(57)【要約】【課題】  車両等の緩衝器の減衰力発生源や車両の姿勢を制御する制御力発生源として使用される三相ブラシレスモータに最適なモータ制御装置を提供することである。【解決手段】  三相ブラシレスモータＭに流れる電流ｉｖ，ｉｕ，ｉｗとロータ電気角θとからｄｑ変換を用いてd相およびq相の電流値ｉｄ，ｉｑを求め、ｄ相電圧指令値Ｖｄおよびｑ相電圧指令値Ｖｑに基づいて、三相ブラシレスモータをＰＷＭ制御するモータ制御装置において、ｄ相電圧指令値Ｖｄおよびｑ相電圧指令値Ｖｑの合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が飽和電圧を超える値に設定される所定の閾値Ｖｄｑｓ以上で、かつ、ｑ相電流ループにおける積分値の絶対値をｑ相電流値ｉｑとｑ相電流目標値ｉｑ*の偏差εｑが増大させる場合、ｑ相における積分演算を中断する。【選択図】      図２
2006296116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相ブラシレスモータに流れる電流とロータ電気角とからｄｑ変換を用いてｄ相およびｑ相の電流値を求め、ｄ相電圧指令値およびｑ相電圧指令値に基づいて、三相ブラシレスモータをＰＷＭ制御するモータ制御装置において、ｄ相電圧指令値およびｑ相電圧指令値の合成ベクトルが飽和電圧を超える値に設定される所定の閾値以上で、かつ、ｑ相電流ループにおける積分値の絶対値をｑ相電流値とｑ相電流目標値の偏差が増大させる場合、ｑ相における積分演算を中断することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
積分中断中では、比例ゲインを変更して大きくし、変更前後の比例ゲイン、積分中断時の偏差および積分ゲインに基づいて積分値を書き換えることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
ｑ相電圧指令値が積分中断時に連続性を失わないことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
積分再開時に、比例ゲインを変更して元に戻し、変更前後の比例ゲイン、積分再開時の偏差および積分ゲインに基づいて積分値を書き換えることを特徴とする請求項２または３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
ｑ相電圧指令値が積分再開時に連続性を失わないことを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相ブラシレスモータを制御するモータ制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、モータ制御装置としては、たとえば、ＡＣサーボモータを制御するモータ制御装置が知られており、このモータ制御装置は、三相の巻線に流れる電流のうち任意の二相の電流値とロータ位相から磁界の作る磁束方向のｄ相の相とｄ相に直交するｑ相の相の電流を演算し、ｄ相電流目標値を０として、ｑ相電流目標値を演算し、このｄ相電流目標値およびｑ相電流目標値からｄ相電圧指令値およびｑ相電圧指令を演算し、さらに、ｄ相電圧指令値およびｑ相電圧指令値を三相の電圧指令値に変換し、この三相の電圧指令値に基づいてモータをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御している。
【０００３】
そして、このモータ制御装置にあっては、ｄ相電流値とｄ相電流目標値およびｑ相電流値とｑ相電流目標値のそれぞれの偏差に基づいて比例積分制御を行うため積分器を備えているが、ｄ相電圧指令値およびｑ相電圧指令値の合成ベクトルが電源電圧を超えると偏差が増大して、積分器が出力する積分値が増大し制御応答性が悪化することから、上記合成ベクトルが電源電圧を超える、すなわち、電圧飽和する場合には、積分器が出力するｑ相の積分値からｑ相電圧指令値の電源電圧を超える値にゲインを乗じたものを減算して飽和処理を行うようにしている。
【０００４】
ここで、ｄ相およびｑ相は、Ｕ，Ｖ，Ｗの三相巻線と等価な直交二相巻線に変換するｄｑ変換によって得られる相の巻線であり、三相ブラシレスモータの制御を簡単にするものである。
【０００５】
最終的には、モータ制御装置は、以下の（１）式によって、上記ｄｑ相の電圧指令値を実際の三相の電圧指令値に変換して上記三相ブラシレスモータを制御する。
【数１】
2006296116.tif 000003
【特許文献１】特開平６−１５３５６９号公報（発明の詳細な説明欄，図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したモータ制御装置では、制御応答性の悪化防止ために積分値の飽和処理を行っているが、上記した処理方法では、実際のモータの三相ある巻線のうち一相でも飽和電圧に達すると、飽和処理が行われることになるとともに、電圧指令も飽和電圧にクランプされる。
【０００７】
しかし、実際のモータの三相ある巻線のうち一相のみが飽和電圧に達し、他の二相が飽和電圧に達していない場合には、他の二相ではまだまだ電流値が増える余力があることになる。また、電気角によっては、三相いずれも飽和電圧に達していない状況もありえる。
【０００８】
