JP2023019761A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】演算負荷を抑えつつ、アンダーシュートを抑制する。【解決手段】モータ制御装置は、モータ１０を制御するものであって、モータ１０の回転数の測定値である測定回転数と、モータ１０の回転数の目標値である目標回転数とを比較する比較部２０と、比較部２０の比較結果に基づいてモータ１０に印加する電流値を制御する電流制御部２６と、を含む。電流制御部２６は、測定回転数が目標回転数より低い場合、モータ１０の回転数を目標回転数に到達可能な電流値の電流をモータ１０に印加させ、測定回転数が目標回転数以上である場合、モータ１０への電流の印加を停止させる。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

３相モータの回転数制御には、回転数を測定しながら目標回転数に近づけるフィードバック制御が用いられる場合がある。フィードバック制御によると、回転数が目標回転数に収束してゆくが、目標回転数に収束する過程で、オーバーシュート及びアンダーシュートが発生することがある。特許文献１には、各相について状態フィードバックゲイン及びオブザーバゲインと、状態量推定部の出力の応答速度を変更することで、オーバーシュートやアンダーシュートを抑制できる旨が記載されている。

特許第５３６５８３８号公報

ここで、モータにおいては、特にアンダーシュートを抑制することが求められる場合がある。特許文献１には、アンダーシュートが抑制できる旨が記載されているが、各相で複雑な計算が必要になるため、演算負荷が高くなるおそれがある。そのため、演算負荷を抑えつつ、アンダーシュートを抑制することが求められている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、演算負荷を抑えつつ、アンダーシュートを抑制可能なモータ制御装置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、本開示に係るモータ制御装置は、モータを制御するモータ制御装置であって、前記モータの回転数の測定値である測定回転数と、前記モータの回転数の目標値である目標回転数とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて前記モータに印加する電流値を制御する電流制御部と、を含み、前記電流制御部は、前記測定回転数が前記目標回転数より低い場合、前記モータの回転数を前記目標回転数に到達可能な電流を前記モータに印加させ、前記測定回転数が前記目標回転数以上である場合、前記モータへの電流の印加を停止させる。

本発明によれば、演算負荷を抑えつつ、アンダーシュートを抑制することができる。

図１は、第１実施形態に係るモータシステムの模式的な回路図である。 図２は、モータの回転数の波形の一例を示すグラフである。 図３は、第１実施形態の他の例に係るモータシステムの模式的な回路図である。 図４は、第２実施形態に係るモータシステムの模式的な回路図である。 図５は、第３実施形態に係るモータシステムの模式的な回路図である。

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
（モータシステム）
図１は、第１実施形態に係るモータシステムの模式的な回路図である。図１に示すように、本実施形態に係るモータシステム１は、３相モータ（３相交流モータ）であるモータ１０と、電源部１２と、インバータ１４と、制御部１６と、を有する。なお、モータ１０は、３相モータに限られず、任意の形式のモータであってよい。

モータシステム１は、電源部１２からの直流電流をインバータ１４にて交流電流に変換して、変換した交流電流をモータ１０に供給して、モータ１０を駆動する。モータ１０は、駆動対象となる被駆動部Ｐに接続されており、被駆動部Ｐを回転させる。本実施形態では、被駆動部Ｐは、回転により流体を加圧するポンプであり、さらに言えばオイルポンプである。このように、モータ１０は、回転により流体を加圧するポンプを駆動するものであるが、駆動対象はポンプに限られず任意であってよい。

電源部１２は、インバータ１４に電流を供給する電源である。電源部１２は、直流電流をインバータ１４に供給する。

インバータ１４は、電源部１２から供給された直流電流を交流電流に変換して、モータ１０に供給する回路である。インバータ１４は、トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６を含む。トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６を区別しない場合には、適宜、トランジスタＴと記載する。

