JP2018133919A - モータ制御装置およびモータ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】角度センサのオフセット量を容易に検出することができるモータ制御装置およびモータ制御方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係るモータ制御装置は、表面磁石型の同期モータの制御を行う。モータ制御装置は、電流制御部と、電流検出部と、算出部と、を備える。電流制御部は、負荷一定で同期モータの回転数が一定になるよう制御されている状態で、同期モータに流れる電流のｄ軸電流値を変化させる。電流検出部は、電流制御部がｄ軸電流値を変化させた場合のｑ軸電流値を検出する。算出部は、電流検出部が検出したｑ軸電流値に基づき、同期モータの回転角度を検出する角度センサの検出結果に含まれるオフセット量を算出する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、モータ制御装置およびモータ制御方法に関する。

従来、表面磁石型の同期モータを使用した動作機構が様々な分野で利用されている。同期モータを動作させる場合、かかる同期モータの角度位置を検出するために、角度センサが設けられる。

例えば設置位置の誤差によって角度センサの基準位置が同期モータの基準位置からずれると、ずれに応じたオフセットが、角度センサが検出する角度位置に含まれてしまう。そこで、かかるオフセットの影響を小さくするために、例えば、特許文献１では、センサの出力信号が所定の波形形状になるように、出力信号の波形をオフセット補正値に基づいて補正している。

特開２００８−１７６７８号公報

しかしながら、従来技術では、かかるオフセット補正値を算出するために、モータを駆動させる駆動回路とは別のキャリブレーション用の駆動回路を接続したり、モータの角度位置を手動で決定したりする必要がある。このように、上述した従来技術は、角度センサのオフセットの量をより容易に検出するという点で改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、角度センサのオフセット量を容易に検出することができるモータ制御装置およびモータ制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモータ制御装置は、表面磁石型の同期モータの制御を行う。モータ制御装置は、電流制御部と、電流検出部と、算出部と、を備える。電流制御部は、負荷一定で同期モータの回転数が一定になるよう制御されている状態で、同期モータに流れる電流のｄ軸電流値を変化させる。電流検出部は、電流制御部がｄ軸電流値を変化させた場合のｑ軸電流値を検出する。算出部は、電流検出部が検出したｑ軸電流値に基づき、同期モータの回転角度を検出する角度センサの検出結果に含まれるオフセット量を算出する。

本発明によれば、角度センサのオフセット量を容易に検出することができる。

図１Ａは、実施形態に係るモータシステムを説明する図である。 図１Ｂは、実施形態に係るモータシステムを説明する図である。 図１Ｃは、実施形態に係るモータシステムを説明する図である。 図２は、実施形態に係るモータシステムの構成を示すブロック図である。 図３は、ｄ軸電流値とｑ軸電流値の関係を説明するための図である。 図４は、実施形態に係るモータ制御装置が実行する算出処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するモータ制御装置およびモータ制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

以下では、実施形態に係るモータ制御装置を備えるモータシステムの概要について図１Ａ〜図１Ｃを参照して説明した後に、モータシステムの詳細について図２〜図４を参照して説明することとする。なお、実施形態に係るモータシステムの適用先としては、例えば電気自動車やハイブリッド車、エレベータ、電車等があげられる。

（１．モータシステムの概要）
まず、モータシステム１００の概要について図１Ａ〜図１Ｃを参照して説明する。図１Ａ〜図１Ｃは、実施形態に係るモータシステム１００を説明する図である。

図１Ａに示すモータシステム１００は、モータ制御装置１と、モータ２と、角度センサ３と、インバータ４と、を備える。

モータ２は、永久磁石をロータ表面に貼り付けた表面磁石型（ＳＰＭ：Surface Permanent Magnet）の同期モータであり、例えば負荷５に接続される。角度センサ３は、モータ２に設けられ、モータ２が基準位置からどれだけ回転したかを示す角度位置を検出する。

