(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からモータのコイルに印加される電圧を制御して、該モータの運転を制御するモータ制御装置であって、
前記電源の電圧値を推定する電圧推定手段と、
該推定された電圧値に基づいて所定の検出用電圧を前記コイルに印加する検出用電圧印加手段と、
該検出用電圧に応じて前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出手段と、
前記検出された電圧値と、電流値とに基づいて推定された電圧値の誤差を特定する誤差特定手段と、
前記特定された誤差を反映して、前記モータの運転状態に応じた所定の電圧を前記コイルに印加する電圧印加制御手段とを備えるモータ制御装置。
【請求項２】
前記電圧推定手段は、前記電源の電圧値の検出結果に基づいて前記推定を行う手段である請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１記載のモータ制御装置であって、
前記誤差特定手段は、
前記電圧値と電流値との関係を記憶する記憶手段と、
該関係を参照して前記誤差を求める誤差演算手段とを備えるモータ制御装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、前記電圧値に応じた前記電流値を記憶するテーブルである請求項３記載のモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１記載のモータ制御装置であって、
前記モータは多相交流によって回転するモータであり、
前記モータのロータについて電気角を検出する電気角検出手段を備え、
前記検出用電圧印加手段は、前記電圧値に応じた電流値の変化が顕著に現れる相として、前記電気角ごとに予め設定された相に検出用電圧を印加する手段であるモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１記載のモータ制御装置であって、
前記モータは多相交流によって回転するモータであり、
前記モータのロータについて電気角を検出する電気角検出手段を備え、
前記検出用電圧印加手段は、前記ロータの回転に伴って回転し、前記電気角によって特定される所定の方向に検出用電圧を印加する手段であるモータ制御装置。
【請求項７】
請求項６記載のモータ制御装置であって、
前記モータは同期モータであり、
前記所定の方向は、前記ロータの回転中心を通り、該ロータの磁束と一致する方向であるモータ制御装置。
【請求項８】
請求項１記載のモータ制御装置であって、
前記モータが回転を開始する起動時に、前記電圧推定手段、検出用電圧印加手段、電流検出手段、および誤差特定手段を用いて前記誤差の特定を行う誤差特定制御手段を備えるモータ制御装置。
【請求項９】
請求項１記載のモータ制御装置であって、
前記誤差特定手段により特定された誤差を前記電圧推定手段における推定に反映させつつ、該電圧推定手段、検出用電圧印加手段、電流検出手段、および誤差特定手段を繰り返し用いて、前記誤差を所定範囲内に収束させる誤差収束制御手段を備えるモータ制御装置。
【請求項１０】
請求項１記載のモータ制御装置であって、
前記電圧印加制御手段は、
該モータが出力すべきトルクに応じて前記コイルに印加されるべきトルク電圧を設定するトルク電圧設定手段と、
前記誤差を反映して、該トルク電圧を印加する手段とを備えるモータ制御装置。
【請求項１１】
請求項１記載のモータ制御装置であって、
前記モータは突極型の同期モータであり、
前記コイルに印加された所定の電気角検出用電圧と、該電圧に応じて流れた電流に基づいて前記コイルの電気角を算出する電気角算出手段を備え、
前記電圧印加制御手段は、前記誤差を反映して前記電気角検出用電圧を印加する手段であるモータ制御装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のモータ制御装置であって、
前記電気角検出手段は、前記モータの停止時においては、電気角検出用電圧に含まれる誤差の影響を受けない物理量をパラメータとして電気角を算出する手段であるモータ制御装置。
【請求項１３】
電源からモータのコイルに印加される電圧を制御して、該モータの運転を制御するモータ制御方法であって、
（ａ）前記電源の電圧値を推定する工程と、
（ｂ）該推定された電圧値に基づいて所定の検出用電圧を前記コイルに印加する工程と、
（ｃ）該検出用電圧に応じて前記コイルに流れる電流値を検出する工程と、
（ｄ）前記検出された電圧値と、電流値とに基づいて推定された電圧値の誤差を特定する工程と、
（ｅ）前記特定された誤差を反映して、前記モータの運転状態に応じた所定の電圧を前記コイルに印加する工程とを備えるモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源からモータのコイルに印加される電圧を適切に制御して、該モータの運転を制御するモータ制御装置およびモータ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々のモータが産業機械、鉄道車両などに使用されている。近年では、モータを動力源として使用するハイブリッド車両も提案されている。モータはステータおよびロータの磁界の相互作用によって回転する。両者の磁界の少なくとも一方は、コイルへの通電により生じる。永久磁石型の同期モータを例にとって説明する。かかる同期モータのロータには永久磁石が貼付されている。一方、ステータにはコイルが巻回されている。このコイルに多相交流を流すことにより、ステータ側に回転磁界を生じさせることができる。同期モータは、こうして生じた回転磁界に追随するようにロータが回転する。
【０００３】
モータの運転は、コイルに印加される電圧を制御し、コイルに流れる電流を制御することにより、制御される。例えば、大きなトルクを出力すべき場合には、コイルに印加する電圧を高くし、電流を増大して強い磁界を生じさせる。逆に要求トルクが小さい場合には、コイルに印加する電圧を低くし、電流を低減して弱い磁界を生じさせる。
【０００４】
コイルに印加される電圧の制御はインバータ等を用いて行われることが多い。インバータとは直流電圧を交流電圧に変換する回路であり、一定電圧の電源のソース側とシンク側を一組とするスイッチング素子により構成される。これらのスイッチング素子が単位時間当たりにオンとなる割合、即ちデューティを変化させることにより、コイルに印加される電圧値を変化させることができる。ソース側のデューティを高めれば、出力される電圧は高くなる。デューティを低くすれば出力される電圧は低くなる。コイルに印加される電圧を所望の値に制御するためには、電源の電圧値に応じて適切なデューティでインバータを駆動する必要がある。
【０００５】
従来は、要求トルクに基づいてモータのコイルに印加されるべき電圧値を設定し、次に、その電圧値が実現されるよう、センサにより検出された電源電圧に基づいてデューティを決定していた。こうして設定されたデューティでインバータのスイッチング素子のオン・オフを制御することにより、モータの運転を制御していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の制御方法ではモータの運転を十分精度よく制御できない場合があった。電源電圧を検出するセンサは、モータを使用する環境等の影響によって検出値に誤差を含むことがある。かかる誤差は、検出値が真値から正または負の方向にずれるオフセット誤差として生じる。当然、オフセットの量も環境その他の影響によって変動する。
【０００７】
従来は、かかるオフセット誤差による影響を考慮せずにモータの制御が行われていた。先に述べた通り、モータのコイルに印加される電圧は、電源の電圧値を基準としてインバータのデューティを調整することにより、制御される。電源の電圧値に誤差が含まれている場合には、コイルに所望の電圧を正確に印加することができない。この結果、従来の制御では、要求トルクを適切に出力することができないなどの弊害が生じていた。
【０００８】
また、同期モータの制御において、電源電圧の検出誤差は次の弊害も生じていた。先に説明した通り、同期モータはロータの回転数に同期した速度で回転する回転磁界によってモータを運転する。かかる磁界を生じさせるためには、ロータの電気的な回転角、即ち電気角に応じてコイルへの通電を行う必要がある。通常、電気角の検出はホール素子等のセンサを用いて行うことが多い。しかし、近年ではモータ制御装置の構成を簡素化することによって信頼性を向上する目的から、いわゆるセンサレスで電気角を検出する技術も提案されている。
【０００９】
センサレスで電気角を検出する場合には、電気角を一旦ある値に推定した上で、モータのコイルに所定の電気角検出電圧を印加する。そして、この電気角検出電圧に応じてコイルに流れる電流を検出する。両者の間には電圧方程式と呼ばれる関係式が成立する。電気角の推定値に誤差がなければこの方程式は値０となる。電気角の推定値に誤差がある場合には、その誤差量に応じて電圧方程式の演算結果が値０からずれる。逆に、電圧方程式の演算結果におけるずれ量に基づき、電気角の推定値と真値との誤差を特定することができる。
【００１０】
センサレスで電気角を精度良く検出するためには、精度良く電気角検出電圧を印加する必要がある。電気角検出電圧の値も電源の電圧値に応じてデューティを調整することにより制御される。従来の技術では、電気角検出電圧の印加に際し、電源の電圧値を考慮していなかった。従って、電源電圧の検出誤差に伴い、電気角検出電圧の値が変動していた。この結果、電気角の検出精度が低下することがあった。電気角の検出精度の低下により、従来は、トルクの脈動などの弊害を生じ、モータの滑らかな運転を損ねることがあった。
