JPWO2020100234A1 - モータ制御装置、アクチュエータ装置及びモータ制御方法 - Google Patents

Abstract

モータ制御装置（１００）は、位置センサ（４）の出力に対応する位置パルス信号を用いてロータの位置（θｅ）及びロータの速度（ωｅ＿ａｖｅ）を算出する回転状態演算部（１０）と、電気角（θ）の値を速度（ωｅ＿ａｖｅ）に基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置（θｅ＊）を順次算出するとともに、個々の補正位置（θｅ＊）に基づきブラシレスＤＣモータ（２）用の駆動回路（３）に対する３相電圧指令（ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊）を生成する電圧指令演算部（３０）と、を備える。

Description

本発明は、モータ制御装置、アクチュエータ装置及びモータ制御方法に関する。

従来、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブ、ウェイストゲートバルブ及びＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）などの種々のバルブ装置が車両に搭載されている。これらのバルブ装置の開度制御に電動式のアクチュエータ装置が用いられており、このアクチュエータ装置にブラシレスＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータが用いられている。ブラシレスＤＣモータの駆動電流の制御方式には、いわゆる「１２０度矩形波通電制御」及び「ベクトル制御」などがある。

通常、ベクトル制御においては、シャント抵抗器などの電流センサを用いてブラシレスＤＣモータの駆動電流を検出することが求められる。これに対して、特許文献１には、電流センサを不要としたベクトル制御、すなわち電流センサレス方式のベクトル制御によりブラシレスＤＣモータの駆動電流を制御する技術が開示されている。

特開２００５−１２４３５９号公報

特許文献１記載の技術は、いわゆる「オブザーバ」を用いて、ブラシレスＤＣモータにおける電流、より具体的にはｑ軸における電流を推定するものである。これにより、電流センサを不要としたものである。

一般に、オブザーバによる推定を安定させる観点から、オブザーバの極は複素数平面のうちの左半平面に配置するのが好適である。また、オブザーバによる推定の応答性を向上する観点から、オブザーバの極は複素数平面における原点から遠い位置に配置するのが好適である。すなわち、オブザーバによる推定の精度を向上する観点から、オブザーバの極は複素数平面のうちの左半平面における原点から遠い位置に配置するのが好適である。他方、オブザーバによる推定は、いわゆる「サンプリング定理」に基づく制御周期の制約を受ける。このため、オブザーバによる推定における再現性を向上する観点から、すなわちオブザーバによる推定の精度を向上する観点から、オブザーバを含む制御装置の制御周期は短くするのが好適である。

特許文献１記載の技術は、仮にオブザーバ（オブザーバ１）の極を上記のように配置したとしても、オブザーバ（オブザーバ１）を含む制御装置（電流制御部７）の制御周期が長い場合、オブザーバ（オブザーバ１）による推定の精度が低下する問題があった。この結果、オブザーバ（オブザーバ１）を含む制御装置（電流制御部７）による制御の精度が低下する問題があった。

また、特許文献１記載の技術におけるオブザーバ（オブザーバ１）による推定は、ブラシレスＤＣモータ（同期電動機１１）におけるロータの角速度の実測値を用いるものである。このため、当該角速度を検出するセンサ（速度検出部１４）の分解能が低い場合も上記と同様の問題があった。すなわち、オブザーバ（オブザーバ１）による推定の精度が低下することにより、オブザーバ（オブザーバ１）を含む制御装置（電流制御部７）による制御の精度が低下する問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ブラシレスＤＣモータの駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するとき、低分解能な位置センサを用いて当該制御の精度の向上を図ることを目的とする。

本発明のモータ制御装置は、ロータ用の位置センサを有するブラシレスＤＣモータに対する駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するモータ制御装置であって、位置センサの出力に対応する位置パルス信号を用いてロータの位置及びロータの速度を算出する回転状態演算部と、電気角の値を速度に基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置を順次算出するとともに、個々の補正位置に基づきブラシレスＤＣモータ用の駆動回路に対する３相電圧指令を生成する電圧指令演算部と、を備えるものである。

本発明によれば、上記のように構成したので、ブラシレスＤＣモータの駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するとき、低分解能な位置センサを用いて当該制御の精度の向上を図ることができる。

実施の形態１に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態１に係るモータ制御装置における回転状態演算部の要部を示すブロック図である。 実施の形態１に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。 実施の形態１に係るモータ制御装置における電圧指令演算部の要部を示すブロック図である。 Ｕ相位置パルス信号、Ｖ相位置パルス信号、Ｗ相位置パルス信号及び更新パルス信号の例を示すタイミングチャートである。 ｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊並びにｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊に対応する電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊及び電圧位相θ_ｄｑがｄｑ座標系にて極座標表示された状態の例を示す説明図である。 補正位置θ_ｅ ^＊の値と正規化電圧指令ｖ_{ｕ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊，ｖ_{ｖ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊の値との対応関係の例を示す説明図である。 図８Ａは、実施の形態１に係るモータ制御装置のハードウェア構成を示す説明図である。図８Ｂは、実施の形態１に係るモータ制御装置の他のハードウェア構成を示す説明図である。 実施の形態１に係るモータ制御装置における電流指令生成部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るモータ制御装置における制御指令生成部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るモータ制御装置における補正位置算出部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るモータ制御装置における電圧指令生成部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態２に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。 実施の形態２に係るモータ制御装置における制御指令生成部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態３に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。 実施の形態３に係るモータ制御装置における制御指令生成部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係るモータ制御装置を含む他のアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態３に係るモータ制御装置を含む他のアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。 参考例１に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。 参考例１に係るモータ制御装置における回転状態演算部の要部を示すブロック図である。 参考例１に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。 参考例１に係るモータ制御装置における電圧指令演算部の要部を示すブロック図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係るモータ制御装置における回転状態演算部の要部を示すブロック図である。図３は、実施の形態１に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。図４は、実施の形態１に係るモータ制御装置における電圧指令演算部の要部を示すブロック図である。図１〜図４を参照して、実施の形態１に係るモータ制御装置１００及びアクチュエータ装置２００について説明する。

図中、１はバルブ装置である。バルブ装置１は、例えば、ＥＧＲバルブ、ウェイストゲートバルブ又はＶＶＴにより構成されている。バルブ装置１は、リターンスプリングなどの付勢部材（不図示）を有している。バルブ装置１は、アクチュエータ装置２００による駆動トルクが供給されていないとき、付勢部材による付勢トルクにより、所定の開度に保持されるようになっている。より具体的には、開弁状態、閉弁状態又は開弁状態と閉弁状態との中間状態に保持されるようになっている。

アクチュエータ装置２００は、バルブ装置１に駆動トルクを供給することにより、バルブ装置１の開度を制御するものである。すなわち、ブラシレスＤＣモータ２は、ロータ（不図示）及びステータ（不図示）を有している。ステータは、Ｕ相に対応する巻線（以下「Ｕ相巻線」という。）、Ｖ相に対応する巻線（以下「Ｖ相巻線」という。）及びＷ相に対応する巻線（以下「Ｗ相巻線」という。）を有している。駆動回路３がＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線の各々に駆動電流を供給することにより、バルブ装置１に対する駆動トルクが発生する。以下、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線を総称して「三相巻線」又は「電機子巻線」ということがある。

駆動回路３は、いわゆる「インバータ」により構成されている。すなわち、駆動回路３は、Ｕ相に対応するスイッチング素子、Ｖ相に対応するスイッチング素子及びＷ相に対応するスイッチング素子を有している。各相に対応するスイッチング素子は、いわゆる「パワー半導体」により構成されている。駆動回路３は、各相に対応するスイッチング素子のオンオフを時間的に切り替えることにより、三相巻線に駆動電流を供給するものである。

ここで、駆動回路３は、Ｕ相に対応する電圧指令（以下「Ｕ相電圧指令」という。）ｖ_ｕ ^＊に応じた電流をＵ相巻線に供給するようになっている。また、駆動回路３は、Ｖ相に対応する電圧指令（以下「Ｖ相電圧指令」という。）ｖ_ｖ ^＊に応じた電流をＶ相巻線に供給するようになっている。さらに、駆動回路３は、Ｗ相に対応する電圧指令（以下「Ｗ相電圧指令」という。）ｖ_ｗ ^＊に応じた電流をＷ相巻線に供給するようになっている。以下、Ｕ相電圧指令ｖ_ｕ ^＊、Ｖ相電圧指令ｖ_ｖ ^＊及びＷ相電圧指令ｖ_ｗ ^＊を総称して「３相電圧指令」ということがある。３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊は、例えば、いわゆる「最大トルク制御」を実現するための電圧指令である。