モータ制御装置１は、電流ベクトル制御によってモータ２の制御を行う。例えばモータ制御装置１は、ｄ-ｑ座標系において電流制御を実施し、３相座標系に変換した電圧をインバータ４を介してモータ２に出力することでモータ２の制御を行い、２相（ｄ、ｑ）の電流を３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の電流に変換している。なお、ここでは、モータ制御装置１は、一定の負荷５が接続されたモータ２を一定の回転数で回転するよう制御する、すなわち回転数制御を行うものとする。

また、モータ制御装置１は、角度センサ３が検出した角度位置に基づいてモータ２の制御を行う。ここで、例えば角度センサ３の取り付け誤差によって、角度センサ３の設置位置が基準位置からずれてしまう場合がある。この場合、角度センサ３の設置位置のずれ量に応じたオフセット量が、角度センサ３の検出結果に含まれてしまう。

そこで、本実施形態では、図１Ｂに示すように、表面磁石型のモータ２の場合、ｄ軸電流値にかかわらず定トルク直線Ｌ０に沿ってｑ軸電流値が一定になる点に着目し、角度センサ３の検出結果に含まれるオフセット量を検出する。

具体的に、まず角度センサ３の検出する角度位置にオフセット量が含まれず、負荷５が一定、すなわち負荷５側の負荷トルクが一定である場合について説明する。この場合、表面磁石型のモータ２は、出力トルクが一定であれば、ｄ軸電流値にかかわらず定トルク直線Ｌ０に沿ってｑ軸電流値が一定になる。

換言すると、モータ２の出力トルクは、ｄ軸電流値によらずｑ軸電流値によって決定する。したがって、図１Ｂに示すように、電流Ｉ１、Ｉ２のｄ軸電流値Ｉ１ｄ、Ｉ２ｄの大きさが異なっていても、ｑ軸電流値Ｉｑが同じ大きさであれば、モータ２の出力トルクは同じ、例えば１Ｎ（ニュートン）になる。なお、図１Ｂ、図１Ｃでは、トルクが１Ｎ（ニュートン）となる線を、定トルク直線Ｌ０として示しているものとする。

そこで、本実施形態に係るモータ制御装置１は、モータ２に流れるｄ軸電流値を変化させることで、角度センサ３の検出結果に含まれるオフセット量、すなわち角度センサ３のずれ量を検出する。

例えば、角度センサ３のオフセット量がゼロである場合、ｄ軸電流値を変化させても、モータ２の出力トルクは変化しないため、ｑ軸電流値は変化しない。

一方、角度センサ３の設置位置がずれている場合、ｄ軸電流値を変化させると、ｑ軸電流値が変化する。これは、図１Ｃに示すように、モータ制御装置１が、角度センサ３がずれていない場合のｄ軸、ｑ軸（以下、真ｄ軸および真ｑ軸と記載する）と異なるｄ軸、ｑ軸を回転座標系の座標軸として認識し、モータ２の回転数制御を行うためである。

なお、角度センサ３の基準位置がモータ２の基準位置から角度θだけずれて設置された場合、かかるずれに応じたオフセット量θだけ真ｄ軸、真ｑ軸が回転した座標軸が、モータ制御装置１が認識するｄ軸、ｑ軸となる。

したがって、例えば図１Ｃに示すように、ｑ軸電流値がＩｑ１の電流Ｉ３でモータ２を制御すると、モータ２の出力トルクは１Ｎとなる。ここで、モータ制御装置１が、ｄ軸電流値を電流値ゼロから電流値Ｉｄ１まで増加させた電流Ｉ４をモータ２に流したとする。この場合、電流Ｉ４は、定トルク直線Ｌ０を下回るため、モータ２の出力トルクが１Ｎより小さくなり、モータ２の回転数が低下する。

ここで、モータ制御装置１は、モータ２の回転数が一定とする回転数制御を行っている。そのため、モータ制御装置１は、モータ２の回転数が低下すると、ｑ軸電流値をＩｑ１からＩｑ２に増加させて、モータ２の回転数を一定にしようとする。この場合、モータ２には、図１Ｃに示すように、定トルク直線Ｌ０に沿った電流Ｉ５が流れる。

