WO2020079999A1 - モータ駆動装置、電動車両システム - Google Patents

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WO2020079999A1
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torque
control
command
motor
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矩也 中尾
史一 高橋
吉田　健一
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a motor drive device that operates a motor (electric motor), and more particularly to a motor drive device and an electric vehicle system that perform feedback control to adjust a current supplied to the motor to a command current.
  • the current control of the motor drive device can be constructed by feedback control that detects the current passed through the motor and adjusts the detected current to the command current.
  • feedback control In general feedback control, proportional control and integral control are performed based on the result of multiplying the difference between the detected current and the command current by the control gain.
  • the control gain By the set value of the control gain, the time until the current supplied to the motor is adjusted to the command current, that is, the control response speed is adjusted.
  • Patent Document 1 a method of switching the control gain of the feedback control according to the control state of the motor has been proposed (for example, refer to Patent Document 1).
  • a motor drive device that performs position control determines a motor stop state, an acceleration / deceleration state, or a constant speed state based on a command signal, and controls according to the determined control state. The gain is switched.
  • the switching method according to Patent Document 1 is applied to a motor drive device that performs position control, but can also be applied to a motor drive device that performs torque control.
  • the control state is determined and the control gain is switched based on the command torque that is the command signal.
  • the control state is divided into a small torque command state, a medium torque command state, and a large torque command state according to the magnitude of the command torque, and the magnitude of the command torque is switched to the control gain corresponding to the control state.
  • a high control gain is set in the low torque range, and a low control gain is set in the high torque range in consideration of voltage and current restrictions.
  • the command torque is set to 0 Nm early.
  • the control gain according to the magnitude (target value) of the command torque is set at the rising of the command torque, but at the falling of the command torque, it is irrelevant to the current torque level. Instead, a high control gain corresponding to 0 Nm is uniformly set. Therefore, vibration, overshoot, and undershoot of the motor torque may occur during the transient response.
  • the present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a motor drive device and an electric vehicle system capable of avoiding deterioration of control stability of motor torque during transient response.
  • a motor drive device is a motor drive device that performs torque control of a motor, and includes a power conversion circuit that drives the motor, and a controller that controls the power conversion circuit.
  • a command current calculation unit that generates a command current according to a command torque for the motor, a current control unit that performs feedback control that adjusts a current supplied to the motor to the command current, and a control gain that is used for the feedback control.
  • a control gain setting unit configured to calculate the value based on the command torque and set the current control unit, wherein the control gain setting unit switches the control gain after the absolute value of the command torque decreases. Until the control gain is switched after the absolute value of the command torque is increased. Control to.
  • the time from the decrease of the absolute value of the command torque to the switching of the control gain is longer than the time from the increase of the absolute value of the command torque to the switching of the control gain.
  • the control gain at the rising of the absolute value of can be applied also at the falling of the absolute value of the command torque. Therefore, it is possible to realize a stable motor torque operation that suppresses vibration, overshoot, undershoot, etc. of the motor torque during transient response.
  • FIG. 6 is a conceptual waveform diagram of a control gain switching operation of a comparative example.
  • the block diagram of the motor drive device which concerns on 1st embodiment.
  • the block diagram of the electric current control part which concerns on 1st embodiment.
  • the block diagram of the control gain setting part which concerns on 1st embodiment.
  • FIG. 3 is an operation conceptual diagram of a torque level calculator according to the first embodiment. An example of mounting a control gain LUT according to the first embodiment. 3 is a flowchart showing the operation of the set time control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a conceptual waveform diagram of a control gain switching operation according to the first embodiment.
  • the block diagram of the motor drive unit which concerns on 2nd embodiment.
  • the block diagram of the electric current control part which concerns on 2nd embodiment.
  • the block diagram of the control gain setting part which concerns on 2nd embodiment.
  • the conceptual waveform diagram of the control gain switching operation according to the fourth embodiment The block diagram of the electric vehicle system which concerns on 5th embodiment.
  • FIG. 1 is a conceptual waveform diagram of a control gain switching operation according to a comparative example.
  • the control state is determined based on whether the command torque ⁇ * crosses the threshold value ⁇ th .
  • the control gain ⁇ c is switched simultaneously with the state determination.
  • a low control gain ⁇ cL is set as the control gain ⁇ c
  • the control is performed.
  • a high control gain ⁇ cH is set as the gain ⁇ c .
  • the control gain switching operation sets different control gains when the command torque ⁇ * rises and when it falls.
  • a high control gain ⁇ cH is set at the fall of the command torque ⁇ * , so that vibration or undershoot of the motor torque may occur during the transient response (fall period).
  • the command torque tau * showed an example in which changes stepwise, the same problem may command torque tau * steeply changes may occur. Therefore, in the control gain switching operation of the present embodiment, the same control gain is set when the command torque ⁇ * rises and when it falls.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the motor drive device 200 according to the first embodiment.
  • the motor drive device 200 controls the torque of the AC motor (motor) 201, and includes a power conversion circuit 204 that drives the AC motor 201 and a power conversion circuit 204. And a controller 203 for controlling.
  • the AC motor 201 is provided with a position sensor 202, and the power conversion circuit 204 is provided with a current sensor 205.
  • the AC motor 201 is, for example, a three-phase brushless DC motor.
  • the position sensor 202 is, for example, an encoder or a resolver, and outputs a signal according to the rotation of the rotor.
  • the controller 203 has a basic configuration of vector control, and receives a command torque ⁇ * from the outside, and outputs three-phase command voltages V u * , V v * , and V w * to the power conversion circuit 204.
  • Power conversion circuit 204 drives AC motor 201 based on three-phase command voltages V u * , V v * , V w * output from controller 203.
  • the current sensor 205 detects a current supplied to the AC motor 201 and feeds back the detected three-phase actual currents I uc , I vc , and I wc to the controller 203.
  • the controller 203 also includes a command current calculation unit 206, a control gain setting unit 207, a current control unit 208, a dq / 3-phase conversion unit 209, a 3-phase / dq conversion unit 210, a rotor position / motor speed. And a generation unit 211.
  • Each unit of the controller 203 includes a processor that executes various processes, an integrated circuit, a memory, and the like.
  • the memory is composed of one or more recording media such as ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory) depending on the application. In the following description, it is described that each unit of the controller 203 mainly executes various processes, but in reality, the processor executes various processes in cooperation with the memory and the like.
  • Command current calculation unit 206 calculates d-axis command current I d * and q-axis command current I q * according to command torque ⁇ * for AC motor 201, and outputs the d-axis command current I d * and current control unit 208.
  • the command current calculation unit 206 is composed of, for example, a look-up table in which the command torque ⁇ * is associated with the d-axis command current I d * and the q-axis command current I q * .
  • the control gain setting unit 207 calculates the control gain ⁇ c used for the feedback control based on the command torque ⁇ * and sets it in the current control unit 208. In this case, the control gain setting unit 207 outputs the control gain ⁇ c according to the command torque ⁇ * to the current control unit 208 after a predetermined set time.
  • This control gain ⁇ c is a variable control gain that changes based on the command torque ⁇ * .
  • the detailed configuration of the control gain setting unit 207 will be described later.
  • Current control unit 208 is configured to perform feedback control for adjusting the current supplied to AC motor 201 to a command current.
  • the d-axis command current I d * and the q-axis command current I q * from the command current calculation unit 206 and the control gain ⁇ c from the control gain setting unit 207 are input to the current control unit 208. Further, the d-axis actual current I dc and the q-axis actual current I qc are fed back from the current sensor 205 to the current controller 208 through the three-phase / dq converter 210, and the position sensor 202 outputs the rotor position / motor speed generator. The motor speed ⁇ 1 is fed back through 211.
  • the current control unit 208 calculates the d-axis command voltage V d * and the q-axis command voltage V q * based on the inputs from these units and outputs them to the dq / 3-phase conversion unit 209. The detailed configuration of the current control unit 208 will be described later.
  • the dq / 3-phase conversion unit 209 determines the d-axis command voltage V d * and the q-axis command input from the current control unit 208.
  • the voltage V q * is converted into the three-phase command voltages V u * , V v * , V w * .
  • the AC motor 201 is driven via the power conversion circuit 204 by the three-phase command voltages V u * , V v * , and V w * .
  • the three-phase / dq conversion unit 210 based on the rotor position ⁇ dc input from the rotor position / motor speed generation unit 211, the three-phase actual currents I uc , I vc , and I wc detected by the current sensor 205. Is converted into a d-axis actual current I dc and a q-axis actual current I qc .
  • Rotor position / motor speed generation unit 211 generates motor speed ⁇ 1 and rotor position ⁇ dc from the output signal of position sensor 202 provided in AC motor 201.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the current control unit 208 according to the first embodiment.
  • the current control unit 208 includes a d-axis current control unit 300 and a q-axis current control unit 301.
  • the d-axis current control unit 300 inputs the d-axis actual current I dc input from the three-phase / dq conversion unit 210 (see FIG. 2) by PI control from the command current calculation unit 206 (see FIG. 2). Control is performed so as to approach the axis command current I d * .
  • the q-axis current control unit 301 causes the q-axis actual current I qc input from the three-phase / dq conversion unit 210 to approach the q-axis command current I q * input from the command current calculation unit 206 by PI control. Control.
  • the d-axis current control unit 300 includes a subtraction unit 302a, a P (proportional) control unit 303a, an I (integration) control unit 304a, an addition unit 305a, and an addition unit 306a.
  • the P control unit 303a includes a control gain multiplication unit 307a and a control gain multiplication unit 308a.
  • the control gain multiplication unit 307a is set with the variable control gain ⁇ c input from the control gain setting unit 207 (see FIG. 2), and the control gain multiplication unit 308a is set with the d-axis P control gain K Pd .
  • the d-axis P control output V Pd * is calculated from the d-axis current deviation ⁇ I d , the variable control gain ⁇ c , and the d-axis P control gain K Pd based on the following equation (2).
  • V Pd * ⁇ c ⁇ K Pd ⁇ ⁇ I d (2)
  • the d-axis current deviation ⁇ I d is multiplied by the variable control gain ⁇ c in the control gain multiplication unit 307a and the d-axis P control gain K Pd that is a constant value in the control gain multiplication unit 308a.
  • the I control unit 304a includes a control gain multiplication unit 309a, a control gain multiplication unit 310a, and an integrator 311a.
  • the control gain multiplication unit 309a is set with the variable control gain ⁇ c input from the control gain setting unit 207
  • the control gain multiplication unit 310a is set with the d-axis I control gain K Id .
  • the d-axis I control output V Id * is calculated from the d-axis current deviation ⁇ I d , the variable control gain ⁇ c , and the d-axis I control gain K Id based on the following equation (3).
  • V Id * ⁇ c ⁇ K Id ⁇ ⁇ I d dt (3)
  • the d-axis current deviation ⁇ I d is multiplied by the variable control gain ⁇ c in the control gain multiplication unit 309a and the d-axis I control gain K Id that is a constant value in the control gain multiplication unit 310a, and the integrated value is obtained.
