(57)【要約】【課題】同期フレーム電流調整器と静止フレーム電流調整器とを含む、電気インバータのための制御アーキテクチャを提供すること。【解決手段】静止フレーム電流調整器が、インバータ出力電流に対応する静止フレーム電流のフィルタリングされたバージョンを表す入力電流を受け取る。制御アーキテクチャは、基本モータ周波数成分（およびその関連の調波）を除去するように静止フレーム電流をフィルタリングする適応フィルタモジュールを採用し、それにより任意の低周波数調波成分を抽出する。静止フレーム電流調整器は、低周波数成分を処理し、一方、同期フレーム電流調整器は、基本周波数成分を処理し、インバータ出力における低周波数振動の抑圧をもたらす。【選択図】図１
2008206391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機のインバータを制御する方法であって、
前記インバータの出力に対応する静止フレーム電流を得るステップと、
前記静止フレーム電流から静止フレーム分数調波電流を抽出するステップと、
静止フレーム分数調波調節電圧コマンドをもたらす、前記静止フレーム分数調波電流成分に対する静止フレーム電流調整を行うステップと、
前記静止フレーム分数調波調節電圧コマンドと共に静止フレーム基本電圧コマンドを調節するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記静止フレーム電流が、静止ｄ軸電流
【数１】
2008206391.tif 000145
と、静止ｑ軸電流
【数２】
2008206391.tif 000146
とを含み、
前記静止フレーム分数調波電流成分が、静止ｄ軸分数調波電流
【数３】
2008206391.tif 000147
と、静止ｑ軸分数調波電流
【数４】
2008206391.tif 000148
とを含み、
前記静止フレーム分数調波調節電圧コマンドが、静止ｄ軸分数調波調節電圧コマンド
【数５】
2008206391.tif 000149
と、静止ｑ軸分数調波調節電圧コマンド
【数６】
2008206391.tif 000150
とを含み、
前記静止フレーム基本電圧コマンドが、静止ｄ軸基本電圧コマンド
【数７】
2008206391.tif 000151
と、静止ｑ軸基本電圧コマンド
【数８】
2008206391.tif 000152
と
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記調節するステップが、前記静止フレーム基本電圧コマンドを前記静止フレーム分数調波調節電圧コマンドと組み合わせるステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
さらに、
前記静止フレーム電流を、対応する同期フレーム電流に変換するステップと、
同期フレーム基本電圧コマンドをもたらす、前記同期フレーム電流に対する同期フレーム電流調整を行うステップと、
前記同期フレーム基本電圧コマンドを前記静止フレーム基本電圧コマンドに変換するステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記同期フレーム電流が、同期ｄ軸電流
【数９】
2008206391.tif 000153
と、同期ｑ軸電流
【数１０】
2008206391.tif 000154
とを含み、
前記同期フレーム基本電圧コマンドが、同期ｄ軸基本電圧コマンド
【数１１】
2008206391.tif 000155
と、同期ｑ軸基本電圧コマンド
【数１２】
2008206391.tif 000156
とを含む
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記調節するステップが、修正された静止フレーム電圧コマンドをもたらし、
前記方法が、さらに、前記修正された静止フレーム電圧コマンドを、前記インバータのための多相正弦表記に変換するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
さらに、
前記インバータによって発生される多相電流を測定するステップと、
前記多相電流を前記静止フレーム電流に変換するステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記抽出するステップが、
前記電動機の回転速度を示す測定量に応答して、移動平均フィルタのための窓サイズを動的に計算するステップと、
前記静止フレーム分数調波電流成分を得るために前記移動平均フィルタを用いて前記静止フレーム電流をフィルタリングするステップであって、前記フィルタリングが前記窓サイズによって影響を及ぼされるステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記窓サイズを動的に計算するステップが、
前記電動機の基本周波数に対応する周期を決定するステップと、
前記周期に従って前記窓サイズを設定するステップと
を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィルタリングするステップが、前記静止フレーム電流から、前記電動機の前記基本周波数を除去する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記フィルタリングするステップが、前記静止フレーム電流から、前記電動機の前記基本周波数の少なくとも１つの調波を除去する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
静止フレーム電流調整を行うステップが、前記静止フレーム分数調波電流成分を最小にするように企てる様式で、前記静止フレーム分数調波調節電圧コマンドを発生する請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
電動機のインバータのための制御アーキテクチャであって、
前記インバータの出力に対応する静止フレーム電流から静止フレーム分数調波電流成分を抽出するように構成された適応フィルタモジュールと、
前記適応フィルタモジュールに結合された静止フレーム電流調整器であって、前記静止フレーム分数調波電流成分に応答して、静止フレーム分数調波調節電圧コマンドを発生するように構成された静止フレーム電流調整器と、
前記静止フレーム電流調整器に結合された電流調整器アーキテクチャであって、前記静止フレーム電流に応答して、静止フレーム基本電圧コマンドを発生するように構成された電流調整器アーキテクチャと、
前記静止フレーム電流調整器および前記電流調整器アーキテクチャに結合された出力要素であって、前記静止フレーム基本電圧コマンドおよび前記静止フレーム分数調波調節電圧コマンドから、修正された静止フレーム電圧コマンドを生成するように構成された出力要素と
を備える制御アーキテクチャ。
【請求項１４】
前記出力要素が、前記静止フレーム基本電圧コマンドと前記静止フレーム分数調波調節電圧コマンドとを組み合わせて、前記修正された静止フレーム電圧コマンドとするように構成された請求項１３に記載の制御アーキテクチャ。
【請求項１５】
前記適応フィルタモジュールが、調節可能な窓サイズを有する移動平均フィルタを備え、
前記適応フィルタモジュールが、前記電動機の回転速度を示す測定量に応答して、前記窓サイズを動的に調節するように構成され、
前記移動平均フィルタが、前記静止フレーム分数調波電流成分を得るために前記静止フレーム電流をフィルタリングするように構成され、前記フィルタリングが前記窓サイズによって影響を及ぼされる
請求項１３に記載の制御アーキテクチャ。
【請求項１６】
前記適応フィルタモジュールが、
前記電動機の基本周波数に対応する周期を決定し、