このように、角度センサ３の設置位置がずれている場合に、モータ制御装置１がｄ軸電流値をゼロからＩｄ１まで変化させると、オフセット量θに応じてｑ軸電流値がＩｑ１からＩｑ２に変化する。

そこで、モータ制御装置１は、例えばｄ軸電流値の変化量Ｉｄ１およびｑ軸電流値の変化量ΔＩｑ＝Ｉｑ２−Ｉｑ１に基づき、定トルク直線Ｌ０と直線Ｌ１とのなす角をオフセット量θとして算出する。なお、直線Ｌ１は、ｑ軸電流値Ｉｑ２を通りｄ軸と平行な直線である。

以上のように、実施形態に係るモータ制御装置１は、ｄ軸電流値を変化させた場合のｑ軸電流値に基づき、角度センサ３に含まれるオフセット量θを検出する。これにより、オフセット量θを検出するための回路をモータ制御装置１以外に備えずともオフセット量θを容易に検出することができる。また人間によるモータ２の角度位置の調整等を行う必要がなく、オフセット量θを容易に検出することができる。

（２．モータシステムの詳細）
以下、モータシステム１００の詳細な構成について、図２、図３を参照して説明する。図２は、実施形態に係るモータシステム１００の構成を示すブロック図である。なお、図２では、実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

換言すれば、図２に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。

図２に示すようにモータシステム１００は、モータ制御装置１と、モータ２と、角度センサ３と、インバータ４と、を備える。

（２−１．モータ）
モータ２は、表面磁石型の３相同期モータであり、例えば一定の負荷５に接続される。モータ２は、モータ制御装置１からの制御に基づいて流れる３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の電流に応じて回転する。

（２−２．角度センサ）
角度センサ３は、モータ２に設けられ、モータ２の角度位置を検出する。角度センサ３は、例えば磁気式角度センサである。角度センサ３は、例えばモータ２のロータ（図示せず）に取り付けられた２極磁石（図示せず）の角度位置をモータ２の角度位置として検出する。

ここで、角度センサ３の基準位置が例えば２極磁石のＮ極であり、このＮ極がモータ２のロータに複数配置された２極磁石の位置関係と一致している場合、すなわち角度センサ３の基準位置がモータ２のロータの基準位置と一致している場合、角度センサ３は、モータ２の角度位置をオフセットなし、すなわちオフセット量θ＝０として検出することができる。

しかしながら、一般的に、角度センサ３の２極磁石がロータの基準位置に一致するように２極磁石を取り付けられないことが多く、２極磁石のＮ極と基準位置との間にずれが発生することが多い。そのため、角度センサ３が検出する角度位置は、絶対角度の保証がされていない場合がほとんどである。

なお、以下、角度センサ３の２極磁石のＮ極とロータの基準位置との間のずれ量を角度センサ３のオフセット量θとする。後述するモータ制御装置１は、かかるオフセット量θを検出し、検出結果に基づいて角度位置を補正することで、モータ２の絶対角度を検出する。オフセット量θの検出方法については、図３を用いて後述する。

また、ここでは、角度センサ３が磁気式角度センサであるとしたが、これに限定されない。例えば、角度センサ３がレゾルバであってもよい。

（２−３．インバータ）
インバータ４は、電源４１からモータ２の各相コイル（図示せず）へ流れる電流を制御するスイッチング素子（図示せず）を有する。インバータ４は、モータ制御装置１が出力するＰＷＭ制御信号に従ってスイッチング素子を駆動することで、モータ２の各相コイルに電流を流す。

（２−４．モータ制御装置）
モータ制御装置１は、電流ベクトル制御に基づき、モータ２が一定の回転数で回転するように回転数制御を行う。例えばモータシステム１００が電気自動車の動力源や電気自動車に搭載されるファンやポンプである場合、モータ制御装置１は、運転状態に応じた回転数でモータ２が回転するよう回転数制御を行う。

