(57)【要約】  モーター制御装置は、モーターを制御するスイッチング素子と、スイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を出力する電流制御部と、ＰＷＭ信号のキャリア周波数を設定する設定部と、を含む。さらにモーター制御部は、モータートルク指令値と、キャリア周波数と、モーターの回転状態とに基づいて、トルクリプル補償値を設定するトルクリプル補償部を含む。そして電流制御部は、モータートルク指令値とトルクリプル補償値とに基づいてＰＷＭ信号を出力する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターを制御するスイッチング素子と、
スイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を出力する電流制御部と、
ＰＷＭ信号のキャリア周波数を設定する設定部と、
モータートルク指令値と、キャリア周波数と、モーターの回転状態とに基づいて、トルクリプル補償値を設定するトルクリプル補償部と、
を含み、
電流制御部は、モータートルク指令値とトルクリプル補償値とに基づいてＰＷＭ信号を出力する、
モーター制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモーター制御装置であって、
前記トルクリプル補償部は、
トルク指令値に基づいてトルクリプルの次数ごとに振幅と位相を推定する推定部と、
キャリア周波数に基づいてモーターに対する制御遅れ時間を算出する算出部と、
前記モーターの回転状態と制御遅れ時間とに基づいて、前記次数ごとに位相を補正したトルクリプル補償値を演算する補償値演算部と、を含む、
モーター制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモーター制御装置であって、
前記制御遅れ時間は、トルク指令値にトルクリプル補償値をフィードバックする処理時間と、トルク指令値からモーターへの制御電流値を演算する演算時間と、電流制御によるモーターの応答遅れ時間と、を含む、
モーター制御装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のモーター制御装置であって、
前記算出部は、トルク指令値とモーターの応答遅れ時間とが互いに対応付けられた応答遅れマップを用いて、前記制御遅れ時間を算出する、
モーター制御装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のモーター制御装置であって、
前記推定部は、トルク指令値ごとに各次数の振幅と位相が対応付けられた推定マップを用いて前記モーターに生じるトルクリプルを推定する、
モーター制御装置。
【請求項６】
モーターのトルクリプルを補償するモーター制御方法であって、
モーターを制御するスイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を出力する電流制御工程と、
ＰＷＭ信号のキャリア周波数を設定する設定工程と、
モータートルク指令値と、キャリア周波数と、モーターの回転状態とに基づいて、トルクリプル補償値を設定するトルクリプル補償工程と、
前記電流制御工程は、モータートルク指令値とトルクリプル補償値とに基づいてＰＷＭ信号を出力する、
モーター制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載される電動モーターを制御するモーター制御装置及びモーター制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＪＰ２００１−１９７７６５Ａには、モーターの回転数に応じて発生するトルクリプルを推定し、推定したトルクリプルからモーターのトルク指令値を補正する技術が開示されている。
【発明の概要】
【０００３】
しかしながら、前述した技術では、ＰＷＭ信号のキャリア周波数が変更されると、モーターに流れる制御電流や、モーターのトルクに応じて変化する応答遅れの特性が変わるため、トルクリプルを抑える効果が十分に得られないという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた。本発明の目的は、ＰＷＭ信号のキャリア周波数の変更の有無にかかわらず、モーターに生じるトルクリプルを抑制することにある。
【０００５】