トランジスタＴ１、Ｔ２は、電源部１２に対して直列に接続されている。具体的には、トランジスタＴ１のドレインが、電源部１２のプラス側に接続されており、トランジスタＴ１のソースが、トランジスタＴ２のドレインに接続されており、トランジスタＴ２のソースが、電源部１２のマイナス側に接続されている。また、トランジスタＴ１のソースとトランジスタＴ２のドレインとの接続箇所が、モータ１０のＵ相（本例では、不図示のＵ相のステータコイル）に接続されている。

トランジスタＴ３、Ｔ４は、電源部１２に対して直列に接続されている。具体的には、トランジスタＴ３のドレインが、電源部１２のプラス側に接続されており、トランジスタＴ３のソースが、トランジスタＴ４のドレインに接続されており、トランジスタＴ４のソースが、電源部１２のマイナス側に接続されている。また、トランジスタＴ３のソースとトランジスタＴ４のドレインとの接続箇所が、モータ１０のＶ相（本例では、不図示のＶ相のステータコイル）に接続されている。また、トランジスタＴ３、Ｔ４は、トランジスタＴ１、Ｔ２と並列に、電源部１２に接続されている。

トランジスタＴ５、Ｔ６は、電源部１２に対して直列に接続されている。具体的には、トランジスタＴ５のドレインが、電源部１２のプラス側に接続されており、トランジスタＴ５のソースが、トランジスタＴ６のドレインに接続されており、トランジスタＴ６のソースが、電源部１２のマイナス側に接続されている。また、トランジスタＴ５のソースとトランジスタＴ６のドレインとの接続箇所が、モータ１０のＷ相（本例では、不図示のＷ相のステータコイル）に接続されている。また、トランジスタＴ５、Ｔ６は、トランジスタＴ１、Ｔ２、及びトランジスタＴ３、Ｔ４と並列に、電源部１２に接続されている。

インバータ１４は、以上のような回路構成となることで、直流電流を交流電流に変換して、モータ１０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に交流電流を供給できる。すなわち、電源部１２及びインバータ１４は、プラス側及びマイナス側の電流（電圧）供給が可能なバイポーラ電源を構成しているといえる。なお、インバータ１４の回路構成は、以上の説明に限られず任意であってよい。

（制御部）
モータ制御装置としての制御部１６は、モータ１０に供給する電流を制御する装置である。本実施形態では、制御部１６は、いわゆるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。制御部１６は、比較部２０と、写像変換器２２と、増幅器２４と、電流制御部２６と、写像変換器２８と、増幅器３０とを含む。比較部２０と写像変換器２２と増幅器２４と電流制御部２６と写像変換器２８と増幅器３０とは、本実施形態ではハードウェア回路で構成されている。ただしそれに限られず、比較部２０と写像変換器２２と増幅器２４と電流制御部２６と写像変換器２８と増幅器３０と少なくとも一部が、ＣＰＵなどの演算回路が記憶部からソフトウェア（プログラム）を読み出して実行することで実現されてもよい。

比較部２０は、モータ１０の回転数の測定値である測定回転数と、モータ１０の回転数の目標値である目標回転数とを比較する。目標回転数は、被駆動部Ｐの運転条件などにより適宜設定される値である。比較部２０には、目標回転数を示す信号Ｆ１が入力される。また、本実施形態の例では、不図示の位置センサにより、モータ１０の回転角（モータ１０のロータの回転角度）が逐次検出され、モータ１０の回転角を示す信号Ｒが、写像変換器２２に入力される。写像変換器２２は、信号Ｒに基づき、すなわち信号Ｒが示すモータ１０の回転角に基づき、写像変換を行うことで、モータ１０の回転数の測定値である測定回転数を算出する。すなわち、写像変換器２２は、モータ１０の回転角を示す信号Ｒを、測定回転数を示す信号Ｆ２に変換する。写像変換器２２は、信号Ｆ２を比較部２０に出力する。なお、位置センサは必須の構成ではない。