【００１１】
近年では、モータを適用した装置が種々提案されており、モータの運転を制御する精度の向上が求められていた。このため、電源電圧の誤差に伴う精度の低下は看過し得ないものとなっていた。また、モータを動力源とする装置には、電源の電圧値が非常に高いものもあり、かかる装置では電源電圧の誤差の影響が大きかった。本発明は上記課題を解決するためになされ、モータのコイルに印加される電圧の検出誤差に起因する弊害を抑制し、モータの運転を適切に制御する技術を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では以下の構成を採った。
本発明のモータ制御装置は、
電源からモータのコイルに印加される電圧を制御して、該モータの運転を制御するモータ制御装置であって、
前記電源の電圧値を推定する電圧推定手段と、
該推定された電圧値に基づいて所定の検出用電圧を前記コイルに印加する検出用電圧印加手段と、
該検出用電圧に応じて前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出手段と、
前記検出された電圧値と、電流値とに基づいて推定された電圧値の誤差を特定する誤差特定手段と、
前記特定された誤差を反映して、前記モータの運転状態に応じた所定の電圧を前記コイルに印加する電圧印加制御手段とを備えることを要旨とする。
【００１３】
かかるモータ制御装置によれば、電源の電圧値の推定値についての誤差を反映して運転状態に応じた電圧を印加することができる。従って、モータの運転を適切に制御することができる。
【００１４】
先に説明した通り、モータのコイルに印加される電圧は電源の電圧値に応じてインバータ等の駆動回路を制御することにより制御されるのが通常である。従来は、センサにより検出された電源の電圧値を真値として該制御が行われていた。これに対し、本発明のモータ制御装置は、電源の電圧値を一旦、ある値に推定する。こうして推定された電圧値に基づいて検出用電圧印加手段が検出用電圧を印加する。推定された電圧値と真値との間に誤差があれば、予め設定された値とは異なる電圧値の検出用電圧が印加されることになる。印加された検出用電圧の誤差は、該電圧に応じてコイルに流れた電流により検出することができる。従って、かかる誤差に基づき、電源電圧の推定値の誤差をも特定することができる。本発明のモータ制御装置は、こうして特定された誤差を反映することにより、コイルに適切な電圧を印加することができる。
【００１５】
本発明のモータ制御装置において、電圧推定手段には、種々の構成を適用可能である。例えば、電源電圧を常に予め定めた一定の値であるものと仮定するものとしてもよい。こうすれば、装置全体の構成および処理を簡易なものとすることができる。
また、前記電圧推定手段は、前記電源の電圧値の検出結果に基づいて前記推定を行う手段であるものとしてもよい。こうすれば、推定した電圧値と真値との誤差を比較的小さい範囲に抑制することができ、誤差の反映をより適切に行うことが可能となる。
【００１６】
また、検出用電圧は、予め定めた一定値の電圧を印加するようインバータ等の駆動回路を制御して印加するものとしてもよいし、該駆動回路の制御状態を予め定めた一定の状態にして印加するものとしてもよい。前者の場合は、電源電圧の推定値に応じて駆動回路の制御状態が変わるため、結果としてコイルに印加される電圧値が変動する。後者の場合は、電源電圧の実際の変動が直接コイルに印加される電圧値の変動として現れる。いずれにしても、本来、電圧の推定値に誤差が含まれると、印加されるべき検出用電圧からずれた電圧がコイルに印加されることになる。なお、後者の場合は、電源電圧が常に一定の値に推定されている状態に対応する。
【００１７】
本発明のモータ制御装置において、前記誤差特定手段も種々の構成を適用可能である。
例えば、
前記誤差特定手段は、
前記電圧値と電流値との関係を記憶する記憶手段と、
該関係を参照して前記誤差を求める誤差演算手段とを備えるものとすることができる。
【００１８】
こうすれば、記憶手段を参照することにより、電源の電圧の推定値が真値であると仮定した場合に本来検出されるべき電流値を求めることができる。一方、検出された電流に基づいて、電源電圧の現実の値を求めることができる。この結果、両者から推定値と真値との誤差を定量的に演算することができる。なお、記憶手段は、上記電圧値と電流値との関係を関数として記憶するものとしてもよいし、前記電圧値に応じた前記電流値を記憶するテーブルであるものとしてもよい。関数を利用すれば、関係を記憶するための容量を抑制することができる利点がある。一方、テーブルを利用すれば、電圧値と電流値が非常に非線形性が強い場合など関数で十分表現し得ない場合にも適切に対応することができる利点がある。
【００１９】
誤差特定手段は、上述の通り誤差を定量的に求める構成に限られるものではない。例えば、誤差が生じているか否かを特定することができるものとしてもよい。かかる構成の一例としては、所定の検出用電圧に対して本来検出されるべき電流値を記憶し、この電流値と検出された電流値とを比較することにより実現する構成が挙げられる。誤差が生じているか否かを特定することができれば、電源電圧の推定値を逐次変更して検出用電圧を繰り返し印加する等の方法により、誤差を反映したモータの制御を実現することが可能となる。
【００２０】
本発明のモータ制御装置は、交流モータ、直流モータに限らず、電源の電圧に基づいてコイルに印加する電圧を制御することで、運転が制御される種々のモータに適用可能である。また、特定のモータに適用する場合には、更に、以下に示す種々の構成を採ることも可能である。
【００２１】
例えば、本発明のモータ制御装置を、多相交流によって回転するモータに適用する場合には、
前記モータのロータについて電気角を検出する電気角検出手段を備え、
前記検出用電圧印加手段は、前記電圧値に応じた電流値の変化が顕著に現れる相として、前記電気角ごとに予め設定された相に検出用電圧を印加する手段であるものとすることができる。
【００２２】
多相交流によって回転するモータにおいては、電気角に応じて各相コイルのインダクタンスが変化するため、各相コイルに印加された電圧と該電圧に応じて流れる電流との関係が変化することが知られている。同様に電源電圧の誤差による影響も電気角の変化に応じて各相ごとに変化する。従って、電気角ごとに、電源電圧の誤差の影響を特定しやすい相を選択することができる。上記構成では、かかる性質を利用して、誤差を特定しやすい相を電気角ごとに使い分けることにより、誤差をより精度良く特定できる。上記構成において、電流値の変化が顕著に現れる相とは、かかる観点から、電流検出手段の精度等を考慮して、誤差を特定しやすい相を任意に選択することができる。必ずしも各電気角で電流値の変化が最大となる相に限定されるものではない。
【００２３】
同様に、本発明のモータ制御装置を多相交流によって回転するモータに適用する場合には、
前記モータのロータについて電気角を検出する電気角検出手段を備え、
前記検出用電圧印加手段は、前記ロータの回転に伴って回転し、前記電気角によって特定される所定の方向に検出用電圧を印加する手段であるものとすることもできる。
【００２４】
かかる構成によれば、検出用電圧と電流との関係を各相ごとに記憶したり、誤差の検出に適した相を選択したりする必要がないため、記憶容量の低減や処理の簡素化を図ることが可能となる。多相交流によって回転するモータでは、ロータと同期して回転する回転磁界によって運転される。回転磁界の制御はいわゆるベクトル制御によって行われることが多い。ベクトル制御とは、ロータの回転とともに回転する軸を設定し、その軸方向の磁界の強さを要求トルクに応じて制御する方法をいう。磁界の強さおよび方向を比較的制御しやすい利点がある。ベクトル制御でモータの運転を制御している場合には、該制御で使用される軸を検出用電圧の印加方向に適用することができるため、モータ制御装置全体の構成や処理の簡素化を図る上で好ましい。
【００２５】
上述の構成において、ロータの回転に伴う方向としては、ベクトル制御で使用される方向に関わらず種々の方向を用いることが可能であるが、
前記モータが同期モータである場合には、
前記所定の方向は、前記ロータの回転中心を通り、該ロータの磁束と一致する方向であるものとすることが望ましい。
【００２６】
同期モータにおいては、ロータの回転中心を通り、ロータの磁束と一致する方向（以下、ｄ軸方向とよぶ）、およびロータの回転面内でｄ軸方向に直交する方向（以下、ｑ軸方向とよぶ）をベクトル制御に用いるのが通常である。ｑ軸方向がモータのトルクの発生に主として起因する方向である。上記構成では、検出用電圧をｄ軸方向に印加する。従って、検出用電圧の印加に際し、トルクの発生を抑制することができる。この結果、上記構成によれば、電源電圧の誤差を特定する処理中にモータのトルクに変動が生じ、振動等が発生することを抑制することができる。
【００２７】
本発明のモータ制御装置において、前記誤差の特定は種々のタイミングで実行することができる。
例えば、前記モータが回転を開始する起動時に、前記電圧推定手段、検出用電圧印加手段、電流検出手段、および誤差特定手段を用いて前記誤差の特定を行う誤差特定制御手段を備えるものとしてもよい。
【００２８】
