JP2011066947A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ，電力変換器、或いはモータ間の任意の２相に挿入された電流検出用のシャント抵抗或いは電力変換器を変更して、３相の抵抗値が変化した場合に、補償電圧波形メモリに設定したテーブルを更新しないとトルクリプルを抑制できない。
【解決手段】ｄ軸及びｑ軸の電流指令値，磁極位置，「３相不平衡成分」の抵抗設定値を入力して、所定の数式を用いて演算した電圧指令値の補正量を電圧指令値に加算することにより、トルクリプルを抑制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、３相の不平衡により発生するトルクリプルを抑制する制御に関する。

３相の抵抗が不平衡のため発生するトルクリプルを抑制する従来技術としては、特開２００１−３７２８２号公報記載の、電圧の不平衡成分のサンプリングデータを補償電圧波形メモリにあらかじめ記憶させておき、ｄ軸及びｑ軸の電流指令値，モータ速度、及び回転子の電気角からデータを読み出し、３相の電圧指令値に加算することにより、３相不平衡のため発生するトルクリプルを抑制する方法がある。

特開２００１−３７２８２号公報

しかしながら、特開２００１−３７２８２号公報記載の方法では、モータ，電力変換器、或いはモータ間の任意の２相に挿入された電流検出用のシャント抵抗或いは電力変換器を変更して、３相の抵抗値が変化した場合に、補償電圧波形メモリに設定したテーブルを更新しないとトルクリプルを抑制できない。

本発明の目的は、３相の抵抗値が変化した場合でも、モータ及び電力変換器の抵抗設定値と電流検出器或いはフェールセーフリレーの抵抗設定値を手動或いは自動設定することにより、トルクリプルを抑制することにある。

本発明は、ｄ軸及びｑ軸の電流指令値，モータの磁極位置、及び電流検出器或いはフェールセーフリレーの抵抗設定値を入力して、所定の数式を用いて演算した電圧指令値の補正量を電圧指令値に加算することにより、トルクリプルを抑制することができる。

本発明によれば３相の抵抗値が変化した場合でも、簡単な調整により、３相不平衡により発生するトルクリプルを抑制できるモータ制御装置を提供することである。

第１の実施例の全体構成図。 ３相のモータ等価回路。 不平衡補償演算部１０の詳細構成図。 第２の不平衡補償演算部１０ａの詳細構成図。 第１の実施例の効果。 第２の実施例における運転方法。 直流のｄ軸電流指令値Ｉｄ^*を与えた場合の電流特性。 第２の実施例の効果。 第３の実施例における運転方法。 第３の実施例における電流検出値の絶対値のイメージ図。 第４の実施例の全体構成図。 第４の実施例における電圧制限値の決定方法。 リミッタ値演算部１４の詳細構成図。 第５の実施例の全体構成図。 第３の不平衡補償演算部１０ｂの詳細構成図。 第６の実施例の全体構成図。 第６の実施例における３相のモータ等価回路。 第４の不平衡補償演算部１０ｃの詳細構成図。 第５の不平衡補償演算部１０ｄの詳細構成図。 第７の実施例の全体構成図。 第２のリミッタ値演算部１４ａの詳細構成図。 第８の実施例の全体構成図。 第９の実施例の全体構成図。 第６の不平衡補償演算部１０ｅの詳細構成図。 第７の不平衡補償演算部１０ｆの詳細構成図。 第１０の実施例の全体構成図。 第１１の実施例の全体構成図。 第１２の実施例のシステム構成図。 第１３の実施例のシステム構成図。 第１４の実施例のシステム構成図。

以下本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１に本発明の第１の実施例の全体構成図を示す。

図１において、１は電力変換器２に電力を供給するバッテリなどの直流電源、２は３相の電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）に従いモータ３に３相交流電力を供給する電力変換器、３はモータ、４はエンコーダやレゾルバや磁極位置センサなどの位置検出器、５は任意の２相に挿入されたシャント抵抗などの電流検出器、６は位置検出器４から入力した位置信号より位置検出値θｄ及び速度演算値ω１を算出する位置・速度検出部、７は任意の２相に挿入された電流検出器５の電流信号により、残りの１相を推定し、位置検出値θｄを用いてｄ軸及びｑ軸の電流検出値（Ｉｄｃ，Ｉｑｃ）を算出する電流検出部、８は外部より与えられたトルク指令値τ^*からｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*）を算出する電流指令算出部、９はｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*）、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値（Ｉｄｃ，Ｉｑｃ）、及び速度演算値ω１を入力し、第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）、及びｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）を演算するカスケード型ベクトル制御演算部、１０は第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）、及び位置検出値θｄを入力し、ｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）を出力する不平衡補償演算部、１１はｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*にｄ軸電圧の補正量ΔＶｄを、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*にｑ軸電圧の補正量ΔＶｑをそれぞれ加算する加算部、１２は加算部１１から入力した第２のｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^**，Ｖｑ^**）、及び位置検出値θｄを用いて２相−３相変換を行い、３相の電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）を出力する２相−３相変換部である。

次に、本実施例の動作について説明する。

電流指令算出部８は、外部よりトルク指令値τ^*を入力し、トルク定数Ｋｔを用いてｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*）を算出する。なお、図１では、外部よりトルク指令値τ^*を与えているが、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ^*を直接入力してもよい。

カスケード型ベクトル制御演算部９は、ｄ軸の電流指令値Ｉｄ^*とｄ軸の電流検出値Ｉｄｃの偏差、及びｑ軸の電流指令値Ｉｑ^*とｑ軸の電流検出値Ｉｑｃの偏差をそれぞれ比例積分制御（ＰＩ制御）して第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）を演算する電流制御部９ａと、第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**），速度演算値ω１、及びモータ定数設定値により、（数１）に従いｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）を演算する電圧指令演算部９ｂに大別される。

但し、
ｒ^* ：基準の抵抗設定値
ω１ ：速度演算値
Ｌ^* ：インダクタンス設定値
Ｋｅ^* ：誘起電圧定数設定値

不平衡補償演算部１０は、電流制御部９ａの出力である、第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）、及び位置検出値θｄを入力して、モータ電流が３相交流の正弦波となるように、ｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）を演算する。

加算部１１は、ｄ軸の電圧指令値Ｖｄ^*とｄ軸電圧の補正量ΔＶｄ，ｑ軸の電圧指令値Ｖｑ^*とｑ軸電圧の補正量ΔＶｑをそれぞれ加算して、第２のｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^**，Ｖｑ^**）を出力する。

次に、ｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）の求め方について図２の３相モータ等価回路を用いて説明する。図２は、３相交流の誘起電圧値（Ｖφｕ，Ｖφｖ，Ｖφｗ）、３相とも等しいインダクタンスＬ、及び抵抗値を持つモータ３に、Ｖ相とＷ相に、抵抗成分を持つ電流検出器５を挿入した場合である。

３相のうち、他の２相と抵抗値が異なる相を基準として、基準の相（図２のＵ相）の抵抗値を「３相平衡成分」の抵抗値ＲＢと定義する。また、「３相平衡成分」の抵抗値と他の２相（図２のＶ相，Ｗ相）の抵抗値との差分を、「３相不平衡成分」の抵抗値ＲＩＢと定義する。

