JP6026812B2 - モータ部およびインバータ部を備えたモータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ部およびインバータ部を備えたモータ制御装置に係り、特にモータの回転位置センサ信号から演算した検出位置と、モータ誘起電圧の位置との位置誤差を検知するモータ印加電圧を出力するモータ部およびインバータ部を備えたモータ制御装置に関する。

同期モータを使用するモータ制御装置では、モータ誘起電圧とモータ印加電圧との位相を適切に制御するため、モータに回転位置センサ信号から検出位置を検出し、モータ印加電圧の位相を適切に制御してモータ駆動することが望まれている。

例えば、特許文献１に記載のモータ制御装置では、電動モータにロック電流を供給すると、実際の電気角が理想の電気角となることを利用して、モータに対して所定のロック電流を供給するように制御するロック通電手段と、ロック通電手段によりモータへ所定のロック電流を供給したときに回転角検出手段により検出された実際の磁極位置とモータへ供給した所定のロック電流に対する理想の磁極位置との偏差を演算するオフセット演算手段と、オフセット演算手段により算出された前記偏差に基づいて回転角検出手段により検出された実際の磁極位置を補正する補正手段とを備えて、回転角検出手段の回転位置センサ信号から求めた検出位置とモータ誘起電圧の位置との位置誤差を検知し、補正する技術が記載されている。

特開２００３−３１９６８０号公報

特許文献１では、モータの回転角検出手段からの入力信号から求めた実際の電気角θを用いてモータ制御する装置において、モータ誘起電圧の位置との偏差δθを検知するため、理想の電気角θ＊となるモータロック電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを供給し、モータ誘起電圧の位置と一致するモータ回転位置に引き込み、検出された電気角θと理想の電気角θ＊との位相差を偏差δθとして検知し、補正値取得要求信号を受信すると、実際の磁極位置と理想の磁極位置との偏差に基づいて補正値を演算する一連の処理が実行される方式が記載されている。

しかしながら、理想の電気角θ＊となるモータ回転位置に引き込む時には、実際の電気角θｍと理想の電気角θ＊との偏差δθが小さくなるにしたがって、モータ出力トルクは小さくなる。特に、実際の電気角θｍと理想の電気角θ＊とが一致する場合には、モータ出力トルクは零になる。実際のモータでは、モータ出力軸のフリクショントルクやコギングトルクが存在するため、実際の電気角θｍと理想の電気角θ＊とは一致せず、位置偏差δθが生じる。位置偏差δθはそのまま回転角センサの組付検出精度となるため、位置偏差δθを小さくすることが求められており、モータロック電流を増加させることとなる。

しかし、モータロック電流の大きさにはインバータ回路の損失および発熱の関係から最小限に抑える必要があるほか、モータロック電流を大きくするとモータ回転位置の制定時間が長くなってしまう問題がある。したがって、モータの停止位置によってフリクショントルクやコギングトルクが変化するモータ装置では、正確な検出位置誤差（偏差δθ）の検知ができなかった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、モータのフリクショントルクやコギングトルクの大きさをキャンセルさせて、モータの回転位置センサからの入力信号から求めた位置θｎと、モータ誘起電圧の位置との検出位置誤差に相当する位相誤差θｅｒを高精度に検知して、制御するモータおよびインバータ装置を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明に係るモータ制御装置は、モータと該モータのロータの回転位置を検出する回転位置センサとを有するモータ部と、前記回転位置センサからの信号を用いて前記モータを駆動するモータ駆動装置とを備えるモータの制御装置であって、前記モータ駆動装置は、前記モータの駆動電流を検出して電圧指令を出力する電流制御部と、前記出力された電圧指令に基づいてドライブ信号を出力する電圧変換部と、前記ドライブ信号を前記モータに供給するインバータ回路と、前記回転位置センサで検出した位相を補正する位相補正部とを備え、前記位相補正部は、通常制御用位相と位相調整用位相とを切替える位相切替部を備えると共に、前記回転位置センサの取付位置誤差に相当する位相誤差を算出する位相誤差算出部を備えており、位相補正操作時に、前記通常制御用位相に前記位相誤差を加算もしくは減算して前記取付位置誤差を補正することを特徴としている。

