(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置であって、
前記モータの発生するトルクを制御する車両制御装置から受信したトルク指令に対して上下限クリップ処理を行う第１上下限クリップ部と、
前記トルク指令と前記モータのモータ回転数とに基づいて、前記モータに発生するトルクリプルを抑制するためのトルクリプル補正量を演算するトルクリプル補正量演算部と、
前記第１上下限クリップ部で上下限クリップ処理された前記トルク指令から、前記トルクリプル補正量を減算することでトルクリプル補正を実行した値に対して、前記第１上下限クリップ部よりも大きい上限トルクで上下限クリップ処理を行う第２上下限クリップ部と、
前記トルクリプル補正を実行することによって増加した、前記モータを駆動するための電力変換器の損失を低減するために、前記電力変換器のキャリア周波数を補正するためのキャリア周波数補正量を演算するキャリア周波数補正量演算部と、
を備え、
前記キャリア周波数補正量演算部は、前記キャリア周波数補正量があらかじめ定めされた上限値よりも大きくなる場合には、前記キャリア周波数補正量を前記上限値でクリップするとともに、前記トルクリプル補正量の振幅を低減する
モータ制御装置。
【請求項２】
前記トルクリプル補正量演算部は、前記モータ回転数があらかじめ定められた回転数になった場合に、前記トルクリプル補正量の演算を停止する
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記キャリア周波数補正量演算部は、前記モータ回転数があらかじめ定められた回転数になった場合に、前記キャリア周波数補正量の演算を停止する
請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置によって実現されるモータ制御方法であって、
前記モータの発生するトルクに関するトルク指令に対して上下限クリップ処理を行う第１上下限クリップステップと、
前記トルク指令と前記モータのモータ回転数とに基づいて、前記モータに発生するトルクリプルを抑制するためのトルクリプル補正量を演算するトルクリプル補正量演算ステップと、
前記第１上下限クリップステップで上下限クリップ処理された前記トルク指令から、前記トルクリプル補正量を減算することでトルクリプル補正を実行した値に対して、前記第１上下限クリップステップよりも大きい上限トルクで上下限クリップ処理を行う第２上下限クリップステップと、
前記トルクリプル補正を実行することによって増加した、前記モータを駆動するための電力変換器の損失を低減するために、前記電力変換器のキャリア周波数を補正するためのキャリア周波数補正量を演算するキャリア周波数補正量演算ステップと、
を有し、
前記キャリア周波数補正量演算ステップにおいて、前記キャリア周波数補正量があらかじめ定めされた上限値よりも大きくなる場合には、前記キャリア周波数補正量を前記上限値でクリップするとともに、前記トルクリプル補正量の振幅を低減する
モータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電動車両等を駆動するためのモータを制御するモータ制御装置およびモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動車両のモータ制御装置では、ドライバのアクセル操作に応じたトルク指令に対して、モータの発生するトルクが追従するように、モータ電流を制御することが行われている。【０００３】
また、このような電動車両のモータ制御装置において、車両がクリープ走行する際にモータに発生するトルクリプルが、車両のねじり振動の共振周波数に一致して生じる振動や、車両の急発進時のように、モータトルクが急峻に立ち上がることによって生じる振動を抑制し、ドライバに快適な乗り心地を提供することが求められている。【０００４】
そこで、モータのトルクリプルを抑制して振動を低減するために、モータに発生するトルクリプルの振幅および位相に関するマップをあらかじめ作成し、このマップを参照して、トルクリプルの振幅および位相が抑制されるように、トルク指令に応じたリプル補償値を算出することで、トルクリプルによって生じるモータ軸振動を抑制する電動機の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２４２２２３号公報