３相交流の正弦波電圧を電力変換器２へ印加すると、３相の抵抗が不平衡のため中性点電位Ｖ０にリプルが発生し、トルクリプルとなる。そこで、中性点電位Ｖ０の定常偏差が「０」となる（数２）が成立するように３相のモータ電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）を印加する。

（数２）を満足して、３相交流の正弦波電流を発生させるためには、３相の電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）を（数３）のように設定する必要がある。

但し、ｔ：時間

３相の電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）を、第２のｄ軸、及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^**，Ｖｑ^**）となるようにｄｑ変換すると、（数４）となる。

（数３），（数４）は、電圧指令演算部９ｂの抵抗設定値にＲＢ^*を設定した場合のｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）を含んでいる。

このため、３相の電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）に補正する３相電圧の補正量（ΔＶｕ，ΔＶｖ，ΔＶｗ）は（数５）、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）に補正するｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）は（数６）となる。

電圧指令演算部９ｂの抵抗設定値にＲＢ^*を設定し、（数６）に基づいたｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）を演算する不平衡補償演算部１０の詳細構成を図３に示す。但し、（数６）のω１・ｔは、位置検出値θｄに置換えした。

１０１はゲイン、１０２は電流検出器５の挿入された相情報により設定された磁極位置のオフセット量、１０３ａはコサイン関数、１０３ｂはサイン関数、１０４はｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）の交流成分を算出するゲイン、１０５は乗算部、１０６はｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）の直流成分を算出するゲイン、１０７ａは減算部、１０７ｂは加算部、１０８ａはｄ軸電圧の補正量ΔＶｄの直流成分と交流成分を加算する加算部、１０８ｂはｑ軸電圧の補正量ΔＶｑの直流成分と交流成分を加算する加算部である。

磁極位置のオフセット量１０２は、「３相平衡成分」の抵抗値がＵ相の抵抗値の場合は、（数６）より「０」を設定するが、Ｖ相の場合は「２／３π」、Ｗ相の場合は「−２／３π」に設定する。

なお、（数５）に基づいた第２の不平衡補償演算部１０ａを用いて３相の電圧補正量（ΔＶｕ，ΔＶｖ，ΔＶｗ）を算出し、３相の電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）を補償する方法も考えられる。図４に、第２の不平衡補償演算部１０ａの詳細構成図を示す。図３と同じ１０３ａ，１０３ｂ，１０５，１０７ａ，１０７ｂについては説明を省略する。１０９は、不平衡補償演算部１０内の１０４，１０６に相当するゲイン、１１０は加算部である。

本発明の効果について、図５を用いて説明する。図５は、一定のモータ速度で駆動した時のトルクステップ応答を、（ａ）不平衡補償演算部１０がない場合（ｂ）不平衡補償演算部１０がある場合のトルク指令値τ^*及び出力トルクτ，ｄ軸電流指令値Ｉｄ^*及びｄ軸電流Ｉｄ、及びｑ軸電流指令値Ｉｑ^*及びｑ軸電流Ｉｑである。但し、定格トルク、及び定格電流を１００％とした。図５より、不平衡補償演算部１０がない場合は出力トルクτ，ｄ軸電流Ｉｄ、及びｑ軸電流Ｉｑが振動しているが、不平衡補償演算部１０がある場合は振動を抑制できている。

よって、不平衡補償演算部１０を用いることにより、ＩｄおよびＩｑの振動を抑制できるため、３相交流の正弦波電流が発生し、トルクリプルを抑制することができる。

なお、図４は基準の相がＵ相の場合について示したが、Ｖ相或いはＷ相が基準の場合も同様に（数５）に相当する数式を算出し、ゲイン１０９を変更すれば同様の効果が得られる。

電力変換器２及びモータ３のいずれかの相の抵抗が不平衡の場合も、本実施例を用いてトルクリプルを抑制することができる。また、本実施例では不平衡補償演算部１０に、電流制御部９ａの出力である第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）を入力しているが、電流指令算出部８の出力であるｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*）を入力しても同様の効果が得られる。

本実施例では、電流検出器５を任意の２相に挿入したことによる３相の抵抗が不平衡のため発生するトルクリプルを抑制したが、フェールセーフ用のリレーを任意の２相に挿入したことによる３相の抵抗が不平衡のため発生するトルクリプルを抑制することもできる。

運転中に、モータ電流、或いはｄ軸及びｑ軸の電流指令値を用いて発生させたエネルギーから、温度上昇を推定して、電圧指令演算部９ｂ、及び不平衡補償演算部１０の抵抗設定値を可変させ、運転中の抵抗変化を補償することもできる。また、電力変換器２，モータ３，位置検出器４、及び電流検出器５を含むモータ駆動装置、或いはその周辺に温度センサがあり、電力変換器２、或いはモータ３の温度を測定或いは推測できる場合は、温度センサの検出値を用いて、電圧指令演算部９ｂ、及び不平衡補償演算部１０の抵抗設定値を可変させても良い。

第２の実施例は、不平衡補償演算部１０のパラメータである、「３相平衡成分」の抵抗設定値ＲＢ^*及び「３相不平衡成分」の抵抗設定値ＲＩＢ^*の同定方法である。駆動許可後に、本実施例の運転により、ＲＢ^*及びＲＩＢ^*の同定を行い、ＲＢ^*，ＲＩＢ^*に設定することにより、トルクリプルを抑制することができる。

第２の実施例における運転方法を図６に示す。モータ速度をωｒとすると、駆動許可指令が入力された後に、ＲＢ≫ωｒ・Ｌが成立するよう、モータを駆動する。次に、直流のｄ軸電流指令値Ｉｄ^*を与え、電流制御の出力である第２のｄ軸電流指令値Ｉｄ^**に対して周波数解析を行い、直流成分Ｉｄ_ｄｉｒ、及びモータ速度の２倍成分の振幅Ｉｄ_２ｆを求める。なお、負荷側で速度制御が可能であれば、直流のｑ軸電流指令値Ｉｑ^*を与えて、ＲＢ^*及びＲＩＢ^*の同定を行っても良い。

図７に、任意のモータ速度で一定速駆動を行い、直流のｄ軸電流指令値Ｉｄ^*を与えた場合の電流特性を示す。但し、「３相不平衡成分」の抵抗設定値ＲＩＢ^*を「０」に設定した。

左側に、ｄ軸電流Ｉｄ及びｄ軸電流指令値Ｉｄ^*，ｑ軸電流Ｉｑ及びｑ軸電流指令値Ｉｑ^*、右側に第２のｄ軸電流指令値Ｉｄ^**及びｄ軸電流指令値Ｉｄ^*、及び第２のｑ軸電流指令値Ｉｑ^**及びｑ軸電流指令値Ｉｑ^*を示した。直流のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*）に対し、ｄ軸及びｑ軸の電流（Ｉｄ，Ｉｑ）、及び第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）は振動している。また、第２のｄ軸電流指令値Ｉｄ^**には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^*に対し、直流の偏差が発生している。

次に、「３相不平衡成分」の抵抗値ＲＩＢ、及び「３相平衡成分」の抵抗値ＲＢを算出する方法を説明する。

ＰＷＭ制御が正常に動作していると仮定すると、電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）とモータ電圧値（Ｖｄ，Ｖｑ）が一致する。また、理想的な電流制御が働いていると仮定すると、Ｉｄ＝Ｉｄ^*，Ｉｑ＝Ｉｑ^*が成立するので、（数７）と表すことができる。但し、ｄ軸とｑ軸の干渉成分については、ＲＢ≫ωｒ・Ｌのため省略した。