本発明のモータ制御装置によれば、モータの回転位置センサからの入力信号から求めた位置θｎと、モータ誘起電圧の位置との取付位置誤差に相当する位相誤差θｅｒの検出において、モータの時計回り方向に位相を変化させてモータフリクショントルクを相殺させる通電位相と、モータの反時計回り方向に変化させてモータフリクショントルクを相殺させる位相とを出力するので、モータのフリクショントルクやコギングトルクの大きさをキャンセルさせて、位相誤差θｅｒを高精度に検知することができる。すなわち、モータ停止時のフリクショントルクに対して必要最低限のｄ軸方向の通電電流からＣＷおよびＣＣＷ方向に徐々に位相を変化させて、フリクショントルクを相殺した時点の位相データから、位置誤差を検出し制御位相にフィードバックすることにより、回転位置センサの取付位置誤差を補正することを可能として、モータの操作を精確に制御することができる。

本発明に係るモータの制御装置の一実施形態を示すブロック図を示す。 図１のブロック図の内、位相補正部を説明する図を示す。 図１のブロック図の内、電流指令切替部を説明する図を示す。 図１のモータの構成を示す軸方向断面図を示す。 図４ＡのＡ−Ａ’線に沿う径方向断面図を示す。 図４のモータのセンサ取付誤差について、ロータ位置決め前の初期状態の要部断面図を示す。 図４のモータのセンサ取付誤差について、理想的なロータ位置決め状態の要部斜視図を示す。 図４のモータのセンサ取付誤差について、フリクションがあるときのロータ位置決め状態の要部斜視図を示す。 従来技術に従うモータロック電流とモータ回転位置を示す特性図を示す。 本発明に係るモータの制御装置の位相補正操作を説明するフローチャート図を示す。 本発明に係るモータの制御装置の位相補正操作を説明するＣＷ側の処理を示す図を示す。 本発明に係るモータの制御装置の位相補正操作を説明するＣＣＷ側の処理を示す。

以下、本発明に係るモータ制御装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る一実施形態である実施例のモータ制御装置を示す全体ブロック図である。モータの制御装置４００は、モータの回転位置センサの取付位置誤差を検出して、モータ駆動の際に補正することでモータを高効率に駆動する用途に適したものである。モータの制御装置４００は、モータ部３００とインバータ部１００を有している。インバータ部１００はモータ駆動装置を構成する。

インバータ部１００は、電流検出部１１０、電流指令部１５０、電流制御部１２０、三相電圧変換部１３０、インバータ回路１４０、回転位置検出部１８０、電流指令切替部１６０、位相補正部１７０を有している。バッテリ２００は、モータ駆動装置としてのインバータ部１００の直流電圧源であり、バッテリ２００の直流電圧Ｅｄｃは、インバータ部１００のインバータ回路１４０によって可変電圧と可変周波数の３相交流に変換され、モータ３１０に印加される。

電流検出部１１０は、インバータ回路１４０からモータ３１０に供給される３相交流の電流を検出する。電流指令部１５０は、トルク指令に基づいて、トルク制御用電流指令値（Ｉｄ＊ｃ、Ｉｑ＊ｃ）を電流指令切替部１６０に入力する。位相補正部１７０は、位相補正要求に基づいて、位相調整用電流指令値（Ｉｄ＊ａ、Ｉｑ＊ａ）を電流指令切替部１６０に入力する。電流制御部１２０は、電流指令切替部１６０から電流制御用の電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）が入力される。三相電圧変換部１３０は、電流制御部１２０から電圧指令（Ｖｄ＊，Ｖｑ＊）が入力される。インバータ回路１４０は、三相電圧変換部１３０からパルス幅変調したＰＷＭドライブ信号をモータ３１０に供給する。

モータ３１０は、３相交流の供給により回転駆動される同期モータである。モータ３１０には、モータ３１０の誘起電圧の位相に合わせて３相交流の印加電圧の位相を制御するために回転位置センサ３２０が取り付けられており、回転位置検出部１８０にて回転位置センサ３２０の入力信号から検出位置θｎを演算する。ここで、回転位置センサ３２０には、鉄心と巻線とから構成されるレゾルバがより好適であるが、ＧＭＲセンサや、ホール素子を用いたセンサであってもよい。

