JP2018093693A - モータの制御方法、及び、モータの制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】モータにおける振動を抑制する。【解決手段】本発明のモータの制御方法は、トルク指令値に応じて、トルク電圧指令値を算出するトルク制御ステップと、トルク電圧指令値に基づく制御に起因する干渉を抑制する非干渉電圧指令値を算出する非干渉制御ステップと、トルク電圧指令値と、非干渉電圧指令値とを加算して、モータの駆動電圧指令値を算出する加算ステップと、駆動電圧指令値に応じた駆動電圧を、モータに印加する電圧印加ステップと、を備えるモータの制御方法である。非干渉制御ステップにおいて、トルク指令値に応じて干渉の抑制に用いる磁束指令値を算出し、磁束指令値に対して、ローパスフィルタを用いて遅延処理を施し、遅延処理が施された磁束指令値と、モータの回転速度とを積算することにより、非干渉電圧指令値を算出する。【選択図】図２

Description

本発明は、モータの制御方法、及び、モータの制御システムに関する。

電気自動車やハイブリット車両のような電動車両に用いられるモータ（同期電動機）の制御方法においては、多くの場合、要求トルクに応じたトルク制御が行われている。このトルク制御に起因する電圧の変動（干渉）が発生し、これにより、モータの制御精度が低下するおそれがある。そのため、モータの中には、このような干渉を抑制する非干渉制御が、トルク制御とともに行われるものもある（例えば、特許文献１）。

特開２００６−４２４６６号公報

一般に、トルク制御においてはフィードバック制御が行われているので、トルク制御は非干渉制御に対してフィードバック制御に起因する分だけ応答が遅れている。そこで、非干渉制御に用いる非干渉指令値に対して遅延処理を施すことで、トルク制御の非干渉制御に対する遅れを抑制することができる。

ここで、モータの回転速度が変動する場合には、発生する干渉電圧も変化するため、非干渉制御指令値も変化する。しかしながら、遅延処理が施されるので、非干渉電圧指令値の算出タイミングは、実際のモータの電力の印加タイミングから遅れてしまい、非干渉電圧指令値を用いても干渉電圧を抑制することができないことがある。

干渉電圧を抑制できなければ、モータに流れる電流が指令値に追従しなくなり、モータトルクが変動してしまうおそれがあるという課題があった。例えば、モータが電動車両に組み込まれている場合には、モータトルクの変動がドライブシャフトを介してタイヤに伝達されてしまうので、電動車両の乗員に不快な振動を与えてしまうことになる。

本発明の目的は、モータにおける振動を抑制する、モータの制御方法、及び、モータの制御システムを提供することである。

本発明のある態様によれば、モータの制御方法は、トルク指令値に応じて、トルク電圧指令値を算出するトルク制御ステップと、トルク電圧指令値に基づく制御に起因する干渉を抑制する非干渉電圧指令値を算出する非干渉制御ステップと、トルク電圧指令値と、非干渉電圧指令値とを加算して、モータの駆動電圧指令値を算出する加算ステップと、駆動電圧指令値に応じた駆動電圧を、モータに印加する電圧印加ステップと、を備えるモータの制御方法である。非干渉制御ステップにおいて、トルク指令値に応じて干渉の抑制に用いる磁束指令値を算出し、磁束指令値に対して、ローパスフィルタを用いて遅延処理を施し、遅延処理が施された磁束指令値と、モータの回転速度とを積算することにより、非干渉電圧指令値を算出する。

本発明によれば、モータにおける振動を抑制することができる。

図１は、第１実施形態のモータ制御システムを備える電動車両の概略構成図である。 図２は、モータトルク制御部の詳細構成図である。 図３Ａは、比較例における、モータトルクの変化を示す図である。 図３Ｂは、比較例における、ドライブシャフトトルクの変化を示す図である。 図４Ａは、本実施形態における、モータトルクの変化を示す図である。 図４Ｂは、本実施形態における、ドライブシャフトトルクの変化を示す図である。 図５は、モータ制御システムにおける処理を示すフローチャートである。 図６は、第２実施形態のモータトルク制御部の詳細構成図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるモータ制御システムについて説明する。

