JP2010148270A - Controller for permanent magnet type rotating electrical machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller for permanent magnet type rotating electrical machine, which derives the amount of correction of an error dependent on the number of revolutions included in the detected position of a magnetic pole, an error in attachment, an error due to secular change, and an error due to dispersion of products. <P>SOLUTION: A controller for permanent magnet type rotating electrical machine executes the processing of dq vector control by setting the amount of positional correction of a magnetic pole to a predetermined temporary set value, while keeping both a d-axis current command and a q-axis current command in dq vector control zero on a dq coordinate system, where the direction of the field of a rotor is d axis and the direction orthogonal to the d axis is q axis, in each state where the rotor is rotating in two or more roughly constant numbers of revolutions. It computes an error, based on a predetermined operational expression where the d-axis voltage command and the q-axis voltage command are parameters, from the d-axis voltage command and the q-axis voltage command obtained at execution of dq vector control, and derives number of revolutions-error properties, based on the error in each state and the number of revolutions at that time. Furthermore, based on the number of revolutions-error properties, it gets the amount of positional correction of the magnetic pole geared to the number of revolutions of the rotor for correcting the detected position of the magnetic pole. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、永久磁石式回転電機の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a permanent magnet type rotating electrical machine.

回転子(ロータ)、固定子(ステータ)にそれぞれ永久磁石、電機子を設けた永久磁石式回転電機(例えば3相DCブラシレスモータ)では、その発生トルクや回転速度を制御するために、回転子の磁極位置(より詳しくは磁極の回転角度位置)に応じて電機子の印加電圧(詳しくは電機子を構成する各相の巻き線の印加電圧。以下、ここでは電機子印加電圧という)の位相を操作する必要がある。このため、この種の回転電機では、回転子の磁極位置を検出する磁極位置検出器が備えられ、それにより検出された磁極位置に応じて電機子印加電圧の位相が操作される。磁極位置検出器は、ホール素子やエンコーダ、レゾルバ等である。   In a permanent magnet type rotating electric machine (for example, a three-phase DC brushless motor) in which a rotor (rotor) and a stator (stator) are each provided with a permanent magnet and an armature, the rotor is controlled in order to control the generated torque and rotation speed. Of the armature applied voltage (specifically, the applied voltage of the winding of each phase constituting the armature, hereinafter referred to as the armature applied voltage) in accordance with the magnetic pole position (more specifically, the rotational angle position of the magnetic pole) Need to operate. For this reason, this type of rotating electric machine is provided with a magnetic pole position detector that detects the magnetic pole position of the rotor, and the phase of the armature applied voltage is manipulated according to the detected magnetic pole position. The magnetic pole position detector is a Hall element, an encoder, a resolver, or the like.

上述のような磁極位置検出器を備えた永久磁石式回転電機の制御では、該磁極位置検出器の取り付け時の位置合わせや該磁極位置検出器自身の製造精度等に起因して、該磁極位置検出器により検出される磁極位置が実際の磁極位置に対して誤差を生じることが多々ある。そして、このような誤差がある場合には、検出された磁極位置をそのまま用いて電機子電圧の位相を操作すると、回転電機の力率や効率の低下を招く。   In the control of the permanent magnet type rotating electrical machine equipped with the magnetic pole position detector as described above, the magnetic pole position is caused by the alignment at the time of mounting the magnetic pole position detector or the manufacturing accuracy of the magnetic pole position detector itself. The magnetic pole position detected by the detector often causes an error with respect to the actual magnetic pole position. If there is such an error, operating the phase of the armature voltage using the detected magnetic pole position as it is will cause a reduction in the power factor and efficiency of the rotating electrical machine.

このため、例えば特許文献1に見られるように、磁極位置の検出値を補正する技術が知られている。特許文献1に記載の技術では、回転子の磁石が円筒形である回転電機(円筒機)では、回転電機の発生トルクTがq軸電流Iqに比例し、負荷トルクが一定であるときに、電機子電流(相電流)が最小となるように電機子電圧を操作した場合にd軸電流指令値と電機子電流との比、あるいはd軸電流指令値とq軸電流指令値との比が、磁極位置検出器により検出される磁極位置と実際の磁極位置との誤差角と一定の相関性があることに着目したものである。そして、同公報の技術では、上記比の値に基づき誤差角を算出し、この算出した誤差角により磁極位置の検出値を補正して、回転電機の制御を行うようにしている。   For this reason, for example, as can be seen in Patent Document 1, a technique for correcting the detected value of the magnetic pole position is known. In the technique described in Patent Document 1, in a rotating electrical machine (cylindrical machine) in which the rotor magnet is cylindrical, when the generated torque T of the rotating electrical machine is proportional to the q-axis current Iq and the load torque is constant, When the armature voltage is manipulated so that the armature current (phase current) is minimized, the ratio between the d-axis current command value and the armature current, or the ratio between the d-axis current command value and the q-axis current command value is It is noted that there is a certain correlation between the error angle between the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detector and the actual magnetic pole position. In the technique of the publication, an error angle is calculated based on the value of the ratio, and the detected value of the magnetic pole position is corrected based on the calculated error angle to control the rotating electrical machine.

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、回転電機の発生トルクTがq軸電流Iqに比例することを前提とするものであるため、回転子の磁石が突極形である回転電機(突極機)には適用することができない。すなわち、永久磁石式回転電機の発生トルクTは、特許文献1にも記載されているように次式(A)により表される。   However, since the technique described in Patent Document 1 is based on the premise that the torque T generated by the rotating electrical machine is proportional to the q-axis current Iq, the rotating electrical machine (the salient pole) in which the rotor magnet is a salient pole type. It cannot be applied to the machine. That is, the torque T generated by the permanent magnet type rotating electrical machine is expressed by the following equation (A) as described in Patent Document 1.

T=Φ・Iq+(Ld−Lq)・Id・Iq ……(A)
但し、Φ:磁束、Ld,Lq:d,q軸インダクタンス、
Id,Iq:d,q軸電流
T = Φ · Iq + (Ld−Lq) · Id · Iq (A)
Where Φ: magnetic flux, Ld, Lq: d, q-axis inductance,
Id, Iq: d, q axis current

この場合、磁石が円筒形である円筒機では、Ld=Lqであるので、トルクTは、q軸電流Iqに比例することとなる。しかるに、磁石が突極形である突極機では、Ld≠Lqであるので、トルクTはq軸電流Iqに比例しないこととなる。このため、突極機においては、特許文献1の技術の前提条件が成立しないこととなり、磁極位置の検出値の補正を適正に行うことができない。   In this case, in a cylindrical machine having a cylindrical magnet, since Ld = Lq, the torque T is proportional to the q-axis current Iq. However, in a salient pole machine in which the magnet has a salient pole shape, since Ld ≠ Lq, the torque T is not proportional to the q-axis current Iq. For this reason, in the salient pole machine, the precondition of the technique of Patent Document 1 is not satisfied, and the detection value of the magnetic pole position cannot be corrected appropriately.

特許文献2に記載の技術は、上記問題を解決する。図12は、特許文献2に開示されている、エンジンの出力軸に回転子が接続された永久磁石式回転電機の制御装置の内部構成を示すブロック図である。また、図13は、図12に示した制御装置が磁極位置補正量を求める際のエンジンの回転数、d軸電流、q軸電流及び電圧位相の変化を示すグラフである。なお、電圧位相は、d軸電圧指令値Vdcとq軸電圧指令値Vqcの比の逆正接(tan-1(Vdc/Vqc))である。 The technique described in Patent Document 2 solves the above problem. FIG. 12 is a block diagram showing an internal configuration of a control device for a permanent magnet type rotating electrical machine disclosed in Patent Document 2 in which a rotor is connected to an output shaft of an engine. FIG. 13 is a graph showing changes in engine speed, d-axis current, q-axis current, and voltage phase when the control device shown in FIG. 12 calculates the magnetic pole position correction amount. The voltage phase is an arc tangent (tan −1 (Vdc / Vqc)) of the ratio between the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc.

図12に示す制御装置は、図13に示すように、エンジン3によって永久磁石式回転電機1の回転子4が一定回転数で回転しており、且つ電機子電流が略零の状態で、回転子4の界磁方向をd軸、該d軸に直交する方向をq軸とするdq座標系で回転電機1を取扱うdqベクトル制御の処理を実行し、このdqベクトル制御の処理により求められるd軸電圧指令値が略零になるように、磁極位置検出器8により検出される磁極位置を補正するための磁極位置補正量を求める。制御装置は、磁極位置補正量で磁極検出位置を補正してなる磁極位置を用いて、電機子電圧の位相を操作する。   As shown in FIG. 13, the control device shown in FIG. 12 is rotated while the rotor 4 of the permanent magnet type rotating electrical machine 1 is rotated at a constant rotational speed by the engine 3 and the armature current is substantially zero. A dq vector control process for handling the rotating electrical machine 1 is executed in a dq coordinate system in which the field direction of the child 4 is the d-axis and the direction orthogonal to the d-axis is the q-axis, and d obtained by this dq vector control process A magnetic pole position correction amount for correcting the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detector 8 is obtained so that the shaft voltage command value becomes substantially zero. The control device manipulates the phase of the armature voltage using the magnetic pole position obtained by correcting the magnetic pole detection position with the magnetic pole position correction amount.

以下、特許文献2の技術に基づく磁極位置補正量の導出について説明する。図14(a)のd−q座標は回転子4の実際の界磁方向をd軸とするdq座標(以下、実座標d−qという)を示し、図14(b)のdc−qc座標は磁極位置検出器8により検出される磁極位置(以下、磁極検出位置という)により定まるdq座標(前述したdqベクトル制御の処理上のdq座標。以下、指令軸座標dc−qcという)を示している。   Hereinafter, derivation of the magnetic pole position correction amount based on the technique of Patent Document 2 will be described. The dq coordinates in FIG. 14A are dq coordinates (hereinafter referred to as real coordinates dq) with the actual field direction of the rotor 4 as the d axis, and the dc-qc coordinates in FIG. Indicates a dq coordinate determined by the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detector 8 (hereinafter referred to as a magnetic pole detection position) (dq coordinate in the above-described dq vector control process; hereinafter referred to as a command axis coordinate dc-qc). Yes.

ここで永久磁石式回転電機1の回転子4が回転しており、且つ、該回転電機1の電機子電流I(電機子の各相を流れる電流)が「0」になっている状態(以下、この状態を零電流状態という)に着目する。この零電流状態では、電機子印加電圧V(電機子の各相の印加電圧)は、回転子4の界磁により発生する逆起電圧Eに等しくなっている。この場合、磁極検出位置が真の磁極位置に対して誤差が無いとする。すなわち、図14(a)に示すように、実座標d−qと指令軸座標dc−qcとが一致しているとする。このとき、dqベクトル制御の処理によって求められるd軸電圧指令値Vdc(指令軸dc上の電圧指令値)はVdc=0となり、q軸電圧指令値VqcはVqc=Eとなる。   Here, the rotor 4 of the permanent magnet type rotating electrical machine 1 is rotating, and the armature current I (current flowing through each phase of the armature) of the rotating electrical machine 1 is “0” (hereinafter referred to as “the armature current I”). This state is referred to as a zero current state). In this zero current state, the armature applied voltage V (applied voltage for each phase of the armature) is equal to the counter electromotive voltage E generated by the field of the rotor 4. In this case, it is assumed that there is no error in the magnetic pole detection position with respect to the true magnetic pole position. That is, as shown in FIG. 14A, it is assumed that the actual coordinate dq matches the command axis coordinate dc-qc. At this time, the d-axis voltage command value Vdc (voltage command value on the command axis dc) obtained by the dq vector control process is Vdc = 0, and the q-axis voltage command value Vqc is Vqc = E.

従って、零電流状態でのdqベクトル制御の処理により求められるd軸電圧指令値Vdcが「0」となるような状態では、磁極位置を正しく検出できていることとなる。このことは、磁極位置を正しく把握するためには、零電流状態でd軸電圧指令値Vdcが「0」となるように磁極検出位置を補正すればよいということを意味している。   Therefore, in a state where the d-axis voltage command value Vdc obtained by the dq vector control process in the zero current state is “0”, the magnetic pole position is correctly detected. This means that in order to correctly grasp the magnetic pole position, it is only necessary to correct the magnetic pole detection position so that the d-axis voltage command value Vdc is “0” in the zero current state.