前記周期に従って前記窓サイズを調整する
ように構成された請求項１５に記載の制御アーキテクチャ。
【請求項１７】
前記静止フレーム電流調整器が、前記静止フレーム分数調波電流成分を最小にするように企てる様式で、前記静止フレーム分数調波調節電圧コマンドを発生するように構成された請求項１３に記載の制御アーキテクチャ。
【請求項１８】
前記電流調整器アーキテクチャが、
前記静止フレーム電流を同期フレーム電流に変換するように構成された反転変換処理装置と、
前記反転変換処理装置に結合された同期フレーム電流調整器であって、前記同期フレーム電流に応答して同期フレーム基本電圧コマンドを発生するように構成された同期フレーム電流調整器と、
前記同期フレーム電流調整器に結合された回転変換処理装置であって、前記同期フレーム基本電圧コマンドを前記静止フレーム基本電圧コマンドに変換するように構成された回転変換処理装置と
を備える請求項１３に記載の制御アーキテクチャ。
【請求項１９】
電動機のインバータを制御する方法であって、
前記インバータの出力に対応する静止フレーム電流を得るステップであって、前記出力が、基本周波数成分と分数調波振動成分とを含むステップと、
前記分数調波振動成分を低減するように、前記静止フレーム電流に応答して静止フレーム電流調整を行うステップと、
前記静止フレーム電流から導出された同期フレーム電流に対する同期フレーム電流調整を行うステップと、
前記インバータのための電圧コマンドを発生するステップであって、前記電圧コマンドが、前記静止フレーム電流調整および前記同期フレーム電流調整によって影響を及ぼされるステップと
を含む方法。
【請求項２０】
さらに、前記分数調波振動成分に対応する静止フレーム分数調波電流成分を得るために、適応フィルタモジュールを用いて前記静止フレーム電流をフィルタリングするステップを含み、前記静止フレーム電流調整が、前記静止フレーム分数調波電流成分に対して行われる請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、電動機のための制御装置に関し、より詳細には、電動機に結合されたインバータの高周波数動作により生じる分数調波電流誤差を抑制する技法および技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気またはハイブリッド車で使用されることがあるものなど電気トラクションドライブは、制限された体積および重量の中でできるだけ効率的にトルクを生成するために高電圧利用を必要とする。そのような高電圧利用では、電気駆動システムは、多相ＡＣモータを駆動するように構成されたパルス幅変調（ＰＷＭ）インバータを利用することがある。自動車の用途では、典型的には、３相ＡＣモータを採用する。
【０００３】
同期フレーム電流調整器が、広い周波数範囲にわたるその電流制御能力により、３相インバータおよびコンバータシステムの電流を制御するための事実上の業界標準になっている。同期フレーム電流調整器が、測定されたインバータ電流を同期フレームに変換するとき、低周波数電流誤差は、インバータ出力周波数と同じである同期基本周波数に換えられる。したがって、出力周波数が非常に高いとき、同期フレーム電流調整器は、低周波数外乱、例えば、電源デバイスの理想的でない切替えによる電圧外乱、スイッチング周波数と基本周波数との間のうなり現象、および電流センサ誤差を受けやすい。例えば、出力周波数が１．０ｋＨｚである場合、電流のＤＣオフセットは、同期参照フレームでの１．０ｋＨｚ電流誤差と解釈される。この周波数は電流制御帯域幅よりもはるかに高いので、この誤差は、同期フレーム電流調整器によって簡単には除去されない。その結果、同期フレーム電流調整器は、低周波数外乱により、分数調波電流を抑制することができない。
【０００４】
電気またはハイブリッド自動車への配備では、インバータ出力での低周波数分数調波振動は、ＡＣモータでの低周波数トルク成分、さらにはモータ速度振動および車両の「震え」をもたらすことがある。さらに、そのような低周波数振動は、より低いモータ効率をもたらす損失を表す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、高い動作周波数で分数調波成分を低減する改良されたインバータ制御システムおよび技法を有することが望ましい。さらに、本発明の実施形態の他の望ましい特徴および特性は、添付図面ならびに前述の技術分野および背景技術に関連して行われる後続の詳細な説明および頭記の特許請求の範囲から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で説明される技法および技術は、ＡＣモータを駆動するインバータのための電流制御アルゴリズムに関連して利用されることがある。本明細書で説明される実施形態は、インバータの高周波数動作に関する分数調波電流誤差を抑圧するために採用することができる。制御アーキテクチャの実施形態は、同期フレーム電流調整器に加えて、静止フレーム電流調整器を含む。同期フレーム電流調整器は、基本周波数を制御し、一方、静止フレーム電流調整器は、低周波数成分を制御する。２つの電流調整器を並列に組み合わせることによって、高周波数基本電流および分数調波誤差電流を効果的に制御することができる。
【０００７】
一実施形態は、電動機のインバータを制御する方法を採用する。この方法は、インバータの出力に対応する静止フレーム電流を得るステップと、静止フレーム電流から静止フレーム分数調波電流を抽出するステップと、静止フレーム分数調波調節電圧コマンドをもたらす、静止フレーム分数調波電流成分に対する静止フレーム電流調整を行うステップと、静止フレーム分数調波調節電圧コマンドと共に静止フレーム基本電圧コマンドを調節するステップとを含む。
【０００８】
別の実施形態は、電動機のインバータのための制御アーキテクチャを含む。この制御アーキテクチャは、インバータの出力に対応する静止フレーム電流から静止フレーム分数調波電流成分を抽出するように構成された適応フィルタモジュールと、適応フィルタモジュールに結合された静止フレーム電流調整器であって、静止フレーム分数調波電流成分に応答して、静止フレーム分数調波調節電圧コマンドを発生するように構成された静止フレーム電流調整器と、静止フレーム電流調整器に結合された電流調整器アーキテクチャであって、静止フレーム電流に応答して、静止フレーム基本電圧コマンドを発生するように構成された電流調整器アーキテクチャと、静止フレーム電流調整器および電流調整器アーキテクチャに結合された出力要素であって、静止フレーム基本電圧コマンドおよび静止フレーム分数調波調節電圧コマンドから、修正された静止フレーム電圧コマンドを生成するように構成された出力要素とを含む。
【０００９】
さらに別の実施形態は、電動機のインバータを制御する方法を採用する。この方法は、インバータの出力に対応する静止フレーム電流を得るステップであって、出力が、基本周波数成分と分数調波振動成分とを含むステップと、分数調波振動成分を減少するように、静止フレーム電流に応答して静止フレーム電流調整を行うステップと、静止フレーム電流から導出された同期フレーム電流に対する同期フレーム電流調整を行うステップと、インバータのための電圧コマンドを発生するステップであって、電圧コマンドが、静止フレーム電流調整および同期フレーム電流調整によって影響を及ぼされるステップとを含む。
【００１０】
この発明の開示は、単純化された形態での概念の選択を紹介するために提供され、その概念は、詳細な説明で以下にさらに説明される。この要約は、特許請求される主題の重要な特徴または本質的な特徴を識別するようには意図されておらず、また、特許請求される主題の範囲を決定する助けとして使用されるようにも意図されていない。
【００１１】