図１は、第１実施形態のモータ制御システムを備える電動車両の概略構成図である。

電動車両は、モータ制御システム１と、モータ制御システム１によって制御されるモータ２とを備えており、モータ２の駆動力の一部または全部を用いて走行することができる。例えば、電動車両には、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車が含まれる。

モータ２は、例えば、３相交流モータであって、発生させるトルクを車輪３ａ、３ｂに伝達する。車輪３ａ、３ｂに伝達されるトルクは、ドライブシャフトトルクと称されることもある。なお、モータ２に隣接して設けられる回転角センサ４は、モータ２のロータ位置θを検出する。そして、回転角センサ４は、検出したロータ位置θを、モータ制御システム１に出力する。

アクセル開度センサ５は、車両が備えるアクセルペダルの踏み込み量を検出するように構成されており、運転状態に応じたアクセル開度ａを検出して、検出したアクセル開度ａを、モータ制御システム１に出力する。

モータ制御システム１は、モータトルク設定部６と、制振制御部７と、モータトルク制御部８とを備える。

モータトルク設定部６は、回転角センサ４により検出されるロータ位置θと、アクセル開度センサ５により検出されるアクセル開度ａとに基づいて、モータ２の目標とする運転状態に応じた第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*を設定する。

制振制御部７においては、第１のトルク目標値Ｔ_m1 ^*に対してロータ位置θに基づく制振制御が行われ、トルク指令値Ｔ^*が算出される。なお、制振制御部７においては、外乱トルクの影響などを抑制する一般的な制振制御が行われる。

モータトルク制御部８は、トルク指令値Ｔ^*とロータ位置θとに基づいて、モータ２の出力トルクがトルク指令値Ｔ^*となるように、モータ２に対する電圧指令値を求める。そして、モータトルク制御部８は、求めた電圧指令値に応じた電力をモータ２に印加する。なお、本実施形態においては、モータトルク制御部８において、トルク制御及び干渉電圧制御が行われる。

以下では、モータトルク制御部８の詳細な構成について説明する。

図２は、モータトルク制御部８の詳細構成図である。

モータトルク制御部８においては、フィードバック制御である電流ベクトル制御と、モータ２における干渉を抑制する非干渉制御とが行われている。

電流マップ２１は、電流ベクトルク制御の指令値の算出に用いられる。電流マップ２１は、トルク指令値Ｔ^*を入力とし、記憶しているマップに基づいて、ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*及びｑ軸電流指令値ｉ_q ^*を算出し、これらの指令値を電流制御器２３に出力する。

磁束マップ２２は、非干渉制御の指令値の算出に用いられる。磁束マップ２２は、トルク指令値Ｔ^*を入力とし、記憶しているマップに基づいて、ｄ軸磁束指令値φ_d及びｑ軸磁束指令値φ_qをフィルタ部２４に出力する。

具体的に、磁束マップ２２においては、モータ２の定常運転状態におけるトルクＴと回転速度ωとを指標とした、ｄ軸最終電圧指令値ｖ_d及びｑ軸最終電圧指令値ｖ_qを、マップとして記憶している。磁束マップ２２は、マップを用いて、入力されるトルク指令値Ｔ^*、及び、定常運転状態の回転速度ωから、最終電圧指令値を求める。そして、磁束マップ２２は、最終電圧指令値から電機子抵抗による降下電圧を減算すると、減算結果に対して定常運転状態の回転速度ωで除算し、除算結果をｄ軸磁束指令値φ_d及びｑ軸磁束指令値φ_qとして求める。

モータ２においては、ｄ軸磁束指令値φ_d及びｑ軸磁束指令値φ_qに応じた磁束が発生することにより、干渉成分を抑制することができる。

より詳細には、磁束マップ２２にて記憶されているマップは、モータ２の評価試験などにおいて作成されており、そのマップの作成には次の定常運転時の電圧方程式が用いられる。なお、定常運転とは、モータ２が一定の速度で回転している状態であるものとする。