本発明のある態様によれば、モーター制御装置は、モーターを制御するスイッチング素子と、スイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を出力する電流制御部と、ＰＷＭ信号のキャリア周波数を設定する設定部と、を含む。そしてモーター制御装置は、モータートルク指令値と、キャリア周波数と、モーターの回転状態とに基づいて、トルクリプル補償値を設定するトルクリプル補償部を含む。電流制御部は、モータートルク指令値とトルクリプル補償値とに基づいてＰＷＭ信号を出力することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明の実施形態におけるモーター制御装置を示す図である。
【図２】図２は、電流制御遅れに起因するトルクリプルの位相のずれを示す図である。
【図３】図３は、本実施形態におけるトルクリプル補償部の詳細を示す構成図である。
【図４Ａ】図４Ａは、トルク指令値とトルクリプルの振幅の補償係数との関係を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、トルク指令値とトルクリプルの位相の補償係数との関係を示す図である。
【図５】図５は、トルク指令値に応じたモーターの応答遅れ時間を示す図である。
【図６】図６は、トルクリプル補償値の補正方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、位相を補正したトルクリプル補償値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態におけるモーター制御装置を示す構成図である。
【０００９】
モーター制御装置１は、本実施形態では車両に搭載される電動モーターを制御するものである。モーター制御装置１は、バッテリー２と、モーター２０と、トルクリプル補償部３０と、制御部１００と、を備える。制御部１００は、インバーター１０と、演算器４１と、電流制御部４２と、を備える。
【００１０】
インバーター１０は、モーター２０を制御する装置である。インバーター１０は、バッテリー２の直流電力を三相交流電力に変換する。また、インバーター１０は、モーター２０の回転力によって発生した回生電力（三相交流電力）を直流電力に変換してバッテリー２に供給する。
【００１１】
インバーター１０は、複数のスイッチング素子によって構成される。スイッチング素子は、例えば、バッテリー２とモーター２０との間を接続又は切断するトランジスタにより実現される。スイッチング素子によって、モーター２０に供給される電力を調整することができる。
【００１２】
スイッチング素子は、スイッチング素子の制御端子で受けたＰＷＭ（パルス幅変調：pulse width modulation）信号に応じてバッテリー２とモーター２０との接続状態を切り替える。例えば、スイッチング素子は、ＰＷＭ信号がＨ（Ｈｉｇｈ）レベルのときにバッテリー２とモーター２０の間を接続する。これにより、バッテリー２から制御電流がモーター２０に供給される。一方、ＰＷＭ信号がＬ（Ｌｏｗ）レベルのときにバッテリー２とモーター２０の接続を切断する。これにより、モーター２０に供給される制御電流が停止される。
【００１３】
このように、インバーター１０のスイッチング素子によって、バッテリー２からモーター２０にＰＷＭ信号に応じた制御電流が供給される。
【００１４】
モーター２０は、車両を駆動する電動モーターである。モーター２０は、インバーター１０で調整された制御電流によって回転する。モーター２０には、モーターの回転状態を検出する検出センサー２１が設けられている。
【００１５】
検出センサー２１は、モーター２０の電気角を検出する。検出センサー２１は、例えばレゾルバーである。また、検出センサー２１は、所定時間ごとに検出した電気角から電気角速度を算出する。そして検出センサー２１は、所定時間ごとにモーター２０の電気角と電気角速度とを示す回転状態情報を出力する。回転状態情報は、フィードバック信号線１２０を介してトルクリプル補償部３０に入力される。
【００１６】
トルクリプル補償部３０は、検出センサー２１からの回転状態情報を用いてトルクリプル補償値を算出する。トルクリプル補償値は、モーター２０で生じるトルクの脈動（リップル）を補償するために用いられる。トルクリプル補償部３０は、算出したトルクリプル補償値を演算器４１に出力する。
【００１７】