比較部２０は、入力された信号Ｆ１が示す目標回転数と入力された信号Ｆ２が示す測定回転数とを比較して、目標回転数と測定回転数との比較結果を示す信号Ｆを生成する。比較部２０は、生成した信号Ｆを増幅器２４に出力する。信号Ｆは、目標回転数と測定回転数との比較結果を示す信号であるため、目標回転数と測定回転数との偏差に基づいて設定されたフィードバック制御用の信号といえる。信号Ｆの詳細は後述する。

増幅器２４は、信号Ｆを増幅して、目標電流値を示す信号Ｉ１を生成する。目標電流値は、電源部１２からモータ１０に供給される電流の目標値である。すなわち、増幅器２４は、目標回転数と測定回転数との比較結果を示す信号Ｆを、目標電流値を示す信号Ｉ１に変換するといえる。なお、モータ１０の回転数は、モータ１０に供給される電流値に応じて決まるため、目標電流値は、目標回転数に到達するための電流値ともいえる。

電流制御部２６は、比較部２０の比較結果に基づいて、モータ１０に印加する電流値を制御する。電流制御部２６には、増幅器２４から信号Ｉ１が入力される。また、本実施形態の例では、写像変換器２８に、モータ１０の回転角を示す信号Ｒと、電源部１２からモータ１０に供給された電流とが入力される。写像変換器２８は、信号Ｒと、電源部１２からモータ１０に供給された電流とに基づき、信号Ｒが示す回転角における、モータ１０に供給された電流値である測定電流値を算出する。すなわち、写像変換器２８は、モータ１０の回転角を示す信号Ｒとモータ１０に供給された電流とから、その回転角における測定回転数を示す信号Ｉ２を生成する。写像変換器２８は、測定電流値を示す信号Ｉ２を、電流制御部２６に出力する。なお、本実施形態では、写像変換器２８には、トランジスタＴ１、Ｔ２のラインと、トランジスタＴ３、Ｔ４のラインと、トランジスタＴ５、Ｔ６のラインとが合流した箇所における電流が入力される。すなわち、写像変換器２８には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに供給された電流が入力され、写像変換器２８は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相へ供給された電流の合計値を、測定電流値として算出する。

電流制御部２６は、入力された信号Ｉ１と信号Ｉ２とを比較して、モータ１０に供給する電流値を示す信号Ｉを生成する。電流制御部２６は、信号Ｉ１と信号Ｉ２とを比較して、測定電流値が目標電流値と乖離しているかを判定して、目標電流値の電流がモータ１０に供給されるように、信号Ｉを生成する。電流制御部２６は、生成した信号Ｉを増幅器３０に出力する。信号Ｉは、トランジスタＴのゲートに入力されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御用の信号である。すなわち、電流制御部２６は、目標電流値の電流がモータ１０に供給可能な時間長さの信号Ｉを、生成するといえる。信号Ｉは、目標電流値と測定電流値との比較結果を示す信号であるため、目標電流値と測定電流値との偏差に基づいて設定されたフィードバック制御用の信号といえ、トルク制御に用いられているともいえる。信号Ｉの詳細は後述する。

増幅器３０は、信号Ｉを増幅して、増幅した信号Ｉを、トランジスタＴのゲートに供給する。これにより、信号Ｉが入力された期間においてトランジスタＴが動作して、モータ１０がＰＷＭ制御される。モータ１０には、信号Ｉが入力された期間の長さに応じた電流が供給されて、モータ１０が回転する。

このように、制御部１６は、回転数（目標回転数と測定回転数との比較）と、電流値（目標電流値と測定電流値との比較）とに基づき、モータ１０の回転数のフィードバック制御を行う。

なお、制御部１６の回路構成は以上に限られず任意であってよく、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＯＰａｍｐ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などを用いた回路としてもよい。また、トランジスタＴの方式も任意であってよいし、モータ１０の結線方式も任意であってよく、Δ結線、Ｙ結線のいずれを用いてもよい。

ここで、モータ１０の回転数がフィードバック制御される場合、オーバーシュートは許容できるが、アンダーシュートについては抑制が求められる場合がある。それに対し、本実施形態に係る制御部１６は、アンダーシュートを抑制するように、モータ１０への電流の供給を制御する。以下、電流の制御方法について説明する。

