(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ用の位置センサを有するブラシレスＤＣモータに対する駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するモータ制御装置であって、
前記位置センサの出力に対応する位置パルス信号を用いて前記ロータの位置及び前記ロータの速度を算出する回転状態演算部と、
電気角の値を前記速度に基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置を順次算出するとともに、個々の前記補正位置に基づき前記ブラシレスＤＣモータ用の駆動回路に対する３相電圧指令を生成する電圧指令演算部と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記回転状態演算部は、
前記位置パルス信号におけるエッジを検出して、前記エッジに対応する更新パルスを含む更新パルス信号を出力するエッジ検出部と、
前記更新パルスの出力に応じて不定周期に前記位置を算出する不定周期位置算出部と、
前記更新パルスの出力に応じて不定周期に前記速度を算出する不定周期速度算出部と、を有する
ことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記位置パルス信号は、前記ロータが１回転する間に少なくとも１パルスが出力されるものであることを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項４】
位置指令に対する前記位置の差分値に応じた電圧位相を含む制御指令を生成する制御指令演算部を備え、
前記電圧指令演算部は、前記電圧位相に対応する前記電気角の値を前記位置及び前記速度に基づき時間的に補間することにより複数個の前記補正位置を順次算出する
ことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記位置指令は、当該モータ制御装置に対する上位の電子制御ユニットにより出力されるものであり、
前記制御指令演算部は、
前記差分値に応じたｑ軸電流指令を生成する電流指令生成部と、
前記ｑ軸電流指令を含むｄｑ軸電流指令に応じた前記制御指令を生成する制御指令生成部と、を有する
ことを特徴とする請求項４記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記制御指令生成部は、前記ブラシレスＤＣモータの電圧方程式を用いて前記制御指令を生成することを特徴とする請求項５記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記電圧方程式は、電流応答時定数に応じたフィルタを含むものであることを特徴とする請求項６記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記ブラシレスＤＣモータに温度センサが設けられており、
前記制御指令生成部は、前記温度センサにより検出された温度の値に応じて前記電圧方程式におけるモータ定数の値を設定する
ことを特徴とする請求項６又は請求項７記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記制御指令は、前記差分値に応じた電圧ベクトルの大きさを含むものであり、
前記電圧指令演算部は、
複数個の前記補正位置を順次算出する補正位置算出部と、
前記電圧ベクトルの大きさ及び個々の前記補正位置に基づき前記３相電圧指令を生成する電圧指令生成部と、を有する
ことを特徴とする請求項４記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のモータ制御装置と、前記ブラシレスＤＣモータと、前記駆動回路と、前記位置センサと、を備えることを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項１１】
車載用のバルブ装置の開度制御に用いられるものであることを特徴とする請求項１０記載のアクチュエータ装置。
【請求項１２】
ロータ用の位置センサを有するブラシレスＤＣモータに対する駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するモータ制御方法であって、
回転状態演算部が、前記位置センサの出力に対応する位置パルス信号を用いて前記ロータの位置及び前記ロータの速度を算出し、
電圧指令演算部が、電気角の値を前記速度に基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置を順次算出するとともに、個々の前記補正位置に基づき前記ブラシレスＤＣモータ用の駆動回路に対する３相電圧指令を生成する
ことを特徴とするモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、アクチュエータ装置及びモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブ、ウェイストゲートバルブ及びＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ）などの種々のバルブ装置が車両に搭載されている。これらのバルブ装置の開度制御に電動式のアクチュエータ装置が用いられており、このアクチュエータ装置にブラシレスＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータが用いられている。ブラシレスＤＣモータの駆動電流の制御方式には、いわゆる「１２０度矩形波通電制御」及び「ベクトル制御」などがある。【０００３】
通常、ベクトル制御においては、シャント抵抗器などの電流センサを用いてブラシレスＤＣモータの駆動電流を検出することが求められる。これに対して、特許文献１には、電流センサを不要としたベクトル制御、すなわち電流センサレス方式のベクトル制御によりブラシレスＤＣモータの駆動電流を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２４３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の技術は、いわゆる「オブザーバ」を用いて、ブラシレスＤＣモータにおける電流、より具体的にはｑ軸における電流を推定するものである。これにより、電流センサを不要としたものである。【０００６】
一般に、オブザーバによる推定を安定させる観点から、オブザーバの極は複素数平面のうちの左半平面に配置するのが好適である。また、オブザーバによる推定の応答性を向上する観点から、オブザーバの極は複素数平面における原点から遠い位置に配置するのが好適である。すなわち、オブザーバによる推定の精度を向上する観点から、オブザーバの極は複素数平面のうちの左半平面における原点から遠い位置に配置するのが好適である。他方、オブザーバによる推定は、いわゆる「サンプリング定理」に基づく制御周期の制約を受ける。このため、オブザーバによる推定における再現性を向上する観点から、すなわちオブザーバによる推定の精度を向上する観点から、オブザーバを含む制御装置の制御周期は短くするのが好適である。【０００７】
特許文献１記載の技術は、仮にオブザーバ（オブザーバ１）の極を上記のように配置したとしても、オブザーバ（オブザーバ１）を含む制御装置（電流制御部７）の制御周期が長い場合、オブザーバ（オブザーバ１）による推定の精度が低下する問題があった。この結果、オブザーバ（オブザーバ１）を含む制御装置（電流制御部７）による制御の精度が低下する問題があった。【０００８】
また、特許文献１記載の技術におけるオブザーバ（オブザーバ１）による推定は、ブラシレスＤＣモータ（同期電動機１１）におけるロータの角速度の実測値を用いるものである。このため、当該角速度を検出するセンサ（速度検出部１４）の分解能が低い場合も上記と同様の問題があった。すなわち、オブザーバ（オブザーバ１）による推定の精度が低下することにより、オブザーバ（オブザーバ１）を含む制御装置（電流制御部７）による制御の精度が低下する問題があった。【０００９】
本発明は、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、ブラシレスＤＣモータの駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するとき、低分解能な位置センサを用いて当該制御の精度の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のモータ制御装置は、ロータ用の位置センサを有するブラシレスＤＣモータに対する駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するモータ制御装置であって、位置センサの出力に対応する位置パルス信号を用いてロータの位置及びロータの速度を算出する回転状態演算部と、電気角の値を速度に基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置を順次算出するとともに、個々の補正位置に基づきブラシレスＤＣモータ用の駆動回路に対する３相電圧指令を生成する電圧指令演算部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記のように構成したので、ブラシレスＤＣモータの駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するとき、低分解能な位置センサを用いて当該制御の精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るモータ制御装置における回転状態演算部の要部を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１に係るモータ制御装置における電圧指令演算部の要部を示すブロック図である。
【図５】Ｕ相位置パルス信号、Ｖ相位置パルス信号、Ｗ相位置パルス信号及び更新パルス信号の例を示すタイミングチャートである。
【図６】ｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊並びにｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊に対応する電圧ベクトルＶｒ＊及び電圧位相θｄｑがｄｑ座標系にて極座標表示された状態の例を示す説明図である。
【図７】補正位置θｅ＊の値と正規化電圧指令ｖｕ＿ｎｏｒｍａｌ＊，ｖｖ＿ｎｏｒｍａｌ＊の値との対応関係の例を示す説明図である。