ここで、特に、図１に示す、車体側もしくは車軸側の一方に回転不能に連結されるボール螺子ナットＮと、ボール螺子ナットＮに回転自在に螺合され車体側もしくは車軸側の他方に回転自在に連結される螺子軸Ｒと、螺子軸Ｒの回転運動が伝達されるモータとを備えたアクチュエータ兼緩衝装置において、モータは車両等の緩衝器の減衰力発生源および車両等の姿勢を制御する制御力発生源に使用され、大トルクの発生を期待されるので、上記のような飽和処理を行うと、他の二相で電流値の増加が期待できる状況で飽和処理を行ったり、三相いずれも飽和電圧に達していない状況で飽和処置を行ったりすると、モータの発生トルクを制限することになり、効率が悪い。
【０００９】
そこで、本発明は上記した不具合を改善する為に創案されたものであって、その目的とするところは、特に、車両等の緩衝器の減衰力発生源や車両の姿勢を制御する制御力発生源として使用される三相ブラシレスモータに最適なモータ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、三相ブラシレスモータに流れる電流とロータ電気角とからｄｑ変換を用いてｄ相およびｑ相の電流値を求め、ｄ相電圧指令値およびｑ相電圧指令値に基づいて、三相ブラシレスモータをＰＷＭ制御するモータ制御装置において、ｄ相電圧指令値およびｑ相電圧指令値の合成ベクトルが所定の閾値以上で、かつ、ｑ相電流ループにおける積分値の絶対値をｑ相電流値とｑ相電流目標値の偏差が増大させる場合、ｑ相における積分演算を中断するとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のモータ制御装置によれば、合成ベクトルが閾値以下の場合には、すなわち、合成ベクトルが三相各相のうち一相のみが飽和電圧に達する可能性がある値以上となっても閾値に達するまでは、ｑ相電流値とｑ相電流目標値の偏差が積分演算結果の絶対値を増大させるか否かに係わらず、積分演算をするので、ｄ相およびｑ相の電圧指令値を増加させて、モータＭに従来モータ制御装置よりも大きなトルクを発生させることになる。
【００１２】
したがって、このモータ制御装置は、モータがアクチュエータ兼緩衝装置の減衰力発生源および制御力発生源に使用される場合にあっても、モータに効率よく大トルクの発生させ得るので、車両等の緩衝器の減衰力発生源や車両の姿勢を制御する制御力発生源として使用される三相ブラシレスモータに最適となり、実用性が向上する。
【００１３】
また、合成ベクトルが上記閾値以上であってもｑ相電流値とｑ相電流目標値の偏差が積分演算結果の絶対値を減少させる場合には積分演算することから、積分値の絶対値を速やかに減少せしめることができるので、三相各相の電圧が飽和しているのに積分値が正方向に増大する、もしくは、積分値が負方向に減少するといった制御上好ましくない状況をも解消し、速やかに各相の巻線の実電流を電圧目標値に追随させることができ、制御応答性が向上させることができる。
【００１４】
すなわち、特にモータが上記したアクチュエータ兼緩衝装置に使用される場合、車両走行中に路面の凹凸を通過する時等に、車体と車軸とが相対移動してモータが外力によって強制的に駆動させられて逆起電力が生じ偏差が増大してしまうような場合にあっても、積分中止によって積分値の増大を防止することができるので、車両姿勢を不安定にしてしまう恐れがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、アクチュエータ兼緩衝装置の概念図である。図２は、一実施の形態におけるモータ制御装置のシステム図である。図３は、ＰＷＭ回路を示す図である。図４は、一実施の形態におけるモータ制御装置の各相電圧と電気角との関係を示す図である。図５は、一実施の形態におけるモータ制御装置のｑ相電流とモータＭのトルクとの関係を示す図である。図６は、一実施の形態におけるモータ制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【００１６】
一実施の形態におけるモータ制御装置は、図２に示すように、基本的には、三相のうち二相に流れる電流をｄｑ変換してｄ相電流値ｉｄおよびｑ相電流値ｉｑを演算する二相電流演算手段１と、各電流目標値ｉｄ*，ｉｑ*と電流値ｉｄ，ｉｑに基づいてｄ相電圧指令値Ｖｄおよびｑ相電圧指令値Ｖｑを演算する比例積分制御部２と、上記ｄ相電圧指令値Ｖｄおよびｑ相電圧指令値ＶｑをＵ，Ｖ，Ｗの各相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する三相変換演算手段３と、三相ブラシレスモータのＵ，Ｖ，Ｗのうち二相に流れる電流値、たとえば、電流値ｉｕ，ｉｖを検出する電流検出器５と、モータＭの図示しないロータの電気角θを検出する位置検出器６と、ＰＷＭ回路４とを備えて構成されている。
【００１７】
そして、このモータ制御装置は、電流目標値演算部７によって決定される各電流目標値ｉｄ*，ｉｑ*と、二相電流演算手段１の演算結果として得られるｄ相、ｑ相の電流値ｉｄ，ｉｑとのそれぞれの偏差εｄ，εｑに基づいてモータＭを比例積分制御する。
【００１８】
ここで、電流目標値演算部７は、トルク指令としてｄ相およびｑ相の電流目標値ｉｄ*，ｉｑ*を所定の制御則に則って上記比例積分制御部２に出力するものであるが、具体的にはたとえば、モータＭが、たとえば、図１に示す、アクチュエータ兼緩衝装置に使用され、車体をスカイフック制御する場合には、車両におけるバネ上速度からトルク指令としてｄ相およびｑ相の電流目標値ｉｄ*，ｉｑ*を演算して上記比例積分制御部２に出力する。