  • the integration is performed in the device 311a.
  • the d-axis non-interference control output V DECd * can be obtained, for example, from the calculation of the following equation (4) using the motor speed ⁇ 1 , the q-axis inductance L qc , and the q-axis actual current I qc .
  • V DECd * - ⁇ 1 ⁇ L qc ⁇ I qc (4)
  • the q-axis actual current I qc is used in the calculation of the equation (4), but instead of the q-axis actual current I qc , the q-axis command current I q * and the q-axis I control output V Iq. A configuration using * may be used.
  • the q-axis current control unit 301 includes a subtraction unit 302b, a P control unit 303b, an I control unit 304b, an addition unit 305b, and an addition unit 306b.
  • the P control unit 303b includes a control gain multiplication unit 307b and a control gain multiplication unit 308b.
  • the control gain multiplication unit 307b is set with the variable control gain ⁇ c input from the control gain setting unit 207, and the control gain multiplication unit 308b is set with the q-axis P control gain K Pq .
  • the q-axis P control output V Pq * is calculated from the q-axis current deviation ⁇ I q , the variable control gain ⁇ c , and the q-axis P control gain K Pq based on the following equation (6).
  • V Pq * ⁇ c ⁇ K Pq ⁇ ⁇ I q (6)
  • the q-axis current deviation ⁇ I q is multiplied by the variable control gain ⁇ c in the control gain multiplication unit 307b and the q-axis P control gain K Pq that is a constant value in the control gain multiplication unit 308b.
  • the I control unit 304b includes a control gain multiplication unit 309b, a control gain multiplication unit 310b, and an integrator 311b.
  • the control gain multiplication unit 309b is set with the variable control gain ⁇ c input from the control gain setting unit 207
  • the control gain multiplication unit 310b is set with the q-axis I control gain K Iq .
  • the q axis I control output V Iq * is calculated from the q axis current deviation ⁇ I q , the variable control gain ⁇ c , and the q axis I control gain K Iq based on the following equation (7).
  • V Iq * ⁇ c ⁇ K Iq ⁇ ⁇ I q dt (7)
  • the q-axis current deviation ⁇ I q is multiplied by the variable control gain ⁇ c in the control gain multiplication unit 309b and the q-axis I control gain K Iq that is a constant value in the control gain multiplication unit 310b, and integrated. The integration is performed in the device 311b.
  • the q-axis non-interference control output V DECq * can be obtained from the motor speed ⁇ 1 , the d-axis inductance L dc , the d-axis actual current I dc , and the induced voltage constant K Ec , for example, by the calculation of the following formula (8). .
  • V DECq * ⁇ 1 ⁇ L dc ⁇ I dc + ⁇ 1 ⁇ K Ec (8)
  • the d-axis actual current I dc is used in the calculation of equation (8), but instead of the d-axis actual current I dc , the d-axis command current I d * and the d-axis I control output V Id. A configuration using * may be used.
  • the current control unit 208 sets the control gain ⁇ c that changes based on the command torque ⁇ * in the P control units 303a and 303b and the I control units 304a and 304b, and controls according to the control state.
  • a motor drive device capable of switching the response speed is configured.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of the control gain setting unit 207 according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is an operation conceptual diagram of the torque level calculation unit 401 according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is an implementation example of the control gain LUT 402 according to the first embodiment.
  • control gain setting unit 207 includes an absolute value calculation unit 400, a torque level calculation unit 401, a control gain LUT 402, and a set time control unit 403.
  • the absolute value calculation unit 400 outputs the absolute value
  • the sign of the command torque ⁇ * is ignored, and the operation during power running and the operation during regeneration are handled in the same manner.
  • the torque level calculation unit 401 converts the absolute value
  • of the command torque to the torque level value will be described.
  • Figure 5 is the torque level computing unit 401, from 0
  • absolute value of the command torque varies in the range of
  • the torque level calculation unit 401 gives the hysteresis characteristic to changes in the torque level value L ⁇ when the absolute value of the command torque decreases and when it increases.
  • the torque level value L tau changes to the threshold (
  • the torque level calculation unit 401 of the present embodiment converts the absolute value
  • the torque level calculation unit 401 of the present embodiment applies the hysteresis characteristic to all threshold values (
  • the configuration is not limited to this.
  • the torque level calculation unit 401 may apply the hysteresis characteristic only to changes in the torque level value L ⁇ in some stages, or may not apply the hysteresis characteristic to changes in the torque level value L ⁇ at all stages. .
  • the control gain LUT 402 is a look-up table in which the control gain ⁇ cpre is stored in association with the torque level value L ⁇ . It should be noted that this control gain ⁇ cpre is a read value of the look-up table and is distinguished from the control gain ⁇ c applied to the current control unit 208.
  • the control gain LUT 402 converts the absolute value
  • the control gain setting unit 207 calculates the torque level value L ⁇ that is an argument of the control gain LUT 402 based on the absolute value
  • the control gain ⁇ cpre can be read from the torque level L ⁇ by a simple reference process instead of the complicated calculation process.
  • control gain LUT 402 is a look-up table that uses only the torque level value L ⁇ as an argument, but a more multi-dimensional look-up table may be configured by adding an argument.
  • the argument to be added for example, a motor speed, a carrier frequency or the like can be considered.
  • the set time control unit 403 controls the time until the control gain ⁇ cpre read from the control gain LUT 402 is set in the current control unit 208 based on the torque level value L ⁇ .
  • control gain elapses after decreasing the torque level value L tau predetermined holding time T h when the torque level value L tau and decreased omega cpre is set.
  • the control gain setting unit 207 by increasing or decreasing the torque level value L tau, the absolute value of the command torque
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the set time control unit 403 according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a conceptual waveform diagram of the control gain switching operation according to the first embodiment. Note that the flowchart of FIG. 7 is assumed to be executed each time the command torque ⁇ * is input. In addition, here will be described one example in which the instruction torque tau * changes stepwise, the same applies to the case where the command torque tau * abruptly changes. Further, FIG. 8 shows a state in which the torque level value changes between the two torque level values L ⁇ L and L ⁇ H for convenience of description, but the actual torque level value changes in multiple stages.
  • of the command torque is converted into the torque level value L ⁇ , and the set time control unit 403 (see FIG. 4) determines whether the torque level value L ⁇ has increased (step S1).
  • the increase of the torque level value L ⁇ is determined by whether or not the absolute value
  • T t r" absolute value of the command torque
  • is increased stepwise, has changed over the threshold tau th. Therefore, it is determined that the torque level value L ⁇ has increased from the torque level value L ⁇ L to the torque level value L ⁇ H .
  • Setting time control unit 403 determines that the torque level value L tau increased (YES in step S1), and type "1" in the permission signal S p (Step S5).
  • the set time control unit 403 sets the control gain ⁇ cpre read from the control gain LUT 402 as the control gain ⁇ c (step S6).
  • the control gain ⁇ cL corresponding to the torque level value L ⁇ H is immediately set in the current control unit 208.
  • the set time control unit 403 resets the measured time to "0" (step S7).
  • the set time control unit 403 determines whether or not the torque level value L ⁇ has increased (step S1) and whether or not the torque level value L ⁇ has decreased (step S2).
  • the decrease of the torque level value L ⁇ is determined by, for example, whether or not the absolute value
  • has not changed across the threshold ⁇ th. Therefore, it is determined that the torque level value L ⁇ has neither increased nor decreased from the torque level value L ⁇ H .
  • Setting time control unit 403 determines whether it is determined that the torque level value L tau also not decreased increased (NO in step S1, S2), a "1" in the permission signal S p is inputted ( Step S3). Permission signal S p to "1" and is input (YES in step S3), the setting time control unit 403 sets the control gain omega cpre read from the control gain LUT402 as the control gain omega c (step S11) . Here, the control gain ⁇ cL corresponding to the torque level value L ⁇ H is set in the current control unit 208. Then, the set time control unit 403 resets the measured time to "0" (step S12). the absolute value of the command torque immediately t r has elapsed
  • the set time control unit 403 determines whether or not the torque level value L ⁇ has increased (step S1) and whether or not the torque level value L ⁇ has decreased (step S2).
  • of the command torque decreases stepwise and changes across the threshold value ⁇ th . Therefore, it is determined that the torque level value L ⁇ has decreased from the torque level value L ⁇ H to the torque level value L ⁇ L .
  • the set time control unit 403 holds the previous set value of the control gain ⁇ c (step S9).
  • the torque level value is L ⁇ L
  • the control gain ⁇ c is set to the current control unit 208 as the control gain ⁇ cL that is the previously set value.
  • the set time control unit 403 resets the measured time to "0" (step S10).
  • the set time control unit 403 determines whether or not the torque level value L ⁇ has increased (step S1) and whether or not the torque level value L ⁇ has decreased (step S2). Immediately after the elapse of t f , the absolute value
  • the torque level value is L ⁇ L , but the control gain ⁇ c is set to the current control unit 208 as the control gain ⁇ cL that is the previously set value. Then, the set time control unit 403 measures time (step S17).
  • the set time control unit 403 repeats the processes of steps S1 to S4, S16, and S17 until the predetermined holding time T h elapses immediately after the time t f elapses. That is, the setting of the control gain omega cL until a predetermined holding time T h is a falling period of the motor torque has elapsed is continued.
  • the control gain ⁇ c By holding the control gain ⁇ c until the holding time T h elapses, it is possible to avoid immediate switching of the control gain ⁇ c at the fall of the absolute value
  • step S4 When t f predetermined holding time after lapse T h has elapsed (YES in step S4), and setting time control unit 403 inputs "1" in the permission signal S p (step S13).
  • the set time control unit 403 sets the control gain ⁇ cpre read from the control gain LUT 402 as the control gain ⁇ c (step S14).
  • the control gain ⁇ cH corresponding to the torque level value L ⁇ L is set in the current control unit 208.
  • the set time control unit 403 resets the measured time to "0" (step S15).
  • the processing of steps S1-S4 and S13-S17 is performed while the absolute value of the command torque
  • the control gain ⁇ cpre calculated from the control gain LUT 402 is immediately set in the current control unit 208.
  • is the time fall to be decreased
  • the control gain omega cpre calculated from the control gain LUT402 is delayed by setting predetermined holding time T h to the current controller 208.
  • the same control gain ⁇ c can be set for the current control unit 208 when the absolute value
  • the holding time T h may be set to the time required for the motor torque tau is adjusted to the command torque tau *, not limited to the time obtained by equation (9).
  • Retention time T h is the absolute value of at least the command torque
  • the transition time is set as the hold time T h is not limited to the time from the transient response state until the complete transition to a steady state, may be considered to the time that the transition from the transient response state to the steady state.
  • the steady state is a state in which the change in the motor torque ⁇ can be regarded as being substantially constant, and may include a state in which the motor torque ⁇ is changing to the extent that it can be regarded as being substantially constant. Therefore, the holding time T h is (9) may be set slightly shorter than the time obtained by the expression, or may be set slightly longer.