かかるモータ制御装置によれば、モータが回転を開始する起動時にのみ誤差の特定を実行する。一般に電源の電圧値自体はモータの運転中に大きな変動は生じない。また、電圧値の検出をセンサで行う場合も、運転中にオフセットの大きな変動は生じない。逆にモータの起動時には、モータ停止中の環境条件等に応じて電源の電圧の推定値に大きな誤差を含む場合が多い。上述のモータ制御装置によれば、起動時に誤差の特定を行うため、運転を開始した当初からモータの運転を適切に制御することができる。また、上記構成において、モータが運転を開始した後は、誤差の特定を行わないものとすれば、運転中のモータの制御に要する時間を短縮することができ、高速運転時にも適切にモータを制御することが可能となる。
【００２９】
また、本発明のモータ制御装置においては、該電圧推定手段、検出用電圧印加手段、電流検出手段、および誤差特定手段をそれぞれ１回ずつ用いて誤差の特定を行うことも可能であるが、
前記誤差特定手段により特定された誤差を前記電圧推定手段における推定に反映させつつ、該電圧推定手段、検出用電圧印加手段、電流検出手段、および誤差特定手段を繰り返し用いて、前記誤差を所定範囲内に収束させる誤差収束制御手段を備えるものとしてもよい。
【００３０】
各手段を１回ずつ用いて誤差の特定を行えば、誤差の特定に要する時間を短縮することができる利点がある。一方、各手段を繰り返し用いて誤差を収束させるものとすれば、より精度よく誤差を特定することができ、モータの運転をより精度良く制御できる利点がある。電源電圧の誤差と該電圧に応じて流れる電流値との関係に非線形性が強い場合などには、後者の誤差収束手段を備えることが特に好ましい。
【００３１】
本発明のモータ制御装置において、特定された誤差はモータの制御に種々の態様で反映させることが可能である。
例えば、
前記電圧印加制御手段は、
該モータが出力すべきトルクに応じて前記コイルに印加されるべきトルク電圧を設定するトルク電圧設定手段と、
前記誤差を反映して、該トルク電圧を印加する手段とを備えるものとすることができる。
【００３２】
こうすれば、電源電圧の誤差を反映して、トルク電圧を適切に印加することができる。従って、モータの出力トルクを要求トルクに精度良く一致させることが可能となる。もちろん、前記特定された誤差を反映させる方法も種々の態様が考えられる。第１に、印加されるべき電圧値に基づいてデューティ等を設定する際に用いられる電源電圧値自体に反映する態様である。当然、特定された誤差に基づいて前記推定された電圧値を補正するものとしてもよいし、誤差特定手段において電源電圧の真値が求められている場合には、真値に置換するものとしてもよい。第２に、推定された電源電圧に基づいて一旦設定されたデューティ等を誤差特定手段により特定された誤差に基づいて補正する態様を採ることもできる。さらに、トルク電圧の値自体を誤差に基づいて補正するものとしてもよい。
【００３３】
また、前記モータは突極型の同期モータである場合には、特定された誤差を次の態様でモータの制御に反映させることもできる。
即ち、
前記コイルに印加された所定の電気角検出用電圧と、該電圧に応じて流れた電流に基づいて前記コイルの電気角を算出する電気角算出手段を備え、
前記電圧印加制御手段は、前記誤差を反映して前記電気角検出用電圧を印加する手段であるものとすることもできる。
【００３４】
かかる構成では、突極型の同期モータの電気角の検出をセンサレスで行う電気角算出手段を備える。電気角は、コイルに印加された所定値の検出用電圧と、該電圧に応じてコイルに流れる電流との関係を用いることにより、センサレスで算出することができる。上記構成では、電源電圧の誤差を反映して、検出用電圧を適切に印加することができる。従って、電気角を精度良く算出することができ、モータの運転を適切に制御することができる。
【００３５】
ここで、センサレスでの電気角の算出方法の一例を示す。例えば、モータが比較的高速回転で運転している場合には、次式（１）（２）に示す電圧方程式を用いて電気角の算出を行う。
Ｖｄ−Ｒ・Ｉｄ−ｐ（Ｌｄ・Ｉｄ）＋ω・Ｌｑ・Ｉｑ＝０  ・・・（１）
Ｖｑ−Ｒ・Ｉｑ−ｐ（Ｌｑ・Ｉｑ）−ω・Ｌｄ・Ｉｄ−Ｅ＝０  ・・・（２）
ここで、Ｖはモータに印加される電圧値、Ｉはモータ巻線に流れる電流値、Ｌは巻線のインダクタンスを示している。Ｖ，Ｉ，Ｌに付けられた添え字ｄおよびｑは、それぞれの値がモータのいわゆるｄ軸、ｑ軸方向の値であることを意味している。上式の他の変数について、Ｒはモータコイル抵抗、ωはモータの電気的回転角速度、Ｅはモータの回転によって生じる起電力を示している。モータの電気的角速度ωは、モータの機械的な角速度に極対数を乗じて求められる値である。また、ｐは時間微分演算子である。つまり、
ｐ（Ｌｄ・Ｉｄ）＝ｄ（Ｌｄ・Ｉｄ）／ｄｔ
である。
【００３６】
上述の電圧方程式（１）（２）は、ｄ軸、ｑ軸について常に成立する方程式である。センサレスでモータを制御する場合、まずモータの制御装置はある推定された電気角θｃに基づいて上記方程式を演算する（図４参照）。このとき、演算結果には推定された電気角θｃと現実の電気角θとの誤差角Δθに応じた演算誤差が生じる。つまり、算出された電流および電圧値を用いて上述の電圧方程式（１）（２）を計算すれば、本来は値０となるべき両方程式が０以外の値となる。前のタイミングにおける電気角に、現タイミングにおける電圧値、電流値等を用いて計算された方程式（１）（２）の誤差を考慮した補正を行うことにより、現タイミングにおける電気角を算出することができる。
【００３７】
電気角を演算する方法の具体例を以下に示す。先に示した電圧方程式（１）（２）において、時間微分（ｄ／ｄｔ）を時間差分（変化量／時間）に置き換えて変形すると次式（３）〜（５）が得られる。
0004092811.tif 000002
【００３８】
ここで、Ｉｄ，Ｉｑはｄ軸、ｑ軸の電流、即ち磁化電流およびトルク電流、Ｌｄ，Ｌｑはｄ軸、ｑ軸方向のインダクタンス、Ｖｄ、Ｖｑは巻線に印加される電圧値を示している。それぞれの変数に付けられた（ｎ）等は、上記演算が周期的に繰り返し実行されていることを踏まえて付されており、（ｎ）は現タイミングにおける値であり、（ｎ−１）は前タイミングにおける値を意味している。Ｉｄｍ、Ｉｑｍは磁化電流およびトルク電流のそれぞれのモデル値、即ち推定した電気角が正しいと仮定した場合に電圧方程式に基づいて求められる電流の理論値を意味する。なお、この演算が実行される周期は、上式における時間ｔである。
【００３９】
また、上記電圧方程式における時間微分の項については、インダクタンスが一定値を採るものと仮定して展開している。例えば、
ｐ（Ｌｄ・Ｉｄ）＝Ｌｄ・ｐ（Ｉｄ）
としている。ｐ（Ｌｑ・Ｉｑ）についても同様である。
【００４０】
その他の変数について、ωはモータの回転角速度である。ωはｒａｄ／ｓｅｃを単位としており、モータの回転数Ｎ（ｒｐｍ）および極対数Ｎｐとの間には、ω＝２π・Ｎｐ・Ｎ／６０なる関係がある。ｋｋ１は起電力Ｅ（ｎ）、Ｅ（ｎ−１）、ΔＩｑとを関係づけ、電気角の算出に用いられるゲインであり、実験的に定められるものである。
【００４１】
こうして算出されたΔＩｄ，ΔＩｑ，Ｅ（ｎ）を用いて、前タイミングにおける電気角θ（ｎ−１）から次式（６）に基づいて現タイミングにおける電気角θ（ｎ）を求める。
0004092811.tif 000003
但し、ｓｇｎはω＞０のとき「＋」であり、ω＜０のとき「−」であることを意味する。ここでは、モータが高速運転されていることを前提としているため、モータが回転していない場合、即ちω＝０である場合は考慮しない。また、ｋｋ２，ｋｋ３はｋｋ１と同じく電気角の算出に用いられるゲインであり、実験的に定められるものである。
【００４２】
電気角をセンサレスで検出する方法は、上述以外にも種々の方法が提案されている。いずれの方法も所定の検出用電圧と、該電圧に応じて流れる電流値を用いて電気角を演算するものである。従って、本発明は上述の方法のみならず、電気角をセンサレスで検出する種々の方法に適用することが可能であり、それぞれの方法において電気角の検出精度の向上を図ることができる。
【００４３】
電気角をセンサレスで検出する場合、
前記電気角検出手段は、前記モータの停止時においては、電気角検出用電圧に含まれる誤差の影響を受けない物理量をパラメータとして電気角を算出する手段であるものとすることが望ましい。
【００４４】
電源電圧の推定値の誤差による電流の変化量への影響は、電気角に応じて変動する。かかる誤差を精度良く特定するためには、電気角に応じたテーブル等を利用した処理を行うことが望ましい。その一方で、電気角をセンサレスで検出するためには、所定の電気角検出用電圧を印加する必要がある。電気角および電源電圧の推定値の双方に誤差が含まれている場合には、いずれも十分な精度で特定できない可能性もある。
【００４５】
上記モータ制御装置によれば、モータの停止時においては、電気角検出用電圧に含まれる誤差の影響を受けない物理量をパラメータとして電気角を演算することができる。かかる演算方法としては、特開平７−１７７７８８記載の技術を適用することができ、例えば、２相間に流れる電流の偏差を上記パラメータとして適用することができる。かかるパラメータを適用することにより、モータの停止時においては、電源電圧の推定値に誤差が含まれていても電気角を精度良く検出することができる。電気角を精度良く検出することができれば、推定値に含まれる誤差を精度良く特定することができる。従って、上記構成のモータ制御装置によれば、センサレスでの制御を精度良く実行することが可能となる。
【００４６】
なお、以上の説明では、電源電圧の誤差をトルク電圧の制御に反映した場合と、電気角検出用電圧に反映した場合とを説明した。誤算の反映は、トルク電圧の制御と電気角検出用電圧の制御の双方に反映するものとしてもよいし、いずれか一方にのみ反映するものとしてもよい。
【００４７】
本発明は以下に示すモータ制御方法として構成することもできる。