また、零電流状態で、磁極検出位置が真の磁極位置に対して誤差があるとする。例えば図14(b)に示すように、指令軸座標dc−qcが実座標d−qに対して角度θofsの誤差を有するとする(以下、角度θofsを磁極位置誤差角θofsという)。このとき、dqベクトル制御の処理によって求められるd軸電圧指令値Vdc(指令軸dc上の電圧指令値)はVdc≠0となり、q軸電圧指令値Vqc(指令軸qc上の電圧指令値)はVqc≠Eとなる。そして、Vdcの2乗値と、Vqcの2乗値との和の平方根√(Vdc2+Vqc2)が逆起電圧Eの大きさに等しくなる。さらにこの場合、d軸電圧指令値Vdcとq軸電圧指令値Vqcとの比(Vdc/Vqc)は、磁極位置誤差角θofsの正接tanθofsに等しくなる。すなわち、次式(1)が成立する。 Further, it is assumed that there is an error in the magnetic pole detection position with respect to the true magnetic pole position in the zero current state. For example, as shown in FIG. 14B, it is assumed that the command axis coordinate dc-qc has an error of the angle θofs with respect to the actual coordinate dq (hereinafter, the angle θofs is referred to as a magnetic pole position error angle θofs). At this time, the d-axis voltage command value Vdc (voltage command value on the command axis dc) obtained by the dq vector control process is Vdc ≠ 0, and the q-axis voltage command value Vqc (voltage command value on the command axis qc) is Vqc ≠ E. The square root √ (Vdc 2 + Vqc 2 ) of the sum of the square value of Vdc and the square value of Vqc is equal to the magnitude of the back electromotive force E. Further, in this case, the ratio (Vdc / Vqc) between the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc is equal to the tangent tan θofs of the magnetic pole position error angle θofs. That is, the following expression (1) is established.

θofs=tan-1(Vdc/Vqc) ……(1) θofs = tan -1 (Vdc / Vqc) (1)

尚、逆起電圧Eの大きさ、ひいてはd軸電圧指令値Vdc及びq軸電圧指令値Vqcの大きさ自体は、回転子の回転速度に依存するが、式(1)は、零電流状態であれば回転子4の回転速度によらずに成立する。また、式(1)は次式(2)あるいは(3)と等価である。   The magnitude of the back electromotive force E, and hence the magnitude of the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc itself, depends on the rotational speed of the rotor, but the equation (1) is If there is, it is established regardless of the rotational speed of the rotor 4. Moreover, Formula (1) is equivalent to following Formula (2) or (3).

θofs=sin-1{Vdc/(√(Vdc2+Vqc2))} …(2) θofs = sin −1 {Vdc / (√ (Vdc 2 + Vqc 2 ))} (2)

θofs=cos-1{Vqc/(√(Vdc2+Vqc2))} …(3) θofs = cos −1 {Vqc / (√ (Vdc 2 + Vqc 2 ))} (3)

従って、零電流状態でdqベクトル制御の処理により求められるd軸電圧指令値Vdcとq軸電圧指令値Vqcとから、式(1)又は(2)又は(3)によって、磁極位置誤差角θofsを求めることができることとなる。そして、この磁極位置誤差角θofsだけ、磁極検出位置を補正すれば、正しい磁極位置を把握できることとなる。例えば、磁極検出位置に対応する磁極の回転角度位置をθactとすれば、その回転角度位置θactから磁極位置誤差角θofsを減算した角度θact−θofsが、正しい磁極位置を表すものとなる。   Accordingly, from the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc obtained by the dq vector control process in the zero current state, the magnetic pole position error angle θofs is calculated by the equation (1), (2) or (3). It can be obtained. If the magnetic pole detection position is corrected by this magnetic pole position error angle θofs, the correct magnetic pole position can be grasped. For example, if the rotation angle position of the magnetic pole corresponding to the magnetic pole detection position is θact, the angle θact−θofs obtained by subtracting the magnetic pole position error angle θofs from the rotation angle position θact represents the correct magnetic pole position.

尚、以上説明した原理は、回転子4の磁石が円筒形であるか突極形であるかによらずに成立する事項である。   The principle described above is a matter that is established regardless of whether the magnet of the rotor 4 is cylindrical or salient.

このように、特許文献2に記載の技術では、零電流状態でdqベクトル制御の処理により求められるd軸電圧指令値Vdcとq軸電圧指令値Vqcとから所定の演算式(式(1)又は(2)又は(3))に基づき磁極位置補正量θofsを求めるので、その磁極位置補正量θofsで磁極検出位置を補正してなる磁極位置は、永久磁石式回転電機1が円筒機であるか突極機であるかによらずに、回転子4の実際の磁極位置に合致するものとなる。このため、その補正後の磁極位置に応じて電機子電圧の位相を操作することによって、回転電機1の効率や力率を損なうことなく、回転電機1の動作制御(トルク制御や速度制御)を行なうことができることとなる。   As described above, in the technique described in Patent Document 2, a predetermined arithmetic expression (formula (1) or (2)) is obtained from the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc obtained by the dq vector control process in the zero current state. Since the magnetic pole position correction amount θofs is obtained based on (2) or (3)), the magnetic pole position obtained by correcting the magnetic pole detection position with the magnetic pole position correction amount θofs is whether the permanent magnet type rotating electrical machine 1 is a cylindrical machine. Regardless of whether it is a salient pole machine, it matches the actual magnetic pole position of the rotor 4. Therefore, by operating the phase of the armature voltage according to the corrected magnetic pole position, the operation control (torque control and speed control) of the rotating electrical machine 1 can be performed without impairing the efficiency and power factor of the rotating electrical machine 1. It can be done.

特開2001−8486号公報(段落番号0008、0018〜0021)JP 2001-8486 A (paragraph numbers 0008, 0018 to 0021) 特許第3688673号明細書Japanese Patent No. 3688673

図12に示した制御装置の各構成要素や磁極位置検出器8から得られる信号の入力IF等には位相特性がある。このため、磁極位置検出器8が検出した磁極位置には、永久磁石式回転電機1の回転子4の回転数に応じた誤差が含まれる。上記説明した特許文献2の技術では、エンジン3によって永久磁石式回転電機1の回転子4が一定回転数で回転しているときに磁極位置補正量を求めるが、この磁極位置補正量は、磁極位置補正量を求める際の回転数に対応した誤差を含む磁極検出位置を補正するための値である。したがって、上記一定回転数とは異なる回転数のときに検出された磁極位置を前記磁極位置補正量で補正しても、回転数に依存した誤差は含まれたままである。   Each component of the control device shown in FIG. 12 and a signal input IF obtained from the magnetic pole position detector 8 have phase characteristics. For this reason, the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detector 8 includes an error corresponding to the rotational speed of the rotor 4 of the permanent magnet type rotating electrical machine 1. In the technique of Patent Document 2 described above, the magnetic pole position correction amount is obtained when the rotor 4 of the permanent magnet type rotating electrical machine 1 is rotated at a constant rotational speed by the engine 3. This is a value for correcting the magnetic pole detection position including an error corresponding to the rotational speed when obtaining the position correction amount. Therefore, even if the magnetic pole position detected at a rotational speed different from the constant rotational speed is corrected with the magnetic pole position correction amount, an error depending on the rotational speed remains included.

この問題を解決するために、回転数に依存する誤差を回転数毎にメモリに記憶しておき、回転数に応じて磁極検出位置を補正するといった方法が考えられる。しかし、この方法では、磁極位置検出器を取り付ける際の位置合わせに起因する誤差(以下、取り付け誤差という)や、回転子の磁極位置を検出又は補正するための構成要素の経年変化による誤差、製品ばらつきによる誤差を補正することができない。また、上記問題を解決するために、経年変化や製品ばらつきが非常に小さい部品を利用する方法もある。しかし、このような部品は一般的に高価であること、また、この方法では取り付け誤差を補正することができないため好ましくない。   In order to solve this problem, it is conceivable to store an error depending on the rotational speed in a memory for each rotational speed and correct the magnetic pole detection position according to the rotational speed. However, with this method, errors due to alignment when mounting the magnetic pole position detector (hereinafter referred to as mounting errors), errors due to aging of components for detecting or correcting the magnetic pole position of the rotor, Errors due to variations cannot be corrected. In order to solve the above problem, there is also a method of using a part with very little secular change and product variation. However, such components are generally expensive, and this method is not preferable because the mounting error cannot be corrected.

本発明の目的は、磁極検出位置に含まれる回転数に依存した誤差、取り付け誤差、経年変化による誤差、及び製品ばらつきによる誤差の補正量を導出可能な永久磁石式回転電機の制御装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a control device for a permanent magnet type rotating electrical machine capable of deriving a correction amount of an error depending on the number of rotations included in a magnetic pole detection position, an installation error, an error due to secular change, and an error due to product variation. That is.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の発明の永久磁石式回転電機の制御装置は、回転子(例えば、実施の形態での回転子4)及び固定子(例えば、実施の形態での固定子6)にそれぞれ永久磁石(例えば、実施の形態での永久磁石5)及び電機子(例えば、実施の形態での電機子7)を設けた永久磁石式回転電機(例えば、実施の形態でのモータ1)の前記回転子の磁極位置を検出する磁極位置検出部(例えば、実施の形態での磁極位置検出器8)と、前記回転子が略一定回転数で回転している状態で前記磁極位置検出部が検出した磁極位置の実際の磁極位置に対する誤差を算出する誤差算出部(例えば、実施の形態での位相補正器101)と、前記回転子が異なる略一定回転数で回転している各状態の度に前記誤差算出部が算出した複数の誤差、及び前記誤差算出部が各誤差を算出したときの前記回転子の回転数に基づいて、前記回転子の回転数と磁極位置の誤差との関係を示す回転数−誤差特性を導出する特性導出部(例えば、実施の形態での位相補正器101)と、前記回転数−誤差特性に基づいて、該磁極位置検出部が検出した磁極位置を補正するための前記回転子の回転数に応じた磁極位置補正量を求める補正量決定部(例えば、実施の形態での位相補正器101)と、前記磁極位置検出部により検出された磁極位置を前記補正量決定部により求められた磁極位置補正量で補正してなる磁極位置に応じて前記電機子に印加する電機子電圧の位相を操作しつつ、該電機子に流れる電機子電流を制御する電流制御部(例えば、実施の形態での電流指令生成器9、電流指令切換器10、電圧指令生成器15、電圧座標変換器16及びPWMインバータ回路17)とを備えた前記永久磁石式回転電機の制御装置において、前記誤差算出部は、2つ以上の異なる略一定回転数で前記回転子が回転している各状態で、前記回転子の界磁方向をd軸、該d軸に直交する方向をq軸とするdq座標系で前記回転電機を取扱うdqベクトル制御におけるd軸電流指令値およびq軸電流指令値の両者を零に保持しつつ、前記磁極位置補正量を所定の仮設定値に定めて該dqベクトル制御の処理を実行し、該dqベクトル制御の実行時に求めたd軸電圧指令値とq軸電圧指令値とから、該d軸電圧指令値およびq軸電圧指令値を変数とする所定の演算式に基づき誤差を算出することを特徴としている。   In order to solve the above problems and achieve the object, a control device for a permanent magnet type rotating electrical machine according to a first aspect of the present invention includes a rotor (for example, the rotor 4 in the embodiment) and a stator ( For example, the permanent magnet type rotating electric machine in which the stator 6 in the embodiment is provided with a permanent magnet (for example, the permanent magnet 5 in the embodiment) and an armature (for example, the armature 7 in the embodiment). A magnetic pole position detector (for example, a magnetic pole position detector 8 in the embodiment) for detecting the magnetic pole position of the rotor in the motor 1 (for example, the motor 1 in the embodiment), and the rotor at a substantially constant rotational speed. An error calculator (for example, the phase corrector 101 in the embodiment) that calculates an error of the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detector in the rotating state with respect to the actual magnetic pole position is substantially different from the rotor. For each state that is rotating at a constant rotational speed, Rotation indicating the relationship between the rotor rotation speed and the magnetic pole position error based on a plurality of errors calculated by the difference calculation section and the rotation speed of the rotor when the error calculation section calculates each error. A characteristic deriving unit (for example, the phase corrector 101 in the embodiment) for deriving a number-error characteristic, and a magnetic pole position detected by the magnetic pole position detecting unit based on the rotation speed-error characteristic A correction amount determination unit (for example, the phase corrector 101 in the embodiment) for obtaining a magnetic pole position correction amount according to the number of rotations of the rotor, and the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit determine the correction amount. A current control unit for controlling the armature current flowing in the armature while manipulating the phase of the armature voltage applied to the armature according to the magnetic pole position corrected by the magnetic pole position correction amount obtained by the unit ( For example, the current in the embodiment In the control device for a permanent magnet type rotating electrical machine comprising the command generator 9, the current command switching device 10, the voltage command generator 15, the voltage coordinate converter 16 and the PWM inverter circuit 17), the error calculation section is 2 In each state where the rotor is rotating at two or more different substantially constant rotation speeds, the rotation is performed in a dq coordinate system in which the field direction of the rotor is the d axis and the direction orthogonal to the d axis is the q axis. While maintaining both the d-axis current command value and the q-axis current command value in dq vector control for handling an electric machine at zero, the magnetic pole position correction amount is set to a predetermined temporary setting value, and the dq vector control processing is executed. Then, an error is calculated from the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value obtained during the execution of the dq vector control based on a predetermined arithmetic expression using the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value as variables. It is characterized by that.

