(57)【要約】【課題】モータの駆動効率を悪化させることなくインバータ損失を低減し、インバータの小型化，高効率化を実現する。【解決手段】インバータ供給電圧演算手段１０，電圧変換手段１１，及びバッテリ１２により構成されるインバータ供給電圧生成手段が、モータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍに同期させてインバータ供給電圧Ｖｄｃを変化させる。これにより、ＰＷＭインバータ１３のスイッチング動作の自由度が増すので、ＩＰＭモータ１４の駆動効率を悪化させることなくＰＷＭインバータ１３の損失を低減し、ＰＷＭインバータ１３の小型化，高効率化を実現することができる。【選択図】図１
2005137052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流モータに電圧を印加するインバータの直流入力電圧を制御することにより交流モータの出力を制御するモータ制御装置であって、
前記インバータの出力電圧に同期して前記直流入力電圧を変化させるインバータ供給電圧生成手段を備えること
を特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記インバータ供給電圧生成手段は、前記インバータの各相から出力される相電圧の瞬時値の中で最大の相電圧値と最小の相電圧値の差に応じて、前記直流入力電圧を変化させることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記インバータ供給電圧生成手段は、前記インバータの各相から出力される相電圧の瞬時値の中で最大の相電圧値と最小の相電圧値の差に等しい値に前記直流入力電圧を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記最大の相電圧値と最小の相電圧値に対応する相のスイッチング動作を禁止するように前記インバータを制御するスイッチング停止判断手段を備えることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記インバータ供給電圧生成手段は、前記インバータの出力電圧として、相電圧指令値を用いることを特徴とする請求項１から請求項４のうち、いずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記インバータはＰＷＭインバータにより構成され、前記直流入力電圧を用いてパルス幅を決定することを特徴とする請求項１から請求項５のうち、いずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記交流モータの駆動状態に応じて、前記インバータの出力電圧に同期して前記直流入力電圧を変化させる動作と、直流入力電圧を略一定とする動作とを切り換えるインバータ供給電圧指令値決定手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のうち、いずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
交流モータに電圧を印加するインバータの直流入力電圧を制御することにより交流モータの出力を制御するモータ制御方法であって、
前記インバータの出力電圧に同期して前記直流入力電圧を変化させるステップを有すること
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、モータに電圧を印加するインバータの直流入力電圧を制御することによってモータの出力を制御するモータ制御装置及びモータ制御方法に関し、より詳しくは、モータの駆動効率を悪化させることなくインバータ損失を低減し、インバータの小型化，高効率化を実現する技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータの駆動状態に応じて、インバータの直流入力電圧を一定の電圧に保った状態でＰＷＭ（Pulse Wide Modulation；パルス幅変調）制御する領域と、インバータの直流入力電圧を昇圧回路により変化させながらＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation；パルス振幅変調）制御する領域とを切り換えることにより、モータの回転速度を制御するモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。そして、このようなモータ制御装置によれば、モータを運転状況に応じて最適の条件で駆動すると共に、振動が少ない運転を効率良く行うことができる。
【特許文献１】特開２００１−３１４０９５号公報（段落［００３６］，図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、インバータの直流入力電圧を一定の電圧に保った状態でＰＷＭ制御を行う場合には、モータのリップル電流を小さくするために、インバータのスイッチング周波数を高くしなければならないので、インバータ損失内でスイッチング損失が占める割合が大きくなる。また、ＰＷＭ制御に伴いインバータの直流母線に現れるリップル電流が大きくなる。