即ち、本発明のモータ制御方法は、
電源からモータのコイルに印加される電圧を制御して、該モータの運転を制御するモータ制御方法であって、
（ａ）前記電源の電圧値を推定する工程と、
（ｂ）該推定された電圧値に基づいて所定の検出用電圧を前記コイルに印加する工程と、
（ｃ）該検出用電圧に応じて前記コイルに流れる電流値を検出する工程と、
（ｄ）前記検出された電圧値と、電流値とに基づいて推定された電圧値の誤差を特定する工程と、
（ｅ）前記特定された誤差を反映して、前記モータの運転状態に応じた所定の電圧を前記コイルに印加する工程とを備えるモータ制御方法である。
【００４８】
かかる制御方法によれば、先にモータ制御装置で説明したのと同様の作用に従い、モータの運転を適切に制御することができる。なお、本発明のモータ制御方法においても、モータ制御装置で説明した種々の付加的構成を適用することが可能であることは言うまでもない。
【００４９】
【発明の実施の形態】
（１）実施例の構成：
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用いて説明する。図１は実施例としてのモータ制御装置１０の機能ブロックを示す説明図である。モータ制御装置１０は、バッテリ１５からの印加電圧を制御して、モータ４０の運転を制御する。かかる制御を実行するため、モータ制御装置１０は、電気角検出部２００、電流検出部２０２、電圧印加制御部２０４、電圧補正部２０６、電圧補正テーブル２０８、電源電圧検出部２１０、トルク電圧設定部２１２の各機能ブロックを備える。図中の太い実線で示したのはバッテリ１５とモータ４０間の電流の経路を示し、矢印は各機能ブロック間の信号のやりとりを示す。
【００５０】
ここでは、モータ４０としてＵ，Ｖ，Ｗの三相コイルを備える突極型の同期モータを適用した。電源電圧検出部２１０はバッテリ１５の電圧を検出する。検出結果は電圧補正部２０６に受け渡される。電圧補正部２０６は電源電圧の検出結果に含まれる誤差を補正して、電圧印加制御部２０４に出力する。但し、モータ４０の運転を起動した時点では、電圧補正部２０６は電源電圧の検出結果に含まれる誤差量を特定できないため、電源電圧検出部２１０による検出結果をそのまま電圧印加制御部２０４に出力する。従って、この時点では、電圧印加制御部２０４には誤差を含んだ電源電圧値が受け渡されることになる。
【００５１】
電気角検出部２００はモータ４０について、ロータの電気的な回転位置、即ち電気角を検出する。こうして検出された電気角は電圧印加制御部２０４に出力され、モータ４０のコイルに印加される電圧の制御に使われるとともに、電圧補正部２０６に受け渡され電源電圧の補正に使用される。電圧印加制御部２０４は、モータ４０のコイルに印加される電圧を制御する。ここで、電圧印加制御部２０４はモータ４０に以下の２種類の電圧を印加する。第１に、モータ４０が起動した直後は予め設定された検出用電圧を印加する。第２に、モータ４０が運転を開始した後は、要求トルクに応じて設定されたトルク電圧を印加する。
【００５２】
モータ４０が起動した直後に電圧印加制御部２０４が所定の検出用電圧を印加すると、モータ４０のコイルにはこの電圧に応じた電流が流れる。電流検出部２０２はコイルに流れる電流を検出する。検出結果は電圧補正部２０６に受け渡される。電圧補正部２０６は、この検出結果に基づいて次の方法により、電源電圧の検出結果に含まれる誤差を特定する。
【００５３】
先に説明した通り、モータ４０が起動した直後は電圧補正部２０６は電源電圧の検出値に含まれている誤差を補正できない。従って、電圧印加制御部２０４は誤差が含まれている電源電圧に基づいて検出用電圧を印加する。当然、検出用電圧は本来印加されるべき所定値からずれた電圧値となる。また、検出用電圧に応じて流れる電流値も本来検出されるべき値からのずれが生じる。電圧補正テーブル２０８には、電源電圧の値と、検出用電圧が適正に印加された場合にコイルに流れる電流値との関係が予め記憶されている。電圧補正部２０６は検出用電圧に応じて流れた電流値に基づいて電圧補正テーブル２０８を参照することにより、電源電圧の真値を求めることができ、電源電圧の検出値に含まれる誤差を特定することができる。かかる処理を実行して以降、電圧補正部２０６は電源電圧検出部２１０の検出結果を補正して、電源電圧の適正な値を電圧印加制御部２０４に出力する。
【００５４】
電圧印加制御部２０４はモータ４０からトルクを出力するための電圧、即ちトルク電圧を印加する機能も果たす。トルク電圧は、外部から入力される要求トルクに応じてトルク電圧設定部２１２が設定する。本実施例では、電流検出部２０２により検出された電流値に基づいて、トルク電圧をいわゆる比例積分制御によって設定するものとしている。モータ４０の運転が開始された後は、電圧補正部２０６から電源電圧の適正な値が受け渡されているから、電圧印加制御部２０４はトルク電圧を適切にコイルに印加することができる。
【００５５】
図２はモータ制御装置１０の概略構成を示す説明図である。本実施例ではマイクロコンピュータとして構成される制御ユニット１００を中心にモータ制御装置を構成した。制御ユニット１００は図示する通り、内部に後述する制御処理を実行するＣＰＵ１２０、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２４、および外部とのデータのやりとりを行うための入力ポート１１６、出力ポート１１８、並びに全体の動作タイミングを司るクロック１２６が備えられている。
【００５６】
制御ユニット１００に入力される信号としては、モータ４０の電気角を検出する電気角センサ１０９、バッテリ１５の電圧を検出する電圧センサ１０８、モータ４０のＵ相、Ｖ相に流れる電流を検出する電流センサ１０２、１０３からの信号がある。なお、電流センサ１０２，１０３からの信号は、フィルタ１０６，１０７によって高周波ノイズが除去され、ＡＤＣ１１２，１１３によってディジタル信号に変換された後、制御ユニット１００に入力される。制御ユニット１００には外部から指定されるトルク指令値も入力される。なお、Ｗ相には電流センサが設けられていない。これは、同期モータ４０のコイルに流れる三相交流は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の電流の総和が常に値０に保たれるため、Ｕ，Ｖ相の電流値から算出可能だからである。
【００５７】
モータ４０の各コイルへは、インバータ１３０を介してバッテリ１５の電圧が印加される。インバータ１３０はＵ，Ｖ，Ｗの各相ごとにバッテリ１５のソース側とシンク側の２個のトランジスタを一組にし、計６個のトランジスタを主要回路として備えるトランジスタインバータとして構成されている。制御ユニット１００からは、インバータ１３０の各トランジスタをオン・オフするための制御信号が出力される。制御ユニット１００はかかる信号によりインバータ１３０のトランジスタのオン・オフの割合、即ちデューティを調整することで、モータ４０の各コイルに印加される電圧を制御する。デューティは電源電圧の値と印加すべき電圧値に応じて設定される。ある一定の電圧値を印加すべき場合を考える。電源電圧の値が高いときは、ソース側のトランジスタをオンにする割合を比較的低くする必要がある。つまり、デューティが低くなる。一方、電源電圧の値が低いときは、ソース側のトランジスタをオンにする割合を比較的高くする必要がある。つまり、デューティが高くなる。制御ユニット１００はこのようにバッテリ１５の電圧値と印加すべき電圧値の双方に応じてデューティを設定する。
【００５８】
モータ制御装置１０のハードウェア構成（図２）と、機能ブロック（図１）との対応関係は次の通りである。図２中の電流センサ１０２，１０３、フィルタ１０６，１０７およびＡＤＣ１１２，１１３が機能ブロックにおける電流検出部２０２に対応する。電圧センサ１０８が電源電圧検出部２１０に対応する。電気角センサ１０９が電気角検出部２００に対応する。電気角検出部２００はいわゆるセンサレスで電気角を検出する構成を採用することも可能であるが、第１実施例ではホール素子を利用して電気角を検出する電気角センサ１０９を用いた場合を例示した。インバータ１３０および制御ユニット１００が図１中の電圧印加制御部２０４に対応する。制御ユニット１００は、また、図１中のその他の機能ブロックにも対応する。
【００５９】
図３は三相同期モータ４０の概略構成を示す説明図である。この三相同期モータ４０は、ステータ３０とロータ５０とからなる。ロータ５０は、直交する位置に４箇所の突極７１〜７４を備える。また、突極７１〜７４の中間位置には、それぞれ永久磁石５１〜５４が貼付されている。永久磁石５１〜５４は、ロータ５０の半径方向に磁化されており、その極性は隣り合う磁石同士が互いに異なる磁極となっている。例えば、永久磁石５１は外周面がＮ極であり、その隣の永久磁石５２は外周面がＳ極となっている。この永久磁石５１，５２は、ロータ５０およびステータ３０を貫く磁路Ｍｄを形成する。なお、本実施例では、永久磁石５１〜５４による磁束の分布が、ロータ５０の円周方向に正弦波とならない非正弦波着磁モータを適用しているが、もちろん正弦波着磁モータを用いることもできる。
【００６０】
ステータ３０は、計１２個のティース２２を備える。ティース２２間に形成されたスロット２４には、ステータ３０に回転磁界を発生させるコイル３２が巻回されている。コイル３２に回転磁界を発生するよう励磁電流を流すと、隣接する突極、ロータ５０およびステータ３０を貫く磁路Ｍｑが形成される。
【００６１】
