(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流モータのＵ相、Ｖ相およびＷ相のうちの２相に流れる電流を２つの電流センサでそれぞれ検出し、これら２つの電流センサの出力に基づいて当該三相交流モータをフィードバック制御するモータ制御装置であって、
上記三相交流モータの中性点の電圧を検出する中性点電圧検出手段と、
この中性点電圧検出手段によって検出された上記中性点の電圧に基づいて、上記２つの電流センサが有している検出誤差を推定する誤差推定手段とを備え、
上記誤差推定手段は、電気角周期と同じ周期で上記中性点の電圧に発生するリップル成分に基づいて、上記２つの電流センサの検出対象となる相にそれぞれ実際に流れている電流に対する各電流センサの出力のオフセットを推定するオフセット推定手段を含むことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
上記オフセット推定手段は、
【数１】
0003830316.tif 000012
に基づいて、一方の電流センサが有しているオフセットＤuおよび他方の電流センサが有しているオフセットＤvを推定す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】
上記誤差推定手段は、電気角周期の１／２の周期で上記中性点の電圧に発生するリップル成分に基づいて、上記２つの電流センサの検出対象となる相にそれぞれ実際に流れている電流に対する各電流センサの感度の誤差を推定する感度誤差推定手段をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
三相交流モータのＵ相、Ｖ相およびＷ相のうちの２相に流れる電流を２つの電流センサでそれぞれ検出し、これら２つの電流センサの出力に基づいて当該三相交流モータをフィードバック制御するモータ制御装置であって、
上記三相交流モータの中性点の電圧を検出する中性点電圧検出手段と、
この中性点電圧検出手段によって検出された上記中性点の電圧に基づいて、上記２つの電流センサが有している検出誤差を推定する誤差推定手段とを備え、
上記誤差推定手段は、電気角周期の１／２の周期で上記中性点の電圧に発生するリップル成分に基づいて、上記２つの電流センサの検出対象となる相にそれぞれ実際に流れている電流に対する各電流センサの感度の誤差を推定する感度誤差推定手段を含むことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
上記感度誤差推定手段は、
【数２】
0003830316.tif 000013
に基づいて、一方の電流センサが有している感度誤差Ｇuおよび他方の電流センサが有している感度誤差Ｇvを推定することを特徴とする請求項３または４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
上記２つの電流センサの出力に基づいて、これら２つの電流センサによって検出されない残り１つの相に流れる電流を算出する電流算出手段と、
上記三相交流モータの各相ごとに設定された各相目標電流、上記２つの電流センサおよび電流算出手段の出力ならびに上記誤差推定手段の推定結果とに基づいて、上記三相交流モータの各相に供給すべき電流を制御する制御手段と
をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動パワーステアリング装置の駆動源などとして使用される三相交流モータを駆動制御するためのモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、電動モータが発生するトルクを車両のステアリング機構に伝達して操舵補助を行う電動パワーステアリング装置では、上記電動モータとして三相交流モータが用いられている。この三相交流モータが発生するトルクの大きさは、たとえばマイクロコンピュータで構成される制御部が、ドライバからモータ各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に供給される正弦波電流をフィードバック制御することにより調整される。すなわち、Ｕ相に流れる正弦波電流であるＵ相電流とＶ相に流れる正弦波電流であるＶ相電流とがそれぞれ電流センサによって検出され、これらの電流センサの出力が制御部に入力される。制御部は、各電流センサの出力に基づいて、Ｗ相に流れる正弦波電流であるＷ相電流を算出する。