WO2010044348A1 - モータ駆動制御装置 - Google Patents

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WO2010044348A1
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rotor
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phase
phase difference
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直義 高松
賢樹 岡村
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors
    • H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency

Definitions

  • the present invention relates to a motor drive control device, and more particularly to a motor drive control device capable of performing stable motor drive control even when the rotational speed of a rotor changes suddenly.
  • a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle is provided with a DC power source such as a battery, and an AC motor as a power source. Further, an inverter that converts DC power into AC power is provided between the DC power supply and the AC motor.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • PWM control is one type of voltage conversion control in a voltage source inverter, and a PWM signal that is a pulse signal is supplied to a switching element provided in the inverter to control on / off timing of the switching element.
  • the voltage applied to the motor can be controlled by adjusting the ON / OFF timing of the switching element.
  • the PWM signal is generated by the triangular wave comparison method. That is, the PWM signal is generated by comparing the voltage value of the command signal that determines the voltage value to be applied to the motor and the triangular wave also called a carrier.
  • the voltage value of the command signal is determined continuously based on the electrical angle of the rotor and the torque request value.
  • the waveform of the command signal is usually a sine wave, and when a synchronous motor such as a permanent magnet motor is used as the motor, the cycle of the command signal increases or decreases with changes in the torque request value or the rotational speed of the rotor.
  • the triangular wave can be obtained by integrating the clock signal.
  • the frequency of the clock signal is set by a control unit in the automobile.
  • the number of pulses of the PWM signal per cycle of the command signal is determined by the ratio of the frequency of the triangular wave to the frequency of the command signal. For example, if the ratio of the frequency of the triangular wave to the frequency of the command signal is 15, the number of pulses of the PWM signal per cycle of the command signal is obtained.
  • the switching element may be overheated due to switching loss, leading to malfunction.
  • measures such as providing a plurality of switching elements and preventing overheating by dispersing heat generation have been taken, but recently, switching elements of inverters have been used for cost reduction etc. Is also decreasing. In such an inverter, the above-mentioned measures cannot be taken. Therefore, in order to prevent overheating of the switching element, it is necessary to set the number of pulses of the PWM signal per cycle of the command signal to be relatively small.
  • the frequency of the command signal increases.
  • the frequency of the clock signal is fixed, the number of pulses of the PWM signal per cycle of the command signal is reduced.
  • the influence of the decrease in the number of pulses is small, but the number of pulses of the PWM signal per cycle of the command signal is relatively small In addition (for example, 5 to 10), the influence of the decrease in the number of pulses becomes large. In such a case, if the number of pulses of the PWM signal per cycle of the command signal is reduced, the voltage as the command signal intended is not output from the inverter. As a result, there is a risk of control failure such as inverter overcurrent and motor step-out.
  • Patent Document 1 discloses a technique for increasing the frequency of a triangular wave when the rotational speed increase rate of the rotor exceeds a threshold value.
  • Rotation speed is calculated by rotating the rotor to some extent. Normally, the rotational speed is calculated from the amount of change in the electrical angle of the rotor at regular intervals, taking into account external factors such as changes in the required torque value and fluctuations in running resistance. It takes some time. Therefore, the frequency of the clock signal that generates the triangular wave is changed at a time interval of about 1 to 3 milliseconds.
  • the electrical angle of the rotor continuously increases and decreases in proportion to the rotation of the motor.
  • the electrical angle of the rotor may change abruptly, especially when the tire slips due to slipping depending on road conditions in a vehicle application.
  • the frequency of the command signal obtained using the rotor electrical angle may change suddenly within 1 to 3 milliseconds, and the number of pulses of the PWM signal may increase or decrease during one rotation of the rotor.
  • an object of the present invention is to quickly respond to a change in the rotation of a motor when performing PWM control.
  • a motor drive control device includes a control unit that outputs a command signal and a triangular wave to generate a PWM signal, and controls driving of the motor by the PWM signal, and an angle sensor that detects a rotor electrical angle.
  • the control unit determines a voltage value of a command signal based on the rotor electrical angle and a torque request value, and outputs the command signal. Based on the rotor electrical angle, the rotor rotation speed is set for each first time interval.
  • the number of pulses that the PWM signal should output during one cycle of the command signal is stored in the control unit as the designated number of pulses.
  • a value obtained by multiplying the rotor electrical angle by the specified number of pulses is calculated as a reference angle, and a phase difference between the phase angle of the triangular wave and the reference angle is detected for each second period, and the output of the triangular wave is output.
  • the value of the phase difference between the phase angle and the reference angle exceeds the threshold value, the frequency of the triangular wave is changed.
  • ⁇ 180 ° is set as the threshold value.
  • the frequency of the triangular wave can be changed based on the rotor electrical angle that is an instantaneous value. Therefore, it is possible to prevent the number of pulses of the PWM signal from increasing / decreasing with extremely high accuracy as compared with the case based on the rotor rotation speed information that cannot be calculated unless a certain time interval is provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a control unit 1 according to the present invention, a motor 2 to be controlled, and peripheral devices thereof.
  • a control unit 1 for controlling the motor 2
  • peripheral devices for controlling the motor 2
  • synchronous motors such as a permanent magnet motor
  • the configuration of the control unit 1 will be described below.
  • the control unit 1 includes a command signal generation unit 3, a triangular wave generation unit 4, and a PWM control unit 5.
  • the command signal generator 3 generates a command signal S and outputs it to the PWM controller 5. Further, the triangular wave generation unit 4 generates a triangular wave CA and outputs it to the PWM control unit 5.
  • the PWM control unit 5 receives the command signal S and the triangular wave CA and generates a PWM signal PI.
  • Command signal generation unit 3 receives an electrical angle theta m of the rotor 7 from the rotation angle sensor 6 such as a resolver, also receives a torque requirement value TR from the HV control module 8. Further, the command signal generator 3 generates a command signal S based on the electrical angle theta m received torque requirement value TR.
  • the vehicle in the present embodiment is a so-called hybrid vehicle, and the HV control module 8 detects the depression amount of the accelerator pedal, and calculates a torque request value TR to be transmitted to the motor 2 and an engine (not shown). .