上述した永久磁石５１により形成される磁束が、回転軸中心を通ってロータ５０を径方向に貫く軸をｄ軸と呼び、ロータ５０の回転面内において前記ｄ軸に電気的に直交する軸をｑ軸と呼ぶ。ｄ軸およびｑ軸はロータ５０の回転に伴い回転する軸である。本実施例では、ロータ５０に貼付された永久磁石５１および５３は外周面がＮ極となっており、永久磁石５２および５４は外周面がＳ極となっていることから、図示する通り、幾何学的にはｄ軸と４５度方向にある軸がｑ軸となる。
【００６２】
図４は三相同期モータ４０の等価回路を示す説明図である。三相同期モータ４０はＵ，Ｖ，Ｗの三相コイルと、回転軸中心回りに回転する永久磁石を有する等価回路により表され、ｄ軸はこの等価回路において永久磁石のＮ極側を正方向として貫く軸として表される。また、電気角はＵ相コイルを貫く軸とｄ軸との回転角θとなる。本実施例では、電流をベクトルとして扱うベクトル制御により、電気角θを用いて、モータ４０の運転を制御している。
【００６３】
ベクトル制御の考え方について図４を用いて説明する。図４においてＵ相に電流Ｉｕを流せば磁界が生じる。この磁界はＵ相を貫く方向に生じ、かつその大きさは電流Ｉｕに応じて変化する。従って、Ｕ相電流は、この磁界の方向および大きさＩｕをもつベクトル量として表すことができる。他のＶ相およびＷ相に流れる電流Ｉｖ、Ｉｗも同様にベクトル量として表すことができる。このように電流をベクトルとして考えると平面内の電流ベクトルは代表的な２方向の電流ベクトルの和として表される。この２方向を図４のｄ軸方向、ｑ軸方向にとれば、モータ回転面の任意の方向に生じる磁界に対応する電流ベクトルは、これらの２方向の電流Ｉｄ、Ｉｑを用いて表すことができる。
【００６４】
Ｕ，Ｖ相の電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいて電流Ｉｄ、Ｉｑを求める関係式は、次式で与えられる。これを３相／２相変換と呼ぶ。
Ｉｄ＝（−Ｉｕ・sin（θ−１２０）＋Ｉｖ・sinθ）・√２；
Ｉｑ＝（−Ｉｕ・cos（θ−１２０）＋Ｉｖ・cosθ）・√２；
【００６５】
逆にＩｄ、Ｉｑが求まっているとき、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の電流の総和が０（Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０）となる条件を用いれば、次式により各相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを求めることもできる。これを２相／３相変換と呼ぶ。
Ｉｕ＝（Ｉｄ・cosθ−Ｉｑ・sinθ）・√（２／３）；
Ｉｖ＝（Ｉｄ・cos（θ−１２０）−Ｉｑ・sin（θ−１２０））・√（２／３）；
Ｉｗ＝  −Ｉｕ−Ｉｖ；
【００６６】
以上より、モータのｄ軸、ｑ軸方向に流す電流が求まれば、上式により実際にＵ，Ｖ，Ｗ相に流すべき電流を求めることができる。また、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に印加すべき電圧を求めることもできる。ｄ軸およびｑ軸方向に流すべき電流の強さは要求トルクに応じて予め設定され、テーブルとして記憶されている。本実施例では、要求トルクに基づいてかかるテーブルを参照しｄ軸、ｑ軸方向に流すべき電流値を設定した後、２相／３相変換によってＵ，Ｖ，Ｗ相に流すべき電流値を設定する。そして、既に流れている電流との偏差に基づいて各相に印加すべき電圧値を比例積分制御によって設定するのである。
【００６７】
（２）モータ制御処理：
次に、本実施例におけるモータ制御処理について説明する。図５はモータ制御処理のフローチャートである。このルーチンは制御ユニット１００のＣＰＵ１２０が実行する処理である。このルーチンでは、ＣＰＵ１２０は最初に電圧補正処理を実行する（ステップＳ１００）。電圧補正処理とは、バッテリ１５の電圧値について電圧センサ１０８の検出結果に含まれる誤差を特定し、補正する処理をいう。
【００６８】
図６は電圧補正処理ルーチンのフローチャートである。この処理が開始されるとＣＰＵ１２０は電気角の検出を行う（ステップＳ１０２）。電気角は電気角センサ１０９により検出される。次に上記誤差を特定するための検出用電圧をＵ，Ｖ，Ｗのいずれの相に印加すべきかの選択を行う（ステップＳ１０４）。本実施例では、電気角に応じて電圧を印加すべき相が予め設定されている。ＣＰＵ１２０はかかる設定に基づいて相の選択を行うのである。相の設定方法については後述する。
【００６９】
こうして電圧を印加すべき相が設定されると、ＣＰＵ１２０はバッテリ１５の電圧を検出する（ステップＳ１０６）。また、コイルに流れる初期電流ｉ０を検出する（ステップＳ１０８）。これらの値は、電圧センサ１０８および電流センサ１０２、１０３により検出される。初期電流ｉ０はステップＳ１０４で選択された相の電流値である。
【００７０】
次にＣＰＵ１２０はステップＳ１０４で選択された相に検出用電圧を印加する（ステップＳ１１０）。検出用電圧は予め一定のデューティでインバータ１３０をスイッチングすることにより印加される。このデューティはバッテリ１５が採りうる電圧値、コイルに流れる電流の検出精度等を考慮して適切な値を選択することができる。かかるデューティでインバータ１３０がスイッチングされると、バッテリ１５によりコイルに電圧が印加される。この電圧に応じてコイルには電流が流れる。ＣＰＵ１２０は検出用電圧の印加後の電流値ｉ１を電流センサ１０２，１０３により検出する。また、検出用電圧による電流の変化量Δｉｄを、電流値ｉ１と初期電流値ｉ０との差分により算出する（ステップＳ１１２）。
【００７１】
次にＣＰＵ１２０は、こうして演算された電流の変化量Δｉｄと、ステップＳ１０６で検出された電圧値に応じて本来検出されるべき電流の変化量Δｉｔとの差分が所定の範囲α内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１０６で検出された電圧値には誤差が含まれていることがある。特にモータ４０の起動時、つまり図５のモータ制御処理ルーチンが開始された直後は、モータ制御装置が置かれていた環境等の影響により看過しえない程のオフセット誤差が生じることがある。オフセット誤差がある場合には、予め設定されたデューティでインバータ１３０のスイッチングを行っても、本来印加されるべき電圧とは異なる値の電圧がコイルに印加される。この結果、ステップＳ１１２において求められた電流の変化量Δｉｄ（以下、検出値Δｉｄと呼ぶ）は、検出用電圧に誤差が含まれていないと想定した場合に検出されるべき電流の変化量Δｉｔ（以下、理想値Δｉｔと呼ぶ）からずれた値となる。当然、両者のずれ量は、検出された電圧のオフセット誤差に応じて変動する。
【００７２】
ステップＳ１１４において、検出値Δｉｄと真値Δｉｔとの差分が所定の値αよりも小さい場合には、電圧の検出値はほぼ真値に近いと判断される。従って、かかる場合には、ＣＰＵ１２０は何ら補正処理を行うことなく電圧補正処理ルーチンを終了する。一方、両者の差分が所定の値α以上である場合には、電圧の検出値は看過し得ない誤差を含んでいるものと判断される。かかる場合には、ＣＰＵ１２０は電圧の検出値のオフセット補正処理を実行する（ステップＳ１１６）。上述の値αは、このようにオフセット補正処理を行うか否かの判断基準となる値であり、オフセット誤差がモータ４０の運転に与える影響が十分小さくなる範囲で任意に設定することができる。
【００７３】
オフセット補正処理について説明する。図７はオフセット補正処理に使用される電圧補正テーブルの内容を示す説明図である。検出用電圧を印加する際のデューティでインバータ１３０をスイッチングした場合について、電源電圧値と電流変化量との関係が記憶されている。ここで、電源電圧値は誤差が含まれていない真値である。
【００７４】
電圧補正テーブルの設定方法について説明する。図８はＵ相について、検出用電圧の印加に応じた電流変化量を示すグラフである。ここでは、電源電圧の真値を７通りに変化させ、検出用電圧を印加するために設定されたデューティで電圧を印加した場合の電流変化量を示した。図示する通り、電源電圧の値に応じて電流変化量Δｉｕの値が変化する。電源電圧が高くなるにつれてΔｉｕの値も大きくなる。電流変化量Δｉｕは、また電気角θに応じて変化する。
【００７５】
電圧補正テーブルはかかるグラフにおいて、それぞれの電気角ごとに電源電圧と電流変化量Δｉｕとの関係を求め、それをプロットすることで得られる。例えば、電気角θ１に対応した電圧補正テーブルを設定する場合を考える。図８に示す通り、電気角θ１においては、電源電圧の変化に応じて電流変化量Δｉｕが７点得られる。図７に示す通り、電源電圧と電流変化量との関係でこの７点をプロットすることにより、電気角θ１に対応した電圧補正テーブルを得ることができる。同様にして、電気角θ２，θ３など、それぞれの電気角ごとに電圧補正テーブルを得ることができる。図７には、電圧補正テーブルを概念的に示しており、図８の実験データと対応してはいない。
【００７６】
電気角がθ１の場合を例にとって、オフセット補正処理（図６のステップＳ１１６）の内容を説明する。図６のステップＳ１０６で検出された電源電圧の検出値がＶｂｄであったものとする。検出値にオフセット誤差が含まれていないとすれば、図７の電圧補正テーブルのポイントＡに対応する電流変化量が生じる。つまり、Δｉｔの電流変化量が検出されるはずである。この値が図７のステップＳ１１４における理想値となる。
【００７７】