【０００４】
一方、インバータの直流入力電圧を昇圧回路により変化させながらＰＡＭ制御を行う場合には、インバータのスイッチング周波数は低く抑えられるが、モータのリップル電流が増加し、ＰＷＭ制御と比較して電流制御の応答性が悪くなる。また、モータによっては駆動効率が悪化するものもある。
【０００５】
このような技術的背景から、従来までのモータ制御装置の構成によれば、モータの駆動効率を悪化させることなくインバータ損失を低減し、インバータの小型化，高効率化を実現することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータの駆動効率を悪化させることなくインバータ損失を低減し、インバータの小型化，高効率化を実現す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】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本発明に係るモータ制御装置の特徴は、モータに電圧を印加するインバータの直流入力電圧を制御することによりモータの出力を制御するモータ制御装置であって、インバータの出力電圧に同期して直流入力電圧を変化させる手段を備えることにある。また、上述の課題を解決するために、本発明に係るモータ制御方法の特徴は、モータに電圧を印加するインバータの直流入力電圧を制御することによりモータの出力を制御するモータ制御方法であって、インバータの出力電圧に同期して直流入力電圧を変化させるステップを有することにある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るモータ制御装置及びモータ制御方法によれば、インバータの出力電圧に同期してインバータの直流入力電圧を変化させることにより、インバータのスイッチング動作の自由度が広げるので、モータの駆動効率を悪化させることなくインバータ損失を低減し、インバータの小型化，高効率化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係るモータ制御装置は、図１に示すような、埋め込み磁石モータ（ＩＰＭモータ）のベクトル制御システムに適用することができる。なお、このＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータとは、駆動軸に取り付けられ回転するロータの中に、コイルではなく永久磁石が埋め込まれた交流モータであり、例えば電動車両の動力源として利用することができる。以下、図面を参照して、本発明の第１〜第３の実施形態となるベクトル制御システムの構成及び動作について説明する。
【実施例１】
【００１０】
始めに、図１〜図５を参照して、本発明の第１の実施形態となるベクトル制御システムの構成及び動作について説明する。
【００１１】
〔ベクトル制御システムの構成〕
本発明の第１の実施形態となるベクトル制御システムは、図１に示すように、トルク制御手段１により構成されるトルク制御系と、電流制御手段２，非干渉制御手段３，加算器４，ｄｑ／３相変換手段５，電源利用率最大化手段６，規格化電圧指令生成手段７，電流検出手段８，及び３相／ｄｑ変換手段９により構成される電流制御系と、インバータ供給電圧演算手段１０，電圧変換手段１１，及びバッテリ１２により構成されるインバータ供給電圧生成手段と、ＰＷＭインバータ１３，ＩＰＭモータ１４，及びモータ回転角度検出手段（ＰＳ）１５と、位相・速度計算手段１６とを備える。
【００１２】
上記トルク制御手段１は、トルク指令Ｔｅ＊と位相・速度計算手段１６から入力されるモータ回転速度ωｅとに基づいて、ＩＰＭモータ１４のｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊を生成し、生成した電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊を電流制御手段２と非干渉制御手段３に入力する。
【００１３】
上記電流制御手段２は、ｄ軸とｑ軸の実電流ｉｄ，ｉｑをそれぞれｄ軸電流指令値ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊に一致させるようにＰＩ（比例・積分）演算を行うことにより、ｄ軸とｑ軸の電圧指令値ｖｄ＊，ｖｑ＊を生成し、生成した電圧指令値ｖｄ＊，ｖｑ＊を加算器４に入力する。
【００１４】
上記非干渉制御手段３は、トルク制御手段１から入力された電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊を利用して、ｄ軸とｑ軸の干渉項を補償するために用いる電圧成分である、ｄ軸補償電圧ｖｄ＿ｃｍｐとｑ軸補償電圧ｖｑ＿ｃｍｐを算出し、算出した補償電圧ｖｄ＿ｃｍｐ，ｖｑ＿ｃｍｐを加算器４に入力する。
【００１５】
上記加算器４は、電流制御手段２及び非干渉制御手段３から入力される電圧指令値ｖｄ＊，ｖｑ＊と補償電圧ｖｄ＿ｃｍｐ，ｖｑ＿ｃｍｐとを加算することにより、ｄ軸とｑ軸の電圧指令値ｖｄｏ＊，ｖｑｏ＊を算出し、算出した電圧指令値ｖｄｏ＊，ｖｑｏ＊をｄｑ／３相変換手段５に入力する。
【００１６】