さらに、請求項2に記載の発明の永久磁石式回転電機の制御装置では、前記誤差算出部が、2つの異なる略一定回転数で前記回転子が回転している各状態で磁極位置の誤差を算出した場合、前記特性導出部は、直線近似によって前記回転数−誤差特性を導出することを特徴としている。   Furthermore, in the control device for the permanent magnet type rotating electrical machine according to the second aspect of the present invention, the error calculation unit calculates the error of the magnetic pole position in each state where the rotor is rotating at two different substantially constant rotational speeds. When calculated, the characteristic deriving unit derives the rotation speed-error characteristic by linear approximation.

さらに、請求項3に記載の発明の永久磁石式回転電機の制御装置では、前記誤差算出部が、3つ以上の異なる略一定回転数で前記回転子が回転している各状態で磁極位置の誤差を算出した場合、前記特性導出部は、曲線近似によって前記回転数−誤差特性を導出することを特徴としている。   Furthermore, in the control device for a permanent magnet type rotating electrical machine according to the third aspect of the present invention, the error calculation unit determines the position of the magnetic pole in each state where the rotor rotates at three or more different substantially constant rotational speeds. When the error is calculated, the characteristic deriving unit derives the rotation speed-error characteristic by curve approximation.

請求項1〜3に記載の発明の永久磁石式回転電機の制御装置によれば、磁極検出位置に含まれる回転数に依存した誤差、磁極位置検出部の取り付け誤差、経年変化による誤差、及び製品ばらつきによる誤差の補正量を導出できる。   According to the control device for the permanent magnet type rotating electrical machine of the inventions according to claims 1 to 3, an error depending on the number of rotations included in the magnetic pole detection position, an installation error of the magnetic pole position detection unit, an error due to secular change, and a product The amount of error correction due to variation can be derived.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の一実施形態を図14並びに図1〜図10を参照して説明する。図1は本実施形態の装置構成を示すブロック図である。なお、図1において、図12と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。永久磁石式回転電機1(以下、モータ1という)の電流制御を行なうモータ制御装置100が、本実施形態の永久磁石式回転電機の制御装置として設けられている。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 14 and FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the apparatus configuration of this embodiment. In FIG. 1, the same reference numerals are assigned to components common to FIG. 12. A motor control device 100 that performs current control of a permanent magnet type rotating electrical machine 1 (hereinafter referred to as a motor 1) is provided as a control device for the permanent magnet type rotating electrical machine of the present embodiment.

本実施形態では、モータ1は、パラレル型ハイブリッド車両に、必要に応じてエンジン3の出力(車両推進力)を補助する補助出力(補助的な車両推進力)を発生させる原動機として搭載されたものである。そして、モータ1の回転子(ロータ)4は、エンジン3の出力軸3aと連動して回転し得るように該出力軸3aに接続されると共に、該回転子4に発生させる出力(トルク)をエンジン3の出力と共に、図示しない変速機等の動力伝達装置を介して車両の駆動輪に伝達するようにしている。   In the present embodiment, the motor 1 is mounted on a parallel hybrid vehicle as a prime mover that generates auxiliary output (auxiliary vehicle propulsive force) that assists the output (vehicle propulsive force) of the engine 3 as necessary. It is. A rotor (rotor) 4 of the motor 1 is connected to the output shaft 3 a so as to be able to rotate in conjunction with the output shaft 3 a of the engine 3 and outputs (torque) to be generated by the rotor 4. Along with the output of the engine 3, it is transmitted to the drive wheels of the vehicle via a power transmission device such as a transmission (not shown).

モータ1は、本実施形態では3相DCブラシレスモータであり、その要部構成を図2の横断面図で模式化して示す。同図に示すように、モータ1の回転子(ロータ)4には永久磁石5が設けられ、固定子(ステータ)6には3相(U相、V相、W相)の巻き線から成る電機子7が設けられている。永久磁石5は本実施形態では、円筒形のものであるが、突極形のものであってもよい。尚、図2には、回転子4の永久磁石5の界磁方向をq軸、これと直交する方向をd軸とするdq座標を併記している。   The motor 1 is a three-phase DC brushless motor in the present embodiment, and its main configuration is schematically shown in the cross-sectional view of FIG. As shown in the figure, the rotor (rotor) 4 of the motor 1 is provided with a permanent magnet 5, and the stator (stator) 6 is composed of three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) windings. An armature 7 is provided. The permanent magnet 5 is cylindrical in this embodiment, but may be salient. FIG. 2 also shows dq coordinates with the field direction of the permanent magnet 5 of the rotor 4 as the q-axis and the direction orthogonal thereto as the d-axis.

図1に戻って、モータ1には、回転子4の磁極位置を検出する磁極位置検出器8が取り付けられている。該磁極位置検出器8は、ホール素子やエンコーダ、レゾルバ等であり、回転子4の所定の基準回転位置からの磁極の回転角度θact(q軸の回転角度)の検出値を示す信号を磁極位置の検出信号として出力する。尚、磁極位置検出器8により得られる回転角度θactの検出値(以下、磁極検出角θactという)は、該磁極位置検出器8の取り付け誤差等に起因して、一般には回転子4の実際の磁極位置(磁極の実際の回転角度)に対して誤差を生じる。   Returning to FIG. 1, the magnetic pole position detector 8 that detects the magnetic pole position of the rotor 4 is attached to the motor 1. The magnetic pole position detector 8 is a Hall element, an encoder, a resolver, or the like, and outputs a signal indicating a detected value of the rotation angle θact (rotation angle of the q axis) of the magnetic pole from a predetermined reference rotation position of the rotor 4 to the magnetic pole position. Is output as a detection signal. Note that the detected value of the rotation angle θact obtained by the magnetic pole position detector 8 (hereinafter referred to as the magnetic pole detection angle θact) is generally due to an installation error of the magnetic pole position detector 8 or the like. An error occurs with respect to the magnetic pole position (the actual rotation angle of the magnetic pole).

モータ制御装置100は、上述したdqベクトル制御によってモータ1の運転制御を行なうものであり、モータ1に発生させるトルクの指令値であるトルク指令値Trcに応じて、d軸電流指令値Idc及びq軸電流指令値Iqcを求める電流指令生成器9と、この電流指令生成器9が出力するd軸電流指令値Idc及びq軸電流指令値Iqcの組(Idc,Iqc)と値「0」のd軸電流指令値Idc及びq軸電流指令値Iqcの組(0,0)とを選択的に出力する電流指令切換器10とを備えている。この場合、電流指令生成器9に入力されるトルク指令値Trcは、図外の演算処理装置によって車両の運転状態(アクセル操作量等)に応じて設定されるものである。そして、電流指令生成器9は、入力されたトルク指令値Trcのトルクをモータ1に発生させるために要するd軸電流、q軸電流を求め、それらをd軸電流指令値Idc及びq軸電流指令値Iqcとして出力する。また、電流指令切換器10は、その出力を後述する位相補正器101の指令に応じて切換える。   The motor control device 100 controls the operation of the motor 1 by the above-described dq vector control, and the d-axis current command values Idc and q in accordance with the torque command value Trc that is the command value of the torque generated by the motor 1. A current command generator 9 for determining an axis current command value Iqc, a set (Idc, Iqc) of a d-axis current command value Idc and a q-axis current command value Iqc output from the current command generator 9 and a d of a value “0” A current command switching unit 10 that selectively outputs a set (0, 0) of the shaft current command value Idc and the q-axis current command value Iqc is provided. In this case, the torque command value Trc input to the current command generator 9 is set according to the driving state (accelerator operation amount, etc.) of the vehicle by an arithmetic processing unit (not shown). Then, the current command generator 9 obtains a d-axis current and a q-axis current required for causing the motor 1 to generate a torque of the input torque command value Trc, and obtains them as a d-axis current command value Idc and a q-axis current command. Output as value Iqc. Further, the current command switching unit 10 switches its output in accordance with a command from a phase corrector 101 described later.

また、モータ制御装置100は、モータ1の電機子7のU相、V相を流れる電機子電流Iu,Ivをそれぞれ検出する電機子電流検出器11u,11vと、その電機子電流Iu,Ivの検出値を座標変換することによって指令軸座標dc−dqでのd軸電流Id及びq軸電流Iqを算出する電流座標変換器12とを備えている。ここで、電機子7は3相であるため、その任意の1つの相を流れる電流は他の2つの相を流れる電流によって一義的に決まる。例えばW相を流れる電流は、−(Iu+Iv)となる。このため、本実施形態では電機子電流検出器11u,11vは2つの相(本実施形態ではU相、V相)の電流を検出するものとしている。また、電流座標変換器12による座標変換は、回転子4の磁極の回転角度を示すものとして後述する減算処理器19により求められ磁極回転角θを用いて次式(4)により行なわれる。   The motor control device 100 also includes armature current detectors 11u and 11v that detect armature currents Iu and Iv flowing in the U-phase and V-phase of the armature 7 of the motor 1, respectively, and the armature currents Iu and Iv. A current coordinate converter 12 is provided for calculating the d-axis current Id and the q-axis current Iq at the command axis coordinates dc-dq by converting the detected values into coordinates. Here, since the armature 7 has three phases, the current flowing through any one phase is uniquely determined by the current flowing through the other two phases. For example, the current flowing through the W phase is − (Iu + Iv). For this reason, in this embodiment, the armature current detectors 11u and 11v detect currents in two phases (U phase and V phase in this embodiment). Further, the coordinate conversion by the current coordinate converter 12 is performed by the following equation (4) using the magnetic pole rotation angle θ obtained by a subtraction processor 19 described later as indicating the rotation angle of the magnetic pole of the rotor 4.

Figure 2010148270
Figure 2010148270

この座標変換により求められるId及びIqは、磁極回転角θにより定まる指令軸座標dc−qc(θをd軸の回転位置として定まるdq座標)でのd軸電流の検出値、q軸電流の検出値としての意味を持つものである。以下の説明では、Id及びIqをd軸検出電流Id,q軸検出電流Iqと称する。   Id and Iq obtained by this coordinate conversion are the detected value of the d-axis current at the command axis coordinate dc-qc determined by the magnetic pole rotation angle θ (the dq coordinate determined by θ being the rotational position of the d-axis), the detection of the q-axis current. It has meaning as a value. In the following description, Id and Iq are referred to as d-axis detection current Id and q-axis detection current Iq.

さらにモータ制御装置100は、電流指令切換器10から出力されるd軸電流指令値Idcと電流座標変換器12により求められるd軸検出電流Idとの偏差、並びに、電流指令切換器10から出力されるq軸電流指令値Iqcと電流座標変換器12により求められるq軸検出電流Iqとの偏差をそれぞれ求める減算処理器13,14と、これらの偏差(Idc−Id),(Iqc−Iq)に応じて指令軸座標dc−qcでの各軸方向の印加電圧の指令値であるd軸電圧指令値Vdc及びq軸電圧指令値Vqcを求める電圧指令生成器15と、そのd軸電圧指令値Vdc及びq軸電圧指令値Vqcを座標変換することによって電機子7の各相の印加電圧の指令値Vuc,Vvc,Vwc(以下、相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcという)を算出する電圧座標変換器16と、該相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに従って電機子7の各相の実際の印加電圧を操作するPWMインバータ回路17とを備えている。   Further, the motor control device 100 outputs the deviation between the d-axis current command value Idc output from the current command switch 10 and the d-axis detection current Id obtained by the current coordinate converter 12 and the current command switch 10. Subtraction processors 13 and 14 for obtaining deviations between the q-axis current command value Iqc and the q-axis detection current Iq obtained by the current coordinate converter 12, and the deviations (Idc−Id) and (Iqc−Iq). Accordingly, a voltage command generator 15 for obtaining a d-axis voltage command value Vdc and a q-axis voltage command value Vqc, which are command values of applied voltages in the respective axis directions at the command axis coordinates dc-qc, and the d-axis voltage command value Vdc. And voltage coordinate conversion for calculating command values Vuc, Vvc, Vwc (hereinafter referred to as phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc) of the applied voltage of each phase of the armature 7 by coordinate conversion of the q-axis voltage command value Vqc. 16 and the phase voltage command value Vu and a PWM inverter circuit 17 for operating the actual applied voltage of each phase of the armature 7 according to c, Vvc, and Vwc.

電圧指令生成器15は、基本的には、前記偏差(Idc−Id),(Iqc−Iq)をそれぞれ「0」にするようにPI制御則等のフィードバック制御則に基づいてd軸電圧指令値Vdc及びq軸電圧指令値Vqcを求めるものである。尚、この種の電圧指令生成器15は、公知のものであるのでここでの詳細な説明は省略するが、該電圧指令生成器15は、フィードバック制御則の処理に加えて、d,q軸間での速度起電力の干渉を補償するための非干渉制御の処理を行なうことにより、d軸電圧指令値Vdc及びq軸電圧指令値Vqcを求める。   The voltage command generator 15 basically has a d-axis voltage command value based on a feedback control law such as a PI control law so that the deviations (Idc−Id) and (Iqc−Iq) are set to “0”. Vdc and q-axis voltage command value Vqc are obtained. Since this type of voltage command generator 15 is a well-known one, a detailed description thereof will be omitted. However, in addition to the feedback control law processing, the voltage command generator 15 is provided with d and q axes. The d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc are obtained by performing non-interference control processing for compensating for the interference of the speed electromotive force between them.