インバータ部１００は、モータ３１０の出力を制御するための電流制御機能を有しており、電流検出部１１０にて、３相のモータ電流値（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）と回転角度θｅとからｄｑ変換した電流検出値（Ｉｄ＾，Ｉｑ＾）を出力する。電流制御部１２０は、電流検出値（Ｉｄ＾，Ｉｑ＾）と、電流指令切替部１６０から出力された電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）とが一致するように電圧指令（Ｖｄ＊，Ｖｑ＊）を出力する。三相電圧変換部１３０では、電圧指令（Ｖｄ＊，Ｖｑ＊）と回転角度θｅとから３相のモータの印加電圧に一度変換した後、パルス幅変調（ＰＷＭ）したドライブ信号によって、インバータ回路１４０の半導体スイッチ素子をオン／オフ制御して出力電圧を調整する。

次に、図２を用いて、本実施例の位相補正部１７０について説明する。位相補正部１７０は、回転位置センサ３２０からの検出位相θｎとＣＡＮ通信などで受ける位相補正要求とを入力情報とし、制御用回転角度θｅを出力する。制御用回転角度θｅは、位相調整用位相θａもしくは通常制御用位相θであり、これらの情報は、位相切替部１７１において位相補正要求で切替えられて決定される。

位相調整用位相θａは、位相加算器１７３において、回転位置センサ初期検出位相θｉと位相操作値θｃを加算して得られる。この位相操作値θｃは、初期検出位相θｉに対してＣＷ方向（時計方向）もしくはＣＣＷ方向（反時計方向）に変化する値とする。この際に操作した位相操作量ΔθｃｗおよびΔθｃｃｗは、位相誤差として位相誤差算出部１７４に入力する。位相誤差算出部１７４においては、ＣＷ方向およびＣＣＷ方向の位相操作量ΔθｃｗおよびΔθｃｃｗより位相誤差θｅｒを算出し、これを記憶媒体１７５に記憶させる。記憶した位相誤差θｅｒは、回転位置センサ検出用位相θｎより減算し、通常制御位相θを得る。なお、位相調整を１度も実施していない場合においては、通常制御用位相θを算出する際の位相誤差θｅｒは、初期値を使用することが望ましい。本実施例では、ＣＷ方向を進角側、ＣＣＷ方向を遅角側とする。

次に、図３を用いて、本実施例における電流指令部１５０と、電流指令切替部１６０について説明する。電流指令値は、トルク指令より決定するトルク制御用電流指令値（Ｉｄ＊ｃ、Ｉｑ＊ｃ）と、位相調整時に使用する位相調整用電流指令値（Ｉｄ＊ａ、Ｉｑ＊ａ）がある。本電流指令値は、位相補正要求により切替を実施し、電流制御用の電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を得る構成である。ただし、この時、位相調整用電流指令値（Ｉｄ＊ａ、Ｉｑ＊ａ）は、トルク発生に起因しないｄ軸電流のみ否０［Ａ］とし、ｑ軸電流は０［Ａ］とする。ここで、否０［Ａ］とは、０［Ａ］でないことを意味する。

次に、図４Ａおよび図４Ｂを用いて、本実施例におけるモータ３１０の構成について説明する。図４Ａは、モータ３１０の軸方向断面図を示し、図４（ｂ）は、モータ３１０のロータ軸方向の断面と径方向（Ａ−Ａ’）断面図を示したものである。ここに示すモータは、永久磁石界磁の永久磁石同期モータで、特に永久磁石をロータ鉄心に埋め込んだ埋め込み磁石型の永久磁石同期モータである。ステータ３１１は、ステータ鉄心のティースにＵ相（Ｕ１〜Ｕ４）、Ｖ相（Ｖ１〜Ｖ４）、Ｗ相（Ｗ１〜Ｗ４）の三相巻線を順次に巻回している。ステータ３１１の内側には、ギャップを介してロータ３０２（ロータ鉄心と永久磁石３０３とロータ軸３６０からなる）が配置された内転形のモータである。

モータハウジング内には回転位置センサ３２０があり、ステータ３１１と回転位置センサ３２０との間に磁気シール板３４１を設定しており、回転位置センサのセンサ固定子３２１は、モータハウジング３４０に固定されている。回転位置センサのセンサロータ３２２は、ロータ軸３６０を介してロータ３０２（回転子）と接続され、ロータ軸３６０は軸受け３５０Ａ、３５０Ｂで回転支持されている。なお、モータは、集中巻タイプのモータであるが分布巻モータでもよい。また、回転位置センサ３２０は、レゾルバを用いているが、ホール素子やＧＭＲセンサを用いた場合にも、センサ素子のバイアス電圧に励磁信号を用いることで同様の検出が可能であり問題ない。

