(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のステータティースを有し各々の前記ステータティースにコイルが巻回されたステータと、複数のロータティースを有し前記ステータに対して回転自在に設けられるロータと、前記ロータの角度を検出する回転センサとを備える回転電機のロータの角度補正方法であって、
前記ステータティースの前記コイルに通電される電流の電流値と、前記コイルへの通電によって励磁される鎖交磁束とにより前記ロータの角度推定点を取得するステップと、
前記ステータティースの前記コイルに通電される電流の電流値、鎖交磁束、および前記ロータの角度の相互関係に基づく角度推定感度が高い高感度領域内に前記角度推定点があるか否かを判定するステップと、
前記角度推定点が前記高感度領域内にあると判定された場合に、前記角度推定点に基づく前記ロータの角度と前記回転センサで検出される前記ロータの角度との差分により角度誤差を算出するステップと、
前記角度誤差に基づいて前記ロータの真角度を推定するステップとを備える
ことを特徴とするロータの角度補正方法。
【請求項２】
請求項１に記載のロータの角度補正方法において、
前記ロータの真角度の推定中は、複数相を構成する複数の前記ステータティースのうち一相に対応する前記ステータティースの前記コイルのみを励磁する
ことを特徴とする電動機のロータの角度補正方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のロータの角度補正方法において、
前記角度誤差を算出するまでの間、前記コイルへの指令電圧のスイッチングを禁止する
ことを特徴とするロータの角度補正方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載のロータの角度補正方法において、
前記ロータティースが前記ステータティースと対向する状態へと向かう間に前記ロータの角度推定点を取得する
ことを特徴とするロータの角度補正方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載のロータの角度補正方法において、
前記ロータの角度誤差の算出を、前記ロータの一周分に相当する前記複数のロータティースに対して行うとともに、それにより算出された一周分の角度誤差の平均を、当該回転電機の角度誤差として用いる
ことを特徴とするロータの角度補正方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載のロータの角度補正方法による前記ロータの真角度の推定を建設機械に回転電機およびインバータを搭載した状態で行う
ことを特徴とするロータの角度補正方法。
【請求項７】
複数のステータティースを有し各々の前記ステータティースにコイルが巻回されたステータと、複数のロータティースを有し前記ステータに対して回転自在に設けられるロータと、前記ロータの角度を検出する回転センサとを備える回転電機のロータの角度補正装置であって、
前記ステータティースの前記コイルに通電される電流の電流値と、前記コイルへの通電によって励磁される鎖交磁束とにより前記ロータの角度推定点を算出して取得する推定角度算出部と、
前記ステータティースの前記コイルに通電される電流の電流値、鎖交磁束、および前記ロータの角度の相互関係に基づく角度推定感度が高い高感度領域内に前記角度推定点があ
るか否かを判定する高感度領域判定部と、
前記角度推定点が前記高感度領域内にあると判定された場合に、前記角度推定点に基づく前記ロータの角度と前記回転センサで検出される前記ロータの角度との差分により角度誤差を算出する角度誤差算出部と、
前記角度誤差に基づき前記ロータの真角度を推定して角度補正を実行する角度補正実行部とを備える