そして、Ｕ相電流、Ｖ相電流およびＷ相電流と各相ごとに設定された目標電流との偏差をそれぞれ算出し、この算出した偏差に基づいてドライバを制御する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記電流センサが、実際に流れる電流に対するセンサ出力のずれであるオフセットを有していたり、実際に流れる電流の変化に対するセンサ出力の変化率である感度の誤差を有していたりすると、Ｕ相電流またはＶ相電流が正確に検出されない。そのため、この場合に上記各電流センサの出力に基づいてドライバが制御されると、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に供給される正弦波電流が理想的な目標からずれ、その結果、三相交流モータが発生するトルクにリップルが発生する。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、電流センサが有しているオフセットを推定できるモータ制御装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、電流センサが有している感度誤差を推定できるモータ制御装置を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、トルクリップルの発生を防止できるモータ制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、三相交流モータのＵ相、Ｖ相およびＷ相のうちの２相に流れる電流を２つの電流センサでそれぞれ検出し、これら２つの電流センサの出力に基づいて当該三相交流モータをフィードバック制御するモータ制御装置であって、上記三相交流モータの中性点の電圧を検出する中性点電圧検出手段と、この中性点電圧検出手段によって検出された上記中性点の電圧に基づいて、上記２つの電流センサが有している検出誤差を推定する誤差推定手段とを備え、上記誤差推定手段は、電気角周期と同じ周期で上記中性点の電圧に発生するリップル成分に基づいて、上記２つの電流センサの検出対象となる相にそれぞれ実際に流れている電流に対する各電流センサの出力のオフセットを推定するオフセット推定手段を含むことを特徴とするモータ制御装置である。
【０００６】
この発明によれば、電流センサが有している検出誤差を推定することができる。したがって、その推定した検出誤差を考慮して三相交流モータの制御を行うことにより、三相交流モータの各相に流れる正弦波電流を理想的な目標にすることができ、トルクリップルの発生を防止できる。
【０００７】
上記オフセット推定手段は、
【０００８】
【数３】
0003830316.tif 000002
【０００９】
に基づいて、一方の電流センサが有しているオフセットＤuおよび他方の電流センサが有しているオフセットＤvを推定することがより好ましい（請求項２）。
また、上記誤差推定手段は、電気角周期の１／２の周期で上記中性点の電圧に発生するリップル成分に基づいて、上記２つの電流センサの検出対象となる相にそれぞれ実際に流れている電流に対する各電流センサの感度の誤差を推定する感度誤差推定手段をさらに含んでいてもよい（請求項３）。
請求項４に記載の発明は、三相交流モータのＵ相、Ｖ相およびＷ相のうちの２相に流れる電流を２つの電流センサでそれぞれ検出し、これら２つの電流センサの出力に基づいて当該三相交流モータをフィードバック制御するモータ制御装置であって、上記三相交流モータの中性点の電圧を検出する中性点電圧検出手段と、この中性点電圧検出手段によって検出された上記中性点の電圧に基づいて、上記２つの電流センサが有している検出誤差を推定する誤差推定手段とを備え、上記誤差推定手段は、電気角周期の１／２の周期で上記中性点の電圧に発生するリップル成分に基づいて、上記２つの電流センサの検出対象となる相にそれぞれ実際に流れている電流に対する各電流センサの感度の誤差を推定する感度誤差推定手段を含むことを特徴とするモータ制御装置である。
【００１０】
上記感度誤差推定手段は、
【００１１】
【数４】
0003830316.tif 000003
【００１２】
に基づいて、一方の電流センサが有している感度誤差Ｇuおよび他方の電流センサが有している感度誤差Ｇvを推定することがより好ましい（請求項５）。
