(57)【要約】【課題】ステータコイルおよび界磁コイルを備えたリラクタンスモータの駆動制御により、回転に伴う界磁コイル電流やステータコイル電流の変化（変動）を抑制して所望のトルクおよび出力が得られるようにする。【解決手段】回転角度検出器１８によりリラクタンスモータ２の回転を検出し、電流指令値演算器２０によりリラクタンスモータ２のトルク指令値およびステータコイル電流、界磁コイル電流の電流指令値を出力し、ステータコイル電流の電流指令値に基づく主インバータ装置２７の電圧操作でステータコイル電流を制御し、界磁コイル電流の電流指令値に基づく界磁用インバータ装置３０の電圧操作で界磁コイル電流を制御し、変動補償部３２ａにより、リラクタンスモータ２の回転に伴う界磁コイル電流の変動を低減する補償値を形成し、界磁コイル電流の電圧操作量を前記補償値により補正してリラクタンスモータの回転に伴う界磁コイル電流やステータコイル電流の変化（変動）を抑制する。【選択図】図２
2012050192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコイルおよび界磁コイルを備えたリラクタンスモータのステータコイル電流、界磁コイル電流を制御して前記リラクタンスモータを駆動するモータ駆動制御装置であって、
前記リラクタンスモータの回転を検出する回転検出手段と、
前記リラクタンスモータのトルク指令値および検出された回転に応じた前記ステータコイル電流、前記界磁コイル電流の電流指令値を出力する電流指令値出力手段と、
前記ステータコイル電流の電流指令値に基づく電圧操作で前記ステータコイル電流を制御し、前記界磁コイル電流の電流指令値に基づく電圧操作で前記界磁コイル電流を制御する電流制御手段と、
前記ステータコイル電流、前記界磁コイル電流の少なくともいずれか一方のモータの回転に伴う変動を低減する補償値を形成し、前記ステータコイル電流、前記界磁コイル電流の少なくともいずれか一方の電圧操作量を、前記リラクタンスモータの回転にしたがって変化する前記補償値により補正する制御補正手段とを備えたことを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、
前記補償値は、前記リラクタンスモータの回転に伴う前記ステータコイル電流の変化に起因した前記界磁コイル電流の変動を低減する第１の界磁コイル側補正値を含み、
前記制御補正手段は、前記界磁コイル電流の前記電圧操作量を少なくとも前記第１の界磁コイル側補正値により補正することを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータ駆動制御装置において、
前記補償値は、前記リラクタンスモータの回転に伴う前記界磁コイル電流の変化に起因した前記ステータコイル電流の変動を低減するステータコイル側補正値を含み、
前記制御補正手段は、前記ステータコイル電流の前記電圧操作量を前記ステータコイル側補正値により補正することを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置において、
前記補償値は、前記リラクタンスモータの回転に伴う磁気抵抗変化に起因した前記界磁コイル電流の変動を低減する第２の界磁コイル側補正値を含み、
前記制御補正手段は、前記界磁コイル電流の前記電圧操作量を少なくとも前記第２の界磁コイル側補正値により補正することを特徴とするモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコイルおよび界磁コイルを備えたリラクタンスモータを駆動するモータ駆動制御装置に関し、詳しくは、リラクタンスモータの回転に伴う界磁コイル電流やステータコイル電流の変動の抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチドリラクタンスモータ等のリラクタンスモータは、基本的に、ロータとステータが突極構造を有し、ロータの回転位置に応じてリラクタンス（磁気抵抗）が変化することを利用してトルクを発生するものである。
【０００３】
そして、例えばＡ、Ｂ、Ｃの３相駆動であれば、ステータの各突極は、周方向に順にＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ａ相、Ｂ相、…の突極を形成して各相それぞれのステータコイルが巻回され、各相のステータコイルが相順に通電されることにより、通電相のステータコイルが励磁されてステータコイル磁束（起磁力の磁束）を発生し、それによって前記リラクタンスが変化してロータが回転する。
【０００４】
ところで、この種のリラクタンスモータにおいては、環状の界磁コイルをさらに備えた構成のものが提案されている。
【０００５】
（界磁コイルを備えた従来の一例）
図１７は３相駆動のリラクタンスモータとして動作する本出願人の既出願（特願２０１０−５８９７４号）のアキシャルギャップモータを示す。同図のアキシャルギャップモータ１０１は、モータ軸１０２の出力側（紙面左側）から順に、一方のステータ１０３ａ、ロータ１０４、他方のステータ１０３ｂが隙間（ギャップ）を設けて磁極面が対向するように配設されている。なお、図中の破線はステータ１０３ａ、１０３ｂの非対向の磁極であることを示す。また、ロータ１０４の両面側のステータ１０３ａ、１０３ｂは、磁極面がロータ１０４に対向する片側磁極構成であり、両面磁極構成のロータ１０４は、両面が磁極面であり、モータ軸１０２に軸支されて回転する。
【０００６】
そして、ステータ１０３ａ、１０３ｂは、例えば圧粉磁心で形成された平面視扇形のステータ磁極対が周方向に３０度の間隔で設けられ、各ステータ磁極対は、外径側、内径側にロータ１０４方向に突出した対の磁極１３１ａ、１３１ｂのティースを有し、ティース間はステータコア１３１ｃで繋がれて磁極１３１ａ、１３１ｂのティースおよびステータコア１３１ｃが一体に形成されている。また、ステータ１０３ａ、１０３ｂそれぞれの各ステータ磁極対は放射状に配設した状態で外径側、内径側に非磁性体金属のリング体１５１、１５２が嵌められて環状に固定されている。
【０００７】
さらに、ステータ１０３ａ、１０３ｂの各ステータ磁極対は、例えば表側からみて時計回りにＡ相、Ｂ相、Ｃ相の順の各相の磁極対を形成し、９０度ずつずれた各４個の磁極対が同時に励磁される。すなわち、ステータ１０３ａ、１０３ｂは、各ステータ磁極対の磁極１３１ａ、１３１ｂ毎に集中巻きのステータコイル（ステータコイル）を設けてもよいが、ステータ１０３ａ、１０３ｂのコイルの個数、量が極めて多くなるため、ステータ磁極対毎に磁極１３１ａ、１３１ｂ間のステータコアの部分に磁極１３１ａ、１３１ｂの励磁に共用されるステータコイル１０６を備える。そして、例えばＡ相の各ステータコイル１０６が通電されると、Ａ相のステータコイル１０６のステータコイル磁束がステータ磁極対１３１を径方向に通り、磁極１３１ａ、１３１ｂがＮ極、Ｓ極（またはその逆）に励磁される。
【０００８】
一方、ロータ１０４は表裏の両面にロータ磁極としての平面視扇形のロータ磁極対が周方向に４５度の間隔で設けられ、表裏が対称な形状である。そして、各ロータ磁極対は、ステータ１０３ａ、１０３ｂの対の磁極１３１ａ、１３１ｂに対向する外径側、内径側の対の磁極１４１ａ、１４１ｂのティースをロータコア１４１ｃで繋いだ構成であり、ステータ磁極１３１ａ、１３１ｂと同様、外径側、内径側の非磁性金属のリング体１９１、１９２が嵌められて放射状（環状）に固定される。なお、ロータ１０４の表裏の各ロータ磁極対１４１ａ、１４１ｂは、例えば圧粉磁心のロータコア（ヨーク）により裏表の磁極対が一体に形成されている。
【０００９】
さらに、ステータ１０３ａ、１０３ｂには、ステータ１０３ａ、１０３ｂそれぞれの各ステータコイル１０６に重なるように、環状の界磁コイル１１０ａ、１１０ｂが配置され、界磁コイル１１０ａ、１１０ｂは、各ステータ磁極対毎の磁極１３１ａ、１３１ｂ間のステータコアの部分を一方向に通る励磁磁束の向きの直流の界磁コイル磁束を発生し、ステータ１０３ａ、１０３ｂの全ステータ磁極対の励磁磁束に一括して界磁コイル磁束を重畳する。そのため、既出願のアキシャルギャップモータ１０１は、界磁コイル１１０ａ、１１０ｂにより、ステータ１０４の表裏の両面の磁束を増加してモータ出力がより増加して向上し、簡単にトルクアップが図られる。