（数７）において、「３相不平衡成分」の抵抗設定値ＲＩＢ^*を「０」に設定すると、Ｉｄ^**の最小値ＩｄＬは、cos（２ωｒｔ）＝１のとき、最大値ＩｄＨはcos（２ωｒｔ）＝−１のときなので、（数８），（数９）が成立する。

（ａ）「３相不平衡成分」の抵抗値ＲＩＢの同定方法について
Ｉｄ^**に含まれるモータ速度の２倍成分の振幅Ｉｄ_２ｆは（ＩｄＨ−ＩｄＬ）／２であるため、ＲＩＢは（数１０）より求めることができる。

（ｂ）「３相平衡成分」の抵抗値ＲＢの同定方法について
Ｉｄ^**に含まれる直流成分Ｉｄ_ｄｉｒは、（ＩｄＨ＋ＩｄＬ）／２であるため、ＲＢは、（数１１）より求めることができる。

Ｉｄ^**をＦＦＴ解析して求めたＩｄ_ｄｉｒ，Ｉｄ_２ｆを（数１０），（数１１）に代入すれば、「３相不平衡成分」の抵抗値ＲＩＢ、及び「３相平衡成分」の抵抗値を算出することができる。なお、Ｉｄ^**の波形より、ＩｄＨ、及びＩｄＬを求め、Ｉｄ_ｄｉｒ、及びＩｄ_２ｆを算出しても良い。

本実施例の効果を確認するため、（ａ）同定前、及び（ｂ）同定したＲＢおよびＲＩＢを設定した場合の、出力トルク、及びトルク指令値の比較を図８に示す。図８より、同定前にモータ速度の２倍成分のトルクリプルが発生していても、本実施例の抵抗同定を行い、自動或いは手動で、ＲＢ^*，ＲＩＢ^*を設定することにより、トルクリプルを抑制できることを確認した。

本実施例を用いることにより、シミュレーションおよび実機試験を用いてテーブルを作成することなく、ＲＢ^*，ＲＩＢ^*を設定するだけでモータ速度の２倍成分のトルクリプルを抑制するためのことができるため、調整を簡略化することができる。

第３の実施例は、「３相平衡成分」の抵抗設定値ＲＢ^*，「３相不平衡成分」の抵抗設定値ＲＩＢ^*、及び磁極位置のオフセット量の同定方法である。駆動許可後に、本実施例の運転を行うことにより、ＲＢ^*，ＲＩＢ^*、及び磁極位置のオフセット量の同定を行った結果を設定することにより、トルクリプルを抑制することができる。

第３の実施例における運転方法を図９に示す。駆動許可指令が入力された後に、電力変換器２の所定の相を導通させ、電流検出する。

図９では、Ｕ相とＶ相，Ｖ相とＷ相、及びＷ相とＵ相を導通させた場合を示したが、導通させる順番を変更してもよい。また、例えばＵ相とＶ相を導通させる場合に、Ｕ相上アームとＶ相下アーム、またはＵ相下アームとＶ相上アームのいずれかを導通させて電流値の絶対値を検出しても良い。あるいは、Ｕ相上アームとＶ相下アーム、Ｕ相下アームとＶ相上アームを導通させて、電流検出値の絶対値を平均しても良い。これは、Ｖ相とＷ相、及びＷ相とＵ相を導通させた場合も同様である。なお、それぞれ一定の電圧を与えるように設定すれば、ＰＷＭ制御を用いても良い。

図１０に、Ｕ相とＶ相，Ｖ相とＷ相，Ｗ相とＵ相を導通させた場合の電流検出値の絶対値のイメージ図を示す。Ｕ相とＶ相を導通させた場合の電流検出値の絶対値をＩｕｖ、Ｖ相とＷ相を導通させた場合の電流検出値の絶対値をＩｖｗ、Ｗ相とＵ相を導通させた場合の電流検出値の絶対値をＩｗｕと定義する。

Ｉｕｖ，Ｉｖｗ、及びＩｗｕを比較することにより、抵抗値が他の２相と異なる相の情報を判断することができる。図１０では、Ｉｕｖ、及びＩｗｕの電流検出値が略一致しており、ＩｖｗはＩｕｖ、或いはＩｗｕと比較して小さいため、Ｕ相抵抗値Ｒｕ＜Ｖ相抵抗値、Ｒｖ＝Ｗ相抵抗値Ｒｗであることが分かる。

次に、自動的に、「３相平衡成分」の抵抗値ＲＢ，「３相不平衡成分」の抵抗値ＲＩＢ，磁極位置のオフセット量Δθを算出する方法を説明する。

各相間にそれぞれ印加する電圧をＶとすると、（数１２）が成立する。

（数１２）より、３相の抵抗を同定できるので、磁極位置のオフセット量ｄθは、（数１３）で求めることができる。

次に、「３相平衡成分」の抵抗値ＲＢ、及び「３相不平衡成分」の抵抗値ＲＩＢの同定方法について説明する。３相の抵抗値（Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗ）を大きい順に、抵抗最大値Ｒmax，抵抗中間値Ｒmean，抵抗最小値Ｒminと定義する。３相のうち２相の抵抗値が略一致するため、Ｒmeanは、抵抗最大値Ｒmax、或いは抵抗最小値Ｒminと略一致する。そこで、Ｒmeanと一致しない抵抗値を「３相平衡成分」の抵抗設定値ＲＢ^*に設定すればよいことが分かる。「３相不平衡成分」の抵抗設定値ＲＩＢ^*は、（数１４）により求める。

よって、本実施例の運転を駆動許可後に行うことにより、「３相平衡成分」の抵抗設定値ＲＢ^*、或いは「３相不平衡成分」の抵抗設定値ＲＩＢ^*、或いは磁極位置のオフセット量を同定することができる。このため、第２の実施例では、「３相平衡成分」の抵抗値と一致する相をあらかじめ特定する必要があったが、本実施例は、磁極位置のオフセット量を同定することにより、「３相平衡成分」の抵抗値と一致する相をあらかじめ特定することなく第２の実施例と同様の効果が得られる。

第４の実施例は、３相の抵抗が不平衡の場合に発生するトルクリプルを抑制する不平衡補償演算部１０、或いは第２の不平衡補償演算部１０ａを、電圧指令値が直流電源１によって制限される領域でも適用する方法である。

図１１に第４の実施例の全体構成を示す。図１と同じ、１から１２のブロックについては説明を省略する。

１３は直流電源１の直流電圧Ｖｄｃを検出する電圧検出器、１４は直流電圧Ｖｄｃ及び第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）を入力して、電圧リミッタ値Ｖ１ｌｉｍを演算するリミッタ値演算部、１５はｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）を入力して、電圧指令値の大きさを電圧リミッタ値Ｖ１ｌｉｍに制限する電圧リミッタ演算部である。

電圧が制限される領域で不平衡補償演算部１０を適用するためには、ｄ軸及びｑ軸電圧の補正量、或いは３相電圧の補正量をあらかじめ考慮して、リミッタ値を決定する必要がある。