また、モータ制御装置１は、角度センサ３のオフセット量θを算出する場合、予め決められた回転数でモータ２が回転するように回転数制御を行う。

モータ制御装置１は、モータ２の回転数に応じてＰＷＭ制御信号を生成し、インバータ４に出力する。

モータ制御装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶部（図示せず）などを備えたマイクロコンピュータであり、モータシステム１００全体を制御する。モータ制御装置１は、回転数制御部１１０と、電流制御部１２０と、第１座標変換部１３０と、ＰＷＭ信号生成部１３１と、電流検出部１５０と、オフセット算出部１６０と、補正部１７０と、を備える。

モータ制御装置１のＣＰＵは、例えばＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、電流制御部１２０、第１座標変換部１３０、ＰＷＭ信号生成部１３１、電流検出部１５０、オフセット算出部１６０および補正部１７０として機能する。

また、電流制御部１２０、第１座標変換部１３０、ＰＷＭ信号生成部１３１、電流検出部１５０、オフセット算出部１６０および補正部１７０の少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

（２−４−１．回転数制御部）
回転数制御部１１０は、モータ２の回転数が一定になるように、例えばｑ軸電流値を制御する。回転数制御部１１０は、回転数検出部１１１と回転数決定部１１２とを備える。

（回転数検出部）
回転数検出部１１１は、角度センサ３の角度位置に基づいて一定期間にモータ２が回転する回転数を検出する。回転数検出部１１１は、検出した回転数を回転数決定部１１２に出力する。

（回転数決定部）
回転数決定部１１２は、回転数検出部１１１が検出した回転数に応じて、モータ２の回転数を増加させるか減少させるか決定する。回転数決定部１１２は、検出した回転数が予め定めた一定値未満である場合、回転数を増加させると決定する。また、回転数決定部１１２は、検出した回転数が一定値より大きい場合に回転数を減少させると決定し、一定値である場合に回転数を維持すると決定する。

回転数決定部１１２は、回転数を増加させる場合はｑ軸電流値を増加させるように電流制御部１２０に指示する。また、回転数決定部１１２は、回転数を減少させる場合はｑ軸電流値を減少させるように電流制御部１２０に指示し、回転数を維持する場合はｑ軸電流値を維持するように指示する。

（２−４−２．電流制御部）
電流制御部１２０は、回転数決定部１１２およびオフセット算出部１６０からの指示にしたがって、電流検出部１５０が検出する検出結果に基づいて電圧を変化させることによって、ｑ軸電流値およびｄ軸電流値を制御する。電流制御部１２０は、ｑ軸電流設定部１２１とｄ軸電流設定部１２２とを備える。

（ｑ軸電流設定部）
ｑ軸電流設定部１２１は、回転数決定部１１２からの指示に基づいてｑ軸電流値を設定する。例えば回転数決定部１１２がｑ軸電流値を増加させるように指示した場合、ｑ軸電流設定部１２１は、現在のｑ軸電流値に所定の値を加算した電流値を次のｑ軸電流値に設定する。ｑ軸電流設定部１２１は設定したｑ軸電流値を第１座標変換部１３０に出力する。

（ｄ軸電流設定部）
ｄ軸電流設定部１２２は、オフセット算出部１６０からの指示に基づいてｄ軸電流値を設定する。例えばオフセット算出部１６０がｄ軸電流値を増加させるように指示した場合、ｄ軸電流設定部１２２は、現在のｄ軸電流値に所定の値を加算した電流値を次のｄ軸電流値に設定する。ｄ軸電流設定部１２２は設定したｄ軸電流値を第１座標変換部１３０に出力する。なお、オフセット算出部１６０が行う指示については、図３を用いて後述する。

（２−４−３．第１座標変換部）
第１座標変換部１３０は、電流制御部１２０が出力するｄ軸電流値およびｑ軸電流値を、角度センサ３が検出する角度位置に基づいて座標変換し、３相の電流値を生成する。第１座標変換部１３０は、生成した３相の電流値をＰＷＭ信号生成部１３１に出力する。