請求項６記載の発明は、上記２つの電流センサの出力に基づいて、これら２つの電流センサによって検出されない残り１つの相に流れる電流を算出する電流算出手段と、上記三相交流モータの各相ごとに設定された各相目標電流、上記２つの電流センサおよび電流算出手段の出力ならびに上記誤差推定手段の推定結果とに基づいて、上記三相交流モータの各相に供給すべき電流を制御する制御手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のモータ制御装置である。
【００１３】
この発明によれば、誤差推定手段がオフセット推定手段を含んでいる場合には、２つの電流センサがそれぞれ有するオフセットが推定され、その推定されたオフセット、各相目標電流および上記２つの電流センサおよび電流算出手段の出力に基づいて、三相交流モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に供給すべき電流が制御される。これにより、２つの電流センサの出力からオフセットによる誤差を排除することができ、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に流れる正弦波電流を理想的な目標にできる。ゆえに、オフセットに起因したトルクリップルの発生を防止することができる。
【００１４】
また、誤差推定手段が感度誤差推定手段を含んでいる場合には、２つの電流センサがそれぞれ有する感度誤差が推定され、その推定された感度誤差、各相目標電流および上記２つの電流センサおよび電流算出手段の出力に基づいて、三相交流モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に供給すべき電流が制御される。これにより、２つの電流センサの出力から感度誤差による誤差を排除することができ、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に流れる正弦波電流を理想的な目標にできる。ゆえに、感度誤差に起因したトルクリップルの発生を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。このモータ制御装置１０は、たとえば、車両用の電動パワーステアリング装置の駆動源などとして使用される三相交流モータＭを駆動制御するためのものである。モータ制御装置１０は、たとえばＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを含むマイクロコンピュータからなり、この図１には、その機能がブロックで示されている。
【００１６】
このモータ制御装置１０には、モータＭの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の目標電流Ｉru，Ｉrv，Ｉrwを設定する各相目標電流設定部１１が備えられている。各相目標電流設定部１１は、たとえば、三相交流モータＭが上記電動パワーステアリング装置に用いられている場合には、車両に備えられているステアリングホイールに加えられたトルクの大きさなどに基づいて、各相目標電流Ｉru，Ｉrv，Ｉrwを設定する。各相目標電流設定部１１から出力されるＵ相目標電流Ｉru、Ｖ相目標電流ＩrvおよびＷ相目標電流Ｉrwは、それぞれ、減算部１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの一方の入力端子に与えられる。
【００１７】
減算部１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの他方の入力端子には、それぞれ三相交流モータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に流れる電流Ｉu，Ｉv，Ｉwが与えられている。Ｕ相に流れる電流（Ｕ相検出電流）ＩuおよびＶ相に流れる電流（Ｖ相検出電流）Ｉvは、それぞれ、Ｕ相巻線への電流供給路１３Ｕに設けられたＵ相電流センサ１４ＵおよびＶ相巻線への電流供給路１３Ｖに設けられたＶ相電流センサ１４Ｖによって検出される。Ｗ相に流れる電流（Ｗ相検出電流）Ｉwは、Ｗ相電流算出部１５が実行する演算により求められる。すなわち、Ｗ相電流算出部１５には、電流センサ１４Ｕ，１４Ｖの出力Ｉu，Ｉvが与えられており、Ｗ相電流算出部１５は、三相交流モータＭの各相に流れる電流の和が零になることから、次式(1)に従ってＷ相に流れる電流Ｉwを算出する。
【００１８】
Ｉw＝０−Ｉu−Ｉv    ・・・・・・(1)