  • the control gain setting unit 207 (setting time control unit 403) measures the transition time of the motor torque from the transient response state to the steady state, and the previous control gain ⁇ c until the transition time elapses.
  • the configuration is such that the set value is held, the configuration is not limited to this.
  • the control gain setting unit 207 determines that the motor torque changes from the transient response state. Any configuration may be used as long as the previous setting value of the control gain ⁇ c is held until the steady state is entered.
  • control gain setting unit 207 counts the transition time of the motor torque from the transient response state to the steady state at predetermined intervals, and holds the previous setting value of the control gain ⁇ c until the count value after the transition time elapses. It may be configured. Accordingly, in comparison with the case of measuring a transition time, setting a longer retention time T h. For example, the transition time is 3.1Msec, when counted for each 0.5msec may extend the holding time T h until 3.5 msec.
  • of the command torque until the switching of the control gain ⁇ c increases the absolute value
  • FIG. 9 is a configuration diagram of a motor drive device 200 according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of the current control unit 901 according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of the control gain setting unit 900 according to the second embodiment.
  • the motor drive device 200 according to the second embodiment uses the d-axis P control gain K Pd , the d-axis I control gain K Id , the q-axis P control gain K Pq , and the q-axis I control gain K Iq . It is different from the first embodiment in that the control response speed of 901 is adjusted. Therefore, the description of the same configuration as the first embodiment is omitted.
  • the current control unit 901 instead of the control gain ⁇ c , the d-axis P control gain K Pd , the d-axis I control gain K Id , and the q-axis P control gain K Pq from the control gain setting unit 900.
  • Q-axis I control gain K Iq is input.
  • the control response speed of the current control unit 208 is the d-axis P control gain K Pd and the d-axis I control gain. It can also be adjusted by K Id , q-axis P control gain K Pq , and q-axis I control gain K Iq .
  • These control gains K Pd , K Id , K Pq , and K Iq are switched based on, for example, a motor parameter having current dependency.
  • the current control unit 901 includes a control gain ⁇ c that is a constant value for the control gain multiplication units 1000 a and 1001 a, a d-axis P control gain K Pd that is a variable value for the control gain multiplication unit 1002 a, and a control gain.
  • the variable d-axis I control gain K Id is set in the gain multiplication unit 1003a.
  • the current control unit 901 includes a control gain ⁇ c which is a constant value for the control gain multiplication units 1000b and 1001b, a q-axis P control gain K Pq which is a variable value for the control gain multiplication unit 1002b, and a control gain multiplication unit 1003b.
  • a variable q-axis I control gain K Iq is set.
  • the current control unit 901 configures the variable control gains K Pd , K Id , K Pq , and K Iq to configure a motor drive device that can switch the control response speed.
  • the control gain setting unit 900 associates the d-axis command current I d * and the q-axis command current I q * with the d-axis P control gain K Pdpre , the d-axis I control gain K Idpre ,
  • the control gain LUT 1100 stores the q-axis P control gain K Pqpre and the q-axis I control gain K Iqpre .
  • the control gain setting unit 900 reads the control gains K Pdpre , K Idpre , K Pqpre , and K Iqpre from the control gain LUT 1100 using the d-axis command current I d * and the q-axis command current I q * as arguments of the control gain LUT 1100 . There is.
  • the control gains K Pdpre and K Idpre are calculated from the d-axis command current I d * and the q-axis command current I q * by a simple reference process instead of the complicated calculation process. It is possible to read K Pqpre and K Iqpre .
  • the d-axis command current I d * and the q-axis command current I q * are calculated by the command current calculator 206 (see FIG. 9) based on the command torque ⁇ * . From this, in the present embodiment, the control gain is switched based on the command torque ⁇ * .
  • the control gain switching operation according to the present embodiment is performed by setting “K Pd to K Pdpre , K Id to K Idpre , and K Pq to K Pqpre ” in steps S6, S11, and S14 in the flowchart shown in FIG. , K Iq is set to K Iqpre ”, and in steps S9 and S16,“ K Pd , K Id , K Pq , and K Iq retain previous setting values ”are performed.
  • the setting of the holding time Th and the like are the same as in the first embodiment.
  • the stable operation of the motor torque at the time of transient response can be realized, and it is effective for the motor in which the motor constant changes according to the current, for example.
  • the motor constant is a parameter determined based on the use of the motor, and is, for example, the resistance value of the motor, the inductance, the induced voltage constant, or the like.
  • the third embodiment a configuration in which the first embodiment and the second embodiment are combined may be adopted. That is, switching of the control gain ⁇ c based on the command torque ⁇ * , and d-axis P control gain K Pd based on the d-axis command current I d * and q-axis command current I q * and d-axis I control gain K Id , q.
  • a configuration may be used in which the axis P control gain K Pq and the q axis I control gain K Iq are switched together. This makes it possible to perform more accurate current control. Also in the third embodiment, stable operation of the motor torque at the time of transient response can be realized.
  • the control gain setting unit of each of the above embodiments measures the transition time (holding time T h ) until the motor torque transitions from the transient response state to the steady state, and the previous setting value of the control gain until the transition time elapses.
  • the present invention is not limited to this configuration. It is also possible to switch the control gain by filtering.
  • of the command torque to the switching of the control gain ⁇ c is the time after the absolute value
  • FIG. 12 is a conceptual waveform diagram of the control gain switching operation according to the fourth embodiment.
  • the motor drive device according to the fourth embodiment differs from that of the first embodiment in that the set time of the control gain ⁇ c is controlled by filtering. Therefore, the description of the same configuration as the first embodiment is omitted.
  • the control gain setting unit is closer to the behavior of the command torque tau * the behavior of the motor torque (actual torque) tau by filtering command torque tau *, the command torque tau * to the motor torque ( Actual torque) Simulate the behavior of ⁇ . Then, the control gain setting unit calculates the control gain ⁇ c based on the command torque ⁇ * a after the filtering process and sets it in the current control unit. In this case, the control gain ⁇ cL is set as the control gain ⁇ c when the absolute value
  • the control gain ⁇ cH is set as the control gain ⁇ c at the time when it falls below the lower limit . Even with such a configuration, it is possible to prevent the control gain ⁇ c from being immediately switched when the absolute value of the command torque
  • FIG. 13 is a configuration diagram of an electric vehicle system according to the fifth embodiment.
  • an example of an electric vehicle system equipped with the motor drive device according to any one of the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment will be described.
  • a pair of axles 1201 and 1204 are pivotally supported on the vehicle body. Wheels 1202 and 1203 are fixed to both ends of one axle 1201, and wheels 1205 and 1206 are fixed to both ends of the other axle 1204.
  • An AC motor 201 is connected to one of the axles 1201, and the rotational power of the AC motor 201 is transmitted to the wheels 1202 and 1203 via the axle 1201.
  • Motor drive device 200 uses drive battery 1207 as a power supply, receives command torque ⁇ * generated by the host system, and drives AC motor 201.
  • the motor drive device 200 of the electric vehicle system 1200 generally gives a certain gradient to the setting of the command torque ⁇ * .
  • the motor drive device 200 may set the command torque ⁇ * to 0 Nm stepwise when an abnormality is detected, and may return the command torque ⁇ * stepwise to the original set value after recovery. Further, even when the vehicle slips, the motor drive device 200 may change the command torque ⁇ * sharply.
  • the motor drive device 200 switches the control gain to an appropriate control gain according to the driving situation, and vibrations, overshoots, undershoots, and the like of the motor torque generated during the transient response. Can be suppressed.
  • the present embodiment relates to an electric vehicle, but the same effect can be obtained by applying the motor drive device 200 to home electric appliances, railways, and the like.
  • the technique of the present disclosure can be similarly applied as long as the motor drive device having the feedback-type current control is provided.
  • each of the above-described configurations, functions and the like may be realized by software by a processor interpreting and executing a program for realizing each function.
