(57)【要約】【課題】モータの負荷トルクが比較的大きい場合であっても、モータが脱調することを抑制できるモータ制御装置及びモータ制御方法を提供する。【解決手段】モータ制御装置１００はトルク演算部１３を備える。トルク演算部１３は、トルク算出部４１、トルク判定部４３、及びトルク設定部４５を備える。トルク算出部４１は、モータ２００の強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時に、駆動電流の検出結果に基づいてモータ２００のトルク値Ｔｑを算出する。トルク判定部４３は、トルク値Ｔｑと、予め定められたトルク目標値Ｔｑｒｅｆとのうち、いずれの値が大きいかを判定する。トルク設定部４５は、トルク値Ｔｑとトルク目標値Ｔｑｒｅｆとのうち、大きいと判定された値を、強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時のトルク指令値Ｔｑ０＊に設定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサレスベクトル制御を実行して、複数の駆動電圧をモータに印加するモータ制御装置において、
前記モータに流れる複数の駆動電流を検出する電流検出部と、
前記複数の駆動電流の検出結果に基づいて演算を実行するトルク演算部と
を備え、
前記トルク演算部は、
前記モータの強制転流制御から前記センサレスベクトル制御への移行時に、前記複数の駆動電流の検出結果に基づいて前記モータのトルク値を算出するトルク算出部と、
前記トルク値と、予め定められたトルク目標値とのうち、いずれの値が大きいかを判定するトルク判定部と、
前記トルク値と前記トルク目標値とのうち、大きいと判定された値を、前記強制転流制御から前記センサレスベクトル制御への移行時のトルク指令値に設定するトルク設定部と
を備える、モータ制御装置。
【請求項２】
前記複数の駆動電流の検出結果に基づいて、前記モータのロータの回転角の推定値である推定回転角を算出する推定部と、
角速度指令値が入力される切替制御部と
をさらに備え、
前記切替制御部は、
前記角速度指令値に基づいて、前記ロータの回転角の制御値である指令回転角を算出する指令回転角算出部と、
前記推定回転角と前記指令回転角との差分を算出する差分算出部と、
前記差分が所定範囲内に収まったか否かを判定する差分判定部と
を備え、
前記差分判定部によって前記差分が前記所定範囲内に収まったと判定された時に、前記トルク設定部は、前記トルク値と前記トルク目標値とのうち、大きいと判定された前記値を前記トルク指令値に設定する、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記トルク設定部は、１回だけ、前記トルク値と前記トルク目標値とのうち、大きいと判定された前記値を、前記トルク指令値に設定する、請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記トルク設定部は、前記トルク値と前記トルク目標値とのうち、大きいと判定された前記値を前記トルク指令値に設定して、大きいと判定された前記値を前記トルク指令値に設定する直前のｑ軸電流に対して不連続になるように、ｑ軸電流を増加する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記トルク目標値は、前記モータに作用する負荷トルクの最大値に設定されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記モータは、圧縮機を駆動する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
センサレスベクトル制御を実行して、複数の駆動電圧をモータに印加するモータ制御方法において、
前記モータの強制転流制御から前記センサレスベクトル制御への移行時に、複数の駆動電流の検出結果に基づいて前記モータのトルク値を算出するステップと、
前記トルク値と、予め定められたトルク目標値とのうち、いずれの値が大きいかを判定するステップと、
前記トルク値と前記トルク目標値とのうち、大きいと判定された値を、前記強制転流制御から前記センサレスベクトル制御への移行時のトルク指令値に設定するステップと
を含む、モータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置及びモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調機器又は冷凍機器に使用される圧縮機として、レシプロ圧縮機が用いられている。レシプロ圧縮機のＯＮ／ＯＦＦを操作する際のロスを低減する方法として、圧縮機の停止と同時に冷媒回路の高圧側と低圧側とを遮断する電磁弁を、凝縮器出口側に設ける方法が知られている。電磁弁を用いた冷媒回路においては、電磁弁の遮断後、高圧と低圧とに分離されたままの冷媒回路を再起動する時、レシプロ圧縮機は差圧起動を行う。差圧起動とは、吸入低圧と吐出高圧との差圧のついたままの起動のことである。
【０００３】
差圧起動を行う場合、レシプロ圧縮機の吸込み口側と吐出し口側との圧力差により、モータに加わる負荷トルクが大きくなる。その結果、モータのトルク不足により、レシプロ圧縮機の起動ができない場合が発生し得る。
【０００４】
そこで、従来のモータ制御装置は、レシプロ圧縮機のような負荷トルクの変動が大きい圧縮機においても、安定して起動を実現するために、次のような構成を有している（例えば、特許文献１）。
【０００５】
すなわち、従来のモータ制御装置は、位置決め運転モード、同期運転モード、及び位置フィードバック運転モードを有する。また、従来のモータ制御装置の軸誤差演算器は、ｄ軸検出電流Ｉｄｃおよびｑ軸検出電流Ｉｑｃと、ｄ軸およびｑ軸電圧指令値（Ｖｄ＊およびＶｑ＊）と、インバータ周波数指令値ω１＊または周波数指令値ω＊を入力とし、永久磁石モータの回転子の実回転位置（実回転座標軸）と仮想回転位置（制御軸）との空間的位相差（以下、「軸誤差Δθｃ」と言う）を出力する。
【０００６】
そして、ｑ軸電流成分の過不足分を補正するように軸誤差Δθｃが生じるため、その軸誤差Δθｃにより補正されたｄ軸電流成分Ｉｄｃおよびｑ軸電流成分Ｉｑｃをそれぞれｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に設定することで、軸誤差Δθｃをほぼ零（０）にすることができる。換言すれば、モータトルクを変動する負荷トルクに合わせて発生することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２４９３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のモータ制御装置は、モータ電流検出器で検出したモータ電流を推定磁極位置θｄｃとして入力し、ｄ軸検出電流Ｉｄｃ及びｑ軸検出電流Ｉｑｃを出力している。一方、同期運転中、モータの角速度が十分でない場合は、推定磁極位置θｄｃが実際の磁極位置に対してずれることがある。その結果、ｄ軸検出電流Ｉｄｃ及びｑ軸検出電流Ｉｑｃが、実際のｄ軸電流及びｑ軸電流と異なることがある。