また、電圧座標変換器16による座標変換は、電流座標変換器12の座標変換で使用したものと同一の磁極回転角θを用いて次式(5)により行なわれる。   The coordinate conversion by the voltage coordinate converter 16 is performed by the following equation (5) using the same magnetic pole rotation angle θ as that used for the coordinate conversion of the current coordinate converter 12.

Figure 2010148270
Figure 2010148270

この座標変換により求められる相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcは、電機子7の各相U,V,Wの印加電圧の大きさ及び位相を規定するものであり、PWMインバータ回路17は、該相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcに従って電機子7の各相U,V,Wの印加電圧の大きさ(振幅)及び位相を操作する。   The phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc obtained by this coordinate conversion define the magnitude and phase of the applied voltage of each phase U, V, W of the armature 7, and the PWM inverter circuit 17 The magnitude (amplitude) and the phase of the applied voltage of each phase U, V, W of the armature 7 are manipulated according to the phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc.

モータ制御装置100は、さらに、磁極位置検出器8による磁極検出角θactの、実際の磁極の回転角度からの誤差角を表す磁極位置誤差角θofsを本発明における磁極位置補正量として求めて出力する位相補正器101と、この位相補正器101から出力される磁極位置誤差角θofs(以下、磁極補正角θofsという)を磁極位置検出器8による磁極検出角θactから減算することにより、電流座標変換器12及び電圧座標変換器16の座標変換で用いる磁極回転角θ(=θact−θofs)を求める減算処理器19と、磁極検出角θactを微分することによりモータ1の回転子4の回転速度(詳しくは回転角速度)ω=dθact/dtを求める速度算出器20とを備えている。尚、回転速度ωは、適宜の速度センサを用いて検出するようにしてもよい。あるいは、エンジン3の図示しない回転速度センサにより検出されるエンジン3の回転速度Neを回転角速度ωの代わりに用いてもよい。   The motor control device 100 further obtains and outputs the magnetic pole position error angle θofs representing the error angle of the magnetic pole detection angle θact by the magnetic pole position detector 8 from the actual rotation angle of the magnetic pole as a magnetic pole position correction amount in the present invention. By subtracting the magnetic pole position error angle θofs (hereinafter referred to as magnetic pole correction angle θofs) output from the phase corrector 101 from the phase corrector 101 from the magnetic pole detection angle θact by the magnetic pole position detector 8, a current coordinate converter 12 and the subtraction processor 19 for determining the magnetic pole rotation angle θ (= θact−θofs) used in the coordinate conversion of the voltage coordinate converter 16 and the rotational speed of the rotor 4 of the motor 1 (details) by differentiating the magnetic pole detection angle θact. Is provided with a speed calculator 20 for obtaining a rotational angular speed) ω = dθact / dt. The rotational speed ω may be detected using an appropriate speed sensor. Alternatively, the rotational speed Ne of the engine 3 detected by a rotational speed sensor (not shown) of the engine 3 may be used instead of the rotational angular speed ω.

ここで、位相補正器101は、本発明における補正量決定手段に相当するものである。その処理の詳細は後述するが、該位相補正器101は、所定の条件下で磁極補正角θofsを求めて記憶保持し、該所定の条件下以外のモータ1の通常的な運転時には、記憶保持している磁極補正角θofsを出力するものである。そして、位相補正器101は、磁極補正角θofsを求める処理を実行しているときには、磁極補正角θofsの仮設定値α(以下、仮設定補正角αという)を出力するようにしている。この場合には、減算処理器19が求める磁極回転角θは、θ=θact−αとなる。   Here, the phase corrector 101 corresponds to the correction amount determining means in the present invention. Although details of the processing will be described later, the phase corrector 101 calculates and stores the magnetic pole correction angle θofs under a predetermined condition, and stores and holds it during normal operation of the motor 1 other than the predetermined condition. The magnetic pole correction angle θofs is output. The phase corrector 101 outputs a temporary setting value α of the magnetic pole correction angle θofs (hereinafter referred to as a temporary setting correction angle α) when executing the process of obtaining the magnetic pole correction angle θofs. In this case, the magnetic pole rotation angle θ obtained by the subtraction processor 19 is θ = θact−α.

モータ制御装置100の外部には、車両の図示しない始動スイッチの操作に応じたエンジン3の運転モードを表すデータ(例えばエンジン3の始動モードであるか否かを示すフラグデータ等)に基づいてトルク指令Trcを出力する車両制御部50が設けられている。車両制御部50から出力されたトルク指令Trcは電流指令生成器9に入力される。また、車両制御部50は、トルク指令Trcが略0、かつ、モータ1の回転速度ωが所定値以下であって略一定に制御し、後述する磁極位置補正の実行の可否を示す磁極位置補正許可信号を出力する。車両制御部50から出力された磁極位置補正許可信号は位相補正器101に入力される。さらに、車両制御部50は、エンジン3の動作を制御する制御部3bに、エンジン3の回転数を指示する信号を出力する。   Torque is provided outside the motor control device 100 based on data representing the operation mode of the engine 3 (for example, flag data indicating whether or not the engine 3 is in the start mode) according to the operation of a start switch (not shown) of the vehicle. A vehicle control unit 50 that outputs a command Trc is provided. The torque command Trc output from the vehicle control unit 50 is input to the current command generator 9. Further, the vehicle control unit 50 controls the torque command Trc to be substantially zero and the rotational speed ω of the motor 1 to be a predetermined value or less and to be substantially constant, and indicates a magnetic pole position correction indicating whether or not to execute a magnetic pole position correction described later. Output permission signal. The magnetic pole position correction permission signal output from the vehicle control unit 50 is input to the phase corrector 101. Further, the vehicle control unit 50 outputs a signal instructing the number of revolutions of the engine 3 to the control unit 3 b that controls the operation of the engine 3.

そして、位相補正器101には、電圧指令生成器9からd軸電圧指令値Vdc及びq軸電圧指令値Vqcの算出値が入力され、速度算出器20から回転角速度ωの算出値が入力される。さらに、位相補正器101には、車両制御部50から出力された磁極位置補正許可信号が入力される。位相補正器101は、磁極位置補正許可信号が入力され、磁極補正角θofsを求める処理を開始すると、電流指令切換器10から値「0」のd軸電流指令値Idc及びq軸電流指令値Iqcの組(0,0)を出力させるための切換指令を電流指令切換器10に出力するようにしている。   The phase corrector 101 receives the calculated values of the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc from the voltage command generator 9 and the calculated value of the rotational angular velocity ω from the speed calculator 20. . Further, the magnetic pole position correction permission signal output from the vehicle control unit 50 is input to the phase corrector 101. When the magnetic pole position correction permission signal is input to the phase corrector 101 and the process of obtaining the magnetic pole correction angle θofs is started, the d-axis current command value Idc and the q-axis current command value Iqc having the value “0” are output from the current command switch 10. A switching command for outputting the set (0, 0) is output to the current command switching unit 10.

位相補正器101は、電流指令切換器10からd軸電流指令値Idc=0及びq軸電流指令値Iqc=0が出力されている期間を2つに分けて、各期間で異なる一定回転数でエンジン3を駆動するよう車両制御部50に指示する。位相補正器101は、各期間のエンジン3の回転数及び演算によって求めた磁極補正角θofsをメモリ103に記録する。なお、本実施形態では、エンジン3の出力軸3aとモータ1の回転子4に接続されているため、エンジン3の回転角速度はモータ1の回転子4の回転角速度に等しい。したがって、メモリ103には、エンジン3の回転数の代わりに、モータ1の回転子4の回転角速度ωを記録しても良い。   The phase corrector 101 divides the period in which the d-axis current command value Idc = 0 and the q-axis current command value Iqc = 0 are output from the current command switch 10 into two, and at a constant rotational speed that is different in each period. The vehicle control unit 50 is instructed to drive the engine 3. The phase corrector 101 records, in the memory 103, the rotation speed of the engine 3 and the magnetic pole correction angle θofs obtained by calculation in each period. In this embodiment, since the output shaft 3 a of the engine 3 and the rotor 4 of the motor 1 are connected, the rotational angular speed of the engine 3 is equal to the rotational angular speed of the rotor 4 of the motor 1. Therefore, the rotational angular velocity ω of the rotor 4 of the motor 1 may be recorded in the memory 103 instead of the rotational speed of the engine 3.

さらに、位相補正器101は、メモリ103に記録された各期間のエンジン3の回転数及び磁極補正角θofsに基づいて、エンジン3の回転数と磁極補正角θofsの関係(以下、回転数−誤差特性という)を求める。なお、d軸電流指令値Idc=0及びq軸電流指令値Iqc=0が出力されている期間を2つに分けた場合、メモリ103が記憶するエンジン3の回転数と磁極補正角θofsの組は2組であるため、回転数−誤差特性は少なくとも直線に近似される。   Further, the phase corrector 101 determines the relationship between the rotational speed of the engine 3 and the magnetic pole correction angle θofs (hereinafter referred to as rotational speed−error) based on the rotational speed of the engine 3 and the magnetic pole correction angle θofs recorded in the memory 103. (Referred to as a characteristic). When the period during which the d-axis current command value Idc = 0 and the q-axis current command value Iqc = 0 is output is divided into two, the set of the engine speed and the magnetic pole correction angle θofs stored in the memory 103 Since there are two sets, the rotational speed-error characteristic is approximated to at least a straight line.

図3は、エンジン3が1500rpmの一定回転数で駆動している状態で求めた磁極補正角θofsに対する算出回数を近似したグラフである。図3に示されているように、1500rpmの一定回転数でエンジン3が駆動しているときの磁極補正角θofsは、−1.00°を中心として−1.50°〜−0.50°の間の値が求められる場合がほとんどである。   FIG. 3 is a graph that approximates the number of times of calculation with respect to the magnetic pole correction angle θofs obtained in a state where the engine 3 is driven at a constant rotational speed of 1500 rpm. As shown in FIG. 3, the magnetic pole correction angle θofs when the engine 3 is driven at a constant rotation speed of 1500 rpm is −1.50 ° to −0.50 ° centered at −1.00 °. In most cases, a value between is required.

図4は、エンジン3が800rpmの一定回転数で駆動している状態で求めた磁極補正角θofsに対する算出回数を近似したグラフである。図4に示されているように、800rpmの一定回転数でエンジン3が駆動しているときの磁極補正角θofsは、+1.00°を中心として+0.50°〜+1.50°の間の値が求められる場合がほとんどである。   FIG. 4 is a graph that approximates the number of times of calculation for the magnetic pole correction angle θofs obtained in a state where the engine 3 is driven at a constant rotational speed of 800 rpm. As shown in FIG. 4, the magnetic pole correction angle θofs when the engine 3 is driven at a constant rotation speed of 800 rpm is between + 0.50 ° and + 1.50 ° centered on + 1.00 °. In most cases, a value is required.

図5は、エンジン3が図3及び図4に示した各回転数で駆動している状態で算出された磁極補正角θofsの分布及びその近似直線を示すグラフである。図5に示すように、2つの異なる回転数と各回転数に対応する磁極補正角θofsとの関係より、直線近似された回転数−誤差特性が得られる。   FIG. 5 is a graph showing the distribution of the magnetic pole correction angle θofs calculated in a state where the engine 3 is driven at each rotational speed shown in FIGS. 3 and 4 and its approximate straight line. As shown in FIG. 5, a rotational speed-error characteristic approximated by a straight line is obtained from the relationship between two different rotational speeds and the magnetic pole correction angle θofs corresponding to each rotational speed.

なお、近似直線を表す式は、磁極補正角θofsを変数y、エンジン3の回転数Nmを変数xとした場合、「y=Ax+B」と表される。また、係数A及び係数Bは以下の式で表される。
係数A=(磁極補正角θofs1−磁極補正角θofs2)÷(回転数Nm1−回転数Nm2)
係数B=磁極補正角θofs1−A×回転数Nm1
The equation representing the approximate straight line is expressed as “y = Ax + B” where the magnetic pole correction angle θofs is a variable y and the rotational speed Nm of the engine 3 is a variable x. The coefficient A and the coefficient B are expressed by the following formulas.
Coefficient A = (Magnetic pole correction angle θofs1−Magnetic pole correction angle θofs2) ÷ (Rotational speed Nm1−Rotational speed Nm2)
Coefficient B = Magnetic pole correction angle θofs1-A × rotational speed Nm1

3つ以上の異なる回転数と各回転数に対応する磁極補正角θofsが得られれば、回転数−誤差特性は曲線によって近似することができる。また、回転数−誤差特性の導出が位相補正器101にとっては高負荷の場合、例えば10点のルックアップテーブルをこの時点で作成し更新されるまで10点の補間としても良い。   If three or more different rotation speeds and the magnetic pole correction angle θofs corresponding to each rotation speed are obtained, the rotation speed-error characteristic can be approximated by a curve. Further, when the rotation speed-error characteristic is derived with a high load for the phase corrector 101, for example, a 10-point lookup table may be created and updated at this time until 10-point interpolation is performed.