制御部１００は、信号線１１０から入力されるトルク指令値に従って、インバーター１０を制御してモーター２０を駆動する。トルク指令値は、モーター２０で発生すべきトルク値を示す。例えば、トルク指令値は、車両の走行状態を制御するコントローラー（不図示）から信号線１１０を介して送られてくる。
【００１８】
演算器４１は、トルクリプル補償部３０からのトルクリプル補償値をトルク指令値にフィードバックする。具体的には、演算器４１は、トルク指令値からトルクリプル補償値を減算し、減算したトルク指令値を電流制御部４２に出力する。
【００１９】
電流制御部４２は、演算器４１からのトルク指令値に応じてＰＷＭ信号を生成する。すなわち、電流制御部４２は、トルク指令値とトルクリプル補償値とに基づいてＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号をインバーター１０に出力する。電流制御部４２は、ＰＷＭ信号によってインバーター１０のスイッチング素子を制御する。
【００２０】
具体的には、電流制御部４２は、演算器４１からトルク指令値が入力されると、トルク指令値に基づいてモーター２０に供給する電力を決定する。そして電流制御部４２は、決定された電力に応じてＰＷＭ信号のパルス幅を調整する。電流制御部４２は、調整されたＰＷＭ信号をインバーター１０内のスイッチング素子の制御端子に出力する。これにより、ＰＷＭ信号に応じてスイッチング素子が高速に切替えられ、スイッチング素子で調整された制御電流がモーター２０に流れる。
【００２１】
電流制御部４２は、設定部４２１を含む。設定部４２１は、インバーター１０のスイッチング素子の動作状態に基づいて、ＰＷＭ信号の搬送波周波数（以下「キャリア周波数」と称する）を設定する。設定部４２１は、例えば、スイッチング素子の温度が許容上限値を超えたときに、ＰＷＭ信号のキャリア周波数を、「基準キャリア」から、基準キャリアよりも低い周波数の「低周波キャリア」に切り替える。これにより、スイッチング素子の高速切替えに伴う発熱が原因で素子が損傷することを回避できる。
【００２２】
このようなモーター制御装置では、トルクリプル補償値によってトルク指令値が補正されるので、モーターに生じるトルクリプルを低減することができる。しかしながら、ＰＷＭ信号のキャリア周波数が別の周波数に切り替えられると、モーターに流れる制御電流の特性や、トルク指令値に応じて変化する応答遅れの特性が変わってしまう。すなわち、モーターの制御時に生じる制御遅れ時間が変わってしまう。
【００２３】
図２は、モーターに対する制御遅れの変化に起因するトルクリプルを示す概念図である。図２には、点線によって、本来モーターに生じるはずのトルクリプルが示され、破線によって、ＰＷＭ信号のキャリア周波数の変更に伴い位相ずれしたトルクリプル補償値が示されている。さらに図２には、実線によって、トルク指令値からトルクリプル補償値を減算した補償後のトルクリプルが示されている。また図２では、横軸が時間を示し、縦軸がトルクリプルの振幅を示す。
【００２４】
図２に示すように、ＰＷＭ信号のキャリア周波数が変更されると、トルクリプル補償値の位相がずれてしまい、トルクリプルを抑える効果が十分に得られなくなるばかりではなく、かえってトルクリプルが大きくなってしまう。このため、トルクリプル補償値の位相のずれを十分に小さくすることが重要であることを発明者らは知見した。
【００２５】
そこで本実施形態では、ＰＷＭ信号のキャリア周波数の切替えに応じてトルクリプル補償値の位相を補正する。なお、ＰＷＭ信号のキャリア周波数は、以下「ＰＷＭキャリア周波数」とも呼ばれる。
【００２６】
以下、本実施形態の詳細について説明する。
【００２７】
設定部４２１は、ＰＷＭ信号のキャリア周波数を設定すると、設定したキャリア周波数を、信号線１３０を介してトルクリプル補償部３０に出力する。
【００２８】
トルクリプル補償部３０には、フィードバック信号線１２０からの回転状態情報と、信号線１３０からのＰＷＭキャリア周波数の他に、信号線１１０からトルク指令値が入力される。
【００２９】
トルクリプル補償部３０は、トルク指令値と回転状態情報とＰＷＭキャリア周波数とに基づいて、トルクリプル補償値を演算する。例えば、トルクリプル補償部３０は、トルク指令値と回転状態情報とを用いて、モーター２０に生じるトルクリプルを特定し、特定したトルクリプルの位相をＰＷＭキャリア周波数に応じて補正する。トルクリプル補償部３０は、補正したトルクリプルをトルクリプル補償値として演算器４１にフィードバックする。