次に、本実施例におけるセンサ取付誤差について、図５Ａから図５Ｃを参照して説明する。図５Ａから図５Ｃは、モータ逆起電圧の位相と回転位置センサの取付位置誤差を示すために、モータ３１０のステータ３１１およびロータ３０２ならびに回転位置センサ３２０のセンサロータ３２２の位置関係を、センサロータ側から見た、モータの径方向断面を模式的に示す。ここで、センサ固定子の取付位置誤差の考慮は、便宜的にセンサロータの取付位置誤差として扱える。センサロータのレゾルバは、４極タイプで、モータの極対数に合わせて変更できるものである。

図５Ａは、ロータ位置決め前の初期状態を示しており、インバータ通電前のモータ停止状態である。ステータ３１１のＵ相コイル軸（ＵＣ軸）に対するモータｄ軸であるモータロータ３０２の磁石磁束軸（Ｒｍ軸）は、位置θ１である。センサロータ３２２の突極（０度）の軸がレゾルバロータ軸（Ｒｓ軸）であり、回転位置センサの検出位置θｓ１である。Ｒｍ軸とＲｓ軸の位置ずれが取付位置誤差θｅであり、機械的な取付位置誤差で決まる位置ずれ量で、モータ組立後に決まるモータ毎の個体差ということができる。取付位置誤差が機械角で±１度で管理できたとすれば、４極対のモータの場合には、モータ制御で使う電気角度での位置ずれ量は４倍の±４度となり、８極対のモータの場合には、電気角度で±８度に相当する。この電気角度での位置誤差は、弱め界磁制御であるモータ制御では電流制御誤差となるほか、モータ消費電力の増大に繋がるため、電気角度での位置誤差を小さく管理する必要がある。なお、特に明示しないモータの回転位置は、電気角度として扱う。

一般に、機械精度での管理が難しいため、予め位置誤差を測定しておき、インバータ内の不揮発メモリなどに保持し、位相補正部１７０で検出位置θｓ１を予め測定した位相誤差で補正した回転角度θを用いてモータ制御に適用している。このため、予め位相誤差を測定するロジックをインバータに組み込み、自動調整する機能が求められている。例えば、モータにロック電流を通電し、モータ回転位置を引き込んで位置決めし、この時の通電位相と検出位置θｓ１との偏差を検出位置誤差θｅとする手法が知られている。この時、モータの出力軸にはフリクショントルクがある他、ステータ３１１とロータ３０２の永久磁石３０３の構造で決まる磁束分布によってトルク変動が生じる（コギングトルクなど）。

図５Ｂは、フリクショントルクとコギングトルクが存在しない理想的な状態を示しており、通電位相のＵＣ軸と検出位置θｓとの偏差で求まる検出位置誤差θｅは、取付位置誤差に等しい。しかし、実際にはフリクショントルクやコギングトルクの影響があるため、図５Ｃに示すように実機のＲｍ軸は、通電位相のＵＣ軸と一致せず、位置ずれ量θｓ２となり、検出位置誤差の検出精度を低下させる。

一方、モータトルクは（数１）で表される。
Ｔ＝Ｐｎ・｛Φ・Ｉｑ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）・Ｉｄ・Ｉｑ｝・・・・（数１）
ここで、Ｔ：モータトルク、Ｐｎ：極対数、Φ：モータの磁束量、Ｌｄ：ｄ軸インダクタンス、Ｌｑ：ｑ軸インダクタンス、Ｉｄ：ｄ軸電流、Ｉｑ：ｑ軸電流であり、ｑ軸と電流Ｉの位相角をβとすれば、（数２）で表される。
Ｔ＝Ｐｎ・｛Φ・Ｉ・cosβ＋１／２×（Ｌｄ−Ｌｑ）・Ｉ^２・sin(２β)｝・・・・（数２）

モータロック電流Ｉを流してモータ回転位置を引き込むと、Ｉｑ＝０、Ｉｄ＝Ｉの状態に制定するためモータトルクＴ＝０となる。このため、実際にはフリクショントルクとモータトルクとがつり合う位置でモータ回転位置が停止する。図６に示すように、フリクショントルクをＴ３＞Ｔ２＞Ｔ１とすれば、フリクショントルクが大きいほど角度位置誤差は大きくなる。モータ電流を大きくすれば角度位置誤差は小さくなるが、特定の角度位置誤差に収束する。例えば、フリクショントルクがＴ２の場合には、角度位置誤差はθｅｒ１に収束する。なお、角度位置誤差とは、基本的には回転位置センサの取付位置誤差と同等である。