（１）式において、ｄ軸最終電圧指令値ｖ_d及びｑ軸最終電圧指令値ｖ_qが、ｄ軸検出電流値ｉ_d及びｑ軸検出電流値ｉ_qを用いた行列で示されている。また、Ｌ_dmはモータ２のインダクタンスのｄ軸成分、Ｌ_qmはモータ２のインダクタンスのｑ軸成分、Ｒはモータ２の電機子抵抗の抵抗成分を示している。また、ωは定常運転状態におけるモータ２の回転速度、φは定常運転状態において発生する磁束を示している。

そして、（１）式のうちの次式に示される部分は、電機子抵抗Ｒによる降下電圧に相当する。

なお、この式におけるＬ_dmｓ及びＬ_qmｓにより示される成分はインダクタンスＬに起因する過渡成分を示している。

したがって、磁束マップ２２においては、まず、マップを用いて、入力されるトルク指令値Ｔ^*に応じた定常運転状態におけるｄ軸最終電圧指令値ｖ_d及びｑ軸最終電圧指令値ｖ_qが求められる。そして、それらの最終電圧指令値から（２）式に示されるモータ２の電機子抵抗Ｒによる降下電圧を減ずることにより、次の式が求められる。

ここで、インダクタンスＬと電流ｉとの積は磁束φとなる。そのため、（３）式を定常運転時の回転速度ωで除することにより、ｄ軸磁束指令値φ_d及びｑ軸磁束指令値φ_qを求めることができる。

なお、電流マップ２１と磁束マップ２２とによって、指令値決定部２０が構成される。

フィルタ部２４は、ｄ軸とｑ軸との２つのフィルタによって構成されている。フィルタ部２４のそれぞれのフィルタには、磁束マップ２２から、ｄ軸磁束指令値φ_d及びｑ軸磁束指令値φ_qが入力される。フィルタ部２４は、次の式で示される１次遅れのローパスフィルタを用いた処理を行う。なお、式中のＴ_mは、時定数を示している。なお、後述のように、時定数Ｔ_mは、速度演算器２６におけるサンプリングに起因する遅延時間Ｔ_delay
よりも大きいものとする。

フィルタ部２４は、（４）式で示されるフィルタ処理を施すことにより、ｄ軸磁束指令値φ_{d_flt}及びｑ軸磁束指令値φ_{q_flt}を算出し、これらの指令値を積算部２５に出力する。

積算部２５は、ｄ軸とｑ軸との２つの積算器によって構成されている。積算部２５のそれぞれの積算器は、ｄ軸磁束指令値φ_{d_flt}及びｑ軸磁束指令値φ_{q_flt}のそれぞれに対して、速度演算器２６から出力されるモータ２の回転速度ωを乗じる。なお、積算部２５にて算出されるｄ軸非干渉電圧指令値ｖ_{d_dcpl}、及び、ｑ軸非干渉電圧指令値ｖ_{q_dcpl}は、次の式のように示すことができる。

速度演算器２６は、回転角センサ４により検出されるロータ位置θに対して、微分処理に相当する位置差分処理（サンプリング処理）を行い、回転速度ωを求めると、回転速度ωを積算部２５に出力する。

なお、速度演算器２６においては、位置差分処理における差分算出のサンプリング時間だけ遅れが発生する。この遅れ時間を、Ｔ_delayと示すものとする。そして、フィルタ部２４における時定数をＴ_mとすると、Ｔ_delayは次の式を満たすような値に設定される。なお、フィルタ部２４の時定数Ｔ_mと、速度演算器２６の遅延時間Ｔ_delayとのいずれを変化させてもよい。

加算部２７は、ｄ軸とｑ軸との２つの加算器によって構成されている。加算部２７のそれぞれの加算器においては、ｄ軸非干渉電圧指令値ｖ_{d_dcpl}とｄ軸電圧指令値ｖ_d’との加算、及び、ｑ軸非干渉電圧指令値ｖ_{q_dcpl}とｑ軸電圧指令値ｖ_q’との加算を行う。そして、加算部２７は、それらの加算結果をｄ軸最終電圧指令値ｖ_d及びｑ軸最終電圧指令値ｖ_qとして、座標変換器２８に出力する。