一方、現実に検出された電流変化量が検出値Δｉｄであるとする。理想値Δｉｔからは誤差Δｉｅが生じていたものとする。この場合、実際には、図７の電圧補正テーブルのポイントＢに対応する電圧が印加されていたことになる。つまり、電源電圧はＶｂｔであったことになる。電源電圧の検出値Ｖｂｄと現実の電圧値Ｖｂｔとの間には、図中のＶｏｆｆで示すオフセット誤差が含まれていたことが特定される。オフセット補正処理では、このように電流変化量の理想値Δｉｔと検出値Δｉｄとに基づいて、電圧補正テーブルを参照することにより、電源電圧の検出値に含まれるオフセット誤差を特定し、その補正を実行する。
【００７８】
後述する通り、本実施例では、モータ４０が運転を開始した後も、電源電圧の検出を逐次行う。従って、オフセット補正処理では、電源電圧の検出値から常に引く値として、上述のＶｏｆｆを設定する処理を行っている。これに対し、モータ４０が運転を開始した後は、電源電圧の検出を行わない場合には、オフセット補正処理として、電源電圧の値としてＶｂｔを用いるように設定する処理を行うものとしてもよい。
【００７９】
図７ではＵ相に検出用電圧を印加した場合の電圧補正テーブルを示した。図６のステップＳ１０４で説明した通り、本実施例では、電気角に応じて検出用電圧を印加する相を選択している。従って、電圧補正テーブルは、図７および図８で説明したのと同様の方法および形式で、Ｖ相、Ｗ相の各相についても設定されている。
【００８０】
ここで、電気角に応じて検出用電圧を印加する相を使い分ける方法およびその理由について説明する。図８に示した通り、Ｕ相に生じる電流変化量は、電源電圧および電気角に応じて変化する。図８から明らかな通り、電源電圧の変化が電流変化量に与える影響も電気角に応じて変化する。例えば、電気角１８０度近傍では電源電圧の変化による影響が比較的大きく現れる。一方、電気角３００度近傍では電源電圧の変化による影響は比較的小さい。
【００８１】
かかる特性と電気角との対応関係は、相ごとに異なる。図９はＶ相について、検出用電圧の印加に応じた電流変化量を示すグラフである。図１０はＷ相について、検出用電圧の印加に応じた電流変化量を示すグラフである。Ｖ相については、電気角３００度近傍で電源電圧の変化による影響が比較的大きく現れる。Ｗ相については、電気角３００度近傍で電源電圧の変化による影響が比較的大きく現れる。電圧補正テーブルに基づいて電源電圧のオフセット誤差を補正するためには、電源電圧の誤差による影響が顕著に現れる相を用いることが望ましい。かかる観点から、本実施例では、０〜３６０度の電気角を３つの区分に分け、それぞれ電源電圧の誤差による影響が顕著に現れる相を検出用電圧を印加する相として選択するものとしている。具体的な対応関係は、次の通りである。
電気角    ０〜１２０度  →  Ｗ相に検出用電圧を印加；
電気角１２０〜２４０度  →  Ｕ相に検出用電圧を印加；
電気角２４０〜３６０度  →  Ｖ相に検出用電圧を印加；
【００８２】
以上の処理により、電圧補正処理ルーチンを終了すると、ＣＰＵ１２０はモータ制御処理ルーチン（図５）に戻り、モータ４０の電流制御を実行する。電流制御とは、要求トルクに応じてモータ４０のコイルに流れる電流を制御する処理をいう。モータ４０の通常運転を開始するのと同義である。
【００８３】
ここでは、ＣＰＵ１２０は先に説明したベクトル制御によりコイルに流れる電流の制御を実行する。ベクトル制御に必要となるｄ軸、ｑ軸の方向を特定するため、ＣＰＵ１２０は、まず電気角の検出を行う（ステップＳ２００）。電気角は電気角センサ１０９により検出される。次に、要求トルクに応じて印加すべき電圧を設定する（ステップＳ３００）。この電圧は、ｄ軸、ｑ軸のそれぞれについて要求トルクごとに予めテーブルとして設定されている。ステップＳ３００では、このテーブルを参照することで印加すべき電圧を設定する。
【００８４】
こうして電圧を設定すると、各相に流す電流の制御を実行する（ステップＳ４００）。つまり、先に説明した２相／３相変換を行うとともに、比例積分制御によって、各相に印加すべき電圧を求め、該電圧に応じてインバータ１３０のデューティを設定し、該デューティが実現されるよう、インバータ１３０のスイッチングをＰＷＭ制御するのである。デューティの設定は、バッテリ１５の電圧値と印加すべき電圧値に応じて行われる。この設定には、電圧補正処理で特定されたオフセット誤差が反映される。つまり、電圧センサ１０８により逐次検出された電圧値からオフセット誤差Ｖｏｆｆを引いて、適正な電源電圧値を算出した上で、デューティの設定が行われる。ＣＰＵ１２０は、ステップＳ２００〜Ｓ４００の電流制御処理をモータの運転停止が指示されるまで、要求値に応じて繰り返し実行する。
【００８５】
以上で説明した本実施例のモータ制御装置によれば、バッテリ１５の電圧の検出結果に含まれるオフセット誤差を補正することができる。従って、要求トルクに応じた電圧をモータ４０のコイルに適切に印加することができる。この結果、モータ４０から要求トルクを速やかに出力することができ、高い応答性で精度良く制御することが可能となる。
【００８６】
上記実施例では、電源電圧と電流変化量との関係を示す電圧補正テーブルを用いる場合を例示した。電圧補正テーブルは、この他、種々の態様で設定することができる。例えば、実際に印加された電圧と電流変化量との対応関係を表すテーブルを電圧補正テーブルの変形例として用いることもできる。図７において印加された電圧値を縦軸にとった形式のテーブルを用いることになる。上記実施例では、予め定められた一定のデューティでインバータ１３０をスイッチングすることにより、検出用電圧を印加するものとした。変形例の電圧補正テーブルを適用する場合には、予め設定された一定値の電圧Ｖｂｄを検出用電圧として印加する。電源電圧の検出値に誤差がなければ、デューティが適正に設定され、電流変化量の真値Δｉｔが検出されるはずである。これに対し、検出された電流変化量がΔｉｄであれば、電圧補正テーブルから、実際に印加された電圧値がＶｂｔ、および誤差Ｖｏｆｆが特定される。実際に印加された電圧値の誤差Ｖｏｆｆは電源電圧の誤差と一義的に対応する。従って、変形例の電圧補正テーブルを用いても電源電圧の誤差を特定することができる。
【００８７】
上述の実施例では、電圧補正処理（図６）において、オフセット補正を１回だけ実行するものとした。これに対し、オフセット補正処理を繰り返し実行するものとしてもよい。かかる場合の電圧補正処理を変形例として説明する。図１１は変形例の電圧補正処理のフローチャートである。ステップＳ１０６〜ステップＳ１１６の各処理は図６における処理と同じである。但し、ここでは、先に説明した変形例の電圧補正テーブル、即ち実際に印加された電圧値と電流変化量との関係を示すテーブルを用いるものとする。
【００８８】
変形例の電圧補正処理では、オフセット補正処理（ステップＳ１１６）を実行した後の処理が実施例（図６）と相違する。変形例では、オフセット補正処理を実行した後、ＣＰＵ１２０は再度、バッテリ１５の電圧の検出を行う（ステップＳ１１８）。こうして検出された電圧に対して電圧補正を実行する（ステップＳ１２０）。オフセット補正処理（ステップＳ１１６）において、検出値のオフセット誤差が特定されているため、このオフセット誤差を検出された電圧値から引くのである。
【００８９】
こうして補正された電圧値に基づいて、ＣＰＵ１２０は再度、検出用電圧の印加および電流変化量を検出する処理を実行する（ステップＳ１０８〜Ｓ１１２）。変形例の電圧補正テーブルを用いる場合には、電源電圧の値に応じて検出用電圧のデューティが設定される。従って、ステップＳ１１０では、１回目の処理時とは異なるデューティで検出用電圧が印加される。当然、電流変化量も異なる値となる。ＣＰＵ１２０はこうして検出された電流変化量と理想値との誤差が所定の範囲αに入っているか否かを判定し（ステップＳ１１４）、所定の範囲αよりも大きい場合には、さらにオフセット補正処理を実行する（ステップＳ１１６）。ＣＰＵ１２０は、検出された電流変化量と理想値との誤差が所定の範囲α内に収束するまで、以上の処理を繰り返し実行する。
【００９０】
変形例の電圧補正処理によれば、オフセット誤差をより正確に補正することが可能となる。図８〜図１０に示した電流変化量のグラフに示すように、電源電圧の誤差が電流変化量に与える影響は、非線形性が強い場合がある。このように非線形性が強い場合には、１回のオフセット補正処理で、十分にオフセット誤差を補正し得ない場合もある。上記変形例の電圧補正処理によれば、このような場合でも、オフセット誤差を適切に補正することが可能となり、モータの制御を適切に行うことができる。
【００９１】
実施例では、電気角に応じてＵ，Ｖ，Ｗ相のいずれかを選択した上で検出用電圧を印加した場合を例示した。図８〜図１０のグラフから明らかな通り、いずれの相も全ての電気角において電源電圧の誤差による影響が現れるから、例えば、Ｕ相のみを常に用いるものとしてもオフセット補正を行うことが可能である。検出用電圧の印加は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に限らず種々の方向で行うことができる。例えば、ロータとともに回転する軸、特にｄ軸に検出用電圧を印加するものとしてもよい。
【００９２】
図１２はｄ軸に生じる電圧変化量と電気角との関係を示すグラフである。ここでは、電源電圧の現実の値を種々変更させた条件で一定の検出電圧がｄ軸方向に印加されるようにデューティを調整した結果、生じた電流変化を示した。電源電圧が誤差なく検出される場合には、デューティが適切に設定される。従って、いずれの電圧値に対しても、ｄ軸電流の変化量Δｉｄは、図中のハッチングで示す範囲で検出された。なお、ｄ軸電流は理論的には全ての電気角で一定となるが、現実には突極性に基づき、図示する通り電気角に応じた変動が検出された。
【００９３】