【特許文献２】特開平９−９６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に記載された従来の電動機の制御装置では、例えば勾配の厳しい道路を登坂する場合、モータには大きいトルクが要求されることになる。このとき、トルクリプルが抑制されるように補正されたトルクの一部が上限トルクにかかることになり、結果的に振動を低減することができなくなるという問題がある。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、損失を増加させることなく、車両に発生する振動を抑制することができるモータ制御装置およびモータ制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るモータ制御装置は、動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置であって、モータの発生するトルクを制御する車両制御装置から受信したトルク指令に対して上下限クリップ処理を行う第１上下限クリップ部と、トルク指令とモータのモータ回転数とに基づいて、モータに発生するトルクリプルを抑制するためのトルクリプル補正量を演算するトルクリプル補正量演算部と、第１上下限クリップ部で上下限クリップ処理されたトルク指令から、トルクリプル補正量を減算することでトルクリプル補正を実行した値に対して、第１上下限クリップ部よりも大きい上限トルクで上下限クリップ処理を行う第２上下限クリップ部と、トルクリプル補正を実行することによって増加した、モータを駆動するための電力変換器の損失を低減するために、電力変換器のキャリア周波数を補正するためのキャリア周波数補正量を演算するキャリア周波数補正量演算部とを備え、キャリア周波数補正量演算部は、キャリア周波数補正量があらかじめ定めされた上限値よりも大きくなる場合には、キャリア周波数補正量を上限値でクリップするとともに、トルクリプル補正量の振幅を低減するものである。
【０００９】
また、この発明に係るモータ制御方法は、動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置によって実現されるモータ制御方法であって、モータの発生するトルクに関するトルク指令に対して上下限クリップ処理を行う第１上下限クリップステップと、トルク指令とモータのモータ回転数とに基づいて、モータに発生するトルクリプルを抑制するためのトルクリプル補正量を演算するトルクリプル補正量演算ステップと、第１上下限クリップステップで上下限クリップ処理されたトルク指令から、トルクリプル補正量を減算することでトルクリプル補正を実行した値に対して、第１上下限クリップステップよりも大きい上限トルクで上下限クリップ処理を行う第２上下限クリップステップと、トルクリプル補正を実行することによって増加した、モータを駆動するための電力変換器の損失を低減するために、電力変換器のキャリア周波数を補正するためのキャリア周波数補正量を演算するキャリア周波数補正量演算ステップとを有し、キャリア周波数補正量演算ステップにおいて、キャリア周波数補正量があらかじめ定めされた上限値よりも大きくなる場合には、キャリア周波数補正量を上限値でクリップするとともに、トルクリプル補正量の振幅を低減するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係るモータ制御装置およびモータ制御方法によれば、第２上下限クリップ部は、第１上下限クリップ部で上下限クリップ処理されたトルク指令から、トルクリプル補正量演算部で演算されたトルクリプル補正量を減算することでトルクリプル補正を実行した値に対して、第１上下限クリップ部よりも大きい上限トルクで上下限クリップ処理を行い、キャリア周波数補正量演算部は、トルクリプル補正を実行することによって増加した、モータを駆動するための電力変換器の損失を低減するために、電力変換器のキャリア周波数を補正するためのキャリア周波数補正量を演算する。
そのため、損失を増加させることなく、車両に発生する振動を抑制することができるモータ制御装置およびモータ制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置が適用される電動車両を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示したモータ制御装置を詳細に示すブロック構成図である。
【図３】図２に示したトルクリプル補正量演算部を詳細に示すブロック構成図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置におけるトルクリプル補正と上下限クリップとの関係を、従来例と比較して示す説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置におけるトルクリプル補正と損失との関係を示す説明図である。
【図６】図２に示したキャリア周波数補正量演算部を詳細に示すブロック構成図である。