  • Command signal generating unit 3 calculates the voltage value V s of the command signal S based on the signal and the torque requirement value TR rotor electrical angle theta m.
  • the command signal S is transmitted to the PWM control unit 5.
  • the command signal generation unit 3 continuously receives the electrical angle ⁇ m of the rotor 7 and the torque request value TR, and the voltage value V s of the command signal S is continuously calculated.
  • the cycle of the command signal S is substantially the same as the cycle of the electrical angle ⁇ m of the rotor 7.
  • a clock signal generator 9 provided in the triangular wave generation unit 4 outputs a clock signal CLK. Further, the triangular wave generator 4 supplies the clock signal CLK to the integrating circuit to generate a triangular wave CA.
  • the control unit 1 designated pulse number K p to output a clock signal CLK is stored.
  • the designated pulse number K p in which the PWM signal PI during the period corresponding to one cycle of the command signal S specifies the number of pulses to be generated.
  • the designated pulse number Kp is set in the control unit 1 in advance, or is set and input by the operator as appropriate.
  • the generation of the triangular wave CA is performed as follows.
  • the triangular wave generator 4 receives the rotor electrical angle ⁇ m from the rotation angle sensor 6. Further, the triangular wave generator 4 measured values of the rotor electrical angle theta m until the rotor 7 is rotated once, the rotor 7 and stores the calculated rotor rotational speed Rmm (rpm) rotates 1. Note that it takes about 1 to 3 milliseconds for the rotor 7 to rotate once. That is, the triangular wave generation unit 4 calculates the rotor rotational speed Rmm every 1 to 3 milliseconds, and updates the rotor rotational speed Rmm stored so far.
  • the triangular wave generator 4 calculates the rotor rotational frequency f m from the rotor rotational speed Rmm, frequency f of the frequency f m to the specified number of pulses and the number of pole pairs of the rotor 7 K p value of the clock signal CLK multiplied by CLK .
  • the clock signal CLK is integrated by an integration circuit to generate a triangular wave CA.
  • the triangular wave CA is transmitted to the PWM control unit 5.
  • the command signal S By comparing the magnitude of the voltage value V CA of the voltage value V s and the triangle wave CA of the PWM control unit 5, the command signal S, and generates a PWM signal PI is a pulse signal.
  • the PWM signal PI output from the PWM control unit 5 is transmitted to the inverter 10.
  • the switching element is ON / OFF controlled based on the PWM signal PI, whereby the DC voltage applied to the inverter 10 is converted into a driving voltage for driving the motor 2.
  • the motor 2 is driven to generate torque according to the torque request TR from the HV control module 8.
  • the control unit 1 calculates the phase difference between the rotor electrical angle ⁇ m and the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA, compares the phase difference value with a predetermined threshold value, and the phase difference value exceeds the threshold value. In this case, it is determined that the rotational speed of the rotor 7 has suddenly changed, and the frequency of the triangular wave CA is changed while the rotor 7 is rotating once.
  • the number of pulses of the PWM signal PI per one cycle of the command signal S is kept to the designated pulse number K p.
  • the motor drive control according to the present embodiment will be described in detail.
  • the triangular wave generator 4 provided in the control unit 1 measures the phase difference between the rotor electrical angle ⁇ m and the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA at every predetermined measurement timing while the rotor 7 rotates once. ing.
  • the measurement timing is set when the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA becomes 0 °.
  • the triangular wave generator 4 samples the value of the rotor electrical angle ⁇ m for each period of the triangular wave CA.
  • ⁇ m the rotor electrical angle theta m five times from theta m1 to theta m5, measures the difference between these values and the threshold.
  • Triangle wave generator 4 is set to two threshold upper threshold Th ⁇ m _UL and lower threshold Th ⁇ m _LL for each theta m5 from theta m1.
  • Th ⁇ m — UL and Th ⁇ m — LL A method for setting the upper limit threshold Th ⁇ m — UL and the lower limit threshold Th ⁇ m — LL will be described below.
  • the pulse number of the PWM signal PI is output when less than the specified pulse number K p, is calculated and many become conditions for the based on during one cycle of the command signal S. For example, when the designated pulse number K p is 6, the number of pulses PWM signal PI is output during one cycle of the command signal S is no longer 6, 5 cycle period of the triangle wave CA during one cycle of the command signal S It is when it becomes below or when it becomes 7 periods or more.
  • the cycle of the triangle wave CA during one cycle of the rotor electrical angle theta m is 5 cycles or less, or 7 or more cycles
  • the number of pulses of the PWM signal PI in one cycle of the command signal S deviates from the designated number of pulses.
  • the rotor electrical angle theta m is 5 cycle output, the rotor electrical angle theta m at the time the triangular wave CA has finished first cycle, since a 72 ° than 360 ° ⁇ 5, 72 ° is obtained as the upper limit threshold Th ⁇ m1 _UL.
  • the lower limit threshold and the upper limit threshold are sequentially calculated from ⁇ m2 to ⁇ m5 . If the lower limit threshold and the upper limit threshold can be calculated from ⁇ m1 to ⁇ m5 , the respective thresholds are set in the triangular wave generator 4.
  • the triangular wave generation unit 4 changes the frequency of the triangular wave CA when any value of the rotor electrical angles ⁇ m1 to ⁇ m5 is less than or equal to the lower threshold value or greater than or equal to the upper threshold value.
  • the frequency of the triangular wave CA as shown in FIG. 3, the time taken for the period of the triangular wave CA to become six is reduced from t1 to t1 ′.
  • the triangular wave generation unit 4 determines an arbitrary calculation period instead of setting the period from when the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA is 0 ° to the next 0 ° as the calculation period. Can do.
  • K p is the number specified pulse
  • b is a coefficient set based on the value of the rotor electrical angle theta m.
  • b may take a natural number from 0 to K p ⁇ 1.
  • rotor electrical angle theta m increases by one the value of b in each additional 60 °.
  • the triangular wave generator 4 returns b to 0. This operation is repeated thereafter.
  • the rotor electrical angle ⁇ m , coefficient b, and reference angle ⁇ S change as shown in Table 1 below. It should be noted, it has set a specified number of pulses K p to 6.