【００１９】
なお、この電流値目標演算部７は、基本的には、ｄ相電流目標値ｉｄ*が０になるようにｑ相電流目標値ｉｑを決定するように演算するが、適宜モータＭの駆動に最適となるようにｄ相およびｑ相の電流目標値ｉｄ*，ｉｑ*を演算するようにしてもよい。
【００２０】
また、電流検出器２としては、ホール素子や巻線等を用いた非接触型や、三相巻線のそれぞれに直列介装した抵抗の電圧降下から電流値を得る電流センサを用いればよく、また、位置検出器６としては、ロータ側に設けた磁石の磁界を検出するホール素子やＭＲ素子等からなる位置センサや、レゾルバ、光学式の位置センサを用いることができる。
【００２１】
なお、上記電流検出器２は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のうち二相に流れる電流値を検出すればよく、これは、二相の電流値が分かればロータの電気角θから後述する下記（２）式を用いてｄ相およびｑ相の電流値に変換可能であるからである。
【００２２】
さらに、ＰＷＭ回路４は、図３に示すように、モータＭにおける三相各相の巻線Ｃに電流供給を行う６つのスイッチング素子４１と、各スイッチング素子４１にＰＷＭパルス信号を与えるマルチバイブレータ等の図示しないパルス発生器とを備えて構成されており、このＰＷＭ回路４は、比例積分制御部１が出力する各電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて所定のＰＷＭデューティ比で上記各相に電流供給を行う。
【００２３】
そして、二相電流演算手段１は、電気角θを用いて、以下の（２）式に示したように、上記各電流値ｉｖ，ｉｕをｄ相およびｑ相の電流値ｉｄ，ｉｑへ変換する演算を行い、この変換されたｄ相およびｑ相の電流値ｉｄ，ｉｑを比例積分制御部５２へ出力する。
【数２】
2006296116.tif 000004
比例積分制御部２は、各電流目標値ｉｄ*，ｉｑ*と電流値ｉｄ，ｉｑの各偏差εｄ，εｑを演算する演算手段２１と、上記各偏差εｄ，εｑをそれぞれ積分する積分手段２２と、積分手段２２が出力する値に積分ゲインＫＩを乗ずるゲイン乗算手段２３と、各偏差εｄ，εｑに比例ゲインＫＰを乗算する比例手段２４と、電圧演算手段２５とを備えて構成されている。
【００２４】
演算手段２１は、具体的には、各相毎の偏差εｄ，εｑを、それぞれ、εｄ＝ｉｄ*−ｉｄ、εｑ＝ｉｑ*−ｉｑの計算式によって演算する。
【００２５】
積分手段２２は、具体的には、各相毎に積分値ｆｄ，ｆｑを、それぞれ前回制御時に演算されたｄ相およびｑ相の積分値ｆｄｐｒｅ，ｆｑｐｒｅに対応する相の偏差εｄ，εｑを加算演算することによりｄ相およびｑ相の積分値を演算し、ｄ相およびｑ相の積分値ｆｄ，ｆｑを出力する。すなわち、ｄ相の積分値ｆｄはｆｄ＝ｆｄｐｒｅ＋εｄで，ｑ相の積分値ｆｑはｆｑ＝ｆｑｐｒｅ＋εｑでそれぞれを演算される。
【００２６】
さらに、ゲイン乗算手段２３は、このｄ相およびｑ相の積分値ｆｄ，ｆｑのそれぞれに積分ゲインＫＩを乗算し、このゲイン乗算手段２３が出力する値に、比例手段２４が出力する各相の偏差εｄ，εｑに比例ゲインＫＰを乗算したものを電圧演算手段２５によって加算し、電圧演算手段２５は、ｄ相電圧指令値Ｖｄおよびｑ相電圧指令値Ｖｑを出力する。
【００２７】
すなわち、ｄ相の電圧指令値Ｖｄは、Ｖｄ＝ＫＩ・ｆｄ＋ＫＰ・εｄで演算され、ｑ相の電圧指令値Ｖｑは、Ｖｑ＝ＫＩ・ｆｑ＋ＫＰ・εｑで演算され、上記した比例積分制御部２は、上記のようにして演算された各電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを出力する。
【００２８】
そして、さらに、ｄ相電圧指令値Ｖｄおよびｑ相電圧指令値Ｖｑは、上記したに変換する三相変換演算手段３に入力され、この三相変換演算手段３は、上記した（１）式の演算によって、上記ｄ相電圧指令値Ｖｄおよびｑ相電圧指令値Ｖｑを実際のＵ，Ｖ，Ｗ各相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗへ変換し、この変換された電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，ＶｗをＰＷＭ回路４に出力する。
【００２９】
また、このモータ制御装置は、リミッタ８を備えており、このリミッタ８は、比例積分制御部２が出力する上記各電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗのうち、ＰＷＭ開度が全開、すなわち、ＰＷＭデューティ比が最大値以上となる場合に、ＰＷＭデューティ比を最大値とする値に電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを制限する。
【００３０】