（電流の制御方法）
電流制御部２６は、測定回転数が目標回転数より低い場合、モータ１０の回転数を目標回転数に到達可能な電流をモータ１０に印加させ、測定回転数が目標回転数以上である場合、モータ１０への電流の印加を停止させる。以下、それぞれのケースについてより具体的に説明する。

（「測定回転数＜目標回転数」の場合）
比較部２０は、信号Ｆ２が示す測定回転数が、信号Ｆ１が示す目標回転数より低いかを（「測定回転数＜目標回転数」であるかを）、判断する。比較部２０は、測定回転数が目標回転数より低い場合には、信号Ｆが測定回転数と目標回転数との差分（目標回転数－測定回転数）を示すように、信号Ｆを生成する。すなわち、この場合の信号Ｆは、測定回転数と目標回転数との差分だけ回転数を上昇させる旨を指令する信号となる。比較部２０は、信号Ｆを増幅器２４に出力し、増幅器２４は、目標電流値を示す信号Ｉ１に変換して、信号Ｉ１を電流制御部２６に入力する。信号Ｆが測定回転数と目標回転数との差分だけ回転数を上昇させる信号であるため、信号Ｉ１が示す目標電流値は、測定回転数と目標回転数との差分だけ回転数を上昇させるために必要な電流値を指すことになる。

電流制御部２６は、信号Ｉ１と信号Ｉ２とを比較して測定電流値が目標電流値と乖離しているかを判定し、目標電流値の電流がモータ１０に供給されるように、信号Ｉを生成する。すなわち、電流制御部２６は、測定回転数と目標回転数との差分だけモータ１０の回転数を上昇可能な時間長さの、信号Ｉを生成する。信号Ｉは、増幅器３０で増幅されて、トランジスタＴのゲートに供給される。これによりトランジスタＴが作動して、モータ１０には、測定回転数と目標回転数との差分だけ回転数を上昇可能な電流値の電流が供給されて、モータ１０の回転数は、目標回転数に近づくように上昇する。

（「測定回転数≧目標回転数」の場合）
一方、測定回転数が目標回転数以上（測定回転数≧目標回転数）である場合には、すなわち測定回転数が目標回転数より高い又は同じ値の場合には、比較部２０は、信号Ｆが回転数を上昇させない旨を指令する信号となるように、信号Ｆを生成する。回転数を上昇させない旨の指令とは、回転数を上昇させるためにプラス側の電流をモータ１０に供給したり、回転数を低下させるためにマイナス側の電流をモータ１０に供給したりせずに、モータ１０への電流の印加を停止させる旨の指令であるといえる。比較部２０は、信号Ｆを増幅器２４に出力し、増幅器２４は、目標電流値を示す信号Ｉ１に変換して、信号Ｉ１を電流制御部２６に入力する。信号Ｆが回転数を上昇させない旨を指令する信号であるため、信号Ｉ１が示す目標電流値は、ゼロを指すことになる。

電流制御部２６は、信号Ｉ１と信号Ｉ２とを比較して測定電流値が目標電流値と乖離しているかを判定し、目標電流値の電流がモータ１０に供給されるように、信号Ｉを生成する。ここでは目標電流値がゼロとなるため、電流制御部２６は、モータ１０に印加する電流値をゼロとする旨を指令する（モータ１０への電流の供給を停止する）ように、信号Ｉを生成する。ここでは例えば、信号Ｉが供給される時間長さをゼロとし、トランジスタＴのゲートに信号が供給されずにトランジスタＴが作動しないことで、電源部１２からモータ１０への電流の供給が停止される。モータ１０への電流の供給が停止されると、モータ１０の回転数は、抵抗（例えば油圧負荷やポンプ内部の摩擦力などの被駆動部Ｐの負荷）により徐々に低下して、目標回転数に近づく。