  • the period and the period of the triangle wave CA reference angle theta S during one cycle of the rotor electrical angle theta m are both a 6 cycle
  • the phase angle of the triangle wave CA theta CA and the reference angle theta match.
  • the phase shift between the rotor electrical angle ⁇ m and the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA can be reduced. It becomes easy to detect.
  • FIGS. 4 and 5 show the state of the reference angle ⁇ S and the phase angle ⁇ CA of the triangular wave when the rotational speed of the rotor 7 changes suddenly due to tire slip or the like.
  • phase difference between the phase angle theta CA and the reference angle theta S of the triangle wave CA is shown in Fig.
  • Phase difference between the phase angle theta CA and the reference angle theta S of the triangle wave CA is increased a linear function manner until -180 ° from 0 °. Further, when the phase difference exceeds ⁇ 180 °, the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA in the third period and the reference angle ⁇ S in the third period has been measured until then.
  • the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA of the eye and the reference angle ⁇ S of the fourth period is measured.
  • the number of periods of the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S is shifted by one. Thereafter, the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA is compared with the reference angle ⁇ S shifted by one cycle, and the phase difference is calculated.
  • the triangle wave CA is only 5 cycles during six cycles of the reference angle theta S.
  • the number of pulses of the PWM signal PI is five per cycle of the command signal S, which is less than the designated number of pulses of 6, which leads to control malfunction of the control unit 1.
  • the frequency of the triangular wave CA is changed before the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S exceeds 180 °.
  • the triangular wave generator 4 measures the phase difference between the phase angle ⁇ CA and the reference angle ⁇ S of the triangular wave CA every predetermined calculation cycle, and calculates one phase from the current phase difference value and the current time. Based on the value of the previous phase difference, the value of the phase difference in the next calculation cycle at the current time is calculated, and it is determined whether or not this value deviates from ⁇ 180 °. This control will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 6 shows a determination flow in which the triangular wave generator 4 determines whether to change the period of the triangular wave CA.
  • the triangular wave generator 4 sets the calculation cycle and calculates the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S (S1).
  • the triangular wave generator 4 measures the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S for each calculation cycle, and further, the current time TC (0) and one calculation cycle before Based on the value of the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA of TC ( ⁇ 1) and the reference angle ⁇ S , the inclination when the phase difference increases is calculated, and the next calculation cycle TC (+1) at the current time is calculated. ) To calculate the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S (S2 in FIG. 6).
  • the triangular wave generation unit 4 determines whether or not the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S is ⁇ 180 ° or less, or 180 ° or more in the next calculation cycle TC (+1) at the current time. Determine (S3). If it is between ⁇ 180 ° and 180 °, the frequency of the triangular wave CA is not changed (S4), but if it is determined that it is ⁇ 180 ° or less, or 180 ° or more, the frequency of the triangular wave CA is changed (S5). As a result, as shown in FIG. 7, the phase difference between the phase angle theta CA and the reference angle theta S of the triangle wave CA is gradually decreased, as shown in FIG. 8, the triangle wave CA even during six cycles of the reference angle theta S 6 Periodic output is possible.
  • the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA is because delayed with respect to the reference angle theta S, triangle wave generator 4, advances the phase of the triangle wave CA by increasing the frequency of the clock signal CLK to generate the triangle wave CA than the current frequency.
  • the phase difference between the reference angle ⁇ S and the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA is eliminated, and the control unit 1 can be prevented from malfunctioning.
  • the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA is the reference. Since the angle ⁇ S is advanced, the triangular wave generator 4 reduces the frequency of the clock signal CLK from the current frequency to delay the phase of the triangular wave CA.
  • control unit 1 malfunctions in advance by predicting that the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S deviates from ⁇ 180 ° before deviation. Can be prevented.
  • the next calculation cycle at the current time is based on the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S at the current time TC (0) and TC ( ⁇ 1) one calculation cycle before.
  • a threshold is set in advance, and the current phase angle ⁇ CA and reference angle of the triangular wave CA the value of the phase difference between the theta S is by detecting that exceeds this threshold, may change the frequency of the triangle wave CA.
  • any threshold value from ⁇ 180 ° to 180 ° may be set as the threshold value. It can. For example, when the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S is continuously measured, ⁇ 180 ° is set as the threshold value.
  • the threshold value may be calculated in advance from the difference ⁇ r in rotational speed between the rotor rotational speed Rma at the time of slip and the rotor rotational speed Rmm stored in the triangular wave generator 4. it can. Specifically, based on the value of the rotation speed difference ⁇ r, an amount x by which the value of the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S increases during one calculation cycle is calculated. A threshold is set according to the increase amount x of the phase difference.
  • a method for calculating the threshold will be described.
  • the increase amount x of the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S in one calculation cycle can be calculated.
  • ⁇ Formula 2> x
  • the threshold value can be set. That is, since the increase amount of the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S per calculation cycle is 21.6 °, ⁇ 158.4 ° obtained by subtracting 21.6 ° from 180 ° Is set as a threshold value. That is, as shown in FIG. 9, when the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the current triangular wave CA and the reference angle ⁇ S is 158.4 ° or more or ⁇ 158.4 ° or less, The frequency of the triangular wave CA is changed.
  • the calculation cycle is set to 0.1 milliseconds.
  • the calculation cycle is set to 0.2 ms, for example, ⁇ 136.8 ° is set as the threshold value.
  • the control unit 1 after changing the clock frequency f CLK during one rotation of the rotor 7, the control unit 1 again calculates the rotor rotation speed by one rotation of the rotor 7, and the rotor rotation speed is calculated.
  • the clock frequency f CLK is set anew based on the above.
  • the clock frequency f CLK may be fixed for a certain period in order to stably secure the number of pulses of the PWM signal PI. good.
  • the rotor rotational speed Rm is calculated every time the rotor makes one rotation.
  • the present invention is not limited to this mode, and an arbitrary timing for calculating the rotor rotational speed Rm may be set. Even in this case, the effect of the present invention can be obtained by setting the period for calculating the phase difference between the phase angle ⁇ CA of the triangular wave CA and the reference angle ⁇ S shorter than the period for calculating the rotor rotational speed.