【図８】図８Ａは、実施の形態１に係るモータ制御装置のハードウェア構成を示す説明図である。図８Ｂは、実施の形態１に係るモータ制御装置の他のハードウェア構成を示す説明図である。
【図９Ａ】実施の形態１に係るモータ制御装置における電流指令生成部の動作を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】実施の形態１に係るモータ制御装置における制御指令生成部の動作を示すフローチャートである。
【図９Ｃ】実施の形態１に係るモータ制御装置における補正位置算出部の動作を示すフローチャートである。
【図９Ｄ】実施の形態１に係るモータ制御装置における電圧指令生成部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態２に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態２に係るモータ制御装置における制御指令生成部の動作を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態３に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態３に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態３に係るモータ制御装置における制御指令生成部の動作を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態３に係るモータ制御装置を含む他のアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態３に係るモータ制御装置を含む他のアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。
【図１８】参考例１に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。
【図１９】参考例１に係るモータ制御装置における回転状態演算部の要部を示すブロック図である。
【図２０】参考例１に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。
【図２１】参考例１に係るモータ制御装置における電圧指令演算部の要部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係るモータ制御装置における回転状態演算部の要部を示すブロック図である。図３は、実施の形態１に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。図４は、実施の形態１に係るモータ制御装置における電圧指令演算部の要部を示すブロック図である。図１〜図４を参照して、実施の形態１に係るモータ制御装置１００及びアクチュエータ装置２００について説明する。
【００１５】
図中、１はバルブ装置である。バルブ装置１は、例えば、ＥＧＲバルブ、ウェイストゲートバルブ又はＶＶＴにより構成されている。バルブ装置１は、リターンスプリングなどの付勢部材（不図示）を有している。バルブ装置１は、アクチュエータ装置２００による駆動トルクが供給されていないとき、付勢部材による付勢トルクにより、所定の開度に保持されるようになっている。より具体的には、開弁状態、閉弁状態又は開弁状態と閉弁状態との中間状態に保持されるようになっている。
【００１６】
アクチュエータ装置２００は、バルブ装置１に駆動トルクを供給することにより、バルブ装置１の開度を制御するものである。すなわち、ブラシレスＤＣモータ２は、ロータ（不図示）及びステータ（不図示）を有している。ステータは、Ｕ相に対応する巻線（以下「Ｕ相巻線」という。）、Ｖ相に対応する巻線（以下「Ｖ相巻線」という。）及びＷ相に対応する巻線（以下「Ｗ相巻線」という。）を有している。駆動回路３がＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線の各々に駆動電流を供給することにより、バルブ装置１に対する駆動トルクが発生する。以下、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線を総称して「三相巻線」又は「電機子巻線」ということがある。
【００１７】
駆動回路３は、いわゆる「インバータ」により構成されている。すなわち、駆動回路３は、Ｕ相に対応するスイッチング素子、Ｖ相に対応するスイッチング素子及びＷ相に対応するスイッチング素子を有している。各相に対応するスイッチング素子は、いわゆる「パワー半導体」により構成されている。駆動回路３は、各相に対応するスイッチング素子のオンオフを時間的に切り替えることにより、三相巻線に駆動電流を供給するものである。
【００１８】
ここで、駆動回路３は、Ｕ相に対応する電圧指令（以下「Ｕ相電圧指令」という。）ｖｕ＊に応じた電流をＵ相巻線に供給するようになっている。また、駆動回路３は、Ｖ相に対応する電圧指令（以下「Ｖ相電圧指令」という。）ｖｖ＊に応じた電流をＶ相巻線に供給するようになっている。さらに、駆動回路３は、Ｗ相に対応する電圧指令（以下「Ｗ相電圧指令」という。）ｖｗ＊に応じた電流をＷ相巻線に供給するようになっている。以下、Ｕ相電圧指令ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令ｖｖ＊及びＷ相電圧指令ｖｗ＊を総称して「３相電圧指令」ということがある。３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊は、例えば、いわゆる「最大トルク制御」を実現するための電圧指令である。
【００１９】
ブラシレスＤＣモータ２は、ロータ用の位置センサ４を有している。位置センサ４は、例えば、Ｕ相に対応するホールＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、Ｖ相に対応するホールＩＣ及びＷ相に対応するホールＩＣにより構成されている。各相に対応するホールＩＣは、ロータの回転に応じて、連続パルス状の信号（以下「位置パルス信号」という。）を出力するものである。
【００２０】
以下、Ｕ相に対応する位置パルス信号を「Ｕ相位置パルス信号」ということがあり、Ｖ相に対応する位置パルス信号を「Ｖ相位置パルス信号」ということがあり、Ｗ相に対応する位置パルス信号を「Ｗ相位置パルス信号」ということがある。また、Ｕ相位置パルス信号における個々のパルスを「Ｕ相位置パルス」ということがあり、Ｖ相位置パルス信号における個々のパルスを「Ｖ相位置パルス」ということがあり、Ｗ相位置パルス信号における個々のパルスを「Ｗ相位置パルス」ということがある。また、Ｕ相位置パルス、Ｖ相位置パルス及びＷ相位置パルスを総称して「位置パルス」ということがある。
【００２１】
各相に対応する位置パルス信号は、ロータが１回転する間に少なくとも１パルスが出力されるものである。例えば、各相に対応する位置パルス信号は、ロータが機械角３６０度分回転する毎に、ロータが電気角６０度分回転する毎に、ロータが電気角３０度分回転する毎に、又はロータが電気角１５度分回転する毎に１パルスが出力されるものである。すなわち、位置センサ４は、ベクトル制御に用いられる一般的な位置センサ（光学式エンコーダ又はレゾルバなど）に比して低分解能なものである。
【００２２】
エッジ検出部１１は、位置パルス信号の入力を受け付けるものである。エッジ検出部１１は、当該入力された位置パルス信号における個々のエッジを検出するものである。すなわち、エッジ検出部１１は、Ｕ相位置パルス信号における個々のアップエッジ、Ｖ相位置パルス信号における個々のアップエッジ、及びＷ相位置パルス信号における個々のアップエッジを検出するものである。または、エッジ検出部１１は、Ｕ相位置パルス信号における個々のダウンエッジ、Ｖ相位置パルス信号における個々のダウンエッジ、及びＷ相位置パルス信号における個々のダウンエッジを検出するものである。または、エッジ検出部１１は、Ｕ相位置パルス信号における個々のアップエッジ及び個々のダウンエッジ、Ｖ相位置パルス信号における個々のアップエッジ及び個々のダウンエッジ、並びにＷ相位置パルス信号における個々のアップエッジ及び個々のダウンエッジを検出するものである。
【００２３】
エッジ検出部１１は、これらのエッジの検出に応じて、単発パルス状の信号（以下「更新パルス信号」という。）を出力するものである。すなわち、更新パルス信号における個々のパルスは、位置パルス信号における個々のエッジに対応するものである。以下、更新パルス信号における個々のパルスを「更新パルス」ということがある。図５は、Ｕ相位置パルス信号、Ｖ相位置パルス信号、Ｗ相位置パルス信号及び更新パルス信号の例を示している。図５に示す例においては、各相に対応する位置パルスの出力周期が電気角３６０度であるのに対して、更新パルスの出力周期が電気角６０度である。
【００２４】
不定周期位置算出部１２は、更新パルス信号の入力を受け付けるものである。不定周期位置算出部１２は、当該入力された更新パルス信号の値が１となる度に、ロータの磁極位置（以下単に「位置」ということがある。）θｅを算出するものである。ここで、θｅは電気角であり、θｅの単位はラジアン（ｒａｄ）である。
【００２５】
すなわち、不定周期位置算出部１２には、互いに連続する各２個の更新パルス間の区間における位置θｅの変化量ｄθｅの絶対値｜ｄθｅ｜を示す情報が予め記憶されている。不定周期位置算出部１２は、Ｕ相位置パルス、Ｖ相位置パルス及びＷ相位置パルスの出力順に基づき、ロータの回転方向を判定する。不定周期位置算出部１２は、前回の更新パルスの出力時における位置θｅに対して、当該記憶されている情報が示す値｜ｄθｅ｜を当該判定の結果に応じて加算又は減算することにより、今回の更新パルスの出力時における位置θｅを算出する。不定周期位置算出部１２は、次回の更新パルスの出力時における位置θｅが算出されるまで、当該算出された位置θｅ、すなわち今回の更新パルスの出力時における位置θｅを出力用に保持する。
【００２６】
不定周期速度算出部１３は、更新パルス信号の入力を受け付けるものである。不定周期速度算出部１３は、当該入力された更新パルス信号の値が１となる度に、すなわち不定周期位置算出部１２が位置θｅを算出する度に、当該算出された位置θｅを不定周期位置算出部１２から取得するものである。不定周期速度算出部１３は、位置θｅを取得する度に、ロータの速度ωｅ＿ａｖｅを算出するものである。ここで、ωｅ＿ａｖｅは前回の更新パルスの出力時から今回の更新パルスの出力時までの区間における電気角速度ωｅの平均値であり、ωｅ＿ａｖｅの単位はラジアン毎秒（ｒａｄ／ｓ）である。