【０００９】
特に、ｄ軸検出電流Ｉｄｃ及びｑ軸検出電流Ｉｑｃが、目標値よりも大きく検出されると、目標値に合わせようと、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は小さくなる。しかし、実際のｄ軸電流及びｑ軸電流は小さく、かつ、差圧起動時のようにモータの負荷トルクが大きい場合、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に基づいてモータを駆動すると、モータのトルクが十分ではなく、モータが脱調する可能性がある。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの負荷トルクが比較的大きい場合であっても、モータが脱調することを抑制できるモータ制御装置及びモータ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の例示的なモータ制御装置は、センサレスベクトル制御を実行して、複数の駆動電圧をモータに印加する。モータ制御装置は、電流検出部と、トルク演算部とを備える。電流検出部は、前記モータに流れる複数の駆動電流を検出する。トルク演算部は、前記複数の駆動電流の検出結果に基づいて演算を実行する。トルク演算部は、トルク算出部と、トルク判定部と、トルク設定部とを備える。トルク算出部は、前記モータの強制転流制御から前記センサレスベクトル制御への移行時に、前記複数の駆動電流の検出結果に基づいて前記モータのトルク値を算出する。トルク判定部は、前記トルク値と、予め定められたトルク目標値とのうち、いずれの値が大きいかを判定する。トルク設定部は、前記トルク値と前記トルク目標値とのうち、大きいと判定された値を、前記強制転流制御から前記センサレスベクトル制御への移行時のトルク指令値に設定する。
【００１２】
本発明の例示的なモータ制御方法は、センサレスベクトル制御を実行して、複数の駆動電圧をモータに印加する。モータ制御方法は、前記モータの強制転流制御から前記センサレスベクトル制御への移行時に、複数の駆動電流の検出結果に基づいて前記モータのトルク値を算出するステップと、前記トルク値と、予め定められたトルク目標値とのうち、いずれの値が大きいかを判定するステップと、前記トルク値と前記トルク目標値とのうち、大きいと判定された値を、前記強制転流制御から前記センサレスベクトル制御への移行時のトルク指令値に設定するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１３】
例示的な本発明によれば、モータの負荷トルクが比較的大きい場合であっても、モータが脱調することを抑制できるモータ制御装置及びモータ制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るモータ制御装置を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施形態に係るモータ制御装置が実行する制御の遷移を示す図であり、図２（ｂ）は、比較例に係るモータ制御装置が実行する制御の遷移を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るモータ制御装置のトルク演算部及び切替制御部を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、本実施形態に係る強制転流制御時のｄｑ軸及びγδ軸を示す図であり、図４（ｂ）は、本実施形態に係る切替制御時のｄｑ軸及びγδ軸を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るモータ制御装置のトルク目標値を示す図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るモータ制御装置の駆動制御部を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係るモータ制御方法を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本実施形態に係るモータ制御方法による最適トルク制御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】
【００１５】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【００１６】
本明細書では、ｄｑ座標系は回転座標系である。ｄｑ座標系では、モータのロータを基準に磁極方向をｄ軸とし、ｄ軸に対して９０度進んだ方向をｑ軸とする。ｄ軸電流は、モータに流れる電流のｄ軸成分である。ｄ軸電流は、回転磁界を発生させる励磁電流である。ｑ軸電流は、モータに流れる電流のｑ軸成分である。ｑ軸電流は、トルクを発生させるトルク電流である。αβ座標系は固定座標系である。αβ座標系では、モータのステータを基準にＵ相方向をα軸とし、α軸に対して９０度進んだ方向をβ軸とする。α軸電流は、モータに流れる電流のα軸成分である。β軸電流は、モータに流れる電流のβ軸成分である。
【００１７】
図１〜図６を参照して、本発明の実施形態に係るモータ制御装置１００について説明する。まず、図１を参照して、モータ制御装置１００の全体構成について説明する。
【００１８】
図１は、モータ制御装置１００を示す図である。図１に示すように、モータ制御装置１００の制御対象はモータ２００である。モータ２００は、本実施形態では、三相ブラシレスモータである。モータ２００は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相を有する。モータ２００の駆動対象は、本実施形態では、圧縮機３００である。より具体的な圧縮機３００の形態として、ピストンの往復運動によるシリンダーの容積変化で空気を圧縮するレシプロ圧縮機が挙げられる。圧縮機３００は、例えば、収容物を冷やす冷蔵システム又は収容物を凍らせる冷凍システムに搭載される。以下、冷蔵システム及び冷凍システムを総称して「冷却システム」と記載する。
【００１９】
モータ制御装置１００は、センサレスベクトル制御を実行して、複数の駆動電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗをモータ２００に印加する。その結果、モータ２００が駆動し、更に、モータ２００によって圧縮機３００が駆動される。駆動電圧Ｖｕはモータ２００のＵ相に印加される電圧である。駆動電圧Ｖｖはモータ２００のＶ相に印加される電圧である。駆動電圧Ｖｗはモータ２００のＷ相に印加される電圧である。
【００２０】
モータ制御装置１００は、駆動制御部１と、インバータ３と、電流検出部５と、三相／二相変換部７と、αβ／ｄｑ変換部９と、推定部１１と、トルク演算部１３と、切替制御部１５とを備える。
【００２１】