【００１０】
（界磁コイルを備えた従来の他の例）
界磁コイルを備えた他の例のリラクタンスモータとして、エンジンにより駆動される発電機として使用されるリラクタンスモータであって、発電時に界磁コイルの界磁電流として変動交流電流（電流値または周期が変化する電流）を流すことにより、発電時の電圧または周波数を調整可能なモータが提案されている（例えば、特許文献１（段落［００４４］−［００５３］、図１、図６、図７）参照）。
【００１１】
図１８は特許文献１に記載のリラクタンスモータが形成する発電機２０３の平面図、図１９は図１８のＡ−Ａ線に沿った断面図である。発電機２０３は、ステータ２３１及びロータ２３２からなる発電機本体２３０と、界磁場形成部材２４０とを備える。
【００１２】
ステータ２３１は、円筒状のヨーク２３１ａの内側に周方向に等間隔に配置される複数のステータ突極２３１ｂを備える。各ステータ突極２３１ｂにはコイル２３３が設けられる。ロータ２３２は、円板状のコア２３２ａの外側に周方向に等間隔に配置される複数のロータ突極２３２ｂを備える。
【００１３】
ロータ２３２は、発電機２０３の出力軸であるモータ軸（シャフト）に外嵌されてシャフトと一体的に回転軸Ｘまわりに回転する。
【００１４】
界磁場形成部材２４０は、シャフトが貫通した状態で、ステータ２３１及びロータ２３２からなる発電機本体２３０に対して回転軸Ｘ方向の一側に配置されるとともに、シャフトに対して回転軸Ｘ方向に往復移動可能に支持される。そして、界磁場形成部材２４０は、磁性材料によって形成されるヨーク２４１と磁力発生部である界磁コイル２４２とを有している。ヨーク２４１は円板状の本体部２４１ａと中央部２４１ｂと環状の周縁部２４１ｃとを有し、界磁コイル２４２への通電制御は、ＥＣＵによりインバータを介して行われる。
【００１５】
そして、発電機２０３のリラクタンスモータは、回転角センサが検出した回転角に基づいて各ステータ突極２３１ｂのコイル２３３の通電が制御されてロータ２３２が回転軸Ｘまわりに回転し、モータとしての駆動時には、ステータ突極２３１ｂのコイル２３３が励磁されて界磁コイルとして機能する。また、発電時には、界磁場形成部材２４０の界磁コイル２４２が通電され、発電機本体２３０と界磁場形成部材２４０とによって、回転軸Ｘを中心として放射状で、かつ、回転軸Ｘ方向に閉ループとなった界磁場が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−２６９２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前記既出願に記載のアキシャルギャップモータ１０１や特許文献１に記載の発電機２０３のようなステータコイルおよび界磁コイルを備えたリラクタンスモータにおいては、ステータコイルと界磁コイルの磁路が一部重なり、相互結合（相互インダクタンス）を生じる。そのため、ステータコイルと界磁コイルのいずれか一方の電流に通電相の切り替え操作等に伴う変化（変動）があると、もう一方のコイルにこの変化に伴う誘導起電圧が生じて電流が乱される。そのため、トルク指令値や回転検出に基づいて界磁コイル、ステータコイルの電流を個々に制御しても、それらの電流は成り行きとなり、所望のトルク、出力が得られなくなる問題がある。また、界磁コイルについては、回転によるロータとステータの磁極対向面積の変化により磁気抵抗が変動することによっても界磁コイル電流に脈動が生じ、その結果、狙いどおりのトルクを発生できなくなる問題がある。
【００１８】
本発明は、ステータコイルおよび界磁コイルを備えたリラクタンスモータの駆動制御により、回転に伴う界磁コイル電流やステータコイル電流の変化（変動）を抑制して所望のトルクおよび出力が得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記した目的を達成するために、本発明のモータ駆動制御装置は、ステータコイルおよび界磁コイルを備えたリラクタンスモータのステータコイル電流、界磁コイル電流を制御して前記リラクタンスモータを駆動するモータ駆動制御装置であって、前記リラクタンスモータの回転を検出する回転検出手段と、前記リラクタンスモータのトルク指令値および検出された回転に応じた前記ステータコイル電流、前記界磁コイル電流の電流指令値を出力する電流指令値出力手段と、前記ステータコイル電流の電流指令値に基づく電圧操作で前記ステータコイル電流を制御し、前記界磁コイル電流の電流指令値に基づく電圧操作で前記界磁コイル電流を制御する電流制御手段と、前記ステータコイル電流、前記界磁コイル電流の少なくともいずれか一方の前記リラクタンスモータの回転に伴う変動を低減する補償値を形成し、前記ステータコイル電流、前記界磁コイル電流の少なくともいずれか一方の電圧操作量を、前記リラクタンスモータの回転にしたがって変化する前記補償値により補正する制御補正手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。
【００２０】
そして、前記補償値は、前記リラクタンスモータの回転に伴う前記ステータコイル電流の変化に起因した前記界磁コイル電流の変動を低減する第１の界磁コイル側補正値を含み、前記制御補正手段は、前記界磁コイル電流の前記電圧操作量を少なくとも前記第１の界磁コイル側補正値により補正することが好ましい（請求項２）。
【００２１】
また、前記補償値は、前記リラクタンスモータの回転に伴う前記界磁コイル電流の変化に起因した前記ステータコイル電流の変動を低減するステータコイル側補正値を含み、前記制御補正手段は、前記ステータコイル電流の前記電圧操作量を前記ステータコイル側補正値により補正することが好ましい（請求項３）。
【００２２】
さらに、前記補償値は、前記リラクタンスモータの回転に伴う磁気抵抗変化に起因した前記界磁コイル電流の変動を低減する第２の界磁側補正値を含み、前記制御補正手段は、前記界磁コイル電流の前記電圧操作量を少なくとも前記第２の界磁コイル側補正値により補正することが好ましい（請求項４）。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に係る本発明のモータ駆動制御装置は、トルク指令値および回転検出手段が検出するリラクタンスモータの回転に応じた電流指令値出力手段のステータコイル電流、界磁コイル電流の電流指令値に基づき、電流制御手段の電圧操作でステータコイル電流、界磁コイル電流がそれぞれの電流指令値の電流に制御される。その際、制御補正手段のステータコイル電流、界磁コイル電流の少なくともいずれか一方の補償値により、ステータコイルと界磁コイルの相互結合等により生じる、電流制御手段のステータコイル電流、界磁コイル電流の少なくとも一方のリラクタンスモータの回転に伴う変化が低減される。
【００２４】
そのため、ステータコイルと界磁コイルの相互結合等により生じる、リラクタンスモータの回転に伴う界磁コイル電流やステータコイル電流の変化（変動）を抑制し、所望のトルクおよびモータ出力に制御することができるようにして制御性能の向上を図ることができる。
【００２５】
請求項２に係る本発明のモータ駆動制御装置は、前記補償値に含まれた第１の界磁コイル側補正値により制御補正手段における界磁コイル電流の電圧操作量を補正することにより、ステータコイルと界磁コイルの相互結合により生じる、リラクタンスモータの回転に伴うステータコイル電流の変化に起因した界磁コイル電流の変動を低減し、所望のトルクおよびモータ出力に制御することができるようにして制御性能の向上を図ることができる。
【００２６】
請求項３に係る本発明のモータ駆動制御装置は、前記補償値に含まれたステータコイル側補正値により、ステータコイルと界磁コイルの相互結合により生じる、リラクタンスモータの回転に伴う界磁コイル電流の変化に起因したステータコイル電流の変動を低減し、所望のトルクおよびモータ出力に制御することができるようにして制御性能の向上を図ることができる。
【００２７】
請求項４に係る本発明のモータ駆動制御装置は、前記補償値に含まれた第２の界磁コイル側補正値により、リラクタンスモータの回転に伴う磁気抵抗変化に起因した界磁コイル電流の変動を低減し、所望のトルクおよびモータ出力に制御することができるようにして制御性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態のモータ駆動制御装置のブロック図である。