フリクショントルクの大きさがモータの回転位置で変化する場合や、温度変化によって粘性抵抗が変化する場合には、位置誤差を精度良く検知することができず、フリクショントルクの影響を最小限にすることが不可欠になる。

次に図７〜図９を用いて、本実施例における位相補正操作を説明する。図７は、位相補正操作を示すフローチャート図を示し、図８は、ＣＷ方向の位相補正操作を示し、図９は、ＣＣＷ方向の位相補正操作を示す。図７のフローチャートは、インバータの制御装置のマイコンプログラムとして実行される。

はじめに、モータ停止状態において、図１の位相補正要求に基づき回転位置センサ３２０より位相情報を取得する（Ｓ７０１）。このデータは、初期検出位相（θｉ）として以後使用する。次に位相調整用の電流をモータに対して通電する（Ｓ７０２）。この調整電流は、電流位相＋９０ｄｅｇ．のｄ軸方向であり、図８の通電開始で示される。この時点における通電位相は、回転座標におけるｄ軸方向のみであるため、理想的にはモータはトルク発生せず、従って位相変化は発生しない。なお、通電電流大きさの決定については後述する。

次に、前記状態を保ったまま、初期位相に対してＣＷ方向に位相データを加算し、電流位相をＣＷに位相補正操作する（Ｓ７０３）。図８では、電流位相変化としてステップ的に変化している。本補正操作は、電流指令をｄ軸電流に保ったまま回転座標系の電流値をｑ軸側に移動させ、モータに通電する電流をｄ軸電流を否０Ａおよびｑ軸電流を０Ａの状態からｄ軸電流およびｑ軸電流を否０Ａに操作していることになる。この場合、ｑ軸電流が否０Ａであるため、モータに対してトルクを発生させる電流を通電することになる。ただし、モータにはフリクショントルクが存在するため、ｑ軸電流が否０Ａであっても直ちにトルク発生することなく、それゆえに位相が変化することはない。

このように、位相補正部１７０は、位相補正操作時に、位相加算器１７３で位相調整に通電する電流の大きさを、前記回転位置センサ出力が停止状態から否停止状態となるために必要なトルクの値から決定している。そして、位相操作量を可能な範囲で操作しても位相変化が現れなかった場合には、通電量を増加させて再度前記位相調整を実施する。また、位相補正部１７０は、位相補正操作を、回転位置センサ３２０が出力する位相値に変化が現れないタイミング、例えばモータ停止中のインバータ起動時のみ、あるいはモータ停止中のインバータ停止処理時のみ実施する。さらに、位相補正部１７０は、位相補正操作を、インバータ起動時およびインバータ停止処理時に実施してもよい。

次に、前述の位相データの加算を継続すると、やがてｑ軸電流の成分が大きくなるため、フリクショントルクを上回るトルクが発生し回転位置センサより取得する位相値に変化が現れ始め、図８のセンサ出力位相に示すように位相変動が発生する。この状態となった時点において、モータへの通電を停止する（Ｓ７０４）と共に、ＣＷ方向に加算した位相操作量（Δθｃｗ）をマイコンの揮発性メモリもしくは不揮発性メモリに保存する（Ｓ７０５）。以上をステップ群１の補正操作とする。ステップ群１の補正操作終了後は、ＣＷ方向に加算した位相操作量を０度に設定し、図８に示すように、電流位相をリセットする。

次に、モータ停止状態において、回転位置センサ３２０より位相情報を取得する（Ｓ７０６）。本データは、次作業の初期位相として以後使用する。次に、前述ＣＷ方向同様に位相調整用の電流をモータに対して通電する（Ｓ７０７）。この調整電流も電流位相＋９０ｄｅｇ．のｄ軸方向であり、図９において通電開始で示される。この時点における通電位相は、回転座標におけるｄ軸方向のみであるため、理想的にはモータはトルクを発生せず、それゆえに位相変化は発生しない。