以上説明した本実施形態の装置において、電流指令生成器9、電流指令切換器10、減算処理器13,14,19、電圧指令生成器15、電流座標変換器12、電圧座標変換器16、位相補正器101、速度算出器20は、本実施形態では所定のプログラムが実装されたマイクロコンピュータ(入出力回路を含む)の機能的手段として構成されている。   In the apparatus of the present embodiment described above, the current command generator 9, the current command switching device 10, the subtraction processors 13, 14, 19, the voltage command generator 15, the current coordinate converter 12, the voltage coordinate converter 16, the phase In this embodiment, the corrector 101 and the speed calculator 20 are configured as functional means of a microcomputer (including an input / output circuit) in which a predetermined program is installed.

次に、本実施形態の装置の作動を位相補正器101の詳細な処理を中心に図6及び図7のタイミングチャート及び図8〜図10のフローチャートを参照して説明する。車両の図示しない始動スイッチがONにされると、モータ制御装置100等に電源が供給される。そして、モータ1をエンジン3の始動モータとして作動させてエンジン3を始動するために、モータ制御装置100には、図6の第2段図に示すように図示しない演算処理装置からトルク指令Trcが与えられる(図6の時刻t1〜t2)。このとき、モータ制御装置100の位相補正器101は、現在記憶保持している磁極補正角θofsを出力すると共に、電流指令切換器10には、電流指令生成器9のd軸電流指令値Idc及びq軸電流指令値Iqcを出力させる切換え指令を与える。そして、この状態でモータ制御装置100は、電流指令生成器9、減算処理器13,14,19、電圧指令生成器15、電流座標変換器12、電圧座標変換器16の前述した処理を実行し、これにより、モータ1にトルク指令Trcに応じたトルク(エンジン3を始動するトルク)を発生させる。これにより、エンジン3のクランキングが開始される。併せて、図示しないエンジンコントローラによりエンジン3の燃料供給制御及び点火制御が行なわれ、該エンジン3が始動される。   Next, the operation of the apparatus of this embodiment will be described with reference to the timing charts of FIGS. 6 and 7 and the flowcharts of FIGS. When a start switch (not shown) of the vehicle is turned on, power is supplied to the motor control device 100 and the like. Then, in order to start the engine 3 by operating the motor 1 as a starting motor of the engine 3, the motor control device 100 receives a torque command Trc from an arithmetic processing unit (not shown) as shown in the second stage diagram of FIG. (Time t1 to t2 in FIG. 6). At this time, the phase corrector 101 of the motor control device 100 outputs the magnetic pole correction angle θofs currently stored and held, and the current command switcher 10 receives the d-axis current command value Idc and the current command generator 9. A switching command for outputting the q-axis current command value Iqc is given. In this state, the motor control device 100 executes the above-described processes of the current command generator 9, the subtraction processors 13, 14, 19, the voltage command generator 15, the current coordinate converter 12, and the voltage coordinate converter 16. Thereby, the motor 1 is caused to generate torque (torque for starting the engine 3) corresponding to the torque command Trc. Thereby, cranking of the engine 3 is started. In addition, fuel supply control and ignition control of the engine 3 are performed by an engine controller (not shown), and the engine 3 is started.

このエンジン3の始動により、図6の第5段図に示すようにエンジン3の回転速度Ne(本実施形態では、これはモータ1の回転角速度ωに等しい)が上昇し、該Neが所定値以上になると、エンジン3の始動モードは終了し(エンジン3のアイドリング運転が開始する)、モータ1のトルク指令Trcが「0」になる(図6の時刻t2)。尚、ここでは、車両のアクセル操作はなされていないものとする。   As the engine 3 starts, the rotational speed Ne of the engine 3 (in this embodiment, this is equal to the rotational angular speed ω of the motor 1) increases as shown in the fifth stage diagram of FIG. If it becomes above, the starting mode of the engine 3 will be complete | finished (idling driving | operation of the engine 3 will start), and the torque command Trc of the motor 1 will be "0" (time t2 of FIG. 6). Here, it is assumed that the accelerator operation of the vehicle is not performed.

そして、このとき、図示しない演算処理装置により、図6の第4段図に示すように、エンジン3の始動が完了したか否かを示す始動完了フラグが「1」にセットされる。この始動完了フラグは、エンジン3の運転モードを表すデータとしてモータ制御装置100の位相補正器101に入力される。   At this time, a start completion flag indicating whether or not the start of the engine 3 has been completed is set to "1" by an arithmetic processing unit (not shown) as shown in the fourth stage diagram of FIG. The start completion flag is input to the phase corrector 101 of the motor control device 100 as data representing the operation mode of the engine 3.

次いで、エンジン3のアイドリング運転が継続し、エンジン3の回転速度Neあるいはモータ1の回転角速度ωが所定のアイドリング回転速度(例えば800〜1000rpm)付近でほぼ一定に維持されるようになると、モータ1の回転速度が所定値(例えば2000rpm)以下でほぼ一定の回転速度になっているか否かを示す安定チェックフラグが位相補正器101で「1」にセットされる(図6の時刻t3)。そして、このとき、位相補正器101には磁極位置補正許可信号が入力されるため、位相補正器101は、磁極補正角θofsを新たに求めるための処理を実行する(図6の時刻t3〜t4)。   Next, when the idling operation of the engine 3 is continued and the rotational speed Ne of the engine 3 or the rotational angular speed ω of the motor 1 is maintained substantially constant around a predetermined idling rotational speed (for example, 800 to 1000 rpm), the motor 1 Is set to "1" by the phase corrector 101 (time t3 in FIG. 6). The stability check flag indicating whether or not the rotation speed is equal to or less than a predetermined value (for example, 2000 rpm). At this time, since the magnetic pole position correction permission signal is input to the phase corrector 101, the phase corrector 101 executes a process for newly obtaining the magnetic pole correction angle θofs (time t3 to t4 in FIG. 6). ).

以下、磁極補正角θofsを新たに求めるための処理について、図6を参照して詳細に説明する。図6は、図1に示したモータ制御装置100が回転数−誤差特性を求める際のエンジン3の回転数、d軸電流、q軸電流及び電圧位相の変化を示すグラフである。位相補正器101は、回転数−誤差特性を新たに求めるための処理を開始すると、エンジン3が例えば1500rpmの一定回転数で回転している状態で、電流指令切換器10から値「0」のd軸電流指令値Idc及びq軸電流指令値Iqcの組(0,0)を出力させるための切換指令を電流指令切換器10に出力する。位相補正器101は、当該切換指令を出力して電圧位相が収束すると、磁極補正角θofsを求める。位相補正器101は、このときの回転数と求めた磁極補正角θofsの組をメモリ103に記録する。   Hereinafter, processing for newly obtaining the magnetic pole correction angle θofs will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is a graph showing changes in the rotational speed, d-axis current, q-axis current, and voltage phase of the engine 3 when the motor control device 100 shown in FIG. 1 obtains the rotational speed-error characteristic. When the phase corrector 101 starts processing for newly obtaining the rotation speed-error characteristic, the value of “0” is output from the current command switch 10 while the engine 3 is rotating at a constant rotation speed of, for example, 1500 rpm. A switching command for outputting a set (0, 0) of the d-axis current command value Idc and the q-axis current command value Iqc is output to the current command switch 10. When the voltage phase is converged by outputting the switching command, the phase corrector 101 obtains the magnetic pole correction angle θofs. The phase corrector 101 records in the memory 103 the set of the rotation speed at this time and the obtained magnetic pole correction angle θofs.

次に、位相補正器101は、前記切換指令から所定期間D1が経過した時点で、所定期間D1のときの回転数(1500rpm)とは異なる一定回転数(例えば800rpm)でエンジン3を駆動するよう車両制御部50に指示する。位相補正器101は、エンジン3が指示した一定回転数(800rpm)で回転している状態で電圧位相が収束すると、磁極補正角θofsを求める。位相補正器101は、このときの回転数と求めた磁極補正角θofsの組をメモリ103に記録する。位相補正器101は、回転数の切換指示から所定期間D2が経過した時点で、エンジン3の駆動を停止するよう車両制御部50に指示する。   Next, the phase corrector 101 drives the engine 3 at a constant rotational speed (for example, 800 rpm) different from the rotational speed (1500 rpm) at the predetermined period D1 when the predetermined period D1 has elapsed from the switching command. The vehicle control unit 50 is instructed. The phase corrector 101 obtains the magnetic pole correction angle θofs when the voltage phase converges while the engine 3 is rotating at a constant rotational speed (800 rpm) indicated by the engine 3. The phase corrector 101 records in the memory 103 the set of the rotation speed at this time and the obtained magnetic pole correction angle θofs. The phase corrector 101 instructs the vehicle control unit 50 to stop driving the engine 3 when a predetermined period D2 has elapsed from the rotation speed switching instruction.

上述のようなシーケンスにおける位相補正器101の処理は、図8〜図10のフローチャートに示すように実行される。   The processing of the phase corrector 101 in the sequence as described above is executed as shown in the flowcharts of FIGS.

位相補正器101は、エンジン3の始動が完了した直後であるか否かを始動完了フラグ(図6参照)の値によりステップS101で判断する。この判断結果がYESである場合には(図6の時刻t2)、位相補正器101はさらに、モータ1の回転速度ωが第1の所定値以下(例えば1250rpm)であるか否か、略一定であるか否かをそれぞれステップS103,S105で判断する。ステップS105の判断は、例えば速度算出器20により求められるモータ1の回転速度ωの経時的な変動幅が所定時間以上、所定幅δ以下(図6の第5段図参照)に収まっているか否かを判断することにより行なわれる。そして、これらの判断結果がいずれもYESである場合には、位相補正器101は、さらにトルク指令値Trcが略「0」であるか否かをステップS107で判断する。この判断は、トルク指令値Trcがあらかじめ定めた「0」近傍の範囲内にあるか否かを判断することにより行なわれる。   In step S101, the phase corrector 101 determines whether or not it is immediately after the start of the engine 3 is completed based on the value of the start completion flag (see FIG. 6). If the determination result is YES (time t2 in FIG. 6), the phase corrector 101 further determines whether the rotational speed ω of the motor 1 is equal to or lower than a first predetermined value (for example, 1250 rpm). Are determined in steps S103 and S105, respectively. The determination in step S105 is, for example, whether or not the temporal fluctuation width of the rotational speed ω of the motor 1 obtained by the speed calculator 20 is within a predetermined time and not more than a predetermined width δ (see the fifth stage diagram in FIG. 6). It is done by judging. If both of these determination results are YES, the phase corrector 101 further determines in step S107 whether or not the torque command value Trc is substantially “0”. This determination is made by determining whether or not the torque command value Trc is within a predetermined range near “0”.

位相補正器101は、ステップS107の判断結果がYESである場合(ステップS101〜S107の判断結果がいずれもYESである場合)にはステップS109の処理を実行して、磁極補正角θofsを以下に説明するように求める。また、ステップS101〜S107のいずれかの判断結果がNOである場合には処理を終了する。この場合、位相補正器101は、現在保持している回転数−誤差特性に基づいて回転数に応じた磁極補正角θofsを出力する。   When the determination result in step S107 is YES (when all the determination results in steps S101 to S107 are YES), the phase corrector 101 executes the process in step S109 to set the magnetic pole correction angle θofs to the following. Ask to explain. Moreover, a process is complete | finished when the judgment result in any one of step S101-S107 is NO. In this case, the phase corrector 101 outputs the magnetic pole correction angle θofs corresponding to the rotational speed based on the currently held rotational speed-error characteristic.

ステップS109では位相補正器101は、値「0」のd軸電流指令値Id=0及びq軸電流指令値Iq=0を電流指令切換器10に出力させる切換指令を該電流指令切換器10に与える。次に、ステップS111で、位相補正器101は、磁極補正角θofs1を算出し、このときのエンジン3の回転数Nm1と算出した磁極補正角θofs1をメモリ103に記録する。ステップS111で行われる処理の詳細を図10に示す。図10に示すように、位相補正器101は、ステップS201において、仮設定補正角αを「0」として、これを磁極補正角θofsの代わりに出力する。   In step S109, the phase corrector 101 sends a switching command for causing the current command switching unit 10 to output the d-axis current command value Id = 0 and the q-axis current command value Iq = 0 having the value “0” to the current command switching unit 10. give. Next, in step S <b> 111, the phase corrector 101 calculates the magnetic pole correction angle θofs <b> 1, and records the rotation speed Nm <b> 1 of the engine 3 at this time and the calculated magnetic pole correction angle θofs <b> 1 in the memory 103. Details of the processing performed in step S111 are shown in FIG. As shown in FIG. 10, in step S201, the phase corrector 101 sets the temporarily set correction angle α to “0” and outputs this instead of the magnetic pole correction angle θofs.