上記ｄｑ／３相変換手段５は、位相・速度計算手段１６から入力される３相交流座標系から見たｄｑ座標系の位相θｅに基づいて、加算器４から入力された電圧指令値ｖｄｏ＊，ｖｑｏ＊を相電圧指令値ｖｕ＿ｔｍｐ＊，ｖｖ＿ｔｍｐ＊，ｖｗ＿ｔｍｐ＊に変換し、相電圧指令値ｖｕ＿ｔｍｐ＊，ｖｖ＿ｔｍｐ＊，ｖｗ＿ｔｍｐ＊を電源利用率最大化手段６に入力する。
【００１７】
上記電源利用率最大化手段６は、所定のインバータ供給電圧Ｖｄｃに対しＩＰＭモータ１４に印加する電圧を最大にするための処理を相電圧指令値ｖｕ＿ｔｍｐ＊，ｖｖ＿ｔｍｐ＊，ｖｗ＿ｔｍｐ＊に対し行うことにより、相電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を生成し、生成した相電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を規格化電圧指令生成手段７とインバータ供給電圧演算手段１０に入力する。
【００１８】
上記規格化電圧指令生成手段７は、電源利用率最大化手段６及びインバータ供給電圧演算手段１０から入力された相電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊及びインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ＊を利用して、ＰＷＭインバータ１３のＵ相，Ｖ相，Ｗ相のＨ（ハイ）レベル出力時間に相当する信号ｍｕ＊，ｍｖ＊，ｍｗ＊を生成し、生成した信号ｍｕ＊，ｍｖ＊，ｍｗ＊をＰＷＭインバータ１３に入力する。
【００１９】
上記電流検出手段８は、ＩＰＭモータ１４のＵ相とＶ相の実電流ｉｕ，ｉｖを検出し、検出した実電流ｉｕ，ｉｖを３相／ｄｑ変換手段９に入力する。上記３相／ｄｑ変換手段９は、位相・速度計算手段１６から入力される３相交流座標系から見たｄｑ座標系の位相θｅに基づいて、ＩＰＭモータ１４の実電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ（＝−ｉｕ−ｉｖ）をｄ軸とｑ軸の実電流ｉｄ，ｉｑに変換し、実電流ｉｄ，ｉｑを電流制御手段２に入力する。
【００２０】
上記インバータ供給電圧演算手段１０は、電源利用率最大化手段６から入力された相電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に基づいて、ＩＰＭモータ１４に印加する電圧を生成するのに最適なインバータ供給電圧Ｖｄｃの指令値Ｖｄｃ＊を生成し、生成したインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ＊を規格化電圧指令生成手段７と電圧変換手段１１に入力する。なお、インバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ＊の具体的な生成方法については後述する。
【００２１】
上記電圧変換手段１１は、インバータ供給電圧演算手段１０から入力されたインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ＊に一致するようにバッテリ電圧１２からインバータ供給電圧Ｖｄｃを生成し、図２に示すように、生成したインバータ供給電圧ＶｄｃをＰＷＭインバータ１３に入力する。上記バッテリ電圧１２は、図２に示すように、上記電圧変換手段１１に一定電圧Ｖｂを印加する。
【００２２】
上記ＰＷＭインバータ１３は、規格化電圧指令手段７から入力された信号ｍｕ＊，ｍｖ＊，ｍｗ＊に従って、電圧変換手段１１から入力されるインバータ供給電圧（直流入力電圧）Ｖｄｃに対してＰＷＭ制御を行ってモータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍを生成し、生成したモータ印加電圧（出力電圧）Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍをＩＰＭモータ１４に印加する。
【００２３】
なお、この実施形態では、ＰＷＭインバータ１３は、図２に示すように、平滑用のコンデンサ１７と、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のハーフブリッジ回路１８，１９，２０とを備え、各ハーフブリッジ回路は、上段（正極側）及び下段（負極側）のスイッチング素子１８ａ，ｂ、１９ａ，ｂ、２０ａ，ｂを有する。そして、ＰＷＭインバータ１３は、各ハーフブリッジ回路のスイッチング素子のオン／オフを切り換えることにより、モータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍを制御することができるように構成されている。
【００２４】
上記ＩＰＭモータ１４は、ＰＷＭインバータ１３から入力されたモータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍを利用して駆動する。上記モータ回転角度検出手段（ＰＳ）１５は、ＩＰＭモータ１４の回転角度θｍを検出し、検出した回転角度θｍを位相・速度計算手段１６に入力する。上記位相・速度計算手段１６は、モータ回転角度検出手段１５から入力された回転角度θｍに基づいて、回転速度ωｅと３相交流座標系から見たｄｑ座標系の位相θｅを演算し、演算結果をトルク制御手段１，非干渉制御手段３，ｄｑ／３相変換手段５，及び３相／ｄｑ変換手段９に入力する。
