明の一実施例の矩形波駆動から正弦波駆動への切り替え説明図
【図４】本発明の一実施例の補間して算出された正弦波出力波形図
【図５】従来の矩形波通電の説明図
【図６】従来の磁極位置センサの出力波形図
【図７】従来の矩形波駆動から正弦波駆動への切り替え説明図
【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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