次に、図１〜図２（ｂ）を参照して、モータ制御装置１００が実行する制御について説明する。図２（ａ）は、モータ制御装置１００が実行する制御の遷移を示す図である。図２（ｂ）は、比較例に係るモータ制御装置が実行する制御の遷移を示す図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）において、縦軸は電流値を示し、横軸は時間を示す。また、図２（ａ）において、破線ＩＤはインバータ３からモータ２００に流れるｄ軸電流を示し、実線ＩＱはインバータ３からモータ２００に流れるｑ軸電流を示す。図２（ｂ）においても同様に、破線ＩＤは比較例に係るｄ軸電流を示し、実線ＩＱは比較例に係るｑ軸電流を示す。図２（ａ）及び図２（ｂ）の説明の便宜のため、破線ＩＤで示されるｄ軸電流を「ｄ軸電流ＩＤ」と記載し、実線ＩＱで示されるｑ軸電流を「ｑ軸電流ＩＱ」と記載する。
【００２２】
図１及び図２（ａ）に示すように、モータ制御装置１００の駆動制御部１は位置決め制御を実行する。位置決め制御とは、モータ２００のロータを位置決めする制御のことである。以下、「ロータ」はモータ２００のロータを示す。本実施形態では、駆動制御部１が、インバータ３を制御して、モータ２００の三相のうち所定相の巻線への通電を行って、ロータを所定位置に固定する。具体的には、駆動制御部１が、インバータ３を制御して、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、ｑ軸電流ＩＱをゼロに維持しつつｄ軸電流ＩＤが第１所定勾配で増加するように、モータ２００に通電する。
【００２３】
駆動制御部１は、位置決め制御を完了すると、強制転流制御を実行する。強制転流制御とは、強制的に通電のタイミングを設定して所定の電圧をモータ２００の各相に印加してロータを回転させる制御のことである。本実施形態では、駆動制御部１が、インバータ３を制御して、モータ２００の３相に対する通電パターンを一定周期で強制的に切り換えて回転磁界を発生させる。そして、ロータを強制的に回転させる。具体的には、駆動制御部１が、インバータ３を制御して、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、ｑ軸電流ＩＱをゼロに維持しつつｄ軸電流ＩＤを所定値に維持するように、モータ２００に通電する。
【００２４】
駆動制御部１は、強制転流制御を完了すると、切替制御を実行する。切替制御とは、モータ２００の制御を強制転流制御からセンサレスベクトル制御に切り替える制御のことである。本実施形態では、駆動制御部１が、インバータ３を制御して、強制転流制御からセンサレスベクトル制御に切り替わるように、モータ２００に通電する。具体的には、駆動制御部１が、インバータ３を制御して、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、ｑ軸電流ＩＱを第２所定勾配で増加するとともにｄ軸電流ＩＤを第３所定勾配で減少するように、モータ２００に通電する。
【００２５】
そして、時刻ｔ３において、駆動制御部１が、インバータ３を制御して、ｄ軸電流ＩＤをゼロにするとともにｑ軸電流ＩＱを比較的急峻に増加するように、モータ２００に通電する。従って、強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時である時刻ｔ３において、モータ２００は十分な駆動トルクを発生できる。その結果、モータ２００の負荷トルクが比較的大きい場合であっても、モータ２００が脱調することを抑制できて、強制転流制御からセンサレスベクトル制御へ円滑に移行できる。なお、ｑ軸電流ＩＱを比較的急峻に増加する制御は、本発明の一例である。
【００２６】
本実施形態に対して、図２（ｂ）に示すように、比較例に係るモータ制御装置では、時刻ｔ２から時刻ｔ３までｑ軸電流ＩＱを増加させた後、時刻ｔ３で直ちにｑ軸電流ＩＱを減少させる。従って、モータが十分な駆動トルクを発生できない場合があり得る。その結果、負荷トルクが比較的大きいと、モータの脱調が発生し得る。特に、切替制御を行っているようなモータの始動直後の期間では、ロータの回転角の推定結果が不安定な場合があり得る。従って、回転角の推定結果に基づいて算出されるｑ軸電流指令値が適切でない場合があり得る。その結果、ｑ軸電流指令値に基づく駆動トルクが十分ではなく、モータの脱調が発生し得る。
【００２７】
再び図２（ａ）を参照して、駆動制御部１は、切替制御を完了すると、センサレスベクトル制御を実行する。センサレスベクトル制御とは、ロータの角速度及び回転角の推定結果に基づいてフィードバック制御を実行するベクトル制御のことである。ベクトル制御とは、モータ２００に流れる電流をｄ軸電流ＩＤとｑ軸電流ＩＱとに分解し、ｄ軸電流ＩＤ及びｑ軸電流ＩＱを独立に制御して、モータ２００を制御することである。本実施形態では、駆動制御部１が、ロータの角速度及び回転角の推定結果と、ｄ軸電流ＩＤ及びｑ軸電流ＩＱとに基づいてインバータ３を制御して、モータ２００に通電する。具体的には、駆動制御部１が、インバータ３を制御して、時刻ｔ３以降において、ｄ軸電流ＩＤをゼロに維持しつつｑ軸電流ＩＱが所定関数に従って定常値まで徐々に減少するように、モータ２００に通電する。
【００２８】
次に、図１を参照して、ロータの角速度及び回転角の推定について説明する。図１に示すように、駆動制御部１は、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：以下「ＰＷＭ」と表記）信号をインバータ３に出力する。インバータ３は、ＰＷＭ信号に応じて、複数の駆動電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを生成して、複数の駆動電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗをモータ２００に印加する。インバータ３は、例えば、６個のトランジスタ（不図示）と、３個の電流モニタ端子（不図示）とを備える。
【００２９】
電流検出部５は、モータ２００に流れる複数の駆動電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを検出する。駆動電流ＩＵはＵ相に流れる電流である。駆動電流ＩＶはＶ相に流れる電流である。駆動電流ＩＷはＷ相に流れる電流である。駆動電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷは、例えば、インバータ３の３個の電流モニタ端子から取り出される。電流検出部５は、アナログ信号である駆動電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷをそれぞれデジタル信号である電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに変換する。電流検出部５は、例えば、駆動電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを計測するための３個のシャント抵抗（不図示）と、Ａ／Ｄコンバータ（不図示）とを備える電子回路によって構成される。電流検出部５は電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを三相／二相変換部７に出力する。
【００３０】