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be recorded in a memory, a hard disk, a storage device such as SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • SSD Solid State Drive
  • Control gain setting unit 901 Current control unit 1100 Control gain LUT 1200 electric vehicle system 1201 axle 1202 wheels 1203 wheels 1204 axles 1205 wheels 1206 wheels 1207 drive battery

Landscapes

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Abstract

モータ駆動装置（２００）は、交流モータを駆動する電力変換回路（２０４）と、電力変換回路を制御するコントローラ（２０３）と、を備え、コントローラは、交流モータに対する指令トルクに応じた指令電流を生成する指令電流演算部（２０６）と、交流モータに通電される電流を指令電流に調節するフィードバック制御を行う電流制御部（２０８）と、フィードバック制御に用いる制御ゲインを指令トルクに基づいて算出して電流制御部に設定する制御ゲイン設定部（２０７）と、を有する。制御ゲイン設定部は、指令トルクの絶対値が減少してから制御ゲインが切り替わるまでの時間が、指令トルクの絶対値が増加してから制御ゲインが切り替わるまでの時間よりも長くなるように制御する。これによって過渡応答時のモータトルクの制御安定性が悪化するのを回避する。

Description

モータ駆動装置、電動車両システム
　本発明はモータ（電動機）を動作させるモータ駆動装置に関し、特にモータに通電される電流を指令電流に調節するフィードバック制御を行うモータ駆動装置、電動車両システムに関する。
　モータ駆動装置の電流制御は、モータに通電される電流を検出し、検出電流を指令電流に調節するフィードバック制御で構築することができる。一般的なフィードバック制御では、検出電流と指令電流との差分に制御ゲインを乗算した結果に基づいて比例制御や積分制御が行われる。この制御ゲインの設定値によって、モータに通電される電流が指令電流に調節されるまでの時間、すなわち制御応答速度が調節されている。
　フィードバック制御では、高い制御ゲインを設定することによって、制御の高速応答化を実現できる。しかしながら、制御状態によらずに高い制御ゲインを一律に設定すると、モータパラメータの設定誤差や電流、電圧の制約によっては制御が不安定状態に陥る可能性がある。
　このことから、モータの制御状態に応じたフィードバック制御の制御ゲインの切り替え方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に係る制御ゲインの切り替え方法では、位置制御を行うモータ駆動装置において、指令信号に基づいてモータの停止状態、加減速状態、一定速状態を判定し、判定した制御状態に応じて制御ゲインを切り替えている。
　特許文献１に係る切り替え方法は、位置制御を行うモータ駆動装置に適用されているが、トルク制御を行うモータ駆動装置にも適用することができる。この場合、指令信号である指令トルクに基づいて、制御状態を判定して制御ゲインを切り替えるようにする。例えば、指令トルクの大きさに応じて制御状態を小トルク指令状態、中トルク指令状態、大トルク指令状態に区分し、指令トルクの大きさから制御状態に対応した制御ゲインに切り替える。
特開２０００－２９３２３４号公報
　ところで、トルク制御を行うモータ駆動装置の場合、低トルク域では高い制御ゲインが設定され、高トルク域では電圧や電流の制約を考慮して低い制御ゲインが設定される。ここで、異常を検知した場合等の特定の状況では、指令トルクを早期に０Ｎｍに設定する状況が想定される。この場合、特許文献１に記載の切り替え方法では、指令トルクの立上り時には指令トルクの大きさ（目標値）に応じた制御ゲインが設定されるが、指令トルクの立下り時には現在のトルクレベルに関わらず一律に０Ｎｍに対応した高い制御ゲインが設定される。このため、過渡応答時にモータトルクの振動、オーバーシュート、アンダーシュートが発生するおそれがある。
　本発明は上記課題を解決するもので、その目的とするところは、過渡応答時のモータトルクの制御安定性が悪化するのを回避することができるモータ駆動装置、電動車両システムを提供する。
　本発明の一態様のモータ駆動装置は、モータのトルク制御を行うモータ駆動装置であって、前記モータを駆動する電力変換回路と、前記電力変換回路を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記モータに対する指令トルクに応じた指令電流を生成する指令電流演算部と、前記モータに通電される電流を前記指令電流に調節するフィードバック制御を行う電流制御部と、前記フィードバック制御に用いる制御ゲインを前記指令トルクに基づいて算出して前記電流制御部に設定する制御ゲイン設定部と、を有し、前記制御ゲイン設定部は、前記指令トルクの絶対値が減少してから前記制御ゲインが切り替わるまでの時間が、前記指令トルクの絶対値が増加してから前記制御ゲインが切り替わるまでの時間よりも長くなるように制御する。
　本発明によれば、指令トルクの絶対値が減少してから制御ゲインが切り替わるまでの時間が、指令トルクの絶対値が増加してから制御ゲインが切り替わるまでの時間よりも長くなるため、指令トルクの絶対値の立上り時の制御ゲインを指令トルクの絶対値の立下り時にも適用することができる。よって、過渡応答時のモータトルクの振動、オーバーシュート、アンダーシュート等を抑えたモータトルクの安定動作を実現できる。
比較例の制御ゲインの切替動作の概念的な波形図。 第一の実施形態に係るモータ駆動装置の構成図。 第一の実施形態に係る電流制御部の構成図。 第一の実施形態に係る制御ゲイン設定部の構成図。 第一の実施形態に係るトルクレベル演算部の動作概念図。 第一の実施形態に係る制御ゲインＬＵＴの実装例。 第一の実施形態に係る設定時間制御部の動作を示すフローチャート。 第一の実施形態に係る制御ゲインの切替動作の概念的な波形図。 第二の実施形態に係るモータ駆動装置の構成図。 第二の実施形態に係る電流制御部の構成図。 第二の実施形態に係る制御ゲイン設定部の構成図。 第四の実施形態に係る制御ゲインの切替動作の概念的な波形図。 第五の実施形態に係る電動車両システムの構成図。
　本実施形態に係る制御ゲインの切替動作を説明する前に、比較例に係る制御ゲインの切替動作について説明する。図１は、比較例に係る制御ゲインの切替動作の概念的な波形図である。
　図１に示すように、比較例に係る制御ゲインの切替動作では、指令トルクτ＊が閾値τｔｈを跨ぐか否かに基づいて制御状態が判定される。指令トルクτ＊に基づいて制御状態が判定されると、状態判定と同時に制御ゲインωｃの切替が行われる。この場合、指令トルクτ＊が閾値τｔｈを上回ると判定されると、制御ゲインωｃとして低い制御ゲインωｃＬが設定され、指令トルクτ＊が閾値τｔｈを下回ると判定されると、制御ゲインωｃとして高い制御ゲインωｃＨが設定される。
　「ｔ＝ｔｒ」において、指令トルクτ＊がステップ状に増加し、閾値τｔｈを跨って変化すると、制御ゲインωｃの設定は高い制御ゲインωｃＨから低い制御ゲインωｃＬに即時に切替わる。そのため、ｔｒ経過直後のモータトルクτの立上り期間では、制御ゲインωｃとして低い制御ゲインωｃＬが設定される。
　その後「ｔ＝ｔｆ」において、指令トルクτ＊がステップ状に減少し、閾値τｔｈを跨って変化すると、制御ゲインωｃの設定は低い制御ゲインωｃＬから高い制御ゲインωｃＨに即時に切替わる。そのため、ｔｒ経過直後のモータトルクτの立下り期間では、制御ゲインωｃとして高い制御ゲインωｃＨが設定される。
　このように、２値の指令トルクτ＊がステップ状に行き来する場合に、比較例に係る制御ゲインの切替動作では指令トルクτ＊の立上り時と立下り時に異なる制御ゲインが設定されてしまう。特に、図１に示す動作では、指令トルクτ＊の立下り時に高い制御ゲインωｃＨが設定されてしまうため、過渡応答時（立下り期間）にモータトルクの振動やアンダーシュート等が発生するおそれがある。ここでは、指令トルクτ＊がステップ状に変化する一例を示したが、指令トルクτ＊が急峻に変化する場合も同様な不具合が発生するおそれがある。そこで、本実施形態の制御ゲインの切替動作は、指令トルクτ＊の立上り時と立下り時に同一の制御ゲインを設定している。
[第一の実施形態]
　以下、本実施形態に係る制御ゲインの切替動作を適用したモータ駆動装置２００について説明する。図２は、第一の実施形態に係るモータ駆動装置２００の構成図である。
　図２に示すように、本実施形態に係るモータ駆動装置２００は、交流モータ（モータ）２０１のトルク制御を行うものであり、交流モータ２０１を駆動する電力変換回路２０４と、電力変換回路２０４を制御するコントローラ２０３と、を備えている。交流モータ２０１には位置センサ２０２が設けられ、電力変換回路２０４には電流センサ２０５が設けられている。交流モータ２０１は、例えば３相ブラシレスＤＣモータである。また位置センサ２０２は、例えばエンコーダやレゾルバであり、回転子の回転に応じた信号を出力する。
　コントローラ２０３は、ベクトル制御を基本構成としており、外部から指令トルクτ＊が入力され、三相指令電圧Ｖｕ ＊、Ｖｖ ＊、Ｖｗ ＊を電力変換回路２０４に出力する。電力変換回路２０４は、コントローラ２０３から出力される三相指令電圧Ｖｕ ＊、Ｖｖ ＊、Ｖｗ ＊に基づいて交流モータ２０１を駆動する。電流センサ２０５は、交流モータ２０１に通電される電流を検出して、検出電流値である三相実電流Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、Ｉｗｃをコントローラ２０３にフィードバックする。
　また、コントローラ２０３は、指令電流演算部２０６と、制御ゲイン設定部２０７と、電流制御部２０８と、ｄｑ／３相変換部２０９と、３相／ｄｑ変換部２１０と、回転子位置／モータ速度生成部２１１と、を備えている。なお、コントローラ２０３の各部は、各種処理を実行するプロセッサ、集積回路、メモリ等によって構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read　Only　Memory)、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）等の一つ又は複数の記録媒体で構成されている。以下の説明では、コントローラ２０３の各部が主体として各種処理を実行するように記載しているが、実際にはプロセッサがメモリ等と協働して各種処理を実行している。
　指令電流演算部２０６は、交流モータ２０１に対する指令トルクτ＊に応じてｄ軸指令電流Ｉｄ ＊とｑ軸指令電流Ｉｑ ＊を演算して電流制御部２０８に出力する。指令電流演算部２０６は、例えば指令トルクτ＊にｄ軸指令電流Ｉｄ ＊とｑ軸指令電流Ｉｑ ＊とが対応付けられたルックアップテーブルで構成されている。