（２−４−４．ＰＷＭ信号生成部）
ＰＷＭ信号生成部１３１は、第１座標変換部１３０から入力される３相の電流値に基づき、インバータ４のスイッチング素子（図示せず）をオン・オフさせるＰＷＭ制御信号を生成する。ＰＷＭ信号生成部１３１は、インバータ４のスイッチング素子のオン・オフを切り替えることで、電源４１からモータ２へ流れる３相電流を制御する。

（２−４−５．電流検出部）
電流検出部１５０は、モータ２に流れる電流を検出する。電流検出部１５０は、モータ２に流れる３相電流を検出し、ｄ軸電流値およびｑ軸電流値に変換する。

電流検出部１５０は、検出部１５１と第２座標変換部１４０とを備える。

（検出部）
検出部１５１は、インバータ４からモータ２に流れる３相電流を検出し、第２座標変換部１４０に出力する。

（第２座標変換部）
第２座標変換部１４０は、モータ２に流れる３相電流を、角度センサ３が検出する角度位置に基づいて座標変換し、ｄ-ｑ座標系の電流値を生成し、オフセット算出部１６０および電流制御部１２０に出力する。

（２−４−６．補正部）
補正部１７０は、オフセット算出部１６０が算出したオフセット量θに基づいて角度センサ３の検出結果である角度位置を補正する。補正部１７０は、角度センサ３が検出した角度位置にオフセット量θを加算して、角度位置を補正する。補正部１７０は、補正後の角度位置を回転数制御部１１０および第１、第２座標変換部１３０、１４０に出力する。

なお、ここでは、補正部１７０をモータ制御装置１が備えるとしたが、これに限定されない。例えば、角度センサ３が補正部１７０を備えていてもよい。すなわち、角度センサ３が、モータ制御装置１が算出するオフセット量θに基づいて角度位置を補正するようにしてもよい。

（２−４−７．オフセット算出部）
オフセット算出部１６０は、複数の異なるｄ軸電流値と、ｄ軸電流値にそれぞれ対応する複数のｑ軸電流値に基づいて、オフセット量θを算出する。なお、オフセット算出部１６０は、オフセット量θの算出を行う場合、補正部１７０による補正を中止する。すなわち、補正部１７０の補正に用いるオフセット量θを「θ＝０」としてオフセット量θの算出を行うものとする。なお、「θ＝０」に限定する必要は無く、仮にθ＝θaとしてオフセットθbが得られればオフセットをθ＝θa＋θbに更新するようにしても良い。

オフセット算出部１６０は、ｄ軸電流決定部１６１と算出部１６２とを備える。

（ｄ軸電流決定部）
ｄ軸電流決定部１６１は、オフセット量θを算出する場合に、モータ２に流す電流のｄ軸電流値を決定する。ｄ軸電流決定部１６１は、ｄ軸電流値がゼロから一定の間隔Ｄ（図３参照）ずつ順に減少するように、ｄ軸電流値を決定する。ｄ軸電流決定部１６１は、決定したｄ軸電流値を、回転数が一定となってｑ軸電流値を検出した後のタイミングで電流制御部１２０に出力する。

なお、ｄ軸電流決定部１６１は、決定したｄ軸電流値を電流制御部１２０に出力するようにしてもよく、あるいは、一定の間隔Ｄだけｄ軸電流値を減少するよう電流制御部１２０に指示するようにしてもよい。

（算出部）
算出部１６２は、図３に示すようにｄ軸電流決定部１６１がｄ軸電流値を一定の間隔Ｄずつ減少させた場合のｑ軸電流値を電流検出部１５０から取得する。なお、図３は、ｄ軸電流値とｑ軸電流値の関係を説明するための図である。

図３に示すように、ｄ軸電流値を変化させると、ｑ軸電流値は直線Ｌ２に沿って変化する。なお、直線Ｌ２は、ｄ軸に対してオフセット量θ傾いた直線であり、理想的には定トルク直線Ｌ０と一致する。