そして、上記比例積分制御部２および電流目標値演算部７は、ハードウェアとしては、具体的にはたとえば、電流検出器５および位置検出器６が出力する各信号を増幅するためのアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｓｓｅｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、水晶発振子及びこれらを連絡するバスラインとを備えた図示しない周知のコンピュータシステムとして構成され、また、ＰＷＭ回路４に電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを出力することができるようになっている。
【００３１】
この場合、上記電流目標値演算部７における目標値の演算のための制御処理手順および上記積分手段２２による積分の中止および再開の処理手順は、プログラムとしてＲＯＭや他の記憶装置に予め格納されている。
【００３２】
つづいて、モータ制御装置の動作について説明すると、積分手段２１における積分中断は、すなわち、飽和処理は、モータＭのｄ相およびｑ相の二相の電圧指令値の合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が所定の閾値Ｖｄｑｓ以上であること、および、ｑ相電流値とｑ相電流目標値の偏差が積分演算結果の絶対値を増大させること、の２つの条件を満たすことによって行われる。
【００３３】
ここで、上記合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２は、上記（２）式から、実際の三相各相の電圧指令値の最大値に等しい。三相各相の最大値を示す上記合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が、たとえば、電圧が飽和するＰＷＭデューティ比を最大にする三相における電圧指令値に等しくなると、実際の三相における電圧指令値が飽和電圧に達する可能性があることになる。
【００３４】
そして、このモータ制御装置においては、所定の閾値Ｖｄｑｓは、飽和電圧を超える値、すなわち、ＰＷＭデューティ比を最大にする三相各相における電圧指令値を超える値に設定されている。
【００３５】
従来のモータ制御装置では、上記ｄ相およびｑ相の電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを変換して得られる三相のうち一相のみの電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが飽和電圧に達すると電圧飽和したとして飽和処理を行っていたが、本発明では、上記のような閾値Ｖｄｑｓとされているので、三相各相に与える電圧を全体的に高めて、モータＭに大きなトルクを発生させることができる。
【００３６】
つまり、従来のように合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が飽和電圧に達することを条件とした場合には、図４中破線に示すように、各相に電圧を正弦波で与える場合、各相の電圧の波形の頂部が飽和電圧に接するように制御されるが、この場合、他の相の電圧は、飽和電圧まで増加させる余力があることになる。他方、本発明は、積分中断の条件の一つとして合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が飽和電圧を超える値、すなわち、ＰＷＭデューティ比を最大とする電圧指令値以上の値の閾値Ｖｄｑｓ以上となることとしているので、図中実線で示すように、電圧は、上記破線で示された従来制御装置によって与えられる各相電圧より高くすることができ、これによって全ての相で電圧を高めることができることが容易に理解できよう。
【００３７】
すなわち、このモータ制御装置では、一相のみの電圧指令値が飽和電圧に達しても、積分手段２２が積分を中断せず、ｄ相およびｑ相の電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑはまだまだ増加することになり、他の二相の電流増加が見込め、これによりモータＭは、従来モータ制御装置よりも大きなトルクを発生することが可能となる。
【００３８】
さらに、積分手段２２の積分中断は、ｑ相電流値とｑ相電流目標値の偏差が積分演算結果の絶対値を増大させるという、もう一つの条件を満たすことによって行われるが、具体的には、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が上記閾値Ｖｄｑｓ以上となった時点における積分手段２２が演算するｑ相の積分値ｆｑｐｒｅの符号が、その後演算手段２１によって演算される偏差εｑの符号と同じ状況では、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が上記閾値Ｖｄｑｓ以上の場合、積分手段２２は積分演算を中断する。
【００３９】
逆に、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が上記閾値Ｖｄｑｓ以上となった時点における積分手段２２が演算するｑ相の積分値ｆｑｐｒｅの符号が、その後演算手段２１によって演算される偏差εｑの符号と逆となる状況では、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が上記閾値Ｖｄｑｓ以上であっても、積分手段２２は積分演算する。
【００４０】