  • the present invention can be used in the field of controlling the drive of a motor mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • control unit 2 motor, 3 command signal generator, 4 triangular wave generator, 5 PWM controller, 6 rotation angle sensor, 7 rotor, 8 HV control module, 9 clock signal generator, 10 inverter.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

　三角波生成部（４）は、ロータ（７）の回転速度を検出する第１の周期中に三角波ＣＡとロータ電気角θｍとの位相差を計測し、三角波ＣＡとロータ電気角θｍとの位相差の値が閾値を越えたときに、三角波ＣＡの周波数を変更する。これにより、ＰＷＭ制御を行う際に、ロータの回転変化に迅速に対応することができる。

Description

モータ駆動制御装置
　本発明は、モータ駆動制御装置に関し、特に、ロータの回転速度が急変したときにも安定したモータ駆動制御を行うことのできるモータ駆動制御装置に関する。
　電気自動車やハイブリッド自動車等の車両には、バッテリ等の直流電源が備えられ、また動力源として交流モータが備えられている。さらに、直流電源と交流モータとの間には、直流電力を交流電力に変換するインバータが備えられている。
　インバータを介した交流モータの制御技術として、ＰＷＭ（パルス幅変調、Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御が知られている。ＰＷＭ制御は電圧形インバータにおける電圧変換制御の一つであり、パルス信号であるＰＷＭ信号を、インバータに備えられたスイッチング素子に供給し、スイッチング素子のオン／オフのタイミングを制御している。スイッチング素子のオン／オフのタイミングを調整することによって、モータに印加する電圧を制御することができる。
　ＰＷＭ信号は、三角波比較法によって生成される。すなわち、モータに印加する電圧値を定めた指令信号と、キャリアとも呼ばれる三角波との電圧値を大小比較することによってＰＷＭ信号が生成される。
　指令信号の電圧値は、ロータの電気角と、トルク要求値とに基づいて連続的に定められる。指令信号の波形は通常は正弦波状になり、モータとして永久磁石モータ等の同期モータを用いる場合には、指令信号の周期はトルク要求値やロータの回転速度の変化に伴って増減する。
　また、三角波は、クロック信号を積分することによって得られる。クロック信号の周波数は自動車内の制御ユニット等によって設定される。
　ＰＷＭ信号の生成にあたり、指令信号１周期あたりのＰＷＭ信号のパルス数は、指令信号の周波数に対する三角波の周波数の比によって定まる。たとえば指令信号の周波数に対する三角波の周波数の比が１５であれば指令信号１周期あたりのＰＷＭ信号のパルス数は１５個得られる。
　他方、インバータが短時間に多くのオン／オフ切替を行なうとスイッチング損失によりスイッチング素子が過熱され、動作不全につながるおそれがある。スイッチング素子の過熱を防ぐため、スイッチング素子を複数個設けて、発熱を分散させることにより過熱を防ぐなどの対策が採られているが、近年、コスト低減等のため、インバータのスイッチング素子を従来よりも減らしている。このようなインバータにおいては上述のような対策を採れないので、スイッチング素子の過熱を防ぐため、指令信号１周期あたりのＰＷＭ信号のパルス数を比較的小さく設定する必要がある。
　しかし、指令信号１周期あたりのＰＷＭ信号のパルス数を比較的小さく設定する場合、ＰＷＭ制御を安定して行なうためには、指令信号の周波数の変化に応じてクロック信号の周波数を変更し、指令信号１周期あたりのＰＷＭ信号のパルス数を一定に保つ同期ＰＷＭ制御を行う必要がある。
　たとえば、ロータの回転速度を上げようとすると、指令信号の周波数が増加する。その一方でクロック信号の周波数は固定されている場合、指令信号１周期あたりのＰＷＭ信号のパルス数が低減する。
　指令信号１周期あたりのＰＷＭ信号のパルス数が比較的多ければ（たとえば１５～２０個）、パルス数の減少の影響は小さいが、指令信号１周期あたりのＰＷＭ信号のパルス数が比較的小さい場合に（たとえば５～１０個）パルス数の減少の影響は大きくなる。このような場合に、指令信号１周期あたりのＰＷＭ信号のパルス数が低減してしまうと、指令信号が意図したとおりの電圧がインバータから出力されなくなる。その結果、インバータの過電流やモータの脱調などの制御不調につながるおそれがある。
　そこで、ロータの回転速度（ｒｐｍ）を検知して、ロータ回転速度が急変してＰＷＭ信号のパルス数が変動する前に、三角波の周波数を変更することによりＰＷＭ信号のパルス数を一定値に保つ制御が知られている。例えば、特許文献1には、ロータの回転速度上昇率が閾値を越えたとき、三角波の周波数を高くする技術が開示されている。
特開２００７－１５９３６７号公報
　ロータの回転速度算出はロータがある程度回転することにより算出される。通常は、トルク要求値の変化や走行抵抗の変動等の外的要因を考慮して、一定時間ごとにロータ電気角の変化量から回転速度を算出しており、算出には１～３ミリ秒程度の時間がかかっている。したがって三角波を生成するクロック信号の周波数変更は１～３ミリ秒程度の時間間隔を置いて行われる。
　一方、ロータ電気角はモータの回転に比例して連続的に増減しており、特に車両用途では路面状況によりスリップでタイヤが空転するような場合など、ロータ電気角が急変する場合がある。この結果、ロータ電気角を用いて求める指令信号の周波数も１～３ミリ秒の間に急変する場合があり、ロータが１回転する間にＰＷＭ信号のパルス数が増減する可能性がある。
　そこで、本発明は、ＰＷＭ制御を行う際に、モータの回転変化に迅速に対応することを目的とする。