図１３は電源電圧にオフセット誤差がある場合にｄ軸に生じる電圧変化量を示すグラフである。ここでは、電源電圧を一定に維持したまま、検出値にオフセット誤差を与えた場合の結果を示した。電圧値にオフセット誤差が含まれている場合には、かかる誤差を踏まえてデューティが設定されるため、コイルに印加される電圧が変動する。従って、オフセット誤差に応じてｄ軸電流の変化量が変動する。ここで、図８〜図１０に示したグラフと異なり、ｄ軸電流には、電気角全般に亘って、ほぼ同程度の変化量が生じる。従って、ｄ軸電流は、電気角全般に亘ってオフセット誤差の検出に適用可能である。
【００９４】
このようにｄ軸について検出用電圧の印加を行うものとすれば、電圧補正テーブルをＵ，Ｖ，Ｗの各相に対応して３種類備える必要がなくなるため、テーブルの記憶容量を低減することができる。また、いずれの相に電圧を印加すべきかを選択する処理、テーブルを使い分けて参照する処理などを省略することができるため、処理の簡素化、高速化を図ることも可能である。ここでは、ｄ軸方向に検出用電圧を印加した場合を例示したが、ｑ軸その他、ロータの回転に伴って回転するいずれの方向に印加するものとしてもよい。但し、ｄ軸方向はモータ４０が発生するトルクへの影響が最も小さい軸であるため、ｄ軸方向を用いれば、検出用電圧の印加時におけるモータ４０のトルク変動を抑制することが可能となる利点がある。
【００９５】
（３）第２実施例：
次に、第２実施例について説明する。図１４は第２実施例としてのモータ制御装置１０の機能ブロックを示す説明図である。電気角検出部２００（図１参照）に代えて、電気角演算部２１４を備える点で第２実施例は第１実施例と相違する。つまり、第１実施例ではモータ４０の電気角をセンサにより検出するものとしていた。これに対し、第２実施例では電気角をセンサレスで検出するのである。電気角演算部２１４は、電圧印加制御部２０４に対して電気角を検出するための電気角検出電圧の印加を指示するとともに、該電圧に応じてコイルに流れた電流を電流検出部２０２から受け取り、両者から電気角を算出する機能を果たす。
【００９６】
第２実施例のハードウェア構成は、第１実施例（図２参照）とほぼ同様である。但し、第２実施例では電気角センサ１０９を備えていない。電気角演算部２１４には、制御ユニット１００が対応する。
【００９７】
第２実施例におけるモータ制御処理は、第１実施例と同様である（図５参照）。即ち、電圧補正処理を実行した後（ステップＳ１００）、モータ４０の通常運転に相当する電流制御を実行する（ステップＳ２００〜Ｓ４００）。電圧補正処理の内容も第１実施例と同様である（図６参照）。但し、電気角検出（ステップＳ１０２）をセンサレスで行う点で第２実施例は相違する。
【００９８】
第２実施例においてセンサレスで電気角を検出する原理について説明する。センサレスでの電気角の検出には公知の種々の技術を適用することが可能である。所定の電気角検出電圧をモータ４０のコイルに印加し、該電圧に応じてコイルに流れる電流の挙動に基づいて電気角を演算するのが一般的な方法である。但し、電圧補正処理における電気角の検出は電源電圧の検出値に含まれるオフセット誤差が特定できていない状態で実行される。このため、電気角検出電圧を精度良く印加することができない状況にある。本実施例では、かかる状況を踏まえ、電気角検出電圧に含まれる誤差の影響が現れない方法により電気角を検出している。
【００９９】
具体的には、特開平７−１７７７８８号に記載の技術を適用している。この技術は本願の出願人が先に出願し、公開された技術である。ここでは、当該公報に記載された種々の技術のうち、特に第３実施例による方法を適用した。以下にその概要を示す。なお、以下に示す電気角の検出は、モータ４０が停止している状態で実行されるものである。
【０１００】
図１５は所定の検出用電圧を印加した場合の各相の電流値を示すグラフである。突極型の同期モータでは、ロータ５０の電気角に応じてロータに貼付された永久磁石と各相コイルとの位置関係が変化する。これに伴い、各相コイルのインダクタンスが変化する。インダクタンスが変化すれば、検出用電圧に応じて流れる電流値が変化する。図１５はこうして生じる電流変化の様子を示している。図中の実線はＵ相の電流値ｉｕを示し、破線はＶ相の電流値ｉｖを示し、一点鎖線はＷ相の電流値ｉｗを示す。また、３相の電流の平均値を図中のｉａｖに示す。
【０１０１】
Ｕ相電流ｉｕは余弦波で変化することが知られている。また、位相が角度０の近傍（図中の太線で示した部分）では、電流値がθ（ｔａｎ２θ）／２という近似式が成立することが知られている。各相の電流は位相が１２０度ずつずれていることから、上記近似式を各層電流で展開すると、次式（７）を得る。
θ（ｔａｎ２θ）／２
右辺分子＝３（ＩＢ−ＩＣ）
右辺分母＝２｛２ＩＡ−（ＩＢ＋ＩＣ）｝＝６ＩＡ  ・・・（７）；
ここで、ＩＡは位相が０度付近で極値をとっている相間電流と、平均値ｉａｖとの偏差であり、ＩＢ，ＩＣはその他の相間電流と平均値ｉａｖとの偏差である。
【０１０２】
Ｕ，Ｖ，Ｗの各相間電流と平均値ｉａｖからの偏差Δｉｕ、Δｉｖ、Δｉｗは、電気角に応じて６つの区分に分けると、それぞれ以下に示す正負の対応関係がある。一つだけ符号の異なる偏差が上述のＩＡに相当し、その他の偏差が上述のＩＢ、ＩＣに相当する。各相の符号により、電気角がいずれの区間に属しているか一義的に決定することができる。
区分１ａ（−１５度〜  １５度）  Δｉｕ：正  Δｉｖ：負  Δｉｗ：負
区分２ａ（  １５度〜  ４５度）  Δｉｕ：正  Δｉｖ：正  Δｉｗ：負
区分３ａ（  ４５度〜  ７５度）  Δｉｕ：負  Δｉｖ：正  Δｉｗ：負
区分４ａ（  ７５度〜１０５度）  Δｉｕ：負  Δｉｖ：正  Δｉｗ：正
区分５ａ（１０５度〜１３５度）  Δｉｕ：負  Δｉｖ：負  Δｉｗ：正
区分６ａ（１３５度〜１６５度）  Δｉｕ：正  Δｉｖ：負  Δｉｗ：正
【０１０３】
こうして設定された各区分ごとにＩＡ，ＩＢ，ＩＣにそれぞれΔｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗを対応させて上式（７）を演算すれば電気角を得ることができる。なお、式（７）は位相が０度付近での近似式なのｄ、各区分ごとに位相のずれを考慮する必要がある。各区分ごとの電気角の検出式は次式（８）で与えられる。
区分１ａ          √（３Ａ／６Δｉｕ）；
区分２ａ    ３０＋√（３Ｂ／６Δｉｗ）；
区分３ａ    ６０＋√（３Ｃ／６Δｉｖ）；
区分４ａ    ９０＋√（３Ａ／６Δｉｕ）；
区分５ａ  １２０＋√（３Ｂ／６Δｉｗ）；
区分６ａ  １８０＋√（３Ｃ／６Δｉｖ）；        ・・・（８）
ここで、
Ａ＝Δｉｖ−Δｉｗ；
Ｂ＝Δｉｕ−Δｉｖ；
Ｃ＝Δｉｗ−Δｉｕ  である。
【０１０４】
電源電圧の検出値にオフセット誤差が含まれ、本来の値からずれた検出用電圧が印加されると、オフセット誤差に応じて検出される電流値は変化する。しかし、上式（８）によれば、電気角は各間電流の平均値ｉａｖからの偏差を用いて演算される。従って、オフセット誤差による各相間電流の変動は演算結果に影響を与えない。かかる原理により、第２実施例では、電源電圧のオフセット誤差が特定されていない状態でも、電気角を精度よく検出することができる。
【０１０５】
上述の原理により電気角を検出するための具体的処理について説明する。図１６は電気角検出処理ルーチンのフローチャートである。この処理が開始されると、ＣＰＵ１２０はまずＵ−ＶＷ相間に所定の検出用電圧を印加し（ステップＳ２０２）、Ｕ相最大電流を測定する（ステップＳ２０４）。最大電流とは、電圧の印加開始後の時間経過によって電流値が変化していくため、その最大電流を意味する。ここでは予め定めた所定期間経過後の電流値を検出している。
【０１０６】
同様にして、ＣＰＵ１２０はＶ−ＷＵ相間に所定の検出用電圧を印加し（ステップＳ２０６）、Ｖ相最大電流を測定する（ステップＳ２０８）。また、Ｗ−ＵＶ相間に所定の検出用電圧を印加し（ステップＳ２１０）、Ｗ相最大電流を測定する（ステップＳ２１２）。これらの電流値がそれぞれ上式（７）（８）のｉｕ，ｉｖ，ｉｗに相当する。
【０１０７】
次に、ＣＰＵ１２０は電気角の演算を実行する（ステップＳ２１４）。上述の原理に基づいて区分１ａ〜６ａのいずれの区分に属しているかを判断した上で、上式（８）をそれぞれ計算するのである。かかる演算により電気角を０〜１８０度の範囲で特定することができる。
【０１０８】
最後にＣＰＵ１２０は区間の特定を行う（ステップＳ２１６）。図１５から明らかな通り、各相の電流の変化は１８０度を周期として現れる。従って、ステップＳ２１４で演算された電気角は、０〜１８０度および１８０〜３６０度の２通りの解を有することになる。ステップＳ２１６ではＣＰＵ１２０は得られた電気角が０〜１８０度および１８０〜３６０度のいずれの区間に属しているかを特定するのである。区間の特定方法は、種々の方法が可能であり、本実施例では特開平７−１７７７８８の第３実施例において、第２ステップの構成例として記載されている方法を適用している。かかる方法についての詳細な説明は省略する。区間の特定は電源電圧の検出値にオフセット誤差が含まれていても適正に実行可能であることは言うまでもない。
【０１０９】
以上の処理により、電気角が検出されると、第１実施例と同様の処理（図６参照）により電圧補正を実行することができる。また、電圧補正処理が行われた後は、電流制御（図５参照）を実行することができる。第２実施例では、電流制御における電気角検出処理（図５のステップＳ２００）もセンサレスで実行する。この時点ではモータ４０は通常運転を開始しているため、先に示した式（１）〜（６）により電圧方程式を利用して電気角の検出を実行する。当然、この際にコイルに印加される電圧には、電圧補正処理で特定されたオフセット誤差が反映される。