本明細書では以後、以下の図面に関連して本発明を説明する。図面において、同様の参照番号は同様の要素を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下の詳細な説明は、性質上、単に例示であり、本発明の任意の実施形態、またはそのような実施形態の適用および使用に限定を与えることは意図されていない。さらに、先の技術分野、背景技術、発明の開示、または以下の詳細な説明で提示される任意の明示または暗示される理論によって束縛されるような意図はない。
【００１３】
本発明の実施形態は、本明細書で、機能および／または論理ブロック構成要素ならびに様々な処理ステップに関して説明されることがある。そのようなブロック構成要素は、指定された機能を実施するように構成された任意の数のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア構成要素によって実現されることがあることを理解すべきである。例えば、本発明の実施形態は、様々な集積回路構成要素、例えばメモリ要素、デジタル信号処理要素、論理要素、ルックアップテーブルなどを採用することがあり、それらが、１つまたは複数のマイクロプロセッサまたは他の制御デバイスの制御の下で多様な機能を行うことがある。さらに、本発明の実施形態が、任意の数の電動機用途に関連して実施されることがあること、および本明細書で説明されるシステムが、単に本発明の１つの例示実施形態にすぎないことを当業者は理解されよう。
【００１４】
簡潔にするために、ＡＣモータに関係付けられる従来の技法、ＡＣモータ制御方式、ならびにシステム（およびシステムの個々の動作構成要素）の他の機能的な側面は、本明細書で詳細には説明されないことがある。さらに、本明細書に含まれる様々な図に示される接続ラインは、様々な要素間の例示の機能的関係および／または物理的結合を表すように意図される。多くの代替または追加の機能的関係または物理的接続が本発明の実施形態において存在することがあることに留意すべきである。
【００１５】
以下の説明は、互いに「接続される」または「結合される」要素またはノードまたは機能を表すことがある。本明細書で使用される際、明示的に別段の定めをした場合を除き、「接続される」は、１つの要素／ノード／機能が、別の要素／ノード／機能に直接接合される（または直接連絡する）ことを意味し、必ずしも機械的にではない。同様に、明示的に別段の定めをした場合を除き、「結合される」は、１つの要素／ノード／機能が、別の要素／ノード／機能に直接的または間接的に接合される（あるいは直接的または間接的に連絡する）ことを意味し、必ずしも機械的にではない。したがって、図１に示される概略図は、要素の一例示構成を示すが、追加の介在要素、デバイス、機能、または構成要素が本発明の実施形態において存在することもある。
【００１６】
図１は、電動機のインバータで使用するのに適した制御アーキテクチャ１００の概略図である。この例では、インバータは、パルス幅変調（ＰＷＭ）インバータ１０２であり、このインバータ１０２は、多相ＡＣモータ１０４を駆動するように適切に構成されることがある。制御アーキテクチャ１００は、ＰＷＭインバータ１０２のためのコマンド（例えば電圧コマンド）の発生を制御するように適切に構成される。実際には、制御アーキテクチャ１００は、ＡＣモータ１０４に結合される電動機制御装置で利用されることがある。制御アーキテクチャ１００は、一般に、限定せずに、適応フィルタモジュール１０６と、適応フィルタモジュール１０６に結合された静止フレーム電流調整器１０８と、静止フレーム電流調整器１０８に結合された電流調整器アーキテクチャ１０９と、静止フレーム電流調整器１０８に結合された出力要素１１０とを含む。この実施形態では、出力要素１１０は、電流調整器アーキテクチャ１０９にも結合される。また、制御アーキテクチャ１００は、ＰＷＭインバータ１０２に結合された変換処理装置１１２と、出力要素１１０とＰＷＭインバータ１０２との間に結合された変換処理装置１１４とを含むこともある。
【００１７】
この実施形態では、電流調整器アーキテクチャ１０９は、限定せずに、変換処理装置１１２に結合された反転変換処理装置１１６と、反転変換処理装置１１６に結合された同期フレーム電流調整器１１８と、同期フレーム電流調整器１１８と出力要素１１０との間に結合された回転変換処理装置１２０とを含む。この例では、出力要素１１０は、加算要素１２２／１２４によって実現される。
【００１８】
本明細書で使用される際、下付き文字および上付き文字の意味は、以下のようなものである。
下付き文字ａ、ｂ、およびｃ：相ａ、ｂ、およびｃでの量
下付き文字ｄおよびｑ：ｄ−ｑフレームでの量
下付き文字ｓ：固定子巻線の量
上付き文字ｓ：静止フレームでの量
上付き文字ｒ：回転（同期）フレームでの量
上付き文字＊：命令される量
【００１９】
動作時、ＰＷＭインバータ１０２は、適切に構成された接続構成１２６を介してＡＣモータ１０４を駆動し、接続構成１２６は、任意の数の接続ラインを含むことがある。接続構成１２６によって表される接続の数は、ＡＣモータ１０４で使用される相の数によって定義される。例えば、３相ＡＣモータ１０４は、図１に示されるように３つの接続ラインを有することになる。接続構成１２６は、電流センサ（図１に黒丸として表される）を含む、または電流センサに結合されることがある。電流センサの数も、ＡＣモータ１０４で使用される相の数によって定義される。電流センサの出力は、当該の接続ラインを使用して変換処理装置１１２に結合される。これらの接続ラインの数も、ＡＣモータ１０４で使用される相の数によって定義され、この例では３である。
【００２０】
電流センサによって測定される３つの相電流（ｉａｓ、ｉｂｓ、およびｉｃｓ）は、典型的には、ＡＣモータ１０４の固定子と同期する参照フレーム、すなわち静止フレームで見られるときに、正弦電流波形を搬送する。変換処理装置１１２は、多相電流を、対応する静止フレーム電流
【００２１】
【数１】
2008206391.tif 000003
【００２２】
に変換するように構成される。変換処理装置１１２では、３つの相電流は、以下のような式（１）を使用して同期ｄ−ｑフレームに変換される。
【００２３】
【数２】
2008206391.tif 000004
【００２４】
静止フレーム電流
【００２５】
【数３】
2008206391.tif 000005
【００２６】
および
【００２７】
【数４】
2008206391.tif 000006
【００２８】
は、反転変換処理装置１１６および適応フィルタモジュール１０６への並列入力として働く。反転変換処理装置１１６は、
【００２９】
【数５】
2008206391.tif 000007
【００３０】
および
【００３１】
【数６】
2008206391.tif 000008
【００３２】
を、対応する同期フレーム電流
【００３３】
【数７】
2008206391.tif 000009
【００３４】
に変換するように適切に構成される。静止ｄ−ｑ電流は、反転変換処理装置１１６によって、以下のような式（２）を使用して同期ｄ−ｑフレームに変換される。
【００３５】
【数８】
2008206391.tif 000010
【００３６】
式（２）で、回転子角θｒは、ＡＣモータ１０４の機械的な回転子位置およびモータ極数から計算される電気的な回転子位置である。回転子角θｒは、適切に構成されたセンサ（図示せず）によって測定される。したがって、反転変換処理装置１１６によって発生されるｄ−ｑフレームは、電気的な回転子位置θｒの回転と同期する。
【００３７】
反転変換処理装置１１６の出力は、図１に示されるように、測定されたｄ−ｑ電流
【００３８】
【数９】
2008206391.tif 000011
【００３９】
および