三相／二相変換部７は、クラーク変換を実行して、三相の電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを二相の電流値Ｉα、Ｉβに変換する。電流値Ｉαはα軸電流の電流値であり、電流値Ｉβはβ軸電流の電流値である。三相／二相変換部７は、電流値Ｉα、Ｉβをαβ／ｄｑ変換部９に出力する。
【００３１】
αβ／ｄｑ変換部９は、ロータの推定回転角θに基づいてパーク変換を実行して、固定座標系上の電流値Ｉα及び電流値Ｉβをそれぞれ回転座標系上のｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑに変換する。ｄ軸電流値Ｉｄはｄ軸電流の電流値を示し、ｑ軸電流値Ｉｑはｑ軸電流の電流値を示す。推定回転角θは推定部１１からαβ／ｄｑ変換部９に入力される。αβ／ｄｑ変換部９は、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑを、推定部１１と駆動制御部１とトルク演算部１３とに出力する。
【００３２】
推定部１１は、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑに基づいて、推定角速度ω及び推定回転角θを算出する。推定角速度ωは、ロータの角速度の推定値である。推定回転角θは、ロータの回転角の推定値である。本実施形態において、「ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ」は、「複数の駆動電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷの検出結果」の一例である。推定部１１は、推定角速度ωを駆動制御部１に出力する。推定部１１は、推定回転角θを、αβ／ｄｑ変換部９と駆動制御部１と切替制御部１５とに出力する。
【００３３】
具体的には、推定部１１は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊の少なくとも一方と、ｄ軸電流値Ｉｄと、ｑ軸電流値Ｉｑとに基づいて、ｄ軸誘起電圧Ｅｄとｑ軸誘起電圧Ｅｑとのうち少なくとも一方を算出する。そして、推定部１１は、ｄ軸誘起電圧Ｅｄとｑ軸誘起電圧Ｅｑとのうち少なくとも一方に基づいて、推定角速度ωを算出する。さらに、推定部１１は、推定角速度ωを積分して、推定回転角θを算出する。ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊は駆動制御部１から推定部１１に入力される。
【００３４】
次に、図１及び図３を参照して、トルク演算部１３について説明する。図１及び図３に示すように、トルク演算部１３には、αβ／ｄｑ変換部９からｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑが入力される。そして、トルク演算部１３は、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑに基づいて演算を実行する。
【００３５】
具体的には、トルク演算部１３は、トルク算出部４１と、トルク判定部４３と、トルク設定部４５とを備える。トルク算出部４１は、モータ２００の強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時に、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑに基づいてモータ２００のトルク値Ｔｑを算出する。
【００３６】
具体的には、トルク算出部４１は、次式に従ってトルク値Ｔｑを算出する。次式において、「Ｔｑ」はトルク値（Ｎ・ｍ）を示す。「Ｐ」は極数を示す。「Ｌｄ」はｄ軸インダクタンス（Ｈ）を示す。「Ｌｑ」はｑ軸インダクタンス（Ｈ）を示す。「Φ」は磁束強度（Ｖ・ｓ／ｒａｄ）を示す。「Ｉｄ」はｄ軸電流値（Ａ）を示す。「Ｉｑ」はｑ軸電流値（Ａ）を示す。
【００３７】
Ｔｑ＝Ｐ×（（Ｌｄ−Ｌｑ）×Ｉｄ＋Φ）×Ｉｑ
【００３８】
トルク判定部４３は、トルク値Ｔｑと、予め定められたトルク目標値Ｔｑｒｅｆとのうち、いずれの値が大きいかを判定する。そして、トルク設定部４５は、トルク値Ｔｑとトルク目標値Ｔｑｒｅｆとのうち、大きいと判定された値を、強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時のトルク指令値Ｔｑ０＊に設定する。トルク指令値Ｔｑ０＊は、強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時の駆動トルクの制御値である。
【００３９】
トルク設定部４５は、駆動制御部１にトルク指令値Ｔｑ０＊を出力する。従って、駆動制御部１は、トルク指令値Ｔｑ０＊に基づいてインバータ３を制御して、複数の駆動電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを制御する。次に、モータ２００の制御がセンサレスベクトル制御へ移行する。そして、駆動制御部１は、センサレスベクトル制御を実行して、複数の駆動電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを制御する。
【００４０】
以下、説明の便宜上、「トルク値Ｔｑとトルク目標値Ｔｑｒｅｆとのうち、大きいと判定された値」を「最適トルク値Ｔｑｘ」と記載する場合がある。また、「最適トルク値Ｔｑｘをトルク目標値Ｔｑｒｅｆに設定する制御」を「最適トルク制御」と記載する場合がある。
【００４１】
本実施形態に係るモータ制御装置１００によれば、最適トルク値Ｔｑｘがトルク指令値Ｔｑ０＊に設定されて、モータ２００が制御される。従って、強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時に、モータ２００は十分な駆動トルクを発生できる。その結果、モータ２００の負荷トルクが比較的大きい場合であっても、モータ２００が脱調することを抑制できて、強制転流制御からセンサレスベクトル制御へ円滑に移行できる。
【００４２】
特に、モータ制御装置１００は、圧縮機３００を駆動するモータ２００の制御に好適である。
【００４３】
すなわち、冷却システムにおいて、運転中の圧縮機３００を停止した直後では、圧縮機３００の排気側圧力と給気側圧力との差が大きい。以下、排気側圧力と給気側圧力との差を「差圧」と記載する。そして、差圧の大きな状態で圧縮機３００を再起動すると、負荷トルクが過大になる可能性がある。つまり、差圧の大きな状態での負荷トルクは、圧縮機３００を継続して運転している最中の負荷トルクよりも大きい可能性がある。
【００４４】
そこで、最適トルク値Ｔｑｘをトルク指令値Ｔｑ０＊に設定することで、モータ２００が十分な駆動トルクを発生して、モータ２００が脱調することを抑制できる。例えば、冷却システムにおいて、停電により停止した圧縮機３００を再起動する際に、脱調を抑制できて、圧縮機３００を円滑に起動できる。
【００４５】