減算部１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗは、三相交流モータＭの各相ごとに、各相目標電流Ｉru，Ｉrv，Ｉrwと各相検出電流Ｉu，Ｉv，Ｉwとの偏差を演算し、その演算結果を制御部１６に与える。
一方、三相交流モータＭに関連して、この三相交流モータＭの中性点（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の接続点）の電圧を検出する電圧センサ１７が設けられている。この電圧センサ１７によって検出される中性点電圧Ｅは、オフセット推定部１８に入力される。オフセット推定部１８は、電圧センサ１７から入力される中性点電圧Ｅに基づいて、電流センサ１４Ｕ，１４Ｖが有するオフセットＤu，Ｄvを推定する。オフセットＤu，Ｄvとは、それぞれＵ相およびＶ相に実際に流れる電流に対する電流センサ１４Ｕ，１４Ｖの出力のずれをいう。
【００１９】
ここで、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の界磁磁束をそれぞれφu，φv，φwとすると、三相交流モータＭが発生するトルクＴは次式(2)で表される。
Ｔ＝φu×Ｉu＋φv×Ｉv＋φw×Ｉw    ・・・・・・(2)
すなわち、トルクＴは、Ｕ相界磁磁束φuとＵ相検出電流Ｉuとの積、Ｖ相界磁磁束φvとＶ相検出電流Ｉvとの積、およびＷ相界磁磁束φwとＷ相検出電流Ｉwとの積の総和である。
【００２０】
また、界磁磁束φu，φv，φwの最大値をφ0とすると、各相の界磁磁束φu，φv，φwは、それぞれ下記式(3-1)，(3-2)，(3-3)で表される。
φu＝φ0ｓｉｎθ                  ・・・・・・(3-1)
φv＝φ0ｓｉｎ[θ−(２／３)π]    ・・・・・・(3-2)
φw＝φ0ｓｉｎ[θ−(４／３)π]    ・・・・・・(3-3)
さらに、各相に実際に流れる電流の最大値をＩmとし、電流センサ１４Ｕ，１４Ｖがオフセットを有していないとすると、各相検出電流Ｉu，Ｉv，Ｉwは、それぞれ下記式(4-1)，(4-2)，(4-3)で表される。
【００２１】
Ｉu＝Ｉmｓｉｎθ                  ・・・・・・(4-1)
Ｉv＝Ｉmｓｉｎ[θ−(２／３)π]    ・・・・・・(4-2)
Ｉw＝Ｉmｓｉｎ[θ−(４／３)π]    ・・・・・・(4-3)
したがって、上記式(2)に上記式(3-1)，(3-2)，(3-3)，(4-1)，(4-2)，(4-3)を代入して整理すると、トルクＴは、
Ｔ＝(３／２)×φ0×Ｉm    ・・・・・・(5)
と表される。これにより、電流センサ１４Ｕ，１４Ｖがオフセットを有していない場合には、三相交流モータＭが発生するトルクＴは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に流れる電流の位相角θとは無関係な安定した値となることがわかる。
【００２２】
一方、電流センサ１４Ｕ，１４Ｖの出力に、それぞれオフセットＤu，Ｄvが生じている場合を想定する。この場合、Ｕ相検出電流ＩuおよびＶ相検出電流Ｉvは、それぞれ上記式(4-1)，(4-2)のようにはならず、下記式(6-1)，(6-2)で表すようになる。
Ｉu＝Ｉmｓｉｎθ＋Ｄu                  ・・・・・・(6-1)
Ｉv＝Ｉmｓｉｎ[θ−(２／３)π]＋Ｄv    ・・・・・・(6-2)
また、Ｗ相検出電流Ｉwは、上記式(1)および式(6-1)，(6-2)から、
0003830316.tif 000004
となる。したがって、上記式(2)に上記式(3-1)，(3-2)，(3-3)，(6-1)，(6-2)，(6-3)を代入して整理すると、トルクＴは、
【００２３】
【数５】
0003830316.tif 000005
【００２４】
と表される。これにより、電流センサ１４Ｕ，１４ＶがそれぞれオフセットＤu，Ｄvを有している場合には、三相交流モータＭが発生するトルクＴの大きさは、各相の位相角θに応じて変動することがわかる。言い換えれば、電流センサ１４Ｕ，１４ＶがそれぞれオフセットＤu，Ｄvを有していれば、三相交流モータＭにトルクリップルが発生することがわかる。
ここで、上記式(7)の第１項は位相角θと無関係な項であるから、この第１項を消去すると、上記式(7)には、それぞれオフセットＤu，Ｄvによって生じるトルクリップル成分を表す第２項および第３項が残る。そして、このトルクリップル成分を表す項のみからなる式に、Ｔ＝Ｋ×φ0×Ｉm（Ｋ：定数）およびＩm＝Ｅ／Ｒ（Ｒ：各相巻線の抵抗値）を代入して整理することにより、中性点電圧Ｅを次式(8)で表すことができる。