【００４０】
【数１０】
2008206391.tif 000012
【００４１】
である。これらの測定されたｄ−ｑ電流は、同期フレーム電流調整器１１８に結合される。信号は、同期フレーム電流調整器１１８を通って処理されるとき、ｄ−ｑ参照フレームに照合され、処理された信号は、回転変換処理装置１２０で、固定子参照フレームに再変換される。
【００４２】
図２は、制御アーキテクチャ１００で（例えば、同期フレーム電流調整器１１８として）使用するのに適した同期フレーム電流調整器２００の概略図である。測定されたｄ軸電流
【００４３】
【数１１】
2008206391.tif 000013
【００４４】
は、ｄ軸比例積分（ＰＩ）調整器２０２に結合され、測定されたｑ軸電流
【００４５】
【数１２】
2008206391.tif 000014
【００４６】
は、ｑ軸ＰＩ調整器２０４に結合される。さらに、命令されたｄ−ｑ電流
【００４７】
【数１３】
2008206391.tif 000015
【００４８】
が、より高いレベルの制御装置（例えばトルクまたは速度制御装置）から、当該の接続ラインを介して当該のｄ軸およびｑ軸ＰＩ調整器２０２／２０４に結合される。接続ライン１２８／１３０が、図１に示される。
【００４９】
フィードフォワード電圧
【００５０】
【数１４】
2008206391.tif 000016
【００５１】
が、当該の接続ライン（図１での参照番号１３２および１３４）を介して当該のｄ軸およびｑ軸ＰＩ調整器２０２／２０４に提供される。これらのフィードフォワード電圧は、典型的には、モータ速度、モータパラメータ、およびＡＣモータ１０４に引き込まれる電流に基づいて、電流制御装置、速度制御装置、またはトルク制御装置によって提供される。同期フレーム電流調整器２００は、同期フレーム電流
【００５２】
【数１５】
2008206391.tif 000017
【００５３】
および
【００５４】
【数１６】
2008206391.tif 000018
【００５５】
と、命令されたｄ−ｑ電流
【００５６】
【数１７】
2008206391.tif 000019
【００５７】
および
【００５８】
【数１８】
2008206391.tif 000020
【００５９】
と、フィードフォワード電圧
【００６０】
【数１９】
2008206391.tif 000021
【００６１】
および
【００６２】
【数２０】
2008206391.tif 000022
【００６３】
とに応答して、同期フレーム基本電圧コマンド
【００６４】
【数２１】
2008206391.tif 000023
【００６５】
を発生するように適切に構成される。実際には、同期フレーム電流調整器２００は、システムの電流誤差を最小にするために、
【００６６】
【数２２】
2008206391.tif 000024
【００６７】
および
【００６８】
【数２３】
2008206391.tif 000025
【００６９】
を発生する。
ｄ軸ＰＩ調整器２０２とｑ軸ＰＩ調整器２０４とは同様に動作し、ｄ軸ＰＩ調整器２０２の以下の説明は、ｑ軸ＰＩ調整器２０４にも当てはまる。この実施形態では、ｄ軸ＰＩ調整器２０２は、２つの加算要素２０６／２０８と、当該の乗数定数を有する２つの利得要素２１０／２１２と、積分器２１４とを含む。加算要素２０６は、命令されたｄ軸電流
【００７０】
【数２４】
2008206391.tif 000026
【００７１】
と、測定されたｄ軸電流
【００７２】
【数２５】
2008206391.tif 000027
【００７３】
との差としてｄ軸電流誤差
【００７４】
【数２６】
2008206391.tif 000028
【００７５】
を生成する。加算要素２０６の差分出力からのｄ軸電流誤差
【００７６】
【数２７】
2008206391.tif 000029
【００７７】
は、利得要素２１０で比例利得定数（Ｋｐｄ）を乗算され、乗算された値は、加算要素２０８で加算される３つの値の１つとして働く。
また、加算要素２０６の差分出力からのｄ軸電流誤差
【００７８】
【数２８】
2008206391.tif 000030
【００７９】
は、利得要素２１２で積分利得定数（Ｋｉｄ）を乗算される。乗算された値は、積分器２１４によって積分され、積分器２１４から出力される積分値は、加算要素２０８で加算される３つの値の別の１つとして働く。電流調整器セクションの出力（すなわち、積分器２１４から出力される積分値と、利得要素２１０の出力と）は、加算要素２０８でフィードフォワード電圧
【００８０】
【数２９】
2008206391.tif 000031
【００８１】
に加え合わせられて、電圧コマンド
【００８２】
【数３０】
2008206391.tif 000032
【００８３】
を発生する。加算要素２０８から出力される電圧コマンド
【００８４】
【数３１】
2008206391.tif 000033
【００８５】
は、電流誤差
【００８６】
【数３２】
2008206391.tif 000034
【００８７】
を最小にするように機能する。図１に示されるように、この電圧コマンドは、回転変換処理装置１２０にルーティングされることがある。上述したように、同様に、同期フレーム電流調整器２００は、ｑ軸電圧コマンド
【００８８】
【数３３】
2008206391.tif 000035
【００８９】
を発生する。
本明細書で説明される技法および技術は、異なるタイプの同期フレーム電流調整器を含む制御アーキテクチャにおいても同様に実施することができることを理解すべきである。例えば、上述した分数調波振動抑制技法は、クロスカップリングデカップリング制御を採用する、図２に示される構成の代わりに複雑なベクトル電流調整器を採用する制御アーキテクチャの文脈で利用することができる。
【００９０】
図１を再び参照すると、同期参照フレームに基づく基本電圧コマンド
【００９１】
【数３４】
2008206391.tif 000036
【００９２】
および
【００９３】
【数３５】
2008206391.tif 000037
【００９４】
は、回転変換処理装置１２０にフィードされ、この回転変換処理装置１２０は、
【００９５】
【数３６】
2008206391.tif 000038
【００９６】
および
【００９７】
【数３７】
2008206391.tif 000039
【００９８】
を静止フレーム基本電圧コマンド
【００９９】
【数３８】
2008206391.tif 000040
【０１００】
に変換するように適切に構成される。この実施形態では、回転変換処理装置１２０は、以下のような式（３）で表される変換を採用する。
【０１０１】
【数３９】
2008206391.tif 000041
【０１０２】
したがって、この例の文脈では、電流調整器アーキテクチャ１０９は、静止フレーム電流
【０１０３】
【数４０】
2008206391.tif 000042
【０１０４】
および
【０１０５】
【数４１】
2008206391.tif 000043
【０１０６】
に応答して、静止フレーム基本電圧コマンド
【０１０７】
【数４２】
2008206391.tif 000044
【０１０８】
および
【０１０９】
【数４３】
2008206391.tif 000045
【０１１０】
を発生するように構成される。ここで、
【０１１１】
【数４４】
2008206391.tif 000046
【０１１２】
は、加算要素１２２への１つの入力として働き、
【０１１３】
【数４５】
2008206391.tif 000047
【０１１４】
は、加算要素１２４への１つの入力として働く。静止フレーム電流調整器１０８は、加算要素１２２への第２の入力と、加算要素１２４への第２の入力とを提供する（以下でより詳細に説明される）。簡潔には、静止フレーム電流調整器１０８は、出力として、静止フレーム分数調波調節電圧コマンド