ブラシレスＤＣモータ２は、ロータ用の位置センサ４を有している。位置センサ４は、例えば、Ｕ相に対応するホールＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、Ｖ相に対応するホールＩＣ及びＷ相に対応するホールＩＣにより構成されている。各相に対応するホールＩＣは、ロータの回転に応じて、連続パルス状の信号（以下「位置パルス信号」という。）を出力するものである。

以下、Ｕ相に対応する位置パルス信号を「Ｕ相位置パルス信号」ということがあり、Ｖ相に対応する位置パルス信号を「Ｖ相位置パルス信号」ということがあり、Ｗ相に対応する位置パルス信号を「Ｗ相位置パルス信号」ということがある。また、Ｕ相位置パルス信号における個々のパルスを「Ｕ相位置パルス」ということがあり、Ｖ相位置パルス信号における個々のパルスを「Ｖ相位置パルス」ということがあり、Ｗ相位置パルス信号における個々のパルスを「Ｗ相位置パルス」ということがある。また、Ｕ相位置パルス、Ｖ相位置パルス及びＷ相位置パルスを総称して「位置パルス」ということがある。

各相に対応する位置パルス信号は、ロータが１回転する間に少なくとも１パルスが出力されるものである。例えば、各相に対応する位置パルス信号は、ロータが機械角３６０度分回転する毎に、ロータが電気角６０度分回転する毎に、ロータが電気角３０度分回転する毎に、又はロータが電気角１５度分回転する毎に１パルスが出力されるものである。すなわち、位置センサ４は、ベクトル制御に用いられる一般的な位置センサ（光学式エンコーダ又はレゾルバなど）に比して低分解能なものである。

エッジ検出部１１は、位置パルス信号の入力を受け付けるものである。エッジ検出部１１は、当該入力された位置パルス信号における個々のエッジを検出するものである。すなわち、エッジ検出部１１は、Ｕ相位置パルス信号における個々のアップエッジ、Ｖ相位置パルス信号における個々のアップエッジ、及びＷ相位置パルス信号における個々のアップエッジを検出するものである。または、エッジ検出部１１は、Ｕ相位置パルス信号における個々のダウンエッジ、Ｖ相位置パルス信号における個々のダウンエッジ、及びＷ相位置パルス信号における個々のダウンエッジを検出するものである。または、エッジ検出部１１は、Ｕ相位置パルス信号における個々のアップエッジ及び個々のダウンエッジ、Ｖ相位置パルス信号における個々のアップエッジ及び個々のダウンエッジ、並びにＷ相位置パルス信号における個々のアップエッジ及び個々のダウンエッジを検出するものである。

エッジ検出部１１は、これらのエッジの検出に応じて、単発パルス状の信号（以下「更新パルス信号」という。）を出力するものである。すなわち、更新パルス信号における個々のパルスは、位置パルス信号における個々のエッジに対応するものである。以下、更新パルス信号における個々のパルスを「更新パルス」ということがある。図５は、Ｕ相位置パルス信号、Ｖ相位置パルス信号、Ｗ相位置パルス信号及び更新パルス信号の例を示している。図５に示す例においては、各相に対応する位置パルスの出力周期が電気角３６０度であるのに対して、更新パルスの出力周期が電気角６０度である。

不定周期位置算出部１２は、更新パルス信号の入力を受け付けるものである。不定周期位置算出部１２は、当該入力された更新パルス信号の値が１となる度に、ロータの磁極位置（以下単に「位置」ということがある。）θ_ｅを算出するものである。ここで、θ_ｅは電気角であり、θ_ｅの単位はラジアン（ｒａｄ）である。

すなわち、不定周期位置算出部１２には、互いに連続する各２個の更新パルス間の区間における位置θ_ｅの変化量ｄθ_ｅの絶対値｜ｄθ_ｅ｜を示す情報が予め記憶されている。不定周期位置算出部１２は、Ｕ相位置パルス、Ｖ相位置パルス及びＷ相位置パルスの出力順に基づき、ロータの回転方向を判定する。不定周期位置算出部１２は、前回の更新パルスの出力時における位置θ_ｅに対して、当該記憶されている情報が示す値｜ｄθ_ｅ｜を当該判定の結果に応じて加算又は減算することにより、今回の更新パルスの出力時における位置θ_ｅを算出する。不定周期位置算出部１２は、次回の更新パルスの出力時における位置θ_ｅが算出されるまで、当該算出された位置θ_ｅ、すなわち今回の更新パルスの出力時における位置θ_ｅを出力用に保持する。

不定周期速度算出部１３は、更新パルス信号の入力を受け付けるものである。不定周期速度算出部１３は、当該入力された更新パルス信号の値が１となる度に、すなわち不定周期位置算出部１２が位置θ_ｅを算出する度に、当該算出された位置θ_ｅを不定周期位置算出部１２から取得するものである。不定周期速度算出部１３は、位置θ_ｅを取得する度に、ロータの速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を算出するものである。ここで、ω_{ｅ＿ａｖｅ}は前回の更新パルスの出力時から今回の更新パルスの出力時までの区間における電気角速度ω_ｅの平均値であり、ω_{ｅ＿ａｖｅ}の単位はラジアン毎秒（ｒａｄ／ｓ）である。

すなわち、不定周期速度算出部１３には、位置センサ４の分解能θ_{ｅ＿ｒｅｓ}を示す情報が予め記憶されている。不定周期速度算出部１３は、前回の更新パルスの出力時から今回の更新パルスの出力時までの時間Ｔ_ωｅを算出する。不定周期速度算出部１３は、前回の更新パルスの出力時から今回の更新パルスの出力時までの区間における変化量ｄθ_ｅの正負に基づき、以下の式（１）により速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を算出する。なお、当該式（１）におけるｓｇｎ（・）は符号関数である。不定周期速度算出部１３は、次回の更新パルスの出力時における速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}が算出されるまで、当該算出された速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}、すなわち今回の更新パルスの出力時における速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を出力用に保持する。

ここで、アクチュエータ装置２００が動作しているとき、更新パルスの出力周期はロータの回転速度に応じて変動する。このため、不定周期位置算出部１２による位置θ_ｅの算出処理及び不定周期速度算出部１３による速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}の算出処理は、いずれも不定周期に実行されるものである。不定周期位置算出部１２が位置θ_ｅを不定周期に算出することにより、仮に不定周期位置算出部１２が位置θ_ｅを定周期に算出する場合に比して、ロータの磁極位置の検出漏れが発生するのを抑制することができる。不定周期速度算出部１３が速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を不定周期に算出することにより、仮に不定周期速度算出部１３が速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を定周期に算出する場合に比して、前回の更新パルスの出力時から今回の更新パルスの出力時までの区間における電気角速度ω_ｅの平均値、すなわち速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を正確に算出することができる。

エッジ検出部１１、不定周期位置算出部１２及び不定周期速度算出部１３により、回転状態演算部１０が構成されている。上記のとおり、回転状態演算部１０により実行される処理は、不定周期に実行される処理を含むものである。このため、回転状態演算部１０の制御周期は不定である。

電流指令生成部２１は、モータ制御装置１００に対する上位の電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と記載する。）５により生成された位置指令θ_{ｅ＿ｄｉｒ}をＥＣＵ５から取得するものである。また、電流指令生成部２１は、不定周期位置算出部１２により算出された位置θ_ｅを不定周期位置算出部１２から取得するものである。

電流指令生成部２１は、当該取得された位置指令θ_{ｅ＿ｄｉｒ}及び位置θ_ｅに基づき、いわゆる「古典制御」により、位置指令θ_{ｅ＿ｄｉｒ}に対する位置θ_ｅの差分値（以下「位置偏差」という。）δθ_ｅを零値に近づけるための電流指令を生成するものである。より具体的には、電流指令生成部２１は、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御により、ｑ軸における電流指令（以下「ｑ軸電流指令」という。）ｉ_ｑ ^＊を生成するものである。

制御指令生成部２２は、電流指令生成部２１により生成されたｑ軸電流指令ｉ_ｑ ^＊を電流指令生成部２１から取得するものである。また、制御指令生成部２２は、ｄ軸における電流指令（以下「ｄ軸電流指令」という。）ｉ_ｄ ^＊を電流指令生成部２１から取得するものである。さらに、制御指令生成部２２は、不定周期位置算出部１２により算出された位置θ_ｅを不定周期位置算出部１２から取得するものである。

ここで、ｄ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊は所定値に設定されている。例えば、ｄ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊は零値に設定されている。ただし、ｄ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊は零値に限定されるものではなく、正値又は負値であっても良い。また、ｄ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊は固定値であっても良く、又は可変値であっても良い。以下、ｄ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊及びｑ軸電流指令ｉ_ｑ ^＊を総称して「ｄｑ軸電流指令」ということがある。

制御指令生成部２２は、当該取得されたｄｑ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊及び位置θ_ｅに基づき、電圧指令演算部３０に対する制御指令（以下単に「制御指令」という。）を生成するものである。