【図２】制御対象のリラクタンスモータの断面図である。
【図３】図２のリラクタンスモータのロータ、ステータの磁極面を示し、（ａ）はロータの磁極面、（ｂ）はステータの磁極面である。
【図４】図１の一部の詳細なブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態のモータ駆動制御装置のブロック図である。
【図６】リラクタンスモータのステータコイルと界磁コイルの磁路の重なりの説明図である。
【図７】図５のモータ駆動制御装置の一部のブロック図である。
【図８】図７の詳細なブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態のモータ駆動制御装置の要部のブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態のモータ駆動制御装置のブロック図である。
【図１１】図１０の制御を説明する波形図であり、（ａ）は電圧指令値の波形図、（ｂ）は電流指令値の波形図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態のモータ駆動制御装置のブロック図である。
【図１３】図１２の一部のブロック図である。
【図１４】図１３の詳細なブロック図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態のモータ駆動制御装置の要部のブロック図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態のモータ駆動制御装置のブロック図である。
【図１７】既出願のアキシャルギャップモータの断面図である。
【図１８】従来のリラクタンスモータを使用した発電機の説明図である。
【図１９】図１８のＡ−Ａ線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図１〜図１６を参照して詳述する。なお、それらの図面においては、モータ軸等は適宜省略している。
【００３０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００３１】
図１は本実施形態のモータ駆動制御装置１ａの構成を示し、モータ駆動制御装置１ａは例えば電気自動車等の駆動モータとして用いられる界磁コイル付きのリラクタンスモータ２を制御する。このリラクタンスモータ２は前記既出願のアキシャルギャップモータ１０１と同様のアキシャルギャップモータ構成のスイッチドリラクタンスモータである。
【００３２】
図２はリラクタンスモータ２のモータ軸３に沿った部分断面を示し、リラクタンスモータ２は、モータ軸３に、後述するロータを取り付けるための同形状の前側（紙面左側）、後側のフランジシャフト４ａ、４ｂが取り付けられている。フランジシャフト４ａ、４ｂは、モータ軸３が中心を貫通した円盤状のフランジ部５の外周に円筒状の支持部６を取り付けた形状である。
【００３３】
前側の支持部６には環状の一方（表側）のロータ７ａが取り付けられている。その後方には、両面が磁極面に形成されてモータ軸３が中心開口を貫通した環状のステータ８が配設されている。さらに、その後方の後側の支持部６には環状の他方（裏側）のロータ７ｂが取り付けられている。このようにして、モータ軸３の方向に表側から順に、ロータ７ａ、ステータ８、ロータ７ｂが、磁極面を対向させて配置される。なお、フランジシャフト４ａ、４ｂは、いずれも非磁性体の例えばステンレスで形成されている。
【００３４】
図３（ａ）はリラクタンスモータ２の表側からみたロータ７ａの背面図である。ロータ７ａ、７ｂは同じ構成であり、それぞれ例えば圧粉磁心で形成された８個のロータコア９が周方向に４５度の間隔で配設されている。各ロータコア９は、正面からみると略扇形形状であり、外径側と内径側の対の磁極９ａ、９ｂの突起したティースをヨーク部９ｃで繋いだ構成である。そして、外径側、内径側の非磁性金属のリング体１０ａ、１０ｂにより各ロータコア９は放射状（環状）に固定される、ロータコア９間（隣接コア間）の隙間は例えば非磁性体の樹脂の充填部１１であり、各ロータコア９は磁気的に独立している。
【００３５】
また、ステータ８は例えば前側の分割ステータ８ａと後側の分割ステータ８ｂを仕切り板１２を挟んで接合して形成され、両分割ステータ８ａ、８ｂは外径側、内径側に非磁性体金属のリング体１３ａ、１３ｂが嵌められて一体化されている。さらに、リング体１３ａの外側には、各相の一対の端子等を覆う樹脂被覆体１４が重ねて設けられている。なお、図２の破線の矢印線ループは磁路を示す。
【００３６】
図３（ｂ）はステータ４の一方の磁極面を形成する分割ステータ８ａの磁極面を示す。分割ステータ８ａ、８ｂは、同じ構成であり、それぞれ例えば圧粉磁心で形成された１２個（相当たり９０度の間隔の４個）のステータコア１５が周方向に３０度の間隔で配設される。各ステータコア１５は、正面からみると略扇形の形状であり、外径側と内径側の対の磁極１５ａ、１５ｂの突起したティースを磁極間のヨーク部１５ｃで繋いだ構成である。ステータコア１５間（隣接コア間）の隙間は空間または非磁性体の樹脂の充填部であり、各ステータコア１５は磁気的に独立している。
【００３７】
そして、各ステータコア１５のヨーク部１５ｃには、磁極１５ａ、１５ｂの励磁に共用される各相それぞれのステータコイル１６が装着される。ステータコイル１６は、例えば装着を容易にする等のためいわゆるカセットコイルで形成され、表裏の分割ステータ８ａ、８ｂの背中合わせの同じ相のステータコア１５に巻付けられるように装着される。
【００３８】
さらに、各相のステータコイル１６に鎖交する磁束量を多くしてモータ出力、トルクを大きくするため、ステータ８は、表裏の磁極面側それぞれにおいて、各ステータコア１５のステータコイル１６の表面側を覆うように環状の界磁コイル１７が配置され、界磁コイル１７の界磁コイル磁束を各ステータコア１５の励磁磁束に重畳して鎖交する磁束量を増加する。なお、図３（ｂ）においては、界磁コイル１８の一部を切欠している。
【００３９】
そして、ロータ７ａ、７ｂの回転により、ロータ７ａの各ロータコア９の磁極９ａ、９ｂが分割ステータ８ａの各ステータコア１５の磁極１５ａ、１５ｂに対向、非対向の状態になり、同様に、ロータ７ｂの各ロータコア９の磁極９ａ、９ｂが分割ステータ８ｂの各ステータコア１５の磁極１５ａ、１５ｂに対向、非対向の状態になる。このとき、分割ステータ８ａ、８ｂの各相のステータコイル１６は、それぞれ非対向の状態で通電される。そして、通電相のステータコイル１６のステータコイル磁束がステータコア１５を径方向に通ることでそのステータコア１５の磁極１５ａ、１５ｂがＮ極、Ｓ極に励磁される。さらに、ステータコイル磁束が図２の破線の矢印線の磁路を通り、その磁束に界磁コイル１７の界磁コイル磁束が重畳される。このとき、ロータ７ａ、７ｂとステータ８との間のリラクタンスの変化に基づく磁気的な吸引動作によってリラクタンスモータ２が回転する。
【００４０】
図１のモータ駆動制御装置１ａは、ステータコイル１６及び界磁コイル１７の給電を制御してリラクタンスモータ２を所望のトルク、モータ出力で駆動するため、アクセルペダル操作等に基づく加減速要求に応じた時々刻々のトルク指令値Ｔ＊、回転角度検出器（本発明の回転検出手段）１８が検出するリラクタンスモータ２の回転角度θ及び、回転角度θを時間微分して得られる回転角速度演算器１９の回転角速度ωを電流指令演算器（本発明の電流指令値出力手段）２０に入力し、電流指令演算器２０により、トルク指令値Ｔ＊のトルクを発生するモータ出力に必要な各相のステータコイル電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊および界磁コイル電流指令値ｉｆ＊を、例えば、トルク指令値Ｔ＊、回転角度θ、回転角速度ωの組み合わせに対する各電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊、ｉｆ＊のデータマップから読み出す。
【００４１】