　請求項１にかかるモータ駆動制御装置は、指令信号と三角波を出力してＰＷＭ信号を生成し、ＰＷＭ信号によってモータの駆動を制御する制御ユニットと、ロータ電気角を検知する角度センサと、を備え、前記制御ユニットは、前記ロータ電気角とトルク要求値とに基づいて指令信号の電圧値を定めて前記指令信号を出力し、前記ロータ電気角に基づき、第1の時間間隔ごとにロータ回転速度を算出し、前記ロータ回転速度に基づき、前記第1の周期ごとに前記三角波の周波数を定めて前記三角波を出力し、前記第1の周期よりも短い第2の周期ごとに前記三角波の位相角と前記ロータ電気角との位相差を検知し、出力された前記三角波の位相角と前記ロータ電気角との位相差の値が予め定めた閾値を越えたときに、前記三角波の周波数を変更する。
　また、請求項２にかかるモータ駆動制御装置は、前記制御ユニットには、前記指令信号の１周期中に前記ＰＷＭ信号が出力すべきパルス数が指定パルス数として記憶され、前記制御ユニットは、前記ロータ電気角に前記指定パルス数を掛けた値を基準角として算出し、前記第２の周期ごとに、前記三角波の位相角と前記基準角との位相差を検知し、出力された前記三角波の位相角と前記基準角との位相差の値が前記閾値を越えたときに、前記三角波の周波数を変更する。
　また、請求項３にかかるモータ駆動制御装置は、前記閾値として、±１８０°が設定されている。
　本発明によれば、三角波の周波数の変更を、瞬時値であるロータ電気角に基づいて行うことが可能となる。したがって、一定の時間間隔を設けなければ算出できないロータ回転速度情報に基づく場合に比べて、ＰＷＭ信号のパルス数が増減することを極めて高い精度で防ぐことができる。
制御ユニット、モータとその周辺機器を示す概略図である。 ロータ電気角と三角波の位相角の時間変化を示す図である。 本発明に掛かるモータ駆動制御を実施した際のロータ電気角と三角波の位相を示す図である。 ロータ回転速度が急変したときの三角波、基準角の位相を示す図である。 ロータ回転速度が急変したときの三角波、基準角の位相を示す図である。 三角波の周期を変更するか否かを判定するフローチャートである。 本発明に掛かるモータ駆動制御を実施した際の三角波と基準角の位相と位相差を示す図である。 本発明に掛かるモータ駆動制御を実施した際の三角波と基準角の位相と位相差を示す図である。 本発明に掛かるモータ駆動制御を実施した際の三角波と基準角の位相差を示す図である。
　以下、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。
　図１は、本発明に係る制御ユニット１、制御対象のモータ２、およびこれらの周辺機器を示す概略図である。なお、本実施形態に係るモータ２としては、永久磁石モータ等の同期モータが挙げられる。
　制御ユニット１の構成について、下記に説明する。制御ユニット１は、指令信号生成部３、三角波生成部４、およびＰＷＭ制御部５を備えている。
　指令信号生成部３は指令信号Ｓを生成し、ＰＷＭ制御部５に出力している。また、三角波生成部４は、三角波ＣＡを生成し、ＰＷＭ制御部５に出力している。ＰＷＭ制御部５は、指令信号Ｓと三角波ＣＡとを受信して、ＰＷＭ信号ＰＩを生成している。以下、指令信号生成部３、三角波生成部４、ＰＷＭ制御部５のそれぞれにおいて行われる操作、処理等について詳細に説明する。
　まず、指令信号生成部３について説明する。指令信号生成部３は、レゾルバ等の回転角センサ６からロータ７の電気角θｍを受信し、また、ＨＶコントロールモジュール８からトルク要求値ＴＲを受信する。さらに、指令信号生成部３は、受信した電気角θｍとトルク要求値ＴＲとに基づいて指令信号Ｓを生成する。ここで、本実施形態における自動車は、いわゆるハイブリッド車であり、ＨＶコントロールモジュール８はアクセルペダルの踏み込み量を検知し、モータ２と図示しないエンジンとに送信すべきトルク要求値ＴＲを演算している。
　指令信号生成部３は、ロータ電気角θｍの信号とトルク要求値ＴＲとに基づいて指令信号Ｓの電圧値Ｖｓを算出する。指令信号ＳはＰＷＭ制御部５に送信される。なお、指令信号生成部３は、ロータ７の電気角θｍとトルク要求値ＴＲとを連続的に受信しており、指令信号Ｓの電圧値Ｖｓは連続的に算出される。ここで、指令信号Ｓは、ロータ７と同期して出力されることから、指令信号Ｓの周期は、ロータ７の電気角θｍの周期とほぼ同一となる。
　次に、三角波生成部４について説明する。三角波生成部４では、三角波生成部４内に設けられたクロック信号発生器９がクロック信号ＣＬＫを出力している。さらに、三角波生成部４は、クロック信号ＣＬＫを積分回路に供給して三角波ＣＡを生成している。ここで、制御ユニット１には、クロック信号ＣＬＫを出力するために指定パルス数Ｋｐが記憶されている。指定パルス数Ｋｐとは、指令信号Ｓの１周期分に相当する期間にＰＷＭ信号ＰＩが発生すべきパルス数を指定したものである。指定パルス数Ｋｐは予め制御ユニット１に設定されているか、または作業者が適宜設定入力する。
　三角波ＣＡの生成は次のようにして行われる。三角波生成部４は、回転角センサ６からロータ電気角θｍを受信する。さらに、三角波生成部４はロータ７が１回転するまでロータ電気角θｍの値を計測し、ロータ７が１回転するとロータ回転速度Ｒｍｍ（ｒｐｍ）を算出して記憶する。なお、ロータ７が１回転するのは１～３ミリ秒程度の時間を要する。つまり、三角波生成部４は、１～３ミリ秒ごとにロータ回転速度Ｒｍｍを算出し、それまで記憶されていたロータ回転速度Ｒｍｍを更新する。
　さらに、三角波生成部４は、ロータ回転速度Ｒｍｍからロータ回転周波数ｆｍを算出し、その周波数ｆｍにロータ７の極対数と指定パルス数Ｋｐとを掛けた値をクロック信号ＣＬＫの周波数ｆＣＬＫとする。クロック信号ＣＬＫは積分回路により積分され三角波ＣＡが生成される。三角波ＣＡはＰＷＭ制御部５に送信される。
　ＰＷＭ制御部５では指令信号Ｓの電圧値Ｖｓと三角波ＣＡの電圧値ＶＣＡとの大小を比較して、パルス信号であるＰＷＭ信号ＰＩを生成する。
　ＰＷＭ制御部５から出力されたＰＷＭ信号ＰＩはインバータ１０に送信される。インバータ１０では、スイッチング素子がＰＷＭ信号ＰＩに基いてオンオフ制御され、これによってインバータ１０に印加された直流電圧は、モータ２を駆動させる駆動電圧に変換される。モータ２は、ＨＶコントロールモジュール８からのトルク要求ＴＲに応じたトルクを発生させるために駆動する。
　次に、制御ユニット１が行うモータ駆動制御について、図２から図９に沿って説明する。
[モータ駆動制御の第１の実施形態]
　制御ユニット１は、ロータ電気角θｍと三角波ＣＡの位相角θＣＡの位相差を算出し、位相差の値と、予め定めた閾値とを比較し、位相差の値が閾値を越えている場合には、ロータ７の回転速度が急変したものと判断し、ロータ７が１回転している間に三角波ＣＡの周波数を変更している。このようなモータ駆動制御を行うことにより、指令信号Ｓの１周期あたりのＰＷＭ信号ＰＩのパルス数が指定パルス数Ｋｐに保たれる。以下、本実施形態によるモータ駆動制御について詳細に説明する。