【００２７】
すなわち、不定周期速度算出部１３には、位置センサ４の分解能θｅ＿ｒｅｓを示す情報が予め記憶されている。不定周期速度算出部１３は、前回の更新パルスの出力時から今回の更新パルスの出力時までの時間Ｔωｅを算出する。不定周期速度算出部１３は、前回の更新パルスの出力時から今回の更新パルスの出力時までの区間における変化量ｄθｅの正負に基づき、以下の式（１）により速度ωｅ＿ａｖｅを算出する。なお、当該式（１）におけるｓｇｎ（・）は符号関数である。不定周期速度算出部１３は、次回の更新パルスの出力時における速度ωｅ＿ａｖｅが算出されるまで、当該算出された速度ωｅ＿ａｖｅ、すなわち今回の更新パルスの出力時における速度ωｅ＿ａｖｅを出力用に保持する。
【００２８】
0006800394.tif 000002
【００２９】
ここで、アクチュエータ装置２００が動作しているとき、更新パルスの出力周期はロータの回転速度に応じて変動する。このため、不定周期位置算出部１２による位置θｅの算出処理及び不定周期速度算出部１３による速度ωｅ＿ａｖｅの算出処理は、いずれも不定周期に実行されるものである。不定周期位置算出部１２が位置θｅを不定周期に算出することにより、仮に不定周期位置算出部１２が位置θｅを定周期に算出する場合に比して、ロータの磁極位置の検出漏れが発生するのを抑制することができる。不定周期速度算出部１３が速度ωｅ＿ａｖｅを不定周期に算出することにより、仮に不定周期速度算出部１３が速度ωｅ＿ａｖｅを定周期に算出する場合に比して、前回の更新パルスの出力時から今回の更新パルスの出力時までの区間における電気角速度ωｅの平均値、すなわち速度ωｅ＿ａｖｅを正確に算出することができる。
【００３０】
エッジ検出部１１、不定周期位置算出部１２及び不定周期速度算出部１３により、回転状態演算部１０が構成されている。上記のとおり、回転状態演算部１０により実行される処理は、不定周期に実行される処理を含むものである。このため、回転状態演算部１０の制御周期は不定である。
【００３１】
電流指令生成部２１は、モータ制御装置１００に対する上位の電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と記載する。）５により生成された位置指令θｅ＿ｄｉｒをＥＣＵ５から取得するものである。また、電流指令生成部２１は、不定周期位置算出部１２により算出された位置θｅを不定周期位置算出部１２から取得するものである。
【００３２】
電流指令生成部２１は、当該取得された位置指令θｅ＿ｄｉｒ及び位置θｅに基づき、いわゆる「古典制御」により、位置指令θｅ＿ｄｉｒに対する位置θｅの差分値（以下「位置偏差」という。）δθｅを零値に近づけるための電流指令を生成するものである。より具体的には、電流指令生成部２１は、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御により、ｑ軸における電流指令（以下「ｑ軸電流指令」という。）ｉｑ＊を生成するものである。
【００３３】
制御指令生成部２２は、電流指令生成部２１により生成されたｑ軸電流指令ｉｑ＊を電流指令生成部２１から取得するものである。また、制御指令生成部２２は、ｄ軸における電流指令（以下「ｄ軸電流指令」という。）ｉｄ＊を電流指令生成部２１から取得するものである。さらに、制御指令生成部２２は、不定周期位置算出部１２により算出された位置θｅを不定周期位置算出部１２から取得するものである。
【００３４】
ここで、ｄ軸電流指令ｉｄ＊は所定値に設定されている。例えば、ｄ軸電流指令ｉｄ＊は零値に設定されている。ただし、ｄ軸電流指令ｉｄ＊は零値に限定されるものではなく、正値又は負値であっても良い。また、ｄ軸電流指令ｉｄ＊は固定値であっても良く、又は可変値であっても良い。以下、ｄ軸電流指令ｉｄ＊及びｑ軸電流指令ｉｑ＊を総称して「ｄｑ軸電流指令」ということがある。
【００３５】
制御指令生成部２２は、当該取得されたｄｑ軸電流指令ｉｄ＊，ｉｑ＊及び位置θｅに基づき、電圧指令演算部３０に対する制御指令（以下単に「制御指令」という。）を生成するものである。
【００３６】
すなわち、ｄ軸及びｑ軸による座標系（以下「ｄｑ座標系」という。）におけるブラシレスＤＣモータ２の電圧方程式は、以下の式（２）により与えられる。
【００３７】
0006800394.tif 000003
【００３８】
ここで、ｖｄ＊はｄ軸における電圧指令（以下「ｄ軸電圧指令」という。）であり、ｖｄ＊の単位はボルト（Ｖ）である。ｖｑ＊はｑ軸における電圧指令（以下「ｑ軸電圧指令」という。）であり、ｖｑ＊の単位はボルト（Ｖ）である。以下、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令ｖｑ＊を総称して「ｄｑ軸電圧指令」ということがある。
【００３９】
また、ｉｄ＊はｄ軸電流指令であり、ｉｄ＊の単位はアンペア（Ａ）である。ｉｑ＊はｑ軸電流指令であり、ｉｑ＊の単位はアンペア（Ａ）である。
【００４０】
また、Ｒａは電機子巻線抵抗であり、Ｒａの単位はオーム（Ω）である。
【００４１】
また、Ｌｄはｄ軸におけるインダクタンス（以下「ｄ軸インダクタンス」という。）であり、Ｌｄの単位はヘンリー（Ｈ）である。Ｌｑはｑ軸におけるインダクタンス（以下「ｑ軸インダクタンス」という。）であり、Ｌｑの単位はヘンリー（Ｈ）である。以下、ｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑを総称して「ｄｑ軸インダクタンス」ということがある。なお、ブラシレスＤＣモータ２が表面磁石型である場合、ｄｑ軸インダクタンスＬｄ，Ｌｑは互いに同等の値である。
【００４２】
また、ωｅは電気角速度であり、ωｅの単位はラジアン毎秒（ｒａｄ／ｓ）である。なお、ωｅはθｅの時間微分値に対応するものである。
【００４３】
また、φは電機子巻線鎖交磁束数であり、φの単位はボルト秒毎ラジアン（Ｖｓ／ｒａｄ）である。
【００４４】
電機子巻線抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑ及び電機子巻線鎖交磁束数φの各々は、ブラシレスＤＣモータ２の仕様に応じた定数である。以下、電機子巻線抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑ及び電機子巻線鎖交磁束数φを総称して「モータ定数」ということがある。
【００４５】
ｄ軸電流指令ｉｄ＊が零値に設定されている場合（すなわちｉｄ＊＝０である場合）、上記式（２）を整理することにより、以下の式（３）が得られる。
【００４６】
0006800394.tif 000004
【００４７】
電気角速度ωｅは、以下の式（４）により算出される。
【００４８】
0006800394.tif 000005
【００４９】
ここで、θｅ（ｎ−１）は制御指令生成部２２により前回取得された位置θｅであり、θｅ（ｎ）は制御指令生成部２２により今回取得された位置θｅである。すなわち、ｎは、制御指令生成部２２による位置θｅの取得に係るサンプル番号である。
【００５０】
また、ｄＴｐは制御指令演算部２０の制御周期である。すなわち、制御指令演算部２０は所定の制御周期ｄＴｐを有するものである。この周期ｄＴｐは、例えば、４ミリ秒（ｍｓ）に設定されている。以下、この周期ｄＴｐを「第１周期」ということがある。
【００５１】
以上の内容を踏まえて、制御指令生成部２２は、以下のように制御指令を生成する。すなわち、制御指令生成部２２には、ブラシレスＤＣモータ２の仕様を示す情報が予め記憶されている。制御指令生成部２２は、当該記憶されている情報が示す仕様に基づき、上記式（３）の計算に用いられるモータ定数Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑ，φの値を設定する。
【００５２】
また、制御指令生成部２２には、第１周期ｄＴｐを示す情報が予め記憶されている。制御指令生成部２２は、当該記憶されている情報が示す第１周期ｄＴｐ、今回取得された位置θｅ（ｎ）及び前回取得された位置θｅ（ｎ−１）に基づき、上記式（４）により電気角速度ωｅを算出する。このとき、制御指令生成部２２は、いわゆる「疑似微分器」を用いて電気角速度ωｅを算出するものであっても良い。
【００５３】
次いで、制御指令生成部２２は、当該設定されたモータ定数Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑ，φ、当該算出された電気角速度ωｅ及び今回取得されたｄｑ軸電流指令ｉｄ＊，ｉｑ＊に基づき、上記式（３）によりｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊を生成する。
【００５４】
次いで、制御指令生成部２２は、当該生成されたｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊に基づき、以下の式（５）により、ｄｑ座標系における電圧ベクトルＶｒ＊を算出する。また、制御指令生成部２２は、当該生成されたｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊に基づき、以下の式（６）により、ｄｑ座標系における電圧位相θｄｑを算出する。
【００５５】
0006800394.tif 000006
【００５６】
0006800394.tif 000007
【００５７】
図６は、ｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊並びにｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊に対応する電圧ベクトルＶｒ＊及び電圧位相θｄｑがｄｑ座標系にて極座標表示された状態の例を示す説明図である。なお、図中θは、θｄｑ＋θｅによる電気角を示している。制御指令生成部２２は、当該算出された電圧ベクトルＶｒ＊の大きさ及び電圧位相θｄｑを含む制御指令を生成する。
【００５８】
このように、ブラシレスＤＣモータ２の電圧方程式を用いることにより、ｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊を生成するにあたり、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流の検出を不要とすることができるのはもちろんのこと、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流の推定も不要とすることができる。この結果、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流について、フィードフォワードによるベクトル制御を実現することができる。