【００２５】
【数６】
0003830316.tif 000006
【００２６】
すなわち、上記式(8)は、電流センサ１４Ｕ，１４ＶがそれぞれオフセットＤu，Ｄvを有している場合には、位相角θの変化に伴って中性点電圧Ｅが変動することを表している。位相角θの変化に伴う中性点電圧Ｅの変化を観測すると、Ｕ相電流センサ１４ＵのみがオフセットＤuを有している場合、たとえば図２(a)に示すような波形が得られる。また、Ｖ相電流センサ１４ＶのみがオフセットＤvを有している場合、たとえば図２(b)に示すような波形が得られ、Ｕ相電流センサ１４ＵおよびＶ相電流センサ１４Ｖの両方がオフセットＤu，Ｄvを有している場合、たとえば図２(c)に示すような波形が得られる。
【００２７】
オフセット推定部１８は、電圧センサ１７からの入力に基づいて得られる図２(a)，(b)，(c)のような中性点電圧Ｅの波形から、ｓｉｎθ＝０となる位相角θにおける中性点電圧Ｅの値Ｅ1、および、ｃｏｓθ＝０となる位相角θにおける中性点電圧Ｅの値Ｅ2を取得する。そして、ｓｉｎθ＝０（ｃｏｓθ＝１）および中性点電圧Ｅの値Ｅ1を上記式(8)に代入して下記式(9-1)を得るとともに、ｃｏｓθ＝０（ｓｉｎθ＝１）および中性点電圧Ｅの値Ｅ2を上記式(8)に代入して下記式(9-2)を得る。
【００２８】
Ｅ1＝(Ｒ／Ｋ)×[(Ｄu／２)＋Ｄv]    ・・・・・・(9-1)
Ｅ2＝(３Ｒ／２Ｋ)×Ｄu             ・・・・・・(9-2)
上記式(9-2)を整理すると、
Ｄu＝２Ｋ・Ｅ2／３Ｒ
となって、オフセットＤuを推定することができる。また、このＤuを上記式(9-1)に代入して整理すると、
【００２９】
【数７】
0003830316.tif 000007
【００３０】
となり、オフセットＤvを推定することができる。
オフセット推定部１８は、上述のようにして推定したオフセットＤu，Ｄvを制御部１６に与える。制御部１６は、オフセット推定部１８から与えられるオフセットＤu，Ｄvと、減算部１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗから与えられる各相目標電流Ｉru，Ｉrv，Ｉrwと各相検出電流Ｉu，Ｉv，Ｉwとの偏差とに基づいて、三相交流モータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に供給すべき電流を制御する。具体的には、オフセット推定部１８から与えられるオフセットＤu，Ｄvに基づいて、減算部１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗから与えられる偏差を各相目標電流Ｉru，Ｉrv，ＩrwとＵ相、Ｖ相、Ｗ相に実際に流れている電流との偏差と一致するように補正し、その補正後の偏差に基づき、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に供給すべき電流を制御する。これにより、Ｕ相電流センサ１４ＵおよびＶ相電流センサ１４ＶがそれぞれオフセットＤu，Ｄvを有している場合であっても、このオフセットＤu，Ｄvによる影響を排除したモータ制御を実現できる。
【００３１】
以上のようにこの実施形態によれば、Ｕ相電流センサ１４ＵおよびＶ相電流センサ１４Ｖがそれぞれ有するオフセットＤu，Ｄvを推定し、その推定したオフセットＤu，Ｄv、および各相目標電流Ｉru，Ｉrv，Ｉrwと各相検出電流Ｉu，Ｉv，Ｉwとの偏差に基づいて、三相交流モータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に供給すべき電流を制御する。これにより、各相目標電流Ｉru，Ｉrv，Ｉrwと各相検出電流Ｉu，Ｉv，Ｉwとの偏差からオフセットＤu，Ｄvによる誤差を排除することができ、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に流れる正弦波電流の振幅を均一にできる。ゆえに、オフセットに起因したトルクリップルの発生を防止することができる。
【００３２】
なお、この実施形態では、ｓｉｎθ＝０となるような位相角θおよび中性点電圧Ｅの値Ｅ1を上記式(8)に代入して上記式(9-1)を取得するとともに、ｃｏｓθ＝０となるような位相角θおよび中性点電圧Ｅの値Ｅ2を上記式(8)に代入して上記式(9-2)を取得し、こうして取得した式(9-1)，(9-2)からオフセットＤu，Ｄvを推定するとした。しかしながら、次のようにしてオフセットＤu，Ｄvを推定することもできる。