次に、前記状態を保ったまま、初期位相に対してＣＣＷ方向に位相データを加算し、電流位相をＣＣＷに位相補正操作する（Ｓ７０８）。図９において、電流位相変化としてステップ的に変化している。本補正操作は、前述のＣＷ方向と同様に、電流指令をｄ軸電流に保ったまま回転座標系の電流値をｑ軸側に移動させ、モータに通電する電流を、ｄ軸電流を否０Ａおよびｑ軸電流を０Ａの状態から、ｄ軸電流およびｑ軸電流を否０Ａに操作していることになる。この場合、ｑ軸電流が否０Ａであるため、モータに対してトルクを発生させる電流を通電することになる。ただし、モータにはフリクショントルクが存在するため、ｑ軸電流が否０Ａであっても直ちにトルク発生することなく、それゆえに位相が変化することはない。

次に、前述の位相データの加算を継続すると、前述のＣＷ方向と同様に、やがてｑ軸電流の成分が大きくなるため、フリクショントルクを上回るトルクが発生し、回転位置センサより取得する位相値に変化が現れ始め、図９のセンサ出力位相に示すように、位相変動が発生する。この状態となった時点において、モータへの通電を停止する（Ｓ７０９）と共に、ＣＣＷ方向に加算した位相操作量（Δθｃｃｗ）を、マイコンの揮発性メモリもしくは不揮発性メモリに保存する（Ｓ７１０）。以上をステップ群２の補正操作とする。

ステップ群１およびステップ群２において得た位相操作量から位相誤差を（数３）で求める（Ｓ７１１）。この工程では、方向の異なる位置操作量ΔθｃｗおよびΔθｃｃｗを平均化し、位相誤差θｅｒを決定している（Ｓ７１２）。このように、位相補正は、位相変動が発生し、センサが出力する位相値に変化が現れないタイミングで行われる。特に、モータ停止中のインバータ起動時や、インバータ停止処理時に実施することが好ましい。
θｅｒ＝（Δθｃｗ−Δθｃｃｗ）／２・・・・（数３）

得られた位相誤差（θｅｒ）は不揮発メモリ等の記憶媒体１７５などに保持し、位相補正部１７０内で処理されモータ制御用位相データの補正値に適用する。本位相調整時に通電する電流スカラ量は調整対象モータのコギングトルクやモータ出力軸に付随する補機などのフリクショントルクの大きさにより決定する。

今、これらのフリクショントルクの合算値をＴｆとした場合、モータによりＴｆ同等のトルクを発生すれば、フリクショントルクを相殺することが可能である。このことから前述のモータトルク演算式（数１）を使用して通電電流スカラ量を決定する。（数１）から、フリクショントルク発生に最低限必要な通電電流を決定するためにリラクタンストルク分を除き純粋にマグネットトルク（Ｔｍ）分のみとすると（数４）で表される。
Ｔｍ＝Ｐｎ・Φ・Ｉｑ・・・・（数４）

ここで算出されるマグネットトルクをフリクショントルク（Ｔｆ）に置き換え、更にＩｑを通電電流スカラ量（Ｉ）とすれば、（数４）は、（数５）で表される。
Ｔｆ＝Ｐｎ・Φ・Ｉ・・・・（数５）

（数５）より通電電流スカラ量（Ｉ）は（数６）で表される。
Ｉ＝Ｔｆ／（Ｐｎ・Φ）・・・・（数６）

また、モータに使用されるマグネット経年劣化や出力軸の負荷変動によりフリクショントルクが変動すると、初期設定電流値において位相調整処理を実施した場合、最大位相操作においても位相変化が現れない可能性がある。この場合は、通電電流を増加させて再度ステップ群１および２を実施することで、負荷トルク変動を吸収させることが可能である。

本発明のモータ駆動装置１００は、フリクショントルクの大きさに応じて最小限の通電量で初期位置ずれ量を補正することができるので、車両に組み付けた後にも初期位置ずれ量を補正することができる利点がある。

車両用のモータ駆動装置において、モータや変速機に異常などが発生した場合には、サービスステーションにて分解修理し、再組立することが望まれる。本発明の位相補正部１７０では、回転位置センサ３２０の取付位置誤差が変化しても、位相調整要求をサービスにて実施することにより、サービスステーションでのメンテナンス修理後の取付位置誤差を検出して、検出位置誤差を不揮発性メモリに再書き込みすることにより適切な回転位置を用いた高効率運転が可能となる利点がある。

上述の実施の形態では、本発明のモータ駆動装置１００をハイブリッド自動車システムに適用した場合について説明したが、電気自動車においても同様な効果が得られる。モータとして３相の交流同期モータの例を示したが、これに限られるものでなく、他の形式のモータを用いてもよい。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