すなわち、ｄ軸及びｑ軸による座標系（以下「ｄｑ座標系」という。）におけるブラシレスＤＣモータ２の電圧方程式は、以下の式（２）により与えられる。

ここで、ｖ_ｄ ^＊はｄ軸における電圧指令（以下「ｄ軸電圧指令」という。）であり、ｖ_ｄ ^＊の単位はボルト（Ｖ）である。ｖ_ｑ ^＊はｑ軸における電圧指令（以下「ｑ軸電圧指令」という。）であり、ｖ_ｑ ^＊の単位はボルト（Ｖ）である。以下、ｄ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊及びｑ軸電圧指令ｖ_ｑ ^＊を総称して「ｄｑ軸電圧指令」ということがある。

また、ｉ_ｄ ^＊はｄ軸電流指令であり、ｉ_ｄ ^＊の単位はアンペア（Ａ）である。ｉ_ｑ ^＊はｑ軸電流指令であり、ｉ_ｑ ^＊の単位はアンペア（Ａ）である。

また、Ｒ_ａは電機子巻線抵抗であり、Ｒ_ａの単位はオーム（Ω）である。

また、Ｌ_ｄはｄ軸におけるインダクタンス（以下「ｄ軸インダクタンス」という。）であり、Ｌ_ｄの単位はヘンリー（Ｈ）である。Ｌ_ｑはｑ軸におけるインダクタンス（以下「ｑ軸インダクタンス」という。）であり、Ｌ_ｑの単位はヘンリー（Ｈ）である。以下、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄ及びｑ軸インダクタンスＬ_ｑを総称して「ｄｑ軸インダクタンス」ということがある。なお、ブラシレスＤＣモータ２が表面磁石型である場合、ｄｑ軸インダクタンスＬ_ｄ，Ｌ_ｑは互いに同等の値である。

また、ω_ｅは電気角速度であり、ω_ｅの単位はラジアン毎秒（ｒａｄ／ｓ）である。なお、ω_ｅはθ_ｅの時間微分値に対応するものである。

また、φは電機子巻線鎖交磁束数であり、φの単位はボルト秒毎ラジアン（Ｖｓ／ｒａｄ）である。

電機子巻線抵抗Ｒ_ａ、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄ、ｑ軸インダクタンスＬ_ｑ及び電機子巻線鎖交磁束数φの各々は、ブラシレスＤＣモータ２の仕様に応じた定数である。以下、電機子巻線抵抗Ｒ_ａ、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄ、ｑ軸インダクタンスＬ_ｑ及び電機子巻線鎖交磁束数φを総称して「モータ定数」ということがある。

ｄ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊が零値に設定されている場合（すなわちｉ_ｄ ^＊＝０である場合）、上記式（２）を整理することにより、以下の式（３）が得られる。

電気角速度ω_ｅは、以下の式（４）により算出される。

ここで、θ_ｅ（ｎ−１）は制御指令生成部２２により前回取得された位置θ_ｅであり、θ_ｅ（ｎ）は制御指令生成部２２により今回取得された位置θ_ｅである。すなわち、ｎは、制御指令生成部２２による位置θ_ｅの取得に係るサンプル番号である。

また、ｄＴ_ｐは制御指令演算部２０の制御周期である。すなわち、制御指令演算部２０は所定の制御周期ｄＴ_ｐを有するものである。この周期ｄＴ_ｐは、例えば、４ミリ秒（ｍｓ）に設定されている。以下、この周期ｄＴ_ｐを「第１周期」ということがある。

以上の内容を踏まえて、制御指令生成部２２は、以下のように制御指令を生成する。すなわち、制御指令生成部２２には、ブラシレスＤＣモータ２の仕様を示す情報が予め記憶されている。制御指令生成部２２は、当該記憶されている情報が示す仕様に基づき、上記式（３）の計算に用いられるモータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｄ，Ｌ_ｑ，φの値を設定する。

また、制御指令生成部２２には、第１周期ｄＴ_ｐを示す情報が予め記憶されている。制御指令生成部２２は、当該記憶されている情報が示す第１周期ｄＴ_ｐ、今回取得された位置θ_ｅ（ｎ）及び前回取得された位置θ_ｅ（ｎ−１）に基づき、上記式（４）により電気角速度ω_ｅを算出する。このとき、制御指令生成部２２は、いわゆる「疑似微分器」を用いて電気角速度ω_ｅを算出するものであっても良い。

次いで、制御指令生成部２２は、当該設定されたモータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｄ，Ｌ_ｑ，φ、当該算出された電気角速度ω_ｅ及び今回取得されたｄｑ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊に基づき、上記式（３）によりｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊を生成する。

次いで、制御指令生成部２２は、当該生成されたｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊に基づき、以下の式（５）により、ｄｑ座標系における電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊を算出する。また、制御指令生成部２２は、当該生成されたｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊に基づき、以下の式（６）により、ｄｑ座標系における電圧位相θ_ｄｑを算出する。

図６は、ｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊並びにｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊に対応する電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊及び電圧位相θ_ｄｑがｄｑ座標系にて極座標表示された状態の例を示す説明図である。なお、図中θは、θ_ｄｑ＋θ_ｅによる電気角を示している。制御指令生成部２２は、当該算出された電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊の大きさ及び電圧位相θ_ｄｑを含む制御指令を生成する。

このように、ブラシレスＤＣモータ２の電圧方程式を用いることにより、ｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊を生成するにあたり、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流の検出を不要とすることができるのはもちろんのこと、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流の推定も不要とすることができる。この結果、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流について、フィードフォワードによるベクトル制御を実現することができる。

電流指令生成部２１及び制御指令生成部２２により、制御指令演算部２０が構成されている。上記のとおり、制御指令演算部２０は所定の制御周期ｄＴ_ｐを有するものである。すなわち、電流指令生成部２１が位置指令θ_{ｅ＿ｄｉｒ}及び位置θ_ｅを取得する処理、電流指令生成部２１がｑ軸電流指令ｉ_ｑ ^＊を生成する処理、制御指令生成部２２がｄｑ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊及び位置θ_ｅを取得する処理、並びに制御指令生成部２２が制御指令を生成する処理などは、第１周期ｄＴ_ｐ毎に実行されるものである。

補正位置算出部３１は、制御指令生成部２２により生成された制御指令を制御指令生成部２２から取得するものである。また、補正位置算出部３１は、不定周期位置算出部１２により算出された位置θ_ｅを不定周期位置算出部１２から取得するとともに、不定周期速度算出部１３により算出された速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を不定周期速度算出部１３から取得するものである。さらに、補正位置算出部３１は、更新パルス信号の入力を受け付けるものである。

補正位置算出部３１は、当該取得された制御指令に含まれる電圧位相θ_ｄｑ、当該取得された位置θ_ｅ及び速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}、並びに当該入力された更新パルス信号の値に基づき、以下の式（７）による計算及び以下の式（８）による計算を実行するものである。

ここで、ｄＴ_ｃは電圧指令演算部３０の制御周期である。すなわち、電圧指令演算部３０は所定の制御周期ｄＴ_ｃを有するものである。上記式（７）による計算及び上記式（８）による計算は、この周期ｄＴ_ｃ毎に実行されるものである。この周期ｄＴ_ｃは、例えば、０．５ミリ秒（ｍｓ）に設定されている。以下、この周期ｄＴ_ｃを「第２周期」ということがある。第２周期ｄＴ_ｃは、第１周期ｄＴ_ｐ（例えば４ｍｓ）に比して短いものである。また、第２周期ｄＴ_ｃは、更新パルスの出力周期に比して短くなり得るものである。

また、ｉは、個々の第１周期ｄＴ_ｐ内にて、第２周期ｄＴ_ｃが経過する度に１が加算される（すなわちインクリメントされる）変数であり、かつ、更新パルス信号の値が１となる度に（すなわち更新パルスが出力される度に）零値にリセットされる変数である。例えば、第１周期ｄＴ_ｐが４ｍｓに設定されており、かつ、第２周期ｄＴ_ｃが０．５ｍｓに設定されている場合、変数ｉは０以上７以下の整数値を取り得るものである。また、Δθ_ｄｑの上限値及び下限値は、位置パルス信号の仕様に応じた値である。例えば、更新パルスの出力周期が電気角６０度である場合（図５参照）、Δθ_ｄｑの上限値は＋π／３ｒａｄであり、Δθ_ｄｑの下限値は−π／３ｒａｄである。

変数ｉのインクリメントの要否の判定には、例えば、ＳＲ（Ｓｅｔ Ｒｅｓｅｔ）フリップフロップが用いられる。すなわち、当該ＳＲフリップフロップには、更新パルス信号と、第２周期ｄＴ_ｃに対応する連続パルス状の信号とが入力される。補正位置算出部３１は、個々の第２周期ｄＴ_ｃにおいて、当該ＳＲフリップフロップの出力値に基づき、変数ｉのインクリメントの要否を判定する。