【００５９】
電流指令生成部２１及び制御指令生成部２２により、制御指令演算部２０が構成されている。上記のとおり、制御指令演算部２０は所定の制御周期ｄＴｐを有するものである。すなわち、電流指令生成部２１が位置指令θｅ＿ｄｉｒ及び位置θｅを取得する処理、電流指令生成部２１がｑ軸電流指令ｉｑ＊を生成する処理、制御指令生成部２２がｄｑ軸電流指令ｉｄ＊，ｉｑ＊及び位置θｅを取得する処理、並びに制御指令生成部２２が制御指令を生成する処理などは、第１周期ｄＴｐ毎に実行されるものである。
【００６０】
補正位置算出部３１は、制御指令生成部２２により生成された制御指令を制御指令生成部２２から取得するものである。また、補正位置算出部３１は、不定周期位置算出部１２により算出された位置θｅを不定周期位置算出部１２から取得するとともに、不定周期速度算出部１３により算出された速度ωｅ＿ａｖｅを不定周期速度算出部１３から取得するものである。さらに、補正位置算出部３１は、更新パルス信号の入力を受け付けるものである。
【００６１】
補正位置算出部３１は、当該取得された制御指令に含まれる電圧位相θｄｑ、当該取得された位置θｅ及び速度ωｅ＿ａｖｅ、並びに当該入力された更新パルス信号の値に基づき、以下の式（７）による計算及び以下の式（８）による計算を実行するものである。
【００６２】
0006800394.tif 000008
【００６３】
0006800394.tif 000009
【００６４】
ここで、ｄＴｃは電圧指令演算部３０の制御周期である。すなわち、電圧指令演算部３０は所定の制御周期ｄＴｃを有するものである。上記式（７）による計算及び上記式（８）による計算は、この周期ｄＴｃ毎に実行されるものである。この周期ｄＴｃは、例えば、０．５ミリ秒（ｍｓ）に設定されている。以下、この周期ｄＴｃを「第２周期」ということがある。第２周期ｄＴｃは、第１周期ｄＴｐ（例えば４ｍｓ）に比して短いものである。また、第２周期ｄＴｃは、更新パルスの出力周期に比して短くなり得るものである。
【００６５】
また、ｉは、個々の第１周期ｄＴｐ内にて、第２周期ｄＴｃが経過する度に１が加算される（すなわちインクリメントされる）変数であり、かつ、更新パルス信号の値が１となる度に（すなわち更新パルスが出力される度に）零値にリセットされる変数である。例えば、第１周期ｄＴｐが４ｍｓに設定されており、かつ、第２周期ｄＴｃが０．５ｍｓに設定されている場合、変数ｉは０以上７以下の整数値を取り得るものである。また、Δθｄｑの上限値及び下限値は、位置パルス信号の仕様に応じた値である。例えば、更新パルスの出力周期が電気角６０度である場合（図５参照）、Δθｄｑの上限値は＋π／３ｒａｄであり、Δθｄｑの下限値は−π／３ｒａｄである。
【００６６】
変数ｉのインクリメントの要否の判定には、例えば、ＳＲ（Ｓｅｔ  Ｒｅｓｅｔ）フリップフロップが用いられる。すなわち、当該ＳＲフリップフロップには、更新パルス信号と、第２周期ｄＴｃに対応する連続パルス状の信号とが入力される。補正位置算出部３１は、個々の第２周期ｄＴｃにおいて、当該ＳＲフリップフロップの出力値に基づき、変数ｉのインクリメントの要否を判定する。
【００６７】
また、変数ｉのインクリメントの要否の判定は、位置θｅ及び速度ωｅ＿ａｖｅの取得の要否の判定でもある。補正位置算出部３１は、更新パルスが出力される度に、すなわち変数ｉがインクリメントされる度に、位置θｅ及び速度ωｅ＿ａｖｅを取得する。補正位置算出部３１は、次回の更新パルスが出力されるまで、当該取得された速度ωｅ＿ａｖｅを上記式（７）による計算用に保持するともに、当該取得された位置θｅを上記式（８）による計算用に保持する。
【００６８】
すなわち、上記式（８）による計算は、個々の第１周期ｄＴｐ内にて、電圧位相θｄｑに対応する電気角θ（図６参照）の値を第２周期ｄＴｃ毎に時間的に補間することにより、複数個の位置（以下「補正位置」ということがある。）θｅ＊を順次算出するものである。また、上記式（７）による計算は、当該補間に用いられる値（以下「補間値」という。）Δθｄｑを第２周期ｄＴｃ毎に算出するものである。当該補間は位置θｅ及び補間値Δθｄｑに基づくものであり、補間値Δθｄｑは速度ωｅ＿ａｖｅに基づくものである。当該複数個の補正位置θｅ＊の各々は、３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊の生成に用いられるものである。
【００６９】
当該補間により、位置センサ４が低分解能であるにもかかわらず、３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊の生成に用いられる位置θｅ＊をソフトウェア的に高分解能にすることができる。この結果、モータ制御装置１００によるベクトル制御の精度の向上を図ることができる。また、この位置θｅ＊を高分解能にしつつ、モータ制御装置１００のうちの電圧指令演算部３０を除く部位の制御周期（例えば制御指令演算部２０の制御周期ｄＴｐ）を電圧指令演算部３０の制御周期ｄＴｃに比して長くすることができる。この結果、モータ制御装置１００における演算負荷を低減することができる。
【００７０】
電圧指令生成部３２は、補正位置算出部３１により算出された個々の補正位置θｅ＊を補正位置算出部３１から取得するものである。また、電圧指令生成部３２は、制御指令生成部２２により生成された制御指令を制御指令生成部２２から取得するものである。電圧指令生成部３２は、当該取得された個々の補正位置θｅ＊、及び当該取得された制御指令に含まれる電圧ベクトルＶｒ＊の大きさに基づき、以下の式（９）により３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を生成するものである。
【００７１】
0006800394.tif 000010
【００７２】
ここで、ｖｕ＿ｎｏｒｍａｌ＊及びｖｖ＿ｎｏｒｍａｌ＊の各々は、片振幅の最大値が１に正規化された電圧指令（以下「正規化電圧指令」という。）である。電圧指令生成部３２には、電気角０〜２πラジアン（ｒａｄ）の角度範囲に亘る、補正位置θｅ＊の値と正規化電圧指令ｖｕ＿ｎｏｒｍａｌ＊，ｖｖ＿ｎｏｒｍａｌ＊の値との対応関係を示すテーブルが予め記憶されている。電圧指令生成部３２は、当該記憶されているテーブルに基づき、補正位置算出部３１により算出された個々の補正位置θｅ＊の値に応じて、上記式（９）の計算に用いられる正規化電圧指令ｖｕ＿ｎｏｒｍａｌ＊，ｖｖ＿ｎｏｒｍａｌ＊の値を設定する。図７は、補正位置θｅ＊の値と正規化電圧指令ｖｕ＿ｎｏｒｍａｌ＊，ｖｖ＿ｎｏｒｍａｌ＊の値との対応関係の例を示している。
【００７３】
電圧指令生成部３２は、当該生成された３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を駆動回路３に出力するものである。駆動回路３は、上記のとおり、３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に応じた電流を三相巻線に供給するものである。
【００７４】
補正位置算出部３１及び電圧指令生成部３２により、電圧指令演算部３０が構成されている。上記のとおり、制御指令演算部２０は所定の制御周期ｄＴｃを有するものである。すなわち、補正位置算出部３１が上記式（７）により補間値Δθｄｑを算出する処理、補正位置算出部３１が上記式（８）により補正位置θｅ＊を算出する処理、及び電圧指令生成部３２が上記式（９）により３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を生成する処理などは、第２周期ｄＴｃ毎に実行されるものである。
【００７５】
回転状態演算部１０、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０により、モータ制御装置１００の要部が構成されている。ブラシレスＤＣモータ２、駆動回路３、位置センサ４及びモータ制御装置１００により、アクチュエータ装置２００の要部が構成されている。
【００７６】
次に、図８を参照して、モータ制御装置１００の要部のハードウェア構成について説明する。
【００７７】
図８Ａに示す如く、モータ制御装置１００はプロセッサ４１及びメモリ４２を有している。メモリ４２には、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。メモリ４２に記憶されているプログラムをプロセッサ４１が読み出して実行することにより、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０の機能が実現される。
【００７８】
または、図８Ｂに示す如く、モータ制御装置１００は処理回路４３を有している。この場合、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０の機能が専用の処理回路４３により実現される。
【００７９】
または、モータ制御装置１００はプロセッサ４１、メモリ４２及び処理回路４３を有している（不図示）。この場合、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０の機能のうちの一部の機能がプロセッサ４１及びメモリ４２により実現されて、残余の機能が専用の処理回路４３により実現される。
【００８０】
プロセッサ４１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のうちの少なくとも一つを用いたものである。
【００８１】
メモリ４２は、例えば、半導体メモリ又は磁気ディスクのうちの少なくとも一方を用いたものである。より具体的には、メモリ４２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）のうちの少なくとも一つを用いたものである。
【００８２】
処理回路４３は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）又はシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）のうちの少なくとも一つを用いたものである。
【００８３】
次に、図９のフローチャートを参照して、モータ制御装置１００の動作について、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０の動作を中心に説明する。
【００８４】