そして、リラクタンスモータ２の各相のステータコイル電流をフィードフォワード（以下、ＦＦという）制御とフィードバック（以下、ＦＢという）制御とで二自由度制御するため、電流指令演算器２０の各相のステータコイル電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊を、実現可能な応答以下に抑えるためのフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃを介して各相のＦＦ演算器２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び各相のＦＢ制御の減算器２３ａ、２３ｂ、２３ｃに入力する。また、界磁コイル電流指令値ｉｆ＊もＦＦ制御とＦＢ制御との二自由度制御で制御するため、界磁電流を変化させる場合に、実現可能な応答以下に抑えるためのフィルタ２１ｆを介してＦＦ演算器２２ｆ、ＦＢ制御の減算器２３ｆに入力する。
【００４２】
ＦＦ演算器２２ａ〜２２ｆは、電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊、ｉｆ＊を、実電流として実現するために、それぞれをモータ定数を含んだプラントモデルで除した値を、加算器２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｆにＦＦ側制御信号として出力する。
【００４３】
リラクタンスモータ２のＡ相、Ｂ相、Ｃ相のステータコイル電流をｉＡ、ｉＢ、ｉＣ、界磁コイル電流をｉｆとすると、減算器２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｆは、電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊、ｉｆ＊と、電流検出器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｆが検出するリラクタンスモータ２の各相のステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣ、界磁コイル電流ｉｆとの差ΔｉＡ、ΔｉＢ、ΔｉＣ、Δｉｆを算出し、差ΔｉＡ、ΔｉＢ、ΔｉＣ、ΔｉｆをＦＢ制御の周知のＰ（積分）Ｉ（比例）処理の演算器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｆにより、設定された条件で積分し、増幅して加算器２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｆにＦＢ側制御信号として出力する。
【００４４】
そして、加算器２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｆは、ＦＦ側制御信号とＦＢ側制御信号とを加算して各相のステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣの電圧指令値ＶＡ＊、ＶＢ＊、ＶＣ＊、界磁コイル電流ｉｆの電圧指令値Ｖｆ＊を形成する。
【００４５】
加算器２４ａ、２４ｂ、２４ｃの各相の電圧指令値ＶＡ＊、ＶＢ＊、ＶＣ＊は電圧操作方式のスイッチドリラクタンスモータ駆動用の非対称ブリッジ３相インバータ構成の主インバータ装置２７に供給される。主インバータ装置２７は、図示省略された車載バッテリにより充電される大容量キャパシタ２８の直流電源を、電圧指令値ＶＡ＊、ＶＢ＊、ＶＣ＊に応じた電圧の３相ＰＷＭパルスの駆動電源に変換し、その電圧を電流検出器２５ａ〜２５ｃを介してリラクタンスモータ２の各相のステータコイル１６に印加し、電圧指令値ＶＡ＊、ＶＢ＊、ＶＣ＊の電圧に応じた電流（ステータコイル電流）を、リラクタンスモータ２の各相のステータコイル１６に給電する。この給電により、リラクタンスモータ２の分割ステータ８ａ、８ｂの通電相のステータコア１５の磁極（突極）１５ａ、１５ｂに、電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊に応じたステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣが、ＦＦ制御（予測制御）とＦＢ制御との二自由度制御で発生する。
【００４６】
一方、加算器２４ｆの電圧指令値Ｖｆ＊は、加算器２９により、リラクタンスモータ２の回転に伴う界磁コイル電流ｉｆの変動を低減する補償値としての電圧の補償指令値ΔＶｆ１＊が加算されて界磁用インバータ装置３０に供給される。
【００４７】
界磁用インバータ装置３０は電圧操作方式の非対称ブリッジ単相インバータ構成であり、前記車載バッテリにより充電される大容量キャパシタ３１の直流電源を、電圧指令値Ｖｆ＊に補償指令値ΔＶｆ＊を加算した指令値（Ｖｆ＊＋ΔＶｆ１＊）に応じた電圧の単相ＰＷＭパルスの駆動電源に変換し、リラクタンスモータ２の界磁コイル２ｆに電流検出器２５ｆを介して指令値（Ｖｆ＊＋ΔＶｆ１＊）の電圧を印加し、指令値（Ｖｆ＊＋ΔＶｆ１＊）の電圧に応じた電流（界磁コイル電流）をリラクタンスモータ２の界磁コイル１７に給電する。この給電により、前記ステータコイル磁束に重畳される界磁コイル磁束φｆがＦＦ制御（予測制御）とＦＢ制御との二自由度制御で発生する。その際、界磁コイル磁束φｆは、補償指令値ΔＶｆ＊に応じて、リラクタンスモータ２の回転に伴う界磁コイル電流の変動を低減するようにＦＦ制御で増減補正される。
【００４８】
そして、界磁コイル磁束φｆが各相のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣに一様に加算されることにより、リラクタンスモータ２のモータ出力、トルクが増加する。
【００４９】
なお、フィルタ２１ａ〜２１ｃから主インバータ装置２７に至るステータコイル電流の制御系および、フィルタ２１ｆから界磁用インバータ装置３０に至る界磁コイル電流の制御系が、本発明の電流制御手段を形成する。
【００５０】
ところで、前記補償指令値ΔＶｆ１＊は、本実施例においては、リラクタンスモータ２の回転に伴う磁気抵抗変化に起因した界磁コイル電流の変動を低減する本発明の第２の界磁コイル側補正値であり、例えばマイクロコンピュータ構成の変動補償部（本発明の制御補正手段）３２ａの後述する回転脈動補償電圧演算器３３ａにより形成される。変動補償部３２ａには、電流指令値ｉｆ＊と回転角度検出器１８が検出したリラクタンスモータ２の回転角度θが入力される。
【００５１】
変動補償部３２ａを備えない場合、リラクタンスモータ２が回転すると、この回転に伴ってロータ７ａ、７ｂとステータ８の磁極対向面積が変化して磁気抵抗が変動する。そのため、電流指令値ｉｆ＊に応じた界磁コイル磁束φｆを発生しようとしても、前記磁気抵抗の変動に伴い界磁コイル１７の誘起電圧に応じて界磁コイル電流に脈動が生じ、その分、狙いどおりのトルクを発生できなくなる。
【００５２】
そこで、本実施形態のモータ駆動制御装置１ａは、変動補償部３２ａに回転脈動補償電圧演算器３３を備え、回転角度検出器１８が検出する時々刻々の回転角度θと電流指令演算器２０の電流指令値ｉｆ＊とに基づき、リラクタンスモータ２の回転に伴う磁気抵抗変化に起因した界磁コイル電流の変動を低減する本発明の第２の界磁側補正値として、補償指令値ΔＶｆ＊の電圧を形成し、界磁用インバータ装置３０により、界磁コイル２ｆに電流検出器２５ｆを介して指令値（Ｖｆ＊＋ΔＶｆ１＊）の電圧を印加し、指令値（Ｖｆ＊＋ΔＶｆ１＊）の電圧に応じた電流（界磁コイル電流）をリラクタンスモータ２の界磁コイル１７に給電することによって、前記磁気抵抗変化による界磁コイル１７の界磁コイル電流の脈動を防止し、狙いどおりのトルクが発生できるようにする。
【００５３】
図４は回転脈動補償電圧演算器３３の具体的な構成を示し、回転脈動補償電圧演算器３３は、マップメモリ３４と、ソフトウェア処理によって形成された微分器３５を備える。マップメモリ３４には、回転角度検出器１８が検出したリラクタンスモータ２の各回転角度θの界磁コイル磁束（界磁鎖交磁束）φｆのデータが、シミュレーション等によって予め得られて保持される。
【００５４】