【図７】図６に示したキャリア周波数変換係数について、キャリア周波数とスイッチング損失との関係を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、キャリア周波数補正量が上限値に達した場合の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明に係るモータ制御装置およびモータ制御方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置が適用される電動車両を示すブロック構成図である。図１において、この電動車両は、モータ１０１、電力変換器１０２、モータ制御装置１０３、バッテリ１０４、車両制御装置１０５およびアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）１０６を備えている。
【００１４】
モータ１０１は、車両のファイナルギア（図示せず）に連結され、車軸に動力を伝えて車両を駆動する。電力変換器１０２は、モータ１０１に、モータ１０１を駆動するための交流電力を供給するインバータである。電力変換器１０２は、６つのスイッチング素子やコンデンサで構成され、スイッチング素子には、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等が使用される。
【００１５】
モータ制御装置１０３は、車両制御装置１０５から出力されたトルク指令に応じたトルクをモータ１０１に発生させるように、電力変換器１０２を制御する。ここで、モータ制御装置１０３と車両制御装置１０５との情報のやりとりは、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等が用いられる。
【００１６】
具体的には、モータ制御装置１０３は、モータ１０１に取り付けられ、ロータの角度位置を検出する角度位置センサ、モータ１０１に取り付けられ、ステータコイルの温度（ステータ温度）を検出する温度センサ、および電力変換器１０２に設けられ、電力変換器１０２に流れる電流を検出する電流センサからの各出力信号に基づいて、電力変換器１０２のスイッチング素子のオンオフを制御するオンオフ信号を出力する。
【００１７】
バッテリ１０４は、電力変換器１０２に直流電力を供給する。バッテリ１０４としては、例えばリチウムイオン電池等が使用される。車両制御装置１０５は、アクセルポジションセンサ１０６等からのドライバ操作量と、図示しない他のセンサから得られた車両の状態（例えば車速）とに基づいて、モータ１０１に発生させるトルクを決定する。アクセルポジションセンサ１０６は、ドライバのアクセル踏み込み量を検出して車両制御装置１０５に出力する。
【００１８】
図２は、図１に示したモータ制御装置１０３を詳細に示すブロック構成図である。図２において、モータ制御装置１０３は、第１上下限クリップ部２０１、モータ回転数演算部２０２、トルクリプル補正量演算部２０３、第２上下限クリップ部２０４、トルク電流変換部２０５、電流制御部２０６、ＰＷＭ変調部２０７およびキャリア周波数補正量演算部２０８を有している。
【００１９】
第１上下限クリップ部２０１は、車両制御装置１０５から受信したトルク指令に対して上下限クリップ処理を行う。モータ回転数演算部２０２は、モータ１０１の角度位置センサから得られたレゾルバ信号に基づいて、モータ回転数を演算する。具体的には、モータ回転数演算部２０２は、レゾルバ信号からモータ回転角度を演算した後、その値を微分して回転数を演算する。
【００２０】
トルクリプル補正量演算部２０３は、車両制御装置１０５から受信したトルク指令と、モータ回転数演算部２０２で演算したモータ回転数と、後述するキャリア周波数とから、トルクリプル補正量を演算する。なお、キャリア周波数は、ＰＷＭ変調部２０７で補正されたキャリア周波数の前回値である。
【００２１】
ここで、トルクリプル補正量は、事前にモータ単体でトルクリプルを実測し、その結果をマップにしたものである。また、トルクリプル補正量演算部２０３は、このマップをＲＯＭに保持し、実使用の場合に、トルク指令とモータ回転数とからマップ参照を行い、トルクリプル補正量を演算する。
【００２２】
第２上下限クリップ部２０４は、第１上下限クリップ部２０１でクリップ処理されたトルク指令から、トルクリプル補正量演算部２０３で演算されたトルクリプル補正量を減算した値に対して、上下限クリップ処理を行う。ここで、第２上下限クリップ部２０４の上限トルクは、第１上下限クリップ部２０１の上限トルクよりも大きい値に設定されている。
【００２３】
トルク電流変換部２０５は、第２上下限クリップ部２０４でクリップ処理されたトルク指令から、ｄ軸電流指令およびｑ軸電流指令を演算する。このとき、図示していないが、トルクから電流に変換する際には、モータ回転数やＤＣ電圧等の情報を用いてもよい。