なお、図９に示す処理のバックグラウンドにて、回転状態演算部１０による各処理が実行されている。すなわち、エッジ検出部１１による更新パルス信号の出力処理が連続的に実行されており、かつ、不定周期位置算出部１２による位置θｅの算出処理が不定周期に実行されており、かつ、不定周期速度算出部１３による速度ωｅ＿ａｖｅの算出処理が不定周期に実行されている。
【００８５】
図９Ａは、個々の第１周期ｄＴｐ（例えば４ｍｓ）における電流指令生成部２１の動作を示している。まず、ステップＳＴ１にて、電流指令生成部２１は、ＥＣＵ５により生成された位置指令θｅ＿ｄｉｒをＥＣＵ５から取得するとともに、不定周期位置算出部１２により算出された位置θｅを不定周期位置算出部１２から取得する。次いで、ステップＳＴ２にて、電流指令生成部２１は、当該取得された位置指令θｅ＿ｄｉｒ及び位置θｅに基づき、古典制御（例えばＰＩＤ制御）により、位置偏差δθｅを零値に近づけるためのｑ軸電流指令ｉｑ＊を生成する。
【００８６】
図９Ｂは、個々の第１周期ｄＴｐ（例えば４ｍｓ）における制御指令生成部２２の動作を示している。まず、ステップＳＴ１１にて、制御指令生成部２２は、電流指令生成部２１により生成されたｑ軸電流指令ｉｑ＊（すなわちステップＳＴ２にて生成されたｑ軸電流指令ｉｑ＊）を電流指令生成部２１から取得するとともに、所定値（例えば零値）のｄ軸電流指令ｉｄ＊を電流指令生成部２１から取得する。また、ステップＳＴ１１にて、制御指令生成部２２は、不定周期位置算出部１２により算出された位置θｅを不定周期位置算出部１２から取得する。また、ステップＳＴ１２にて、制御指令生成部２２は、上記式（３）の計算に用いられるモータ定数Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑ，φの値を設定する。
【００８７】
次いで、制御指令生成部２２は、当該取得されたｄｑ軸電流指令ｉｄ＊，ｉｑ＊、当該取得された位置θｅ（より具体的には前回のステップＳＴ１１にて取得された位置θｅ（ｎ−１）及び今回のステップＳＴ１１にて取得された位置θｅ（ｎ））、並びに当該設定されたモータ定数Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑ，φに基づき、制御指令を生成する。
【００８８】
すなわち、制御指令生成部２２は、上記式（４）により電気角速度ωｅを算出する（ステップＳＴ１３）。次いで、制御指令生成部２２は、上記式（３）によりｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊を生成する（ステップＳＴ１４）。次いで、制御指令生成部２２は、上記式（５）により電圧ベクトルＶｒ＊を算出するとともに、上記式（６）により電圧位相θｄｑを算出する（ステップＳＴ１５）。次いで、制御指令生成部２２は、当該算出された電圧ベクトルＶｒ＊の大きさ及び電圧位相θｄｑを含む制御指令を生成する（ステップＳＴ１６）。
【００８９】
図９Ｃは、個々の第１周期ｄＴｐ（例えば４ｍｓ）における補正位置算出部３１の動作を示している。まず、ステップＳＴ２１にて、補正位置算出部３１は、制御指令生成部２２により生成された制御指令（すなわちステップＳＴ１６にて生成された制御指令）を制御指令生成部２２から取得する。次いで、補正位置算出部３１は、以下のステップＳＴ２２〜ＳＴ２４の処理を第２周期ｄＴｃ（例えば０．５ｍｓ）毎に繰り返し実行する。
【００９０】
すなわち、補正位置算出部３１は、更新パルス信号の値が１となった場合（すなわち更新パルスの出力があった場合）、不定周期位置算出部１２により算出された位置θｅを不定周期位置算出部１２から取得するとともに、不定周期速度算出部１３により算出された速度ωｅ＿ａｖｅを不定周期速度算出部１３から取得する（ステップＳＴ２２）。なお、更新パルス信号の値が０のままである場合（すなわち更新パルスの出力がなかった場合）、ステップＳＴ２２の処理はスキップされる。
【００９１】
次いで、補正位置算出部３１は、上記式（７）により補間値Δθｄｑを算出する（ステップＳＴ２３）。当該式（７）の計算に用いられる速度ωｅ＿ａｖｅは、今回の第２周期ｄＴｃにおけるステップＳＴ２２にて取得された速度ωｅ＿ａｖｅ、又は前回以前の第２周期ｄＴｃにおけるステップＳＴ２２にて取得されて計算用に保持されている速度ωｅ＿ａｖｅである。
【００９２】
次いで、補正位置算出部３１は、上記式（８）により補正位置θｅ＊を算出する（ステップＳＴ２４）。当該式（８）の計算に用いられる電圧位相θｄｑは、ステップＳＴ２１にて取得された制御指令に含まれるものである。当該式（８）の計算に用いられる位置θｅは、今回の第２周期ｄＴｃにおけるステップＳＴ２２にて取得された位置θｅ、又は前回以前の第２周期ｄＴｃにおけるステップＳＴ２２にて取得されて計算用に保持されている位置θｅである。
【００９３】
図９Ｄは、個々の第１周期ｄＴｐ（例えば４ｍｓ）における電圧指令生成部３２の動作を示している。まず、ステップＳＴ３１にて、電圧指令生成部３２は、制御指令生成部２２により生成された制御指令（すなわちステップＳＴ１６にて生成された制御指令）を制御指令生成部２２から取得する。次いで、電圧指令生成部３２は、以下のステップＳＴ３２〜ＳＴ３４の処理を第２周期ｄＴｃ（例えば０．５ｍｓ）毎に繰り返し実行する。
【００９４】
すなわち、電圧指令生成部３２は、補正位置算出部３１により算出された補正位置θｅ＊（すなわち今回の第２周期ｄＴｃにおけるステップＳＴ２４にて生成された補正位置θｅ＊）を補正位置算出部３１から取得する（ステップＳＴ３２）。次いで、電圧指令生成部３２は、予め記憶されているテーブルに基づき、当該取得された補正位置θｅ＊の値に応じて、上記式（９）の計算に用いられる正規化電圧指令ｖｕ＿ｎｏｒｍａｌ＊，ｖｖ＿ｎｏｒｍａｌ＊の値を設定する（ステップＳＴ３３）。次いで、電圧指令生成部３２は、当該式（９）により３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を生成する（ステップＳＴ３４）。当該式（９）の計算に用いられる電圧ベクトルＶｒ＊の大きさは、ステップＳＴ３１にて取得された制御指令に含まれるものである。
【００９５】
なお、第１周期ｄＴｐは第２周期ｄＴｃに比して長い周期であれば良く、４ミリ秒に限定されるものではない。例えば、第１周期ｄＴｐは２ミリ秒に設定されているものであっても良い。また、第２周期ｄＴｃは第１周期ｄＴｐに比して短い周期であれば良く、０．５ミリ秒に限定されるものではない。
【００９６】
また、アクチュエータ装置２００の用途は、車載用のバルブ装置１の開度制御に限定されるものではない。アクチュエータ装置２００は、従来のアクチュエータ装置と同様の種々の用途に用いることができる。
【００９７】
また、モータ制御装置１００の用途は、アクチュエータ装置２００におけるブラシレスＤＣモータ２の制御に限定されるものではない。ブラシレスＤＣモータ２は、従来のブラシレスＤＣモータと同様の種々の装置に用いることができる。モータ制御装置１００は、当該種々の装置におけるブラシレスＤＣモータ２の制御に用いることができる。例えば、モータ制御装置１００は、いわゆる「回転数制御」に用いられるものであっても良い。または、例えば、モータ制御装置１００は、フィードバックによらずにｄｑ軸電流指令ｉｄ＊，ｉｑ＊を一定にする制御に用いられるものであっても良い。または、例えば、モータ制御装置１００は、ブラシレスＤＣモータ２を連続回転させる制御に用いられるものであっても良い。
【００９８】
ただし、車載用のバルブ装置１の開度制御においては、アクチュエータ装置２００を安価に実現する観点から、低分解能な位置センサ４を用いることが要求される。また、制御周期の長い（すなわち処理速度の低い）プロセッサ４１又は処理回路４３を用いることが要求される。これに対して、実施の形態１に係るモータ制御装置１００は、低分解能な位置センサ４を用いてベクトル制御の精度の向上を図ることができ、かつ、電圧指令演算部３０を除く部位の制御周期を長くすることができる。このため、車載用のバルブ装置１の開度制御においては、実施の形態１に係るモータ制御装置１００及びアクチュエータ装置２００を用いるのが特に好適である。
【００９９】
また、制御指令演算部２０は、アクチュエータ装置２００内にてモータ制御装置１００外に設けられているものであっても良い。すなわち、回転状態演算部１０及び電圧指令演算部３０によりモータ制御装置１００の要部が構成されているものであっても良い。
【０１００】
以上のように、実施の形態１に係るモータ制御装置１００は、ロータ用の位置センサ４を有するブラシレスＤＣモータ２に対する駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するモータ制御装置１００であって、位置センサ４の出力に対応する位置パルス信号を用いてロータの位置θｅ及びロータの速度ωｅ＿ａｖｅを算出する回転状態演算部１０と、電気角θの値を速度ωｅ＿ａｖｅに基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置θｅ＊を順次算出するとともに、個々の補正位置θｅ＊に基づきブラシレスＤＣモータ２用の駆動回路３に対する３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を生成する電圧指令演算部３０と、を備える。当該補間により、位置センサ４が低分解能であっても、３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊の生成に用いられる位置θｅ＊をソフトウェア的に高分解能にすることができる。この結果、低分解能な位置センサ４を用いて、モータ制御装置１００によるベクトル制御の精度の向上を図ることができる。また、この位置θｅ＊を高分解能にしつつ、モータ制御装置１００のうちの電圧指令演算部３０を除く部位の制御周期（例えば制御指令演算部２０の制御周期ｄＴｐ）を電圧指令演算部３０の制御周期ｄＴｃに比して長くすることができる。この結果、モータ制御装置１００における演算負荷を低減することができる。
【０１０１】
また、回転状態演算部１０は、位置パルス信号におけるエッジを検出して、エッジに対応する更新パルスを含む更新パルス信号を出力するエッジ検出部１１と、更新パルスの出力に応じて不定周期に位置θｅを算出する不定周期位置算出部１２と、更新パルスの出力に応じて不定周期に速度ωｅ＿ａｖｅを算出する不定周期速度算出部１３と、を有する。不定周期位置算出部１２が位置θｅを不定周期に算出することにより、ロータの磁極位置の検出漏れが発生するのを抑制することができる。不定周期速度算出部１３が速度ωｅ＿ａｖｅを不定周期に算出することにより、前回の更新パルスの出力時から今回の更新パルスの出力時までの区間における電気角速度ωｅの平均値、すなわち速度ωｅ＿ａｖｅを正確に算出することができる。