また、冷却システムにおいて、差圧が変動して、負荷トルクが変動する場合であっても、最適トルク値Ｔｑｘをトルク指令値Ｔｑ０＊に設定することで、モータ２００が十分な駆動トルクを発生して、モータ２００が脱調することを抑制できる。例えば、冷却システムにおいて、細かく温度制御を行う際に、負荷トルクが変動する場合であっても、脱調を抑制できる。
【００４６】
さらに、冷却システムにおいて、差圧の小さな状態で圧縮機３００を起動する場合であっても、最適トルク値Ｔｑｘをトルク指令値Ｔｑ０＊に設定することで、モータ２００を円滑に起動できる。従って、モータ２００の信頼性を向上できる。
【００４７】
また、本実施形態において、強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時に、トルク設定部４５は、１回だけ、最適トルク値Ｔｑｘをトルク指令値Ｔｑ０＊に設定することが好ましい。
【００４８】
本実施形態の好ましい例によれば、負荷トルクが比較的大きい場合であっても、１回の最適トルク制御を実行することで、モータ２００は、十分な駆動トルクを発生できる。従って、簡素な制御によってモータ２００が脱調することを抑制できる。
【００４９】
さらに、本実施形態において、強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時に、トルク設定部４５は、最適トルク値Ｔｑｘをトルク指令値Ｔｑ０＊に設定して、最適トルク値Ｔｑｘをトルク指令値Ｔｑ０＊に設定する直前のｑ軸電流に対して不連続になるように、ｑ軸電流を増加することが好ましい。例えば、図２（ａ）に示すように、時刻ｔ３で比較的急峻にｑ軸電流ＩＱを増加することが好ましい。
【００５０】
本実施形態の好ましい例によれば、ｑ軸電流を徐々に増加する場合と比較して、モータ２００が脱調することを迅速に抑制できる。
【００５１】
引き続き図１及び図３を参照して、切替制御部１５について説明する。図１及び図３に示すように、切替制御部１５には、推定部１１から推定回転角θが入力される。また、切替制御部１５には、モータ制御装置１００の外部のマイクロコンピュータから角速度指令値ωｒｅｆが入力される。角速度指令値ωｒｅｆはモータ２００の角速度の目標値である。そして、切替制御部１５は、角速度指令値ωｒｅｆに基づいて演算を実行する。
【００５２】
具体的には、切替制御部１５は、指令回転角算出部５１と、差分算出部５３と、差分判定部５５とを備える。
【００５３】
指令回転角算出部５１は、強制転流制御の実行中及び切替制御の実行中、角速度指令値ωｒｅｆに基づいて指令回転角θ＊を算出する。差分算出部５３は、切替制御の実行中、推定回転角θと指令回転角θ＊との差分Δθを算出する。指令回転角θ＊は、ロータの回転角の制御値である。差分判定部５５は、切替制御の実行中、差分Δθが所定範囲内に収まったか否かを判定する。
【００５４】
トルク算出部４１は、差分判定部５５によって差分Δθが所定範囲内に収まったと判定された時を、強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時として、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑに基づいて、モータ２００のトルク値Ｔｑを算出する。トルク判定部４３は、差分判定部５５によって差分Δθが所定範囲内に収まったと判定された時に、トルク算出部４１によるトルク値Ｔｑの算出に続けて、トルク値Ｔｑとトルク目標値Ｔｑｒｅｆとのうち、いずれの値が大きいかを判定する。トルク設定部４５は、差分判定部５５によって差分Δθが所定範囲内に収まったと判定された時に、トルク判定部４３による判定に続けて、トルク値Ｔｑとトルク目標値Ｔｑｒｅｆとのうち、大きいと判定された値をトルク指令値Ｔｑ０＊に設定する。
【００５５】
「強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時」を「差分判定部５５によって差分Δθが所定範囲内に収まったと判定された時」として最適トルク制御を実行することは、モータ２００が脱調することを抑制するために更に好適である。好適な理由は次の通りである。
【００５６】
すなわち、差分Δθが切替制御の開始時から所定範囲内に収まる時までの時間Ｐは、負荷トルクの大きさに応じて変動する。具体的には、負荷トルクが大きい程、時間Ｐが長くなる。従って、差分Δθが所定範囲内に収まった時の負荷トルクは、負荷トルクのピークよりも小さくなっている可能性が高い。その結果、差分Δθが所定範囲内に収まった時に、最適トルク値Ｔｑｘをトルク指令値Ｔｑ０＊に設定することで、モータ２００が脱調することを効果的に抑制できる。
【００５７】
次に、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、差分Δθについて説明する。図４（ａ）は、強制転流制御中の電流ベクトルＶｃを示す図である。図４（ｂ）は、切替制御中の電流ベクトルＶｃを示す図である。
【００５８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）には、ｄｑ座標系のｄ軸及びｑ軸、並びに、γδ座標系のγ軸及びδ軸が示されている。ｄ軸は推定のｄ軸を示す。推定のｄ軸は実際のｄ軸を表す。ｑ軸は推定のｑ軸を示す。推定のｑ軸は実際のｑ軸を表す。つまり、図４（ａ）及び図４（ｂ）において、ｄｑ座標系では、推定回転角θに基づくｄ軸電流及びｑ軸電流が定義される。また、γ軸は、制御上のｄ軸に相当し、δ軸は、制御上のｑ軸に相当する。つまり、γδ座標系では、指令回転角θ＊に基づくｄ軸電流及びｑ軸電流が定義される。
【００５９】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、電流ベクトルＶｃは、γδ座標系で定義されており、モータ２００に対する制御上の電流を表している。電流ベクトルＶｃのγ軸成分が制御上のｄ軸電流であり、電流ベクトルＶｃのδ軸成分が制御上のｑ軸電流である。
【００６０】
図４（ａ）に示すように、強制転流制御の実行中では、ｄ軸は、γ軸に対して角度Δθａだけ遅れてγ軸に追従する。換言すれば、強制転流制御の実行中では、実際の回転角を表す推定回転角θは、制御上の回転角である指令回転角θ＊に対して角度Δθａだけ遅れて指令回転角θ＊に追従する。角度Δθａは、負荷トルクが大きい程、大きい。強制転流制御の実行中では、制御上のｑ軸電流であるδ軸電流を流さないため、電流ベクトルＶｃはγ軸上に位置する。
【００６１】
そして、図４（ｂ）に示すように、切替制御の実行中では、δ軸電流を流すため、ｄ軸とγ軸との差が縮まって、角度Δθａが小さくなる。換言すれば、切替制御の実行中では、実際の回転角を表す推定回転角θと制御上の回転角である指令回転角θ＊との差が縮まって、角度Δθａが小さくなる。切替制御の実行中では、δ軸電流を流すため、電流ベクトルＶｃは、強制転流制御を実行中での電流ベクトルＶｃに対して変化している。
【００６２】
角度Δθａが差分算出部５３によって算出される差分Δθに相当する。そして、角度Δθａに相当する差分Δθが所定範囲内に収まったと判定された時に、トルク設定部４５は、最適トルク値Ｔｑｘをトルク指令値Ｔｑ０＊に設定する。その後、モータ２００の制御がセンサレスベクトル制御へ移行する。