座標変換器２８は、ｄｑ軸からｕｖｗ相への座標変換を行い、ｄ軸最終電圧指令値ｖ_d及びｑ軸最終電圧指令値ｖ_qを、三相電圧指令値Ｖ_u、Ｖ_v、Ｖ_wに変換する。そして、座標変換器２８は、三相電圧指令値Ｖ_u、Ｖ_v、Ｖ_wを、ＰＷＭ変換器２９に出力する。

ＰＷＭ変換器２９は、三相電圧指令値Ｖ_u、Ｖ_v、Ｖ_wを入力とし、ＰＷＭ信号をインバータ３０に出力する。

インバータ３０は、入力されるＰＷＭ信号に基づいて擬似的な三相交流電圧を生成し、三相交流電圧をモータ２へ出力する。モータ２は、この擬似的な三相交流電圧に応じて、回転駆動する。

電流検出部３１は、モータ２とインバータ３０との間に設けられる複数の電流検出器により構成される。例えば、本実施形態においては、電流検出部３１は、Ｕ、Ｖ相の配線に設けられる２つの電流検出器により構成され、Ｕ、Ｖ相の電流であるＵ相電流ｉ_u、及び、Ｖ相電流ｉ_vを検出する。そして、電流検出部３１は、検出した電流値を座標変換器３２に出力する。

座標変換器３２は、ＵＶＷ相からｄｑ軸への座標変換を行う。電流検出部３１は、電流検出部３１で検出されたＵ相電流ｉ_u、及び、Ｖ相電流ｉ_vに対して、回転角センサ４により検出されるロータ位置θに基づいて、ｄ軸検出電流値ｉ_d、及び、ｑ軸検出電流値ｉ_qを求め、これらの電流値を電流制御器２３に出力する。

電流制御器２３は、フィードバック制御のひとつであるＰＩ制御を行っており、電流マップ２１から出力されるｄ軸電流指令値ｉ_d ^*、及び、ｑ軸電流指令値ｉ_q ^*が、座標変換器３２から出力されるｄ軸検出電流値ｉ_d、及び、ｑ軸検出電流値ｉ_qに追従するようにＰＩ制御を行う。電流制御器２３は、その制御の結果として、ｄ軸電圧指令値ｖ_d’、及び、ｑ軸電圧指令値ｖ_q’を加算部２７に出力する。

なお、磁束マップ２２、フィルタ部２４、及び、積算部２５が、非干渉制御ステップを実行する非干渉制御部３３に相当する。

図３Ａ、図３Ｂは、比較例における電動車両の状態を示す図であり、図３ＡにはモータトルクＴの経時的な変化が、図３ＢにはドライブシャフトトルクＴｓの経時的な変化が示されている。

図４Ａ、図４Ｂは、本実施形態における電動車両の状態を示す図であり、図４ＡにはモータトルクＴの経時的な変化が、図４ＢにはドライブシャフトトルクＴｓの経時的な変化が示されている。

図３Ａ、及び、図４Ａを参照すると、時刻ｔ０においてモータ２の回転速度ωが変化してモータトルクＴが増加している。そして、時間の経過とともに、モータトルクＴの振動は経時的に減衰する。一方、図３Ｂ、及び、図４Ｂを参照すると、ドライブシャフトトルクＴｓは、時刻ｔ０において増加されたモータトルクＴが伝達されると振動を開始し、その振動は経時的に減衰する。

ここで、図３Ａと図４Ａとを比較すると、本実施形態を示す図４Ａのほうが、回転速度ωが変化した後のモータトルクＴの振動の減衰が早い。また、図３Ｂと図４Ｂとを比較すると、ドライブシャフトトルクＴｓの振動の減衰が早く、収束しやすいことがわかる。

なお、これまでの本実施形態の説明において、図１に示すように、モータ制御システム１は、モータトルク設定部６、制振制御部７、及び、モータトルク制御部８によって構成されるとともに、図２に示すように、モータトルク制御部８は、複数のブロックを備える例を用いたが、これに限らない。例えば、モータ制御システム１におけるこれらのブロックにより行われる処理は、１つのコントローラにより実行されてもよい。