また、変数ｉのインクリメントの要否の判定は、位置θ_ｅ及び速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}の取得の要否の判定でもある。補正位置算出部３１は、更新パルスが出力される度に、すなわち変数ｉがインクリメントされる度に、位置θ_ｅ及び速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を取得する。補正位置算出部３１は、次回の更新パルスが出力されるまで、当該取得された速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を上記式（７）による計算用に保持するともに、当該取得された位置θ_ｅを上記式（８）による計算用に保持する。

すなわち、上記式（８）による計算は、個々の第１周期ｄＴ_ｐ内にて、電圧位相θ_ｄｑに対応する電気角θ（図６参照）の値を第２周期ｄＴ_ｃ毎に時間的に補間することにより、複数個の位置（以下「補正位置」ということがある。）θ_ｅ ^＊を順次算出するものである。また、上記式（７）による計算は、当該補間に用いられる値（以下「補間値」という。）Δθ_ｄｑを第２周期ｄＴ_ｃ毎に算出するものである。当該補間は位置θ_ｅ及び補間値Δθ_ｄｑに基づくものであり、補間値Δθ_ｄｑは速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}に基づくものである。当該複数個の補正位置θ_ｅ ^＊の各々は、３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊の生成に用いられるものである。

当該補間により、位置センサ４が低分解能であるにもかかわらず、３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊の生成に用いられる位置θ_ｅ ^＊をソフトウェア的に高分解能にすることができる。この結果、モータ制御装置１００によるベクトル制御の精度の向上を図ることができる。また、この位置θ_ｅ ^＊を高分解能にしつつ、モータ制御装置１００のうちの電圧指令演算部３０を除く部位の制御周期（例えば制御指令演算部２０の制御周期ｄＴ_ｐ）を電圧指令演算部３０の制御周期ｄＴ_ｃに比して長くすることができる。この結果、モータ制御装置１００における演算負荷を低減することができる。

電圧指令生成部３２は、補正位置算出部３１により算出された個々の補正位置θ_ｅ ^＊を補正位置算出部３１から取得するものである。また、電圧指令生成部３２は、制御指令生成部２２により生成された制御指令を制御指令生成部２２から取得するものである。電圧指令生成部３２は、当該取得された個々の補正位置θ_ｅ ^＊、及び当該取得された制御指令に含まれる電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊の大きさに基づき、以下の式（９）により３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊を生成するものである。

ここで、ｖ_{ｕ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊及びｖ_{ｖ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊の各々は、片振幅の最大値が１に正規化された電圧指令（以下「正規化電圧指令」という。）である。電圧指令生成部３２には、電気角０〜２πラジアン（ｒａｄ）の角度範囲に亘る、補正位置θ_ｅ ^＊の値と正規化電圧指令ｖ_{ｕ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊，ｖ_{ｖ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊の値との対応関係を示すテーブルが予め記憶されている。電圧指令生成部３２は、当該記憶されているテーブルに基づき、補正位置算出部３１により算出された個々の補正位置θ_ｅ ^＊の値に応じて、上記式（９）の計算に用いられる正規化電圧指令ｖ_{ｕ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊，ｖ_{ｖ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊の値を設定する。図７は、補正位置θ_ｅ ^＊の値と正規化電圧指令ｖ_{ｕ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊，ｖ_{ｖ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊の値との対応関係の例を示している。

電圧指令生成部３２は、当該生成された３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊を駆動回路３に出力するものである。駆動回路３は、上記のとおり、３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊に応じた電流を三相巻線に供給するものである。

補正位置算出部３１及び電圧指令生成部３２により、電圧指令演算部３０が構成されている。上記のとおり、制御指令演算部２０は所定の制御周期ｄＴ_ｃを有するものである。すなわち、補正位置算出部３１が上記式（７）により補間値Δθ_ｄｑを算出する処理、補正位置算出部３１が上記式（８）により補正位置θ_ｅ ^＊を算出する処理、及び電圧指令生成部３２が上記式（９）により３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊を生成する処理などは、第２周期ｄＴ_ｃ毎に実行されるものである。

回転状態演算部１０、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０により、モータ制御装置１００の要部が構成されている。ブラシレスＤＣモータ２、駆動回路３、位置センサ４及びモータ制御装置１００により、アクチュエータ装置２００の要部が構成されている。

次に、図８を参照して、モータ制御装置１００の要部のハードウェア構成について説明する。

図８Ａに示す如く、モータ制御装置１００はプロセッサ４１及びメモリ４２を有している。メモリ４２には、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。メモリ４２に記憶されているプログラムをプロセッサ４１が読み出して実行することにより、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０の機能が実現される。

または、図８Ｂに示す如く、モータ制御装置１００は処理回路４３を有している。この場合、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０の機能が専用の処理回路４３により実現される。

または、モータ制御装置１００はプロセッサ４１、メモリ４２及び処理回路４３を有している（不図示）。この場合、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０の機能のうちの一部の機能がプロセッサ４１及びメモリ４２により実現されて、残余の機能が専用の処理回路４３により実現される。

プロセッサ４１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のうちの少なくとも一つを用いたものである。

メモリ４２は、例えば、半導体メモリ又は磁気ディスクのうちの少なくとも一方を用いたものである。より具体的には、メモリ４２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）のうちの少なくとも一つを用いたものである。

処理回路４３は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）又はシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）のうちの少なくとも一つを用いたものである。

次に、図９のフローチャートを参照して、モータ制御装置１００の動作について、制御指令演算部２０及び電圧指令演算部３０の動作を中心に説明する。

なお、図９に示す処理のバックグラウンドにて、回転状態演算部１０による各処理が実行されている。すなわち、エッジ検出部１１による更新パルス信号の出力処理が連続的に実行されており、かつ、不定周期位置算出部１２による位置θ_ｅの算出処理が不定周期に実行されており、かつ、不定周期速度算出部１３による速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}の算出処理が不定周期に実行されている。

図９Ａは、個々の第１周期ｄＴ_ｐ（例えば４ｍｓ）における電流指令生成部２１の動作を示している。まず、ステップＳＴ１にて、電流指令生成部２１は、ＥＣＵ５により生成された位置指令θ_{ｅ＿ｄｉｒ}をＥＣＵ５から取得するとともに、不定周期位置算出部１２により算出された位置θ_ｅを不定周期位置算出部１２から取得する。次いで、ステップＳＴ２にて、電流指令生成部２１は、当該取得された位置指令θ_{ｅ＿ｄｉｒ}及び位置θ_ｅに基づき、古典制御（例えばＰＩＤ制御）により、位置偏差δθ_ｅを零値に近づけるためのｑ軸電流指令ｉ_ｑ ^＊を生成する。

図９Ｂは、個々の第１周期ｄＴ_ｐ（例えば４ｍｓ）における制御指令生成部２２の動作を示している。まず、ステップＳＴ１１にて、制御指令生成部２２は、電流指令生成部２１により生成されたｑ軸電流指令ｉ_ｑ ^＊（すなわちステップＳＴ２にて生成されたｑ軸電流指令ｉ_ｑ ^＊）を電流指令生成部２１から取得するとともに、所定値（例えば零値）のｄ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊を電流指令生成部２１から取得する。また、ステップＳＴ１１にて、制御指令生成部２２は、不定周期位置算出部１２により算出された位置θ_ｅを不定周期位置算出部１２から取得する。また、ステップＳＴ１２にて、制御指令生成部２２は、上記式（３）の計算に用いられるモータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｄ，Ｌ_ｑ，φの値を設定する。

次いで、制御指令生成部２２は、当該取得されたｄｑ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊、当該取得された位置θ_ｅ（より具体的には前回のステップＳＴ１１にて取得された位置θ_ｅ（ｎ−１）及び今回のステップＳＴ１１にて取得された位置θ_ｅ（ｎ））、並びに当該設定されたモータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｄ，Ｌ_ｑ，φに基づき、制御指令を生成する。

すなわち、制御指令生成部２２は、上記式（４）により電気角速度ω_ｅを算出する（ステップＳＴ１３）。次いで、制御指令生成部２２は、上記式（３）によりｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊を生成する（ステップＳＴ１４）。次いで、制御指令生成部２２は、上記式（５）により電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊を算出するとともに、上記式（６）により電圧位相θ_ｄｑを算出する（ステップＳＴ１５）。次いで、制御指令生成部２２は、当該算出された電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊の大きさ及び電圧位相θ_ｄｑを含む制御指令を生成する（ステップＳＴ１６）。