【００３３】
すなわち、中性点電圧Ｅのピーク点では、位相角θの変化に対する中性点電圧Ｅの変化の割合ｄＥ／ｄθは零となることに着目し、上記式(8)を位相角θで１回微分して、ｄＥ／ｄθ＝０を代入すると、
【００３４】
【数８】
0003830316.tif 000008
【００３５】
を得ることができる。
したがって、オフセット推定部１８は、電圧センサ１７からの入力に基づいて得られる図２(a)，(b)，(c)のような中性点電圧Ｅの波形から、電圧センサ１７から入力される中性点電圧Ｅのピーク点の位相角θpを２個取得し、この取得した位相角θpをそれぞれ上記式(10)に代入して得られる連立方程式を解くことにより、オフセットＤu，Ｄvを推定することができる。
【００３６】
図３は、この発明の第２の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。この図３において、上述の図１に示す各部に相当する部分には同一の参照符号を付して示すこととする。
この実施形態では、三相交流モータＭの中性点の電圧を検出する電圧センサ１７の出力は、電流センサ１４Ｕ，１４Ｖがそれぞれ有している感度誤差Ｇu，Ｇvを推定するための感度誤差推定部１９に入力される。感度誤差Ｇu，Ｇvとは、それぞれＵ相およびＶ相に実際に流れる電流の変化に対する電流センサ１４Ｕ，１４Ｖの出力の変化率である感度の誤差をいう。
【００３７】
電流センサ１４Ｕ，１４Ｖが、それぞれ感度誤差Ｇu，Ｇvを有している場合を想定する。この場合、Ｕ相検出電流ＩuおよびＶ相検出電流Ｉvは、それぞれ上記式(4-1)，(4-2)のようにはならず、下記式(11-1)，(11-2)で表すようになる。
Ｉu＝ＧuＩmｓｉｎθ                  ・・・・・・(11-1)
Ｉv＝ＧvＩmｓｉｎ[θ−(２／３)π]    ・・・・・・(11-2)
また、Ｗ相検出電流Ｉwは、上記式(1)および式(11-1)，(11-2)から、
0003830316.tif 000009
となる。したがって、上記式(2)に上記式(3-1)，(3-2)，(3-3)，(11-1)，(11-2)，(11-3)を代入して整理すると、トルクＴは、
【００３８】
【数９】
0003830316.tif 000010
【００３９】
と表される。これにより、電流センサ１４Ｕ，１４Ｖがそれぞれ感度誤差Ｇu，Ｇvを有している場合には、三相交流モータＭが発生するトルクＴの大きさは、各相に流れる電流の位相角θに応じて変動することがわかる。言い換えれば、電流センサ１４Ｕ，１４Ｖがそれぞれ感度誤差Ｇu，Ｇvを有していると、三相交流モータＭにトルクリップルが発生する。
ここで、上記式(12)から位相角θと無関係なトルク成分(３／２)×φ0×Ｉmを削除することにより、感度誤差Ｇu，Ｇvによって生じるトルクリップル成分を表す式を得る。そして、このトルクリップル成分を表す式に、Ｔ＝Ｋ×φ0×Ｉm（Ｋ：定数）およびＩm＝Ｅ／Ｒ（Ｒ：各相巻線の抵抗値）を代入して整理することにより、中性点電圧Ｅを次式(13)で表すことができる。
【００４０】
【数１０】
0003830316.tif 000011
【００４１】
すなわち、上記式(13)は、電流センサ１４Ｕ，１４Ｖがそれぞれ感度誤差Ｇu，Ｇvを有している場合には、位相角θの変化に伴って中性点電圧Ｅが変動することを表している。位相角θの変化に伴う中性点電圧Ｅの変化を観測すると、Ｕ相電流センサ１４Ｕのみが感度誤差Ｇuを有している場合、たとえば図４(a)に示すような波形が得られる。また、Ｖ相電流センサ１４Ｖのみが感度誤差Ｇvを有している場合、たとえば図４(b)に示すような波形が得られ、Ｕ相電流センサ１４ＵおよびＶ相電流センサ１４Ｖの両方が感度誤差Ｇu，Ｇvを有している場合、たとえば図４(c)に示すような波形が得られる。
【００４２】
感度誤差推定部１９は、電圧センサ１７からの入力に基づいて得られる図４(a)，(b)，(c)のような中性点電圧Ｅの波形から、ｓｉｎθ＝０となる位相角θにおける中性点電圧Ｅの値Ｅ3、および、ｃｏｓθ＝０となる位相角θにおける中性点電圧Ｅの値Ｅ4を取得する。そして、ｓｉｎθ＝０（ｃｏｓθ＝１）および中性点電圧Ｅの値Ｅ3を上記式(13)に代入して下記式(14-1)を得るとともに、ｃｏｓθ＝０（ｓｉｎθ＝１）および中性点電圧Ｅの値Ｅ4を上記式(13)に代入して下記式(14-2)を得る。