そして、リラクタンスモータ２が回転すると、回転角度検出器１８が検出したリラクタンスモータ２の各回転角度θの界磁コイル磁束φｆのデータがマップメモリ３４から微分器３５に読み出され、微分器３５は界磁鎖交磁束φｆの時間変化から補償指令値ΔＶｆ１＊の電圧を形成して図１の加算器２９に出力し、界磁用インバータ装置３０により、界磁コイル１７に電流検出器２５ｆを介して電圧指令値（Ｖｆ＊＋ΔＶｆ１＊）を印加し、電圧指令値（Ｖｆ＊＋ΔＶｆ１＊）の電圧に応じた電流（界磁コイル電流）をリラクタンスモータ２の界磁コイル１７に給電して、前記磁気抵抗変化による界磁コイル電流の脈動を防止し、狙いどおりのトルクが発生できるようにする。
【００５５】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図１、図５〜図８を参照して説明する。
【００５６】
図５は本実施形態のモータ駆動制御装置１ｂを示し、本実施形態においても制御対象はリラクタンスモータ２である。
【００５７】
そして、図５のモータ駆動制御装置１ｂが図１のモータ駆動制御装置１ａと異なる点は、変動補償部３２ａが第１の実施形態の回転脈動補償電圧演算器３３に代えて、以下に説明する界磁電圧補償器３６を備える点である。図５において、図１と同一の符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００５８】
図６はリラクタンスモータ２の例えば分割ステータ８ａのＡ、Ｂ、Ｃの各相のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣそれぞれと界磁コイル１７の界磁コイル磁束φｆとの一部の共通磁路を破線の矢印線で示し、同図からも明らかなように、ステータ８においては、ステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣと界磁コイル磁束φｆとは、一部の磁路が共通であり、相互結合が存在して互いに干渉する。そのため、ステータコイル電流が通電相の切り替え操作等によって変化（変動）すると、前記相互結合の干渉により界磁コイル１７に誘起電圧が生じて界磁コイル電流が脈動し、界磁コイル磁束φｆが乱れる。さらには、その影響を受けてステータコイル電流も乱れるおそれがある。
【００５９】
そこで、図５のモータ駆動制御装置１ｂは、界磁電圧補償器３６により、界磁コイル電流の変動を低減補償する補償指令値ΔＶｆ２＊の電圧を形成し、この電圧により前記相互結合の干渉を排除するようにして界磁コイル電流の脈動を抑え、界磁コイル電流及びステータコイル電流の乱れを防止する。
【００６０】
すなわち、図５のモータ駆動制御装置１ｂにおいて、電圧指令値Ｖｆ２＊は、リラクタンスモータ２の回転に伴うステータコイル電流の前記切り替え操作に基づく変化に起因した界磁コイル電流の変動を低減する本発明の第１の界磁コイル側補正値であり、変動補償部３２ａの界磁電圧補償器３６により形成される。
【００６１】
図７は図５の変動補償部３２ａが備える界磁電圧補償器３６を示し、例えばマイクロコンピュータ構成の界磁電圧補償器３６は、各相の界磁補償電圧演算器３７ａ、３７ｂ、３７ｃと加算器３８、微分器３９を有する。
【００６２】
図８は各相の界磁補償電圧演算器３７ａ、３７ｂ、３７ｃの具体的な構成を示し、界磁補償電圧演算器３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、例えば、電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊と電流指令値ｉｆ＊との種々の組み合わせのときのリラクタンスモータ２の回転角度θに対する各相それぞれの起磁力に基づく全磁束（ステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣ＋界磁コイル磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆ）φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔのデータマップ４０ａ、４０ｂ、４０ｃと、全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔのうちの前記相互結合の干渉により脈動変化する各相分の界磁コイル起磁力により生じた磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆのデータマップ４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、減算器４２ａ、４２ｂ、４２ｃとを有する。データマップ４０ａ〜４０ｃの全磁束φＡｔｏｔ〜φＣｔｏｔのデータ、データマップ４１ａ〜４１ｃの界磁コイル磁束φＡｆ〜φＣｆのデータは、シミュレーション等によって予め得られて保持されている。
【００６３】
そして、図５の回転角度検出器１８が検出する時々刻々の回転角度θにおいて、電流指令演算器２０が出力する電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊と電流指令値ｉｆ＊とに基づく各相の全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔがデータマップ４０ａ、４０ｂ、４０ｃから読み出され、同時に、そのときの電流指令値ｉｆ＊に基づく各相分の界磁コイル磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆがデータマップ４１ａ、４１ｂ、４１ｃから読み出される。さらに、各減算器４２により、全磁φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、Ｃｔｏｔから、界磁コイル起磁力により生じる各相分の磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆを差し引いて時々刻々の各相のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣが分離抽出される。
【００６４】
そして、界磁補償電圧演算器３７ａ、３７ｂ、３７ｃで算出された各相のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣが加算器３８を介して微分器３９に入力され、微分器３９は、各相のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣの時間変化（変動）に基づく起電力の電圧を算出し、この電圧を、補償指令値（前記第１の界磁コイル側補正値）ΔＶｆ２＊として図５の加算器２９に出力する。
【００６５】
そして、加算器２９により電圧指令値Ｖｆ＊に補償指令値ΔＶｆ２＊を加算することで、界磁用インバータ装置３０の電圧制御が補償指令値ΔＶｆ２＊によって補正され、界磁用インバータ装置３０の出力に基づく界磁コイル電流は、前記相互結合に基づくステータコイル電流の干渉による脈動を抑制するように補正されてリラクタンスモータ２の回転に伴う変動が低減される。
【００６６】
すなわち、本実施形態の場合は、各相のステータコイル１６のステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣに対する電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊と、界磁コイル１７の界磁コイル電流ｉｆに対する電流指令値ｉｆ＊との合計の指令値に基づく各相の全起磁力（Ｎｘ・ｉｘ＊（ｘ＝Ａ、Ｂ、Ｃ）＋Ｎｆ・ｉｆ＊）の磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔおよび、指令値ｉｆ＊に基づく起磁力Ｎｆ・ｉf＊の各相分の界磁コイル磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆを、データマップ４０ａ〜４０ｃ、４１ａ〜４１ｃから読み出し（Ｎｘ、Ｎｆはコイルの巻数）、さらに、磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔと磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆとの差を求めて各相のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣを分離し、それらを合計した全ステータコイル磁束（φＡ＋φＢ＋φＣ）を微分して界磁コイル電流ｉｆの脈動（変動）の補償電圧としての補償指令値ΔＶｆ２＊を演算し、補償指令値ΔＶｆ＊を電圧指令値Ｖｆ２＊に加算したことにより、前記相互結合に基づくステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣの界磁コイル電流ｉｆへの干渉を防止し、界磁コイル電流ｉｆの脈動を抑えて界磁コイル電流ｉｆ及びステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣの乱れを防止することができる。