　制御ゲイン設定部２０７は、フィードバック制御に用いる制御ゲインωｃを、指令トルクτ＊に基づいて算出して電流制御部２０８に設定する。この場合、制御ゲイン設定部２０７は、指令トルクτ＊に応じた制御ゲインωｃを、所定の設定時間を空けて電流制御部２０８に出力する。この制御ゲインωｃは、指令トルクτ＊に基づいて変化する可変制御ゲインである。なお、制御ゲイン設定部２０７の詳細構成については後述する。
　電流制御部２０８は、交流モータ２０１に通電される電流を指令電流に調節するフィードバック制御を行うように構成されている。電流制御部２０８には、指令電流演算部２０６からｄ軸指令電流Ｉｄ ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ ＊、制御ゲイン設定部２０７から制御ゲインωｃが入力される。また、電流制御部２０８には、電流センサ２０５から３相／ｄｑ変換部２１０を通じてｄ軸実電流Ｉｄｃ及びｑ軸実電流Ｉｑｃがフィードバックされ、位置センサ２０２から回転子位置／モータ速度生成部２１１を通じてモータ速度ω１がフィードバックされる。電流制御部２０８は、これら各部からの入力に基づいてｄ軸指令電圧Ｖｄ ＊とｑ軸指令電圧Ｖｑ ＊を算出してｄｑ／３相変換部２０９に出力する。なお、電流制御部２０８の詳細構成については後述する。
　ｄｑ/３相変換部２０９は、回転子位置／モータ速度生成部２１１から入力された回転子位置θｄｃに基づいて、電流制御部２０８から入力されたｄ軸指令電圧Ｖｄ ＊とｑ軸指令電圧Ｖｑ ＊を三相指令電圧Ｖｕ ＊、Ｖｖ ＊、Ｖｗ ＊に変換する。この三相指令電圧Ｖｕ ＊、Ｖｖ ＊、Ｖｗ ＊によって電力変換回路２０４を介して交流モータ２０１が駆動される。
　３相/ｄｑ変換部２１０は、回転子位置／モータ速度生成部２１１から入力された回転子位置θｄｃに基づいて、電流センサ２０５で検出された三相実電流Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、Ｉｗｃをｄ軸実電流Ｉｄｃとｑ軸実電流Ｉｑｃに変換する。
　回転子位置/モータ速度生成部２１１は、交流モータ２０１に設けられた位置センサ２０２の出力信号から、モータ速度ω１と回転子位置θｄｃを生成する。
　図３を参照して、電流制御部２０８の詳細構成について説明する。図３は、第一の実施形態に係る電流制御部２０８の構成図である。
　図３に示すように、電流制御部２０８は、ｄ軸電流制御部３００と、ｑ軸電流制御部３０１と、を有している。ｄ軸電流制御部３００は、ＰＩ制御によって３相/ｄｑ変換部２１０（図２参照）から入力されたｄ軸実電流Ｉｄｃを、指令電流演算部２０６（図２参照）から入力されたｄ軸指令電流Ｉｄ ＊に近づけるように制御する。ｑ軸電流制御部３０１は、ＰＩ制御によって３相/ｄｑ変換部２１０から入力されたｑ軸実電流Ｉｑｃを、指令電流演算部２０６から入力されたｑ軸指令電流Ｉｑ ＊に近づけるように制御する。
　ｄ軸電流制御部３００は、減算部３０２ａと、Ｐ（比例）制御部３０３ａと、Ｉ（積分）制御部３０４ａと、加算部３０５ａと、加算部３０６ａとを含んでいる。
　減算部３０２ａでは、指令電流演算部２０６から入力されたｄ軸指令電流Ｉｄ ＊と３相/ｄｑ変換部２１０から入力されたｄ軸実電流Ｉｄｃとから、以下の（１）式に基づいてｄ軸電流偏差ΔＩｄが算出される。
　ΔＩｄ＝Ｉｄ ＊－Ｉｄｃ・・・（１）
　Ｐ制御部３０３ａは、制御ゲイン乗算部３０７ａと、制御ゲイン乗算部３０８ａとを含んでいる。制御ゲイン乗算部３０７ａには制御ゲイン設定部２０７（図２参照）から入力された可変制御ゲインωｃが設定され、制御ゲイン乗算部３０８ａにはｄ軸Ｐ制御ゲインＫＰｄが設定されている。Ｐ制御部３０３ａでは、ｄ軸電流偏差ΔＩｄ、可変制御ゲインωｃ、ｄ軸Ｐ制御ゲインＫＰｄから、以下の（２）式に基づきｄ軸Ｐ制御出力ＶＰｄ ＊が算出される。
　ＶＰｄ ＊＝ωｃ・ＫＰｄ・ΔＩｄ・・・（２）
　なお、本実施形態では、ｄ軸電流偏差ΔＩｄに対して制御ゲイン乗算部３０７ａにおいて可変制御ゲインωｃ、制御ゲイン乗算部３０８ａにおいて一定値であるｄ軸Ｐ制御ゲインＫＰｄが乗算される。
　Ｉ制御部３０４ａは、制御ゲイン乗算部３０９ａと、制御ゲイン乗算部３１０ａと、積分器３１１ａとを含んでいる。制御ゲイン乗算部３０９ａには制御ゲイン設定部２０７から入力された可変制御ゲインωｃが設定され、制御ゲイン乗算部３１０ａにはｄ軸Ｉ制御ゲインＫＩｄが設定されている。Ｉ制御部３０４ａでは、ｄ軸電流偏差ΔＩｄ、可変制御ゲインωｃ、ｄ軸Ｉ制御ゲインＫＩｄから、以下の（３）式に基づきｄ軸Ｉ制御出力ＶＩｄ ＊が算出される。
　ＶＩｄ ＊＝ωｃ・ＫＩｄ・∫ΔＩｄｄｔ・・・（３）
　なお、本実施形態では、ｄ軸電流偏差ΔＩｄに対して制御ゲイン乗算部３０９ａにおいて可変制御ゲインωｃ、制御ゲイン乗算部３１０ａにおいて一定値であるｄ軸Ｉ制御ゲインＫＩｄが乗算され、積分器３１１ａにおいて積分が行われる。
　加算部３０５ａでは、Ｐ制御部３０３ａから入力されたｄ軸Ｐ制御出力ＶＰｄ ＊とＩ制御部３０４ａから入力されたｄ軸Ｉ制御出力ＶＩｄ ＊が加算され、ｄ軸ＰＩ制御出力ＶＰＩｄ ＊（＝ＶＰｄ ＊＋ＶＩｄ ＊）が出力される。
　加算部３０６ａでは、加算部３０５ａから入力されたｄ軸ＰＩ制御出力ＶＰＩｄ ＊と、ｄ軸非干渉制御出力ＶＤＥＣｄ ＊が加算され、ｄ軸指令電圧Ｖｄ ＊（＝ＶＰＩｄ ＊＋ＶＤＥＣｄ ＊）が出力される。ｄ軸非干渉制御出力ＶＤＥＣｄ ＊は、モータ速度ω１、ｑ軸インダクタンスＬｑｃ、ｑ軸実電流Ｉｑｃによって、例えば以下の（４）式の演算から得ることができる。
　ＶＤＥＣｄ ＊＝－ω１・Ｌｑｃ・Ｉｑｃ・・・（４）
　なお、本実施形態では、（４）式の演算にｑ軸実電流Ｉｑｃを用いているが、ｑ軸実電流Ｉｑｃの代わりとしてｑ軸指令電流Ｉｑ ＊やｑ軸Ｉ制御出力ＶＩｑ ＊を用いる構成としてもよい。
　ｑ軸電流制御部３０１は、減算部３０２ｂと、Ｐ制御部３０３ｂと、Ｉ制御部３０４ｂと、加算部３０５ｂと、加算部３０６ｂとを含んでいる。
　減算部３０２ｂでは、指令電流演算部２０６から入力されたｑ軸指令電流Ｉｑ ＊と３相/ｄｑ変換部２１０から入力されたｑ軸実電流Ｉｑｃとから、以下の（５）式に基づいてｑ軸電流偏差ΔＩｑが算出される。
　ΔＩｑ＝Ｉｑ ＊－Ｉｑｃ・・・（５）
　Ｐ制御部３０３ｂは、制御ゲイン乗算部３０７ｂと、制御ゲイン乗算部３０８ｂとを含んでいる。制御ゲイン乗算部３０７ｂには制御ゲイン設定部２０７から入力された可変制御ゲインωｃが設定され、制御ゲイン乗算部３０８ｂにはｑ軸Ｐ制御ゲインＫＰｑが設定されている。Ｐ制御部３０３ｂでは、ｑ軸電流偏差ΔＩｑ、可変制御ゲインωｃ、ｑ軸Ｐ制御ゲインＫＰｑから、以下の（６）式に基づきｑ軸Ｐ制御出力ＶＰｑ ＊が算出される。
　ＶＰｑ ＊＝ωｃ・ＫＰｑ・ΔＩｑ・・・（６）
　なお、本実施形態では、ｑ軸電流偏差ΔＩｑに対して制御ゲイン乗算部３０７ｂにおいて可変制御ゲインωｃ、制御ゲイン乗算部３０８ｂにおいて一定値であるｑ軸Ｐ制御ゲインＫＰｑが乗算される。
　Ｉ制御部３０４ｂは、制御ゲイン乗算部３０９ｂと、制御ゲイン乗算部３１０ｂと、積分器３１１ｂとを含んでいる。制御ゲイン乗算部３０９ｂには制御ゲイン設定部２０７から入力された可変制御ゲインωｃが設定され、制御ゲイン乗算部３１０ｂにはｑ軸Ｉ制御ゲインＫＩｑが設定されている。Ｉ制御部３０４ｂでは、ｑ軸電流偏差ΔＩｑ、可変制御ゲインωｃ、ｑ軸Ｉ制御ゲインＫＩｑから、以下の（７）式に基づきｑ軸Ｉ制御出力ＶＩｑ ＊が算出される。
　ＶＩｑ ＊＝ωｃ・ＫＩｑ・∫ΔＩｑｄｔ・・・（７）
　なお、本実施形態では、ｑ軸電流偏差ΔＩｑに対して制御ゲイン乗算部３０９ｂにおいて可変制御ゲインωｃ、制御ゲイン乗算部３１０ｂにおいて一定値であるｑ軸Ｉ制御ゲインＫＩｑが乗算され、積分器３１１ｂにおいて積分が行われる。
　加算部３０５ｂでは、Ｐ制御部３０３ｂから入力されたｑ軸Ｐ制御出力ＶＰｑ ＊とＩ制御部３０４ｂから入力されたｑ軸Ｉ制御出力ＶＩｑ ＊が加算され、ｑ軸ＰＩ制御出力ＶＰＩｑ ＊（＝ＶＰｑ ＊＋ＶＩｑ ＊）が出力される。
　加算部３０６ｂでは、加算部３０５ｂから入力されたｑ軸ＰＩ制御出力ＶＰＩｑ ＊と、ｑ軸非干渉制御出力ＶＤＥＣｑ ＊が加算され、ｑ軸指令電圧Ｖｑ ＊（＝ＶＰＩｑ ＊＋ＶＤＥＣｑ ＊）が出力される。ｑ軸非干渉制御出力ＶＤＥＣｑ ＊は、モータ速度ω１、ｄ軸インダクタンスＬｄｃ、ｄ軸実電流Ｉｄｃ、誘起電圧定数ＫＥｃから、例えば以下の（８）式の演算から得ることができる。
　ＶＤＥＣｑ ＊＝ω１・Ｌｄｃ・Ｉｄｃ＋ω１・ＫＥｃ・・・（８）
　なお、本実施形態では、（８）式の演算にｄ軸実電流Ｉｄｃを用いているが、ｄ軸実電流Ｉｄｃの代わりとしてｄ軸指令電流Ｉｄ ＊やｄ軸Ｉ制御出力ＶＩｄ ＊を用いる構成としてもよい。
　以上のように、電流制御部２０８は、Ｐ制御部３０３ａ、３０３ｂ、Ｉ制御部３０４ａ、３０４ｂに、指令トルクτ＊に基づいて変化する制御ゲインωｃを設定して、制御状態に応じて制御応答速度を切替可能なモータ駆動装置を構成している。
　図４から図６を参照して、制御ゲイン設定部２０７の詳細構成について説明する。図４は、第一の実施形態に係る制御ゲイン設定部２０７の構成図である。図５は、第一の実施形態に係るトルクレベル演算部４０１の動作概念図である。図６は、第一の実施形態に係る制御ゲインＬＵＴ４０２の実装例である。
　図４に示すように、制御ゲイン設定部２０７は、絶対値演算部４００と、トルクレベル演算部４０１と、制御ゲインＬＵＴ４０２と、設定時間制御部４０３とを含んでいる。
　絶対値演算部４００は、入力される指令トルクτ＊の絶対値｜τ＊｜を出力する。この処理により、指令トルクτ＊の符号が無視され、力行時と回生時の動作が同様に扱われる。
　トルクレベル演算部４０１は、指令トルクの絶対値｜τ＊｜を所定のトルクレベル値Ｌτに変換する。ここで、指令トルクの絶対値｜τ＊｜からトルクレベル値への変換処理について説明する。図５は、トルクレベル演算部４０１において、０から｜τ３｜の範囲で変化する指令トルクの絶対値｜τ＊｜を、Ｌτ１、Ｌτ２、Ｌτ３の３段階のトルクレベル値Ｌτに変換する場合の動作例を示している。
　図５に示すように、トルクレベル演算部４０１にヒステリシス特性を適用する場合は、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が増加するときと減少するときで動作が異なる。指令トルクの絶対値｜τ＊｜が増加する場合は、｜τ１｜＋Δτ１でトルクレベル値がＬτ１からＬτ２に変化し、｜τ２｜＋Δτ２でトルクレベル値がＬτ２からＬτ３に変化する。一方、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が減少する場合は、｜τ１｜－Δτ１でトルクレベル値がＬτ２からＬτ１に変化し、｜τ２｜－Δτ２でトルクレベル値がＬτ３からＬτ２に変化する。
　このように、トルクレベル演算部４０１は、指令トルクの絶対値が減少するときと増加するときのトルクレベル値Ｌτの変化にヒステリシス特性をもたせている。これにより、トルクレベル値Ｌτが変化する閾値（｜τ１｜、｜τ２｜）付近でのトルクレベル値Ｌτの頻繁な変化を抑えて、トルクレベル値Ｌτの切替動作を安定にすることができる。
　なお、本実施形態のトルクレベル演算部４０１は、指令トルクの絶対値｜τ＊｜を３段階のトルクレベル値Ｌτに変換したが、３段階より少ない段階数、もしくは３段階より多い段階数で変換してもよい。