【０１０２】
また、位置パルス信号は、ロータが１回転する間に少なくとも１パルスが出力されるものである。かかる低分解能な位置センサ４を用いることにより、アクチュエータ装置２００を安価に実現することができる。
【０１０３】
また、モータ制御装置１００は、位置指令θｅ＿ｄｉｒに対する位置θｅの差分値（位置偏差δθｅ）に応じた電圧位相θｄｑを含む制御指令を生成する制御指令演算部２０を備え、電圧指令演算部３０は、電圧位相θｄｑに対応する電気角θの値を位置θｅ及び速度ωｅ＿ａｖｅに基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置θｅ＊を順次算出する。これにより、位置偏差δθｅに応じたベクトル制御を実現することができる。
【０１０４】
また、位置指令θｅ＿ｄｉｒは、モータ制御装置１００に対する上位の電子制御ユニット（ＥＣＵ５）により出力されるものであり、制御指令演算部２０は、差分値（位置偏差δθｅ）に応じたｑ軸電流指令ｉｑ＊を生成する電流指令生成部２１と、ｑ軸電流指令ｉｑ＊を含むｄｑ軸電流指令ｉｄ＊，ｉｑ＊に応じた制御指令を生成する制御指令生成部２２と、を有する。ＥＣＵ５により出力された位置指令θｅ＿ｄｉｒを用いることにより、最大トルク制御などの任意の制御を実現することができる。
【０１０５】
また、制御指令生成部２２は、ブラシレスＤＣモータ２の電圧方程式を用いて制御指令を生成する。ブラシレスＤＣモータ２の電圧方程式を用いることにより、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流について、フィードフォワードによるベクトル制御を実現することができる。
【０１０６】
また、制御指令は、差分値（位置偏差δθｅ）に応じた電圧ベクトルＶｒ＊の大きさを含むものであり、電圧指令演算部３０は、複数個の補正位置θｅ＊を順次算出する補正位置算出部３１と、電圧ベクトルＶｒ＊の大きさ及び個々の補正位置θｅ＊に基づき３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を生成する電圧指令生成部３２と、を有する。電圧ベクトルＶｒ＊の大きさ及び電圧位相θｄｑを含む制御指令を用いることにより、電圧指令演算部３０による上記式（７）の計算、上記式（８）の計算及び上記式（９）の計算を実現することができる。
【０１０７】
また、実施の形態１に係るアクチュエータ装置２００は、モータ制御装置１００と、ブラシレスＤＣモータ２と、駆動回路３と、位置センサ４を、を備える。これにより、モータ制御装置１００を用いたアクチュエータ装置２００を実現することができる。
【０１０８】
また、アクチュエータ装置２００は、車載用のバルブ装置１の開度制御に用いられるものである。上記のとおり、車載用のバルブ装置１の開度制御においては、モータ制御装置１００及びアクチュエータ装置２００を用いるのが特に好適である。
【０１０９】
また、実施の形態１に係るモータ制御方法は、ロータ用の位置センサ４を有するブラシレスＤＣモータ２に対する駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するモータ制御方法であって、回転状態演算部１０が、位置センサ４の出力に対応する位置パルス信号を用いて、ロータの位置θｅ及びロータの速度ωｅ＿ａｖｅを算出し、電圧指令演算部３０が、電気角θの値を速度ωｅ＿ａｖｅに基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置θｅ＊を順次算出するとともに、個々の補正位置θｅ＊に基づきブラシレスＤＣモータ２用の駆動回路３に対する３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を生成する。これにより、モータ制御装置１００による上記効果と同様の効果を得ることができる。
【０１１０】
実施の形態２．
図１０は、実施の形態２に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。図１１は、実施の形態２に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。図１０及び図１１を参照して、実施の形態２に係るモータ制御装置１００ａ及びアクチュエータ装置２００ａについて説明する。なお、図１０において、図１に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。また、図１１において、図３に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
【０１１１】
実施の形態２に係るモータ制御装置１００ａは、実施の形態１に係るモータ制御装置１００に対して、ｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊の生成に用いられる電圧方程式が異なるものである。すなわち、モータ制御装置１００における制御指令生成部２２は、上記式（２）に示す電圧方程式をｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊の生成に用いるものであった。これに対して、モータ制御装置１００ａにおける制御指令生成部２２ａは、以下の式（１０）に示す電圧方程式をｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊の生成に用いるものである。
【０１１２】
0006800394.tif 000011
【０１１３】
ここで、Ｔｃは、ｄｑ座標系における電流応答時定数である。すなわち、上記式（１０）に示す電圧方程式は、上記式（２）に示す電圧方程式に対して、「１／（１＋Ｔｃｓ）」によるフィルタが追加されたものである。電流応答時定数Ｔｃの値を設定することにより、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流の制御において、任意の時間応答を実現することができる。
【０１１４】
電流指令生成部２１及び制御指令生成部２２ａにより、制御指令演算部２０ａが構成されている。回転状態演算部１０、制御指令演算部２０ａ及び電圧指令演算部３０により、モータ制御装置１００ａの要部が構成されている。ブラシレスＤＣモータ２、駆動回路３、位置センサ４及びモータ制御装置１００ａにより、アクチュエータ装置２００ａの要部が構成されている。
【０１１５】
モータ制御装置１００ａの要部のハードウェア構成は、実施の形態１にて図８を参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。すなわち、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０ａ及び電圧指令演算部３０の各々の機能は、プロセッサ４１及びメモリ４２により実現されるものであっても良く、又は専用の処理回路４３により実現されるものであっても良い。
【０１１６】
次に、図１２のフローチャートを参照して、モータ制御装置１００ａの動作について、制御指令生成部２２ａの動作を中心に説明する。
【０１１７】
なお、電流指令生成部２１の動作は、実施の形態１にて図９Ａを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。補正位置算出部３１の動作は、実施の形態１にて図９Ｃを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。電圧指令生成部３２の動作は、実施の形態１にて図９Ｄを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。
【０１１８】
図１２は、個々の第１周期ｄＴｐ（例えば４ｍｓ）における制御指令生成部２２ａの動作を示している。まず、ステップＳＴ１１にて、制御指令生成部２２ａは、電流指令生成部２１により生成されたｑ軸電流指令ｉｑ＊を電流指令生成部２１から取得するとともに、所定値（例えば零値）のｄ軸電流指令ｉｄ＊を電流指令生成部２１から取得する。また、ステップＳＴ１１にて、制御指令生成部２２ａは、不定周期位置算出部１２により算出された位置θｅを不定周期位置算出部１２から取得する。また、ステップＳＴ１２ａにて、制御指令生成部２２ａは、上記式（１０）の計算に用いられるモータ定数Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑ，φの値を設定するとともに、上記式（１０）の計算に用いられる電流応答時定数Ｔｃの値を設定する。
【０１１９】
次いで、制御指令生成部２２ａは、当該取得されたｄｑ軸電流指令ｉｄ＊，ｉｑ＊、当該取得された位置θｅ（より具体的には前回のステップＳＴ１１にて取得された位置θｅ（ｎ−１）及び今回のステップＳＴ１１にて取得された位置θｅ（ｎ））、当該設定されたモータ定数Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑ，φ、並びに当該設定された電流応答時定数Ｔｃに基づき、制御指令を生成する。
【０１２０】
すなわち、制御指令生成部２２ａは、上記式（４）により電気角速度ωｅを算出する（ステップＳＴ１３）。次いで、制御指令生成部２２ａは、上記式（１０）によりｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊を生成する（ステップＳＴ１４ａ）。次いで、制御指令生成部２２ａは、上記式（５）により電圧ベクトルＶｒ＊を算出するとともに、上記式（６）により電圧位相θｄｑを算出する（ステップＳＴ１５）。次いで、制御指令生成部２２ａは、当該算出された電圧ベクトルＶｒ＊の大きさ及び電圧位相θｄｑを含む制御指令を生成する（ステップＳＴ１６）。
【０１２１】
なお、モータ制御装置１００ａは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例、すなわちモータ制御装置１００と同様の種々の変形例を採用することができる。
【０１２２】
以上のように、実施の形態２に係るモータ制御装置１００ａにおいて、電圧方程式は、電流応答時定数Ｔｃに応じたフィルタを含むものである。電流応答時定数Ｔｃの値を設定することにより、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流の制御において、任意の時間応答を実現することができる。
【０１２３】
実施の形態３．