【０１１５】
【数４６】
2008206391.tif 000048
【０１１６】
および
【０１１７】
【数４７】
2008206391.tif 000049
【０１１８】
を発生する。実際には、加算要素１２２は、
【０１１９】
【数４８】
2008206391.tif 000050
【０１２０】
と
【０１２１】
【数４９】
2008206391.tif 000051
【０１２２】
とを組み合わせてｄ軸出力とし、加算要素１２４は、
【０１２３】
【数５０】
2008206391.tif 000052
【０１２４】
と
【０１２５】
【数５１】
2008206391.tif 000053
【０１２６】
とを組み合わせてｑ軸出力とする。
加算要素１２２／１２４からのｄ軸およびｑ軸出力は、変換処理装置１１４への入力として働く。これらの出力は、修正された静止フレーム電圧コマンドを表し、これらのコマンドは、静止フレーム基本電圧コマンド
【０１２７】
【数５２】
2008206391.tif 000054
【０１２８】
および
【０１２９】
【数５３】
2008206391.tif 000055
【０１３０】
から、ならびに静止フレーム分数調波調節電圧コマンド
【０１３１】
【数５４】
2008206391.tif 000056
【０１３２】
および
【０１３３】
【数５５】
2008206391.tif 000057
【０１３４】
から生成される。変換プロセス１１４は、修正された電圧コマンドの静止フレーム表現を、ＰＷＭインバータ１０２のための多相正弦表記（例えば３相表記）に変換する。この実施形態では、変換処理装置１１４は、以下のような式（４）を使用して、多相正弦表記を発生する。
【０１３５】
【数５６】
2008206391.tif 000058
【０１３６】
式（４）で、
【０１３７】
【数５７】
2008206391.tif 000059
【０１３８】
および
【０１３９】
【数５８】
2008206391.tif 000060
【０１４０】
は、変換処理装置１１４への入力として働く修正された静止フレーム電圧コマンドを表す。変換処理装置１１４の出力は、ＰＷＭインバータ１０２によって合成され、さらにインバータ１０２がＡＣモータ１０４を駆動する。
【０１４１】
従来の同期フレーム電流調整器は、位相遅延を受けることなく、広い波長範囲にわたって３相電流を調整することが可能である。しかし、同期周波数が非常に高いとき、従来の同期フレーム電流調整器は、低い周波数電流誤差を効果的に調整することができない。例えば、同期周波数が１．０ｋＨｚであるとき、ＤＣ電流オフセットは、式（２）での変換により、１．０ｋＨｚに変換される。電流制御帯域幅は普通、実際の車両用途では１．０ｋＨｚよりもはるかに小さく、従来の同期フレーム電流調整器を採用する制御システムではこの誤差が残る。制御アーキテクチャ１００は、適応フィルタモジュール１０６と静止フレーム電流調整器１０８とを利用して、この欠点に対処する。
【０１４２】
上述したように、適応フィルタモジュール１０６は、反転変換処理装置１１６と並列して、静止フレーム電流
【０１４３】
【数５９】
2008206391.tif 000061
【０１４４】
および
【０１４５】
【数６０】
2008206391.tif 000062
【０１４６】
を受け取る。図１に示されるように、適応フィルタモジュール１０６は、入力として、ＡＣモータ１０４の回転子角θｒも受け取ることがある（同様に、ＡＣモータ１０４の回転速度を示す任意の測定量が利用されることもある）。適応フィルタモジュール１０６は、静止フレーム電流
【０１４７】
【数６１】
2008206391.tif 000063
【０１４８】
および
【０１４９】
【数６２】
2008206391.tif 000064
【０１５０】
から静止フレーム分数調波電流成分
【０１５１】
【数６３】
2008206391.tif 000065
【０１５２】
を抽出するように適切に構成される。図４に関連して以下でより詳細に説明されるように、適応フィルタモジュール１０６は、調節可能な窓サイズを有する移動平均フィルタを含むことがあり、ここで、窓サイズは、回転子角θｒに応答して動的に調節される。さらに、移動平均フィルタは、
【０１５３】
【数６４】
2008206391.tif 000066
【０１５４】
および
【０１５５】
【数６５】
2008206391.tif 000067
【０１５６】
をフィルタリングするように適切に構成されて、
【０１５７】
【数６６】
2008206391.tif 000068
【０１５８】
および
【０１５９】
【数６７】
2008206391.tif 000069
【０１６０】
を得て、ここで、フィルタリング操作は、計算された窓サイズによって影響を及ぼされる。
適応フィルタモジュール１０６は、
【０１６１】
【数６８】
2008206391.tif 000070
【０１６２】
および
【０１６３】
【数６９】
2008206391.tif 000071
【０１６４】
からの分数調波成分を抜き取る。電流調整器アーキテクチャ１０９が、
【０１６５】
【数７０】
2008206391.tif 000072
【０１６６】
および
【０１６７】
【数７１】
2008206391.tif 000073
【０１６８】
を同期参照フレームに変換する一方で、静止フレーム電流調整器１０８が、静止参照フレームに基づいて動作する。静止フレーム電流調整器１０８は、
【０１６９】
【数７２】
2008206391.tif 000074
【０１７０】
および
【０１７１】
【数７３】
2008206391.tif 000075
【０１７２】
に応答して、
【０１７３】
【数７４】
2008206391.tif 000076
【０１７４】
および
【０１７５】
【数７５】
2008206391.tif 000077
【０１７６】
を発生するように機能する。
図３は、制御アーキテクチャ１００で（例えば、静止フレーム電流調整器１０８として）使用するのに適した静止フレーム電流調整器３００の概略図である。抽出された静止フレーム分数調波電流成分
【０１７７】
【数７６】
2008206391.tif 000078
【０１７８】
は、ｄ軸ＰＩ調整器３０２に結合され、
【０１７９】
【数７７】
2008206391.tif 000079
【０１８０】
は、ｑ軸ＰＩ調整器３０４に結合される。さらに、ｄ−ｑ分数調波電流コマンド
【０１８１】
【数７８】
2008206391.tif 000080
【０１８２】
は、当該のｄ軸およびｑ軸ＰＩ調整器３０２／３０４に結合される。分数調波電流成分は３相モータ制御に望ましくないので、分数調波電流コマンドは、この実施形態ではゼロに設定される。
【０１８３】
静止フレーム電流調整器３００は、抽出された静止フレーム分数調波電流成分
【０１８４】
【数７９】
2008206391.tif 000081
【０１８５】
および
【０１８６】
【数８０】
2008206391.tif 000082
【０１８７】
に応答して、かつ命令されたｄ−ｑ電流
【０１８８】
【数８１】
2008206391.tif 000083
【０１８９】
および
【０１９０】
【数８２】
2008206391.tif 000084
【０１９１】
へのゼロ入力に応答して、静止フレーム分数調波調節電圧コマンド
【０１９２】
【数８３】
2008206391.tif 000085
【０１９３】
および
【０１９４】
【数８４】
2008206391.tif 000086
【０１９５】
を発生するように適切に構成される。実際には、静止フレーム電流調整器３００は、静止フレーム分数調波電流成分