算出部１６２は、ｄ軸電流決定部１６１がｄ軸電流値を変更してからモータ２の回転数が一定になったタイミングで、電流検出部１５０からｄ軸電流値およびｑ軸電流値を取得する。算出部１６２は、ｄ軸電流決定部１６１がｄ軸電流値を変更するごとにｄ軸電流値およびｑ軸電流値の組を取得する。

算出部１６２は、ｄ軸電流値およびｑ軸電流値の組を通る一次関数の傾きをオフセット量θとして算出する。例えば算出部１６２は、ｄ軸電流値およびｑ軸電流値の組から最小二乗法に基づいて一次関数の傾き角度を算出する。

例えば、ｄ軸電流決定部１６１がＮ（Ｎ≧１）回ｄ軸電流値を変更し、算出部１６２が（Ｉｄ＿ｎ、Ｉｑ＿ｎ）を取得したとする。ここで、Ｉｄ＿ｎはｎ番目のｄ軸電流値であり、Ｉｑ＿ｎはｎ番目のｑ軸電流値である。また、ｎは１からＮまでの正数とする。

このとき、算出部１６２は、まずｄ軸電流値およびｑ軸電流値の平均値Ｉｄａｖｅ、Ｉｑａｖｅをそれぞれ算出する。なお、Ｉｄａｖｅ＝ΣＩｄ＿ｎ／Ｎであり、Ｉｑａｖｅ＝ΣＩｑ＿ｎ／Ｎである。

次に、算出部１６２は、直線Ｌ２の傾きａをａ＝Σ（Ｉｄ＿ｎ−Ｉｄａｖｅ）（Ｉｑ＿ｎ−Ｉｑａｖｅ）／Σ（Ｉｄ＿ｎ−Ｉｄａｖｅ）^２として算出し、傾きａからオフセット量θを、θ＝ａｒｃｔａｎ（傾きａ）として算出する。

算出部１６２は、算出したオフセット量θを補正部１７０に出力する。

なお、ここでは、算出部１６２が最小二乗法に基づいてオフセット量θを求めるとしたが、これに限定されない。算出部１６２がｄ軸電流値およびｑ軸電流値の組（Ｉｄ＿ｎ、Ｉｑ＿ｎ）に基づいて直線Ｌ２の傾きａを算出できればよい。

したがって、例えば２組のｄ軸電流値およびｑ軸電流値（Ｉｄ＿ｎ、Ｉｑ＿ｎ）、（Ｉｄ＿ｎ−１、Ｉｑ＿ｎ−１）ごとに算出した複数の傾きａ＿ｎ−１の平均値を直線Ｌ２の傾きａとしてもよい。あるいは、ｄ軸電流値およびｑ軸電流値の組（Ｉｄ＿ｎ、Ｉｑ＿ｎ）の平均値や標準偏差等を用いて傾きａを算出するようにしてもよい。

（３．算出処理）
次に、図４を用いて、実施形態に係るモータ制御装置１が実行する算出処理の処理手順について説明する。図４は、実施形態に係るモータ制御装置１が実行する算出処理の処理手順を示すフローチャートである。

モータ制御装置１は、例えばモータシステム１００の組み立て後であって出荷前に図４の算出処理手順を実行する。

図４に示すように、モータ制御装置１は、算出処理実行時に使用するパラメータ等を初期化する（ステップＳ１０１）。モータ制御装置１は、例えばｄ軸電流値をゼロに設定する。また、モータ制御装置１は、補正部１７０での補正に用いるオフセット量θをゼロに初期化し、変数ｎを「１」に初期化する。

次に、モータ制御装置１は、モータ２の回転数を一定にする回転数制御を行う（ステップＳ１０２）。モータ制御装置１は、モータ２の回転数が一定になった場合のｑ軸電流値を検出する（ステップＳ１０３）。

モータ制御装置１は、ｄ軸電流値が所定の閾値Ｉｔｈより小さいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