【００２５】
〔インバータ供給電圧生成手段の動作〕
このような構成を有するベクトル制御システムでは、ＩＰＭモータ１４の出力トルクを制御する際、インバータ供給電圧生成手段及びＰＷＭインバータ１３が以下に示すように動作することにより、ＰＷＭインバータ１３のスイッチング回数を減らすと同時に、ＰＷＭインバータ１３の直流母線（以下、ＤＣ電流と表記）に現れるリップル電流を小さくする。以下、図３〜図５を参照して、ＩＰＭモータ１４の出力トルクを制御する際のインバータ供給電圧生成手段及びＰＷＭインバータ１３の動作について説明する。
【００２６】
図３は、（ｂ）相電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に応じて（ａ）インバータ供給電圧指令Ｖｄｃ＊が変化する様子を示すシミュレーション波形図である。なお、以下の説明では、図中の時刻ｔａにおけるインバータ供給電圧生成手段及びＰＷＭインバータ１３の動作についてのみ説明するが、インバータ供給電圧生成手段及びＰＷＭインバータ１３はその他の時間においても同様に動作するものとする。
【００２７】
図３（ｂ）に示すように、時刻ｔａでは、相電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊は、Ｕ相電圧指令値ｖｕ＊，Ｖ相電圧指令値ｖｖ＊，Ｗ相電圧指令値ｖｗ＊の順に大きくなるので、インバータ供給電圧演算手段１０は、最も大きい相電圧指令値（以下、最大値と表記），２番目に大きい相電圧指令値，及び最も小さい相電圧指令値（以下、最小値と表記）を順にｖ３ｍａｘ，ｖ３ｎ，及びｖ３ｍｉｎとして、最大値ｖ３ｍａｘと最小値ｖ３ｍｉｎの差、すなわち、ｖ３ｍａｘ−ｖ３ｍｉｎをインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ＊として規格化電圧指令生成手段７及び電圧変換手段１１に入力する。そして、インバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ＊に対応するインバータ供給電圧Ｖｄｃが電圧変換手段１１から入力されるのに応じて、ＰＷＭインバータ１３は、最大値及び最小値に対応する相以外の相、すなわち、２番目に大きい相電圧指令値に対応する相のハーフブリッジ回路（時刻ｔａでは、Ｖ相に対応するハーフブリッジ回路１９）のスイッチング素子をオン／オフ制御することにより、モータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍを生成する。
【００２８】
ここで、図４を参照して、ＰＷＭインバータ１３の動作についてさらに詳しく説明する。図４は、（ａ）インバータ供給電圧Ｖｄｃに応じて、（ｂ）Ｕ相電圧指令値ｖｕ＊，（ｃ）Ｕ相のスイッチング素子のオン／オフ制御，及び（ｄ）Ｕ相の出力電圧ｖｕ＿ｐｗｍが変化する様子を示すシミュレーション波形図である。
【００２９】
いま、インバータ供給電圧演算手段１０は、ｖ３ｍａｘ−ｖ３ｍｉｎをインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ＊として入力しているので、Ｕ相の相電圧指令値ｖｕ＊が３相の中で最大の場合、Ｕ相のスイッチング素子はオン状態を継続し、Ｕ相の相電圧指令値ｖｕ＊が３相の中で最小の場合には、Ｕ相のスイッチング素子はオフ状態を継続する。一方、Ｕ相の相電圧指令値ｖｕ＊が最大，最小でない（＝２番目に大きい）場合は、インバータ供給電圧演算手段１０は、Ｕ相のスイッチング素子のオン／オフを制御することにより、インバータ供給電圧指令値ｖｕ＊に対応する電圧を生成する。このような動作方法によれば、ＰＷＭインバータ１３の各相では、従来までの方法と比べると、スイッチング回数を１／３に減らすことができる。また、図５に示すように、ＩＰＭモータ１４にモータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍを印加する際にＤＣリンク電流（図２に示す電流ｉｄｃ）に現れるリップル電流が、従来技術と比較して、非常に小さくなる。
【００３０】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態となるベクトル制御システムでは、インバータ供給電圧生成手段が、モータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍに同期させてインバータ供給電圧Ｖｄｃを変化させる。そして、このような構成によれば、ＰＷＭインバータ１３のスイッチング動作の自由度が増すので、ＩＰＭモータ１４の駆動効率を悪化させることなくＰＷＭインバータ１３の損失を低減し、ＰＷＭインバータ１３の小型化，高効率化を実現することができる。
【００３１】