ことを特徴とするロータの角度補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータの角度補正方法およびロータの角度補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチトリラクタンスモータのロータ角度を取得するために、回転センサを用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。一般に、このような回転センサによって角度が検出されるロータには、円環状のプレートが取り付けられており、プレートには複数の窓部が周方向に等間隔に並んで形成されている。当該複数の窓部はロータの回転に伴って回転センサの検出部の前方を連続して通過し、回転センサは窓部の通過に応じたパルス信号を制御装置に出力する。制御装置は、回転センサからの出力信号に基づいて、ロータ角度を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−００８４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように回転センサの検出角度を用いてロータ角度を取得した場合には、窓部が設けられた円環状のプレートのロータに対する取付誤差や、回転センサの取付誤差がロータの角度誤差として現れる。しかも、角度誤差は、モータの極数の分だけ倍増されるので、僅かな取付誤差しかない場合でも、モータの制御上は大きな誤差となるという問題がある。
また、ロータ角度をより高精度に検出するために、前述の離散型の回転センサに代えて、ロータ角度を連続的に検出可能なレゾルバを回転センサとして用いることが知られている。しかし、レゾルバは、回転センサと比較して一般に高価なので、コスト面で問題となる。
【０００５】
本発明の目的は、ロータの真角度を精度良く推定し、ロータの角度を適切に補正するロータの角度補正方法およびロータの角度補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のロータの角度補正方法は、複数のステータティースを有し各々の前記ステータティースにコイルが巻回されたステータと、複数のロータティースを有し前記ステータに対して回転自在に設けられるロータと、前記ロータの角度を検出する回転センサとを備える回転電機のロータの角度補正方法であって、前記ステータティースの前記コイルに通電される電流の電流値と、前記コイルへの通電によって励磁される鎖交磁束とにより前記ロータの角度推定点を取得するステップと、前記ステータティースの前記コイルに通電される電流の電流値、鎖交磁束、および前記ロータの角度の相互関係に基づく角度推定感度が高い高感度領域内に前記角度推定点があるか否かを判定するステップと、前記角度推定点が前記高感度領域内にあると判定された場合に、前記角度推定点に基づく前記ロータの角度と前記回転センサで検出される前記ロータの角度との差分により角度誤差を算出するステップと、前記角度誤差に基づいて前記ロータの真角度を推定するステップとを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、コイルに通電される電流の電流値、鎖交磁束、および前記ロータの角度の相互関係に基づく角度推定感度が高い高感度領域内で取得した角度推定点に基づくロータの角度を用い、当該ロータの角度と回転センサで検出される前記ロータの角度との差分である角度誤差を算出するので、当該角度誤差に基づいてロータの真角度を精度よく推定し、ロータの角度を適切に補正できる。
【０００８】
本発明のロータの角度補正方法において、前記ロータの真角度の推定中は、複数相を構成する複数の前記ステータティースのうち一相に対応する前記ステータティースの前記コイルのみを励磁することが好ましい。
【０００９】
本発明のロータの角度補正方法において、前記角度誤差を算出するまでの間、前記コイルへの指令電圧のスイッチングを禁止することが好ましい。
【００１０】
本発明のロータの角度補正方法において、前記ロータティースが前記ステータティースと対向する状態へと向かう間に前記ロータの角度推定点を取得することが好ましい。
【００１１】
本発明のロータの角度補正方法において、前記ロータの角度推定点の取得を、前記ロータの一周分に相当する前記複数のロータティースに対して行うとともに、それにより取得された一周分の角度推定点の平均を、当該回転電機の角度推定点として用いることが好ましい。
【００１２】
本発明のロータの角度補正方法による前記ロータの真角度の推定を建設機械に回転電機およびインバータを搭載した状態で行うことが好ましい。
【００１３】