【００２４】
電流制御部２０６は、トルク電流変換部２０５で演算したｄ軸電流指令およびｑ軸電流指令に、ｄ軸電流およびｑ軸電流が追従するようにフィードバック制御を行い、３相電圧指令を演算する。
【００２５】
ここで、ｄ軸電流およびｑ軸電流は、電力変換器１０２に取り付けられた電流センサで計測された交流電流を、モータ回転角度を用いてｄｑ変換することで演算される。また、フィードバック制御により得られたｄ軸電圧指令およびｑ軸電圧指令とモータ回転角度とを用いて、３相電圧指令が演算される。
【００２６】
ＰＷＭ変調部２０７は、電流制御部２０６で演算された３相電圧指令からゲート駆動信号を演算する。ここでは、３相電圧指令と三角波キャリアとを比較してゲート駆動信号を演算する。
【００２７】
また、三角波キャリアの周波数（キャリア周波数）は、後述するキャリア周波数補正量演算部２０８で演算されたキャリア周波数補正量により補正されたキャリア周波数が用いられる。キャリア周波数の補正は、例えばベースとするキャリア周波数から、キャリア周波数補正量を減算するものである。
【００２８】
キャリア周波数補正量演算部２０８は、トルクリプル補正量演算部２０３で演算されたトルクリプル補正量と、モータ回転数演算部で演算されたモータ回転数とから、キャリア周波数補正量を演算する。
【００２９】
図３は、図２に示したトルクリプル補正量演算部２０３を詳細に示すブロック構成図である。図３において、トルクリプル補正量演算部２０３は、振幅位相演算部３０１、トルクリプル補正量演算部３０２およびトルク補正ゲイン演算部３０３を有している。
【００３０】
振幅位相演算部３０１は、トルク指令からトルクリプル補正量の振幅Ａおよび位相φを演算する。一般的に、トルクリプルは、基本波周波数の６倍や１２倍（以下、「６ｆ」、「１２ｆ」と称する）の周波数で発生することが知られている。そこで、振幅位相演算部３０１は、トルク指令毎に、事前にトルクリプルを実測し、その結果から、６ｆ、１２ｆ成分トルクリプルの振幅および位相を抽出してマップ化する。
【００３１】
なお、作成するマップは、６ｆ、１２ｆそれぞれ別々に作成し、実使用時は、６ｆ、１２ｆ成分毎にマップから振幅Ａや位相φを演算する。すなわち、振幅位相演算部３０１は、６ｆ成分の振幅Ａおよび位相φ、１２ｆ成分の振幅Ａおよび位相φ等のように演算する。また、基本波周波数は、モータ１０１を駆動するための交流電流の周波数であり、次式で演算される。
【００３２】
（基本波周波数［Ｈｚ］）＝（モータ回転数［ｒ／ｍｉｎ］）÷６０×（モータ極対数）
【００３３】
トルクリプル補正量演算部３０２は、振幅位相演算部３０１で演算された振幅Ａおよび位相φから、トルクリプル補正量を演算する。例えば、６ｆ成分のトルクリプル補正量をＸ６、振幅をＡ６、位相をφ６とすると、Ｘ６＝Ａ６ｓｉｎ（６ωｔ＋φ６）と演算される。同様に、１２ｆ成分のトルクリプル補正量をＸ１２、振幅をＡ１２、位相をφ１２とすると、Ｘ１２＝Ａ１２ｓｉｎ（１２ωｔ＋φ１２）と演算される。
【００３４】
ここで、ωは、基本波周波数［ｒａｄ／ｓ］である。なお、この実施の形態１では、補正量として、６ｆおよび１２ｆを使用したが、これ以上の高調波（例えば１８倍高調波）等を使用してもよい。これらの結果から、最終的に、トルクリプル補正量Ｘは、Ｘ＝Ｘ６＋Ｘ１２として演算される。
【００３５】
トルク補正ゲイン演算部３０３は、モータ回転数とキャリア周波数とから、第１補正ゲインＧ１を演算する。この実施の形態１のシステム構成では、トルクリプルの影響により発生する振動は、低回転の領域だけであり、高回転（あらかじめ定められた回転数）になると、トルクリプル補正量を０とすることができる。このことから、トルク補正ゲイン演算部３０３は、例えばモータ回転数に応じた補正ゲインのマップを保持しておき、このマップから第１補正ゲインＧ１を決定する。
【００３６】
また、第１補正ゲインＧ１は、０≦Ｇ１≦１の値であり、モータ１０１のトルクリプルを完全に除去する場合には、１に設定される。
【００３７】
最終的に、トルクリプル補正量演算部２０３は、トルクリプル補正量演算部３０２で演算したトルクリプル補正量Ｘに、トルク補正ゲイン演算部３０３で演算した第１補正ゲインＧ１を乗算して、トルクリプル補正量として出力する。
【００３８】
続いて、図４を参照しながら、トルクリプル補正と上下限クリップとの関係について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置におけるトルクリプル補正と上下限クリップとの関係を、従来例と比較して示す説明図である。
【００３９】
図４（ａ）は、平坦路でクリープ走行した場合のトルク指令の時系列データを示している。平坦路でのクリープ走行の場合には、トルク指令が上限トルクに対して小さい値となるので、トルクリプル補正を実行しても、上限トルクにかかることはなく、振動は発生しない。