すなわち、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が上記閾値Ｖｄｑｓ以上であってもｑ相電流値とｑ相電流目標値の偏差が積分演算結果の絶対値を減少させる場合には積分演算することから、積分値の絶対値を速やかに減少せしめることができるので、三相各相の電圧が飽和しているのに積分値が正方向に増大する、もしくは、積分値が負方向に減少するといった制御上好ましくない状況をも解消し、速やかに各相の巻線の実電流を電圧目標値に追随させることができ、制御応答性が向上させることができる。
【００４１】
なお、上記合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が上記閾値Ｖｄｑｓ以下の場合には、すなわち、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が三相各相のうち一相のみが飽和電圧に達する可能性がある値以上となっても閾値Ｖｄｑｓに達するまでは、ｑ相電流値とｑ相電流目標値の偏差が積分演算結果の絶対値を増大させるか否かに係わらず、積分手段２２は、積分演算をするので、ｄ相およびｑ相の電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを増加させて、モータＭに従来モータ制御装置よりも大きなトルクを発生させることになる。
【００４２】
したがって、このモータ制御装置は、モータが図１に示すアクチュエータ兼緩衝装置の減衰力発生源および制御力発生源に使用される場合にあっても、モータＭに効率よく大トルクの発生させ得るので、車両等の緩衝器の減衰力発生源や車両の姿勢を制御する制御力発生源として使用される三相ブラシレスモータに最適となり、実用性が向上する。
【００４３】
すなわち、特にモータＭが上記したアクチュエータ兼緩衝装置に使用される場合、車両走行中に路面の凹凸を通過する時等に、車体と車軸とが相対移動してモータＭが外力によって強制的に駆動させられて逆起電力が生じ偏差εｑが増大してしまうような場合にあっても、積分手段２２の積分中止によって積分値の増大を防止することができるので、車両姿勢を不安定にしてしまう恐れがない。
【００４４】
また、積分手段２２は積分中止をするのみで、積分演算を実施してさらに、その補正を行うべく飽和電圧オーバー分の値を積分値から差し引くような演算を行う必要が無いので、飽和処理が簡略化され、モータ制御装置のＣＰＵ等の演算処理装置の負荷を軽減し、処理速度も向上する。
【００４５】
さらに、上記のように合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が上記閾値Ｖｄｑｓ以上であってもｑ相電流値とｑ相電流目標値の偏差が積分演算結果の絶対値を減少させる場合には積分演算することから、飽和処理後の各相の巻線の実電流は速やかに電流目標値に追随するので、制御応答性を損なうことがなく、特に、モータＭがアクチュエータ兼緩衝装置に使用される場合には、車体姿勢の挙動を安定させることができ、搭乗者に違和感や不安感を与えず、車両における乗り心地を向上することができる。
【００４６】
つづいて、積分手段２２は、上記積分演算中断中にあっては、比例ゲインを大きくし、大きくした比例ゲインに基づいて積分値の値を書き換える。具体的には、比例ゲインＫＰを比例ゲインＫＰより大きい比例ゲインＫＰ’に変更して、ｑ相電圧指令値を演算するようにする。このとき、積分値を、積分手段２２が積分中断時に演算したｆｑより小さい値のｆｑ’に書き換える。
【００４７】
ここで、ｆｑ’は、変更前後の比例ゲインＫＰ，ＫＰ’、積分中断時の偏差εｑおよび積分ゲインＫＩに基づいてｆｑ’＝｛（ＫＰ−ＫＰ’）・εｑ＋ＫＩ・ｆｑ｝／ＫＩで計算される。上記したように、ＫＰ＜ＫＰ’であるので、ｆｑ’はｆｑより小さい値となる。
【００４８】
そして、上記のように、積分値をｆｑからｆｑ’に書き換え、かつ、比例ゲインをＫＰからＫＰ’に変更しても、書換時のｑ相における電圧指令値Ｖｑは、Ｖｑ＝ＫＩ・ｆｑ’＋ＫＰ’・εｑ＝（ＫＰ−ＫＰ’）・εｑ＋ＫＩ・ｆｑ＋ＫＰ’・εｑ＝ＫＩ・ｆｑ＋ＫＰ・εｑとなり、積分中断時での積分値書換前後でｑ相の電圧指令値Ｖｑの連続性は保たれ、比例ゲインが大きくなるのみとなる。
【００４９】
ｑ相の電圧指令値Ｖｑの連続性は保たれるので、積分中断時にあっても積分値書換前後でのモータＭのトルク変動が激変するような制御を回避することができ、特に、モータが図１に示すアクチュエータ兼緩衝装置の減衰力発生源および制御力発生源に使用される場合にあっても、車体姿勢を激変させるような不自然な挙動を回避でき、より一層車両における乗り心地を向上することができ、さらには、車両の搭乗者に違和感や不安感を与えることがない。
【００５０】
そして、一般には、積分ゲインＫＩ＞＞比例ゲインＫＰに設定される比例積分制御にあたって、上記のように、比例ゲインを大きくするので、積分中断中のモータＭの制御によって、図５中実線で示したように、モータＭの出力トルクは飽和処理を施されながら速やかに上昇される。
【００５１】
なお、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が三相各相のうち一相のみが飽和電圧に達する可能性がある値となった時点で飽和処理を行う場合には、図５中破線で示したように、モータ出力トルクは頭打ちとなり、これに比較して、本モータ制御装置によって制御されるモータＭが出力可能なモータ出力トルクは大きくなる。