本発明のロータの角度補正装置は、複数のステータティースを有し各々の前記ステータティースにコイルが巻回されたステータと、複数のロータティースを有し前記ステータに対して回転自在に設けられるロータと、前記ロータの角度を検出する回転センサとを備える回転電機のロータの角度補正装置であって、前記ステータティースの前記コイルに通電される電流の電流値と、前記コイルへの通電によって励磁される鎖交磁束とにより前記ロータの角度推定点を算出して取得する推定角度算出部と、前記ステータティースの前記コイルに通電される電流の電流値、鎖交磁束、および前記ロータの角度の相互関係に基づく角度推定感度が高い高感度領域内に前記角度推定点があるか否かを判定する高感度領域判定部と、前記角度推定点が前記高感度領域内にあると判定された場合に、前記角度推定点に基づく前記ロータの角度と前記回転センサで検出される前記ロータの角度との差分により角度誤差を算出する角度誤差算出部と、前記角度誤差に基づき前記ロータの真角度を推定して角度補正を実行する角度補正実行部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、前述の角度補正方法を実現可能であることから、角度補正値に基づいてロータの真角度を精度よく推定し、ロータの角度を適切に補正できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用する発電機モータを搭載するハイブリッド油圧ショベルの側面図。
【図２】ハイブリッド油圧ショベルの平面図。
【図３】発電機モータの分解斜視図。
【図４】発電機モータのロータおよびステータの正面図。
【図５】Ψｉ特性を表すグラフ。
【図６】角度補正装置を含む制御系のブロック図。
【図７】回転センサの角度補正処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る回転電機としての発電機モータ１０を搭載する油圧ショベル１の側面図であり、図２は平面図である。
【００１７】
［油圧ショベルの概略構成］
油圧ショベル１は、エンジン６により発電機モータ１０を駆動して電力を発生させ、この電力によって上部旋回体３を旋回させるとともに、エンジン６により駆動される油圧ポンプ７によって下部走行体２に設けられた走行用油圧モータ、および作業機４を駆動する各油圧シリンダ等に昇圧された作動油を供給する、いわゆるハイブリッド油圧ショベルである。
【００１８】
このような油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２に旋回可能に設けられた上部旋回体３とを備えている。このうち、上部旋回体３は、図１および図２に示すように、作業機４、キャブ５、エンジン６、油圧ポンプ７、インバータ８、キャパシタ９、回転電機としての発電機モータ１０、および制御装置２０を備えている。発電機モータ１０の駆動装置であるインバータ８は、発電機モータ１０と電気的に接続される他、キャパシタ９と制御装置２０とに電気的に接続されている。制御装置２０は、マイクロコンピュータで構成されており、各種のセンサからの検出信号などに応じ、内部に記憶された制御プログラムに従って、油圧ショベル１を制御する。
【００１９】
上部旋回体３は、発電機モータ１０あるいはキャパシタ９からの電気エネルギにより動作する旋回電動モータ３Ａにて駆動される。旋回電動モータ３Ａはインバータ８と電気的に接続されている。旋回電動モータ３Ａは、上部旋回体３の減速時の回生動作により発電し、発電で得られた電気エネルギはインバータ８を通してキャパシタ９に蓄積される。
【００２０】
［発電機モータの構成］
図３は、本実施形態に係る発電機モータ１０を中心軸Ｚに沿って分解した分解斜視図であり、図４は、発電機モータ１０のロータ１４およびステータ１５を示す正面図である。この発電機モータ１０が、後述する角度補正処理によって補正される対象である。
【００２１】
図３において、発電機モータ１０は、エンジン６の出力軸と油圧ポンプ７の入力軸との間にロータ軸１４Ａを介して接続されており、エンジン６の出力軸の回転駆動力によって発電を行う。発電によって生じた電気エネルギは、キャパシタ９に蓄えられる。エンジン６の回転を増加させる場合など、発電機モータ１０は、必要に応じてキャパシタ９に蓄えられた電気エネルギによって電動機として使用され、エンジン６の回転をアシストする。
【００２２】
本実施形態での発電機モータ１０は、３相のスイッチトリラクタンスモータの構造を有し、例えば、エンジン６側の第１ハウジング１１と、フライホイール１２と、カップリング１３と、ロータ１４と、ステータ１５と、油圧ポンプ７側の第２ハウジング１６と、フランジ１７とを備えている。
【００２３】