【０１１０】
第２実施例のモータ制御装置によれば、センサレスでモータ４０の運転を制御することができる。特にセンサレスで電圧補正処理を実現したことの意義が大きい。電気角検出処理自体をセンサレスで実行する技術は種々提案されている。第２実施例では式（１）〜（６）を用いた方法を適用したが、その他の技術を適用するものとしても構わない。但し、いずれの技術も所定の電気角検出電圧を精度良くコイルに印加し、該電圧に応じた電流の変化を精度良く検出することが要求される。電源電圧の検出値にオフセット誤差が含まれている場合には、電気角検出電圧を精度良く印加することができないから、電気角の検出精度が低下する。電源電圧のオフセット誤差を特定するために電気角検出用のセンサを設ければ、センサレスでモータ４０の運転を制御する技術の有用性を著しく損ねることになる。
【０１１１】
第２実施例のモータ制御装置によれば、センサレスで電圧補正処理を実現することができる。この結果、通常運転においても電気角検出電圧を精度良く印加することが可能となり、電気角を精度良く検出することができる。従って、第２実施例のモータ制御装置によれば、トルクや回転数の不規則な変動を生じることなく滑らかにモータ４０を運転することが可能となる。
【０１１２】
（４）モータ制御装置の適用例：
本実施例におけるモータ制御装置の有用性を示すため、これらの適用例について図１７を用いて説明する。図１７はハイブリッドカーの概略構成を示す説明図である。ハイブリッドカーとは、エンジンとモータの双方を動力源として搭載した車両をいう。図１７に示すハイブリッドカーは以下で説明する通り、エンジンの動力を直接駆動輪に伝達可能な構成となっている。かかるハイブリッドカーを特にパラレル・ハイブリッドカーと呼ぶ。
【０１１３】
まず、図１７に示したハイブリッドカーの概略構成を説明する。このハイブリッドカーの動力系統は、エンジンＥＧ、クラッチモータＣＭ、アシストモータＡＭから構成されている。エンジンＥＧは通常の車両に用いられているガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである。クラッチモータＣＭとは、インナロータＲＩとアウタロータＲＯとがそれぞれ相対的に回転可能な対ロータ電動機である。クラッチモータＣＭのインナロータＲＩにはエンジンのクランクシャフトＣＳが結合され、アウタロータＲＯには車軸ＤＳが結合されている。
【０１１４】
アシストモータＡＭ、クラッチモータＣＭはバッテリＢＴと電力のやりとりを行いながら、ぞれぞれ駆動回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２により駆動される。これらの運転は制御ユニットＣＵにより制御されている。エンジンＥＧの運転は直接的にはＥＦＩＥＣＵにより制御されるが、制御ユニットＣＵは、エンジンを制御するために必要となる情報をＥＦＩＥＣＵに出力することにより、間接的にエンジンＥＧの運転をも制御している。制御ユニットＣＵが図２における制御ユニット１００に、駆動回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２がそれぞれインバータ１３０に、モータＣＭ，ＡＭがモータ４０にそれぞれ対応する。なお、各種センサについては図１７では図示を省略した。モータ制御装置は、第１実施例および第２実施例のいずれを適用しても構わない。
【０１１５】
上記構成によるハイブリッドカーでは、エンジンＥＧから出力される動力の一部はクラッチモータＣＭのインナロータＲＩとアウタロータＲＯの電磁的な結合により車軸ＤＳに伝達される。この際、両ロータ間の相対的な滑りを制御することによって、クランクシャフトＣＳの回転数を車軸ＤＳに要求された回転数に変換する。クラッチモータＣＭは、両ロータの相対的な滑りにより一部の動力を電力として回生する。一方、アシストモータＡＭは電力の供給を受けて車軸ＤＳに出力されるトルクが要求トルクに一致するようにトルクを付加する。この電力には、クラッチモータＣＭで回生された電力が用いられる。かかるハイブリッドカーは、クラッチモータＣＭ、アシストモータＡＭを用いることにより、エンジンＥＧから出力された動力を要求回転数、トルクに変換して出力可能であるため、効率の高いポイントを選択してエンジンＥＧを運転することができる。なお、このハイブリッドカーは、その他、エンジンＥＧの運転を停止してモータＡＭから出力される動力のみを用いて走行するなど、種々の運転モードによる走行が可能となっている。
【０１１６】
かかるハイブリッドカーにおいて、車両の乗り心地および運転効率の向上を図るためには、クラッチモータＣＭおよびアシストモータＡＭを適切に制御することが要求される。先に説明したモータ制御装置をハイブリッドカーに適用すれば、クラッチモータＣＭおよびアシストモータＡＭを精度良く制御することができるため、乗り心地および運転効率が良好なハイブリッドカーを提供することが可能となる。このように先に説明したモータ制御装置は、ハイブリッドカーに有効に適用可能である。
【０１１７】
以上で説明した通り、本発明のモータ制御装置は、電源電圧の検出値に含まれるオフセット誤差を補正して、適切にモータを運転することができる点で非常に有用である。上記説明では、一例としてハイブリッドカーを挙げたが、本発明のモータ制御装置の適用例はこれに限定されるものではなく、鉄道車両や産業機械など同期モータを活用した種々の装置に適用可能である。また、以上の実施例では、同期モータを制御対象として説明したが、本発明は、その他種々の交流モータおよび直流モータに適用可能である。
【０１１８】
以上、本発明の種々の実施例について説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の形態による実施が可能である。例えば、上記実施例で説明した種々の処理は、その一部または全部をハードウェアで実現してもよい。上記実施例では、モータ４０の起動時にのみ電圧補正処理を実行するものとした（図５参照）。これに対し、モータ４０の通常運転を開始した後も繰り返し電圧補正処理を実行するものとしても構わない。上記実施例では、電圧の検出値にオフセット誤差が生じている場合を例にとって説明したが、本発明はかかる要因に基づく誤差に関わらず適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例としてのモータ制御装置１０の機能ブロックを示す説明図である。
【図２】モータ制御装置１０の概略構成を示す説明図である。
【図３】三相同期モータ４０の概略構成を示す説明図である。
【図４】三相同期モータ４０の等価回路を示す説明図である。
【図５】モータ制御処理のフローチャートである。
【図６】電圧補正処理ルーチンのフローチャートである。
【図７】オフセット補正処理に使用される電圧補正テーブルの内容を示す説明図である。
【図８】Ｕ相について、検出用電圧の印加に応じた電流変化量を示すグラフである。
【図９】Ｖ相について、検出用電圧の印加に応じた電流変化量を示すグラフである。
【図１０】Ｗ相について、検出用電圧の印加に応じた電流変化量を示すグラフである。
【図１１】変形例の電圧補正処理のフローチャートである。
【図１２】ｄ軸に生じる電圧変化量と電気角との関係を示すグラフである。
【図１３】電源電圧にオフセット誤差がある場合にｄ軸に生じる電圧変化量を示すグラフである。
【図１４】第２実施例としてのモータ制御装置１０の機能ブロックを示す説明図である。
【図１５】所定の検出用電圧を印加した場合の各相の電流値を示すグラフである。
【図１６】電気角検出処理ルーチンのフローチャートである。
【図１７】ハイブリッドカーの概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…モータ制御装置
１５…バッテリ
２２…ティース
２４…スロット
３０…ステータ
３２…コイル
４０…同期モータ
５０…ロータ
５１，５２…永久磁石
７１…突極
１００…制御ユニット
１０２，１０３…電流センサ
１０６，１０７…フィルタ
１１２，１１３…ＡＤＣ
１０８…電圧センサ
１０９…電気角センサ
１１６…入力ポート
１１８…出力ポート
１２０…ＣＰＵ
１２２…ＲＯＭ
１２４…ＲＡＭ
１２６…クロック
１３０…インバータ
２００…電気角検出部
２０２…電流検出部
２０４…電圧印加制御部
２０６…電圧補正部
２０８…電圧補正テーブル
２１０…電源電圧検出部
２１２…トルク電圧設定部
２１４…電気角演算部
【図１】
0004092811.tif 000004
【図２】
0004092811.tif 000005
【図３】
0004092811.tif 000006
【図４】
0004092811.tif 000007
【図５】
0004092811.tif 000008
【図６】
0004092811.tif 000009
【図７】
0004092811.tif 000010
【図８】
0004092811.tif 000011
【図９】
0004092811.tif 000012
【図１０】
0004092811.tif 000013
【図１１】
0004092811.tif 000014
【図１２】
0004092811.tif 000015
【図１３】
0004092811.tif 000016
【図１４】
0004092811.tif 000017
【図１５】
0004092811.tif 000018
【図１６】
0004092811.tif 000019
【図１７】
0004092811.tif 000020