【００４０】
図４（ｂ）は、従来の電動機の制御装置について、急勾配路での登坂時におけるトルク指令の時系列データを示している。急勾配路で登坂する場合には、大きいトルクが必要になるので、トルクリプル補正を実行したトルク指令が一部上限トルク以上になり、十分なトルクリプル補正の効果が得られず振動が発生してしまう。
【００４１】
図４（ｃ）は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置について、急勾配路での登坂時におけるトルク指令の時系列データを示している。ここで、第２上下限クリップ部２０４の上限トルクが、第１上下限クリップ部２０１の上限トルクよりも大きい値に設定されているので、トルク指令が上限トルクにかかることがなく、振動が発生することがない。
【００４２】
また、この発明の実施の形態１におけるトルクリプル補正では、車両制御装置１０５から受信したトルク指令に対して、正弦波状のトルクリプル補正量を減算する。そのため、トルク指令に対して補正後のトルク指令が大きくなる部分もあれば、トルク指令に対して補正後のトルク指令が小さくなる部分もあり、平均的なトルクは一定となる。
【００４３】
続いて、図５を参照しながら、トルクリプル補正を実行した場合の損失について説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、（ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置におけるトルクリプル補正と損失との関係を示す説明図である。
【００４４】
図５（ａ）は、トルクリプル補正を実行した場合の通電電流を示している。モータでは、トルクと通電電流とは比例するので、正弦波状のトルクでトルクリプル補正した場合には、正弦波状の通電電流波形となる。また、図５（ａ）において、Ｉ１＝Ｉ０−ｂであり、Ｉ２＝Ｉ０＋ａである。さらに、ａ＝ｂとなる。
【００４５】
図５（ｂ）は、通電電流の１乗に比例した損失について、通電電流と損失とを示している。一般的に、インバータでは、スイッチング損失等がこれにあたる。
【００４６】
このように、通電電流の１乗に比例する損失について、図５（ａ）に示すような正弦波を重畳した通電電流を流した場合には、通電電流Ｉ０よりも大きい部分では損失が増加し、通電電流Ｉ０よりも小さい部分では損失が減少する。
【００４７】
また、通電電流がＩ１となった場合の損失低減量Ｘと、通電電流がＩ２となった場合の損失増加量Ｙとは同じ値となり、正弦波を重畳しても、平均的にみて損失は増加していないことになる。
【００４８】
図５（ｃ）は、通電電流の２乗に比例した損失について、通電電流と損失とを示している。一般的に、ＩＧＢＴの定常損失（コレクターエミッタ間電圧による損失）がこれにあたる。
【００４９】
このように、通電電流の２乗に比例する損失について、図５（ａ）に示すような正弦波を重畳した通電電流を流した場合には、通電電流Ｉ０よりも大きい部分では損失が増加し、通電電流Ｉ０よりも小さい部分では損失が減少する。
【００５０】
また、通電電流がＩ１となった場合の損失低減量Ｕと、通電電流がＩ２となった場合の損失増加量Ｖとでは、損失増加量Ｖの方が大きい値となる。すなわち、平均的にみても、損失が増加することになる。
【００５１】
以上のように、トルクリプル補正を実行することで、平均的には通電電流の２乗に比例する損失が増加することになる。そこで、以下、トルクリプル補正を実行することによって増加した損失を低減するための方法について説明する。
【００５２】
図６は、図２に示したキャリア周波数補正量演算部２０８を詳細に示すブロック構成図である。図６において、キャリア周波数補正量演算部２０８は、トルク振幅演算部４０１、損失増加量演算部４０２、周波数補正量演算部４０３、補正ゲイン演算部４０４、補正ゲイン処理部４０５および補正量上限クリップ部４０６を有している。
【００５３】
トルク振幅演算部４０１は、トルクリプル補正量演算部２０３で演算されたトルクリプル補正量から、トルクリプル補正量の振幅を演算する。なお、図４では、トルクリプル補正量から振幅を演算しているが、振幅位相演算部３０１で演算された振幅をそのまま使用してもよい。また、ここでは、６ｆ、１２ｆ等それぞれの周波数毎に振幅を演算する。
【００５４】
損失増加量演算部４０２は、トルク振幅演算部４０１で演算された振幅から、損失増加量を演算する。ここでは、事前に実測した結果からマップを作成し、振幅から損失増加量を求めることとする。
【００５５】
周波数補正量演算部４０３は、損失増加量演算部４０２で演算された損失増加量と、事前に求めたキャリア周波数変換係数とに基づいて、キャリア周波数補正量を演算する。なお、キャリア周波数変換係数は、事前にキャリア周波数とスイッチング損失との関係から求められる。