図１３は、実施の形態３に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。図１４は、実施の形態３に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。図１３及び図１４を参照して、実施の形態３に係るモータ制御装置１００ｂ及びアクチュエータ装置２００ｂについて説明する。なお、図１３において、図１に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。また、図１４において、図３に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
【０１２４】
図１３に示す如く、ブラシレスＤＣモータ２に温度センサ６が設けられている。温度センサ６は、ブラシレスＤＣモータ２における電機子巻線の温度Ｔｅｍｐを検出するものである。
【０１２５】
制御指令生成部２２ｂは、実施の形態１に係るモータ制御装置１００における制御指令生成部２２と同様に、ｄｑ軸電流指令ｉｄ＊，ｉｑ＊及び位置θｅを取得するものである。これに加えて、制御指令生成部２２ｂは、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐを温度センサ６から取得するものである。制御指令生成部２２ｂは、上記式（２）に示す電圧方程式に代えて、以下の式（１１）に示す電圧方程式をｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊の生成に用いるものである。
【０１２６】
0006800394.tif 000012
【０１２７】
すなわち、上記式（１１）に示す電圧方程式においては、電機子巻線抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑ及び電機子巻線鎖交磁束数φの各々が温度Ｔｅｍｐの関数である。そこで、制御指令生成部２２ｂは、以下のように、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑ，φの値を設定する。
【０１２８】
制御指令生成部２２ｂには、温度Ｔｅｍｐの値と電機子巻線抵抗Ｒａの値との対応関係を示すマップ、すなわち関数Ｒａ（Ｔｅｍｐ）を示すマップが予め記憶されている。制御指令生成部２２ｂは、当該記憶されているマップに基づき、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐの値に応じて、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数Ｒａの値を設定する。
【０１２９】
同様に、制御指令生成部２２ｂには、温度Ｔｅｍｐの値とｄ軸インダクタンスＬｄの値との対応関係を示すマップ、すなわち関数Ｌｄ（Ｔｅｍｐ）を示すマップが予め記憶されている。制御指令生成部２２ｂは、当該記憶されているマップに基づき、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐの値に応じて、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数Ｌｄの値を設定する。
【０１３０】
同様に、制御指令生成部２２ｂには、温度Ｔｅｍｐの値とｑ軸インダクタンスＬｑの値との対応関係を示すマップ、すなわち関数Ｌｑ（Ｔｅｍｐ）を示すマップが予め記憶されている。制御指令生成部２２ｂは、当該記憶されているマップに基づき、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐの値に応じて、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数Ｌｑの値を設定する。
【０１３１】
同様に、制御指令生成部２２ｂには、温度Ｔｅｍｐの値と電機子巻線鎖交磁束数φの値との対応関係を示すマップ、すなわち関数φ（Ｔｅｍｐ）を示すマップが予め記憶されている。制御指令生成部２２ｂは、当該記憶されているマップに基づき、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐの値に応じて、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数φの値を設定する。
【０１３２】
電流指令生成部２１及び制御指令生成部２２ｂにより、制御指令演算部２０ｂが構成されている。回転状態演算部１０、制御指令演算部２０ｂ及び電圧指令演算部３０により、モータ制御装置１００ｂの要部が構成されている。ブラシレスＤＣモータ２、駆動回路３、位置センサ４、温度センサ６及びモータ制御装置１００ｂにより、アクチュエータ装置２００ｂの要部が構成されている。
【０１３３】
モータ制御装置１００ｂの要部のハードウェア構成は、実施の形態１にて図８を参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。すなわち、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０ｂ及び電圧指令演算部３０の各々の機能は、プロセッサ４１及びメモリ４２により実現されるものであっても良く、又は専用の処理回路４３により実現されるものであっても良い。
【０１３４】
次に、図１５のフローチャートを参照して、モータ制御装置１００ｂの動作について、制御指令生成部２２ｂの動作を中心に説明する。
【０１３５】
なお、電流指令生成部２１の動作は、実施の形態１にて図９Ａを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。補正位置算出部３１の動作は、実施の形態１にて図９Ｃを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。電圧指令生成部３２の動作は、実施の形態１にて図９Ｄを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。
【０１３６】
図１５は、個々の第１周期ｄＴｐ（例えば４ｍｓ）における制御指令生成部２２ｂの動作を示している。まず、ステップＳＴ１１ｂにて、制御指令生成部２２ｂは、電流指令生成部２１により生成されたｑ軸電流指令ｉｑ＊を電流指令生成部２１から取得するとともに、所定値（例えば零値）のｄ軸電流指令ｉｄ＊を電流指令生成部２１から取得する。また、ステップＳＴ１１ｂにて、制御指令生成部２２ｂは、不定周期位置算出部１２により算出された位置θｅを不定周期位置算出部１２から取得する。さらに、ステップＳＴ１１ｂにて、制御指令生成部２２ｂは、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐを温度センサ６から取得する。
【０１３７】
次いで、ステップＳＴ１２ｂにて、制御指令生成部２２ｂは、当該取得された温度Ｔｅｍｐの値に応じて、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑ，φの値を設定する。
【０１３８】
次いで、制御指令生成部２２ｂは、当該取得されたｄｑ軸電流指令ｉｄ＊，ｉｑ＊、当該取得された位置θｅ（より具体的には前回のステップＳＴ１１ｂにて取得された位置θｅ（ｎ−１）及び今回のステップＳＴ１１ｂにて取得された位置θｅ（ｎ））、並びに当該設定されたモータ定数Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑ，φに基づき、制御指令を生成する。
【０１３９】
すなわち、制御指令生成部２２ｂは、上記式（４）により電気角速度ωｅを算出する（ステップＳＴ１３）。次いで、制御指令生成部２２ｂは、上記式（１１）によりｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊を生成する（ステップＳＴ１４ｂ）。次いで、制御指令生成部２２ｂは、上記式（５）により電圧ベクトルＶｒ＊を算出するとともに、上記式（６）により電圧位相θｄｑを算出する（ステップＳＴ１５）。次いで、制御指令生成部２２ｂは、当該算出された電圧ベクトルＶｒ＊の大きさ電圧位相θｄｑを含む制御指令を生成する（ステップＳＴ１６）。
【０１４０】
なお、図１６に示す如く、ブラシレスＤＣモータ２に代えて駆動回路３に温度センサ６が設けられているものであっても良い。この場合、温度センサ６は、駆動回路３におけるパワー半導体の温度Ｔｅｍｐ、すなわち３相に対応するスイッチング素子の温度Ｔｅｍｐを検出するものであっても良い。
【０１４１】
また、図１７に示す如く、ブラシレスＤＣモータ２に代えてバルブ装置１に温度センサ６が設けられているものであっても良い。この場合、温度センサ６は、バルブ装置１における流路内の温度Ｔｅｍｐを検出するものであっても良い。
【０１４２】
また、バルブ装置１、ブラシレスＤＣモータ２又は駆動回路３のうちのいずれか二つ以上の各々に温度センサ６が設けられているものであっても良い（不図示）。この場合、制御指令生成部２２ｂは、これらの温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐに基づき、バルブ装置１の使用環境温度、すなわちアクチュエータ装置２００ｂの使用環境温度を推定するものであっても良い。制御指令生成部２２ｂは、当該推定された温度の値に応じて、モータ定数Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑ，φの値を設定するものであっても良い。
【０１４３】
また、制御指令生成部２２ｂは、実施の形態２に係るモータ制御装置１００ａにおける制御指令生成部２２ａと同様の処理を実行するものであっても良い。すなわち、制御指令生成部２２ｂは、電流応答時定数Ｔｃの値を設定するものであっても良い。制御指令生成部２２ｂは、上記式（１１）に示す電圧方程式に代えて、以下の式（１２）に示す電圧方程式をｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊の生成に用いるものであっても良い。当該式（１２）に示す電圧方程式は、上記式（１１）に示す電圧方程式に対して、「１／（１＋Ｔｃｓ）」によるフィルタが追加されたものである。
【０１４４】
0006800394.tif 000013
【０１４５】
また、モータ制御装置１００ｂは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例、すなわちモータ制御装置１００と同様の種々の変形例を採用することができる。
【０１４６】