図９Ｃは、個々の第１周期ｄＴ_ｐ（例えば４ｍｓ）における補正位置算出部３１の動作を示している。まず、ステップＳＴ２１にて、補正位置算出部３１は、制御指令生成部２２により生成された制御指令（すなわちステップＳＴ１６にて生成された制御指令）を制御指令生成部２２から取得する。次いで、補正位置算出部３１は、以下のステップＳＴ２２〜ＳＴ２４の処理を第２周期ｄＴ_ｃ（例えば０．５ｍｓ）毎に繰り返し実行する。

すなわち、補正位置算出部３１は、更新パルス信号の値が１となった場合（すなわち更新パルスの出力があった場合）、不定周期位置算出部１２により算出された位置θ_ｅを不定周期位置算出部１２から取得するとともに、不定周期速度算出部１３により算出された速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を不定周期速度算出部１３から取得する（ステップＳＴ２２）。なお、更新パルス信号の値が０のままである場合（すなわち更新パルスの出力がなかった場合）、ステップＳＴ２２の処理はスキップされる。

次いで、補正位置算出部３１は、上記式（７）により補間値Δθ_ｄｑを算出する（ステップＳＴ２３）。当該式（７）の計算に用いられる速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}は、今回の第２周期ｄＴ_ｃにおけるステップＳＴ２２にて取得された速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}、又は前回以前の第２周期ｄＴ_ｃにおけるステップＳＴ２２にて取得されて計算用に保持されている速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}である。

次いで、補正位置算出部３１は、上記式（８）により補正位置θ_ｅ ^＊を算出する（ステップＳＴ２４）。当該式（８）の計算に用いられる電圧位相θ_ｄｑは、ステップＳＴ２１にて取得された制御指令に含まれるものである。当該式（８）の計算に用いられる位置θ_ｅは、今回の第２周期ｄＴ_ｃにおけるステップＳＴ２２にて取得された位置θ_ｅ、又は前回以前の第２周期ｄＴ_ｃにおけるステップＳＴ２２にて取得されて計算用に保持されている位置θ_ｅである。

図９Ｄは、個々の第１周期ｄＴ_ｐ（例えば４ｍｓ）における電圧指令生成部３２の動作を示している。まず、ステップＳＴ３１にて、電圧指令生成部３２は、制御指令生成部２２により生成された制御指令（すなわちステップＳＴ１６にて生成された制御指令）を制御指令生成部２２から取得する。次いで、電圧指令生成部３２は、以下のステップＳＴ３２〜ＳＴ３４の処理を第２周期ｄＴ_ｃ（例えば０．５ｍｓ）毎に繰り返し実行する。

すなわち、電圧指令生成部３２は、補正位置算出部３１により算出された補正位置θ_ｅ ^＊（すなわち今回の第２周期ｄＴ_ｃにおけるステップＳＴ２４にて生成された補正位置θ_ｅ ^＊）を補正位置算出部３１から取得する（ステップＳＴ３２）。次いで、電圧指令生成部３２は、予め記憶されているテーブルに基づき、当該取得された補正位置θ_ｅ ^＊の値に応じて、上記式（９）の計算に用いられる正規化電圧指令ｖ_{ｕ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊，ｖ_{ｖ＿ｎｏｒｍａｌ} ^＊の値を設定する（ステップＳＴ３３）。次いで、電圧指令生成部３２は、当該式（９）により３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊を生成する（ステップＳＴ３４）。当該式（９）の計算に用いられる電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊の大きさは、ステップＳＴ３１にて取得された制御指令に含まれるものである。

なお、第１周期ｄＴ_ｐは第２周期ｄＴ_ｃに比して長い周期であれば良く、４ミリ秒に限定されるものではない。例えば、第１周期ｄＴ_ｐは２ミリ秒に設定されているものであっても良い。また、第２周期ｄＴ_ｃは第１周期ｄＴ_ｐに比して短い周期であれば良く、０．５ミリ秒に限定されるものではない。

また、アクチュエータ装置２００の用途は、車載用のバルブ装置１の開度制御に限定されるものではない。アクチュエータ装置２００は、従来のアクチュエータ装置と同様の種々の用途に用いることができる。

また、モータ制御装置１００の用途は、アクチュエータ装置２００におけるブラシレスＤＣモータ２の制御に限定されるものではない。ブラシレスＤＣモータ２は、従来のブラシレスＤＣモータと同様の種々の装置に用いることができる。モータ制御装置１００は、当該種々の装置におけるブラシレスＤＣモータ２の制御に用いることができる。例えば、モータ制御装置１００は、いわゆる「回転数制御」に用いられるものであっても良い。または、例えば、モータ制御装置１００は、フィードバックによらずにｄｑ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊を一定にする制御に用いられるものであっても良い。または、例えば、モータ制御装置１００は、ブラシレスＤＣモータ２を連続回転させる制御に用いられるものであっても良い。

ただし、車載用のバルブ装置１の開度制御においては、アクチュエータ装置２００を安価に実現する観点から、低分解能な位置センサ４を用いることが要求される。また、制御周期の長い（すなわち処理速度の低い）プロセッサ４１又は処理回路４３を用いることが要求される。これに対して、実施の形態１に係るモータ制御装置１００は、低分解能な位置センサ４を用いてベクトル制御の精度の向上を図ることができ、かつ、電圧指令演算部３０を除く部位の制御周期を長くすることができる。このため、車載用のバルブ装置１の開度制御においては、実施の形態１に係るモータ制御装置１００及びアクチュエータ装置２００を用いるのが特に好適である。

また、制御指令演算部２０は、アクチュエータ装置２００内にてモータ制御装置１００外に設けられているものであっても良い。すなわち、回転状態演算部１０及び電圧指令演算部３０によりモータ制御装置１００の要部が構成されているものであっても良い。

以上のように、実施の形態１に係るモータ制御装置１００は、ロータ用の位置センサ４を有するブラシレスＤＣモータ２に対する駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するモータ制御装置１００であって、位置センサ４の出力に対応する位置パルス信号を用いてロータの位置θ_ｅ及びロータの速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を算出する回転状態演算部１０と、電気角θの値を速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}に基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置θ_ｅ ^＊を順次算出するとともに、個々の補正位置θ_ｅ ^＊に基づきブラシレスＤＣモータ２用の駆動回路３に対する３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊を生成する電圧指令演算部３０と、を備える。当該補間により、位置センサ４が低分解能であっても、３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊の生成に用いられる位置θ_ｅ ^＊をソフトウェア的に高分解能にすることができる。この結果、低分解能な位置センサ４を用いて、モータ制御装置１００によるベクトル制御の精度の向上を図ることができる。また、この位置θ_ｅ ^＊を高分解能にしつつ、モータ制御装置１００のうちの電圧指令演算部３０を除く部位の制御周期（例えば制御指令演算部２０の制御周期ｄＴ_ｐ）を電圧指令演算部３０の制御周期ｄＴ_ｃに比して長くすることができる。この結果、モータ制御装置１００における演算負荷を低減することができる。

また、回転状態演算部１０は、位置パルス信号におけるエッジを検出して、エッジに対応する更新パルスを含む更新パルス信号を出力するエッジ検出部１１と、更新パルスの出力に応じて不定周期に位置θ_ｅを算出する不定周期位置算出部１２と、更新パルスの出力に応じて不定周期に速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を算出する不定周期速度算出部１３と、を有する。不定周期位置算出部１２が位置θ_ｅを不定周期に算出することにより、ロータの磁極位置の検出漏れが発生するのを抑制することができる。不定周期速度算出部１３が速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を不定周期に算出することにより、前回の更新パルスの出力時から今回の更新パルスの出力時までの区間における電気角速度ω_ｅの平均値、すなわち速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を正確に算出することができる。

また、位置パルス信号は、ロータが１回転する間に少なくとも１パルスが出力されるものである。かかる低分解能な位置センサ４を用いることにより、アクチュエータ装置２００を安価に実現することができる。

また、モータ制御装置１００は、位置指令θ_{ｅ＿ｄｉｒ}に対する位置θ_ｅの差分値（位置偏差δθ_ｅ）に応じた電圧位相θ_ｄｑを含む制御指令を生成する制御指令演算部２０を備え、電圧指令演算部３０は、電圧位相θ_ｄｑに対応する電気角θの値を位置θ_ｅ及び速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}に基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置θ_ｅ ^＊を順次算出する。これにより、位置偏差δθ_ｅに応じたベクトル制御を実現することができる。

また、位置指令θ_{ｅ＿ｄｉｒ}は、モータ制御装置１００に対する上位の電子制御ユニット（ＥＣＵ５）により出力されるものであり、制御指令演算部２０は、差分値（位置偏差δθ_ｅ）に応じたｑ軸電流指令ｉ_ｑ ^＊を生成する電流指令生成部２１と、ｑ軸電流指令ｉ_ｑ ^＊を含むｄｑ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊に応じた制御指令を生成する制御指令生成部２２と、を有する。ＥＣＵ５により出力された位置指令θ_{ｅ＿ｄｉｒ}を用いることにより、最大トルク制御などの任意の制御を実現することができる。