より詳細には、コントローラは、モータトルク設定部６、制振制御部７、及び、モータトルク制御部８による処理のうち、モータトルク制御部８の備えるインバータ３０、及び、電流検出部３１を除く処理を実行可能に構成されてもよい。コントローラは、図５に示されるモータトルク制御を実行することによってＰＷＭ信号を算出し、このＰＷＭ信号をインバータ３０に出力する。このようにすることによって、インバータ３０に対して所望の電力をモータ２に印加することができる。なお、コントローラは、プログラムされた処理を実行可能に構成されており、各ブロックにおける処理のそれぞれをプログラムとして記憶している。コントローラは、これらのプログラムを実行することによって、各ブロックに相当する処理を実行する。

ステップＳ５１において、コントローラは、トルク指令値Ｔ^*に基づいて電流ベクトルク制御の指令値であるｄ軸電流指令値ｉ_d ^*及びｑ軸電流指令値ｉ_q ^*を算出する。この処理は、電流マップ２１による電流指令値の算出処理に相当する。

ステップＳ５２においては、コントローラは、ステップＳ５１にて算出されるｄ軸電流指令値ｉ_d ^*及びｑ軸電流指令値ｉ_q ^*に対して、ｄ軸検出電流値ｉ_d及びｑ軸検出電流値ｉ_qに基づくフィードバック制御を行うことにより、ｄ軸電圧指令値ｖ_d’及びｑ軸電圧指令値ｖ_q’を算出する。この処理は、電流制御器２３によるＰＩ制御に相当する。

ステップＳ５３においては、コントローラは、トルク指令値Ｔ^*に基づいてｄ軸磁束指令値φ_d及びｑ軸磁束指令値φ_qを算出する。この処理は、磁束マップ２２による磁束指令値の算出処理に相当する。

ステップＳ５４においては、コントローラは、ステップＳ５３において算出されるｄ軸磁束指令値φ_d及びｑ軸磁束指令値φ_qに対して、フィルタ処理を施して、ｄ軸磁束指令値φ_{d_flt}及びｑ軸磁束指令値φ_{q_flt}を算出する。この処理は、フィルタ部２４による遅延処理に相当する。

ステップＳ５５においては、コントローラは、ステップＳ５４にて算出されるｄ軸磁束指令値φ_{d_flt}及びｑ軸磁束指令値φ_{q_flt}のそれぞれに対して、モータ２の回転速度ωを乗じる。このようにして、コントローラは、ｄ軸非干渉電圧指令値ｖ_{d_dcpl}、及び、ｑ軸非干渉電圧指令値ｖ_{q_dcpl}を算出する。この処理は、積算部２５における非干渉電圧指令値を算出する積算処理に相当する。

ステップＳ５６においては、コントローラは、ステップＳ５２にて算出されたｄ軸電圧指令値ｖ_d’及びｑ軸電圧指令値ｖ_q’と、ステップＳ５５にて算出されたｄ軸非干渉電圧指令値ｖ_{d_dcpl}及びｑ軸非干渉電圧指令値ｖ_{q_dcpl}とをそれぞれ加算して、ｄ軸最終電圧指令値ｖ_d及びｑ軸最終電圧指令値ｖ_qを算出する。この処理は、加算部２７による加算処理に相当する。

ステップＳ５７においては、コントローラは、ｄ軸最終電圧指令値ｖ_d及びｑ軸最終電圧指令値ｖ_qに対応する三相電圧指令値を算出し、この三相電圧指令値に応じたＰＷＭ信号を算出する。コントローラがＰＷＭ信号をインバータ３０に出力すると、インバータ３０からモータ２に所望の電力が印加される。

このようなモータ制御においては、ステップＳ５１の処理がトルク制御ステップに相当し、ステップＳ５３からＳ５５までの処理が非干渉制御ステップに相当し、ステップＳ５６の処理が加算ステップに相当する。そして、ステップＳ５３において磁束指令値が算出され、ステップＳ５４において遅延処理が行われ、ステップＳ５５において非干渉電圧指令値が算出される。