【０１９６】
【数８５】
2008206391.tif 000087
【０１９７】
および
【０１９８】
【数８６】
2008206391.tif 000088
【０１９９】
を最小にするように企てる様式で、静止フレーム分数調波調節電圧コマンド
【０２００】
【数８７】
2008206391.tif 000089
【０２０１】
および
【０２０２】
【数８８】
2008206391.tif 000090
【０２０３】
を発生するように構成される。
ｄ軸ＰＩ調整器３０２とｑ軸ＰＩ調整器３０４とは同様に動作し、ｄ軸ＰＩ調整器３０２の以下の説明は、ｑ軸ＰＩ調整器３０４にも当てはまる。この実施形態では、ｄ軸ＰＩ調整器３０２は、２つの加算要素３０６／３０８と、当該の乗算定数を有する２つの利得要素３１０／３１２と、積分器３１４とを含む。加算要素３０６は、
【０２０４】
【数８９】
2008206391.tif 000091
【０２０５】
と
【０２０６】
【数９０】
2008206391.tif 000092
【０２０７】
との差としてｄ軸分数調波電流誤差を生成する。
【０２０８】
【数９１】
2008206391.tif 000093
【０２０９】
であるこの例では、ｄ軸分数調波電流誤差は、
【０２１０】
【数９２】
2008206391.tif 000094
【０２１１】
である。加算要素３０６の差分出力は、利得要素３１０で比例利得定数（Ｋｐｄｓ）を乗算され、乗算された値は、加算要素３０８で加算される２つの値の１つとして働く。
また、加算要素３０６の差分出力は、利得要素３１２で積分利得定数（Ｋｉｄｓ）を乗算され、乗算された値は、積分器３１４によって積分され、積分器３１４から出力される積分値は、加算要素３０８で加算される第２の値として働く。加算要素３０８の出力は、分数調波調節電圧コマンド
【０２１２】
【数９３】
2008206391.tif 000095
【０２１３】
を表す。この電圧コマンド
【０２１４】
【数９４】
2008206391.tif 000096
【０２１５】
は、ｄ軸分数調波電流誤差を最小にするように機能する。図１に示されるように、この電圧コマンドは、出力要素１１０にルーティングされることがある。静止フレーム電流調整器３００は、同様に、ｑ軸分数調波調節電圧コマンド
【０２１６】
【数９５】
2008206391.tif 000097
【０２１７】
を発生し、その電圧コマンドを出力要素１１０にルーティングする。上述したように、出力要素１１０は、
【０２１８】
【数９６】
2008206391.tif 000098
【０２１９】
と
【０２２０】
【数９７】
2008206391.tif 000099
【０２２１】
とを加え合わせて、組み合わされたｄ軸出力電圧を生成し、
【０２２２】
【数９８】
2008206391.tif 000100
【０２２３】
と
【０２２４】
【数９９】
2008206391.tif 000101
【０２２５】
とを加え合わせて、組み合わされたｑ軸出力電圧を生成する。
図４は、制御アーキテクチャ１００で（例えば、適応フィルタモジュール１０６として）使用するのに適した適応フィルタモジュール４００の概略図である。適応フィルタモジュール１０６の実施形態で他の構成が利用されることもあることを理解すべきである。適応フィルタモジュール４００は、一般に、限定せずに、速度オブザーバ４０２と、絶対値発生器４０４と、除算器４０６／４０８と、制限器４１０と、適応移動平均フィルタ４１２とを含む。これらの構成要素は、図４に示される様式で、互いに結合され、かつ／または互いに協働するように構成される。
【０２２６】
移動平均フィルタは、ランダム雑音を低減することができるそれらの能力により、デジタル信号処理用途で一般に使用される。この実施形態では、適応移動平均フィルタ４１２は、静止フレーム電流
【０２２７】
【数１００】
2008206391.tif 000102
【０２２８】
および
【０２２９】
【数１０１】
2008206391.tif 000103
【０２３０】
をフィルタリングするように適切に構成されて、静止フレーム分数調波電流成分
【０２３１】
【数１０２】
2008206391.tif 000104
【０２３２】
および
【０２３３】
【数１０３】
2008206391.tif 000105
【０２３４】
を得る。名前が示唆するように、適応移動平均フィルタ４１２は、入力信号からのいくつかの点を平均することによって出力信号における点を生成するように動作する。これに関して、適応移動平均フィルタ４１２は、以下のような式（５）に従って機能する。
【０２３５】
【数１０４】
2008206391.tif 000106
【０２３６】
式（５）で、ｘ［］は入力信号であり、ｙ［］は出力信号であり、Ｍは、平均時の点の数である。例えば、７点移動平均フィルタでは、出力信号における点１０は、
【０２３７】
【数１０５】
2008206391.tif 000107
【０２３８】
によって与えられる。
式（５）によって表される移動平均フィルタの周波数応答は、
【０２３９】
【数１０６】
2008206391.tif 000108
【０２４０】
によって与えることができる。
式（７）で、ｆは、単位をヘルツとしての入力信号の周波数であり、Ｔｓは、単位を秒としてのサンプリング周期であり、Ｍは、平均時の点の数である。
【０２４１】
図５は、式（７）で表される周波数応答を例示するグラフである。この移動平均フィルタの全体的な周波数応答は、その遅いロールオフおよび弱いストップバンド減衰により、低域フィルタとしては劣る。移動平均フィルタの周波数応答は、その全体的な周波数範囲では劣ることがあるが、図５のグラフでのノッチによって示されるように、特定の周波数で非常に高い（理論上は無限の）減衰を有する。これらのノッチ周波数は、以下のように、フィルタの窓サイズ（Ｔｓ×Ｍ）と同じ周期、およびそのｎ次分数調波を有する。
【０２４２】
【数１０７】
2008206391.tif 000109
【０２４３】
式（８）で、ｎは正の整数（ｎ＝１、２、３、・・・）である。この周波数を使用すると、式（７）の周波数応答は、以下の式によって示されるようにゼロになる。
【０２４４】
【数１０８】
2008206391.tif 000110
【０２４５】
また、図５は、周波数応答｜Ｇ（ｆ）｜が特定の周波数、すなわち
【０２４６】
【数１０９】
2008206391.tif 000111
【０２４７】
でゼロであることを示す。したがって、適応移動平均フィルタ４１２の窓サイズが同期周波数の周期に従って調節される場合、相電流の基本および調波成分を除去することができる。このフィルタリング操作は、相電流の分数調波成分の抽出をもたらす。相電流の基本周期は、同期周波数の逆数である。したがって、適応移動平均フィルタ４１２の窓サイズ（ＴｓＭ）は同期周波数によって調節され、この同期周波数は、出力周波数に対応する。
【０２４８】
図６は、低速条件下での移動平均フィルタの窓を例示する図であり、図７は、高速条件下での移動平均フィルタの窓を例示する図である。各図は、周期信号と、移動平均フィルタの窓とを示す。窓の幅は、基本成分（Ｔ）の周期に調節され、これは、この例では回転子の回転周期に対応する。速度が増加するにつれて、窓サイズが減少する。この傾向は、図６と図７との比較で明らかである。
【０２４９】