また、本発明の第１の実施形態となるベクトル制御システムでは、インバータ供給電圧生成手段が、モータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍの瞬時値が最大のものと最小のものとの差に応じてインバータ供給電圧Ｖｄｃを変化させる。そして、このような構成によれば、モータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍを生成するために必要な電圧を瞬時瞬時にＰＷＭインバータ１３に供給することができるので、ＰＷＭインバータ１３のスイッチング動作を簡略化することができる。
【００３２】
さらに、本発明の第１の実施形態となるベクトル制御システムでは、インバータ供給電圧生成手段が、モータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍの瞬時値が最大のものと最小のものとの差に等しくなるようにインバータ供給電圧Ｖｄｃを変化させる。そして、このような構成によれば、ＰＷＭインバータ１３が出力する３相の内の１相のみのスイッチング動作を行えばよくなるので、インバータ損失が大幅に低減すると共に、ＤＣ電流に現れるリップル電流も大幅に低減する。
【００３３】
また、本発明の第１の実施形態となるベクトル制御システムでは、インバータ供給電圧生成手段は、インバータ供給電圧Ｖｄｃを生成する際に参照するモータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍとして、相電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を利用するので、インバータ供給電圧Ｖｄｃがモータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍに同期する時間差を最小にすることができる。
【００３４】
さらに、本発明の第１の実施形態となるベクトル制御システムでは、ＰＷＭインバータ１３は、インバータ供給電圧指令Ｖｄｃ＊に従って出力するパルス幅を決定するので、インバータ供給電圧Ｖｄｃがモータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍに同期して変化する場合であっても、ＰＷＭ制御による変調の精度を高めることができる。
【実施例２】
【００３５】
次に、図６，７を参照して、本発明の第２の実施形態となるベクトル制御システムの構成について説明する。
【００３６】
〔ベクトル制御システムの構成〕
本発明の第２の実施形態となるベクトル制御システムは、図６に示すように、第１の実施形態のベクトル制御システムにスイッチング停止判断手段２２を付加した構成となっている。そこで以下では、スイッチ停止判断手段２２の構成及び動作についてのみ説明し、その他の構成要素の説明は省略する。
【００３７】
〔スイッチング停止判断手段の構成〕
上記スイッチング停止判断手段２２は、電源利用率最大化手段６から入力される相電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を参照して相電圧指令値が最も大きい相と最も小さい相とを判別し、判別結果に基づいてＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各相のスイッチング素子のオン／オフ状態を指定するフラグｆｓｗ＿ｕ，ｆｓｗ＿ｖ，ｆｓｗ＿ｗをＰＷＭインバータ１３に入力することにより、相電圧指令値が最も大きい相と最も小さい相のハーフブリッジ回路のスイッチング素子を動作させないようにＰＷＭインバータ１３を制御する。そして、このような構成によれば、例えば図４（ｃ）の○内に示すように、相電圧指令値が最も大きい時や最も小さい時にスイッチング動作が行われることを防止し、図７（ｃ）に示すようなスイッチング動作を実現することができる。なお、この実施形態では、スイッチング停止判断手段２２は、Ｈレベルのみのインバータ出力を許可する場合は０のフラグ，Ｌ（ロー）レベルのみのインバータ出力を許可する場合は１のフラグ，Ｈレベル，Ｌレベル両方のインバータ出力を許可する場合は２のフラグをＰＷＭインバータ１３に入力する。
【００３８】
以上の説明から明らかなように、本発明の第２の実施形態となるベクトル制御システムでは、スイッチング停止判断手段２２が、相電圧指令値が最も大きい相と最も小さい相のスイッチング素子を動作させないようにＰＷＭインバータ１３を制御するので、演算誤差や演算タイミング、制御誤差等の影響によって、不必要なスイッチング動作が行われることを防止し、ＰＷＭインバータ１３の効率の向上幅が減少することを防止できる。
【実施例３】
【００３９】
次に、図８，９を参照して、本発明の第３の実施形態となるベクトル制御システムの構成について説明する。
【００４０】
〔ベクトル制御システムの構成〕
本発明の第３の実施形態となるベクトル制御システムは、図８に示すように、上記第１の実施形態のベクトル制御システムにおけるインバータ供給電圧演算手段１０が第１，第２のインバータ供給電圧演算手段２４，２５により構成されると共に、上記第１の実施形態のベクトル制御システムにインバータ供給電圧指令値決定手段２３とスイッチ回路２６を付加した構成となっている。そこで以下では、インバータ供給電圧指令値決定手段２３、第１，第２のインバータ供給電圧演算手段２４，２５、及びスイッチ回路２６の構成及び動作についてのみ説明し、その他の構成要素の説明は省略する。