この場合、減算処理器19で求められる磁極回転角θは、θ=θact−α=θactとなる。従って、磁極位置検出器8による磁極検出角θactがそのまま、電流座標変換器12及び電圧座標変換器16の座標変換で用いる磁極回転角θとして、それらの変換器12,16に入力されることとなる。そして、この状態で、モータ制御装置100は、d軸検出電流Id及びq軸検出電流Iqをそれらの指令値である「0」に合致させるように相電圧指令値Vuc,Vvc,Vwcを求めて、モータ1の電機子の印加電圧を操作する。この結果、モータ1の実際の電機子電流(U,V,Wの各相を流れる電流)がほぼ「0」に制御される。   In this case, the magnetic pole rotation angle θ obtained by the subtraction processor 19 is θ = θact−α = θact. Therefore, the magnetic pole detection angle θact by the magnetic pole position detector 8 is directly input to the converters 12 and 16 as the magnetic pole rotation angle θ used in the coordinate conversion of the current coordinate converter 12 and the voltage coordinate converter 16. Become. In this state, the motor control device 100 obtains the phase voltage command values Vuc, Vvc, Vwc so that the d-axis detection current Id and the q-axis detection current Iq match the command values “0”. The voltage applied to the armature of the motor 1 is manipulated. As a result, the actual armature current (current flowing through each phase of U, V, W) of the motor 1 is controlled to be substantially “0”.

ステップS201の処理を実行した後、位相補正器101はステップS203で所定時間、待機した後、後述するステップS205の処理を実行する。ここで、上記所定時間は、ステップS109の処理を実行してから、モータ1の実際の電機子電流が十分に「0」近傍に収束するまでに必要十分な時間としてあらかじめ定められた時間であり、例えば0.5秒である。尚、ステップS203で所定時間待機する代わりに、電機子電流検出器11u,11vにより検出される電機子電流を監視し、それらが「0」近傍の所定の範囲内に収まったときに、ステップS205の処理を実行するようにしてもよい。   After executing the process of step S201, the phase corrector 101 waits for a predetermined time in step S203, and then executes the process of step S205 described later. Here, the predetermined time is a time determined in advance as a necessary and sufficient time until the actual armature current of the motor 1 sufficiently converges to the vicinity of “0” after the process of step S109 is executed. For example, 0.5 seconds. Instead of waiting for a predetermined time in step S203, the armature currents detected by the armature current detectors 11u and 11v are monitored, and when they are within a predetermined range near “0”, step S205 is performed. You may make it perform the process of.

ステップS203において、モータ1の状態は、零電流状態となる。そして、このとき、モータ制御装置100のdqベクトル制御の処理上で認識されている磁極の回転角度(図14(b)の指令軸dcの回転角度位置)、すなわち、磁極回転角θは、磁極位置検出器8による磁極検出角θactであるので、該磁極検出角θactの、実際の磁極位置の回転角に対する誤差角は、式(1)により表される。そこで、ステップS205においては、位相補正器101は、電圧指令生成器15が求めたd軸電圧指令値Vdc及びq軸電圧指令値Vqcを用いて式(1)の右辺の演算を行い、その演算により求めた値を新たに磁極補正角θofs1として求める。さらに、位相補正器101は、この求めた磁極補正角θofs1及びエンジン3の回転数Nm1をステップS207でメモリ103に記録する。   In step S203, the state of the motor 1 becomes a zero current state. At this time, the rotation angle of the magnetic pole recognized in the dq vector control processing of the motor control device 100 (the rotation angle position of the command axis dc in FIG. 14B), that is, the magnetic pole rotation angle θ is Since it is the magnetic pole detection angle θact by the position detector 8, the error angle of the magnetic pole detection angle θact with respect to the actual rotation angle of the magnetic pole position is expressed by Expression (1). Therefore, in step S205, the phase corrector 101 calculates the right side of the equation (1) using the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc obtained by the voltage command generator 15, and the calculation is performed. The value obtained by the above is newly obtained as the magnetic pole correction angle θofs1. Further, the phase corrector 101 records the obtained magnetic pole correction angle θofs1 and the rotation speed Nm1 of the engine 3 in the memory 103 in step S207.

次に、位相補正器101は、ステップS113で、エンジン3の一定回転数を切り換えるよう車両制御部50に指示する。次に、位相補正器101は、ステップS103〜S107と同様の処理であるステップS115〜S119を行う。但し、ステップS115で位相補正器101は、モータ1の回転速度ωが第2の所定値(例えば850rpm)であるか否かを判断する。ステップS119を行った後、位相補正器101は、ステップS111と同様の処理であるステップS121を行う。ステップS121では、位相補正器101は、磁極補正角θofs2を算出し、このときのエンジン3の回転数Nm2と算出した磁極補正角θofs2をメモリ103に記録する。ステップS121で行われる処理の詳細は、図10に示した処理と同様である。   Next, the phase corrector 101 instructs the vehicle control unit 50 to switch the constant rotational speed of the engine 3 in step S113. Next, the phase corrector 101 performs steps S115 to S119, which are the same processes as steps S103 to S107. However, in step S115, the phase corrector 101 determines whether or not the rotational speed ω of the motor 1 is a second predetermined value (for example, 850 rpm). After performing Step S119, the phase corrector 101 performs Step S121, which is the same processing as Step S111. In step S 121, the phase corrector 101 calculates the magnetic pole correction angle θofs 2, and records the rotation speed Nm 2 of the engine 3 at this time and the calculated magnetic pole correction angle θofs 2 in the memory 103. Details of the processing performed in step S121 are the same as the processing shown in FIG.

次に、位相補正器101は、ステップS111でメモリ103に記録された回転数Nm1及び磁極補正角θofs1と、ステップS121でメモリ103に記録された回転数Nm2及び磁極補正角θofs2とに基づいて、エンジン3の回転数と磁極補正角θofsの関係(以下、回転数−誤差特性という)を求める。このとき求められた回転数−誤差特性は、メモリ103に記録される。   Next, the phase corrector 101, based on the rotation speed Nm1 and the magnetic pole correction angle θofs1 recorded in the memory 103 in step S111, and the rotation speed Nm2 and the magnetic pole correction angle θofs2 recorded in the memory 103 in step S121, The relationship between the rotational speed of the engine 3 and the magnetic pole correction angle θofs (hereinafter referred to as rotational speed-error characteristic) is obtained. The rotation speed-error characteristic obtained at this time is recorded in the memory 103.

以後は、ステップS125で、位相補正器101は、再び回転数−誤差特性を求める処理(ステップS101〜S123の処理)を実行するときまで、すなわち、エンジン3の次回の運転が再開されるときまで(但し車両の運転中)、ステップS123でメモリ103に記録された回転数−誤差特性に基づいて、エンジン3の回転数に応じた磁極補正角θofsを出力する。従って、以後は、その磁極補正角θofsを磁極検出角θactから減算してなる磁極回転角θが、回転子4の実際の磁極位置を表すものとして、モータ制御装置100によるモータ1の制御に用いられる。   Thereafter, in step S125, the phase corrector 101 performs the process of obtaining the rotation speed-error characteristic again (the process of steps S101 to S123), that is, until the next operation of the engine 3 is resumed. (However, during driving of the vehicle), the magnetic pole correction angle θofs corresponding to the rotational speed of the engine 3 is output based on the rotational speed-error characteristic recorded in the memory 103 in step S123. Therefore, hereinafter, the magnetic pole rotation angle θ obtained by subtracting the magnetic pole correction angle θofs from the magnetic pole detection angle θact represents the actual magnetic pole position of the rotor 4 and is used for controlling the motor 1 by the motor control device 100. It is done.

上述のようにステップS125で求められる磁極補正角θofsは、図14を参照して説明した原理に従って、磁極検出角θactの、実際の磁極位置の回転角に対する誤差角を表すものとなる。そして、この場合、本実施形態では、モータ1の回転速度ωが所定値以下であるとき、すなわち、d軸電流指令値Idcを意図的に負の値に設定する界磁弱め制御を行なう必要のない状態で磁極補正角θofsを求める処理を実行する。さらに、モータ1の回転速度ωがほぼ一定の回転速度である状態、すなわち、電機子7の各相に発生する逆起電圧がほぼ一定となる状態で磁極補正角θofsを求める。このため、磁極補正角θofsを精度よく求めることができる。このことは、回転子4の永久磁石5が円筒形のものである場合に限らず、突極形のものである場合でも同様である。   As described above, the magnetic pole correction angle θofs obtained in step S125 represents the error angle of the magnetic pole detection angle θact with respect to the actual rotation angle of the magnetic pole position in accordance with the principle described with reference to FIG. In this case, in this embodiment, it is necessary to perform field weakening control when the rotational speed ω of the motor 1 is equal to or lower than a predetermined value, that is, the d-axis current command value Idc is intentionally set to a negative value. A process for obtaining the magnetic pole correction angle θofs is executed in the absence of the magnetic field. Further, the magnetic pole correction angle θofs is obtained in a state where the rotational speed ω of the motor 1 is substantially constant, that is, in a state where the back electromotive force generated in each phase of the armature 7 is substantially constant. For this reason, the magnetic pole correction angle θofs can be obtained with high accuracy. This is the same not only when the permanent magnet 5 of the rotor 4 is cylindrical, but also when it is salient.

以上説明したように、本実施形態によれば、異なる複数の一定回転数でエンジン3が回転している各状態で磁極補正角θofsを算出し、回転数−誤差特性を求めた上で、エンジン3の回転数に応じた磁極補正角θofsを出力する。したがって、磁極検出位置に含まれる回転数に依存した誤差、磁極位置検出器8の取り付け誤差、経年変化による誤差、及び製品ばらつきによる誤差を補正可能な磁極補正角θofsを導出することができる。   As described above, according to the present embodiment, the magnetic pole correction angle θofs is calculated in each state where the engine 3 is rotating at a plurality of different constant rotational speeds, and the rotational speed-error characteristics are obtained. The magnetic pole correction angle θofs corresponding to the number of rotations of 3 is output. Accordingly, it is possible to derive the magnetic pole correction angle θofs that can correct the error depending on the number of rotations included in the magnetic pole detection position, the mounting error of the magnetic pole position detector 8, the error due to aging, and the error due to product variations.

尚、本実施形態では、図10のステップS205では、磁極補正角θofsを式(1)により求めたが、式(2)又は(3)により求めるようにしてもよい。また、本実施形態では、磁極補正角θofsを求める処理を実行している最中に用いる仮設定補正角αを「0」にしたが、他の値、例えば磁極補正角θofsの現在値を仮設定補正角αとして用いてもよい。この場合には、図10のステップS205において、式(1)又は式(2)又は式(3)の右辺の演算により求められる値を、磁極補正角θofsの現在値に加算することで、新たな磁極補正角θofsを求めるようにすればよい。   In this embodiment, in step S205 of FIG. 10, the magnetic pole correction angle θofs is obtained by equation (1), but may be obtained by equation (2) or (3). In the present embodiment, the temporarily set correction angle α used during the process of obtaining the magnetic pole correction angle θofs is set to “0”, but other values, for example, the current value of the magnetic pole correction angle θofs are temporarily set. It may be used as the setting correction angle α. In this case, in step S205 of FIG. 10, the value obtained by the calculation of the right side of the equation (1), the equation (2), or the equation (3) is added to the current value of the magnetic pole correction angle θofs to obtain a new value. A simple magnetic pole correction angle θofs may be obtained.

なお、図8及び図9に示したフローチャート中のステップS111及びステップS121で行われるの処理の詳細を図10に示したが、当該ステップでは図11に示した処理を行っても良い。すなわち、図11に示すように、位相補正器101は、ステップS211において、仮設定補正角αの初期値を例えば「0」として、これを磁極補正角θofsの代わりに出力した後、ステップS213において所定時間待機する。該所定時間は、図10のステップS203の場合と同様、モータ1の実際の電機子電流が十分に「0」近傍に収束するまでに必要十分な時間としてあらかじめ定められた時間(例えば0.5秒)である。尚、ステップS213で所定時間待機する代わりに、電機子電流検出器11u,11vにより検出される電機子電流を監視し、それらが「0」近傍の所定の範囲内に収まったときに、次のステップS215の処理を実行するようにしてもよい。   The details of the processing performed in step S111 and step S121 in the flowcharts shown in FIGS. 8 and 9 are shown in FIG. 10, but the processing shown in FIG. 11 may be performed in this step. That is, as shown in FIG. 11, the phase corrector 101 sets the initial value of the temporarily set correction angle α to “0”, for example, in step S211, and outputs this instead of the magnetic pole correction angle θofs, and then in step S213. Wait for a predetermined time. As in the case of step S203 in FIG. 10, the predetermined time is a time (for example, 0.5 times) determined in advance as a necessary and sufficient time until the actual armature current of the motor 1 sufficiently converges to the vicinity of “0”. Second). Instead of waiting for a predetermined time in step S213, the armature currents detected by the armature current detectors 11u and 11v are monitored, and when they fall within a predetermined range near “0”, You may make it perform the process of step S215.