【００６３】
次に、図５を参照して、トルク目標値Ｔｑｒｅｆの好適な例について説明する。図５は、トルク目標値Ｔｑｒｅｆを示す図である。図５では、縦軸はトルク値（Ｎ・ｍ）を示し、横軸はロータの回転角（度）を示す。
【００６４】
図５に示すように、駆動トルクＴＭ及び負荷トルクＴＬは、それぞれ、モータ２００によって圧縮機３００を継続して運転している最中のモータ２００の駆動トルク及び負荷トルクを示している。
【００６５】
回転角が０度〜３６０度のうち、特定の角度範囲において、負荷トルクＴＬが駆動トルクＴＭを超えている。そこで、トルク目標値Ｔｑｒｅｆは、モータ２００に作用する負荷トルクＴＬの最大値に設定されていることが好ましい。
【００６６】
本実施形態の好ましい例によれば、トルク指令値Ｔｑ０＊は、必ず、負荷トルクＴＬの最大値以上の値に設定される。従って、負荷トルクが過大になった場合であっても、モータ２００が脱調することを効果的に抑制できる。
【００６７】
トルク目標値Ｔｑｒｅｆはプログラマブルであってよい。例えば、圧縮機３００の特性及び／又は圧縮機３００を搭載する冷却システムの特性に応じて、トルク目標値Ｔｑｒｅｆを適宜変更してもよい。冷却システムの特性は、例えば、冷媒回路及び／又は冷媒量で定まる。
【００６８】
次に、図６を参照して、強制転流制御を実行しているときの駆動制御部１の動作について説明する。図６は、駆動制御部１を示す図である。図６に示すように、駆動制御部１は、角速度制御部２１と、第１切替部２３と、電流指令値算出部２５と、始動電流指令値算出部２７と、第２切替部２９と、電圧指令値算出部３１と、第３切替部３３と、ｄｑ／αβ変換部３５と、二相／三相変換部３７と、ＰＷＭ信号生成部３９とを備える。
【００６９】
第１切替部２３は、強制転流制御の実行中、電流指令値算出部２５を、トルク設定部４５に接続していてもよいし、角速度制御部２１に接続していてもよい。例えば、第１切替部２３は、強制転流制御の実行中、電流指令値算出部２５をトルク設定部４５に接続する。
【００７０】
第２切替部２９は、強制転流制御の実行中、電圧指令値算出部３１を電流指令値算出部２５から切り離し、電圧指令値算出部３１を始動電流指令値算出部２７と接続する。
【００７１】
第３切替部３３は、強制転流制御の実行中、ｄｑ／αβ変換部３５を推定部１１から切り離し、ｄｑ／αβ変換部３５を指令回転角算出部５１と接続する。
【００７２】
角速度制御部２１はトルク指令値Ｔｑ１＊を算出しない。電流指令値算出部２５はｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出しない。
【００７３】
始動電流指令値算出部２７は、モータ２００に対して強制転流を実行するためのｄ軸始動電流指令値Ｉｄｓ＊及びｑ軸始動電流指令値Ｉｑｓ＊を生成する。ｄ軸始動電流指令値Ｉｄｓ＊は、強制転流を実行するためのｄ軸電流の制御値である。ｑ軸始動電流指令値Ｉｑｓ＊は、強制転流を実行するためのｑ軸電流の制御値である。そして、始動電流指令値算出部２７は、ｄ軸始動電流指令値Ｉｄｓ＊及びｑ軸始動電流指令値Ｉｑｓ＊を電圧指令値算出部３１に出力する。
【００７４】
電圧指令値算出部３１は、ｄ軸始動電流指令値Ｉｄｓ＊に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を算出するとともに、ｑ軸始動電流指令値Ｉｑｓ＊に基づいてｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊はｄｑ座標系上のｄ軸電圧の制御値であり、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊はｄｑ座標系上のｑ軸電圧の制御値である。そして、電圧指令値算出部３１は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、ｄｑ／αβ変換部３５と推定部１１とに出力する。
【００７５】
ｄｑ／αβ変換部３５には、指令回転角算出部５１から指令回転角θ＊が入力される。ｄｑ／αβ変換部３５は、指令回転角θ＊に基づいて逆パーク変換を実行して、回転座標系上のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊をそれぞれ固定座標系上の電圧指令値Ｖα及び電圧指令値Ｖβに変換する。電圧指令値Ｖαはαβ座標系上のα軸電圧の制御値であり、電圧指令値Ｖβは、αβ座標系上のβ軸電圧の制御値である。そして、ｄｑ／αβ変換部３５は、電圧指令値Ｖα及び電圧指令値Ｖβを二相／三相変換部３７に出力する。
【００７６】
二相／三相変換部３７は、空間ベクトル変換を実行して、二相の電圧指令値Ｖα、Ｖβを三相の電圧指令値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷに変換する。電圧指令値ＶＵはＵ相電圧の制御値であり、電圧指令値ＶＶはＶ相電圧の制御値であり、電圧指令値ＶＷはＷ相電圧の制御値である。そして、二相／三相変換部３７は、電圧指令値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷをＰＷＭ信号生成部３９に出力する。
【００７７】
ＰＷＭ信号生成部３９は、電圧指令値ＶＵ、ＶＶ、ＶＷに基づいて、インバータ３を駆動するＰＷＭ信号を生成する。例えば、ＰＷＭ信号生成部３９は、インバータ３の６個のトランジスタにそれぞれ入力するＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号生成部３９は、例えば、ＰＷＭ信号生成回路によって構成される。
【００７８】
引き続き図６を参照して、切替制御を実行しているときの駆動制御部１の動作について説明する。
【００７９】
図６に示すように、第１切替部２３は、切替制御の実行中において、強制転流制御から継続して電流指令値算出部２５がトルク設定部４５に接続されている場合は、電流指令値算出部２５をトルク設定部４５と継続して接続する。一方、第１切替部２３は、切替制御の実行中において、強制転流制御から継続して電流指令値算出部２５が角速度制御部２１に接続されている場合は、差分判定部５５によって差分Δθが所定範囲内に収まったと判定された時に、電流指令値算出部２５を角速度制御部２１から切り離し、電流指令値算出部２５をトルク設定部４５に接続する。
【００８０】
第２切替部２９は、切替制御の実行中、強制転流制御から継続して、電圧指令値算出部３１を始動電流指令値算出部２７と接続する。
【００８１】
ただし、第２切替部２９は、切替制御の実行中において、差分判定部５５によって差分Δθが所定範囲内に収まったと判定された時に、電圧指令値算出部３１を始動電流指令値算出部２７から切り離し、電圧指令値算出部３１を電流指令値算出部２５と接続する。
【００８２】
第３切替部３３は、切替制御の実行中、強制転流制御から継続して、ｄｑ／αβ変換部３５を指令回転角算出部５１と接続する。
【００８３】
差分Δθが所定範囲内に収まったと判定されるまでは、切替制御の実行中、角速度制御部２１、電流指令値算出部２５、始動電流指令値算出部２７、電圧指令値算出部３１、ｄｑ／αβ変換部３５、二相／三相変換部３７、及びＰＷＭ信号生成部３９の動作は、強制転流制御の実行中と同様である。