【００３０】
図３は、トルクリプル補償部３０の詳細を示す構成図である。
【００３１】
トルクリプル補償部３０は、トルクリプル推定部３１と、位相補正係数算出部３２と、補償値演算部３３と、補償係数保持部３１１と、補正情報保持部３２１と、を備える。
【００３２】
補償係数保持部３１１は、トルク指令値に応じたトルクリプルの補償係数を保持する。本実施形態では、補償係数保持部３１１には、トルクリプルの次数ごとに補償係数マップ（ＭＡＰ）が記録される。補償係数マップには、トルク指令値ごとに各次数ｎ（ｎは正数）の振幅Ｋｎと位相θｎとが互いに対応付けられている。なお、補償係数マップの詳細については図４を参照して後述する。
【００３３】
トルクリプル推定部３１は、信号線１１０からのトルク指令値に基づいて、モーター２０で生じるトルクリプルの振幅と位相を予測する。トルクリプル推定部３１は、トルク指令値を受けると、補償係数保持部３１１を参照し、トルクリプルの次数ｎごとに、トルク指令値に対応する振幅Ｋｎと位相θｎの係数を補償値演算部３３に出力する。
【００３４】
補正情報保持部３２１は、ＰＷＭキャリア周波数ごとに、モーター２０に対する制御遅れ時間ｔｘを保持する。本実施形態では、補正情報保持部３２１には、基準キャリアでの制御遅れ時間を示す基準キャリア情報と、低周波キャリアでの制御遅れ時間を示す低周波キャリア情報と、が記録される。
【００３５】
制御遅れ時間ｔｘは、サンプリングホールド回路による調整遅れ時間と、トルク指令値の演算遅れ時間と、電流制御による応答遅れ時間と、を積算した時間である。
【００３６】
サンプリングホールド回路による調整遅れ時間は、例えば、演算器４１でトルク指令値にトルクリプル補償値をフィードバックするためのタイミング調整に必要な調整時間である。
【００３７】
トルク指令値の演算遅れ時間は、モーター２０に供給される制御電流値をトルク指令値に基づいて決定する演算時間や、ＰＷＭ信号のパルス幅を制御電流値に応じた値に設定するまでの遅れ時間等を含む。
【００３８】
電流制御による応答遅れ時間は、インバーター１０の応答遅れ時間と、制御電流値によって定まるモーター２０の応答遅れ時間と、を含む。なお、制御電流値ごとにモーター２０に生じるインダクタンスは変わるため、モーター２０の応答遅れ時間は、制御電流値に応じて変化する。このため、モーター２０の応答遅れ時間とトルク指令値との関係を示すモーター応答遅れマップを補正情報保持部３２１に記憶するようにしてもよい。モーター応答遅れマップについては図５を参照して後述する。
【００３９】
位相補正係数算出部３２は、信号線１３０からのＰＷＭキャリア周波数に基づいて、補正情報保持部３２１を参照し、制御遅れ時間ｔｘを算出する。
【００４０】
位相補正係数算出部３２は、例えば、「低周波キャリア」のＰＷＭキャリア周波数を受けると、補正情報保持部３２１の低周波キャリア情報に示された制御遅れ時間ｔｘを取得する。位相補正係数算出部３２は、取得した制御遅れ時間ｔｘを、トルクリプルの位相補正係数として補償値演算部３３に出力する。
【００４１】
補償値演算部３３は、位相補正係数算出部３２からの位相補正係数ｔｘに応じて、トルクリプルの位相を補正したトルクリプル補償値を演算する。
【００４２】
補償値演算部３３は、トルクリプル推定部３１からの各次数ｎの振幅Ｋｎ及び位相θｎの補償係数と、位相補正係数算出部３２からの位相補正係数ｔｘとを取得すると共に、フィードバック信号線１２０からモーター２０の電気角θ及び電気角速度ωを取得する。
【００４３】
補償値演算部３３は、各次数ｎの振幅Ｋｎ及び位相θｎの補償係数と、位相補係数ｔｘと、電気角θ及び電気角速度ωとを用いて、次式（１）のとおり、ｎ次のトルクリプル成分Ｔｎを算出する。
【００４４】
【数１】
2014045760.tif 000003
【００４５】
すなわち、補償値演算部３３は、電気角速度ωに位相補正係数ｔｘを乗算し、乗算した値（ω・ｔｘ）に電気角θを加算して位相補正値（ω・ｔｘ＋θ）を算出する。補償値演算部３３は、位相補正値に次数ｎを乗算し、乗算した位相補正値{ｎ・（ω・ｔｘ＋θ）}を位相θｎに加算して補正後のトルクリプルの位相{ｎ・（ω・ｔｘ＋θ）＋θｎ}を算出する。
【００４６】