【００５６】
図７は、図６に示したキャリア周波数変換係数について、キャリア周波数とスイッチング損失との関係を示す説明図である。ここでは、ある通電電流のもとでキャリア周波数を変化させた場合のスイッチング損失を示している。
【００５７】
図７において、キャリア周波数を高くすると、電力変換器１０２を構成するスイッチング素子のスイッチング回数が増加するので、キャリア周波数とともに、スイッチング損失は増加する。このとき、キャリア周波数をｆｃとすると、スイッチング損失Ｗｓｗは、次式で表される。
【００５８】
Ｗｓｗ＝Ｐ×ｆｃ
【００５９】
すなわち、キャリア周波数を低下させてスイッチング損失を減少させる場合において、ΔＷのスイッチング損失を低減させるためには、ΔＷ／Ｐのキャリア周波数を低減する必要がある。この比例係数Ｐをキャリア周波数変換係数として利用する。
【００６０】
図６に戻って、補正ゲイン演算部４０４は、モータ回転数演算部２０２で演算されたモータ回転数から、キャリア周波数補正用の第２補正ゲインＧ２を演算する。すなわち、モータ回転数が高回転（あらかじめ定められた回転数）になった場合は、トルクリプル補正が不要になるので、このとき、キャリア周波数補正量も０に設定するように第２補正ゲインＧ２を設定する。そのため、第２補正ゲインＧ２は、０≦Ｇ２≦１の値であり、キャリア周波数補正を実行しない場合には、０に設定される。
【００６１】
このように、モータ回転数が高回転になった場合には、キャリア周波数補正量を０にすることにより、高回転時にはキャリア周波数を下げることがなくなるので、不要な騒音を増加させることがなく、ドライバへ違和感を与えることもない。なお、温度センサ等を用いて素子温度を計測し、素子温度が低い場合には、発熱量が少なく、損失が少ないとして、第２補正ゲインを０に設定し、キャリア周波数を補正しないようにしてもよい。
【００６２】
補正ゲイン処理部４０５は、周波数補正量演算部４０３で演算したキャリア周波数補正量に、補正ゲイン演算部４０４で演算した第２補正ゲインＧ２を乗算して、最終的なキャリア周波数補正量を演算する。
【００６３】
補正量上限クリップ部４０６は、補正ゲイン処理部４０５で演算した最終的なキャリア周波数補正量に対して、上限クリップを実行する。ここで、補正量上限クリップ部４０６の上限クリップ値は、キャリア周波数を低減した場合でも、騒音の影響が少ないレベルを事前に評価しておき、その結果から決定する。
【００６４】
なお、従来、インバータを構成するスイッチング素子を駆動するためのキャリア周波数を２段階で変更できる構成とし、電力変換器が出力する電流が所定値よりも低下した場合に、キャリア周波数を低い値へと変更する電力変換装置の温度保護回路が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００６５】
しかしながら、特許文献２に記載された電力変換装置の温度保護回路では、キャリア周波数を、２段階のように離散的に変更しているので、必要以上にキャリア周波数を下げることになる。そのため、キャリア周波数が原因で発生する騒音が可聴域となってしまい、ドライバに違和感を与えてしまうという問題がある。
【００６６】
これに対して、この実施の形態１では、トルクリプル補正量およびモータ回転数に基づいて、キャリア周波数を連続的に補正するとともに、最終的なキャリア周波数補正量に対して上限クリップを実行するので、不要な騒音を増加させることがない。
【００６７】
ここで、補正量上限クリップ部４０６において、最終的なキャリア周波数補正量に対して上限クリップを実行しているが、最終的なキャリア周波数補正量が上限クリップにかかっている（上限値に達した）場合、すなわちキャリア周波数が下限値に達した場合には、トルクリプル補正量の振幅を低減して、可能な範囲でトルクリプル補正を実行してもよい。
【００６８】
図８は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、キャリア周波数補正量が上限値に達した場合の処理を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、例えば１０ｍｓ等の定期的な周期で、例えば補正量上限クリップ部４０６で実行される。
【００６９】
まず、キャリア周波数補正量演算部２０８で演算したキャリア周波数補正量が、補正量上限クリップ部４０６で上限クリップにかかっているか否かが判定される（ステップＳ５０１）。
【００７０】
ステップＳ５０１において、キャリア周波数補正量が上限クリップにかかっている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、補正量上限クリップ部４０６で上限クリップがかかる前の第１損失低減量が演算される（ステップＳ５０２）。