　また、本実施形態のトルクレベル演算部４０１は、すべての閾値（｜τ１｜、｜τ２｜）、すなわち全ての段階のトルクレベル値Ｌτの変化に対してヒステリシス特性を適用したが、この構成に限定されない。トルクレベル演算部４０１は、一部の段階のトルクレベル値Ｌτの変化のみにヒステリシス特性を適用する、もしくは全ての段階のトルクレベル値Ｌτの変化にヒステリシス特性を適用しないようにしてもよい。
　制御ゲインＬＵＴ４０２は、トルクレベル値Ｌτに対応付けられて制御ゲインωｃｐｒｅが保存されたルックアップテーブルである。この制御ゲインωｃｐｒｅはルックアップテーブルの読出値であり、電流制御部２０８に適用される制御ゲインωｃとは区別している点に注意されたい。
　例えば、制御ゲインＬＵＴ４０２は、トルクレベル演算部４０１で指令トルクの絶対値｜τ＊｜をＬτ１、Ｌτ２、Ｌτ３の３段階のトルクレベル値Ｌτに変換する場合、図６に示す形で実装される。このように、制御ゲイン設定部２０７は、指令トルクの絶対値｜τ＊｜に基づいて制御ゲインＬＵＴ４０２の引数であるトルクレベル値Ｌτを算出して、制御ゲインＬＵＴ４０２から制御ゲインωｃｐｒｅを読み出している。制御ゲインの設定にルックアップテーブルを用いることで、複雑な算出処理の代わりに簡易な参照処理によって、トルクレベルＬτから制御ゲインωｃｐｒｅを読み出すことが可能になっている。
　本実施形態では、制御ゲインＬＵＴ４０２がトルクレベル値Ｌτのみを引数としたルックアップテーブルとなっているが、引数を追加して、より多次元のルックアップテーブルで構成してもよい。追加する引数としては、例えばモータ速度やキャリア周波数等が考えられる。
　設定時間制御部４０３は、制御ゲインＬＵＴ４０２より読み出した制御ゲインωｃｐｒｅを電流制御部２０８に設定するまでの時間を、トルクレベル値Ｌτに基づいて制御する。トルクレベル値Ｌτが増加したときには即座に制御ゲインωｃｐｒｅが設定され、トルクレベル値Ｌτが減少したときにはトルクレベル値Ｌτが減少してから所定の保持時間Ｔｈの経過後に制御ゲインωｃｐｒｅが設定される。このように、制御ゲイン設定部２０７は、トルクレベル値Ｌτの増減によって、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が減少してから制御ゲインが切り替わるまでの時間が、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が増加してから制御ゲインが切り替わるまでの時間よりも長くなるように制御している。
　図７及び図８を参照して、制御ゲインの切替動作について説明する。図７は、第一の実施形態に係る設定時間制御部４０３の動作を示すフローチャートである。図８は、第一の実施形態に係る制御ゲインの切替動作の概念的な波形図である。なお、図７のフローチャートは指令トルクτ＊が入力される度に処理が実施されるものとする。また、ここでは指令トルクτ＊がステップ状に変化する一例について説明するが、指令トルクτ＊が急峻に変化する場合も同様である。さらに、図８では、説明の便宜上、２つのトルクレベル値ＬτＬ、ＬτＨの間でトルクレベル値が変化する状態を示しているが、実際のトルクレベル値は複数段階で変化している。
　先ず、「ｔ＝ｔｒ」の指令トルクの絶対値｜τ＊｜の立上り開始時の動作フローについて説明する。指令トルクの絶対値｜τ＊｜がトルクレベル値Ｌτに変換されて、設定時間制御部４０３（図４参照）はトルクレベル値Ｌτが増加したか否かを判定する（ステップＳ１）。トルクレベル値Ｌτの増加は、例えば指令トルクの絶対値｜τ＊｜が閾値τｔｈを超えたか否かで判定される。「ｔ＝ｔｒ」で指令トルクの絶対値｜τ＊｜がステップ状に増加し、閾値τｔｈを跨って変化している。このため、トルクレベル値Ｌτがトルクレベル値ＬτＬからトルクレベル値ＬτＨに増加したと判定される。
　設定時間制御部４０３は、トルクレベル値Ｌτが増加したと判定すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、許可信号Ｓｐに「１」を入力する（ステップＳ５）。「Ｓｐ＝１」は「制御ゲインＬＵＴ４０２（図４参照）から読み出した制御ゲインωｃｐｒｅを、制御ゲインωｃとして電流制御部２０８に即時に設定できる状態」であることを意味する。設定時間制御部４０３は、制御ゲインＬＵＴ４０２から読み出した制御ゲインωｃｐｒｅを制御ゲインωｃとして設定する（ステップＳ６）。ここでは、トルクレベル値ＬτＨに対応した制御ゲインωｃＬが電流制御部２０８に即時に設定される。そして、設定時間制御部４０３は、計時時間を「０」にリセットする（ステップＳ７）。指令トルクの絶対値｜τ＊｜の立上り開始時はステップＳ１、Ｓ５－Ｓ７の処理が実施される。
　次に、ｔｒ経過直後に指令トルクの絶対値｜τ＊｜が一定の値に維持される間の動作フローについて説明する。設定時間制御部４０３はトルクレベル値Ｌτが増加したか否か（ステップＳ１）、トルクレベル値Ｌτが減少したか否かを判定する（ステップＳ２）。トルクレベル値Ｌτの減少は、例えば指令トルクの絶対値｜τ＊｜が閾値τｔｈを下回ったか否かで判定される。ｔｒ経過直後には、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が閾値τｔｈを跨って変化していない。このため、トルクレベル値Ｌτがトルクレベル値ＬτＨから増加も減少もしていないと判定される。
　設定時間制御部４０３は、トルクレベル値Ｌτが増加も減少していないと判定すると（ステップＳ１、Ｓ２でＮＯ）、許可信号Ｓｐに「１」が入力されているか否かを判定する（ステップＳ３）。許可信号Ｓｐに「１」が入力されていると（ステップＳ３でＹＥＳ）、設定時間制御部４０３は、制御ゲインＬＵＴ４０２から読み出した制御ゲインωｃｐｒｅを制御ゲインωｃとして設定する（ステップＳ１１）。ここでは、トルクレベル値ＬτＨに対応した制御ゲインωｃＬが電流制御部２０８に設定される。そして、設定時間制御部４０３は、計時時間を「０」にリセットする（ステップＳ１２）。ｔｒ経過直後に指令トルクの絶対値｜τ＊｜が一定の値に維持される間はステップＳ１－Ｓ３、Ｓ１１、Ｓ１２の処理が実施される。
　次に、「ｔ＝ｔｆ」の指令トルクの絶対値｜τ＊｜の立下り開始時の動作フローについて説明する。設定時間制御部４０３はトルクレベル値Ｌτが増加したか否か（ステップＳ１）、トルクレベル値Ｌτが減少したか否かを判定する（ステップＳ２）。「ｔ＝ｔｆ」で指令トルクの絶対値｜τ＊｜がステップ状に減少し、閾値τｔｈを跨って変化している。このため、トルクレベル値Ｌτがトルクレベル値ＬτＨからトルクレベル値ＬτＬに減少したと判定される。
　設定時間制御部４０３は、トルクレベル値Ｌτが減少したと判定すると（ステップＳ１でＮＯ、ステップＳ２でＹＥＳ）、許可信号Ｓｐに「０」を入力する（ステップＳ８）。
「Ｓｐ＝０」は「制御ゲインωｃの前回設定値を保持する状態」であることを意味する。
設定時間制御部４０３は制御ゲインωｃの前回設定値を保持する（ステップＳ９）。ここでは、トルクレベル値ＬτＬとなるが、制御ゲインωｃには前回設定値である制御ゲインωｃＬが電流制御部２０８に設定される。そして、設定時間制御部４０３は、計時時間を「０」にリセットする（ステップＳ１０）。指令トルクの絶対値｜τ＊｜の立下り開始時はステップＳ１、Ｓ２、Ｓ８－Ｓ１０の処理が実施される。
　次に、ｔｆ経過直後に指令トルクの絶対値｜τ＊｜が一定の値に維持される間の動作フローについて説明する。設定時間制御部４０３はトルクレベル値Ｌτが増加したか否か（ステップＳ１）、トルクレベル値Ｌτが減少したか否かを判定する（ステップＳ２）。ｔｆ経過直後には、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が閾値τｔｈを跨って変化していない。このため、トルクレベル値Ｌτがトルクレベル値ＬτＬから増加も減少もしていないと判定される。
　設定時間制御部４０３は、トルクレベル値Ｌτが増加も減少していないと判定すると（ステップＳ１、Ｓ２でＮＯ）、許可信号Ｓｐに「１」が入力されているか否かを判定する（ステップＳ３）。「ｔ＝ｔｆ」で許可信号Ｓｐに「０」が入力されているため（ステップＳ３でＮＯ）、設定時間制御部４０３は計時時間が所定の保持時間Ｔｈか否かを判定する（ステップＳ４）。ｔｆ経過直後で所定の保持時間Ｔｈを経過していない場合（ステップＳ４でＮＯ）、設定時間制御部４０３は制御ゲインωｃの前回設定値を保持する（ステップＳ１６）。ここでは、トルクレベル値ＬτＬとなるが、制御ゲインωｃには前回設定値である制御ゲインωｃＬが電流制御部２０８に設定される。そして、設定時間制御部４０３は時間計測を行う（ステップＳ１７）。
　設定時間制御部４０３は、ｔｆ経過直後に所定の保持時間Ｔｈが経過するまで、ステップＳ１－Ｓ４、Ｓ１６、Ｓ１７の処理を繰り返す。すなわち、モータトルクの立下り期間である所定の保持時間Ｔｈが経過するまで制御ゲインωｃＬの設定が継続される。保持時間Ｔｈが経過するまで制御ゲインωｃを保持することで、指令トルクの絶対値｜τ＊｜の立下り時の制御ゲインωｃの即時の切り替えを回避することができる。
　ｔｆ経過直後に所定の保持時間Ｔｈが経過すると（ステップＳ４でＹＥＳ）、設定時間制御部４０３は許可信号Ｓｐに「１」を入力する（ステップＳ１３）。設定時間制御部４０３は、制御ゲインＬＵＴ４０２から読み出した制御ゲインωｃｐｒｅを制御ゲインωｃとして設定する（ステップＳ１４）。ここでは、トルクレベル値ＬτＬに対応した制御ゲインωｃＨが電流制御部２０８に設定される。そして、設定時間制御部４０３は、計時時間を「０」にリセットする（ステップＳ１５）。ｔｆ経過直後に指令トルクの絶対値｜τ＊｜が一定の値に維持される間はステップＳ１－Ｓ４、Ｓ１３－Ｓ１７の処理が実施される。
　このように、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が増加する立上り時には、制御ゲインＬＵＴ４０２から算出した制御ゲインωｃｐｒｅが電流制御部２０８に即時に設定される。また、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が減少する立下り時には、制御ゲインＬＵＴ４０２から算出した制御ゲインωｃｐｒｅが電流制御部２０８に所定の保持時間Ｔｈだけ遅れて設定される。これにより、指令トルクの絶対値｜τ＊｜の立上り時と立下り時に、電流制御部２０８に対して同一の制御ゲインωｃを設定することができる。
　所定の保持時間Ｔｈは、コントローラ２０３によってモータトルクが過渡応答状態から定常状態となるまでの移行時間として推定された時間である。モータトルクを検出して状態を観測することは困難であるため、例えばｄ軸実電流Ｉｄｃとｑ軸実電流Ｉｑｃがそれぞれ、ｄ軸指令電流Ｉｄ ＊とｑ軸指令電流Ｉｑ ＊の９０％に到達するまでの時間を以下の（９）式より求め、保持時間Ｔｈとして設定してもよい。
　Ｔｈ＝２．１９７／ωｃ・・・（９）
　なお、保持時間Ｔｈは、モータトルクτが指令トルクτ＊に調節されるのに必要な時間を設定すればよく、（９）式にて求めた時間に限定されない。保持時間Ｔｈは、少なくとも指令トルクの絶対値｜τ＊｜が増加してから制御ゲインωｃが切り替わるまでの時間よりも、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が減少してから制御ゲインωｃが切り替わるまでの時間が長くなるような時間に設定されていればよい。例えば、保持時間Ｔｈとして設定される移行時間は、過渡応答状態から定常状態に完全に移行するまでの時間に限定されず、過渡応答状態から定常状態に移行したと見做せる時間でもよい。したがって、定常状態とは、モータトルクτの変化が略一定と見做せる状態であり、モータトルクτが略一定と見做せる程度に変化している状態を含んでいてもよい。したがって、保持時間Ｔｈは、（９）式で求めた時間よりも僅かに短く設定されてもよいし、僅かに長く設定されてもよい。