そして補償値演算部３３は、補正後の位相{ｎ・（ω・ｔｘ＋θ）＋θｎ}での正弦波の値に振幅Ｋｎを乗算してｎ次のトルクリプル成分Ｔｎを次数ごとに算出する。補償値演算部３３は、全ての次数のトルクリプル成分Ｔｎの総和をトルクリプル補償値Ｔｓとして演算器４１に出力する。
【００４７】
このように、補償値演算部３３は、モーター２０に対する制御遅れ時間ｔｘに応じたトルクリプルの位相補正値{ｎ・（ω・ｔｘ＋θ）}を算出することにより、トルクリプル補償値を補正する。したがって、トルクリプルの各成分に合わせて位相を補正しているため、制御遅れ時間ｔｘに起因するトルクリプル補償値の位相のずれを精度よく補正することができる。よって、設定部４２１によってＰＷＭ信号のキャリア周波数を変更しても、モーター２０で生じるトルクリプルを抑制することができる。
【００４８】
図４Ａ及び図４Ｂは、補償係数保持部３１１に保持される補償係数マップを示す図である。図４Ａは、トルク指令値と振幅Ｋｎの補償係数との関係を示す図である。図４Ｂは、トルク指令値と位相θｎの補償係数との関係を示す図である。
【００４９】
図４Ａに示すように、トルク指令値の絶対値が０（ゼロ）から制御範囲の中間よりも上限値寄りのところで、トルクリプルの振幅Ｋｎが最大となる。そこからさらにトルク指令値が大きくなると振幅Ｋｎは低下する。
【００５０】
図４Ｂに示すように、トルク指令値のゼロから上限値までの正側制御範囲内では、トルク指令値が大きくなるにつれて一旦下降した位相θｎは、途中からトルク指令値ゼロのときの値に戻る。また、トルク指令値のゼロから下限値までの負側制御範囲内でも、トルク指令値が小さくなるにつれて上昇した位相θｎは、途中からトルク指令値ゼロのときの値にまで戻る。
【００５１】
このように、トルク指令値に応じてトルクリプルの振幅Ｋｎ及び位相θｎは変化する。本実施形態では、予め実験結果等によって得られたトルクリプルの特性を補償係数保持部３１１に記録しておき、信号線１１０からのトルク指令値に応じて、補償係数マップに対応付けられた振幅Ｋｎ及びθｎを取得する。これにより、トルク指令値の入力があるたびにトルクリプルの解析に要する複雑な演算処理を削減できるので、トルクリプル推定部３１の処理負荷を軽減することができる。
【００５２】
また、モーター２０のトルクと回転速度とで特定される動作点によってインダクタンスが変わるため、トルク指令値に応じてモーター２０の応答遅れ時間も変化する。そのため、トルク指令値と応答遅れ時間との関係を示すモーター応答遅れマップを補正情報保持部３２１に記録しておいてもよい。
【００５３】
図５は、モーター応答遅れ時間マップを示す図である。図５では、横軸がトルク指令値を示し、縦軸がモーター２０の応答遅れ時間を示す。
【００５４】
図５に示すように、トルク指令値がゼロに近づくにつれて応答遅れ時間が大きくなる。このように、トルク指令値がゼロの近傍では、応答遅れ時間が指数関数的に大きくなるため、制御遅れ時間の誤差が大きくなり、トルクリプル補償値の精度が低下する。
【００５５】
このため、トルク指令値と応答遅れ時間とを互いに対応付けた補正マップを、ＰＷＭキャリア周波数ごとに補正情報保持部３２１に記憶しておくことが望ましい。
【００５６】
例えば、補正情報保持部３２１には、ＰＷＭキャリア周波数ごとに、制御遅れ時間ｔｘと共に補正マップを記憶しておく。そして位相補正係数算出部３２は、信号線１３０からＰＷＭキャリア周波数を受け付けると、補正情報保持部３２１を参照し、ＰＷＭキャリア周波数に対応する制御遅れ時間ｔｘと補正マップとをそれぞれ特定する。
【００５７】
そして位相補正係数算出部３２１は、特定した補正マップを参照し、信号線１１０からのトルク指令値に対応付けられた応答遅れ時間を取得し、その応答遅れ時間を用いて制御遅れ時間ｔｘを補正する。その後、位相補正係数算出部３２１は、補正後の制御遅れ時間を位相補正係数として補償値演算部３３に出力する。これにより、トルクリプル補償値の位相のずれをより小さくすることができる。
【００５８】
次にモーター制御装置１の動作について詳細に説明する。
【００５９】
図６は、トルクリプル補償値の補正方法を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、ステップＳ９１において位相補正係数算出部３２は、信号線１３０から入力されるＰＷＭキャリア周波数が、基準キャリアの周波数であるか否かを判断する。
【００６１】