第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

第１実施形態のモータ制御方法によれば、トルク制御ステップは電流マップ２１において行われ、トルク指令値Ｔ^*に基づいて電流指令値（ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*及びｑ軸電流指令値ｉ_q ^*）が算出される。

非干渉制御ステップにおいては、磁束マップ２２において、磁束指令値φ（ｄ軸磁束指令値φ_d及びｑ軸磁束指令値φ_q）が算出され、フィルタ部２４によって磁束指令値φに対してローパスフィルタを用いて遅延処理が施される。そして、積算部２５においては、遅延処理が施された磁束指令値φ（ｄ軸磁束指令値φ_{d_flt}及びｑ軸磁束指令値φ_{q_flt}）に対して回転速度ωが積算されて、非干渉電圧指令値（ｄ軸非干渉電圧指令値ｖ_{d_dcpl}及びｑ軸非干渉電圧指令値ｖ_{q_dcpl}）が算出される。

加算部２７においては、加算ステップが行われ、トルク制御ステップにより定まる電圧指令値（ｄ軸最終電圧指令値ｖ_d及びｑ軸最終電圧指令値ｖ_q）と、非干渉制御ステップにより定まる非干渉電圧指令値（ｄ軸非干渉電圧指令値ｖ_{d_dcpl}及びｑ軸非干渉電圧指令値ｖ_{q_dcpl}）とが加算されることにより、モータ２の駆動電圧指令値（ｄ軸最終電圧指令値ｖ_d及びｑ軸最終電圧指令値ｖ_q）が求められる。

そして、ＰＷＭ変換器２９、インバータ３０、及び、電流検出部３１によって、電圧印加ステップが実行されることにより、駆動電圧指令値に応じた電力がモータ２に印加される。

ここで、本実施形態による効果を、他の非干渉制御が行われる比較例を用いて説明する。比較例においては、磁束マップ２２の代わりに電圧マップを備えており、電圧マップにおいては、トルク指令値Ｔ^*、及び、回転速度ωに応じて干渉電圧指令値が算出されるものとする。この例においては、干渉電圧指令値を算出する電圧マップの後段に、フィルタ部２４が設けられるものとする。

この比較例において、アクセルペダルやブレーキペダルの急操作や、外乱トルクの突然の発生などによって、回転速度ωが変動する場合には、回転速度ωの変動に起因する干渉電圧が発生してしまう。非干渉電圧指令値は、変動する回転速度ωに応じて求められるが、非干渉電圧指令値の算出後に遅延処理が行われるので、非干渉電圧指令値の位相は干渉電圧の位相に対して遅れてしまう。そのため、モータトルクの変動を抑制することができない。

これに対して、本実施形態においては、非干渉電圧指令値の算出過程において、検出される回転速度ωは、磁束マップ２２ではなく、積算部２５にて用いられる。そして、積算部２５はフィルタ部２４の遅延処理の後段に設けられているので、回転速度ωの変動に起因して干渉電圧が変動しても、非干渉電圧指令値の位相が干渉電圧の位相に対して遅れることはない。そのため、干渉電圧を適切に抑制することができる。

また、第１実施形態のモータ２の制御方法によれば、電流制御器２３において電流指令値に対して実際にモータ２に流れる電流値である検出電流値（ｄ軸検出電流値ｉ_d及びｑ軸検出電流値ｉ_q）に基づいてＰＩ制御によってトルク電圧指令値（ｄ軸電圧指令値ｖ_d’及びｑ軸電圧指令値ｖ_q’）が算出される。このＰＩ制御は、フィードバック制御に相当する。

このようなフィードバック制御がトルク制御ステップにて行われることにより、実際の検出電流値に基づいて制御されるので、モータ２におけるトルクを精度よく制御することができる。さらに、トルク電圧指令値がフィードバック制御によって遅延されても、非干渉電圧指令値の算出過程において遅延処理が行われるため、トルク電圧指令値が非干渉電圧指令値に対して位相遅れが発生しないので、干渉電圧を適切に抑制することができる。