第１の実施例では、不平衡補償演算部１０を用いて３相の電圧指令値を振動させることにより、３相交流の正弦波電流を発生させ、トルクリプルを抑制している。しかし、電圧指令値の大きさが電源電圧の１／２（３倍調波加算方式を用いる場合は電源電圧の１／√３）付近になると、第２のｄ軸及びｑ軸の電圧指令値の大きさが磁極位置に応じて電源電圧の制限を越える可能性がある。電源電圧の制限を越えると、不平衡補償演算部１０が正常に動作せず、トルクリプルを抑制できない可能性がある。

そこで、本実施例では、電圧指令値の大きさが電源電圧の１／２付近の場合でも、磁極位置によらず常に電源電圧の制限を満足するようにｄ軸及びｑ軸の電圧指令値の大きさを制限する電圧リミッタ値を決定する。

図１２を用いて本実施例における電圧リミッタ値Ｖ１ｌｉｍの決定方法について説明する。点線は、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）の大きさ、実線は、第２のｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^**，Ｖｑ^**）の大きさである。なお、ＲＩＢ^*は正の値に設定した。

電圧指令値の大きさを比較すると、点線は、電圧指令演算部９ｂにＲＢ^*を設定した場合、実線の最小値は、ＲＢ^*＋ＲＩＢ^*／３を設定した場合、及び実線の最大値は、ＲＢ^*＋ＲＩＢ^*を設定した場合のｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）の大きさと略一致している。

リミッタ値演算部の詳細構成を、図１３に示す。

１４１は第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）から、電流指令値の大きさＩ１^*を求めるＩ１^*演算部、１４２は「３相不平衡成分」の抵抗設定値ＲＩＢ^*の符号により可変するゲイン、１４３はゲイン、１４４は減算部である。

ゲイン１４２は、「３相不平衡成分」の抵抗設定値ＲＩＢ^*が負の場合はＲＩＢ^*／３を設定し、正の場合は、ＲＩＢ^*を設定する。ゲイン１４３は、３倍調波加算方式を用いる場合は、１／√３を設定するが、用いない場合は、１／２を設定する。

電圧リミッタ演算部１５は、電圧指令値の位相を保ったまま、電圧指令値の大きさをＶ１ｌｉｍで制限する。（数１５）に従い、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）を電圧指令値の大きさと電圧位相指令値（Ｖ１^*，δ^*）に変換し、Ｖ１^*をＶ１ｌｉｍで制限し、リミッタ後の電圧指令値の大きさＶ１^*′を算出する。

リミッタ後の電圧指令値の大きさと電圧位相（Ｖ１^*′，δ^*）を、リミッタ後のｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*′，Ｖｑ^*′）に変換し、加算部１１へ出力する。

本実施例の構成を用いることにより、第２のｄ軸及びｑ軸の電圧指令値の大きさが磁極位置によらず電源電圧の制限を満足するため、常に不平衡補償演算部１０を正常動作させることができ、３相交流の正弦波電流を発生させ、トルクリプルを抑制することができる。

なお、本実施例ではリミッタ値演算部１４に第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）を入力しているが、電流指令算出部８の出力であるｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*）を入力しても同様の効果が得られる。

また、本実施例において、不平衡補償演算部１０の直流成分（図３のゲイン１０６の出力）のみ電圧リミッタ演算１５を行う前にｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）にそれぞれ加算しても良い。但し、リミッタ値演算部１４内のゲイン１４２は、ＲＩＢ^*／３に設定する。

第５の実施例は、３相の抵抗がそれぞれ異なる場合のトルクリプルを抑制する方法である。図１４に本実施例の全体構成を示す。第１の実施例と同じ１から９，１２については説明を省略する。

１０ｂは第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）、及び位置検出値θｄを入力し、３相電圧の補正量（ΔＶｕ，ΔＶｖ，ΔＶｗ）を演算する第３の不平衡補償演算部、１６は３相の電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）に３相電圧の補正量（ΔＶｕ，ΔＶｖ，ΔＶｗ）をそれぞれ加算して、第２の３相の電圧指令値（Ｖｕ^**，Ｖｖ^**，Ｖｗ^**）を電力変換器２へ出力する加算部である。

Ｕ相の抵抗設定値を基準の抵抗設定値Ｒ^*とし、Ｖ相の抵抗設定値をＲ^*＋ΔＲ１^*，Ｗ相の抵抗設定値をＲ^*＋ΔＲ２^*と定義する。３相の等価回路モデルを用いて、３相交流の正弦波電流を出力する３相の電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）を求める。このとき、第１の実施例と同様、中性点電位の定常偏差が「０」となるよう（数２）を用いた。

（数２）を満足して、３相交流の正弦波電流を発生させるためには、第２の３相の電圧指令値（Ｖｕ^**，Ｖｖ^**，Ｖｗ^**）を（数１６）のように設定する必要がある。

（数１６）は、３相の電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）を含んでいる。このため、電圧指令演算部９ｂに基準の抵抗設定値Ｒ^*を設定した場合の、３相電圧の補正量（ΔＶｕ，ΔＶｖ，ΔＶｗ）は（数１７）となる。

（数１７）に基づいた、第３の不平衡補償演算部１０ｂの詳細構成を図１５に示す。図４と同様の１０３ａ，１０３ｂ，１０５，１０７ａ，１０７ｂ，１１０には同じ符号を示し、説明を省略する。

１０９ａは第１の実施例の不平衡補償演算部１０ａ内の１０９に相当するゲイン、１１１は減算部、１１２は中性点電位の定常偏差を補償するためのゲイン、１１３はゲイン１０９ａの出力とゲイン１１２の出力を加算する加算部である。

３相の抵抗がそれぞれ異なる場合でも、（数１７）に基づいた第３の不平衡補償演算部１０ｂを用いることにより、ＩｄおよびＩｑの振動を抑制できるため、３相交流の正弦波電流が発生し、トルクリプルを抑制することができる。

なお、本実施例では、Ｕ相の抵抗設定値を基準とした場合を示したが、Ｖ相、或いはＷ相を基準とした場合も、同様の効果が得られる。

第３の不平衡補償演算部１０ｂに、第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）を入力しているが、電流指令算出部８の出力であるｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*）を入力しても同様の効果が得られる。また、第３の不平衡補償演算部１０ｂに関して、減算器１１１，ゲイン１１２を省略しても、第１の実施例と同様の効果が得られる。

なお、第３の実施例を用いることにより、３相の抵抗値（Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗ）を同定することができるため、３相の抵抗値からＵ相の抵抗値とＶ相の抵抗値の差分ΔＲ１及びＵ相の抵抗値とＷ相の抵抗値の差分ΔＲ２を求めることにより、調整を簡略化することができる。

また、本実施例の構成で第４の実施例を用いる場合は、電圧リミッタ値演算部１４内のゲイン１４２において、ΔＲ１^*とΔＲ２^*の絶対値の大きい方を、ＲＩＢ^*として設定する。また、Ｖ１ｌｉｍから（数１８）に従い、中性点電位の定常偏差の絶対値を減算し、電圧リミッタ演算部１５へ出力することにより、第４の実施例と同様の効果が得られる。

第６の実施例は、３相のインダクタンスが不平衡の場合に発生するトルクリプル補償方法である。

図１６に本実施例の全体構成図を示す。図１と同じ１から９，１１，１２については説明を省略する。

第４の不平衡補償演算部１０ｃは、第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**），位置検出値θｄ、及び速度演算値ω１を入力して、ｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）を演算する。

ｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）の求め方について図１７の３相モータ等価回路を用いて説明する。モータ３は、３相交流の誘起電圧値（Ｖφｕ，Ｖφｖ，Ｖφｗ），抵抗値Ｒ，Ｖ相インダクタンスＬｖとＷ相インダクタンスＬｗは略一致しているが、Ｕ相インダクタンスＬｕが異なっている。

ここで、３相のうち、他の２相とインダクタンスが異なる相を基準として、基準の相（図１７のＵ相）のインダクタンスを「３相平衡成分」のインダクタンスＬＢと定義する。また、「３相平衡成分」のインダクタンスＬＢと他の２相（図１７のＶ相，Ｗ相）のインダクタンスの差分を、「３相不平衡成分」のインダクタンスＬＩＢと定義する。第１の実施例と同様に、中性点電位の定常偏差が「０」となるよう（数２）を用いた。

（数２）を満足して、３相交流の正弦波電流を発生させるためには、３相の電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）は（数１９）のように設定する必要がある。

但し、
ＬＢ^* ：「３相平衡成分」の抵抗設定値
ＬＩＢ^*：「３相不平衡成分」の抵抗設定値

３相の電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）を、第２のｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^**，Ｖｑ^**）にｄｑ変換すると、（数２０）となる。

（数１９），（数２０）では、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）を含んでいる。

このため、電圧指令演算部９ｂのインダクタンス設定値にＬＢ^*を設定した場合の、３相電圧指令値（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）を補正する３相電圧の補正量（ΔＶｕ，ΔＶｖ，ΔＶｗ）は（数２１）、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）を補正するｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）は（数２２）となる。

ここで、sin(ω₁・ｔ)＝−cos(ω₁・ｔ＋π／２)，cos(ω₁・ｔ)＝sin(ω₁・ｔ＋π／２)，sin(２ω₁・ｔ)＝−cos(２ω₁・ｔ＋π／２)，cos(２ω₁・ｔ)＝sin(２ω₁・ｔ＋π／２)を（数２１），（数２２）に代入すると、（数２３），（数２４）と変形することができる。

（数２３）と（数５）、及び（数２４）と（数６）を比較すると、交流成分に関しては、磁極位置のオフセット量にπ／２を加算し、ゲインを変更すれば、補正電圧を作成できることが分かった。

図１８に、（数２４）に基づく第４の不平衡補償演算部１０ｃの詳細構成図を示す。図３と同じ、１０１，１０３ａ，１０３ｂ，１０５，１０７ａ，１０７ｂ，１０８ａ，１０８ｂについては説明を省略する。

１０２ａは、電流検出器５の挿入された相情報により設定された磁極位置の第２のオフセット量、１１４はｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）の交流成分のゲイン、１１５は第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）と速度演算値ω１を乗算する乗算部、１１６はｄ軸及びｑ軸電圧の補正量（ΔＶｄ，ΔＶｑ）の直流成分のゲインである。

磁極位置の第２のオフセット量１０２ａは、「３相平衡成分」のインダクタンスがＵ相と一致している場合は、（数２４）より「π／２」に設定するが、Ｖ相の場合は、「−５／６π」（＝２／３π＋π／２）、Ｗ相の場合は、「−１／６π」（＝−２／３π＋π／２）に設定する。

また、ゲイン１１６に関して、（数２４）に基づき、第２のｄ軸電流指令値Ｉｄ^**を用いて算出した成分は１０８ｂへ、第２のｑ軸電流指令値Ｉｑ^**を用いて算出した成分は１０８ａへそれぞれ出力する。

なお、（数２３）に基づいた第５の不平衡補償演算部１０ｄを用いて３相の電圧補正量（ΔＶｕ，ΔＶｖ，ΔＶｗ）を算出し、３相の電圧指令（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）を補償する方法も考えられる。

図１９に、３相の電圧指令（Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*）を補償する第５の不平衡補償演算部１０ｄの詳細構成図を示す。

図４及び図１８と同じ１０３ａ，１０３ｂ，１０５，１０７ａ，１０７ｂ，１１０，１１５に関しては、説明を省略する。

１０２ｂはπ／２の一定値を出力する磁極位置の第３のオフセット量、１１７は第４の不平衡補償演算部１０ｃ内の１１４，１１６に相当するゲインである。

３相のインダクタンスが異なる場合でも、（数２３）に基づいた図１８の第４の不平衡補償演算部１０ｃ、或いは（数２４）に基づいた図１９の第５の不平衡補償演算部１０ｄを用いるとことにより、ＩｄおよびＩｑの振動を抑制できる。このため、３相交流の正弦波電流が発生し、トルクリプルを抑制することができる。

図１９は基準の相がＵ相の場合について示したが、Ｖ相或いはＷ相が基準の場合も同様に（数２３）に相当する数式を算出し、ゲイン１１７を変更すれば同様の効果が得られる。

なお、本実施例では、第４の不平衡補償演算部１０ｃ、或いは第５の不平衡補償演算部１０ｄに、電流制御部９ａの出力である第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）を入力しているが、電流指令算出部８の出力であるｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*）を入力しても良い。

第７の実施例は、３相インダクタンスの不平衡を補償する第４の不平衡補償演算部１０ｃ、或いは第５の不平衡補償演算部１０ｄを、電圧指令値が直流電源１によって制限される領域でも適用する方法である。

第７の実施例の全体構成図を図２０に示す。図１１、或いは図１６と同じ１から９，１０ｃ，１１から１３，１５に関しては説明を省略する。

１４ａは電流制御部９ａの出力である第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）、速度演算値ω１、及び直流電圧Ｖｄｃを入力して電圧リミッタ値Ｖ１ｌｉｍを演算する第２のリミッタ値演算部である。

第２のリミッタ値演算部１４ａの詳細構成を図２１に示す。図１３と同じ１４１，１４３，１４４に関しては説明を省略する。

１４５は、電流指令値の大きさＩ１^*と速度演算値ω１を乗算する乗算部、１４６は、「３相不平衡成分」のインダクタンス設定値ＬＩＢ^*により可変するゲインである。ゲイン１４６は、「３相不平衡成分」のインダクタンス設定値ＬＩＢ^*が負の場合はＬＩＢ^*／３を設定し、正の場合は、ＬＩＢ^*を設定する。

そこで、本実施例では、第２のｄ軸及びｑ軸の電圧指令値の大きさが磁極位置によらず電源電圧の制限を満足するようにｄ軸及びｑ軸の電圧指令値の大きさを制限する電圧リミッタ値を決定する。

本実施例の構成を用いることにより、第２のｄ軸及びｑ軸の電圧指令値の大きさが磁極位置によらず電源電圧の制限を満足するため、常に第４の不平衡補償演算部１０ｃ、或いは第５の不平衡補償演算部１０ｄを正常動作させることができ、３相交流の正弦波電流を発生させ、トルクリプルを抑制することができる。

なお、本実施例では第２のリミッタ値演算部１４ａに第２のｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^**，Ｉｑ^**）を入力しているが、ｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*）を入力しても同様の効果が得られる。

また、第４の不平衡補償演算部１０ｃの直流成分（図１８のゲイン１１６の出力）のみ電圧リミッタ演算１５を行う前にｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）に加算しても良い。但し、第２のリミッタ値演算部１４内のゲイン１４６は、ＬＩＢ^*／３に設定する。