第１ハウジング１１は、第２ハウジング１６と接合されて内部にロータ１４やステータ１５等を収容する空間を形成する。この空間内において、ロータ１４は、ステータ１５の内周側に配置されている。フライホイール１２は、第１、第２ハウジング１１，１６によって形成される収容空間内において、エンジン６の出力軸に固定されるとともに、カップリング１３を介してロータ１４と接続され、第１、第２ハウジング１１，１６内で回転する。
【００２４】
図４に示すように、ロータ１４は、円環状のロータコア４０を有し、ロータコア４０には、ステータ１５側に向かって突出する複数のロータティース４１が周方向に沿って等間隔で設けられている。本実施形態では、ｍ極のロータ１４を構成するため、ロータコア４０には、合計ｍ個のロータティース４１が設けられている。
【００２５】
ロータ１４の中央には、ロータ軸１４Ａがボルト固定される支持空間１４Ｂが形成されており、支持空間１４Ｂ内には、フランジ１７の中央に設けられた円筒状の支持部１７Ａが入り込む。また、支持空間１４Ｂの外側には、磁性体で構成された円環状のプレート１４Ｃが取り付けられており（図３参照）、このプレート１４Ｃには複数の矩形の窓部１４Ｄが周方向に並んで形成されている。窓部１４Ｄの数は、ロータ１４の極数（ロータティース４１）と同数（本実施形態ではｍ個）になっている。
【００２６】
ステータ１５は、円環状のステータコア５０を有しており、ステータコア５０にはロータ１４側に向かって突出する複数のステータティース５１が周方向に沿って等間隔で設けられている。各ステータティース５１には、例えば集中巻きによるコイル５２が巻回されている。本実施形態では、ｎ極のステータ１５を構成するため、ステータコア５０には、合計ｎ個のステータティース５１が設けられている。隣接するステータティース５１間に形成された空間は、スロット５３になっている。
【００２７】
第１、第２ハウジング１１，１６で形成される収容空間を第２ハウジング１６側で閉塞するフランジ１７には、中心軸Ｚ方向視においてロータ１４の窓部１４Ｄと重なる位置にセンサ孔１７Ｂが形成され、このセンサ孔１７Ｂに回転センサ２１が挿入される。回転センサ２１は、センサ孔１７Ｂを通して窓部１４Ｄの通過を検出し、窓部１４Ｄが通過したことを表すパルス信号を制御装置２０に出力する。
【００２８】
具体的に、ロータティース４１がステータティース５１と完全に対向する対向状態になったときに、窓部１４Ｄの通過が開始されてパルス信号が立ち上がり、ロータティース４１がステータティース５１の中間に位置する非対向状態になったときに、窓部１４Ｄの通過が終了してパルス信号が立ち下がる。本実施形態では、パルス信号の一周期、すなわち、ロータティース４１が対向状態から次の対向状態になるまでの角度が３６０edegに相当する（図４参照）。
【００２９】
上述の構成を備える発電機モータ１０では、矩形の窓部１４Ｄが設けられたプレート１４Ｃのロータティース４１に対する取付角度誤差や、回転センサ２１自身の検出精度や、回転センサ２１のフランジ１７に対する取付誤差等が存在している。従って、ロータ１４の真角度と回転センサ２１によって検出される角度である検出角度θｈとは完全には一致せず、両者間には角度誤差θｅｒが生じている。角度誤差θｅｒが比較的小さな値であっても、ｍ極のロータ１４では角度誤差θｅｒがｍ倍になるので無視できない。本実施形態では、このような角度誤差θｅｒを、発電機モータ１０の特性を利用して算出し、補正する。
【００３０】
［発電機モータの特性］
図５は、発電機モータ１０において、ステータティース５１のコイル５２に流れる相電流の電流値ｉ（Ａ）と、鎖交磁束Ψ（Ｗｂ）との関係であるΨｉ特性を表すグラフであり、当該グラフは、Ψｉテーブルというデータ構造で後述する記憶部１１８等に記憶されている。鎖交磁束Ψは、コイル５２に印加する指令電圧Ｖの時間積分値である。図５において、横軸がコイル５２に流れる相電流の電流値ｉであり、縦軸が鎖交磁束Ψである。
【００３１】
グラフ中の複数の曲線は、ロータ１４の角度一定の曲線であり、Ψｉ曲線である。図５中には、０〜１８０edeg（対向位置を０edegとした場合のロータ角度を示す）のΨｉ曲線が１０edeg刻みに描かれている。図５中において、最上部のΨｉ曲線がロータ１４として０edegに位置する時のΨｉ曲線であり、ロータティース４１とステータティース５１とが対向状態にある。一方、最下部のΨｉ曲線がロータ１４として１８０edegに位置する時のΨｉ曲線であり、ロータティース４１とステータティース５１とが非対向状態にある。また、１８０〜３６０edegのΨｉ曲線は、０〜１８０edegのΨｉ曲線と重なり、最上部のΨｉ曲線がロータ１４として３６０edegに位置する時のΨｉ曲線となる。従って、鎖交磁束Ψとコイル５２に流れる相電流の電流値ｉとが既知であれば、それらから定まる角度推定点としてのグラフ上の座標（Ψｉ座標）に基づいて、ロータ１４の角度を推定できる。