【００６７】
その結果、電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊、ｉｆ＊に基づいてリラクタンスモータ２を所望のトルクおよびモータ出力に精度よく制御することができ、制御性能が著しく向上する。
【００６８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について、図１および図９を参照して説明する。
【００６９】
本実施形態においても制御対象はリラクタンスモータ２であり、モータ駆動制御装置が図図５のモータ駆動制御装置１ｂと異なる点は、変動補償部３２ａに、図７、図８の界磁電圧補償器３６に代えて、つぎに説明する界磁電圧補償器４３を備える点である。
【００７０】
図９は界磁電圧補償器４３の具体的な構成を示し、同図において図８と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００７１】
そして、界磁電圧補償器４３は、図８の界磁電圧補償器３６の各相のデータマップ４１ａ〜４１ｃの代わりに、各相のステータコイル起磁力演算器４４ａ、４４ｂ、４４ｃを有し、各減算器４２ａ、４２ｂ、４２ｃの代わりに乗算器４５ａ、４５ｂ、４５ｃを有する。
【００７２】
そして、界磁電圧補償器４３は、データマップ４０ａ、４０ｂ、４０ｃから読み出した時々刻々の回転角度θの全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔに対するステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣの割合α、β、γを、各相のステータコイル起磁力演算器４４ａ、４４ｂ、４４ｃにより演算して、各相の時々刻々のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣを求める。
【００７３】
具体的には、電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊、ｉｆ＊および、リラクタンスモータ２の各相のステータコイル１６の巻数ＮＡ、ＮＢ、ＮＣ、界磁コイル１７の巻数Ｎｆに基づき、各相のステータコイル起磁力演算器４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、つぎの数１の３式（ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれの演算から、ステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣの割合α、β、γを算出する。
【００７４】
【数１】
2012050192.tif 000003
【００７５】
そして、図５の回転角度検出器１８が検出する時々刻々の回転角度θにおいて、同図の電流指令演算器２０が出力する電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊、ｉｆ＊に基づく全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔが各相のデータマップ４０ａ、４０ｂ、４０ｃから各相の乗算器４５ａ、４５ｂ、４５ｃに読み出されると、各相の乗算器４５ａ、４５ｂ、４５ｃは、全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔに、各相の割合α、β、γを乗算して、各相のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣそれぞれを分離抽出する。
【００７６】
さらに、各相の乗算器４５が算出した各相のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣは加算器３８を介して微分器３９に入力され、第２の実施形態の場合と同様、微分器３９から図５の加算器２９に補償指令値（前記第１の界磁コイル側補正値）ΔＶｆ２＊が出力される。
【００７７】
したがって、本実施形態の場合は、各相分の界磁コイル磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆをデータマップ４１ａ、４１ｂ、４１ｃから読み出す代りに、全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔにおける各相のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣの割合（比率）α、β、γを演算してステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣを分離抽出することにより、第２の実施形態の場合と同様、補償指令値ΔＶｆ＊を電圧指令値Ｖｆ２＊に加算してステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣの界磁コイル電流ｉｆへの干渉を防止し、界磁コイル電流ｉｆの脈動を抑えて界磁コイル電流ｉｆ及びステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣの乱れを防止することができる。
【００７８】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について、図５および図１０、図１１を参照して説明する。
【００７９】
図１０は本実施形態のモータ駆動制御装置１ｃを示し、本実施形態においても制御対象はリラクタンスモータ２である。
【００８０】
そして、図１０のモータ駆動制御装置１ｃがモータ駆動制御装置１ｃと異なる点は、変動補償部３２ａが第１の実施形態の回転脈動補償電圧演算器３３、第２、第３の実施形態の界磁電圧補償器３６に代えて、以下に説明する界磁電圧補償器４６を備える点である。図１０において、図５と同一の符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００８１】
そして、界磁電圧補償器４６は、各相の抵抗降下分演算器４７ａ、４７ｂ、４７ｃと、各相の減算器４８ａ、４８ｂ、４８ｃと、減算器４８ａ〜４８ｃの減算結果を加算する加算器４９と、ゲイン・オフセット調整器５０とを有する。
【００８２】
抵抗降下分演算器４７ａ、４７ｂ、４７ｃは、まず、リラクタンスモータ２の駆動相切り替えのＮ周期分の各相のステータコイル電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊の平均値ｉＡ＊ａｖｅ、ｉＢ＊ａｖｅ、ｉＣ＊ａｖｅ及び、各相の数周期分の電圧指令値ＶＡ＊、ＶＢ＊、ＶＣ＊の平均値ＶＡ＊ａｖｅ、ＶＢ＊ａｖｅ、ＶＣ＊ａｖｅを求める。
【００８３】
図１１（ａ）、（ｂ）はリラクタンスモータ２の駆動相が切り替わるＮ周期分（数周期分）のＡ相の電圧指令値ＶＡ＊、電流指令値ｉＡ＊の波形変化例を示し、それぞれの破線が平均値ＶＡ＊ａｖｅ、ｉＡ＊ａｖｅである。他の相の電圧指令値ＶＢ＊、ＶＣ＊、電流指令値ｉＢ＊、IＣ＊の波形変化も略同様である。
【００８４】
抵抗降下分演算器４７ａ、４７ｂ、４７ｃは、つぎに、ｉＡ＊ａｖｅ／ＶＡ＊ａｖｅ、ｉＢ＊ａｖｅ／ＶＢ＊ａｖｅ、ｉＣ＊ａｖｅ／ＶＣ＊ａｖｅの演算によって各相のステータコイル抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃをくり返し算出し、算出した最新の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃから温度上昇による界磁コイル電圧の変動分を抵抗降下分ΔＶＡ＊、ΔＶＢ＊、ΔＶＣとして算出する。