　また、本実施形態では、制御ゲイン設定部２０７（設定時間制御部４０３）は、モータトルクが過渡応答状態から定常状態への移行時間を計時し、移行時間の経過後まで制御ゲインωｃの前回設定値を保持する構成にしたが、この構成に限定されない。制御ゲイン設定部２０７は、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が所定の閾値を跨って変化し、且つ、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が減少する時は、モータトルクが過渡応答状態から定常状態に移行するまで制御ゲインωｃの前回設定値を保持する構成であればよい。
　例えば、制御ゲイン設定部２０７は、モータトルクが過渡応答状態から定常状態への移行時間を所定の間隔でカウントし、移行時間の経過後のカウント値まで制御ゲインωｃの前回設定値を保持する構成にしてもよい。これにより、移行時間を計時する場合と比較して、保持時間Ｔｈを長く設定することができる。例えば、移行時間が３．１ｍｓｅｃで、０．５ｍｓｅｃ毎にカウントする場合には、３．５ｍｓｅｃまで保持時間Ｔｈを延ばすことができる。
　以上のように、第一の実施形態では、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が減少してから制御ゲインωｃが切り替わるまでの時間が、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が増加してから制御ゲインωｃが切り替わるまでの時間よりも長くなる。このため、指令トルクの絶対値｜τ＊｜の立上り時の制御ゲインωｃを指令トルクの絶対値｜τ＊｜の立下り時にも適用することができる。よって、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が急激に変化する際に、過渡応答時のモータトルクの振動、オーバーシュート、アンダーシュート等を抑えた安定動作を実現できる。また、本実施形態では、応答時間を直接指定する制御ゲインωｃが切り替わるため、本実施形態に係る切替動作をモータの種類に依らずに適用することができる。
[第二の実施形態]
　続いて、図９から図１１を参照して、第二の実施形態に係るモータ駆動装置２００について説明する。図９は、第二の実施形態に係るモータ駆動装置２００の構成図である。図１０は、第二の実施形態に係る電流制御部９０１の構成図である。図１１は、第二の実施形態に係る制御ゲイン設定部９００の構成図である。なお、第二の実施形態に係るモータ駆動装置２００は、ｄ軸Ｐ制御ゲインＫＰｄ、ｄ軸Ｉ制御ゲインＫＩｄ、ｑ軸Ｐ制御ゲインＫＰｑ、ｑ軸Ｉ制御ゲインＫＩｑによって電流制御部９０１の制御応答速度を調節する点で第一の実施形態と相違している。したがって、第一の実施形態と同様な構成については説明を省略する。
　図９に示すように、電流制御部９０１には、制御ゲインωｃの代わりに制御ゲイン設定部９００からｄ軸Ｐ制御ゲインＫＰｄ、ｄ軸Ｉ制御ゲインＫＩｄ、ｑ軸Ｐ制御ゲインＫＰｑ、ｑ軸Ｉ制御ゲインＫＩｑが入力される。上記の（２）式、（３）式、（６）式、（７）式からも明らかなように、電流制御部２０８の制御応答速度はｄ軸Ｐ制御ゲインＫＰｄ、ｄ軸Ｉ制御ゲインＫＩｄ、ｑ軸Ｐ制御ゲインＫＰｑ、ｑ軸Ｉ制御ゲインＫＩｑによっても調節できる。これら制御ゲインＫＰｄ、ＫＩｄ、ＫＰｑ、ＫＩｑは、例えば電流依存性を有するモータパラメータに基づいて切り替えられる。
　図１０に示すように、電流制御部９０１には、制御ゲイン乗算部１０００ａ、１００１ａに一定値である制御ゲインωｃ、制御ゲイン乗算部１００２ａに可変値であるｄ軸Ｐ制御ゲインＫＰｄ、制御ゲイン乗算部１００３ａに可変値であるｄ軸Ｉ制御ゲインＫＩｄが設定されている。また、電流制御部９０１には、制御ゲイン乗算部１０００ｂ、１００１ｂに一定値である制御ゲインωｃ、制御ゲイン乗算部１００２ｂに可変値であるｑ軸Ｐ制御ゲインＫＰｑ、制御ゲイン乗算部１００３ｂに可変値であるｑ軸Ｉ制御ゲインＫＩｑが設定されている。このように、電流制御部９０１は、可変制御ゲインＫＰｄ、ＫＩｄ、ＫＰｑ、ＫＩｑを設定して、制御応答速度を切替可能なモータ駆動装置を構成している。
　図１１に示すように、制御ゲイン設定部９００は、ｄ軸指令電流Ｉｄ ＊とｑ軸指令電流Ｉｑ ＊に対応付けられてｄ軸Ｐ制御ゲインＫＰｄｐｒｅ、ｄ軸Ｉ制御ゲインＫＩｄｐｒｅ、ｑ軸Ｐ制御ゲインＫＰｑｐｒｅ、ｑ軸Ｉ制御ゲインＫＩｑｐｒｅが保存された制御ゲインＬＵＴ１１００を有している。制御ゲイン設定部９００は、ｄ軸指令電流Ｉｄ ＊とｑ軸指令電流Ｉｑ ＊を制御ゲインＬＵＴ１１００の引数として、制御ゲインＬＵＴ１１００から制御ゲインＫＰｄｐｒｅ、ＫＩｄｐｒｅ、ＫＰｑｐｒｅ、ＫＩｑｐｒｅを読み出している。制御ゲインの設定にルックアップテーブルを用いることで、複雑な算出処理の代わりに簡易な参照処理によって、ｄ軸指令電流Ｉｄ ＊とｑ軸指令電流Ｉｑ ＊から制御ゲインＫＰｄｐｒｅ、ＫＩｄｐｒｅ、ＫＰｑｐｒｅ、ＫＩｑｐｒｅを読み出すことが可能になっている。なお、ｄ軸指令電流Ｉｄ ＊とｑ軸指令電流Ｉｑ ＊は、指令電流演算部２０６（図９参照）にて指令トルクτ＊に基づいて算出される。このことから、本実施形態では指令トルクτ＊に基づいて制御ゲインが切り替わる構成になっている。
　本実施形態における制御ゲインの切替動作は、図７に示すフローチャートにおいて、ステップＳ６、Ｓ１１、Ｓ１４にて「ＫＰｄにＫＰｄｐｒｅを設定、ＫＩｄにＫＩｄｐｒｅを設定、ＫＰｑにＫＰｑｐｒｅを設定、ＫＩｑにＫＩｑｐｒｅを設定」の処理を行い、ステップＳ９、Ｓ１６にて「ＫＰｄ、ＫＩｄ、ＫＰｑ、ＫＩｑの前回設定値を保持」の処理を行うことで実現される。その他、保持時間Ｔｈの設定等は、第一の実施形態と同様である。
　以上のように、第二の実施形態においても、過渡応答時のモータトルクの安定動作を実現でき、例えば電流に応じてモータ定数が変化するモータに有効である。なお、モータ定数とは、モータの使用に基づいて定められるパラメータであり、例えば、モータの抵抗値、インダクタンス、誘起電圧定数等である。
[第三の実施形態]
　第三の実施形態として、第一の実施形態と第二の実施形態を組み合わせる構成としてもよい。すなわち、指令トルクτ＊に基づく制御ゲインωｃの切替と、ｄ軸指令電流Ｉｄ ＊とｑ軸指令電流Ｉｑ ＊に基づくｄ軸Ｐ制御ゲインＫＰｄ、ｄ軸Ｉ制御ゲインＫＩｄ、ｑ軸Ｐ制御ゲインＫＰｑ、ｑ軸Ｉ制御ゲインＫＩｑの切替を併用する構成としてもよい。これにより、より精度の高い電流制御を行うことが可能になっている。第三の実施形態においても、過渡応答時のモータトルクの安定動作を実現することができる。
［第四の実施形態］
　上記各実施形態の制御ゲイン設定部は、モータトルクが過渡応答状態から定常状態に移行するまでの移行時間（保持時間Ｔｈ）を計時して、移行時間が経過するまで制御ゲインの前回設定値を保持する構成にしたが、この構成に限定されない。フィルタ処理によって制御ゲインの切り替えを実施することも可能である。この場合、上記各実施形態のように、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が減少してから制御ゲインωｃが切り替わるまでの時間が、指令トルクの絶対値｜τ＊｜が増加してから制御ゲインωｃが切り替わるまでの時間よりも長くはならないが、指令トルクの絶対値｜τ＊｜の立下り時に制御ゲインωｃの即時の切り替えを回避することが可能である。以下、図１２を参照して、第四の実施形態に係るモータ駆動装置について説明する。図１２は、第四の実施形態に係る制御ゲインの切替動作の概念的な波形図である。なお、第四の実施形態に係るモータ駆動装置は、フィルタ処理によって制御ゲインωｃの設定時間を制御する点で第一の実施形態と相違している。したがって、第一の実施形態と同様な構成については説明を省略する。
　図１２に示すように、制御ゲイン設定部は、指令トルクτ＊のフィルタ処理によって当該指令トルクτ＊の挙動をモータトルク（実トルク）τの挙動に近づけて、指令トルクτ＊にモータトルク（実トルク）τの挙動を模擬させる。そして、制御ゲイン設定部は、フィルタ処理後の指令トルクτ＊ ａに基づいて制御ゲインωｃを算出して電流制御部に設定する。この場合、指令トルクの絶対値｜τ＊ ａ｜が閾値τｔｈを超えた時点で制御ゲインωｃとして制御ゲインωｃＬが設定され、指令トルクの絶対値｜τ＊ ａ｜が閾値τｔｈを下回った時点で制御ゲインωｃとして制御ゲインωｃＨが設定される。このような構成でも、指令トルクの絶対値｜τ＊｜の立下り時に即時に制御ゲインωｃが切り替わることが抑えられ、過渡応答時のモータトルクの安定動作を実現できる。なお、フィルタ処理は、例えば、図４に示す制御ゲイン設定部２０７の一部をローパスフィルタに置き換えることで実現される。
[第五の実施形態]
　次に、図１３を参照して、第五の実施形態に係る電動車両システムについて説明する。図１３は、第五の実施形態に係る電動車両システムの構成図である。なお、ここでは、第一の実施形態、第二の実施形態、第三の実施形態、第四の実施形態のいずれかのモータ駆動装置を搭載した電動車両システムの一例について説明する。
　図１３に示すように、電動車両システム１２００は、車体に一対の車軸１２０１、１２０４が軸支されている。一方の車軸１２０１の両端には車輪１２０２と車輪１２０３が固定され、他方の車軸１２０４の両端には車輪１２０５と車輪１２０６が固定されている。一方の車軸１２０１には交流モータ２０１が連結されており、交流モータ２０１の回転動力は車軸１２０１を介して車輪１２０２と車輪１２０３に伝達される。モータ駆動装置２００は、駆動用バッテリ１２０７を電源とし、上位システムで生成された指令トルクτ＊を受け、交流モータ２０１を駆動する。
　電動車両システム１２００のモータ駆動装置２００は、指令トルクτ＊の設定にある程度の勾配をもたせることが一般的である。しかしながら、モータ駆動装置２００は、異常検知時は指令トルクτ＊をステップ状に０Ｎｍに設定し、回復後に指令トルクτ＊をステップ状に元の設定値に戻す場合がある。また、車両がスリップしたときにも、モータ駆動装置２００は指令トルクτ＊を急峻に変化させる場合がある。これらの場合において、本実施形態に係る電動車両システム１２００では、モータ駆動装置２００によって運転状況に応じて適切な制御ゲインに切り替えられ、過渡応答時に発生するモータトルクの振動、オーバーシュート、アンダーシュート等を抑えることができる。
　本実施形態は電動車両に関するものであるが、家電製品や鉄道等にモータ駆動装置２００を適用しても同様の効果が得られる。要するに、フィードバック型の電流制御を備えるモータ駆動装置を備えたものであれば、本開示の技術を同様に適用することが可能である。