【００８４】
以下、切替制御を実行中において、差分Δθが所定範囲内に収まったと判定された時の駆動制御部１の動作を説明する。
【００８５】
電流指令値算出部２５には、トルク設定部４５からトルク指令値Ｔｑ０＊が入力される。電流指令値算出部２５は、トルク指令値Ｔｑ０＊に基づいて、トルク指令値Ｔｑ０＊を有する駆動トルクを発生することの可能なｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する。ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊はｄ軸電流の制御値であり、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊はｑ軸電流の制御値である。そして、電流指令値算出部２５は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を電圧指令値算出部３１に出力する。
【００８６】
電圧指令値算出部３１は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を算出するとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に基づいてｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。そして、電圧指令値算出部３１は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊をｄｑ／αβ変換部３５に出力する。
【００８７】
以降、ｄｑ／αβ変換部３５、二相／三相変換部３７、及びＰＷＭ信号生成部３９の動作は、強制転流制御を実行中のｄｑ／αβ変換部３５、二相／三相変換部３７、及びＰＷＭ信号生成部３９の動作と同様である。
【００８８】
なお、切替制御の実行中において、差分Δθが所定範囲内に収まったと判定される前の駆動制御部１の動作は、強制転流制御を実行中の動作と同様である。ただし、始動電流指令値算出部２７は、モータ２００に対して切替制御を実行するためのｄ軸始動電流指令値Ｉｄｓ＊及びｑ軸始動電流指令値Ｉｑｓ＊を生成する。
【００８９】
引き続き図６を参照して、センサレスベクトル制御を実行しているときの駆動制御部１の動作について説明する。
【００９０】
第１切替部２３は、センサレスベクトル制御の実行中、電流指令値算出部２５をトルク設定部４５から切り離して、電流指令値算出部２５を角速度制御部２１と接続する。
【００９１】
第２切替部２９は、センサレスベクトル制御の実行中、差分Δθが所定範囲内に収まったと判定された時から継続して、電圧指令値算出部３１を電流指令値算出部２５と接続する。
【００９２】
第３切替部３３は、センサレスベクトル制御の実行中、ｄｑ／αβ変換部３５を指令回転角算出部５１から切り離して、ｄｑ／αβ変換部３５を推定部１１と接続する。
【００９３】
角速度制御部２１には、モータ制御装置１００の外部のマイクロコンピュータから角速度指令値ωｒｅｆが入力される。加えて、角速度制御部２１には、推定部１１から推定角速度ωが入力される。そして、角速度制御部２１は、角速度指令値ωｒｅｆに対する推定角速度ωの偏差Δωがゼロになるように又は小さくなるように、フィードバック制御を実行して、トルク指令値Ｔｑ１＊を算出する。角速度制御部２１によるフィードバック制御は、例えば、ＰＩ制御（比例・積分制御）又はＰＩＤ制御（比例・積分・微分制御）である。角速度制御部２１はトルク指令値Ｔｑ１＊を電流指令値算出部２５に出力する。
【００９４】
電流指令値算出部２５は、トルク指令値Ｔｑ１＊に基づいて、トルク指令値Ｔｑ１＊を有する駆動トルクを発生することの可能なｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する。電流指令値算出部２５は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を電圧指令値算出部３１に出力する。
【００９５】
電圧指令値算出部３１には、αβ／ｄｑ変換部９からｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑが入力される。電圧指令値算出部３１は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に対するｄ軸電流値Ｉｄの偏差ΔＩｄがゼロになるように又は小さくなるように、フィードバック制御を実行して、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を算出する。電圧指令値算出部３１は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に対するｑ軸電流値Ｉｑの偏差ΔＩｑがゼロになるように又は小さくなるように、フィードバック制御を実行して、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。電圧指令値算出部３１によるフィードバック制御は、例えば、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御である。電圧指令値算出部３１は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、ｄｑ／αβ変換部３５及び推定部１１に出力する。
【００９６】
ｄｑ／αβ変換部３５には、推定部１１から推定回転角θが入力される。そして、ｄｑ／αβ変換部３５は、推定回転角θに基づいて逆パーク変換を実行して、回転座標系上のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊をそれぞれ固定座標系上の電圧指令値Ｖα及び電圧指令値Ｖβに変換する。さらに、ｄｑ／αβ変換部３５は、電圧指令値Ｖα及び電圧指令値Ｖβを二相／三相変換部３７に出力する。
【００９７】
以降、二相／三相変換部３７及びＰＷＭ信号生成部３９の動作は、強制転流制御を実行中の二相／三相変換部３７及びＰＷＭ信号生成部３９の動作と同様である。
【００９８】
次に、図１、図３、図７、及び図８を参照して、本発明の実施形態に係るモータ制御方法について説明する。モータ制御方法において、センサレスベクトル制御を実行して、複数の駆動電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗをモータ２００に印加する。具体的には、モータ制御方法はモータ制御装置１００によって実行される。
【００９９】
図７は、モータ制御方法を示すフローチャートである。図７に示すように、モータ制御方法は、ステップＳ１〜ステップＳ４を含む。
【０１００】
図１及び図７に示すように、ステップＳ１において、モータ制御装置１００の駆動制御部１は位置決め制御を実行する。そして、駆動制御部１は、例えば、位置決め制御開始時から第１所定時間が経過した時に、制御をステップＳ２に進める。