【００８５】
そして、抵抗降下分演算器４７ａ、４７ｂ、４７ｃの抵抗降下分ΔＶＡ＊、ΔＶＢ＊、ΔＶＣを、各相の減算器４８ａ、４８ｂ、４８ｃにより、各相の電圧指令値ＶＡ＊、ＶＢ＊、ＶＣ＊から差し引き、それらの結果を加算器４９により加算して補償指令値ΔＶｆ＊を算出し、算出した補償指令値ΔＶｆ＊に対して、ゲイン・オフセット調整器５０により、設定された結合係数（巻線比、漏れ分を考慮した係数）を乗じて、第２、第３の実施形態の微分器３９から出力される補償指令値ΔＶｆ２＊と同様の補償指令値ΔＶｆ３＊を形成する。
【００８６】
そして、加算器２９により補償指令値ΔＶｆ３＊を電圧指令値Ｖｆ＊に加算して界磁用インバータ装置３０を制御することにより、第２、第３の実施形態の場合と同様に、前記相互結合に基づく、ステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣの界磁コイル電流ｉｆへの干渉を防止し、界磁コイル電流ｉｆの脈動を抑えて界磁コイル電流ｉｆ及びステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣの乱れを防止することができる。
【００８７】
本実施形態の場合、データマップ４０ａ〜４０ｃ、４１ａ〜４１ｃを用意することなく、演算によって補償指令値ΔＶｆ３＊を形成することができる利点がある。しかも、リラクタンスモータ２の駆動に伴う温度上昇を考慮してより精度よく補償指令値ΔＶｆ３＊を形成して界磁コイル電流ｉｆの脈動を抑えることができる。
【００８８】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について、図１２〜図１４を参照して説明する。
【００８９】
図１２は本実施形態のモータ駆動制御装置１ｄの構成を示し、モータ駆動制御装置１ｄの制御対象もリラクタンスモータ２である。図１２において、図１０等と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００９０】
本実施形態のモータ駆動制御装置１ｄは、第１〜第４の実施形態の変動補償部３２ａに代えて、界磁コイル電流の変動（操作）のステータコイル電流への非干渉化制御を行なう変動補償部３２ｂを備え、加算器２９を省いて各相の加算器２４ａ〜２４ｃと主インバータ装置２７との間に各相毎の加算器５１ａ、５１ｂ、５１ｃが設けられ、、界磁コイルの電流指令値Ｉf＊，回転角度θに基づいて、界磁コイル電流の変動（操作）に対してステータコイルに誘起される電圧を算出し、各相のステータコイル電圧指令値ＶＡ＊、ＶＢ＊、Ｖｃ＊に加算する。
【００９１】
図１３は変動補償部３２ｂの構成を示し、本実施形態の変動補償部３２ｂはステータコイル電圧補償器５２を有し、ステータコイル電圧補償器５２は各相のステータコイル電圧演算器５３ａ、５３ｂ、５３ｃを備える。
【００９２】
図１４はステータコイル電圧補償器５２が備えるステータコイル電圧演算器５３ａ、５３ｂ、５３ｃの具体的な構成を示し、ステータコイル電圧演算器５３ａ、５３ｂ、５３ｃは、例えば、図８、図９のデータマップ４０ａ、４０ｂ、４０ｃと同様の電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊と電流指令値ｉｆ＊との種々の組み合わせのときのリラクタンスモータ２の回転角度θに対する各相それぞれの全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔのデータマップ５４ａ、５４ｂ、５４ｃと、同様の各相のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣのデータマップ５５ａ、５５ｂ、５５ｃと、各相の減算器５６ａ、５６ｂ、５６ｃと、各相の微分器５７ａ、５７ｂ、５７ｃを有する。データマップ５４ａ、５４ｂ、５４ｃの全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔのデータ、データマップ５５ａ、５５ｂ、５５ｃのステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣのデータは、シミュレーション等によって予め得られて保持されている。
【００９３】
そして、図１２の回転角度検出器１８が検出する時々刻々の回転角度θにおいて、電流指令演算器２０が出力する電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊と電流指令値ｉｆ＊とに基づく各相の全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔがデータマップ５４ａ、５４ｂ、５４ｃから読み出され、同時に、そのときの電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊それぞれに基づくステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣがデータマップ５５ａ、５５ｂ、５５ｃから読み出される。さらに、各減算器５６ａ、５６ｂ、５６ｃにより、全磁φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔから、ステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣを差し引いて時々刻々の界磁コイル起磁力により生じた各相コイルの磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆが分離抽出され、それらを微分器５７ａ、５７ｂ、５７ｃで微分し、リラクタンスモータ２の回転に伴う界磁コイル磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆの時間変化（変動）に基づく起電力の電圧を算出し、この電圧を、各相の補償指令値（本発明のステータコイル側補正値）ΔＶＡ＊、ΔＶＢ＊、ΔＶｃ＊として図１２の各相の加算器５１ａ、５１ｂ、５１ｃに出力する。
【００９４】
そして、加算器５１ａ、５１ｂ、５１ｃにより各相の電圧指令値ＶＡ、ＶＢ、ＶＣに補償指令値ΔＶＡ＊、ΔＶＢ＊、ΔＶｃ＊を加算することで、主インバータ装置２７の電圧制御が補償指令値ΔＶＡ＊、ΔＶＢ＊、ΔＶｃ＊によって補正され、主インバータ装置２７の出力に基づく各相のステータコイル電流は、前記相互結合に基づく界磁コイル電流の干渉による脈動を抑制するように補正されてリラクタンスモータ２の回転に伴う変動が低減され、ステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣの脈動を抑えてステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣ及び界磁コイル電流ｉｆの乱れを防止することができる。
【００９５】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態について、図１２、図１４および図１５を参照して説明する。
【００９６】
実施形態においては、図１２の変動補償部３２ｂに、ステータコイル電圧補償器５２に代えて以下に説明するステータコイル電圧補償器５８を備える。
【００９７】
図１５はステータコイル電圧補償器５８の具体的な構成を示し、同図において図１４と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００９８】
そして、ステータコイル電圧補償器５８の各相のステータコイル電圧演算器５９ａ、５９ｂ、５９ｃは、図１４の各相のステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣのデータマップ５５ａ〜５５ｃの代わりに、各相の界磁コイル起磁力演算器６０ａ、６０ｂ、６０ｃを有し、減算器５６ａ〜５６ｃの代わりに各相の乗算器６１ａ、６１ｂ、６１ｃを有する。
【００９９】