本発明の活用例として、このモータの制御装置を用いて各種のモータを駆動することができ、電動パワーステアリングのモータや電動シートのモータ等の用途にも適用できる。

１００・・・インバータ部（モータ駆動装置）、１１０・・・電流検出部、１２０・・・電流制御部、１３０・・・三相電圧変換部（電圧変換部）、１４０・・・インバータ回路部、１５０・・・電流指令部、１６０・・・電流指令切替部、１６１・・・電流指令切替器、１７０・・・位相補正部、１７１・・・位相切替部、１７３・・・位相加算器、１７４・・・位相誤差算出部、１７５・・・記憶媒体（記憶手段）、１８０・・・回転位置検出部、
２００・・・バッテリ、
３００・・・モータ部、３１０・・・モータ、３１１・・・ステータ、３０２・・・ロータ、３０３・・・永久磁石、３２０・・・回転位置センサ、３２１・・・センサ固定子、３２２・・・センサロータ、３４０・・・モータハウジング、３５０Ａ・・・軸受け１、３５０Ｂ・・・軸受け２、３６０・・・ロータ軸、
４００・・・モータ制御装置

Claims (6)

1. モータと該モータのロータの回転位置を検出する回転位置センサとを有するモータ部と、前記回転位置センサからの信号を用いて前記モータを駆動するモータ駆動装置とを備えるモータ制御装置であって、
   前記モータ駆動装置は、前記モータの駆動電流を検出して電圧指令を出力する電流制御部と、前記電圧指令に基づいてドライブ信号を出力する電圧変換部と、前記ドライブ信号を前記モータに供給するインバータ回路と、前記回転位置センサで検出した位相を補正する位相補正部とを備え、
   前記位相補正部は、通常制御用位相と位相調整用位相とを切替える位相切替部と、前記回転位置センサの取付位置誤差に相当する位相誤差を算出する位相誤差算出部とを備えると共に、前記ロータの停止時の回転位置センサの初期検出位相に基づいて前記位相調整用位相を求め、
   前記位相誤差算出部は、前記ロータの停止状態で、電流制御位相を進角側および遅角側にそれぞれ変化させ、位相誤差を算出し、前記位相補正部は、前記回転位置センサの検出位相に前記位相誤差算出部で算出した位相誤差を加算もしくは減算して前記取付位置誤差を補正し、
   前記位相補正部は、前記回転位置センサが位相変化を認識した際に通電を停止し、当該通電停止時の位相操作値の進角側および遅角側について位相操作量を記憶する記憶手段を備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記位相補正部は、記憶した位相操作量を平均化して位相誤差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. モータと該モータのロータの回転位置を検出する回転位置センサとを有するモータ部と、前記回転位置センサからの信号を用いて前記モータを駆動するモータ駆動装置とを備えるモータ制御装置であって、
   前記モータ駆動装置は、前記モータの駆動電流を検出して電圧指令を出力する電流制御部と、前記電圧指令に基づいてドライブ信号を出力する電圧変換部と、前記ドライブ信号を前記モータに供給するインバータ回路と、前記回転位置センサで検出した位相を補正する位相補正部とを備え、
   前記位相補正部は、通常制御用位相と位相調整用位相とを切替える位相切替部と、前記回転位置センサの取付位置誤差に相当する位相誤差を算出する位相誤差算出部とを備えると共に、前記ロータの停止時の回転位置センサの初期検出位相に基づいて前記位相調整用位相を求め、
   前記位相誤差算出部は、前記ロータの停止状態で、電流制御位相を進角側および遅角側にそれぞれ変化させ、位相誤差を算出し、前記位相補正部は、前記回転位置センサの検出位相に前記位相誤差算出部で算出した位相誤差を加算もしくは減算して前記取付位置誤差を補正し、
   前記位相補正部は、位相補正操作時において、位相操作量を可能な範囲で操作しても位相変化が現れなかった場合には、通電電流を増加させて再度位相調整を実施することを特徴とするモータ制御装置。
4. 前記位相補正部は、位相補正操作時において、位相調整に通電する電流の大きさを、前記回転位置センサの出力が停止状態から否停止状態となるために必要なトルクの値から決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
5. 前記位相補正部は、位相誤差を算出する動作を、前記回転位置センサが出力する位相値に変化が現れないタイミングで実施することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
6. 前記位相補正部は、前記モータの停止中のインバータ起動時および／またはインバータ停止処理時に実施することを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。

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