このように、本実施形態においては、測定回転数が目標回転数より高い場合でも、モータ１０の回転数を強制的に低下させるためにマイナス側の電流を印加することなく、電流の供給を停止する（ゼロとする）。

図２は、モータの回転数の波形の一例を示すグラフである。図２の横軸は時間であり、縦軸はモータ１０の回転数であり、線Ｌ０は、目標回転数を指す。線Ｌ１は、本実施形態とは異なり、測定回転数が目標回転数より高い場合には、モータ１０にマイナス側の電流を印加して、モータ１０の回転数を強制的に低下させるフィードバック制御した場合の例を指す。線Ｌ２は、本実施形態のように、測定回転数が目標回転数より高い場合には、モータ１０への電流印加を停止する場合の例を指す。線Ｌ１に示すように、モータ１０にマイナス側の電流を印加した場合には、回転数が急激に低下して、回転数が目標回転数を下回るアンダーシュートが発生してしまう。一方、線Ｌ１に示すように、測定回転数が目標回転数より高い場合に電流の印加を停止した場合には、回転数の低下が緩やかになり、アンダーシュートの発生を抑制できる。すなわち、線Ｌ１のようなフィードバック制御においては、回転数の低下が急激になるため、回転数の低下を止める前に回転数が低くなり過ぎてアンダーシュートが発生するが、線Ｌ２のようなフィードバック制御においては、回転数の低下が緩やかなので、回転数が低くなり過ぎることを抑制できる。

（効果）
以上説明したように、本実施形態に係るモータ制御装置（制御部１６）は、３相モータであるモータ１０を制御する装置であって、比較部２０と、電流制御部２６とを含む。比較部２０は、モータ１０の回転数の測定値である測定回転数と、モータ１０の回転数の目標値である目標回転数とを比較する。電流制御部２６は、比較部２０の比較結果に基づいてモータ１０に印加する電流値を制御する。電流制御部２６は、測定回転数が目標回転数より低い場合、モータの回転数を目標回転数に到達可能な電流をモータ１０に印加させ、測定回転数が目標回転数以上である場合、モータ１０への電流の印加を停止させる。

ここで、３相モータをフィードバック制御する場合には、オーバーシュートは許容するものの、アンダーシュートを抑制することが求められる場合がある。例えば、被駆動部Ｐがポンプである場合、オーバーシュートにより流体が過剰となった場合には流体を逃がすことができるため、オーバーシュートは許容できるが、アンダーシュートにより流体が足りない場合には流体によるパワーが不足してしまうため、アンダーシュートが許容できないことがある。それに対し、本実施形態においては、測定回転数が目標回転数以上である場合には、モータ１０への電流の印加を停止させるため、回転数の低下を緩やかにして、アンダーシュートを適切に抑制することが可能となる。また、測定回転数が目標回転数以上であるかを判断しているだけなので、演算負荷も高くならずに、演算負荷も抑制できる。さらに言えば、回転数を低下させるために印加する電流が不要となるため、エネルギーロスも低減することができる。

また、本実施形態においては、測定回転数が目標回転数より低い場合、比較部２０は、測定回転数と目標回転数との差分だけ回転数を上昇させる旨の信号Ｆを電流制御部２６に出力し、電流制御部２６は、測定回転数と目標回転数との差分だけ回転数を上昇可能な電流値の電流を、モータ１０に印加させる。一方、測定回転数が目標回転数以上である場合、比較部は、回転数を上昇させない旨の信号Ｆを電流制御部２６に出力し、電流制御部２６は、モータ１０への電流の印加を停止させる。本実施形態においては、測定回転数が目標回転数以上である場合には、モータ１０への電流の印加を停止させるため、アンダーシュートを適切に抑制することが可能となる。

電流制御部２６は、モータ１０に印加された電流の測定値である測定電流値にも基づき、モータ１０に印加する電流値を制御する。本実施形態によると、回転数に基づいたフィードバック制御と共に、電流値に基づいたフィードバック制御を行うことで、モータ１０の回転数を適切に制御できる。