　制御ユニット１内に設けられた三角波生成部４は、ロータ７が１回転している間、予め定めた計測タイミングごとにロータ電気角θｍと三角波ＣＡの位相角θＣＡの位相差を測定している。
　図２に、ロータ電気角θｍの周期ｔ１[ｓｅｃ]における、ロータ電気角θｍおよび三角波ＣＡの位相角θＣＡの位相の時間変化を示す。なお、指定パルス数Ｋｐとして６を設定している。本実施形態においては、計測タイミングとして、三角波ＣＡの位相角θＣＡが０°になった時を設定している。この様に計測タイミングを設定すると、ロータ電気角θｍと三角波ＣＡの位相角θＣＡの位相差Δθの値は、θＣＡ＝０°よりロータ電気角θｍの値に等しくなるので測定が簡便である。図２に示すように、三角波生成部４は、三角波ＣＡの１周期ごとにロータ電気角θｍの値をサンプリングする。図２では、θｍ１からθｍ５まで５回にわたってロータ電気角θｍを取得し、これらの値と閾値との差を測定する。
　三角波生成部４は、θｍ１からθｍ５のそれぞれに対して上限閾値Ｔｈθｍ＿ＵＬと下限閾値Ｔｈθｍ＿ＬＬの２種類の閾値を設定している。上限閾値Ｔｈθｍ＿ＵＬと下限閾値Ｔｈθｍ＿ＬＬとの設定方法について以下に説明する。
　例えば、三角波ＣＡが２周期目に入ったときのロータ電気角θｍ１についての上限閾値Ｔｈθｍ１＿ＵＬと下限閾値Ｔｈθｍ１＿ＬＬを設定する場合を考える。上限閾値および下限閾値は、指令信号Ｓの１周期中にＰＷＭ信号ＰＩが出力するパルス数が指定パルス数Ｋｐより少なくなるとき、および多くなるときの条件をもとにして算出される。例えば、指定パルス数Ｋｐが６のとき、ＰＷＭ信号ＰＩが指令信号Ｓの１周期中に出力するパルス数が６でなくなるのは、指令信号Ｓの１周期中に三角波ＣＡの周期が５周期以下となるとき、または７周期以上となるときである。指令信号Ｓの周期はロータ７の電気角θｍの周期とほぼ同一であることを考慮すると、ロータ電気角θｍの１周期中の三角波ＣＡの周期が５周期以下、または７周期以上となるとき、指令信号Ｓの１周期中におけるＰＷＭ信号ＰＩのパルス数は指定パルス数から逸脱する。
　ロータ電気角θｍの１周期中に三角波ＣＡが５周期出力される場合、三角波ＣＡが１周期目を終えた時点でのロータ電気角θｍは、３６０°÷５より７２°であるから、上限閾値Ｔｈθｍ１＿ＵＬとして７２°を得る。
　一方、ロータ電気角θｍの１周期中に三角波ＣＡが７周期出力される場合、三角波ＣＡが１周期目を終えた時点でのロータ回転角θｍは３６０°÷７より５１．４°であるから、下限閾値Ｔｈθｍ１＿ＬＬとして５１．４°を得る。
　以下同様にしてθｍ２からθｍ５まで順次下限閾値と上限閾値を算出する。θｍ１からθｍ５まで下限閾値と上限閾値が算出できたら、三角波生成部４にそれぞれの閾値を設定する。三角波生成部４は、ロータ電気角θｍ１からθｍ５のいずれかの値が下限閾値以下となり、または上限閾値以上となったら三角波ＣＡの周波数を変更する。三角波ＣＡの周波数を変更することにより、図３に示すように、三角波ＣＡの周期が６周期となるまでに掛かる時間がｔ１からｔ１’に短縮される。図３では、ロータ電気角θｍが上限閾値以上となったことを検知して、三角波ＣＡの周波数を増やす例を示している。三角波ＣＡの周波数を増やすことによって、指令信号Ｓの１周期中にＰＷＭ信号ＰＩが出力するパルス数を５つから６つに変更することができる。
　なお、三角波生成部４は、三角波ＣＡの位相角θＣＡが０°の時からその次に０°になる時までの期間を演算期間として設定するのに代えて、任意の演算期間を定めることができる。
[モータ駆動制御の第２の実施形態]
　以上の説明では、ロータの電気角θｍと三角波ＣＡの位相角θＣＡの位相差を直接測定したが、ロータの電気角θｍと三角波ＣＡの位相角θＣＡの位相差を測定しやすくするために、仮想的な角度値として、下記にて説明する基準角θＳと呼ぶ値を算出してもよい。
　基準角θＳは下記の式１により算出される。
＜式１＞
θＳ＝（Ｋｐ×θｍ）－（３６０°×ｂ）
ここで、Ｋｐは指定パルス数、ｂはロータ電気角θｍの値に基いて設定される係数である。
　ここで、係数ｂについて説明する。ｂは０からＫｐ－１までの自然数の値を取り得る。三角波生成部４はｂの値を設定する。具体的には、ロータ電気角θｍが０°から６０°までの間はｂ＝０とする。ロータ電気角θｍが６１°から１２０°までの間はｂ＝１とする。以下ロータ電気角θｍが６０°増えるごとにｂの値を１ずつ増加させる。ロータ電気角θｍが３６０°になったときに三角波生成部４はｂを０に戻す。以下この操作を繰り返す。この場合において、ロータ電気角θｍ、係数ｂ、基準角θＳは下記表１のように変化する。なお、指定パルス数Ｋｐを６に設定している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　ロータ７の回転速度が安定しているとき、ロータ電気角θｍの１周期中に基準角θＳの周期と三角波ＣＡの周期はともに６周期となり、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳの位相は一致する。このように、ロータ７の回転速度安定時に三角波ＣＡと周期および位相が等しくなるような基準角θＳを算出することにより、ロータ電気角θｍと三角波ＣＡの位相角θＣＡとの位相ずれを検出することが容易になる。
　なお、基準角θＳの算出にあたり、制御ユニット１にもともと３６０°×ｎ（ｎは1以上の自然数）の成分を考慮しない機能が備わっている場合がある。この場合には、θＳ＝（Ｋｐ×θｍ）となる。
　ロータ７の回転速度がタイヤのスリップ等により急変したときの基準角θＳと三角波の位相角θＣＡの状態を図４、５に示す。
　ロータ７の回転速度が急変すると、ロータ電気角θｍから算出される基準角　θＳの位相も急変する。一方で、従来のモータ駆動制御においては、三角波ＣＡの周期はロータ１回転中は変わらない。したがって、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳの位相は図４に示すように徐々にずれ、三角波ＣＡの位相は基準角θＳよりも遅れる。