ステップＳ９２において位相補正係数算出部３２は、ＰＷＭキャリア周波数が基準キャリアの周波数と判断した場合には、位相補正係数ｔｘを基準キャリアでの制御遅れ時間に設定する。例えば、位相補正係数算出部３２は、補正情報保持部３２１を参照し、基準キャリア情報に対応付けられた制御遅れ時間を算出する。
【００６２】
一方、ステップＳ９３において位相補正係数算出部３２は、ＰＷＭキャリア周波数が低周波キャリアの周波数と判断した場合には、位相補正係数ｔｘを低周波キャリアでの制御遅れ時間に設定する。例えば、位相補正係数算出部３２は、補正情報保持部３２１を参照し、低周波キャリア情報に対応付けられた制御遅れ時間を算出する。
【００６３】
そしてステップＳ９３において補償値演算部３３は、式（１）に従って、位相補正係数ｔｘで補正したトルクリプル補償値を演算し、その演算結果をトルク指令値にフィードバックする。
【００６４】
図７は、補償値演算部３３によって位相を補正したトルクリプル補償値を示す図である。図７には、点線によって、本来モーター２０に生じるはずのトルクリプルが示され、破線によって、位相補正係数の適用による位相の合ったトルクリプル補償値が示され、実線によって、補償後のトルクリプルが示されている。横軸が時間を示し、縦軸がトルクリプルの振幅を示す。
【００６５】
図７に示すように、ＰＷＭ信号のキャリア周波数の切替えに伴い、モーター２０に対する制御遅れ時間が変化しても、位相補正係数を用いてトルクリプル補償値の位相を補正するので、トルクリプルを相殺することができる。
【００６６】
本発明の実施形態によれば、設定部４２１でＰＷＭ信号のキャリア周波数が低周波キャリアに切り替えられると、低周波キャリアのキャリア周波数に応じてトルクリプル補償値を補正する。
【００６７】
このため、ＰＷＭ信号のキャリア周波数の変更の有無にかかわらず、トルクリプルを抑制することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、トルクリプル推定部３１が、トルク指令値に基づいてトルクリプルの次数ごとに振幅と位相を推定し、位相補正係数算出部３２が、キャリア周波数に基づいてモーター２０に対する制御遅れ時間を算出する。そして補償値演算部３３が、式（１）に示すように、モーター２０の回転状態と制御遅れ時間とに基づいて、トルクリプルの次数ごとに位相を補正したトルクリプル補償値を演算する。
【００６９】
これにより、ＰＷＭキャリア周波数の変更に伴うトルクリプル補償値の位相のずれを、トルクリプル成分Ｔｎの位相を次数ごとに補正することで、モーター２０に生じるトルクリプルと一致させることができる。したがって、トルクリプル補償値の位相ずれの調整不良によって、図２に示したように、トルクリプルがかえって大きくなってしまうことを防ぐことができる。
【００７０】
また、本実施形態では、制御遅れ時間は、トルク指令値にトルクリプル補償値をフィードバックする処理時間と、トルク指令値からモーター２０への制御電流値を演算する演算時間と、電流制御によるモーター２０の応答遅れ時間と、を含む。
【００７１】
これにより、トルク指令値にトルクリプル補償値をフィードバックすることで生じるトルクリプルの位相のずれを防ぐことができる。そしてトルク指令値の演算遅れや、モーター２０の応答遅れに起因する位相のずれを防止することもできる。さらに、ＰＷＭ信号のキャリア周波数の切替えに伴う、モーター２０の応答遅れ時間の差に起因する位相のずれを防ぐことができる。
【００７２】
また、本実施形態では、位相補正係数算出部３２は、トルク指令値とモーター２０の応答遅れ時間とが互いに対応付けられたマップを用いて制御遅れ時間ｔｘを算出する。
【００７３】
図５に示すように、トルク指令値のゼロ近傍ではモーター２０の応答遅れ時間の誤差が大きくなる。このため、補正マップを用いてトルク指令値に応じて制御遅れ時間ｔｘの誤差を補正することによって、トルクリプル補償値の位相のずれを小さくすることができる。
【００７４】
また、本実施形態では、トルクリプル推定部３１は、トルク指令値ごとに各次数の振幅と位相が対応付けられた推定マップを用いて、モーター２０に生じるトルクリプルを推定する。
【００７５】
これにより、トルクリプルの推定のために複雑な解析をする必要がなくなるため、処理負荷を軽減しつつ、処理遅延によってトルクリプルが抑制されなくなることを回避できる。
【００７６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００７７】