【００３２】
この際、隣接するΨｉ曲線の間隔は、電流値ｉの増加に伴って大きくなり、電流値ｉが所定電流のときに最大となり、電流値ｉが当該所定電流を超えた後は電流値ｉの増加に伴って小さくなっている。所定電流付近の曲線間の間隔が大きい領域（図５中に一点鎖線で囲んだ領域）を、Ψｉ特性の「高感度領域ＳＡ」という。高感度領域ＳＡでは、電流値ｉ、鎖交磁束Ψ、およびロータ１４の角度の相互関係に基づく角度推定感度が高くなっている。
【００３３】
［インバータおよびこれに内蔵された角度補正装置の概略説明］
本実施形態では、角度補正装置１００を用い、上述した高感度領域ＳＡ内での発電機モータ１０の角度を判定し、角度誤差θｅｒを算出して補正する。
図６は、角度補正装置１００を含む制御系のブロック図である。本実施形態では、本実施形態において、角度補正装置１００は、油圧ショベル１から独立した別個の装置であり、油圧ショベル１に搭載される前の工場出荷状態にある発電機モータ１０に対して角度補正処理を実施する。角度補正装置１００は、油圧ショベル１搭載前の発電機モータ１０の駆動装置であるインバータ１０１の一部として構成される。この状態にある発電機モータ１０は、インバータ１０１に接続される他、ベンチコントローラ１３１、負荷モータコントローラ１３２、負荷モータ１３３に接続される。
【００３４】
なお、負荷モータ１３３は、発電機モータ１０を駆動する外部モータであり、負荷モータコントローラ１３２は、ベンチコントローラ１３１からの指令に基づいて負荷モータ１３３の駆動を制御する。これらは、本発明の本質的な構成ではないため、以下でのさらなる説明を省略する。
【００３５】
［インバータの詳細説明］
先ず、インバータ１０１は、駆動条件設定部１１１と、指令電圧生成部１１２と、電圧出力部１１３と、回転数算出部１１４と、角度算出部１１５と、を備えている。
【００３６】
駆動条件設定部１１１は、発電機モータ１０の駆動条件をベンチコントローラ１３１から取得するとともに、これらの駆動条件を所定の指令値として指令電圧生成部１１２に出力する。
ここで設定される駆動条件は、発電機モータ１０の励磁相数、通電開始角度、電流増加を終了する角度等である。発電機モータ１０の通常運転時には３相を励磁するが、角度補正処理時には、１相のみを励磁する。これにより、他相からの影響を排除している。また、駆動条件には、電流値ｉを一定にするための指令電圧Ｖのスイッチングの禁止も含まれている。通電開始から高感度領域ＳＡを通過するまでの間スイッチングを禁止することにより、スイッチングによる影響を排除している。
【００３７】
指令電圧生成部１１２は、駆動条件設定部１１１からの指令に基づき、ステータティース５１のコイル５２に印加する指令電圧Ｖを生成する。
電圧出力部１１３は、指令電圧生成部１１２で生成された指令電圧Ｖに応じた電圧を発電機モータ１０に印加する。
【００３８】
回転数算出部１１４は、回転センサ２１からの信号に基づいて発電機モータ１０の実回転数を算出する。
角度算出部１１５は、回転数算出部１１４で算出された実回転数に基づいて発電機モータ１０の回転角度を算出する。この回転角度は、駆動条件設定部１１１からの指令値に反映され、反映された指令値が指令電圧生成部１１２に出力される。
【００３９】
［角度補正装置の詳細説明］
角度補正装置１００は、電流センサを有する電流検出部１１６、電圧センサを有する電圧検出部１１７、および適宜な記憶媒体からなる記憶部１１８を備えているとともに、マイクロコンピュータ等のハードウェアで構成され、ソフトウェアであるプログラムを実行することで、ハードウェアを鎖交磁束算出部１１９、高感度領域判定部１２０、推定角度算出部１２１、角度誤差算出部１２２、角度誤差判定部１２３、エラー処理部１２４、および角度補正実行部１２５として機能させる。
【００４０】
鎖交磁束算出部１１９は、予め定められた所定のサンプリング周期から得られる経過時間に基づき、電圧検出部１１７により検出された電圧の時間積分値として鎖交磁束Ψを算出する。
【００４１】