また、第１実施形態のモータ２の制御方法によれば、速度演算器２６はロータ位置θを所定の間隔でサンプリングすることにより回転速度ωを算出する。このサンプリング間隔は、フィルタ部２４におけるローパスフィルタの時定数Ｔ_mよりも短い値に設定される。

このような構成とすることにより、速度演算器２６において生じるサンプリング間隔に起因する遅れ時間Ｔ_delayは、フィルタ部２４における遅延処理に起因する遅れ時間（フィルタ部２４の時定数Ｔ_m）よりも短くなる。そのため、フィルタ部２４の遅延の影響に比べて回転速度ωのサンプリングに起因する遅延の影響をより小さくすることができる。さらに、干渉電圧指令値の算出に、算出タイミングにより近い回転速度ωを用いることができる。このようにして、干渉電圧を適切に抑制することができる。

また、第１実施形態のモータ２の制御方法によれば、磁束マップ２２においては、モータが定常運転している状態における、モータのトルク及び回転速度を指標とした、電圧指令値のマップを記憶している。そして、磁束マップ２２においては、このマップを参照して電圧指令値を求め、電圧指令値を回転速度で除算することにより、磁束指令値φ（ｄ軸磁束指令値φ_d及びｑ軸磁束指令値φ_q）が算出される。このようにマップを用いることにより、モータトルク制御部８の負荷を低減することができる。

また、第１実施形態のモータ２の制御方法によれば、磁束マップ２２においては、定常運転状態での回転速度ωが用いたマップ引きによって、磁束指令値φ（ｄ軸磁束指令値φ_d及びｑ軸磁束指令値φ_q）が算出される。そのため、磁束指令値φは回転速度ωに依存しないので、回転速度ωが変化しても磁束指令値φが変化しない。したがって、モータ２の回転速度ωが大きい場合であっても、モータ２における回転駆動に起因する鉄損（エネルギー損失）の発生を抑制することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態においては指令値決定部２０に回転速度ωが入力されない例について説明した。第２実施形態においては、指令値決定部２０に回転速度ωが入力される例について説明する。

図６は、第２実施形態のモータトルク制御部８の詳細構成図である。

この図に示されるモータトルク制御部８は、図２に示した第１実施形態のモータトルク制御部８と比較すると、電流マップ２１及び磁束マップ２２のそれぞれに、速度演算器２６から回転速度ωがさらに入力される点が異なる。

具体的に、電流マップ２１においては、あらかじめ記憶されているマップにおいて回転速度ωが考慮されていることになる。電流マップ２１においては、入力されるトルク指令値Ｔ^*と検出される回転速度ωとに基づいて、ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*とｑ軸電流指令値ｉ_q ^*とが算出される。

また、磁束マップ２２は、上述のように、モータ２の定常運転状態における、トルクＴと回転速度ωとを指標とした、ｄ軸最終電圧指令値ｖ_d及びｑ軸最終電圧指令値ｖ_qを記憶している。磁束マップ２２においては、マップにより求めた最終電圧指令値から電機子抵抗による降下電圧を減算し、その減算結果に対して回転速度ωで除算した値を、ｄ軸磁束指令値φ_d及びｑ軸磁束指令値φ_qとして求める。

このような構成となることにより、電流マップ２１、及び、磁束マップ２２において、回転速度ωが考慮されることになるので、これらのマップにより算出される指令値は、回転速度ωに起因する鉄損（エネルギー損失）の変動分が含まれることになる。したがって、マップにおけるモデル化の誤差を小さくできるので、モータトルクの制御精度を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、電流マップ２１、及び、磁束マップ２２のいずれにも、回転速度ωが入力されたが、これに限らない。電流マップ２１、又は、磁束マップ２２の一方のみにおいて、回転速度ωが入力されて、回転速度ωに応じて指令値を算出しても同様の効果を得ることができる。

第２実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

第２実施形態のモータ２の制御方法によれば、磁束マップ２２には、トルク指令値Ｔ^*と、検出される回転速度ωとが入力される。ここで、磁束マップ２２は、トルクＴと回転速度ωとを指標とした、ｄ軸最終電圧指令値ｖ_d及びｑ軸最終電圧指令値ｖ_qをマップとして記憶している。磁束マップ２２は、トルク指令値Ｔ^*と、検出される回転速度ωに基づいて、マップを用いて磁束指令値を求める。