また、制御指令生成部２２は、ブラシレスＤＣモータ２の電圧方程式を用いて制御指令を生成する。ブラシレスＤＣモータ２の電圧方程式を用いることにより、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流について、フィードフォワードによるベクトル制御を実現することができる。

また、制御指令は、差分値（位置偏差δθ_ｅ）に応じた電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊の大きさを含むものであり、電圧指令演算部３０は、複数個の補正位置θ_ｅ ^＊を順次算出する補正位置算出部３１と、電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊の大きさ及び個々の補正位置θ_ｅ ^＊に基づき３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊を生成する電圧指令生成部３２と、を有する。電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊の大きさ及び電圧位相θ_ｄｑを含む制御指令を用いることにより、電圧指令演算部３０による上記式（７）の計算、上記式（８）の計算及び上記式（９）の計算を実現することができる。

また、実施の形態１に係るアクチュエータ装置２００は、モータ制御装置１００と、ブラシレスＤＣモータ２と、駆動回路３と、位置センサ４を、を備える。これにより、モータ制御装置１００を用いたアクチュエータ装置２００を実現することができる。

また、アクチュエータ装置２００は、車載用のバルブ装置１の開度制御に用いられるものである。上記のとおり、車載用のバルブ装置１の開度制御においては、モータ制御装置１００及びアクチュエータ装置２００を用いるのが特に好適である。

また、実施の形態１に係るモータ制御方法は、ロータ用の位置センサ４を有するブラシレスＤＣモータ２に対する駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するモータ制御方法であって、回転状態演算部１０が、位置センサ４の出力に対応する位置パルス信号を用いて、ロータの位置θ_ｅ及びロータの速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を算出し、電圧指令演算部３０が、電気角θの値を速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}に基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置θ_ｅ ^＊を順次算出するとともに、個々の補正位置θ_ｅ ^＊に基づきブラシレスＤＣモータ２用の駆動回路３に対する３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊を生成する。これにより、モータ制御装置１００による上記効果と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図１０は、実施の形態２に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。図１１は、実施の形態２に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。図１０及び図１１を参照して、実施の形態２に係るモータ制御装置１００ａ及びアクチュエータ装置２００ａについて説明する。なお、図１０において、図１に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。また、図１１において、図３に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態２に係るモータ制御装置１００ａは、実施の形態１に係るモータ制御装置１００に対して、ｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊の生成に用いられる電圧方程式が異なるものである。すなわち、モータ制御装置１００における制御指令生成部２２は、上記式（２）に示す電圧方程式をｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊の生成に用いるものであった。これに対して、モータ制御装置１００ａにおける制御指令生成部２２ａは、以下の式（１０）に示す電圧方程式をｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊の生成に用いるものである。

ここで、Ｔ_ｃは、ｄｑ座標系における電流応答時定数である。すなわち、上記式（１０）に示す電圧方程式は、上記式（２）に示す電圧方程式に対して、「１／（１＋Ｔ_ｃｓ）」によるフィルタが追加されたものである。電流応答時定数Ｔ_ｃの値を設定することにより、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流の制御において、任意の時間応答を実現することができる。

電流指令生成部２１及び制御指令生成部２２ａにより、制御指令演算部２０ａが構成されている。回転状態演算部１０、制御指令演算部２０ａ及び電圧指令演算部３０により、モータ制御装置１００ａの要部が構成されている。ブラシレスＤＣモータ２、駆動回路３、位置センサ４及びモータ制御装置１００ａにより、アクチュエータ装置２００ａの要部が構成されている。

モータ制御装置１００ａの要部のハードウェア構成は、実施の形態１にて図８を参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。すなわち、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０ａ及び電圧指令演算部３０の各々の機能は、プロセッサ４１及びメモリ４２により実現されるものであっても良く、又は専用の処理回路４３により実現されるものであっても良い。

次に、図１２のフローチャートを参照して、モータ制御装置１００ａの動作について、制御指令生成部２２ａの動作を中心に説明する。

なお、電流指令生成部２１の動作は、実施の形態１にて図９Ａを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。補正位置算出部３１の動作は、実施の形態１にて図９Ｃを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。電圧指令生成部３２の動作は、実施の形態１にて図９Ｄを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。

図１２は、個々の第１周期ｄＴ_ｐ（例えば４ｍｓ）における制御指令生成部２２ａの動作を示している。まず、ステップＳＴ１１にて、制御指令生成部２２ａは、電流指令生成部２１により生成されたｑ軸電流指令ｉ_ｑ ^＊を電流指令生成部２１から取得するとともに、所定値（例えば零値）のｄ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊を電流指令生成部２１から取得する。また、ステップＳＴ１１にて、制御指令生成部２２ａは、不定周期位置算出部１２により算出された位置θ_ｅを不定周期位置算出部１２から取得する。また、ステップＳＴ１２ａにて、制御指令生成部２２ａは、上記式（１０）の計算に用いられるモータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｄ，Ｌ_ｑ，φの値を設定するとともに、上記式（１０）の計算に用いられる電流応答時定数Ｔ_ｃの値を設定する。

次いで、制御指令生成部２２ａは、当該取得されたｄｑ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊、当該取得された位置θ_ｅ（より具体的には前回のステップＳＴ１１にて取得された位置θ_ｅ（ｎ−１）及び今回のステップＳＴ１１にて取得された位置θ_ｅ（ｎ））、当該設定されたモータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｄ，Ｌ_ｑ，φ、並びに当該設定された電流応答時定数Ｔ_ｃに基づき、制御指令を生成する。

すなわち、制御指令生成部２２ａは、上記式（４）により電気角速度ω_ｅを算出する（ステップＳＴ１３）。次いで、制御指令生成部２２ａは、上記式（１０）によりｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊を生成する（ステップＳＴ１４ａ）。次いで、制御指令生成部２２ａは、上記式（５）により電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊を算出するとともに、上記式（６）により電圧位相θ_ｄｑを算出する（ステップＳＴ１５）。次いで、制御指令生成部２２ａは、当該算出された電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊の大きさ及び電圧位相θ_ｄｑを含む制御指令を生成する（ステップＳＴ１６）。

なお、モータ制御装置１００ａは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例、すなわちモータ制御装置１００と同様の種々の変形例を採用することができる。

以上のように、実施の形態２に係るモータ制御装置１００ａにおいて、電圧方程式は、電流応答時定数Ｔ_ｃに応じたフィルタを含むものである。電流応答時定数Ｔ_ｃの値を設定することにより、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流の制御において、任意の時間応答を実現することができる。

実施の形態３．
図１３は、実施の形態３に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。図１４は、実施の形態３に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。図１３及び図１４を参照して、実施の形態３に係るモータ制御装置１００ｂ及びアクチュエータ装置２００ｂについて説明する。なお、図１３において、図１に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。また、図１４において、図３に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。

図１３に示す如く、ブラシレスＤＣモータ２に温度センサ６が設けられている。温度センサ６は、ブラシレスＤＣモータ２における電機子巻線の温度Ｔｅｍｐを検出するものである。

制御指令生成部２２ｂは、実施の形態１に係るモータ制御装置１００における制御指令生成部２２と同様に、ｄｑ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊及び位置θ_ｅを取得するものである。これに加えて、制御指令生成部２２ｂは、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐを温度センサ６から取得するものである。制御指令生成部２２ｂは、上記式（２）に示す電圧方程式に代えて、以下の式（１１）に示す電圧方程式をｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊の生成に用いるものである。

すなわち、上記式（１１）に示す電圧方程式においては、電機子巻線抵抗Ｒ_ａ、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄ、ｑ軸インダクタンスＬ_ｑ及び電機子巻線鎖交磁束数φの各々が温度Ｔｅｍｐの関数である。そこで、制御指令生成部２２ｂは、以下のように、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｄ，Ｌ_ｑ，φの値を設定する。

制御指令生成部２２ｂには、温度Ｔｅｍｐの値と電機子巻線抵抗Ｒ_ａの値との対応関係を示すマップ、すなわち関数Ｒ_ａ（Ｔｅｍｐ）を示すマップが予め記憶されている。制御指令生成部２２ｂは、当該記憶されているマップに基づき、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐの値に応じて、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数Ｒ_ａの値を設定する。

同様に、制御指令生成部２２ｂには、温度Ｔｅｍｐの値とｄ軸インダクタンスＬ_ｄの値との対応関係を示すマップ、すなわち関数Ｌ_ｄ（Ｔｅｍｐ）を示すマップが予め記憶されている。制御指令生成部２２ｂは、当該記憶されているマップに基づき、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐの値に応じて、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数Ｌ_ｄの値を設定する。