適応フィルタモジュール４００の動作を、図４を参照して説明する。この実施形態は、電動機の回転速度を示す測定量を得るために、適切に構成されたセンサを採用する。例えば、適応フィルタモジュール４００の実施形態は、レゾルバやエンコーダなど位置センサを使用して、モータの回転子角θｒを受け取ることがある。速度オブザーバ４０２は、回転子角から速度を計算するように構成される。別法として、適応フィルタモジュール４００は、速度を直接得るように構成されることもある。エンコーダがモータ制御システムによって使用されるとき、速度は、エンコーダからのパルス列の周期、および／または速度測定周期中のパルスの数から計算することもできる。モータ速度から、極数を考慮して、同期周波数（ωｒ）を計算することができる。さらに、以下のように、絶対値発生器４０４および除算器４０６を使用して周期（Ｔ）を計算することができる。
【０２５０】
【数１１０】
2008206391.tif 000112
【０２５１】
適応フィルタモジュール４００の実施形態では、デジタル制御装置は、指定されたデジタルサンプリング周期（Ｔｓ）に従って制御を実行する。除算器４０８を使用して、初めに周期（Ｔ）をデジタルサンプリング周期（Ｔｓ）で割ることによって、周期（Ｔ）に対応する窓サイズ（Ｍ）が計算される。最大値と最小値との間でＭを維持するために制限器４１０が採用されることがある。この様式では、適応フィルタモジュールは、回転子角（またはモータ速度を示す任意の適切な測定量）に応答して、窓サイズを動的に調節する。最終的に、適応移動平均フィルタ４１２は、計算された窓サイズによって影響を及ぼされる様式で入力電流成分をフィルタリングすることによって、その入力電流成分から分数調波電流を得る。特に、周期Ｔは、電動機の基本周波数に対応し、窓サイズは、計算された周期に従って調節される。この例では、移動平均フィルタ４１２は、以下のように、静止ｄ軸電流
【０２５２】
【数１１１】
2008206391.tif 000113
【０２５３】
から、静止ｄ軸分数調波電流成分
【０２５４】
【数１１２】
2008206391.tif 000114
【０２５５】
を得る。
【０２５６】
【数１１３】
2008206391.tif 000115
【０２５７】
静止ｑ軸分数調波電流成分
【０２５８】
【数１１４】
2008206391.tif 000116
【０２５９】
は、同様にして、静止ｑ軸電流
【０２６０】
【数１１５】
2008206391.tif 000117
【０２６１】
から得られる。
図８は、分数調波振動を有する多相電流を示すグラフを含む。グラフ５０２は、ｉａｓインバータ電流を表し、グラフ５０４は、ｉｂｓインバータ電流を表し、グラフ５０６は、ｉｃｓインバータ電流を表す。これらのグラフでの概して正弦の特性は、基本周波数に対応する。特に、これらの各グラフは、低周波数振動成分も含む。この低周波数振動は、望ましくない分数調波電流に対応する。
【０２６２】
図９は、静止フレーム電流とそれに対応する分数調波電流成分とを示すグラフを含む。グラフ５０８は、ｄ軸信号を含み、グラフ５１０は、対応するｑ軸信号を含む。図９での実線の信号は、適応フィルタモジュール１０６への入力を表し（図１参照）、図９での破線の信号は、適応フィルタモジュール１０６の出力を表す。破線の信号は、基本周波数電流（および関連の調波周波数電流成分）がフィルタ除去されたときに生じる抜き取られた分数調波電流に対応する。
【０２６３】
図１０は、（補正を伴わない）多相電流とそれに対応する分数調波電流成分とを示すグラフを含み、図１１は、（補正を伴う）多相電流とそれに対応する分数調波電流成分とを示すグラフを含む。図１１におけるグラフは、本明細書で説明される制御アーキテクチャの実施形態の実験結果を表す。
【０２６４】
図１０でのグラフ５１２は、６４４５ＲＰＭで測定された３つの相電流波形（ｉａｓ、ｉｂｓ、ｉｃｓ）を示す。これらの波形は、ＰＷＭスイッチング周波数と基本周波数との間のうなり周波数によって引き起こされる分数調波電流を含む。図１０でのグラフ５１４は、やはり６４５５ＲＰＭで測定された、適応フィルタによって抜き取られた分数調波ｄ−ｑ電流
【０２６５】
【数１１６】
2008206391.tif 000118
【０２６６】
を示す。グラフ５１４は、分数調波電流が、適応フィルタによって効果的に抜き取られることを示す。これらのグラフは、標準の同期フレーム電流調整器のみを有する従来の制御アーキテクチャによって生成された。
【０２６７】
図１１でのグラフ５１６は、３つの相電流（ｉａｓ、ｉｂｓ、ｉｃｓ）を示し、図１１でのグラフ５１８は、同じ条件下での対応する分数調波ｄ−ｑ電流
【０２６８】
【数１１７】
2008206391.tif 000119
【０２６９】
を示す。しかし、これらのグラフは、制御アーキテクチャ１００、すなわち同期フレーム電流調整器と静止フレーム電流調整器との両方を有する制御アーキテクチャの実施形態によって生成された。図１１でのグラフは、分数調波電流が効果的に除去されていることを明らかに示す。
【０２７０】
図１２は、本明細書で説明される制御アーキテクチャの実施形態によって行われることがあるインバータ電流制御プロセス６００を例示する流れ図である。プロセス６００に関連して行われる様々なタスクは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せによって行われることがある。例示の目的で、プロセス６００の以下の説明は、図１〜４に関連して上述された要素に言及することがある。本発明の実施形態では、プロセス６００の一部は、説明されたシステムの様々な要素、例えば制御アーキテクチャ１００の様々な構成要素、モジュール、および機能によって行われることがある。プロセス６００は、任意の数の追加または代替のタスクを含むことがあり、図１２に示されるタスクは、例示される順序で行われる必要はなく、プロセス６００は、本明細書では詳細に説明されない追加の機能を有するより包括的な手順またはプロセスに組み込まれることがあることを理解すべきである。
【０２７１】
制御プロセス６００は、継続して行われることがある。これに関して、プロセス６００は、インバータによって発生される多相電流を測定する（タスク６０２）ことがあり、ここで多相電流がＡＣモータを駆動する。次いで、プロセス６００は、多相電流を静止フレーム電流に変換する（タスク６０４）。これに関して、プロセス６００は、インバータの出力に対応する静止フレーム電流を得る。ここでも、インバータ出力は、基本周波数成分と分数調波振動成分とを含むことがある。静止フレーム電流
【０２７２】
【数１１８】
2008206391.tif 000120
【０２７３】
および
【０２７４】
【数１１９】
2008206391.tif 000121
【０２７５】
は、上述したように並列様式で処理される。一般に、１つの処理ブランチが、同期フレーム電流調整に対応し、別の処理ブランチが、静止フレーム電流調整に対応する。
同期フレーム電流調整に関連して、制御プロセス６００は、反転変換を行う（タスク６０６）ことがあり、静止フレーム電流を、対応する同期フレーム電流に変換する。同期フレーム電流
【０２７６】
【数１２０】
2008206391.tif 000122
【０２７７】
および
【０２７８】
【数１２１】
2008206391.tif 000123
【０２７９】
は、同期フレーム電流調整器への入力として使用される。したがって、プロセス６００は、
【０２８０】
【数１２２】
2008206391.tif 000124
【０２８１】
および
【０２８２】
【数１２３】
2008206391.tif 000125
【０２８３】
に対する同期フレーム電流調整を行い（タスク６０８）、対応する同期フレーム基本電圧コマンドを発生する。さらに、プロセス６００は、同期フレーム基本電圧コマンド
【０２８４】
【数１２４】
2008206391.tif 000126
【０２８５】
および
【０２８６】
【数１２５】
2008206391.tif 000127
【０２８７】
に対する回転変換を行い（タスク６１０）、
【０２８８】
【数１２６】