本実施形態においては、電流制御部２６は、測定回転数が目標回転数以上である場合、モータ１０への電流の印加を停止させることで、慣性によりモータ１０の回転数を目標回転数に近づける。本実施形態によると、慣性によりモータ１０の回転数を緩やかに低下させることで、アンダーシュートを適切に抑制することが可能となる。

本実施形態においては、モータ１０は、ポンプを駆動するモータである。ポンプを駆動するモータ１０を制御する際には、オーバーシュートにより流体が過剰となった場合には流体を逃がすことができるため、オーバーシュートは許容できるが、アンダーシュートにより流体が足りない場合には流体によるパワーが不足してしまうため、アンダーシュートが許容できないことがある。それに対し、本実施形態においては、測定回転数が目標回転数以上である場合には、モータ１０への電流の印加を停止させるため、回転数の低下を緩やかにして、アンダーシュートを適切に抑制することが可能となるため、ポンプを駆動するモータに特に適している。

また、本実施形態においては、モータシステム１は、モータ１０と、インバータ１４と、制御部１６とを有する。プラス側及びマイナス側の両方の電流が供給可能なインバータ１４に対して、測定回転数が目標回転数以上である場合にはモータ１０への電流値をゼロとするようなアルゴリズムを適用することで、アンダーシュートを適切に抑制することが可能となる。

（他の例）
図３は、第１実施形態の他の例に係るモータシステムの模式的な回路図である。増幅器２４は、積分器や微分器を含み、過去に入力された信号も参照して演算することで、信号Ｉ１を生成する場合がある。この場合、図３に示すように、測定回転数と目標回転数との比較結果に応じて、増幅器２４の演算の振る舞いを指令する信号Ｓを、増幅器２４に出力してもよい。

具体的には、測定回転数が目標回転数より低い場合、比較部２０は、過去の信号も参照して演算を行うことを指令する信号Ｓを生成して、信号Ｓを信号Ｆと共に増幅器２４に出力する。増幅器２４は、このような信号Ｓを受信することで、過去の信号を参照して、信号Ｉ１を生成する。

一方、測定回転数が目標回転数以上である場合、比較部２０は、演算を初期化する旨を指令する信号Ｓを生成して、信号Ｓを信号Ｆと共に増幅器２４に出力する。さらに言えば、比較部２０は、測定回転数が目標回転数以上となっている期間中、信号Ｓを生成して増幅器２４に出力し続けることで、測定回転数が目標回転数以上となっている期間中、演算を初期化させ続ける。演算を初期化するとは、過去に入力された信号の値を初期化した値（ゼロや、応答性に応じた値）に変更して、演算を実行することを指す。増幅器２４は、このような信号Ｓを受信することで、初期化した上で、信号Ｉ１を生成する。このように、測定回転数が目標回転数以上である場合に演算を初期化することで、測定回転数が目標回転数に到達した時点で電流を流すことになり、フィードバック制御の応答性を向上させつつ、アンダーシュートの発生を抑制することができる。すなわち、測定回転数が目標回転数以上となっている期間において演算を初期化させることで、測定回転数が目標回転数に到達した後に回転数を下げる指令によりアンダーシュートが発生することを、より好適に抑制できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、電流制御部２６側で測定回転数が目標回転数より低いかを判断する点で、第１実施形態と異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

図４は、第２実施形態に係るモータシステムの模式的な回路図である。図４に示すように、第２実施形態に係る制御部１６ａにおいては、比較部２０は、信号Ｆ２が示す測定回転数と信号Ｆ１が示す目標回転数との差分だけ回転数を変化させる旨の信号Ｆを生成する。すなわち、第２実施形態における比較部２０は、測定回転数が目標回転数より低い場合にも高い場合にも、測定回転数と目標回転数との差分だけ回転数を変化させる旨の信号Ｆを生成する。例えば、比較部２０は、測定回転数が目標回転数より低い場合には、差分だけ回転数を上昇させる旨の信号を生成し、測定回転数が目標回転数より高い場合には、差分だけ回転数を低下させる旨の信号を生成する。