【００４３】
Ｅ3＝(３Ｒ／２Ｋ)×Ｉm×(Ｇv−１)    ・・・・・・(14-1)
Ｅ4＝(３Ｒ／２Ｋ)×Ｉm×(Ｇu−１)    ・・・・・・(14-2)
上記式(14-1)を整理すると、
Ｇu＝(２Ｋ・Ｅ4／３Ｒ・Ｉm)＋１
となって、感度誤差Ｇuを推定することができる。また、上記式(14-2)を整理すると、
Ｇv＝(２Ｋ・Ｅ3／３Ｒ・Ｉm)＋１
となり、感度誤差Ｇvを推定することができる。
【００４４】
感度誤差推定部１９は、上述のようにして推定した感度誤差Ｇu，Ｇvを制御部１６に与える。制御部１６は、感度誤差推定部１９から与えられる感度誤差Ｇu，Ｇvと、減算部１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗから与えられる各相目標電流Ｉru，Ｉrv，Ｉrwと各相検出電流Ｉu，Ｉv，Ｉwとの偏差とに基づいて、三相交流モータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に供給すべき電流を制御する。具体的には、感度誤差推定部１９から与えられる感度誤差Ｇu，Ｇvに基づいて、減算部１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗから与えられる偏差を各相目標電流Ｉru，Ｉrv，ＩrwとＵ相、Ｖ相、Ｗ相に実際に流れている電流との偏差と一致するように補正し、その補正後の偏差に基づき、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に供給すべき電流を制御する。これにより、Ｕ相電流センサ１４ＵおよびＶ相電流センサ１４Ｖがそれぞれ感度誤差Ｇu，Ｇvを有している場合であっても、この感度誤差Ｇu，Ｇvによる影響を排除したモータ制御を実現できる。
【００４５】
以上のようにこの実施形態によれば、Ｕ相電流センサ１４ＵおよびＶ相電流センサ１４Ｖがそれぞれ有する感度誤差Ｇu，Ｇvを推定し、その推定した感度誤差Ｇu，Ｇv、および各相目標電流Ｉru，Ｉrv，Ｉrwと各相検出電流Ｉu，Ｉv，Ｉwとの偏差に基づいて、三相交流モータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に供給すべき電流を制御する。これにより、感度誤差Ｇu，Ｇvによる影響を排除して、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に流れる正弦波電流の振幅を一定にすることができ、三相交流モータＭが発生するトルクにリップルが発生することを防止できる。
【００４６】
なお、上述の手法に限らず、たとえば、以下のようにして感度誤差Ｇu，Ｇvの影響を排除したモータ制御を実現することもできる。
Ｕ相電流センサ１４Ｕが感度誤差Ｇuを有している場合において、感度誤差Ｇuは各相検出電流Ｉu，Ｉv，Ｉwの位相に影響を与えないから、中性点電圧Ｅのピーク点（トルクリップルのピーク点）の位相角は、感度誤差Ｇuの大小に関わらず一定となる。これと同様に、Ｖ相電流センサ１４Ｖが感度誤差Ｇvを有している場合において、中性点電圧Ｅのピーク点（トルクリップルのピーク点）の位相角は感度誤差Ｇvの大小に関わらず一定となり、Ｕ相電流センサ１４ＵおよびＶ相電流センサ１４Ｖがそれぞれ感度誤差Ｇu，Ｇvを有している場合において、中性点電圧Ｅのピーク点の位相は感度誤差Ｇu，Ｇvの大小に関わらず一定となる。
【００４７】
上記の点に着目すると、中性点電圧Ｅのピーク点の位相角が判れば、その位相角から、Ｕ相電流センサ１４Ｕのみが感度誤差Ｇuを有しているか、Ｖ相電流センサ１４Ｖのみが感度誤差Ｇvを有しているか、Ｕ相電流センサ１４ＵおよびＶ相電流センサ１４Ｖの両方がそれぞれ感度誤差Ｇu，Ｇvを有しているかを判定することができる。
そして、Ｕ相電流センサ１４Ｕが感度誤差Ｇuを有している場合の中性点電圧Ｅのピーク点の位相角を上記式(13)に代入し、この式(13)において中性点電圧Ｅの値を種々変化させた時の感度誤差Ｇuを求めて、中性点電圧Ｅに対する感度誤差Ｇuのマップとして保持しておけば、Ｕ相電流センサ１４Ｕが感度誤差Ｇuを有していると判明した場合に、このマップを参照することにより、中性点電圧Ｅのピーク値から感度誤差Ｇuを推定することができる。ゆえに、感度誤差Ｇuの影響を排除したモータ制御を実現することができる。
【００４８】