このような構成となることにより、磁束マップ２２において、さらに、実際の回転速度ωに応じた鉄損が考慮されることになるので、マップを用いたモデル化の精度が向上し、モータトルクの制御をより精度よく行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。また、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。

１ モータ制御システム
２ モータ
３ａ、３ｂ 車輪
４ 回転角センサ
６ モータトルク設定部
７ 制振制御部
８ モータトルク制御部
２０ 指令値決定部
２１ 電流マップ
２２ 磁束マップ
２３ 電流制御器
２４ フィルタ部
２５ 積算部
２６ 速度演算器
２７ 加算部
３０ インバータ

Claims (7)

1. トルク指令値に応じて、トルク電圧指令値を算出するトルク制御ステップと、
   前記トルク電圧指令値に基づく制御に起因する干渉を抑制する非干渉電圧指令値を算出する非干渉制御ステップと、
   前記トルク電圧指令値と、前記非干渉電圧指令値とを加算して、モータの駆動電圧指令値を算出する加算ステップと、
   前記駆動電圧指令値に応じた駆動電力を、前記モータに印加する電力印加ステップと、を備えるモータの制御方法であって、
   前記非干渉制御ステップにおいて、
   前記トルク指令値に応じて前記干渉の抑制に用いる磁束指令値を算出し、
   前記磁束指令値に対して、ローパスフィルタを用いて遅延処理を施し、
   前記遅延処理が施された前記磁束指令値と、前記モータの回転速度とを積算することにより、前記非干渉電圧指令値を算出する、
   モータの制御方法。
2. 請求項１に記載のモータの制御方法であって、
   前記トルク制御ステップにおいて、検出される前記モータの電流に基づくフィードバック制御を行う、
   モータの制御方法。
3. 請求項１または２に記載のモータの制御方法であって、
   前記回転速度は、前記モータのロータ位置をサンプリングして求められ、
   前記サンプリングの間隔は、前記ローパスフィルタの応答時間の時定数よりも短い、
   モータの制御方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のモータの制御方法であって、
   前記磁束指令値の算出においては、
   前記モータが定常運転している状態における、前記モータのトルク及び前記回転速度を指標とする、電圧指令値を記憶するマップが用いられ、
   前記トルク指令値、及び、前記定常運転での前記回転速度に基づいて、前記マップを用いて、前記電圧指令値を求め、
   前記電圧指令値から、前記モータの抵抗に起因する電圧降下分を減算し、
   前記減算の結果を、前記回転速度で除算することにより、前記磁束指令値を算出する、
   モータの制御方法。
5. 請求項４に記載のモータの制御方法であって、
   前記磁束指令値の算出においては、
   前記減算の結果を、前記モータの前記定常運転での前記回転速度で除算することにより、前記磁束指令値を算出する、
   モータの制御方法。
6. 請求項４に記載のモータの制御方法であって、
   前記磁束指令値の算出においては、
   前記減算の結果を、検出される前記回転速度で除算することにより、前記磁束指令値を算出する、
   モータの制御方法。
7. モータに対して、駆動電圧指令値に基づいて駆動電力を印加するインバータと、
   トルク指令値に応じて前記駆動電圧指令値を算出し、該駆動電圧指令値に基づいて前記インバータを制御するコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、
   前記トルク指令値に応じて、トルク電圧指令値を算出し、
   前記トルク指令値に応じて、前記トルク電圧指令値に基づく制御に起因する干渉を抑制する磁束指令値を算出し、
   前記磁束指令値に対して、ローパルフィルタを用いて遅延処理を施し、
   前記遅延処理が施された前記磁束指令値と、前記モータの回転速度とを積算して非干渉電圧指令値を算出し、
   前記トルク電圧指令値と、前記非干渉電圧指令値とを加算して前記駆動電圧指令値を算出し、
   前記駆動電圧指令値に基づいて前記インバータを制御する、
   モータの制御システム。

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