【００５２】
したがって、積分値が正方向に増大あるいは負方向に減少するといった制御上好ましくない状況をも解消しつつ、効率的にモータＭの出力トルクを上昇させることができるのである。
【００５３】
さらに、上記積分中断の上記二条件を満たさなくなると、積分手段２２は積分演算を再開するが、今度は積分再開にあたり、比例ゲインを元のＫＰに戻し、元の比例ゲインＫＰに基づいて積分値を書き換える。具体的には、大きい比例ゲインＫＰ’を元の比例ゲインＫＰに変更して、ｑ相電圧指令値を演算するようにする。
【００５４】
このとき、積分値を、変更前後の比例ゲインＫＰ，ＫＰ’、積分再開時の偏差、すなわち、演算手段２１が積分再開時に出力した偏差εｑおよび積分ゲインＫＩに基づいてｆｑ”＝｛（ＫＰ’−ＫＰ）・εｑ＋ＫＩ・ｆｑ’｝／ＫＩで計算される値に書き換える。
【００５５】
そして、上記のように、積分値をｆｑ’からｆｑ”に書き換え、かつ、比例ゲインをＫＰ’からＫＰに変更しても、書換時のｑ相における電圧指令値Ｖｑは、Ｖｑ＝ＫＩ・ｆｑ”＋ＫＰ・εｑ＝（ＫＰ’−ＫＰ）・εｑ＋ＫＩ・ｆｑ’＋ＫＰ・εｑ＝ＫＩ・ｆｑ’＋ＫＰ’・εｑとなり、積分再開時での積分値書換前後でｑ相の電圧指令値Ｖｑの連続性は保たれ、比例ゲインが小さくなるのみとなる。
【００５６】
このあと、積分手段２２は、上記演算によって得られるｆｑ”を前回制御時に演算されたｆｑｐｒｅとして、以降、積分が中断されるまで、上記した積分演算を実行しつづける。
【００５７】
したがって、ｑ相の電圧指令値Ｖｑの連続性は保たれるので、積分再開時にあっても積分値書換前後でのモータＭのトルク変動が激変するような制御を回避することができ、特に、モータが図１に示すアクチュエータ兼緩衝装置の減衰力発生源および制御力発生源に使用される場合にあっても、車体姿勢を激変させるような不自然な挙動を回避でき、より一層車両における乗り心地を向上することができ、さらには、車両の搭乗者に違和感や不安感を与えることがない。
【００５８】
なお、積分中断時に比例ゲインＫＰを比例ゲインＫＰ’に変更することを省略する場合には、上記モータＭの出力トルクを効率的に上昇させるという効果は失われるが、積分中断中、常に積分手段２２に積分中断時の積分値を出力させておくようにしてもよい。しかし、この場合にあっても、モータＭの従来モータ制御装置以上のトルクを発生でき、モータＭの実用性を向上する効果は失われない。
【００５９】
なお、積分手段２２は、上記積分演算再開後には、通常通り、ｄ相およびｑ相について積分値ｆｄ＝ｆｄｐｒｅ＋εｄ，積分値ｆｑ１＝ｆｑｐｒｅ＋εｑの演算を行って、モータＭは、このモータ制御装置により比例積分制御されることになる。
【００６０】
ここで、上記した積分手段２２の積分の中断および再開は、具体的にはたとえば、図６に示す処理手順に従って処理される。
【００６１】
まず、ステップ２００で初期設定が行われ、飽和認識フラグ、リセットフラグをそれぞれ初期値であるｏｆｆに設定し、偏差符号および初期符号をそれぞれ初期値であるプラスに設定するとともに、積分値ｆｄｐｒｅ，ｆｑｐｒｅの値を初期値である０に設定する。なお、飽和認識フラグがｏｆｆの場合には合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が所定の閾値Ｖｄｑｓ未満であることを示し、他方、飽和認識フラグがｏｎの場合には、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が所定の閾値Ｖｄｑｓ以上であることを示している。また、偏差符号は、今回制御時におけるｑ相電流値とｑ相電流目標値の偏差εｑの符号であり、初期符号は、前回制御時におけるｑ相の積分値ｆｑの符号である。
【００６２】
つづいて、ステップ２０１では、飽和認識フラグがｏｎの場合、すなわち、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が所定の閾値Ｖｄｑｓ以上である状態であり、ステップ２０２へ移行し、飽和認識フラグがｏｆｆの場合には、ステップ２１２へ移行する。
【００６３】
なお、ステップ２１２では、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が所定の閾値Ｖｄｑｓ未満であるので、積分手段２２は、通常の積分演算、すなわち、ｄ相にあってはｆｄ＝ｆｄｐｒｅ＋εｄ、ｑ相にあってはｆｑ＝ｆｑｐｒｅ＋εｑを演算し、それぞれの積分値であるｆｄ，ｆｑを出力し、これらに基づいて電圧演算手段２５は、ｄ相電圧指令値Ｖｄおよびｑ相電圧指令値Ｖｑを出力する。
【００６４】
ステップ２０２では、現状のｑ相における偏差εｑが０以上か否かの判断を行い、０以上の場合には、ステップ２０３に移行して偏差符号をプラスとし、０未満の場合には、ステップ２０４で偏差符号をマイナスとする。
【００６５】
ステップ２０５では、初期符号と偏差符号が同一か否かを判断する。そして、初期符号が偏差符号と同一である場合、ステップ２０６に移行し、他方、初期符号が偏差符号と異なる場合、ステップ２０７に移行する。
【００６６】