比較部２０は、信号Ｆを増幅器２４に出力し、増幅器２４において、目標電流値を示す信号Ｉ１に変換されて、電流制御部２６に入力される。信号Ｆが測定回転数と目標回転数との差分だけ回転数を変化させる信号であるため、信号Ｉ１が示す目標電流値は、測定回転数と目標回転数との差分だけ回転数を変化させるために必要な電流値を指すことになる。

電流制御部２６には、目標電流値を示す信号Ｉ１と、測定電流値を示す信号Ｉ２とが入力される。電流制御部２６は、信号Ｉ２が示す測定電流値が、信号Ｉ１が示す目標電流値より低いかを（「測定電流値＜目標電流値」であるかを）、判断する。モータ１０に供給される電流値はモータ１０の回転数と対応するため、電流制御部２６は、測定電流値が目標電流値より低いかを判断することで、測定回転数が目標回転数より低いかを判断しているといえる。電流制御部２６は、測定電流値が目標電流値より低い場合には、信号Ｉが測定電流値と目標電流値との差分（目標電流値－測定電流値）を示すように、信号Ｉを生成する。すなわち、この場合の信号Ｉは、測定電流値と目標電流値との差分だけ、モータ１０に供給する電流を上昇させる旨を指令する信号（差分だけ電流を上昇可能な時間長さの信号）となる。信号Ｉは、増幅器３０で増幅されて、トランジスタＴのゲートに供給される。これにより、モータ１０には、目標電流値の電流が供給される。ここでは測定回転数が目標回転数より低いため、目標電流値は、測定回転数と目標回転数との差分だけ回転数を上昇させるための電流値となる。従って、モータ１０の回転数は、目標回転数に近づくように上昇する。

一方、電流制御部２６は、測定電流値が目標電流値以上（測定電流値≧目標電流値）である場合には、信号Ｉが回転数を上昇させない旨を示すように、信号Ｉを生成する。具体的には、電流制御部２６は、信号Ｉが、モータ１０に印加する電流値をゼロとする旨を指令するように、信号Ｉを生成する。すなわちここでは、信号Ｉを印加する期間をゼロとする。これにより、トランジスタＴの作動が停止して、モータ１０への電流の供給が停止されて、モータ１０の回転数は、慣性により徐々に低下して、目標回転数に近づく。

第２実施形態においても、増幅器の演算の振る舞いを指令する信号Ｓを出力してもよい。第２実施形態においては、測定電流値が目標電流値より低い場合、電流制御部２６は、過去の信号も参照して演算を行うことを指令する信号Ｓを生成して、信号Ｓを増幅器２４と増幅器３０とに出力する。このような信号Ｓを受信することで、増幅器２４は、過去の信号を参照して信号Ｉ１を生成し、増幅器３０は、過去の信号を参照して信号Ｉを増幅する。

一方、測定電流値が目標電流値以上である場合、電流制御部２６は、演算を初期化する旨を指令する信号Ｓを生成して、信号Ｓを増幅器２４と増幅器３０とに出力する。このような信号Ｓを受信することで、増幅器２４は、初期化した上で信号Ｉ１を生成し、増幅器３０は、初期化した上で信号Ｉを増幅する。

以上説明したように、第２実施形態においては、比較部２０は、測定回転数と目標回転数との差分だけ回転数を変化させる旨の信号Ｆを、電流制御部２６に出力する。電流制御部２６は、測定電流値が信号Ｆの電流値（目標電流値）より低い場合、目標電流値に対応する電流値の電流をモータ１０に印加させ、測定電流値が目標電流値以上である場合、モータ１０への電流の印加を停止させる。目標電流値は目標回転数に対応するため、第２実施形態のように電流制御部２６側で、モータ１０に電流を印加させるかを判断することでも、第１実施形態と同様のフィードバック制御が可能となるため、アンダーシュートを適切に抑制することが可能となる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態においては、増幅器３２を設けた点で、第２実施形態とは異なる。第３実施形態において、第２実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