そして、ステータコイル電圧補償器５８は、各相のステータコイル電圧演算器５９ａ、５９ｂ、５９ｃにおいて、データマップ５４ａ、５４ｂ、５４ｃから読み出した時々刻々の回転角度θの全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔに対する界磁コイル磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆの割合δ、ε、ζを、各相の界磁コイル起磁力演算器６０ａ、６０ｂ、６０ｃにより演算して、各相の時々刻々の界磁コイル起磁力により生じた各相コイルの磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆを求める。
【０１００】
具体的には、電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊、ｉｆ＊および、リラクタンスモータ２の各相のステータコイル１６の巻数ＮＡ、ＮＢ、ＮＣ、界磁コイル１７の巻数Ｎｆに基づき、各相の界磁コイル起磁力演算器６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、つぎの数２の３式（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）それぞれの演算から、各相の界磁コイル磁束（起磁力の磁束）φＡｆ、φＢｆ、φＣｆの割合δ、ε、ζを算出する。
【０１０１】
【数２】
2012050192.tif 000004
【０１０２】
そして、図１２の回転角度検出器１８が検出する時々刻々の回転角度θにおいて、同図の電流指令演算器２０が出力する電流指令値ｉＡ＊、ｉＢ＊、ｉＣ＊に基づく起磁力の全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔが各相のデータマップ５４ａ、５４ｂ、５４ｃから各相の乗算器６１ａ、６１ｂ、６１ｃに読み出されると、各相の乗算器６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔに、各相の割合δ、ε、ζを乗算して、各相の界磁コイル磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆそれぞれを分離抽出する。
【０１０３】
さらに、各相の乗算器６１ａ、６１ｂ、６１ｃが算出した各相の界磁コイル磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣが微分器５７ａ、５７ｂ、５７ｃに入力され、第５の実施形態の場合と同様、微分器５７ａ、５７ｂ、５７ｃから図１２の各相の加算器５１ａ、５１ｂ、５１ｃに補償指令値（前記ステータコイル側補正値）ΔＶＡ＊、ΔＶＢ＊、ΔＶｃ＊ΔＶＡ＊が出力される。
【０１０４】
したがって、本実施形態の場合は、ステータコイル起磁力の各相分であるステータコイル磁束φＡ、φＢ、φＣをデータマップ５５ａ、５５ｂ、５５ｃから読み出して全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔから減算する代りに、界磁コイル起磁力の各相分である界磁コイル磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆの割合δ、ε、ζを算出して全磁束φＡｔｏｔ、φＢｔｏｔ、φＣｔｏｔに乗算することにより、界磁コイル磁束φＡｆ、φＢｆ、φＣｆを分離抽出して補償指令値ΔＶＡ＊、ΔＶＢ＊、ΔＶｃ＊を形成し、第５の実施形態の場合と同様、各相の電圧指令値ＶＡ、ＶＢ、ＶＣに補償指令値ΔＶＡ＊、ΔＶＢ＊、ΔＶｃ＊ΔＶＡ＊を加算して界磁コイル電流ｉｆの操作（変動）のステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣへの干渉を防止し、ステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣの脈動を抑えてステータコイル電流ｉＡ、ｉＢ、ｉＣ及び界磁コイル電流ｉｆの乱れを防止することができる。
【０１０５】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態について、図１６を参照して説明する。
【０１０６】
図１６は本実施形態のモータ駆動制御装置１ｅを示し、本実施形態においても制御対象はリラクタンスモータ２である。
【０１０７】
図１６において図１〜図１５と同一の符号は同一もしくは相当するものを示し、本実施形態のモータ駆動制御装置１ｅは、第１〜第６の実施形態の変動補償部３２ａ、３２ｂに代わる変動補償部３２ｃに、例えば、第１の実施形態の回転脈動補償電圧演算器３３と、第２〜第４の実施形態の界磁コイル電圧補償器３６、４３、４６のいずれか１つと、第５、第６の実施形態のステータコイル電圧補償器５２、５８のいずれか１つとを備え、リラクタンスモータ２１の回転に伴う磁気抵抗変化に起因した界磁コイル電流の変動の低減及び、ステータコイル１６と界磁コイル１７の相互結合の干渉による界磁コイル電流、ステータコイル電流の変動の低減を図るようにしたものである。
【０１０８】
このように構成することにより、ステータコイル電流、界磁コイル電流の両方の電圧制御を補正してリラクタンスモータ２の回転に伴うそれらの電流の変動を極めて良好に低減することができ、高精度に所望のトルクおよび出力が得られうようにすることができる。
【０１０９】
そして、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、第１の実施形態の回転脈動補償電圧演算器３３と、第２〜第４の実施形態の界磁コイル電圧補償器３６、４３、４６のいずれか１つと、第５、第６の実施形態のステータコイル電圧補償器５２、５８のいずれか１つとの３種類の構成のうちのいずれか２つを備え、リラクタンスモータ２１の回転に伴う磁気抵抗変化に起因した界磁コイル電流の変動の低減、ステータコイル１６と界磁コイル１７の相互結合の干渉による界磁コイル電流、ステータコイル電流の変動の低減のいずれか２つを図るように構成してもよいのは勿論である。
【０１１０】
また、制御対象のリラクタンスモータは、種々の構成、形状のものであってよく、その際、アキシャルギャップ構造、ラジアルギャップ構造のいずれであってもよく、駆動相が４相以上であってもよいが、本発明は、とくに駆動相が順に切り替わって各相のステータコイル電流が方形波状に切り替わる種々の構成、形状のスイッチドリラクタンスモータに適用して著しい効果を奏する。
【０１１１】
そして、本発明は、電気自動車の駆動モータ等の種々の用途のスイッチドリラクタンスモータ等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１ａ〜１ｅ    モータ駆動制御装置
２    リラクタンスモータ
１６    ステータコイル
１７    界磁コイル
１８    回転角度検出器
２０    電流指令演算器
２７    主インバータ装置
３０    界磁用インバータ装置
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ    変動補償部
【図１】
2012050192.tif 000005
【図２】
2012050192.tif 000006
【図３】
2012050192.tif 000007
【図４】
2012050192.tif 000008
【図５】
2012050192.tif 000009
【図６】
2012050192.tif 000010
【図７】
2012050192.tif 000011
【図８】
2012050192.tif 000012
【図９】
2012050192.tif 000013
【図１０】
2012050192.tif 000014
【図１１】
2012050192.tif 000015
【図１２】
2012050192.tif 000016
【図１３】
2012050192.tif 000017
【図１４】
2012050192.tif 000018
【図１５】
2012050192.tif 000019
【図１６】
2012050192.tif 000020
【図１７】
2012050192.tif 000021
【図１８】
2012050192.tif 000022
【図１９】
2012050192.tif 000023