【００７１】
ここでは、損失増加量演算部４０２で演算された損失増加量と、第１損失低減量とが等しくなるので、損失増加量演算部４０２で演算された損失増加量を第１損失低減量とする。
【００７２】
続いて、補正量上限クリップ部４０６で上限クリップ処理が実施された後の第２損失低減量が演算される（ステップＳ５０３）。なお、補正量上限クリップ部４０６での上限クリップ値は、事前に決定されたものを使用するので、その値に応じた第２損失低減量を事前に準備しておいてもよい。具体的には、第２損失低減量は、次式で表される。
【００７３】
（第２損失低減量）＝（キャリア周波数変換係数Ｐ）×（補正量上限クリップ値）
【００７４】
次に、補正ゲインを調整することによって低減させる損失の目標値が、損失低減目標として演算される（ステップＳ５０４）。ここで、トルクリプル補正を実行して振動を抑制するために必要な損失が第１損失低減量であり、キャリア周波数を補正して低減可能な損失が第２損失低減量であることから、第３補正ゲインＧ３を調整することによって低減させる必要のある損失低減目標は、次式で表される。
【００７５】
（損失低減目標）＝｛（第１損失低減量）−（第２損失低減量）｝
【００７６】
続いて、ステップＳ５０４で演算された損失低減目標から、第３補正ゲインＧ３が演算されて（ステップＳ５０５）、図８の処理が終了する。
【００７７】
ここでは、損失増加量演算部４０２で損失増加量の演算に使用した振幅と損失増加量とのマップを用いて、損失低減目標を達成することのできる振幅（以下、「振幅２」と称する）が演算される。さらに、トルク振幅演算部４０１で演算した振幅から、次式のように第３補正ゲインＧ３が演算される。
【００７８】
（第３補正ゲインＧ３）＝（振幅２）÷（振幅）
【００７９】
一方、ステップＳ５０１において、キャリア周波数補正量が上限クリップにかかっていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、そのまま図８の処理が終了する。
【００８０】
なお、ステップＳ５０５で演算された第３補正ゲインＧ３は、図２に示した第２上下限クリップ部２０４の前段において、トルクリプル補正量が減算される段階で、トルクリプル補正量に乗算される。
【００８１】
以上のように、実施の形態１によれば、第２上下限クリップ部は、第１上下限クリップ部で上下限クリップ処理されたトルク指令から、トルクリプル補正量演算部で演算されたトルクリプル補正量を減算することでトルクリプル補正を実行した値に対して、第１上下限クリップ部よりも大きい上限トルクで上下限クリップ処理を行い、キャリア周波数補正量演算部は、トルクリプル補正を実行することによって増加した、モータを駆動するための電力変換器の損失を低減するために、電力変換器のキャリア周波数を補正するためのキャリア周波数補正量を演算する。
そのため、損失を増加させることなく、車両に発生する振動を抑制することができるモータ制御装置およびモータ制御方法を得ることができる。
また、急勾配を登坂するようなトルクが大きい場合や、急峻なトルク指令の変化があった場合であっても、振動を抑制することができる。さらに、必要以上にキャリア周波数を下げることがないので、耳障りな騒音を発生することがなく、振動を抑制することができる。
【００８２】
また、キャリア周波数補正量演算部は、キャリア周波数補正量があらかじめ定めされた上限値よりも大きくなる場合には、キャリア周波数補正量を上限値でクリップするとともに、トルクリプル補正量の振幅を低減する。
そのため、キャリア周波数が原因で発生する騒音の影響がない範囲で、最大限に振動を抑制することができる。
【００８３】
また、トルクリプル補正量演算部は、モータ回転数があらかじめ定められた回転数になった場合に、トルクリプル補正量の演算を停止する。
そのため、ドライバへ違和感を与えることがない。
【００８４】
また、キャリア周波数補正量演算部は、モータ回転数があらかじめ定められた回転数になった場合に、キャリア周波数補正量の演算を停止する
そのため、不要なキャリア周波数の低減による可聴域の音の発生を抑制することができる。
【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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【図７】
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【図８】
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