図５は、第３実施形態に係るモータシステムの模式的な回路図である。図５に示すように、第３実施形態に係る制御部１６ｂは、増幅器３２を含む。

第３実施形態においては、写像変換器２８が生成した測定電流値を示す信号Ｉ２は、増幅器３２に入力される。増幅器３２は、オブザーバとしての機能を有する演算増幅器であり、信号Ｉ２が示す測定電流値の安定性を向上させる機能を有している。増幅器３２は、信号Ｉ２を補正して、補正した信号Ｉ２を、電流制御部２６に入力する。電流制御部２６は、第２実施形態と同様の方法で、入力された信号Ｉ１と信号Ｉ２とを比較して、モータ１０に供給する電流値を示す信号Ｉを生成する。信号Ｉは、増幅器３０、増幅器３２を経由することで増幅されて、トランジスタＴに供給される。

第３実施形態においては、信号Ｉ２を補正する増幅器３２を設けることで、フィードバック制御の安定性を向上させることができる。

第３実施形態においても、増幅器の演算の振る舞いを指令する信号Ｓを出力してもよい。第３実施形態においては、測定電流値が目標電流値より低い場合、電流制御部２６は、過去の信号も参照して演算を行うことを指令する信号Ｓを生成して、信号Ｓを増幅器２４、３０、３２に出力する。このような信号Ｓを受信することで、増幅器２４は、過去の信号を参照して信号Ｉ１を生成し、増幅器３０は、過去の信号を参照して信号Ｉを増幅し、増幅器３２は、過去の信号を参照して信号Ｉ２を補正する。

一方、測定電流値が目標電流値以上である場合、電流制御部２６は、演算を初期化する旨を指令する信号Ｓを生成して、信号Ｓを増幅器２４、３０、３２に出力する。このような信号Ｓを受信することで、増幅器２４は、初期化した上で信号Ｉ１を生成し、増幅器３０は、初期化した上で信号Ｉを増幅し、増幅器３２は、初期化した上で信号Ｉ２を補正する。

以上、本発明の実施形態及び実施例を説明したが、これら実施形態等の内容により実施形態が限定されるものではない。例えば、トランジスタＴは、バイポーラトランジスタ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ）であってよい。また、トランジスタＴは、ゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ：Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ－Ｏｆｆ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ）、炭化ケイ素金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ）、窒化ガリウム電界効果トランジスタ（ＧａＮ－ＦＥＴ）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）を用いたパワー半導体であってよい。また、トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３として、相補型のＰＮＰ型のトランジスタ、Ｐチャネル型のＦＥＴを用いてよい。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態等の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ モータシステム
１０ モータ
１２ 電源部
１４ インバータ
１６ 制御部（モータ制御装置）
２０ 比較部
２２、２８ 写像変換器
２４、３０ 増幅器
２６ 電流制御部

Claims (4)

1. モータを制御するモータ制御装置であって、
   前記モータの回転数の測定値である測定回転数と、前記モータの回転数の目標値である目標回転数とを比較する比較部と、
   前記比較部の比較結果に基づいて前記モータに印加する電流値を制御する電流制御部と、
   を含み、
   前記電流制御部は、前記測定回転数が前記目標回転数より低い場合、前記モータの回転数を前記目標回転数に到達可能な電流を前記モータに印加させ、前記測定回転数が前記目標回転数以上である場合、前記モータへの電流の印加を停止させる、
   モータ制御装置。
2. 前記比較部又は前記電流制御部は、前記測定回転数が前記目標回転数以上である場合、前記モータ制御装置に含まれる増幅器を初期化する信号を前記増幅器に出力し続ける、請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記電流制御部は、前記測定回転数が前記目標回転数以上である場合、前記モータへの電流の印加を停止させることで、抵抗により前記モータの回転数を前記目標回転数に近づける、請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記モータは、ポンプを駆動するモータである、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

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