【００４１】
上記インバータ供給電圧指令値決定手段２３は、トルク指令Ｔｅ＊とモータ回転速度ωｅとに基づいて、インバータ供給電圧の指令値を演算し、指令値をスイッチ回路２６に入力する。なお、この指令値は、ＩＰＭモータ１４の出力に応じて大きさが変化する直流電圧である。
【００４２】
上記第１，第２のインバータ供給電圧演算手段２４，２５はそれぞれ、モータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍに同期して変化するインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ１＊、及びモータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍに同期せず一定のインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ２＊を生成する。
【００４３】
上記スイッチ回路２６は、インバータ供給電圧指令値決定手段２３から入力される指定値に従って、規格化電圧指令手段７と電圧変換手段１１に入力するインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ＊を第１のインバータ供給電圧演算手段２４のインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ１＊と第２のインバータ供給電圧演算手段２５のインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ２＊との間で切り換える。
【００４４】
このような構成によれば、インバータ供給電圧指令値決定手段２３が、図９に示すように、応答性が重要な低回転領域では第２のインバータ供給電圧演算手段２５のインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ２＊を選択し、応答性の要求が厳しくない高回転領域では第１のインバータ供給電圧演算手段２４のインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ１＊を選択するようにスイッチ回路２６を制御することにより、トルクの応答性が必要とされる動作領域とトルクの応答性が強く求められない領域とでインバータ供給電圧Ｖｄｃを切り換えることができる。
【００４５】
以上の説明から明らかなように、本発明の第３の実施形態となるベクトル制御システムによれば、インバータ供給電圧指令値決定手段２３が、ＩＰＭモータ１４の駆動状態に応じて、モータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍに同期して変化するインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ１＊とモータ印加電圧Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍに同期せずに一定のインバータ供給電圧指令値Ｖｄｃ２＊との間でインバータ供給電圧指令値を切り換えるので、ＰＷＭインバータ１３の効率を高めながらも必要な所では高いトルク応答性を得ることができる。
【００４６】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態となるベクトル制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＰＷＭインバータの構成を示す模式図である。
【図３】相電圧指令値に応じてインバータ供給電圧指令値が変化する様子を示すシミュレーション波形図である。
【図４】インバータ供給電圧に応じて、Ｕ相電圧指令値，Ｕ相のスイッチング素子のオン／オフ制御，及びＵ相の出力電圧が変化する様子を示すシミュレーション波形図である
【図５】本願発明と従来技術におけるＤＣリンク電流を示すシミュレーション波形図である。
【図６】本発明の第２の実施形態となるベクトル制御システムの構成を示すブロック図である。
【図７】インバータ供給電圧に応じて、Ｕ相電圧指令値，Ｕ相のスイッチング素子のオン／オフ制御，及びＵ相の出力電圧が変化する様子を示すシミュレーション波形図である
【図８】本発明の第３の実施形態となるベクトル制御システムの構成を示すブロック図である。
【図９】ＩＰＭモータの駆動状態に応じてインバータ供給電圧指令値を切り換える処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４８】
６：電源利用率最大化手段
７：規格化電圧指令生成手段
１０：インバータ供給電圧演算手段
１１：電圧変換手段
１２：バッテリ
１３：ＰＷＭインバータ
１４：ＩＰＭモータ
Ｖｕ＿ｐｗｍ，Ｖｖ＿ｐｗｍ，Ｖｗ＿ｐｗｍ：モータ印加電圧（出力電圧）
Ｖｄｃ：インバータ供給電圧（直流入力電圧）
【図１】
2005137052.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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