高感度領域判定部１２０は、図５のグラフ上において、電流検出部１１６から得られた相電流の電流値ｉと鎖交磁束算出部１１９で算出された鎖交磁束Ψとから定まるサンプリング周期毎のΨｉ座標が、高感度領域ＳＡ内にあるか否かを判定する。
【００４２】
推定角度算出部１２１は、図５のグラフを用い、Ψｉ座標に対応する点である角度推定点が何れのΨｉ曲線と重なるかを判定することによって、ロータ１４の推定角度θｅを算出する。本実施形態では、通電開始から最初のスイッチングまでの期間における、電流値ｉと、鎖交磁束Ψの計測値のみを角度推定に用いる。これによりスイッチングが角度推定に与える影響を除外する。何れのΨｉ曲線とも重ならない場合には、補間計算によって推定角度θｅを算出する。
【００４３】
角度誤差算出部１２２は、回転センサ２１の検出角度θｈと推定角度算出部１２１で算出された推定角度θｅとの差分を角度誤差θｅｒとして算出する。
【００４４】
角度誤差判定部１２３は、角度誤差θｅｒが所定の許容値以内であるか否かを判定し、許容値以内であれば、角度誤差θｅｒを記憶部１１８に記憶する。
【００４５】
エラー処理部１２４は、高感度領域判定部１２０で行う判定部のための電流値ｉの検出回数ｐが規定回数ｑ以内か否かを判定し、規定回数を超えてもΨｉ座標が高感度領域ＳＡ内に入らない場合にエラー処理を行う。
【００４６】
角度補正実行部１２５は、規定回数ｑ以内で角度誤差θｅｒを角度補正値として採用した場合、この角度誤差θｅｒを回転センサ２１の検出角度θｈに加算することによってロータ１４の真角度を推定し、ロータ１４の角度ずれを補正する。
【００４７】
［角度補正処理の説明］
図７を参照しながら、回転センサ２１の角度補正処理について説明する。角度補正処理は、ｍ個のロータティース４１のうちの１つと、ｎ個のステータティース５１のうちの１つとをそれぞれ用いて行われる。
【００４８】
図７において先ず、ベンチコントローラ１３１からの指令に基づき、負荷モータコントローラ１３２が負荷モータ１３３、ひいては発電機モータ１０を一定回転数で駆動する（ステップＳ１１）。この後、インバータ１０１は、駆動条件設定部１１１に設定された駆動条件に基づき指令電圧生成部１１２により生成された指令電圧Ｖを発電機モータ１０のコイル５２へ印加し、コイル５２への通電を開始する（ステップＳ１２）。そして、インバータ１０１に内蔵された図示しないカウンタが起動し、検出回数ｐの回数検出をリセットし、改めて検出を開始する（ステップＳ１３）。
【００４９】
次に、角度補正装置１００の電流検出部１１６および電圧検出部１１７は、サンプリング周期ごとにステータティース５１のコイル５２に印加する指令電圧Ｖおよびコイル５２に流れる相電流の電流値ｉｐを検出し、鎖交磁束算出部１１９は、検出した指令電圧Ｖの時間積分値を鎖交磁束Ψとして算出し、取得する（ステップＳ１４）。指令電圧Ｖをサンプリング周期ごとに検出することによって、指令電圧Ｖの変動を考慮した鎖交磁束Ψを適切に算出することができる。
【００５０】
ロータ１４の回転に伴って電流波形ＥＷは、上側凸の弧を描きながらΨｉ曲線を横切る（図５のＮｏ．１〜６の順に進む）。その間に、高感度領域判定部１２０は、Ψｉ座標が高感度領域ＳＡ内にあるか否かを判定する（ステップＳ１５）。Ψｉ座標が高感度領域ＳＡ内にない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、エラー処理部１２４は、カウンタにて検出される検出回数ｐが予め設定された規定回数ｑ以内であるかを判定する（ステップＳ２０）。検出回数ｐが規定回数ｑ以内であれば（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、検出回数ｐを加算した後（ステップＳ２１）、ステップＳ１４に戻る。検出回数ｐが規定回数ｑを越えた場合には（ステップＳ２０：ＮＯ）、エラー処理部１２４は、角度誤差θｅｒを適切に算出できる状態ではないとして、そのことを表すエラー信号を出力するなど、エラー処理部１２４がエラー処理を実行し（ステップＳ２２）、角度補正処理を終了する。
【００５１】
一方、Ψｉ座標が高感度領域ＳＡ内にある場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、推定角度算出部１２１は、Ψｉ座標に基づき推定角度θｅ（edeg（°））を算出する（ステップＳ１６）。