図２２に本発明の第８の実施例の全体構成を示す。図１と同じ、１から８，１０から１２のブロックについては説明を省略する。

１７は、ｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*），ｄ軸及びｑ軸の電流検出値（Ｉｄｃ，Ｉｑｃ）、及び速度演算値ω１を入力し、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）を演算するベクトル制御演算部である。

ベクトル制御部１７は、ｄ軸の電流指令値Ｉｄ^*とｄ軸の電流検出値Ｉｄｃの偏差、及びｑ軸の電流指令値Ｉｑ^*とｑ軸の電流検出値Ｉｑｃの偏差をそれぞれ比例積分制御（ＰＩ制御）してｄ軸及びｑ軸の電圧誤差（ｄＶｄ，ｄＶｑ）を作成する第２の電流制御部１７ａと、ｄ軸の電流指令値Ｉｄ^**，ｑ軸の電流指令値Ｉｑ^**，速度演算値ω１，モータ定数設定値、及びｄ軸及びｑ軸の電圧誤差（ｄＶｄ，ｄＶｑ）により、（数２５）に従いｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）を演算する電圧指令演算部９ｂに大別される。

本実施例の構成でも、不平衡補償演算部１０により、３相交流の正弦波電流を発生させ、トルクリプルを抑制できるので、第１の実施例と同様の効果が得られる。

また、３相のインダクタンスが不平衡の場合は、不平衡補償演算部１０の代わりに第４の不平衡補償演算部１０ｃを用いることにより、３相交流の正弦波電流を発生させ、トルクリプルを抑制できるので、第６の実施例と同様の効果が得られる。

図２３に本発明の第９の実施例の構成を示す。図１と同じ、１から８，１１，１２のブロックについては説明を省略する。

１０ｅはｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*）、及び位置検出値θｄを入力し、ｄ軸及びｑ軸電圧の補正量の交流成分（ΔＶｄ_ａｃ，ΔＶｑ_ａｃ）を演算する第６の不平衡補償演算部、１８はｄ軸及びｑ軸の電流指令値（Ｉｄ^*，Ｉｑ^*）、及びｄ軸及びｑ軸の電流検出値（Ｉｄｃ，Ｉｑｃ）を入力し、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）を演算する第３の電流制御部である。

第６の不平衡補償演算部１０ｅは、不平衡補償演算部１０の交流成分のみを演算する。第６の不平衡補償演算部１０ｅの構成を図２４に示す。不平衡補償演算部１０の直流成分は、第３の電流制御部１８で補償する。

このため、本実施例の構成でも、第１の実施例と同様に３相交流の正弦波電流を発生させ、トルクリプルを抑制することができる。

第１から第４、及び第８の実施例において、本実施例の第６の不平衡補償演算部１０ｅを用いても良い。但し、第６の不平衡補償演算部１０ｅを用いる場合は、第４の実施例におけるリミッタ値演算部１４内のゲイン１４２をＲＩＢ^*／３に設定する。

第３の電流制御部１８は、ｄ軸の電流指令値Ｉｄ^*とｄ軸の電流検出値Ｉｄｃの偏差、及びｑ軸の電流指令値Ｉｑ^*とｑ軸の電流検出値Ｉｑｃの偏差をそれぞれ比例積分制御（ＰＩ制御）してｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）を直接演算する。

また、図２４に３相の抵抗が不平衡の場合を示したが、３相のインダクタンスが不平衡の場合に第４の不平衡補償演算部１０ｃの交流成分のみを補償してトルクリプルを抑制することもできる。

第４の不平衡補償演算部１０ｃの交流成分のみを補償する第７の不平衡補償演算部１０ｆの詳細構成図を図２５に示す。第７の不平衡補償演算部１０ｆを用いる場合、第４の不平衡補償演算部１０ｃの直流成分は、第３の電流制御部１８で補償する。

第４の不平衡補償演算部１０ｃを用いることにより、本実施例でも、第６の実施例と同様に３相交流の正弦波電流を発生させ、トルクリプルを抑制することができる。

第６から第８の実施例において、本実施例の第７の不平衡補償演算部１０ｆを用いても良い。但し、第７の不平衡補償演算部１０ｆを用いる場合は、第７の実施例における第２のリミッタ値演算部１４ａ内のゲイン１４６をＬＩＢ^*／３に設定する。

図２６に本発明の第１０の実施例の構成を示す。図１と同じ、１から３，５，７から１２のブロックについては説明を省略する。

１９はｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*）、及びｄ軸及びｑ軸の電流検出値（Ｉｄｃ，Ｉｑｃ）を入力して、位置推定値θｄｃ，速度推定値ω１ｃを演算する位置・速度推定部である。

位置・速度推定部１９は、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（Ｖｄ^*，Ｖｑ^*），ｄ軸及びｑ軸の電流検出値（Ｉｄｃ，Ｉｑｃ）、及び速度推定値ω１ｃに基づき、制御の回転位相指令値とモータの回転位相との偏差である軸誤差Δθｃを（数２６）に従い演算する。

軸誤差Δθｃが「０」となるように速度推定値ω１ｃを演算し、速度推定値ω１ｃから位置推定値θｄｃを得る。

位置・速度推定部で演算した速度推定値ω１ｃ及び位置推定値θｄｃを、電流検出部７，カスケード型ベクトル制御演算部９，不平衡補償演算部１０、及び２相−３相変換部１２へ出力する。このため、第１の実施例の位置検出値θｄ及び速度演算値ω１の場合と同様にトルクリプルを抑制することができる。

なお、本実施例では、第１の実施例に位置・速度推定部１９を適用したが、他の実施例に適用しても同様の効果が得られる。

第１の実施例では、電流検出器５の抵抗成分による３相不平衡を考慮したが、本実施例では、モータ３或いは電力変換器２の３相の抵抗が不平衡である場合を考慮している。

図２７に本発明の第１１の実施例の構成を示す。図１と同じ、１から４，６，８から１２のブロックについては説明を省略する。

５ａは直流電源１と電力変換器２の間に挿入された第２の電流検出器、７ａは電流検出器５ａの出力である第２の電流信号から、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値（Ｉｄｃ，Ｉｑｃ）を算出する第２の電流検出部である。

本実施例の構成でも、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値（Ｉｄｃ，Ｉｑｃ）を検出することができるため、第１の実施例と同様の効果が得られる。

なお、本実施例では、第１の実施例に第２の電流検出器５ａ及び第２の電流検出部７ａを適用したが、他の実施例に適用しても同様の効果が得られる。

本実施例は、第１の実施例から第１１の実施例のいずれかを電動オイルポンプ装置に適用したものである。

図２８に、第１２の実施例である電動オイルポンプ装置のシステム構成図を示す。第１の実施例と同じ１，３，４，５については、説明を省略する。

図２８において、２０１はエンジン、２０２は自動変速機、２０３は油圧制御ユニット、２０４はメインオイルポンプ、２０５は電動オイルポンプ、２０６はアイドルストップ用モータ、２０７はアイドルストップ用ＥＣＵ、２０８は例えば第１の実施例の２，６〜１２を含む電動オイルポンプ用ＥＣＵである。