また、Ｖ相電流センサ１４Ｖが感度誤差Ｇvを有している場合の中性点電圧Ｅのピーク点の位相角を上記式(13)に代入し、この式(13)において中性点電圧Ｅの値を種々変化させた時の感度誤差Ｇvを求めて、中性点電圧Ｅに対する感度誤差Ｇvのマップとして保持しておけば、Ｕ相電流センサ１４Ｕが感度誤差Ｇvを有していると判明した場合に、このマップを参照することにより、中性点電圧Ｅのピーク値から感度誤差Ｇvを推定することができる。ゆえに、感度誤差Ｇvの影響を排除したモータ制御を実現することができる。
【００４９】
さらに、Ｕ相電流センサ１４ＵおよびＶ相電流センサ１４Ｖがそれぞれ感度誤差Ｇu，Ｇvを有している場合の中性点電圧Ｅのピーク点の位相角を上記式(13)に代入し、この式(13)において中性点電圧Ｅの値を種々変化させた時の感度誤差Ｇuと感度誤差Ｇvとの関係を求めて、中性点電圧Ｅの各値ごとに感度誤差Ｇuと感度誤差Ｇvとの関係を表すマップを保持しておけば、感度誤差Ｇu，Ｇvを有していると判明した場合に、中性点電圧Ｅのピーク値から参照すべきマップを選択し、この選択したマップから感度誤差Ｇuと感度誤差Ｇvとの関係を推定することができる。そして、この推定した感度誤差Ｇuと感度誤差Ｇvとの関係に基づき、Ｕ相電流センサ１４ＵおよびＶ相電流センサ１４Ｖの出力から感度誤差Ｇu，Ｇvによる影響を排除することにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に流れる正弦波電流の振幅を均一にすることができ、三相交流モータＭが発生するトルクにリップルが発生することを防止できる。
【００５０】
この発明の実施の形態の説明は以上のとおりであるが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述の実施形態では、Ｕ相およびＶ相に流れる電流を電流センサで検出し、Ｗ相に流れる電流を演算により推定するとしたが、Ｕ相およびＷ相に流れる電流を電流センサで検出して、Ｖ相に流れる電流を演算により推定してもよいし、Ｖ相およびＷ相に流れる電流を電流センサで検出して、Ｕ相に流れる電流を演算により推定してもよい。
【００５１】
また、第１の実施形態では、中性点電圧のリップル成分に基づいてオフセットを推定するための構成について説明し、第２の実施形態では、中性点電圧のリップル成分に基づいて感度誤差を推定するための構成について説明したが、電流センサがオフセットおよび感度誤差の両方を有している場合も考えられる。この場合、電圧センサによって検出される中性点電圧に基づいて、オフセットおよび感度誤差の両方が推定するのが好ましい。
【００５２】
オフセットおよび感度誤差の両方を推定する手法としては、たとえば以下のような手法がある。すなわち、電流センサがオフセットを有している場合には、中性点電圧に電気角周期と同じ周期でリップルが発生するのに対し、電流センサが感度誤差を有している場合には、中性点電圧に電気角周期の１／２の周期でリップルが発生する。この点に着目して、電圧センサにより検出される中性点電圧の波形を帯域分離フィルタにかけることにより、オフセットによるリップル成分波形と感度誤差によるリップル成分波形とに分離し、これによって得られた各波形に基づき、各実施形態で説明した方法と同様にしてオフセットおよび感度誤差を推定すればよい。
【００５３】
その他、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】オフセットが生じている場合に生じるトルクリップル（中性点電圧の変動）を示す波形図である。
【図３】この発明の第２の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】感度誤差が生じている場合に生じるトルクリップル（中性点電圧の変動）を示す波形図である。
【符号の説明】
１０    モータ制御装置
１１    各相目標電流設定部
１４Ｕ  Ｕ相電流センサ
１４Ｖ  Ｖ相電流センサ
１５    Ｗ相電流算出部（電流算出手段）
１６    制御部（制御手段）
１７    電圧センサ（中性点電圧検出手段）
１８    オフセット推定部（オフセット推定手段）
１９    感度誤差推定部（感度誤差推定手段）
Ｍ      三相交流モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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