ここで、推定角度θｅの算出は、Ψｉ座標が複数のΨｉ曲線のうち何れと交わるかを判定することによって行われる。なお、Ψｉ座標がΨｉ曲線間にあるときには、補間計算によってロータ１４の推定角度θｅを算出する。
【００５２】
角度誤差算出部１２２は、そのサンプリング周期の検出角度θｈとステップＳ１６で算出したロータ１４の推定角度θｅとの差分を角度補正値である角度誤差θｅｒとして算出する。角度誤差θｅｒの算出が終了したら、角度誤差判定部１２３は、算出された角度誤差θｅｒが、所定の許容値以下であるか否かを判別する（ステップＳ１７）。この許容値は、回転センサ２１の検出精度と同程度の非常に小さな値に設定されている。角度誤差θｅｒが所定の許容値よりも大きい場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、エラー処理部１２４がエラー処理を実行し（ステップＳ２２）、角度補正処理を終了する。
【００５３】
これに対して角度誤差θｅｒが所定の許容値以内であると判定された場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、角度誤差判定部１２３は、角度誤差θｅｒを記憶部１１８に記憶する（ステップＳ１８）。そして最後に、角度補正実行部１２５は、記憶部１１８に記憶された角度誤差θｅｒを回転センサ２１の検出角度θｈに加算することによって、ロータ１４の真角度を推定し（ステップＳ１９）、ロータ１４の角度ずれを補正する。
【００５４】
［実施形態の効果］
以上の本実施形態によれば、コイル５２に通電される相電流の電流値ｉ、鎖交磁束Ψ、およびロータ１４の角度の相互関係に基づく角度推定感度が高い高感度領域ＳＡ内で取得した推定角度θｅを用い、当該推定角度θｅと回転センサ２１の検出角度θｈとの差分である角度誤差θｅｒを算出するので、当該角度誤差θｅｒを回転センサ２１の検出角度θｈに加算することによって、ロータ１４の真角度を精度よく推定することができる。
【００５５】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、角度補正装置１００は、発電機モータ１０が油圧ショベル１に搭載されていない状態において、回転センサ２１の角度誤差θｅｒを補正するものであったが、発電機モータ１０が油圧ショベル１に搭載されている状態において、回転センサ２１の角度誤差θｅｒを補正するものであってもよい。その場合には、角度補正装置１００のインバータ１０１として油圧ショベル１のインバータ８を用いてもよく、角度補正装置１００の制御装置１０２の機能の一部または全部が油圧ショベル１の制御装置２０の中に組み入れられていてもよい。また、油圧ショベル１の運転モードを角度補正専用のモードに切り替えて行ってもよく、通常動作中に角度補正が可能な状態になったときに、ロータ１４の角度ずれを補正してもよい。
発電機モータ１０を油圧ショベル１に搭載した状態で角度補正を実行することにより、発電機モータ１０を角度補正を行ったインバータ１０１と組み合わせて出荷する必要がなくなる。それにより、角度補正を行ったインバータ１０１の記憶部１１８に記憶された角度誤差θｅｒを油圧ショベル１のインバータ８の記憶部に人為的に書き込むという煩雑な作業を省略でき、誤った書き込みに起因する発電機モータ１０の動作不良を防止できる。
【００５６】
前記実施形態では、ｍ個のロータティース４１のうちの１つを用いて角度誤差θｅｒを算出したが、ｍ個のロータティース４１の角度誤差を全て算出し、全角度誤差の平均値をその発電機モータ１０の角度誤差θｅｒとして算出してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、油圧ショベルに利用できる他、ホイールローダにも利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０…発電機モータ（回転電機）、１４…ロータ、１５…ステータ、２１…回転センサ、４１…ロータティース、５１…ステータティース、５２…コイル、１０１…インバータ、１２０…高感度領域判定部、１２１…推定角度算出部、１２２…角度誤差算出部、１２５…角度補正実行部、ｉ…電流値、ＳＡ…高感度領域、Ψ…鎖交磁束、θｅｒ…角度誤差。
【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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