例えば、トルクリプル補償部３０に入力されるキャリア周波数は、設定部４２１からではなく、不図示のメインコントローラーから、キャリア周波数の切替え指令を設定部４２１に出力すると同時に、トルクリプル補償部３０に出力するようにしてもよい。
【００７８】
なお、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。
【００７９】
本願は、２０１２年９月１８日に日本国特許庁に出願された特願２０１２−２０４６３３に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
2014045760.tif 000004
【図２】
2014045760.tif 000005
【図３】
2014045760.tif 000006
【図４Ａ】
2014045760.tif 000007
【図４Ｂ】
2014045760.tif 000008
【図５】
2014045760.tif 000009
【図６】
2014045760.tif 000010
【図７】
2014045760.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月17日(2013.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターを制御するスイッチング素子と、
スイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を出力する電流制御部と、
ＰＷＭ信号のキャリア周波数を設定する設定部と、
モータートルク指令値に基づいてトルクリプルを算出し、当該トルクリプルの位相を、キャリア周波数とモーターの回転状態とに基づいて補正してトルクリプル補償値を設定するトルクリプル補償部と、
を含み、
電流制御部は、モータートルク指令値とトルクリプル補償値とに基づいてＰＷＭ信号を出力する、
モーター制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモーター制御装置であって、
前記トルクリプル補償部は、
トルク指令値に基づいてトルクリプルの次数ごとに振幅と位相を推定する推定部と、
キャリア周波数に基づいてモーターに対する制御遅れ時間を算出する算出部と、
前記モーターの回転状態と制御遅れ時間とに基づいて、前記次数ごとに位相を補正したトルクリプル補償値を演算する補償値演算部と、
を含む、
モーター制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモーター制御装置であって、
前記制御遅れ時間は、トルク指令値にトルクリプル補償値をフィードバックする処理時間と、トルク指令値からモーターへの制御電流値を演算する演算時間と、電流制御によるモーターの応答遅れ時間と、
を含む、
モーター制御装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のモーター制御装置であって、
前記算出部は、トルク指令値とモーターの応答遅れ時間とが互いに対応付けられた応答遅れマップを用いて、前記制御遅れ時間を算出する、
モーター制御装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のモーター制御装置であって、
前記推定部は、トルク指令値ごとに各次数の振幅と位相が対応付けられた推定マップを用いて前記モーターに生じるトルクリプルを推定する、
モーター制御装置。
【請求項６】
モーターのトルクリプルを補償するモーター制御方法であって、
モーターを制御するスイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を出力する電流制御工程と、
ＰＷＭ信号のキャリア周波数を設定する設定工程と、
モータートルク指令値に基づいてトルクリプルを算出し、当該トルクリプルの位相を、キャリア周波数とモーターの回転状態とに基づいて補正してトルクリプル補償値を設定するトルクリプル補償工程と、
前記電流制御工程は、モータートルク指令値とトルクリプル補償値とに基づいてＰＷＭ信号を出力する、
モーター制御方法。
【国際調査報告】
2014045760.tif 000012
2014045760.tif 000013
2014045760.tif 000014
2014045760.tif 000015