メインオイルポンプ２０４は、エンジン２０１により駆動され、エンジン駆動により自動変速機２０２の油圧制御ユニット２０３に油圧を供給する。

電動オイルポンプ２０５は、モータ３により駆動され、自動変速機２０２内の油圧制御ユニット２０３に配管２０９を介して油圧を供給する。

アイドルストップ用ＥＣＵ２０７は、エンジン２０１の停止／再始動を制御する。つまり、停車率の高い市街地走行時等での燃費向上を目的とし、信号待ち等で車両が停止したときにはエンジン２０１を自動停止し、車両発進時にはエンジン２０１を再始動させるアイドルストップ制御を行う。また、電動オイルポンプ用ＥＣＵ２０８からアイドルストップ禁止フラグを入力した場合、前記アイドルストップ制御を禁止する。

電動オイルポンプ用ＥＣＵ２０８は、アイドルストップ用ＥＣＵ２０７からのアイドルストップ開始信号＝１を入力した場合、モータ駆動を許可し、モータ３に対しモータ駆動電圧を印加する。また、アイドルストップ開始信号＝０を入力した場合、モータを停止させ、モータ駆動電圧の印加を解除する。

つまり、エンジン２０１を、アイドルストップ中は前記モータ３を駆動し、電動オイルポンプ２０５にて自動変速機２０２の油圧制御ユニット２０３に油圧を供給するという基本制御が行われる。

そして、電動オイルポンプ用ＥＣＵ２０８は、エンジン２０１の始動域にて一時的に電動オイルポンプ２０５を作動させる作動油充填制御と、走行中に電動オイルポンプ２０５の非作動時間が一定時間に達すると一時的に電動オイルポンプ２０５を作動させる作動油充填制御とが行われる。この作動油充填制御が行われている間は、アイドルストップ用ＥＣＵに対し、アイドルストップ禁止フラグが出力される。

アイドルストップ中は、静粛性・電力消費の面から必要最小限の油圧（モータトルク・速度）にすることが望まれている。しかし、油圧が低すぎると、アイドルストップ中にクラッチを開放してしまい、再始動時にショックが発生するため、アイドルストップ中は、トルクリプルを考慮して油圧を決定している。従って、この分油圧設定が高くなり静粛性・電力消費が悪化するという問題があった。

電動オイルポンプ用ＥＣＵ２０８に、第１の実施例から第１１の実施例のいずれかを適用することにより、トルクリプルの発生を抑えることができるため、油圧の制御性が向上し、再始動時のショックを抑えつつ、アイドルストップ中の静粛性の向上及び、電力消費を低減することができる。また、第２の実施例或いは第３の実施例のように、「３相平衡成分」の抵抗設定値ＲＢ^*，「３相不平衡成分」の抵抗設定値ＲＩＢ^*、および磁極位置オフセット量の同定を行うことができるため、調整を簡略化することができる。

図２９に、第１３の実施例である可変動弁システムの構成図を示す。

第１の実施例と同じ１，３，４，５については、説明を省略する。

図２９において、３０１は可変動弁システム、３０２は可変動弁システム３０１の制御軸角度を測定するセンサ、３０３はエンジン、３０４はエンジンの水温、及びクランク角度等のエンジン情報を測定するセンサ、３０５はエンジンを制御するエンジンコントロールモジュール、３０６は第１の実施例の２，６から１２を含む可変動弁用ＥＣＵである。

エンジンコントロールモジュール３０５は、エンジンの水温、及びクランク角度等のエンジン情報、及び運転者が踏むアクセルペダルの開度を入力し、エンジンの点火時期を制御する。可変動弁用ＥＣＵ３０６は、エンジンコントロールモジュール３０６から目標制御軸角度，制御軸角度センサ３０２から制御軸角度，位置検出器４から位置信号を入力して、モータ３を駆動するための交流電圧を印加する。

可変動弁用ＥＣＵ３０６に、第１の実施例から第１１の実施例のいずれかを適用することにより、トルクリプルの抑制を図れるため、可変動弁システムの位置精度を向上することができる。

また、第２の実施例或いは第３の実施例のように、「３相平衡成分」の抵抗設定値ＲＢ^*，「３相不平衡成分」の抵抗設定値ＲＩＢ^*、および磁極位置オフセット量の同定を行うことができるため、調整を簡略化することができる。

図３０に第１４の実施例である電動パワーステアリング装置のシステム構成図を示す。

本実施例は、第１の実施例から第１１の実施例のいずれかを電動パワーステアリング装置に適用したものである。

第１の実施例と同じ１，３，４，５については、説明を省略する。

４０１はステアリングホイール、４０２はステアリングシャフト、４０３はトルクセンサ、４０４はモータ３とステアリングシャフトを接続する減速機構、４０５は第１の実施例の２，６〜１２を含むＥＣＵ、４０６はラックピニオン機構、４０７はタイロッドなどの連結機構、４０８は転舵輪である。

ＥＣＵ４０５は、トルクセンサ４０３より得られたトルク指令値と出力トルクを一致させるように、３相の電圧指令値を制御する。モータ３は、減速機構４０４を介して、ステアリングシャフト４０２にアシスト力が作用し、運転者による転舵をアシストする。

ＥＣＵ４０５に、第１の実施例から第１１の実施例のいずれかを適用することにより、トルクリプルの抑制を図れるため、運転者がステアリングホイール１０１をゆっくり転舵した場合に、滑らかな操舵フィーリングを得ることができる。また、第２の実施例或いは第３の実施例のように、「３相平衡成分」の抵抗設定値ＲＢ^*，「３相不平衡成分」の抵抗設定値ＲＩＢ^*、および磁極位置オフセット量の同定を行うことができるため、調整を簡略化することができる。

１ 直流電源
２ 電力変換器
３ モータ
４ 位置検出器
５ 電流検出器
６ 位置・速度検出部
７ 電流検出部
８ 電流指令算出部
９ カスケード型ベクトル制御演算部
９ａ 電流制御部
９ｂ 電圧指令演算部
１０ 不平衡補償演算部

Claims (21)