　なお、本開示の技術は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本開示の技術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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid　State　Drive）等の記憶装置、又はＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に記録することができる。
　また、図面には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、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。
２００　　　モータ駆動装置
２０１　　　交流モータ（モータ）
２０３　　　コントローラ
２０４　　　電力変換回路
２０６　　　指令電流演算部
２０７　　　制御ゲイン設定部
２０８　　　電流制御部
４０１　　　トルクレベル演算部
４０２　　　制御ゲインＬＵＴ
４０３　　　設定時間制御部
９００　　　制御ゲイン設定部
９０１　　　電流制御部
１１００　　制御ゲインＬＵＴ
１２００　　電動車両システム
１２０１　　車軸
１２０２　　車輪
１２０３　　車輪
１２０４　　車軸
１２０５　　車輪
１２０６　　車輪
１２０７　　駆動用バッテリ

Claims (11)

  1. 　モータのトルク制御を行うモータ駆動装置であって、
    　前記モータを駆動する電力変換回路と、
    　前記電力変換回路を制御するコントローラと、を備え、
    　前記コントローラは、
    　前記モータに対する指令トルクに応じた指令電流を生成する指令電流演算部と、
    　前記モータに通電される電流を前記指令電流に調節するフィードバック制御を行う電流制御部と、
    　前記フィードバック制御に用いる制御ゲインを前記指令トルクに基づいて算出して前記電流制御部に設定する制御ゲイン設定部と、を有し、
    　前記制御ゲイン設定部は、前記指令トルクの絶対値が減少してから前記制御ゲインが切り替わるまでの時間が、前記指令トルクの絶対値が増加してから前記制御ゲインが切り替わるまでの時間よりも長くなるように制御する、ことを特徴とするモータ駆動装置。
  2. 　前記指令トルクの絶対値がステップ状に変化することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
  3. 　前記制御ゲイン設定部は、前記指令トルクの絶対値が所定の閾値を跨って変化し、且つ、前記指令トルクの絶対値が減少してから前記制御ゲインが切り替わるまでの時間が、前記指令トルクの絶対値が増加してから前記制御ゲインが切り替わるまでの時間よりも長くなるように制御する、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
  4. 　前記制御ゲイン設定部は、前記指令トルクの絶対値が所定の閾値を跨って変化し、且つ、前記指令トルクの絶対値が減少するときは、モータトルクが過渡応答状態から定常状態に移行するまで前記制御ゲインの前回設定値を保持する、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
  5. 　前記制御ゲイン設定部は、前記指令トルクの絶対値が所定の閾値を跨って変化し、且つ、前記指令トルクの絶対値が減少するときは、モータトルクが過渡応答状態から定常状態への移行時間を計時して、当該移行時間の経過後まで前記制御ゲインの前回設定値を保持する、ことを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動装置。
  6. 　前記制御ゲイン設定部は、前記指令トルクの絶対値が所定の閾値を跨って変化し、且つ、前記指令トルクの絶対値が減少するときは、モータトルクが過渡応答状態から定常状態への移行時間を所定の間隔でカウントし、当該移行時間の経過後のカウント値まで前記制御ゲインの前回設定値を保持する、ことを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動装置。
  7. 　前記制御ゲイン設定部は、前記指令トルクの絶対値からトルクレベル値を演算し、当該トルクレベル値の減少時と増加時の変化にヒステリシス特性をもたせ、前記トルクレベル値が減少してから前記制御ゲインが切り替わるまでの時間が、前記トルクレベル値が増加してから前記制御ゲインが切り替わるまでの時間よりも長くなるように制御する、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
  8. 　前記制御ゲイン設定部は、前記制御ゲインが保存されたルックアップテーブルを有し、前記指令トルクの絶対値に基づいて前記ルックアップテーブルの引数を算出して前記ルックアップテーブルから前記制御ゲインを読み出す、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
  9. 　前記制御ゲイン設定部は、前記制御ゲインが保存されたルックアップテーブルを有し、前記指令電流を前記ルックアップテーブルの引数として用いて前記ルックアップテーブルから前記制御ゲインを読み出す、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
  10. 　モータのトルク制御を行うモータ駆動装置であって、
    　前記モータを駆動する電力変換回路と、
    　前記電力変換回路を制御するコントローラと、を備え、
    　前記コントローラは、
    　前記モータに対する指令トルクに応じた指令電流を生成する指令電流演算部と、
    　前記モータに通電される電流を前記指令電流に調節するフィードバック制御を行う電流制御部と、
    　前記フィードバック制御に用いる制御ゲインを前記指令トルクに基づいて算出して前記電流制御部に設定する制御ゲイン設定部と、を有し、
    　前記制御ゲイン設定部は、前記指令トルクに対するフィルタ処理によって当該指令トルクの挙動をモータトルクの挙動に近づけて、フィルタ処理後の指令トルクに基づいて前記制御ゲインの切り替えを制御する、ことを特徴とするモータ駆動装置。
  11. 　請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のモータ駆動装置と、
    　前記モータ駆動装置によって駆動される前記モータと、
    　前記モータに連結された車軸と、
    　前記車軸に固定される車輪と、
    　前記モータ駆動装置の電源となる駆動用バッテリと、を備える、
    ことを特徴とする電動車両システム。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05130710A (ja) * 1991-10-21 1993-05-25 Hitachi Ltd 弱め界磁制御付き電気自動車制御装置
US20090284195A1 (en) * 2007-07-27 2009-11-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Gain adjustment to improve torque linearity of an electric machine during operation in a field weakening region
JP2012085485A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Denso Corp 回転機の制御装置および回転機の制御システム
WO2017085853A1 (ja) * 2015-11-20 2017-05-26 株式会社日立産機システム モータ制御装置及びモータ制御方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3944659B2 (ja) * 1997-03-18 2007-07-11 株式会社安川電機 誘導電動機の制御装置
JP2000293234A (ja) 1999-04-08 2000-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ制御ゲイン切替方法
JP2002278629A (ja) * 2001-03-22 2002-09-27 Yaskawa Electric Corp サーボ制御方法
JP2004229417A (ja) * 2003-01-23 2004-08-12 Mitsubishi Electric Corp 電気車の制御装置
JP4441493B2 (ja) * 2006-02-03 2010-03-31 ファナック株式会社 サーボモータ制御装置
JP5130710B2 (ja) 2006-12-20 2013-01-30 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 画像形成装置および画像形成方法
JP2009189146A (ja) * 2008-02-06 2009-08-20 Calsonic Kansei Corp 電動モータの制御装置
JP5623757B2 (ja) * 2010-02-23 2014-11-12 山洋電気株式会社 モータの制御方法及び装置
KR101209965B1 (ko) 2010-12-30 2012-12-07 엘에스산전 주식회사 전기자동차의 유도 전동기의 토크 제어 시스템 및 그 방법
JP6229922B2 (ja) * 2013-03-12 2017-11-15 スズキ株式会社 ハイブリッド車両
JP6246496B2 (ja) * 2013-05-20 2017-12-13 Ntn株式会社 電気自動車の制御装置
JP6128016B2 (ja) * 2014-03-03 2017-05-17 株式会社デンソー 交流電動機の制御装置
JP6209176B2 (ja) * 2014-04-14 2017-10-04 オークマ株式会社 位置制御装置
KR102529518B1 (ko) * 2018-06-22 2023-05-04 현대자동차주식회사 친환경자동차의 구동 토크 지령 생성 장치 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05130710A (ja) * 1991-10-21 1993-05-25 Hitachi Ltd 弱め界磁制御付き電気自動車制御装置
US20090284195A1 (en) * 2007-07-27 2009-11-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Gain adjustment to improve torque linearity of an electric machine during operation in a field weakening region
JP2012085485A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Denso Corp 回転機の制御装置および回転機の制御システム
WO2017085853A1 (ja) * 2015-11-20 2017-05-26 株式会社日立産機システム モータ制御装置及びモータ制御方法

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