　三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差の時間変化を図５に示す。三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差は、０°から－１８０°になるまで一次関数的に増加する。さらに、位相差が－１８０°を越えた時、それまでは３周期目の三角波ＣＡの位相角θＣＡと３周期目の基準角θＳとの位相差を測定していたのが、３周期目の三角波ＣＡの位相角θＣＡと４周期目の基準角θＳとの位相差が測定される。つまり、位相差を測定するにあたり、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳの周期の数が１つずれた状態になる。その後も、三角波ＣＡの位相角θＣＡは１周期ずれた基準角θＳと比較されて位相差が算出される。この結果、図４に示されるように、基準角θＳの６周期中に三角波ＣＡは５周期のみとなる。このとき、ＰＷＭ信号ＰＩのパルス数は指令信号Ｓの１周期当たり５個となり、指定パルス数の６よりも少なくなるため、制御ユニット１の制御不調につながる。
　以上のように、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳの位相差が１８０°を越えると、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの周期の数がずれる。そこで、本実施形態では、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳの位相差が１８０°を越える前に三角波ＣＡの周波数を変更している。
　具体的には、三角波生成部４は、所定の演算周期ごとに三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳの位相差を測定し、現在時の位相差の値および現在時より１演算周期前の位相差の値をもとに現在時の次の演算周期における位相差の値を算出し、この値が±１８０°から逸脱するか否かを判定している。この制御について図６から図８に沿って説明する。
　図６に、三角波生成部４が三角波ＣＡの周期を変更するか否かを判定する判定フローを示す。三角波生成部４は、演算周期を設定して三角波ＣＡの位相角　　θＣＡと基準角θＳとの位相差を算出している（Ｓ１）。
　三角波生成部４は、図７に示すように、演算周期ごとに三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差を測定し、さらに、現在時ＴＣ（０）と１演算周期前ＴＣ（－１）の三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差の値を基に、位相差が増加する際の傾きを算出し、現在時の次の演算周期ＴＣ（＋１）における三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差を算出する（図６のＳ２）。
　三角波生成部４は、現在時の次の演算周期ＴＣ（＋１）において三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差が－１８０°以下、または１８０°以上になるか否かを判定する（Ｓ３）。－１８０°から１８０°の間であれば三角波ＣＡの周波数は変更しないが（Ｓ４）、－１８０°以下、または１８０°以上になると判断したときは三角波ＣＡの周波数を変更する（Ｓ５）。この結果、図
７に示すように、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差は漸減し、図８に示すように、基準角θＳの６周期中に三角波ＣＡも６周期出力することができる。
　なお、現在時の次の演算周期ＴＣ（＋１）において、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差が－１８０°以下になると判断した時には、三角波ＣＡの位相角θＣＡが基準角θＳに対して遅れているから、三角波生成部４は、三角波ＣＡを生成するクロック信号ＣＬＫの周波数を現在の周波数よりも増やして三角波ＣＡの位相を進める。位相を進めることにより、基準角θＳと三角波ＣＡの位相角θＣＡとの位相差は解消され、制御ユニット１が制御不調となるのを回避できる。
　また、現在時の次の演算周期ＴＣ（＋１）において、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差が＋１８０°以上になると判断した時には、三角波ＣＡの位相角θＣＡが基準角θＳに対して進んでいるから、三角波生成部４はクロック信号ＣＬＫの周波数を現在の周波数よりも減らして三角波ＣＡの位相を遅らせる。
　このように、本実施形態では、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差が±１８０°から逸脱することを逸脱前に予測することにより、制御ユニット１の制御不調を事前に防ぐことができる。
[モータ駆動制御の第３の実施形態]
　上述の実施形態では、現在時ＴＣ（０）と１演算周期前ＴＣ（－１）の三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差を基に、現在時の次の演算周期ＴＣ（＋１）における位相差の値が±１８０°から逸脱するか否かを予測していたが、これに代えて、予め閾値を設定し、現在時の三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差の値がこの閾値を越えたことを検知することにより、三角波ＣＡの周波数を変更しても良い。この場合、少なくとも三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差が±１８０°を越えなければ良いので、閾値として－１８０°から１８０°までの任意の値を閾値とすることができる。たとえば、連続的に三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差を計測する場合、閾値として±１８０°を設定する。
　また、実際にタイヤがスリップした場合を想定し、スリップ時のロータ回転速度Ｒｍａと、三角波生成部４が記憶しているロータ回転速度Ｒｍｍとの回転速度の差Δｒから閾値を予め算出することもできる。具体的には、回転速度の差Δｒの値にもとづいて、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差の値が１演算周期中に増加する量ｘを算出し、この位相差の増加量ｘに応じて閾値を設定する。以下、閾値の算出方法について説明する。
　下記の式２を使用することにより、１演算周期における三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差の増加量ｘを算出することができる。