ｄ軸電流値が所定の閾値Ｉｔｈ以上である場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、モータ制御装置１は、変数ｎに「１」を加算し（ステップＳ１０５）、ｄ軸電流値を変更する（ステップＳ１０６）。モータ制御装置１は、例えばｄ軸電流値から一定の間隔Ｄを減算することでｄ軸電流値を変更する。変更後、モータ制御装置１はステップＳ１０２に戻る。

一方、ｄ軸電流値が所定の閾値Ｉｔｈより小さい場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、モータ制御装置１は、ｄ軸電流値およびｑ軸電流値の組と変数ｎとに基づいてオフセット量θを算出する（ステップＳ１０７）。

なお、ここでは、ステップＳ１０３でｑ軸電流値を検出するとしたが、ｑ軸電流値に加えｄ軸電流値を検出するようにしてもよい。この場合、モータ制御装置１は、ステップＳ１０７において検出したｄ軸電流値およびｑ軸電流値の組に基づいてオフセット量θを算出することができる。

また、ここでは、ｄ軸電流値が所定の閾値Ｉｔｈより小さくなるまでｄ軸電流値を変更するようにしているが、これに限定されない。例えばｄ軸電流値をＮ回変更するなど、変更する回数を決定するようにしてもよい。この場合、ステップＳ１０４で変数ｎと回数Ｎとを比較するようにする。

また、ここでは、モータ制御装置１がｄ軸電流値をゼロから所定の間隔Ｄずつ減算していくとしたが、これに限定されない。モータ制御装置１がｄ軸電流値を変化させればよく、例えば、ｄ軸電流値をゼロから所定の間隔Ｄずつ加算していってもよい。あるいは、ゼロ以外の所定の値から所定の間隔Ｄずつ加算あるいは減算してもよい。

また、ｄ軸電流値の変化量は、所定の間隔Ｄに限定されない。例えばｄ軸電流値を変更するごとに加算あるいは減算する変化量を変更するようにしてもよく、例えばｄ軸電流値をランダムに変更してもよい。

また、ここでは、図４に示す算出処理手順を出荷前に実行するとしたが、これに限定されない。例えば、モータ制御装置１が数ヶ月や数年ごと等所定期間ごとにオフセット量θを算出するようにしてもよい。この場合、モータ制御装置１は、負荷５が一定であってモータ２の回転数制御を行っている場合に、ｄ軸電流値を変化させてオフセット量θを算出する。

また、図４に示す算出処理手順を一度に実行する必要はなく、複数回にわけて実行するようにしてもよい。すなわち、モータ制御装置１が異なるｄ軸電流値を複数回にわけて設定し、それぞれ対応するｑ軸電流値を検出するようにしてもよい。また、モータ制御装置１は、ｄ軸電流値を変更したときのｑ軸電流値が所定回数検出できた場合に、オフセット量θを算出するようにしてもよい。このように、モータ制御装置１がｑ軸電流値を検出する時期とオフセット量θを算出する時期とが異なっていてもよい。

また、ここでは、モータ制御装置１が、オフセット量θを算出する場合に、モータ２が正トルクを出力するように回転数制御を行うとしたが、これに限定されない。モータ２が負トルクを出力するように制御してもよい。

以上のように、実施形態に係るモータ制御装置１は、ｄ軸電流値を変化させた場合のｑ軸電流値に基づき、角度センサ３に含まれるオフセット量θを検出する。これにより、オフセット量θを検出するための回路をモータ制御装置１以外に備えずともオフセット量θを容易に検出することができる。また人間によるモータ２の角度位置の調整等を行う必要がなく、オフセット量θを容易に検出することができる。

（４．効果）
上記実施形態に係るモータ制御装置１は、表面磁石型の同期モータ２の制御を行う。モータ制御装置１は、電流制御部１２０と、電流検出部１５０と、算出部１６２と、を備える。電流制御部１２０は、負荷一定で同期モータ２の回転数が一定になるよう制御されている状態で、同期モータ２に流れる電流のｄ軸電流値を変化させる。電流検出部１５０は、電流制御部１２０がｄ軸電流値を変化させた場合のｑ軸電流値を検出する。算出部１６２は、電流検出部１５０が検出したｑ軸電流値に基づき、同期モータ２の回転角度を検出する角度センサ３の検出結果に含まれるオフセット量θを算出する。