同様に、制御指令生成部２２ｂには、温度Ｔｅｍｐの値とｑ軸インダクタンスＬ_ｑの値との対応関係を示すマップ、すなわち関数Ｌ_ｑ（Ｔｅｍｐ）を示すマップが予め記憶されている。制御指令生成部２２ｂは、当該記憶されているマップに基づき、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐの値に応じて、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数Ｌ_ｑの値を設定する。

同様に、制御指令生成部２２ｂには、温度Ｔｅｍｐの値と電機子巻線鎖交磁束数φの値との対応関係を示すマップ、すなわち関数φ（Ｔｅｍｐ）を示すマップが予め記憶されている。制御指令生成部２２ｂは、当該記憶されているマップに基づき、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐの値に応じて、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数φの値を設定する。

電流指令生成部２１及び制御指令生成部２２ｂにより、制御指令演算部２０ｂが構成されている。回転状態演算部１０、制御指令演算部２０ｂ及び電圧指令演算部３０により、モータ制御装置１００ｂの要部が構成されている。ブラシレスＤＣモータ２、駆動回路３、位置センサ４、温度センサ６及びモータ制御装置１００ｂにより、アクチュエータ装置２００ｂの要部が構成されている。

モータ制御装置１００ｂの要部のハードウェア構成は、実施の形態１にて図８を参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。すなわち、回転状態演算部１０、制御指令演算部２０ｂ及び電圧指令演算部３０の各々の機能は、プロセッサ４１及びメモリ４２により実現されるものであっても良く、又は専用の処理回路４３により実現されるものであっても良い。

次に、図１５のフローチャートを参照して、モータ制御装置１００ｂの動作について、制御指令生成部２２ｂの動作を中心に説明する。

なお、電流指令生成部２１の動作は、実施の形態１にて図９Ａを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。補正位置算出部３１の動作は、実施の形態１にて図９Ｃを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。電圧指令生成部３２の動作は、実施の形態１にて図９Ｄを参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。

図１５は、個々の第１周期ｄＴ_ｐ（例えば４ｍｓ）における制御指令生成部２２ｂの動作を示している。まず、ステップＳＴ１１ｂにて、制御指令生成部２２ｂは、電流指令生成部２１により生成されたｑ軸電流指令ｉ_ｑ ^＊を電流指令生成部２１から取得するとともに、所定値（例えば零値）のｄ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊を電流指令生成部２１から取得する。また、ステップＳＴ１１ｂにて、制御指令生成部２２ｂは、不定周期位置算出部１２により算出された位置θ_ｅを不定周期位置算出部１２から取得する。さらに、ステップＳＴ１１ｂにて、制御指令生成部２２ｂは、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐを温度センサ６から取得する。

次いで、ステップＳＴ１２ｂにて、制御指令生成部２２ｂは、当該取得された温度Ｔｅｍｐの値に応じて、上記式（１１）の計算に用いられるモータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｄ，Ｌ_ｑ，φの値を設定する。

次いで、制御指令生成部２２ｂは、当該取得されたｄｑ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊、当該取得された位置θ_ｅ（より具体的には前回のステップＳＴ１１ｂにて取得された位置θ_ｅ（ｎ−１）及び今回のステップＳＴ１１ｂにて取得された位置θ_ｅ（ｎ））、並びに当該設定されたモータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｄ，Ｌ_ｑ，φに基づき、制御指令を生成する。

すなわち、制御指令生成部２２ｂは、上記式（４）により電気角速度ω_ｅを算出する（ステップＳＴ１３）。次いで、制御指令生成部２２ｂは、上記式（１１）によりｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊を生成する（ステップＳＴ１４ｂ）。次いで、制御指令生成部２２ｂは、上記式（５）により電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊を算出するとともに、上記式（６）により電圧位相θ_ｄｑを算出する（ステップＳＴ１５）。次いで、制御指令生成部２２ｂは、当該算出された電圧ベクトルＶ_ｒ ^＊の大きさ電圧位相θ_ｄｑを含む制御指令を生成する（ステップＳＴ１６）。

なお、図１６に示す如く、ブラシレスＤＣモータ２に代えて駆動回路３に温度センサ６が設けられているものであっても良い。この場合、温度センサ６は、駆動回路３におけるパワー半導体の温度Ｔｅｍｐ、すなわち３相に対応するスイッチング素子の温度Ｔｅｍｐを検出するものであっても良い。

また、図１７に示す如く、ブラシレスＤＣモータ２に代えてバルブ装置１に温度センサ６が設けられているものであっても良い。この場合、温度センサ６は、バルブ装置１における流路内の温度Ｔｅｍｐを検出するものであっても良い。

また、バルブ装置１、ブラシレスＤＣモータ２又は駆動回路３のうちのいずれか二つ以上の各々に温度センサ６が設けられているものであっても良い（不図示）。この場合、制御指令生成部２２ｂは、これらの温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐに基づき、バルブ装置１の使用環境温度、すなわちアクチュエータ装置２００ｂの使用環境温度を推定するものであっても良い。制御指令生成部２２ｂは、当該推定された温度の値に応じて、モータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｄ，Ｌ_ｑ，φの値を設定するものであっても良い。

また、制御指令生成部２２ｂは、実施の形態２に係るモータ制御装置１００ａにおける制御指令生成部２２ａと同様の処理を実行するものであっても良い。すなわち、制御指令生成部２２ｂは、電流応答時定数Ｔ_ｃの値を設定するものであっても良い。制御指令生成部２２ｂは、上記式（１１）に示す電圧方程式に代えて、以下の式（１２）に示す電圧方程式をｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊の生成に用いるものであっても良い。当該式（１２）に示す電圧方程式は、上記式（１１）に示す電圧方程式に対して、「１／（１＋Ｔ_ｃｓ）」によるフィルタが追加されたものである。

また、モータ制御装置１００ｂは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例、すなわちモータ制御装置１００と同様の種々の変形例を採用することができる。

以上のように、実施の形態３に係るモータ制御装置１００ｂにおいては、ブラシレスＤＣモータ２に温度センサ６が設けられており、制御指令生成部２２ｂは、温度センサ６により検出された温度Ｔｅｍｐの値に応じて電圧方程式におけるモータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｄ，Ｌ_ｑ，φの値を設定する。これにより、ブラシレスＤＣモータ２の駆動電流の制御において、アクチュエータ装置２００の使用環境温度、すなわちバルブ装置１の使用環境温度による電流応答のばらつきが発生するのを抑制することができる。

参考例１．
図１８は、参考例１に係るモータ制御装置を含むアクチュエータ装置の要部を示すブロック図である。図１９は、参考例１に係るモータ制御装置における回転状態演算部の要部を示すブロック図である。図２０は、参考例１に係るモータ制御装置における制御指令演算部の要部を示すブロック図である。図２１は、参考例１に係るモータ制御装置における電圧指令演算部の要部を示すブロック図である。図１８〜図２１を参照して、参考例１に係るモータ制御装置１００ｃ及びアクチュエータ装置２００ｃについて説明する。なお、図１８〜図２１において、図１〜図４に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。

図１９に示す如く、回転状態演算部１０ｃはエッジ検出部１１及び不定周期位置算出部１２を有するものである。すなわち、回転状態演算部１０ｃは不定周期速度算出部１３を有しないものである。これにより、回転状態演算部１０ｃにおける演算負荷を低減することができる。

制御指令生成部２２ｃは、電流指令生成部２１により生成されたｑ軸電流指令ｉ_ｑ ^＊を電流指令生成部２１から取得するとともに、所定値（例えば零値）のｄ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊を電流指令生成部２１から取得するものである。制御指令生成部２２ｃは、モータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｑの値を設定するとともに、電流応答時定数Ｔ_ｃの値を設定するものである。

制御指令生成部２２ｃは、当該取得されたｄｑ軸電流指令ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊、当該設定されたモータ定数Ｒ_ａ，Ｌ_ｑ、及び当該設定された電流応答時定数Ｔ_ｃに基づき、以下の式（１３）によりｖ_{ｄ＿ｄｕｍｍｙ} ^＊及びｖ_{ｑ＿ｄｕｍｍｙ} ^＊を算出するものである。すなわち、制御指令生成部２２ｃは、上記式（１０）に示す電圧方程式のうちの速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を含まない項のみを計算することにより、ｖ_{ｄ＿ｄｕｍｍｙ} ^＊及びｖ_{ｑ＿ｄｕｍｍｙ} ^＊を算出するものである。なお、当該式（１３）は、ｉ_ｄ ^＊＝０の場合における式である。また、当該式（１３）は、ブラシレスＤＣモータ２における突極性が小さい場合、すなわちＬ_ｑ≒Ｌ_ｄの場合を想定した式である。