＜式２＞
　ｘ＝｜Δｒ｜×Ｔ×Ｋｐ×Ｐ÷６０×３６０°
ここで、
　ｘ：三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差の値が１演算周期中に増加する量
　Δｒ：実際のロータ回転速度Ｒｍａと、三角波生成部４が記憶しているロータ回転速度Ｒｍｍとの差
　Ｔ：三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差を算出する演算周期
　Ｋｐ：指定パルス数
　Ｐ：ロータの極対数
である。
　例として、Δｒを１０００ｒｐｍ、Ｔを０．１ｍＳｅｃ、Ｋｐを６、Ｐを６として式２を計算すると、ｘとして２１．８°を得る。これは、ロータ７の回転速度が急変して、実際のロータの回転速度Ｒｍａが、三角波生成部４に記憶されているロータ回転速度Ｒｍｍより１０００ｒｐｍ早くなるとき、三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差は０．１ミリ秒ごとに２１．６°広がっていくことを示している。
　式２より、１演算周期あたりの三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差の増加量を求めたことにより、閾値を設定することが可能となる。すなわち、１演算周期あたりの三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差の増加量が２１．６°であるから、１８０°から２１．６°を減じた±１５８．４°を閾値として設定する。つまり、図９に示されるように、現在時の三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差が１５８．４°以上であるか、－１５８．４°以下であるときに、三角波ＣＡの周波数を変更する。
　また、上述の例では演算周期を０．１ミリ秒としたが、別の例として、例えば演算周期が０．２ｍｓに設定されている場合には、閾値として±１３６．８°を設定する。
[三角波ＣＡの周期を変更する手段について]
　以上、三角波ＣＡの位相角θＣＡとロータ電気角θｍ、または基準角θＳとの位相差をもとに、三角波の周波数を変更するか否かを判定する方法について説明した。次に、三角波ＣＡの周波数を変更すべきと判断した際に、どのようにして三角波ＣＡの周波数を変更するかについて以下に説明する。
　本実施形態においては、三角波生成部４は、三角波の周波数を変更すべきと判断したとき、三角波ＣＡを生成するクロック信号ＣＬＫの周波数を現在の周波数よりも所定割合増減している。具体的には、三角波生成部４は、下記式３の係数ａに任意の値を設定してクロック信号ＣＬＫの周波数を変更する。
＜式３＞
新しいクロック周波数＝現在のクロック周波数×（１＋ａ）
　ここで、ａは任意の実数を取り得る係数であり、例えば、三角波ＣＡの周波数を１割増やしたい場合はａ＝０．１と設定する。なお、モータ駆動制御が順調に行われている間はａ＝０が設定されている。一方、三角波ＣＡの周波数を１割減らしたい場合には上述の式３に照らし、ａの値として－０．１を設定する。
　なお、これまで説明した実施形態において、制御ユニット１は、ロータ７の１回転中にクロック周波数ｆＣＬＫを変更した後は、再びロータ７の１回転によりロータ回転速度を算出し、そのロータ回転速度を基にして改めてクロック周波数ｆＣＬＫを設定している。しかし、これに代えて、ロータ７の１回転中に三角波ＣＡの周波数を変更した後は、ＰＷＭ信号ＰＩのパルス数を安定して確保するために、一定期間クロック周波数ｆＣＬＫを固定しても良い。
　また、ロータ電気角θｍに指定パルス数Ｋｐを掛けた値を基準角θＳとして算出したが、三角波ＣＡの位相角θＣＡを指定パルス数Ｋｐで割った値を基準角θＳ’として算出し、ロータ電気角θｍとの位相差を計測しても良い。
　また、本実施形態では、ロータが１回転するごとにロータ回転速度Ｒｍを算出していたが、この態様に限られず、ロータ回転速度Ｒｍを算出する任意のタイミングが設定されても良い。この場合においても、ロータ回転速度算出の周期よりも三角波ＣＡの位相角θＣＡと基準角θＳとの位相差を算出する周期を短く設定することにより、本発明の効果を得ることができる。
　本発明は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されたモータの駆動制御を行う分野に利用可能である。
１　制御ユニット、２　モータ、３　指令信号生成部、４　三角波生成部、５　ＰＷＭ制御部、６　回転角センサ、７　ロータ、８　ＨＶコントロールモジュール、９　クロック信号発生器、１０　インバータ。

Claims (3)

  1. 　指令信号と三角波を出力してＰＷＭ信号を生成し、ＰＷＭ信号によってモータの駆動を制御する制御ユニットと、
    　ロータ電気角を検知する角度センサと、
    を備え、
    　前記制御ユニットは、
    　前記ロータ電気角とトルク要求値とに基づいて指令信号の電圧値を定めて前記指令信号を出力し、
    　前記ロータ電気角に基づき、第1の周期ごとにロータ回転速度を算出し、
    　前記ロータ回転速度に基づき、前記第1の周期ごとに前記三角波の周波数を定めて前記三角波を出力し、
    　前記第１の周期よりも短い第２の周期ごとに前記三角波の位相角と前記ロータ電気角との位相差を検知し、
    　出力された前記三角波の位相角と前記ロータ電気角との位相差の値が予め定めた閾値を越えたときに、前記三角波の周波数を変更する、
    モータ駆動制御装置。
  2. 　請求項１記載のモータ駆動制御装置であって、
    　前記制御ユニットには、前記指令信号の1周期中に前記ＰＷＭ信号が出力すべきパルス数が指定パルス数として記憶され、
    　前記制御ユニットは、
    　前記ロータ電気角に前記指定パルス数を掛けた値を基準角として算出し、
    　前記第２の周期ごとに、前記三角波の位相角と前記基準角との位相差を検知し、
    　出力された前記三角波の位相角と前記基準角との位相差の値が前記閾値を越えたときに、前記三角波の周波数を変更する、
    モータ駆動制御装置。
  3. 　請求項２に記載のモータ駆動制御装置であって、
    　前記閾値として、±１８０°が設定されている、モータ駆動制御装置。
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