2008206391.tif 000128
【０２８９】
および
【０２９０】
【数１２７】
2008206391.tif 000129
【０２９１】
を、対応する静止フレーム基本電圧コマンド
【０２９２】
【数１２８】
2008206391.tif 000130
【０２９３】
に変換する。
静止フレーム電流調整に関連して、制御プロセス６００は、上述した様式で、適応フィルタモジュールに対する動的調節を行うことがある。例えば、プロセス６００は、ＡＣモータの回転速度を示す測定量に応答して、移動平均フィルタのための窓サイズを動的に計算する（タスク６１２）ことがある。次いで、プロセス６００は、静止フレーム電流
【０２９４】
【数１２９】
2008206391.tif 000131
【０２９５】
および
【０２９６】
【数１３０】
2008206391.tif 000132
【０２９７】
をフィルタリングする（タスク６１４）ことができ、静止フレーム分数調波電流成分を得て、ここでフィルタリングは、計算された窓サイズによって影響を及ぼされる。上述したように、好ましくは、ＡＣモータの基本周波数に対応する周期を求め、その周期に従って窓サイズを設定することによって、窓サイズが計算される。より具体的には、窓サイズは、周期に一致するように選択される。フィルタリング操作は、静止フレーム電流から電動機の基本周波数を除去する。この実施形態では、フィルタリング操作はまた、基本周波数の１つまたは複数の調波も除去する。
【０２９８】
抽出された静止フレーム分数調波電流成分
【０２９９】
【数１３１】
2008206391.tif 000133
【０３００】
および
【０３０１】
【数１３２】
2008206391.tif 000134
【０３０２】
は、静止フレーム電流調整器への入力として使用される。プロセス６００は、
【０３０３】
【数１３３】
2008206391.tif 000135
【０３０４】
および
【０３０５】
【数１３４】
2008206391.tif 000136
【０３０６】
に対する静止フレーム電流調整を行い（タスク６１６）、静止フレーム分数調波調節電圧コマンド
【０３０７】
【数１３５】
2008206391.tif 000137
【０３０８】
を発生する。静止フレーム電流調整は、多相電流に含まれる分数調波振動成分を低減し、静止フレーム分数調波電流成分
【０３０９】
【数１３６】
2008206391.tif 000138
【０３１０】
および
【０３１１】
【数１３７】
2008206391.tif 000139
【０３１２】
を最小にするように努める。
タスク６１０は、静止フレーム基本電圧コマンド
【０３１３】
【数１３８】
2008206391.tif 000140
【０３１４】
および
【０３１５】
【数１３９】
2008206391.tif 000141
【０３１６】
を生じ、タスク６１６は、静止フレーム分数調波調節電圧コマンド
【０３１７】
【数１４０】
2008206391.tif 000142
【０３１８】
および
【０３１９】
【数１４１】
2008206391.tif 000143
【０３２０】
を生じる。制御プロセス６００は、これらのコマンドを処理して、インバータのための修正された静止フレーム電圧コマンドを発生する（タスク６１８）。この例では、タスク６１８は、静止フレーム分数調波調節電圧コマンドと共に静止フレーム基本電圧コマンドを調節する。図１を参照すると、出力要素１１０は、当該の電圧コマンドを組み合わせる／加え合わせることによってタスク６１８を行うことがある。次いで、修正された静止フレーム電圧コマンドは、インバータのための多相正弦表記に変換される（タスク６２０）。多相電圧コマンド
【０３２１】
【数１４２】
2008206391.tif 000144
【０３２２】
は、インバータの動作を制御する（タスク６２２）ために利用され、さらにインバータがＡＣモータを駆動する（タスク６２４）。制御アーキテクチャが、インバータ電流の変化に適応するフィードバックシステムとして機能するので、プロセス６００は連続ループとして示される。
【０３２３】
少なくとも１つの例示実施形態を前述の詳細な説明で提示してきたが、多数の変形形態が存在することを理解すべきである。また、１つまたは複数の例示実施形態は単なる例であり、本発明の範囲、適用性、または構成を限定することは全く意図されていないことを理解すべきである。そうではなく、前述の詳細な説明は、１つまたは複数の例示実施形態を実施するための簡便な指針を当業者に提供する。頭記の特許請求の範囲およびその法的な等価箇所に記載される発明の範囲から逸脱することなく、要素の機能および構成に様々な変更を施すことができることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０３２４】
【図１】電動機のインバータのための制御アーキテクチャの概略図である。
【図２】図１に示される制御アーキテクチャで使用するのに適した同期フレーム電流調整器の概略図である。
【図３】図１に示される制御アーキテクチャで使用するのに適した静止フレーム電流調整器の概略図である。
【図４】図１に示される制御アーキテクチャで使用するのに適した適応フィルタモジュールの概略図である。
【図５】移動平均フィルタの周波数応答を例示するグラフである。
【図６】低速条件の下での移動平均フィルタの窓を例示する図である。
【図７】高速条件の下での移動平均フィルタの窓を例示する図である。
【図８】分数調波振動を有する多相電流を示すグラフを含む図である。
【図９】静止フレーム電流および対応する分数調波電流成分を示すグラフを含む図である。
【図１０】補正を伴わない、多相電流および対応する分数調波電流成分を示すグラフを含む図である。
【図１１】補正を伴う、多相電流および対応する分数調波電流成分を示すグラフを含む図である。
【図１２】本発明の実施形態によるインバータ電流制御プロセスを例示する流れ図である。
【符号の説明】
【０３２５】
１００  制御アーキテクチャ
１０２  ＰＷＭインバータ
１０４  多相ＡＣモータ
１０６  適応フィルタモジュール
１０８  静止フレーム電流調整器
１０９  電流調整器アーキテクチャ
１１０  出力要素
１１２、１１４  変換処理装置
１１６  反転変換処理装置
１１８  同期フレーム電流調整器
１２０  回転変換処理装置
１２２、１２４  加算要素
１２６  接続構成
１２８、１３０、１３２、１４０  接続ライン
２００  同期フレーム電流調整器
２０２、３０２  ｄ軸比例積分（ＰＩ）調整器
２０４、３０４  ｑ軸ＰＩ調整器
２０６、２０８、３０６、３０８  加算要素
２１０、２１２、３１０、３１２  利得要素
２１４、３１４  積分器
３００  静止フレーム電流調整器
４００  適応フィルタモジュール
４０２  速度オブザーバ
４０４  絶対値発生器
４０６、４０８  除算器
４１０  制限器
４１２  適応移動平均フィルタ
【図１】
2008206391.tif 000157
【図２】
2008206391.tif 000158
【図３】
2008206391.tif 000159
【図４】
2008206391.tif 000160
【図５】
2008206391.tif 000161
【図６】
2008206391.tif 000162
【図７】
2008206391.tif 000163
【図８】
2008206391.tif 000164
【図９】
2008206391.tif 000165
【図１０】
2008206391.tif 000166
【図１１】
2008206391.tif 000167
【図１２】
2008206391.tif 000168
【外国語明細書】
2008206391000001.pdf