ステップ２０６では、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が所定の閾値Ｖｄｑｓ以上であり、また、初期符号と偏差符号が反転せず同じである状況であるので、積分手段２２がｑ相における積分演算を中止し、電圧演算手段２５は、比例ゲインＫＰを比例ゲインＫＰ’に変更し、比例ゲインＫＰ’、積分値ｆｄｐｒｅおよび積分値ｆｑｐｒｅに基づき、Ｖｑ＝ＫＩ・ｆｑｐｒｅ＋ＫＰ’・εｑで演算されるｑ相電圧指令値Ｖｑを出力する。なお、ｄ相においては積分手段２２は通常通りにｄ相における積分演算を行い、電圧演算手段２５は、ｄ相電圧指令値Ｖｄを上記ステップ２１２と同様の演算して出力する。
【００６７】
なお、後述するが、前回制御時に合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が所定の閾値Ｖｄｑｓ以上となる場合には、積分値ｆｑｐｒｅは｛（ＫＰ−ＫＰ’）・εｑ＋ＫＩ・ｆｑ｝／ＫＩで計算されるｆｑ’の値に書き換えられている。
【００６８】
他方、ステップ２０７では、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が閾値Ｖｄｑｓ以上であっても初期符号と偏差符号が反転している状態であり、積分手段２２に積分演算を行わせる準備として、前回積分値ｆｑｐｒｅの値をｆｑ”の値に書き換えて、ステップ２０８に移行する。
【００６９】
このステップ２０７では、前回制御時に合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が閾値Ｖｄｑｓ以上であって飽和認識フラグがｏｎの状態となっている場合には、前回制御時に前回積分値ｆｑｐｒｅは、必ず、ｆｑ’に書き換えられている状態となっており、上記の説明通りのｆｑ’から演算されるｆｑ”の値に積分値を書き換えることになる。
【００７０】
なお、実際には、上記ステップ２０２の時点では、演算手段２１によって、今回制御に使用される偏差εｄ，εｑが計算されているので、前回制御時の偏差を別途記憶装置に格納しておき、この格納された前回制御時の偏差を読み込んで、ｆｑ”を演算することになる。
【００７１】
ステップ２０８では、積分手段２２は、ｑ相においてステップ２０７でｆｑ”の値に書き換えられた積分値ｆｑｐｒｅに基づいてｆｑ＝ｆｑｐｒｅ＋εｑを演算し、また、ｄ相においては、ｆｄ＝ｆｄｐｒｅ＋εｄを演算する。
【００７２】
つづいて、ステップ２０９に移行し、ステップ２０８で演算された積分後積分値の絶対値｜ｆｑ｜が積分演算前の積分値の絶対値｜ｆｑｐｒｅ｜より小さい値となっているか、つまり、｜ｆｑ｜＜｜Ｆｑｐｒｅ｜の関係を満たしているかを判断する。なお、ステップ２０８の説明で述べたように、この｜Ｆｑｐｒｅ｜の値は、｜ｆｑ”｜の値と同じ値となる。
【００７３】
そして、積分後積分値の絶対値｜ｆｑ｜が積分演算前の積分値の絶対値｜ｆｑ”｜より小さい値となっていない場合は、ステップ２１０へ移行し、逆に、積分後積分値の絶対値｜ｆｑ｜が積分演算前の積分値の絶対値｜ｆｑ”｜より小さい値となっている場合には、ステップ２１１へ移行する。
【００７４】
このステップ２０９では、前回制御時に合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２が閾値Ｖｄｑｓ以上であることから、積分値の絶対値が増大する場合に積分演算を行ってはいけない場合に、積分を行ってしまったか否かをチェックする、すなわち、ステップ２０２からステップ２０５までの処理において符号判定をミスしたか否かをチェックしている。
【００７５】
さらに、ステップ２１０では、リセットフラグをｏｎに設定しステップ２１１に移行する。このリセットフラグは、後述するステップ２１４で、それ自身、飽和認識フラグ、初期符号および偏差符号をそれぞれ初期値に戻す指示を与えるものであり、このリセットフラグがｏｎされると、上記各フラグおよび各符号がリセットされることになる。
【００７６】
ステップ２１１では、ステップ２０８で積分演算２２が出力した積分値ｆｄ，ｆｑに基づいて、電圧演算手段２５は、ｄ相電圧指令値Ｖｄ＝ＫＩ・ｆｄ＋ＫＰ・εｄを演算するとともに、ｑ相電圧指令値Ｖｑ＝ＫＩ・ｆｑ＋ＫＰ・εｑを演算して、ｄ相電圧指令値Ｖｄおよびｑ相電圧指令値Ｖｑを出力する。
【００７７】
さらに、ステップ２１３では、上述したステップ２０６、ステップ２１１、ステップ２１２で出力されたｄ相電圧指令値Ｖｄおよびｑ相電圧指令値Ｖｑから、ＣＰＵは、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２を演算する。
【００７８】
そして、ステップ２１４では、リセットフラグがｏｆｆであるか否か判断する。そして、リセットフラグがｏｆｆである場合にはステップ２１５に移行し、リセットフラグがｏｎである場合にはステップ２２３に移行する。ここで、リセットフラグがｏｎである場合には、符号判定をミスしているので、誤った認識のまま制御を行うとｑ相における積分値が増大してしまう等、制御上好ましくないのでステップ２２３で、飽和認識フラグ、初期符号、偏差符号を初期値に戻したうえで、リセットフラグをｏｆｆに戻す。
【００７９】
他方、ステップ２１５では、ステップ２１３で演算された合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２がＶｄｑｓ以上であり、かつ、飽和認識フラグがｏｆｆとなっているか否かを判断する。
【００８０】