次いで、ステップS215においては、位相補正器101は、電圧指令生成器15が求めたd軸電圧指令値Vdcが略「0」であるか否かを判断する。この判断は、Vdcが「0」近傍の所定範囲内にあるか否かを判断することにより行なわれる。このとき、ステップS215の判断結果がYESである場合には、位相補正器101が現在出力している仮設定補正角αを磁極検出角θactから減算してなる磁極回転角θが、回転子4の実際の磁極の回転角とほぼ一致している(図14(a)の状態になっている)こととなる。   Next, in step S215, the phase corrector 101 determines whether or not the d-axis voltage command value Vdc obtained by the voltage command generator 15 is substantially “0”. This determination is made by determining whether or not Vdc is within a predetermined range near “0”. At this time, if the determination result in step S215 is YES, the magnetic pole rotation angle θ obtained by subtracting the temporarily set correction angle α currently output by the phase corrector 101 from the magnetic pole detection angle θact is the rotor 4 The actual rotation angle of the magnetic pole is substantially the same (the state shown in FIG. 14A).

従ってこの場合には、位相補正器101は、ステップS217において、現在出力している仮設定補正角αを磁極補正角θofsと得る。そして、ステップS219において、この磁極補正角θofs及びエンジンの回転数Nmメモリ103に記録する。   Therefore, in this case, in step S217, the phase corrector 101 obtains the currently set temporarily set correction angle α as the magnetic pole correction angle θofs. In step S 219, the magnetic pole correction angle θofs and the engine speed Nm are recorded in the memory 103.

一方、ステップS215の判断結果がNOである場合には、位相補正器101が現在出力している仮設定補正角αを磁極検出角θactから減算してなる磁極回転角θが、回転子4の実際の磁極の回転角と一致しない(図14(b)の状態になっている)。そして、この場合には、位相補正器101は、ステップS221において、仮設定補正角αを、その現在値にあらかじめ定めた微小な所定量Δαだけ増加させた値に更新した後、ステップS213からの処理を繰り返す。   On the other hand, if the determination result in step S215 is NO, the magnetic pole rotation angle θ obtained by subtracting the temporarily set correction angle α currently output by the phase corrector 101 from the magnetic pole detection angle θact is It does not coincide with the actual rotation angle of the magnetic pole (the state shown in FIG. 14B). In this case, in step S221, the phase corrector 101 updates the temporary setting correction angle α to a value obtained by increasing the current value by a small predetermined amount Δα, and then from step S213. Repeat the process.

このようにして、d軸電圧指令値Vdcがほぼ「0」になるまで、仮設定補正角αの値が所定量Δαずつ変化され、d軸電圧指令値Vdcがほぼ「0」となるような仮設定補正角αが探索される。そして、その探索された仮設定補正角αの値が、最終的に磁極補正角θofsとして得られてメモリ103に記録される。   In this way, the value of the provisional correction angle α is changed by a predetermined amount Δα until the d-axis voltage command value Vdc becomes substantially “0”, and the d-axis voltage command value Vdc becomes almost “0”. The temporarily set correction angle α is searched. Then, the searched value of the temporarily set correction angle α is finally obtained as the magnetic pole correction angle θofs and recorded in the memory 103.

尚、図11に示した例では、仮設定補正角αの初期値を「0」に設定したが、例えば磁極補正角θofsの現在値を仮設定補正角αの初期値とし、その初期値の近傍範囲で仮設定補正角αを変化させるようにしてもよい。   In the example shown in FIG. 11, the initial value of the temporary setting correction angle α is set to “0”. However, for example, the current value of the magnetic pole correction angle θofs is set as the initial value of the temporary setting correction angle α, and the initial value The temporarily set correction angle α may be changed in the vicinity range.

また、以上説明した実施形態では、エンジン3の始動直後のアイドリング運転中で、モータ1のトルク指令値Trc(要求トルク)がほぼ「0」であるときに、磁極補正角θofsを求めるようにしたが、例えば車両の一時停車中のアイドリング運転時に磁極補正角θofsを求めるようにしてもよく、さらには、モータ1にトルクを発生させる必要のない状況では、例えば車両のクルーズ走行時に磁極補正角θofsを求めるようにしてもよい。この場合の実施形態は、例えば図8のステップS101の判断処理を省略するようにすればよい。   In the embodiment described above, the magnetic pole correction angle θofs is obtained when the torque command value Trc (requested torque) of the motor 1 is substantially “0” during the idling operation immediately after the engine 3 is started. However, for example, the magnetic pole correction angle θofs may be obtained during idling while the vehicle is temporarily stopped. Further, in a situation where the motor 1 does not need to generate torque, for example, the magnetic pole correction angle θofs when the vehicle is cruising. May be requested. In this embodiment, for example, the determination process in step S101 in FIG. 8 may be omitted.

また、本発明は、基本的には、モータ1にトルクを発生させる必要のない状況では、磁極補正角θofsを求めることができるので、例えばモータ1にトルクを発生させずに、車両の空走運転を行なう場合、すなわち、走行中にアクセル操作量を「0」にして駆動輪に駆動力を付与することなく、車両の惰性走行を行なっているときに、磁極補正角θofsを求めるようにしてもよい。例えば、モータ1の回転摩擦により回転数が下降中であっても、回転子4の回転速度が略一定であれば磁極補正角θofsを求める。この場合の実施形態は、例えば、図8のステップS101の判断処理に代えて、車両のアクセル操作がOFFになっているか否か(アクセル操作量が「0」であるか否か)を判断し、その判断結果がYESである場合に次のステップに進むようにすればよい。   In the present invention, basically, the magnetic pole correction angle θofs can be obtained in a situation where the motor 1 does not need to generate torque. For example, the motor 1 runs idle without generating torque. When driving, that is, when the vehicle is coasting without setting the accelerator operation amount to “0” during traveling and applying driving force to the driving wheel, the magnetic pole correction angle θofs is obtained. Also good. For example, the magnetic pole correction angle θofs is obtained if the rotational speed of the rotor 4 is substantially constant even when the rotational speed is decreasing due to rotational friction of the motor 1. In this embodiment, for example, instead of the determination process in step S101 of FIG. 8, it is determined whether or not the accelerator operation of the vehicle is OFF (whether or not the accelerator operation amount is “0”). When the determination result is YES, the process proceeds to the next step.

いずれにせよ、エンジン3及びモータ1の回転速度が安定している状態で磁極補正角θofsを求めることが好適である。すなわち、回転子4の回転速度が略一定であるときには、電機子の逆起電圧Eが略一定となるので、零電流状態におけるd軸電圧指令値Vdc及びq軸電圧指令値Vqcもほぼ一定となる。このため、式(1)〜(3)の関係式が精度よく成立することとなる。従って、信頼性の高い(精度のよい)磁極補正角θofsを求めることができる。   In any case, it is preferable to obtain the magnetic pole correction angle θofs while the rotational speeds of the engine 3 and the motor 1 are stable. That is, when the rotational speed of the rotor 4 is substantially constant, the back electromotive force E of the armature is substantially constant, so that the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc in the zero current state are also substantially constant. Become. Therefore, the relational expressions (1) to (3) are established with high accuracy. Therefore, a highly reliable (accurate) magnetic pole correction angle θofs can be obtained.

また、磁極補正角θofsを求める処理は、回転子4の回転速度が所定速度(例えば2000rpm)以下であるときに行なうことが好ましい。すなわち、モータ1の高速回転域では、電機子4の逆起電圧Eが大きくなるため、電機子電流Iを略零にするためには、d軸電流を意図的に負の値として、磁極の界磁を弱めるモータ1の制御(所謂、界磁弱め制御)を行なう必要がある。そして、この状態では、式(1)〜(3)の関係式が成立しなくなる。従って、回転子4の回転速度が所定速度以下であるときに磁極補正角θofsを求める処理を行なうことによって、その処理により求められる磁極補正角θofsの信頼性を確保することができる。   Moreover, it is preferable to perform the process of obtaining the magnetic pole correction angle θofs when the rotational speed of the rotor 4 is a predetermined speed (for example, 2000 rpm) or less. That is, in the high-speed rotation region of the motor 1, the back electromotive force E of the armature 4 becomes large. Therefore, in order to make the armature current I substantially zero, the d-axis current is intentionally set to a negative value, It is necessary to control the motor 1 that weakens the field (so-called field weakening control). In this state, the relational expressions (1) to (3) do not hold. Therefore, by performing the process of obtaining the magnetic pole correction angle θofs when the rotational speed of the rotor 4 is equal to or lower than the predetermined speed, the reliability of the magnetic pole correction angle θofs obtained by the process can be ensured.

本実施形態では、基本的にはエンジン3の始動が行なわれる都度、磁極補正角θofsが求められるようになっているが、例えば、車両の生産工場における車両の生産完了時や、該車両の保守点検時に磁極補正角θofsを求めて更新するようにしてもよい。この場合の実施形態は、例えば、生産工場の作業者や保守点検作業者が、モータ制御装置100の位相補正器101に磁極補正角θofsの算出を許可するか否かを指令する操作スイッチをあらかじめモータ制御装置100に接続して設けておき、図8のステップS101の判断処理の前に、該操作スイッチのON/OFFを判断する処理を実行するようにする。そして、該操作スイッチが作業者によりON操作されている場合にのみ、図8のステップS101からの処理を位相補正器101が実行するようにすればよい。   In the present embodiment, the magnetic pole correction angle θofs is basically obtained every time the engine 3 is started. For example, when the production of the vehicle at the vehicle production factory is completed, or maintenance of the vehicle is performed. The magnetic pole correction angle θofs may be obtained and updated at the time of inspection. In this embodiment, for example, an operator at a production factory or a maintenance / inspection worker previously sets an operation switch for instructing whether or not to permit the phase corrector 101 of the motor control device 100 to calculate the magnetic pole correction angle θofs. A process for determining ON / OFF of the operation switch is executed before the determination process of step S101 in FIG. Then, the phase corrector 101 only needs to execute the processing from step S101 in FIG. 8 only when the operation switch is turned ON by the operator.

また、本実施形態では、パラレル型ハイブリッド車両に搭載したモータ1の制御に関して説明したが、本発明は、例えば、シリーズ型ハイブリッド車両に走行用原動機として搭載された永久磁石式回転電機についても適用することができることはもちろんである。さらには、車両以外の原動機として用いる永久磁石式回転電機(永久磁石式電動機又は永久磁石式発電機)についても本発明を適用できる。   In the present embodiment, the control of the motor 1 mounted on the parallel hybrid vehicle has been described. However, the present invention is also applied to, for example, a permanent magnet type rotating electrical machine mounted on a series hybrid vehicle as a driving motor. Of course you can. Furthermore, the present invention can also be applied to permanent magnet type rotating electrical machines (permanent magnet type electric motors or permanent magnet type electric generators) used as prime movers other than vehicles.

また、本実施形態では、電流指令切換器10を装備し、トルク指令が略「0」であるか否かをステップS107で判断した後に、ステップS109に移行するようにしているが、例えば、エンジン式発電機(エンジンを駆動源とする発電機)に搭載された永久磁石式発電機に本発明を適用した場合のように、トルク指令が「0」と明確に確認できる時には電流指令切換器10を省略することも可能である。   Further, in this embodiment, the current command switching device 10 is provided, and it is determined in step S107 whether or not the torque command is substantially “0”, and then the process proceeds to step S109. When the torque command can be clearly confirmed to be “0” as in the case where the present invention is applied to a permanent magnet generator mounted on a power generator (a generator having an engine as a drive source), the current command switch 10 Can be omitted.