1. ３相のうち、いずれかの相が異なる抵抗値をもつモータ駆動装置において、
   モータ，直流の電圧を交流の電圧に変換する電力変換器、或いは前記モータと前記電力変換器の間の任意の２相に挿入された電流検出器用のシャント抵抗やフェールセーフリレーを変更し、３相の抵抗値が変化しても、自動的に前記電力変換器の電圧指令値を補正してモータ速度の２倍成分のトルクリプルを抑制することを特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ駆動装置において、
   前記電流検出器用のシャント抵抗やフェールセーフリレーを挿入する相を変更しても、
   自動的に前記電力変換器の電圧指令値を補正してモータ速度の２倍成分のトルクリプルを抑制することを特徴とするモータ制御装置。
3. ３相のうち、任意の第１の相，第２の相が略同じ抵抗値をもつモータ駆動装置において、
   前記第１の相或いは第２の相と、第３の相の抵抗値の差を用いて、前記電圧指令値を補正することを特徴とするモータ制御装置。
4. ３相のうち、任意の第１の相，第２の相が略同じ抵抗値をもつモータ駆動装置において、
   ｄ軸及びｑ軸の電流指令値と、
   位置検出値或いは位置推定値と、
   前記第１の相或いは第２の相と、第３の相の抵抗値の差を入力し、
   所定の関係で電圧指令値を補正することにより、アイドルストップ中の静粛性の向上及び、電力消費を低減することができることを特徴とする電動オイルポンプ制御装置。
5. ３相のうち、任意の第１の相，第２の相が略同じ抵抗値をもつモータ駆動装置において、
   ｄ軸及びｑ軸の電流指令値と、
   位置検出値或いは位置推定値と、
   前記第１の相或いは第２の相と、第３の相の抵抗値の差を入力し、
   所定の関係で電圧指令値を補正することにより、位置精度を向上できることを特徴とする可変動弁制御装置。
6. ３相のうち、任意の第１の相，第２の相が略同じ抵抗値をもつモータ駆動装置において、
   ｄ軸及びｑ軸の電流指令値，
   位置検出値或いは位置推定値、
   及び前記第１の相或いは第２の相と、第３の相の抵抗値の差を入力し、
   所定の関係で電圧指令値を補正することにより、滑らかな操舵フィーリングを得ることができることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
7. ３相のうち、いずれかの相が異なる抵抗値を持つモータ駆動装置において、
   前記ｄ軸及びｑ軸の電流指令値，
   前記位置検出値或いは位置推定値、
   及び前記第１の相，前記第２の相、及び前記第３の相の抵抗値を入力し、
   所定の関係で電圧指令値を補正することを特徴とするモータ制御装置。
8. ３相のうち、任意の第１の相，第２の相が略同じインダクタンスをもつモータ駆動装置において、
   ｄ軸及びｑ軸の電流指令値，
   位置検出値或いは位置推定値，
   速度演算値或いは速度推定値、
   及び前記第１の相或いは第２の相と、第３の相のインダクタンスの差を入力し、
   所定の関係で電圧指令値を補正することを特徴とするモータ制御装置。
9. 請求項１から請求項８に記載のモータ駆動装置において、
   前記第１の相、及び第２の相の相情報により、
   前記磁極位置のオフセット量を設定することを特徴とするモータ制御装置。
10. 請求項１から請求項７に記載のモータ駆動装置において、
    前記電力変換器に、
    所定の入力電圧，導通期間を与えたときの電流検出値から、
    前記第１の相，第２の相の相情報を判定して、
    前記磁極位置のオフセット量を設定することを特徴とするモータ制御装置。
11. 請求項１０に記載のモータ駆動装置において、
    前記電力変換器の
    Ｕ相上アームとＶ相下アーム、或いはＵ相下アームとＶ相上アーム，
    Ｖ相上アームとＷ相下アーム、或いはＶ相下アームとＷ相上アーム、
    及びＷ相上アームとＵ相下アーム、或いはＷ相下アームとＵ相上アーム、
    にそれぞれ一定の入力電圧，導通期間を順不同に与えることを特徴とするモータ制御装置。
12. 請求項１０に記載のモータ駆動装置において、
    前記電力変換器の
    前記Ｕ相上アームとＶ相下アーム，前記Ｕ相下アームとＶ相上アーム，
    前記Ｖ相上アームとＷ相下アーム，前記Ｖ相下アームとＷ相上アーム，
    前記Ｗ相上アームとＵ相下アーム、及び前記Ｗ相下アームとＵ相上アーム、
    にそれぞれ一定の入力電圧，導通期間を順不同に与えた時の、
    前記Ｕ相上アームとＶ相下アーム、及び前記Ｕ相下アームとＶ相上アームを導通させたときの電流検出値の絶対値の平均値，
    前記Ｖ相上アームとＷ相下アーム、及び前記Ｖ相下アームとＷ相上アームを導通させたときの電流検出値の絶対値の平均値、
    及び前記Ｗ相上アームとＵ相下アーム、及び前記Ｗ相下アームとＵ相上アームを導通させたときの電流検出値の絶対値の平均値から、
    前記第１の相，第２の相の相情報を判定して、
    前記磁極位置のオフセット量を設定することを特徴とするモータ制御装置。
13. 請求項１から請求項７，請求項９から請求項１２に記載のモータ駆動装置において、
    任意のモータ速度で駆動中に、直流のｄ軸電流指令値、或いは直流のｑ軸電流指令値を発生させることにより、
    前記第３の相の抵抗値と前記第１の相或いは第２の相と、第３の相の抵抗値の差のいずれか一つ以上を算出することを特徴とするモータ制御装置。
14. 請求項１から請求項７，請求項９から請求項１２に記載のモータ駆動装置において、
    前記電力変換器に、
    所定の入力電圧，導通期間を与えたときの電流の検出値から、
    前記第１の相，前記第２の相、及び前記第３の相の抵抗値、或いは前記磁極位置のオフセット量を算出することを特徴とするモータ制御装置。
15. 請求項１４に記載のモータ駆動装置において、
    前記Ｕ相上アームとＶ相下アーム、或いは前記Ｕ相下アームとＶ相上アーム，
    前記Ｖ相上アームとＷ相下アーム、或いは前記Ｖ相下アームとＷ相上アーム、
    及び前記Ｗ相上アームとＵ相下アーム、或いは前記Ｗ相下アームとＵ相上アーム、
    にそれぞれ一定の入力電圧，導通期間を順不同に与えることを特徴とするモータ制御装置。
16. 請求項１４に記載のモータ駆動装置において、
    前記電力変換器の
    前記Ｕ相上アームとＶ相下アーム，前記Ｕ相下アームとＶ相上アーム，
    前記Ｖ相上アームとＷ相下アーム，前記Ｖ相下アームとＷ相上アーム，
    前記Ｗ相上アームとＵ相下アーム、及び前記Ｗ相下アームとＵ相上アーム、
    にそれぞれ一定の入力電圧，導通期間を順不同に与えた時の、
    前記Ｕ相上アームとＶ相下アーム及び前記Ｕ相下アームとＶ相上アームを導通させたときの電流検出値の絶対値の平均値，
    前記Ｖ相上アームとＷ相下アーム及び前記Ｖ相下アームとＷ相上アームを導通させたときの電流検出値の絶対値の平均値、
    及び前記Ｗ相上アームとＵ相下アーム及び前記Ｗ相下アームとＵ相上アームを導通させたときの電流検出値の絶対値の平均値から、
    前記第１の相，前記第２の相、及び前記第３の相の抵抗値、或いは前記磁極位置のオフセット量を算出することを特徴とするモータ制御装置。
17. 請求項１４から請求項１６に記載のモータ駆動装置において、
    前記第１の相，前記第２の相、及び前記第３の相の抵抗値から、前記第１の相或いは第２の相と、第３の相の抵抗値の差を算出することを特徴とするモータ制御装置。
18. 請求項１３から１７に記載のモータ駆動装置において、
    算出した前記第１の相或いは第２の相と、第３の相の抵抗値の差，
    前記第１の相，第２の相及び第３の相の抵抗値，
    前記磁極位置のオフセット量のいずれかを設定することを特徴とするモータ制御装置。
19. 請求項１から１８に記載のモータ駆動装置において、
    電圧指令値の制限値を、前記第１の相或いは第２の相と、前記第３の相の抵抗値の差を用いて可変にすることを特徴とするモータ制御装置。
20. 請求項１から請求項１９に記載のモータ駆動装置において、
    前記電圧指令値の制限値を、
    前記ｄ軸及びｑ軸の電流指令値、及び
    前記第１の相或いは第２の相と、前記第３の相の抵抗値の差を入力し、
    所定の関係で算出することを特徴とするモータ制御装置。
21. 請求項１から請求項２０に記載のモータ駆動装置において、
    前記第１の相，第２の相、及び第３の相の抵抗設定値を、ｄ軸及びｑ軸の電流値或いはｄ軸及びｑ軸の電流指令値の大きさに応じて可変させることを特徴とするモータ制御装置。

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