これにより、モータ制御装置１は、角度センサ３のオフセット量θを容易に検出することができる。

上記実施形態に係るモータ制御装置１の算出部１６２は、ｄ軸電流値を変化させた場合のｑ軸電流値の変化量に基づき、オフセット量θを算出する。

これにより、モータ制御装置１は、角度センサ３のオフセット量θを容易に検出することができる。

上記実施形態に係るモータ制御装置１の算出部１６２は、ｄ軸電流値の変化量およびｑ軸電流値の変化量に応じた傾き角をオフセット量θとして算出する。

これにより、モータ制御装置１は、簡易な計算でオフセット量θを検出することができる。

上記実施形態に係るモータ制御装置１の電流制御部１２０は、複数の異なるｄ軸電流値の電流が同期モータ２に流れるようにｑ軸電流値を制御する。電流検出部１５０は、複数のｄ軸電流値に対応する複数のｑ軸電流値をそれぞれ検出する。算出部１６２は、複数のｄ軸電流値および複数のｑ軸電流値に基づき、オフセット量θを算出する。

これにより、モータ制御装置１は、角度センサ３のオフセット量θをより精度よく検出することができる。

上記実施形態に係るモータ制御装置１は、算出部１６２が算出したオフセット量θに基づいて角度センサ３が検出した角度位置を補正する補正部１７０をさらに備える。

これにより、モータ制御装置１は、同期モータ２の角度位置をより精度よく検出することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ モータ制御装置
２ モータ
３ 角度センサ
１１０ 回転数制御部
１２０ 電流制御部
１５０ 電流検出部
１６０ オフセット算出部
１６２ 算出部

Claims (6)

1. 表面磁石型の同期モータの制御を行うモータ制御装置であって、
   負荷一定で前記同期モータの回転数が一定になるよう制御されている状態で、前記同期モータに流れる電流のｄ軸電流値を変化させる電流制御部と、
   前記電流制御部が前記ｄ軸電流値を変化させた場合のｑ軸電流値を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部が検出した前記ｑ軸電流値に基づき、前記同期モータの回転角度を検出する角度センサの検出結果に含まれるオフセット量を算出する算出部と、
   を備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記算出部は、
   前記ｄ軸電流値を変化させた場合の前記ｑ軸電流値の変化量に基づき、前記オフセット量を算出すること
   を特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記算出部は、
   前記ｄ軸電流値の変化量および前記ｑ軸電流値の変化量に応じた傾き角を前記オフセット量として算出すること
   を特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
4. 前記電流制御部は、
   複数の異なるｄ軸電流値の電流が前記同期モータに流れるように前記ｑ軸電流値を制御し、
   前記電流検出部は、
   複数の前記ｄ軸電流値に対応する複数の前記ｑ軸電流値をそれぞれ検出し、
   前記算出部は、
   複数の前記ｄ軸電流値および複数の前記ｑ軸電流値に基づき、前記オフセット量を算出すること
   を特徴とする請求項１、２または３に記載のモータ制御装置。
5. 前記算出部が算出した前記オフセット量に基づいて前記角度センサが検出した角度位置を補正する補正部をさらに備えること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
6. 表面磁石型の同期モータの制御を行うモータ制御方法であって、
   負荷一定でモータの回転数が一定になるよう制御されている状態で、ｄ軸電流値を変化させる工程と、
   前記ｄ軸電流値を変化させた場合のｑ軸電流値を検出する工程と、
   前記ｑ軸電流値に基づき、前記同期モータの回転角度を検出する角度センサの基準位置と、前記同期モータの検出結果に含まれるオフセット量を算出する工程と、
   を含むことを特徴とするモータ制御方法。

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