また、本実施形態では、dqベクトル制御によってモータ1の制御を行なうものを例にとって説明したが、モータ1の実際の動作制御自体は、dqベクトル制御以外の制御手法によって行いながら、磁極補正角θofsを求めるようにすることも可能である。この場合には、例えば磁極補正角θofsを求める際に、dqベクトル制御以外の制御を行なう別の制御器からPWMインバータ回路17に相電圧指令値Vu、Vv、Vwを入力して、モータ1の電機子電流を「0」にするように電流制御を行なう一方、本実施形態のモータ制御装置100と同様のdqベクトル制御の処理によって、d軸電圧指令値Vdc及びq軸電圧指令値Vqcを求めるようにする(但し、これらの指令値Vdc,Vqcは、モータ1を実際に制御するためには用いない)。そして、本実施形態と同様に、磁極補正角θofsを求めるようにすればよい。   In the present embodiment, the motor 1 is controlled by the dq vector control. The actual operation control of the motor 1 itself is performed by a control method other than the dq vector control, and the magnetic pole correction angle θofs. It is also possible to ask for. In this case, for example, when obtaining the magnetic pole correction angle θofs, the phase voltage command values Vu, Vv, Vw are input to the PWM inverter circuit 17 from another controller that performs control other than the dq vector control, and the motor 1 While current control is performed so that the armature current is set to “0”, the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc are obtained by the dq vector control process similar to that of the motor control device 100 of the present embodiment. (However, these command values Vdc and Vqc are not used to actually control the motor 1). As in the present embodiment, the magnetic pole correction angle θofs may be obtained.

本発明の実施形態の装置構成を示すブロック図The block diagram which shows the apparatus structure of embodiment of this invention. 図1の装置の永久磁石式回転電機を模式的に示す横断面図1 is a cross-sectional view schematically showing a permanent magnet type rotating electrical machine of the apparatus of FIG. エンジン3が1500rpmの一定回転数で駆動している状態で求めた磁極補正角θofsに対する算出回数を近似したグラフA graph approximating the number of calculations for the magnetic pole correction angle θofs obtained when the engine 3 is driven at a constant rotational speed of 1500 rpm. エンジン3が800rpmの一定回転数で駆動している状態で求めた磁極補正角θofsに対する算出回数を近似したグラフA graph approximating the number of calculations for the magnetic pole correction angle θofs obtained when the engine 3 is driven at a constant rotational speed of 800 rpm. エンジン3が図3及び図4に示した各回転数で駆動している状態で算出された磁極補正角θofsの分布及びその近似直線を示すグラフA graph showing the distribution of the magnetic pole correction angle θofs calculated in a state where the engine 3 is driven at each rotational speed shown in FIGS. 3 and 4 and its approximate straight line 本発明の実施形態の作動を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the operation of the embodiment of the present invention 図1に示したモータ制御装置100が磁極補正角θofsを求める際のエンジン3の回転数、d軸電流、q軸電流及び電圧位相の変化を示すグラフ1 is a graph showing changes in the rotational speed, d-axis current, q-axis current, and voltage phase of the engine 3 when the motor control device 100 shown in FIG. 1 calculates the magnetic pole correction angle θofs. 本発明の一実施形態における位相補正器の作動を説明するためのフローチャートThe flowchart for demonstrating the action | operation of the phase corrector in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における位相補正器の作動を説明するためのフローチャートThe flowchart for demonstrating the action | operation of the phase corrector in one Embodiment of this invention. ステップS111,S121で行われる処理の詳細を示すフローチャートThe flowchart which shows the detail of the process performed by step S111, S121 ステップS111,S121で行われる処理の詳細を示すフローチャートThe flowchart which shows the detail of the process performed by step S111, S121 特許文献2に開示されている、エンジンの出力軸に回転子が接続された永久磁石式回転電機の制御装置の内部構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a control device for a permanent magnet type rotating electrical machine disclosed in Patent Document 2 in which a rotor is connected to an output shaft of an engine. 図12に示した制御装置が磁極位置補正量を求める際のエンジンの回転数、d軸電流、q軸電流及び電圧位相の変化を示すグラフ12 is a graph showing changes in engine speed, d-axis current, q-axis current, and voltage phase when the control device shown in FIG. 12 calculates the magnetic pole position correction amount. 本発明の原理を説明するための図The figure for demonstrating the principle of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 モータ
100 モータ制御装置
3 エンジン
4 回転子
5 永久磁石
6 固定子
7 電機子
8 磁極位置検出器
9 電流指令生成器
10 電流指令切換器
11u,11v 電流検出器
12 電流座標変換器
13,14 減算処理器
15 電圧指令生成器
16 電圧座標変換器
17 PWMインバータ回路
101 位相補正器
103 メモリ
50 車両制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 100 Motor control apparatus 3 Engine 4 Rotor 5 Permanent magnet 6 Stator 7 Armature 8 Magnetic pole position detector 9 Current command generator 10 Current command switch 11u, 11v Current detector 12 Current coordinate converter 13, 14 Subtraction Processor 15 Voltage command generator 16 Voltage coordinate converter 17 PWM inverter circuit 101 Phase corrector 103 Memory 50 Vehicle controller

Claims (3)

回転子及び固定子にそれぞれ永久磁石及び電機子を設けた永久磁石式回転電機の前記回転子の磁極位置を検出する磁極位置検出部と、
前記回転子が略一定回転数で回転している状態で前記磁極位置検出部が検出した磁極位置の実際の磁極位置に対する誤差を算出する誤差算出部と、
前記回転子が異なる略一定回転数で回転している各状態の度に前記誤差算出部が算出した複数の誤差、及び前記誤差算出部が各誤差を算出したときの前記回転子の回転数に基づいて、前記回転子の回転数と磁極位置の誤差との関係を示す回転数−誤差特性を導出する特性導出部と、
前記回転数−誤差特性に基づいて、該磁極位置検出部が検出した磁極位置を補正するための前記回転子の回転数に応じた磁極位置補正量を求める補正量決定部と、
前記磁極位置検出部により検出された磁極位置を前記補正量決定部により求められた磁極位置補正量で補正してなる磁極位置に応じて前記電機子に印加する電機子電圧の位相を操作しつつ、該電機子に流れる電機子電流を制御する電流制御部とを備えた前記永久磁石式回転電機の制御装置において、
前記誤差算出部は、2つ以上の異なる略一定回転数で前記回転子が回転している各状態で、前記回転子の界磁方向をd軸、該d軸に直交する方向をq軸とするdq座標系で前記回転電機を取扱うdqベクトル制御におけるd軸電流指令値およびq軸電流指令値の両者を零に保持しつつ、前記磁極位置補正量を所定の仮設定値に定めて該dqベクトル制御の処理を実行し、該dqベクトル制御の実行時に求めたd軸電圧指令値とq軸電圧指令値とから、該d軸電圧指令値およびq軸電圧指令値を変数とする所定の演算式に基づき誤差を算出することを特徴とする永久磁石式回転電機の制御装置。
A magnetic pole position detection unit for detecting a magnetic pole position of the rotor of a permanent magnet type rotating electric machine in which a permanent magnet and an armature are provided on the rotor and the stator, respectively;
An error calculation unit that calculates an error of the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit with respect to the actual magnetic pole position in a state where the rotor is rotating at a substantially constant rotational speed;
A plurality of errors calculated by the error calculation unit each time the rotor is rotating at a substantially constant rotation number, and the rotation speed of the rotor when the error calculation unit calculates each error. A characteristic deriving unit for deriving a rotational speed-error characteristic indicating a relationship between the rotational speed of the rotor and an error in magnetic pole position,
A correction amount determination unit that obtains a magnetic pole position correction amount according to the rotation number of the rotor for correcting the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit based on the rotation speed-error characteristic;
While manipulating the phase of the armature voltage applied to the armature according to the magnetic pole position obtained by correcting the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit with the magnetic pole position correction amount obtained by the correction amount determination unit In the control device for the permanent magnet type rotating electrical machine, comprising: a current control unit that controls an armature current flowing through the armature;
In each state where the rotor is rotating at two or more different substantially constant rotational speeds, the error calculation unit has a field direction of the rotor as a d-axis and a direction perpendicular to the d-axis as a q-axis. While maintaining both the d-axis current command value and the q-axis current command value in the dq vector control for handling the rotating electrical machine in the dq coordinate system to be zero, the magnetic pole position correction amount is set to a predetermined temporary setting value and the dq A predetermined calculation using the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value as variables from the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value obtained when the vector control process is executed. A control device for a permanent magnet type rotating electrical machine, wherein an error is calculated based on an equation.
請求項1に記載の永久磁石式回転電機の制御装置であって、
前記誤差算出部が、2つの異なる略一定回転数で前記回転子が回転している各状態で磁極位置の誤差を算出した場合、前記特性導出部は、直線近似によって前記回転数−誤差特性を導出することを特徴とする永久磁石式回転電機の制御装置。
A control device for a permanent magnet type rotating electrical machine according to claim 1,
When the error calculation unit calculates the magnetic pole position error in each state where the rotor rotates at two different substantially constant rotation numbers, the characteristic deriving unit calculates the rotation speed-error characteristic by linear approximation. A control device for a permanent magnet type rotating electrical machine, wherein the controller is derived.
請求項1に記載の永久磁石式回転電機の制御装置であって、
前記誤差算出部が、3つ以上の異なる略一定回転数で前記回転子が回転している各状態で磁極位置の誤差を算出した場合、前記特性導出部は、曲線近似によって前記回転数−誤差特性を導出することを特徴とする永久磁石式回転電機の制御装置。
A control device for a permanent magnet type rotating electrical machine according to claim 1,
When the error calculation unit calculates the magnetic pole position error in each state where the rotor rotates at three or more different substantially constant rotation numbers, the characteristic deriving unit calculates the rotation speed-error by curve approximation. A control device for a permanent magnet type rotating electrical machine characterized by deriving characteristics.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013116037A (en) * 2011-11-29 2013-06-10 Hyundai Motor Co Ltd Method for controlling vehicle equipped with motor
JP2014023404A (en) * 2012-07-24 2014-02-03 Toyota Motor Corp Motor controller
JP2014023405A (en) * 2012-07-24 2014-02-03 Toyota Motor Corp Motor control device
WO2017041300A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 广东美芝制冷设备有限公司 Electric motor control system, and method and apparatus for controlling electric motor side power factor
CN111464096A (en) * 2019-01-03 2020-07-28 现代自动车株式会社 Method for correcting signal delay of Hall sensor for air compressor motor
CN113574792A (en) * 2019-03-22 2021-10-29 三菱电机株式会社 Control device of permanent magnet synchronous machine
CN114157211A (en) * 2021-12-16 2022-03-08 武汉理工通宇新源动力有限公司 Method and system for correcting rotary zero position of vehicle driving motor in real time

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0956199A (en) * 1995-08-10 1997-02-25 Nissan Motor Co Ltd Synchronous motor controller
JPH10328952A (en) * 1997-06-02 1998-12-15 Wako Giken:Kk Control method and device of motor, and screw fastening method and device
JP2004129359A (en) * 2002-10-01 2004-04-22 Honda Motor Co Ltd Controller of permanent magnet type rotating machine
JP2005218257A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Mitsubishi Electric Corp Position detecting and adjusting method for rotor of synchronous motor
JP2007228700A (en) * 2006-02-22 2007-09-06 Toyota Motor Corp Motor control device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0956199A (en) * 1995-08-10 1997-02-25 Nissan Motor Co Ltd Synchronous motor controller
JPH10328952A (en) * 1997-06-02 1998-12-15 Wako Giken:Kk Control method and device of motor, and screw fastening method and device
JP2004129359A (en) * 2002-10-01 2004-04-22 Honda Motor Co Ltd Controller of permanent magnet type rotating machine
JP2005218257A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Mitsubishi Electric Corp Position detecting and adjusting method for rotor of synchronous motor
JP2007228700A (en) * 2006-02-22 2007-09-06 Toyota Motor Corp Motor control device

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013116037A (en) * 2011-11-29 2013-06-10 Hyundai Motor Co Ltd Method for controlling vehicle equipped with motor
DE102012211346B4 (en) 2011-11-29 2023-08-31 Hyundai Motor Company Hybrid vehicle control method
JP2014023404A (en) * 2012-07-24 2014-02-03 Toyota Motor Corp Motor controller
JP2014023405A (en) * 2012-07-24 2014-02-03 Toyota Motor Corp Motor control device
WO2017041300A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 广东美芝制冷设备有限公司 Electric motor control system, and method and apparatus for controlling electric motor side power factor
US10103670B2 (en) 2015-09-11 2018-10-16 Guangdong Meizhi Compressor Co., Ltd. Motor control system and method and device for controlling power factor on motor side
CN111464096A (en) * 2019-01-03 2020-07-28 现代自动车株式会社 Method for correcting signal delay of Hall sensor for air compressor motor
CN111464096B (en) * 2019-01-03 2024-01-12 现代自动车株式会社 Method for correcting signal delay of Hall sensor for air compressor motor
CN113574792A (en) * 2019-03-22 2021-10-29 三菱电机株式会社 Control device of permanent magnet synchronous machine
CN113574792B (en) * 2019-03-22 2024-02-09 三菱电机株式会社 Control device of permanent magnet synchronous machine
CN114157211A (en) * 2021-12-16 2022-03-08 武汉理工通宇新源动力有限公司 Method and system for correcting rotary zero position of vehicle driving motor in real time
CN114157211B (en) * 2021-12-16 2023-09-01 武汉理工通宇新源动力有限公司 Real-time correction method and system for rotary zero position of driving motor for vehicle

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