以上のように、実施の形態３に係るモータ制御装置１００ｂにおいては、ブラシレスＤＣモータ２に温度センサ６が設けられており、制御指令生成部２２ｂは、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐの値に応じて電圧方程式におけるモータ定数Ｒａ，Ｌｄ，Ｌｑ，φの値を設定する。これにより、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流の制御において、アクチュエータ装置２００の使用環境温度、すなわちバルブ装置１の使用環境温度による電流応答のばらつきが発生するのを抑制することができる。
【０１４７】
参考例１．
図１８は、参考例１に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。図１９は、参考例１に係るモータ制御装置における回転状態演算部の要部を示すブロック図である。図２０は、参考例１に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。図２１は、参考例１に係るモータ制御装置における電圧指令演算部の要部を示すブロック図である。図１８〜図２１を参照して、参考例１に係るモータ制御装置１００ｃ及びアクチュエータ装置２００ｃについて説明する。なお、図１８〜図２１において、図１〜図４に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
【０１４８】
図１９に示す如く、回転状態演算部１０ｃはエッジ検出部１１及び不定周期位置算出部１２を有するものである。すなわち、回転状態演算部１０ｃは不定周期速度算出部１３を有しないものである。これにより、回転状態演算部１０ｃにおける演算負荷を低減することができる。
【０１４９】
制御指令生成部２２ｃは、電流指令生成部２１により生成されたｑ軸電流指令ｉｑ＊を電流指令生成部２１から取得するとともに、所定値（例えば零値）のｄ軸電流指令ｉｄ＊を電流指令生成部２１から取得するものである。制御指令生成部２２ｃは、モータ定数Ｒａ，Ｌｑの値を設定するとともに、電流応答時定数Ｔｃの値を設定するものである。
【０１５０】
制御指令生成部２２ｃは、当該取得されたｄｑ軸電流指令ｉｄ＊，ｉｑ＊、当該設定されたモータ定数Ｒａ，Ｌｑ、及び当該設定された電流応答時定数Ｔｃに基づき、以下の式（１３）によりｖｄ＿ｄｕｍｍｙ＊及びｖｑ＿ｄｕｍｍｙ＊を算出するものである。すなわち、制御指令生成部２２ｃは、上記式（１０）に示す電圧方程式のうちの速度ωｅ＿ａｖｅを含まない項のみを計算することにより、ｖｄ＿ｄｕｍｍｙ＊及びｖｑ＿ｄｕｍｍｙ＊を算出するものである。なお、当該式（１３）は、ｉｄ＊＝０の場合における式である。また、当該式（１３）は、ブラシレスＤＣモータ２における突極性が小さい場合、すなわちＬｑ≒Ｌｄの場合を想定した式である。
【０１５１】
0006800394.tif 000014
【０１５２】
制御指令生成部２２ｃは、当該算出されたｖｄ＿ｄｕｍｍｙ＊及びｖｑ＿ｄｕｍｍｙ＊を含む制御指令を生成するものである。
【０１５３】
電圧指令生成部３２ｃは、不定周期位置算出部１２により算出された位置θｅを不定周期位置算出部１２から取得するものである。電圧指令生成部３２ｃは、当該取得された位置θｅに基づき、以下の式（１４）により、ロータの速度ωｅを算出するものである。ここで、ωｅは電気角速度であり、ωｅの単位はラジアン毎秒（ｒａｄ／ｓ）である。
【０１５４】
0006800394.tif 000015
【０１５５】
ここで、θｅ（ｎ−１）は電圧指令生成部３２ｃにより前回取得された位置θｅであり、θｅ（ｎ）は電圧指令生成部３２ｃにより今回取得された位置θｅである。すなわち、ｎは、電圧指令生成部３２ｃによる位置θｅの取得に係るサンプル番号である。また、ｄＴｃは電圧指令演算部３０ｃの制御周期（例えば０．５秒）である。
【０１５６】
すなわち、上記式（１４）による計算は、ロータの位置θｅを第２周期ｄＴｃ毎に時間微分することにより、ロータの速度ωｅを算出するものである。なお、電圧指令生成部３２ｃは、当該式（１４）の計算に疑似微分器を用いるものであっても良い。
【０１５７】
また、電圧指令生成部３２ｃは、制御指令生成部２２ｃにより生成された制御指令を制御指令生成部２２ｃから取得するものである。電圧指令生成部３２ｃは、モータ定数φの値を設定するものである。電圧指令生成部３２ｃは、当該取得された制御指令に含まれるｖｄ＿ｄｕｍｍｙ＊及びｖｑ＿ｄｕｍｍｙ＊、当該設定されたモータ定数φ、並びに上記式（１４）により算出された速度ωｅに基づき、以下の式（１５）により、ｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊を生成するものである。
【０１５８】
0006800394.tif 000016
【０１５９】
２軸３相変換部３３は、電圧指令生成部３２ｃにより生成されたｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊を電圧指令生成部３２ｃから取得するものである。２軸３相変換部３３は、所定の変換行例を用いて、当該取得されたｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊を３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に変換するものである。ｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊，ｖｑ＊を３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に変換するための変換行列は公知である。このため、当該変換行列についての詳細な説明は省略する。
【０１６０】
２軸３相変換部３３は、当該変換された３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を駆動回路３に出力するものである。駆動回路３は、上記のとおり、３相電圧指令ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に応じた電流を三相巻線に供給するものである。
【０１６１】
エッジ検出部１１及び不定周期位置算出部１２により、回転状態演算部１０ｃが構成されている。電流指令生成部２１及び制御指令生成部２２ｃにより、制御指令演算部２０ｃが構成されている。電圧指令生成部３２ｃ及び２軸３相変換部３３により、電圧指令演算部３０ｃが構成されている。回転状態演算部１０ｃ、制御指令生成部２２ｃ及び電圧指令演算部３０ｃにより、モータ制御装置１００ｃの要部が構成されている。ブラシレスＤＣモータ２、駆動回路３、位置センサ４及びモータ制御装置１００ｃにより、アクチュエータ装置２００ｃの要部が構成されている。
【０１６２】
モータ制御装置１００ｃの要部のハードウェア構成は、実施の形態１にて図８を参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。すなわち、回転状態演算部１０ｃ、制御指令演算部２０ｃ及び電圧指令演算部３０ｃの各々の機能は、プロセッサ４１及びメモリ４２により実現されるものであっても良く、又は専用の処理回路４３により実現されるものであっても良い。
【０１６３】
参考例１に係るモータ制御装置１００ｃは、上記のとおり、回転状態演算部１０ｃにおいて、ロータの速度ωｅ＿ａｖｅを不定周期に算出する処理を不要とすることができる。これにより、回転状態演算部１０ｃにおける演算負荷を低減することができる。また、電圧指令演算部３０ｃにおいて、電圧位相θｄｑに対応する電気角θの値を時間的に補間する処理を不要とすることができる。この結果、電圧指令演算部３０ｃにおける演算負荷を低減することができる。
【０１６４】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１６５】
本発明のモータ制御装置及びモータ制御方法は、例えば、アクチュエータ装置におけるブラシレスＤＣモータの制御に用いることができる。本発明のアクチュエータ装置は、例えば、車載用のバルブ装置の開度制御に用いることができる。
【符号の説明】
【０１６６】
１  バルブ装置、２  ブラシレスＤＣモータ、３  駆動回路、４  位置センサ、５  電子制御ユニット（ＥＣＵ）、６  温度センサ、１０，１０ｃ  回転状態演算部、１１  エッジ検出部、１２  不定周期位置算出部、１３  不定周期速度算出部、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  制御指令演算部、２１  電流指令生成部、２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  制御指令生成部、３０，３０ｃ  電圧指令演算部、３１  補正位置算出部、３２，３２ｃ  電圧指令生成部、３３  ２軸３相変換部、４１  プロセッサ、４２  メモリ、４３  処理回路、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ  モータ制御装置、２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ  アクチュエータ装置。
【図１】
0006800394.tif 000017
【図２】
0006800394.tif 000018
【図３】
0006800394.tif 000019
【図４】
0006800394.tif 000020
【図５】
0006800394.tif 000021
【図６】
0006800394.tif 000022
【図７】
0006800394.tif 000023
【図８】
0006800394.tif 000024
【図９Ａ】
0006800394.tif 000025
【図９Ｂ】
0006800394.tif 000026
【図９Ｃ】
0006800394.tif 000027
【図９Ｄ】
0006800394.tif 000028
【図１０】
0006800394.tif 000029
【図１１】
0006800394.tif 000030
【図１２】
0006800394.tif 000031
【図１３】
0006800394.tif 000032
【図１４】
0006800394.tif 000033
【図１５】
0006800394.tif 000034
【図１６】
0006800394.tif 000035
【図１７】
0006800394.tif 000036
【図１８】
0006800394.tif 000037
【図１９】
0006800394.tif 000038
【図２０】
0006800394.tif 000039
【図２１】
0006800394.tif 000040