【０１０１】
ステップＳ２において、駆動制御部１は強制転流制御を実行する。そして、駆動制御部１は、例えば、強制転流制御の開始時から第２所定時間が経過した時に、制御をステップＳ３に進める。
【０１０２】
ステップＳ３において、駆動制御部１は切替制御を実行する。そして、駆動制御部１は、トルク設定部４５の出力したトルク指令値Ｔｑ０＊に基づいてモータ２００を制御した後に、制御をステップＳ４に進める。
【０１０３】
ステップＳ４において、駆動制御部１はセンサレスベクトル制御を実行する。
【０１０４】
図８は、図７に示すステップＳ３の切替制御で実行される最適トルク制御を示すフローチャートである。図８に示すように、最適トルク制御は、ステップＳ１１〜ステップＳ１７を含む。
【０１０５】
図３及び図８に示すように、ステップＳ１１において、指令回転角算出部５１は、角速度指令値ωｒｅｆに基づいて指令回転角θ＊を算出する。
【０１０６】
ステップＳ１２において、差分算出部５３は、推定回転角θと指令回転角θ＊との差分Δθを算出する。
【０１０７】
ステップＳ１３において、差分判定部５５は、差分Δθが所定範囲内に収まったか否かを判定する。
【０１０８】
差分Δθが所定範囲内に収まっていないと判定された場合（ステップＳ１３でＮｏ）、制御はステップＳ１１に戻る。
【０１０９】
一方、差分Δθが所定範囲内に収まっていると判定された場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、制御はステップＳ１４に進む。「差分Δθが所定範囲内に収まっていると判定された場合」は、「差分Δθが所定範囲内に収まっていると判定された時」の一例である。
【０１１０】
ステップＳ１４において、トルク算出部４１は、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑに基づいてモータのトルク値Ｔｑを算出する。
【０１１１】
ステップＳ１５において、トルク判定部４３は、トルク値Ｔｑと、予め定められたトルク目標値Ｔｑｒｅｆとのうち、いずれの値が大きいかを判定する。具体的には、トルク判定部４３は、トルク値Ｔｑとトルク目標値Ｔｑｒｅｆとを比較して、トルク値Ｔｑがトルク目標値Ｔｑｒｅｆ以上であるか否かを判定する。
【０１１２】
トルク値Ｔｑがトルク目標値Ｔｑｒｅｆ以上であると判定された場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、制御はステップＳ１６に進む。
【０１１３】
ステップＳ１６において、トルク設定部４５は、トルク値Ｔｑとトルク目標値Ｔｑｒｅｆとのうち、大きいと判定された値であるトルク値Ｔｑを、強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時のトルク指令値Ｔｑ０＊に設定する。
【０１１４】
一方、トルク値Ｔｑがトルク目標値Ｔｑｒｅｆ以上でないと判定された場合（ステップＳ１５でＮｏ）、制御はステップＳ１７に進む。
【０１１５】
ステップＳ１７において、トルク設定部４５は、トルク値Ｔｑとトルク目標値Ｔｑｒｅｆとのうち、大きいと判定された値であるトルク目標値Ｔｑｒｅｆを、強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時のトルク指令値Ｔｑ０＊に設定する。
【０１１６】
以上、本実施形態に係るモータ制御方法によれば、モータ制御装置１００と同様に、モータ２００の負荷トルクが比較的大きい場合であっても、モータ２００が脱調することを抑制できる。
【０１１７】
以上、図面（図１〜図８）を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１１８】
図３を参照して説明したように、最適トルク制御を１回だけ実行した。ただし、最適トルク値Ｔｑｘをトルク指令値Ｔｑ０＊に設定する限りは、最適トルク制御の回数は、特に限定されない。また、好ましい例として、「強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時」を「差分判定部５５によって差分Δθが所定範囲内に収まったと判定された時」として最適トルク制御を実行したが、最適トルク制御を実行するタイミングは、切替制御を実行中の期間であれば、特に限定されない。つまり、「強制転流制御からセンサレスベクトル制御への移行時」が、切替制御を実行中の期間に含まれていればよい。
【０１１９】
また、図１を参照して説明したように、駆動電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを検出した。ただし、駆動電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷのうちの２つの駆動電流を検出して、２つの駆動電流から残りの１つの駆動電流を算出してもよい。さらに、推定部１１は、誘起電圧に基づいて角速度及び回転角を推定した。ただし、角速度及び回転角の推定方法は特に限定されない。例えば、モータ２００への駆動電圧に高周波電圧を重畳して、高周波電圧に起因する高周波電流の検出結果に基づいて、角速度及び回転角を推定してもよい。
【０１２０】
さらに、三相／二相変換部７、αβ／ｄｑ変換部９、推定部１１、トルク演算部１３、切替制御部１５、角速度制御部２１、第１切替部２３、電流指令値算出部２５、始動電流指令値算出部２７、第２切替部２９、電圧指令値算出部３１、第３切替部３３、ｄｑ／αβ変換部３５、及び二相／三相変換部３７（以下、「複数の機能部」と記載する。）のうちの一部又は全部をソフトウェアにより実現してもよい。例えば、プロセッサが、コンピュータプログラムを実行することにより、複数の機能部のうちの一部又は全部として機能する。複数の機能部のうちの一部又は全部をハードウェアにより実現してもよい。例えば、各機能部が電子回路（集積回路を含む。）によって構成されてもよい。複数の機能部のうちの一部をソフトウェアにより実現し、他の一部をハードウェアにより実現してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、モータ制御装置及びモータ制御方法を提供するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１２２】
５    電流検出部
１３    トルク演算部
１５    切替制御部
４１    トルク算出部
４３    トルク判定部
４５    トルク設定部
５１    指令回転角算出部
５３    差分算出部
５５    差分判定部
１００    モータ制御装置
２００    モータ
３００    圧縮機
【図１】
2019068586.tif 000003
【図２】
2019068586.tif 000004
【図３】
2019068586.tif 000005
【図４】
2019068586.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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