制御指令生成部２２ｃは、当該算出されたｖ_{ｄ＿ｄｕｍｍｙ} ^＊及びｖ_{ｑ＿ｄｕｍｍｙ} ^＊を含む制御指令を生成するものである。

電圧指令生成部３２ｃは、不定周期位置算出部１２により算出された位置θ_ｅを不定周期位置算出部１２から取得するものである。電圧指令生成部３２ｃは、当該取得された位置θ_ｅに基づき、以下の式（１４）により、ロータの速度ω_ｅを算出するものである。ここで、ω_ｅは電気角速度であり、ω_ｅの単位はラジアン毎秒（ｒａｄ／ｓ）である。

ここで、θ_ｅ（ｎ−１）は電圧指令生成部３２ｃにより前回取得された位置θ_ｅであり、θ_ｅ（ｎ）は電圧指令生成部３２ｃにより今回取得された位置θ_ｅである。すなわち、ｎは、電圧指令生成部３２ｃによる位置θ_ｅの取得に係るサンプル番号である。また、ｄＴ_ｃは電圧指令演算部３０ｃの制御周期（例えば０．５秒）である。

すなわち、上記式（１４）による計算は、ロータの位置θ_ｅを第２周期ｄＴ_ｃ毎に時間微分することにより、ロータの速度ω_ｅを算出するものである。なお、電圧指令生成部３２ｃは、当該式（１４）の計算に疑似微分器を用いるものであっても良い。

また、電圧指令生成部３２ｃは、制御指令生成部２２ｃにより生成された制御指令を制御指令生成部２２ｃから取得するものである。電圧指令生成部３２ｃは、モータ定数φの値を設定するものである。電圧指令生成部３２ｃは、当該取得された制御指令に含まれるｖ_{ｄ＿ｄｕｍｍｙ} ^＊及びｖ_{ｑ＿ｄｕｍｍｙ} ^＊、当該設定されたモータ定数φ、並びに上記式（１４）により算出された速度ω_ｅに基づき、以下の式（１５）により、ｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊を生成するものである。

２軸３相変換部３３は、電圧指令生成部３２ｃにより生成されたｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊を電圧指令生成部３２ｃから取得するものである。２軸３相変換部３３は、所定の変換行例を用いて、当該取得されたｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊を３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊に変換するものである。ｄｑ軸電圧指令ｖ_ｄ ^＊，ｖ_ｑ ^＊を３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊に変換するための変換行列は公知である。このため、当該変換行列についての詳細な説明は省略する。

２軸３相変換部３３は、当該変換された３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊を駆動回路３に出力するものである。駆動回路３は、上記のとおり、３相電圧指令ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊に応じた電流を三相巻線に供給するものである。

エッジ検出部１１及び不定周期位置算出部１２により、回転状態演算部１０ｃが構成されている。電流指令生成部２１及び制御指令生成部２２ｃにより、制御指令演算部２０ｃが構成されている。電圧指令生成部３２ｃ及び２軸３相変換部３３により、電圧指令演算部３０ｃが構成されている。回転状態演算部１０ｃ、制御指令生成部２２ｃ及び電圧指令演算部３０ｃにより、モータ制御装置１００ｃの要部が構成されている。ブラシレスＤＣモータ２、駆動回路３、位置センサ４及びモータ制御装置１００ｃにより、アクチュエータ装置２００ｃの要部が構成されている。

モータ制御装置１００ｃの要部のハードウェア構成は、実施の形態１にて図８を参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。すなわち、回転状態演算部１０ｃ、制御指令演算部２０ｃ及び電圧指令演算部３０ｃの各々の機能は、プロセッサ４１及びメモリ４２により実現されるものであっても良く、又は専用の処理回路４３により実現されるものであっても良い。

参考例１に係るモータ制御装置１００ｃは、上記のとおり、回転状態演算部１０ｃにおいて、ロータの速度ω_{ｅ＿ａｖｅ}を不定周期に算出する処理を不要とすることができる。これにより、回転状態演算部１０ｃにおける演算負荷を低減することができる。また、電圧指令演算部３０ｃにおいて、電圧位相θ_ｄｑに対応する電気角θの値を時間的に補間する処理を不要とすることができる。この結果、電圧指令演算部３０ｃにおける演算負荷を低減することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

本発明のモータ制御装置及びモータ制御方法は、例えば、アクチュエータ装置におけるブラシレスＤＣモータの制御に用いることができる。本発明のアクチュエータ装置は、例えば、車載用のバルブ装置の開度制御に用いることができる。

１ バルブ装置、２ ブラシレスＤＣモータ、３ 駆動回路、４ 位置センサ、５ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）、６ 温度センサ、１０，１０ｃ 回転状態演算部、１１ エッジ検出部、１２ 不定周期位置算出部、１３ 不定周期速度算出部、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 制御指令演算部、２１ 電流指令生成部、２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 制御指令生成部、３０，３０ｃ 電圧指令演算部、３１ 補正位置算出部、３２，３２ｃ 電圧指令生成部、３３ ２軸３相変換部、４１ プロセッサ、４２ メモリ、４３ 処理回路、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ モータ制御装置、２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ アクチュエータ装置。

Claims (12)

1. ロータ用の位置センサを有するブラシレスＤＣモータに対する駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するモータ制御装置であって、
   前記位置センサの出力に対応する位置パルス信号を用いて前記ロータの位置及び前記ロータの速度を算出する回転状態演算部と、
   電気角の値を前記速度に基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置を順次算出するとともに、個々の前記補正位置に基づき前記ブラシレスＤＣモータ用の駆動回路に対する３相電圧指令を生成する電圧指令演算部と、
   を備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記回転状態演算部は、
   前記位置パルス信号におけるエッジを検出して、前記エッジに対応する更新パルスを含む更新パルス信号を出力するエッジ検出部と、
   前記更新パルスの出力に応じて不定周期に前記位置を算出する不定周期位置算出部と、
   前記更新パルスの出力に応じて不定周期に前記速度を算出する不定周期速度算出部と、を有する
   ことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
3. 前記位置パルス信号は、前記ロータが１回転する間に少なくとも１パルスが出力されるものであることを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
4. 位置指令に対する前記位置の差分値に応じた電圧位相を含む制御指令を生成する制御指令演算部を備え、
   前記電圧指令演算部は、前記電圧位相に対応する前記電気角の値を前記位置及び前記速度に基づき時間的に補間することにより複数個の前記補正位置を順次算出する
   ことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
5. 前記位置指令は、当該モータ制御装置に対する上位の電子制御ユニットにより出力されるものであり、
   前記制御指令演算部は、
   前記差分値に応じたｑ軸電流指令を生成する電流指令生成部と、
   前記ｑ軸電流指令を含むｄｑ軸電流指令に応じた前記制御指令を生成する制御指令生成部と、を有する
   ことを特徴とする請求項４記載のモータ制御装置。
6. 前記制御指令生成部は、前記ブラシレスＤＣモータの電圧方程式を用いて前記制御指令を生成することを特徴とする請求項５記載のモータ制御装置。
7. 前記電圧方程式は、電流応答時定数に応じたフィルタを含むものであることを特徴とする請求項６記載のモータ制御装置。
8. 前記ブラシレスＤＣモータに温度センサが設けられており、
   前記制御指令生成部は、前記温度センサにより検出された温度の値に応じて前記電圧方程式におけるモータ定数の値を設定する
   ことを特徴とする請求項６又は請求項７記載のモータ制御装置。
9. 前記制御指令は、前記差分値に応じた電圧ベクトルの大きさを含むものであり、
   前記電圧指令演算部は、
   複数個の前記補正位置を順次算出する補正位置算出部と、
   前記電圧ベクトルの大きさ及び個々の前記補正位置に基づき前記３相電圧指令を生成する電圧指令生成部と、を有する
   ことを特徴とする請求項４記載のモータ制御装置。
10. 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のモータ制御装置と、前記ブラシレスＤＣモータと、前記駆動回路と、前記位置センサと、を備えることを特徴とするアクチュエータ装置。
11. 車載用のバルブ装置の開度制御に用いられるものであることを特徴とする請求項１０記載のアクチュエータ装置。
12. ロータ用の位置センサを有するブラシレスＤＣモータに対する駆動電流を電流センサレス方式のベクトル制御により制御するモータ制御方法であって、
    回転状態演算部が、前記位置センサの出力に対応する位置パルス信号を用いて前記ロータの位置及び前記ロータの速度を算出し、
    電圧指令演算部が、電気角の値を前記速度に基づき時間的に補間することにより複数個の補正位置を順次算出するとともに、個々の前記補正位置に基づき前記ブラシレスＤＣモータ用の駆動回路に対する３相電圧指令を生成する
    ことを特徴とするモータ制御方法。

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