そして、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２がＶｄｑｓ以上であり、かつ、飽和認識フラグがｏｆｆである場合には、ステップ２１６へ移行し、条件を満たさない場合にはステップ２２１へ移行する。
【００８１】
ステップ２１６では、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２がＶｄｑｓ以上であるにもかかわらず、飽和認識フラグがｏｆｆの状態であるので、飽和認識フラグはｏｎに設定される。
【００８２】
そして、ステップ２１７に移行して、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２がＶｄｑｓ以上であることから、次回制御時のために積分値ｆｑを積分値ｆｑ’に書き換える。そして、この積分値ｆｑ’が次回制御時の積分演算もしくは積分値の書換演算のために使用される積分値ｆｑｐｒｅとされる。
【００８３】
さらに、ステップ２１８に移行し、ステップ２１２で演算されたｑ相の積分値ｆｑが０以上であるか否かの判断を行い、０以上の場合には、ステップ２１９に移行して偏差符号をプラスとし、０未満の場合には、ステップ２２０で偏差符号をマイナスとし、ステップ２２４に移行する。
【００８４】
他方、上記したステップ２１５で合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２がＶｄｑｓ以上であり、かつ、飽和認識フラグがｏｆｆであることを満たさないと判断された場合に移行されるステップ２２１では、合成ベクトル（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２がＶｄｑｓ未満であり、かつ、飽和認識フラグがｏｎであるか否かを判断する。
【００８５】
そして、このステップにおける条件を満たす場合には、ステップ２２２に移行し、満たさない場合には、ステップ２２４に移行する。
【００８６】
さらに、ステップ２２２では、次回制御用のｑ相の積分値ｆｑｐｒｅを設定する。詳しくは、ステップ２０５と同様に、初期符号と偏差符号とが同一の符合であるか判断し、同一である場合には、上記ステップ２１５およびステップ２２１の各判断によって、前回制御時には飽和認識フラグがｏｎにされ前回制御時のステップ２１７にて積分値ｆｑｐｒｅの値がｆｑ’に書き換えられている状態であり、また、今回制御時のステップ２０６で積分演算を中止し、ｑ相における今回積分値ｆｑは前回制御時に書き換えられたｆｑ’と同じ値となっているので、次回制御時の積分演算の準備として今回積分値ｆｑをそのまま利用して、ｆｑ”を演算し、次回制御用の積分値ｆｑｐｒｅを演算結果であるｆｑ”に設定する。
【００８７】
他方、初期符号と偏差符号とが同一でないと判断される場合、今回制御時のステップ２０７で、積分値ｆｑｐｒｅをｆｑ”の値に書き換えているので、その後のステップ２０８で積分演算された結果である積分値ｆｑをそのまま次回制御時における積分用のｑ相の積分値ｆｑｐｒｅに設定する。
【００８８】
そして、このｑ相の積分値ｆｑｐｒｅの設定後、ステップ２２３に移行し、ステップ２２３では、飽和認識フラグ、初期符号、偏差符号を初期値に戻したうえで、リセットフラグをｏｆｆに戻す。
【００８９】
最後にステップ２２４では、ステップ２０６、ステップ２１１あるいはステップ２１２で演算されたｄ相電圧指令値Ｖｄおよびｑ相電圧指令値Ｖｑが実際のモータＭのＵ，Ｖ，Ｗの三相の各電圧指令値に変換され、この変換された三相各相の電圧指令値がＰＷＭ回路４に出力され、当該周期における演算処理を終了する。
【００９０】
そして、このモータ制御装置は、以上のステップ２０２から２２４までを繰り返し処理してモータＭを制御する。
【００９１】
なお、各実施の形態において、本発明についてモータＭを比例積分制御している例を採用して説明したが、本発明は、およそ積分要素を用いてモータＭを制御する場合に適用できる。
【００９２】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】アクチュエータ兼緩衝装置の概念図である。
【図２】第１の実施の形態におけるモータ制御装置のシステム図である。
【図３】ＰＷＭ回路を示す図である。
【図４】一実施の形態におけるモータ制御装置の各相電圧と電気角との関係を示す図である。
【図５】一実施の形態におけるモータ制御装置のｑ相電流とモータＭのトルクとの関係を示す図である。
【図６】一実施の形態におけるモータ制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
１  二相電流演算手段
２  比例積分制御部
３  三相変換演算手段
４  ＰＷＭ回路
５  電流検出器
６  位置検出器
７  電流目標値演算部
８  リミッタ
２１  演算手段
２２  積分手段
２３  ゲイン乗算手段
２４  比例手段
２５  電圧演算手段
４１  スイッチング素子
Ｍ  モータ
【図１】
2006296116.tif 000005
【図２】
2006296116.tif 000006
【図３】
2006296116.tif 000007
【図４】
2006296116.tif 000008
【図５】
2006296116.tif 000009
【図６】
2006296116.tif 000010