WO2020174781A1

WO2020174781A1 - インバータの制御装置および制御方法

Info

Publication number: WO2020174781A1
Application number: PCT/JP2019/045528
Authority: WO
Inventors: 司廣瀬
Original assignee: 株式会社明電舎
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2020-09-03
Also published as: JP6702466B1; EP3920402A4; EP3920402B1; EP3920402A1; JP2020137342A

Abstract

インバータ（５）によるモータ（６）の駆動制御が可能な直流電源電圧の制御可能電圧範囲のうち、任意の第１，第２電圧でモータ（６）の運転を行った場合のｄ軸，ｑ軸電流指令（Ｉ_d ^*，Ｉ_q ^*）により、第１，第２電流指令テーブル（Ｔｂ１，Ｔｂ２）を作成する。また、前記制御可能電圧範囲のうち、回転数（ω）およびトルク指令（Ｔ^*）毎におけるモータ（６）の運転に必要な最小限電圧値を、比較用電圧値（Ｖ_co）として適用する。そして、回転数（ω）およびトルク指令（Ｔ^*）に対応した比較用電圧値（Ｖ_co）と、インバータの直流電源電圧の検出電圧値（Ｖ_dc）と、の比較結果に基づいて補間処理の要否を判断し、補間処理をしていないｄ軸，ｑ軸電流指令（Ｉ_d ^*，Ｉ_q ^*）、または補間処理ｄ軸，ｑ軸電流指令（Ｉ_d ^*，Ｉ_q ^*）を適宜導出して出力する。

Description

\¥02020/174781 1 卩（：17 2019/045528

明細書

発明の名称：インバータの制御装置および制御方法

技術分野

[0001 ] 本発明は、モータを駆動制御するインバータの制御装置および制御方法に係るものであって、例えばインバータとモータの総合効率向上に貢献可能な技術に関するものである。

背景技術

[0002] 電流指令等に応じてモータを駆動制御して運転するインバータの制御装置の一例としては、予め作成された電流指令テーブルを用い、モータの回転数（回転速度）やトルク指令等の入カパラメータに基づいて所望の電流指令を適宜決定し出力できるようにしたものがある。

[0003] 電流指令テーブルは、例えば制御装置に入力される入カパラメータを適宜変更しながら、モータの試験運転等の事前運転（例えばモータが許容する全ての運転条件（モータの回転数（回転速度）やトルク指令等）による事前運転等）を行って作成することが挙げられる。この事前運転において、当該入カパラメータ毎に、総合効率（=インバータ効率 Xモータ効率）を考慮した所望の電流指令を導出できるようにすることも可能である。

[0004] しかしながら、電流指令テーブルが、例えばインバータの直流電源電圧を所定の固定電圧（定格電圧等）に設定して作成したものであると、モータの負荷状態等に応じて当該直流電源電圧が変動（例えば定格電圧未満に変動）した場合には、当該変動に適応した電流指令を出力できなくなるおそれがある。

[0005] 具体例として、車載用インバータにおいては、蓄電池等のバッテリを直流電源として適用されることが多く、この場合、モータの負荷状態の他に残存容量によって、直流電源電圧が変動してしまうことが考えられる。そして、直流電源電圧の変動に応じた電流指令を出力できなくなると、モータの駆動制御を所望通りに実施できないことや故障等（焼損等）を招く可能性がある〇 2020/174781 2 卩（：170?2019/045528

[0006] このような場合を想定し、例えば特許文献 1の制御装置（以下、単に従来制御装置と適宜称する）においては、インバータの直流電源電圧を 2つの固定電圧に設定して作成した 2種類の電流指令テーブルを、備えている。

[0007] この従来制御装置では、例えば直流電源電圧の検出電圧値に応じて、 2種類の電流指令テーブルを適宜適用し、当該検出電圧値が 2つの固定電圧の両者間の範囲内であれば補間処理を実施して、電流指令を出力できるようにしている。

[0008] また、 2つの固定電圧のうち大きい方には、直流電源電圧において正常な電圧範囲の下限電圧（例えば直流電源の残存容量が十分な場合において、モ —夕を駆動制御して通常運転が可能な直流電源電圧の範囲のうち下限電圧）を適用している。そして、当該 2つの固定電圧のうち小さい方には、当該直流電源電圧においてモータの駆動制御が可能な最低限の電圧（例えば直流電源電圧の残存容量が低減した場合において、モータを安全に駆動制御して安全優先の運転ができる最低限の電圧）を適用している。

[0009] ここで、インバータの効率に着目すると、インバータ出力電圧と直流電源電圧とが近似（例えば変調率が 1 に近似；以下、単に近似状態と適宜称する）しているほど、高効率になり易いとされている。また、直流電源電圧の変動に対し、インバータの駆動制御の最終的な電圧指令を適宜補正して電流指令を一定にする場合には、例えばインバータ出力電圧を一定にできるような電流指令を出力して適宜駆動制御する手法が採られている。

先行技術文献

特許文献

[0010] 特許文献 1 :特開 2 0 0 4— 0 8 0 8 9 6号公報

発明の概要

[001 1 ] 従来制御装置において、直流電源電圧が正常な電圧範囲の下限電圧は、モ —夕の運転状況によって変動（すなわち、入カパラメータによって変動）し得る。例えば、モータの回転数やトルク指令が比較的高い場合よりも、当該〇 2020/174781 3 卩（：170?2019/045528

回転数やトルク指令が低い場合の方が、当該電圧範囲の下限電圧は低電圧方向に偏倚する傾向がある。

[0012] すなわち、従来制御装置においては、例えば回転数やトルク指令が比較的低く補間処理が不要の場合（つまり、モータの駆動制御不能や故障等（焼損等）を招くおそれがない場合）であっても、直流電源電圧の検出電圧値が 2 つの固定電圧の両者間の範囲内であれば、補間処理を実施してしまうことになる。

[0013] また、例えば最大トルクを発生させるような電流指令テーブルでは、入力パラメータの回転数が比較的低い領域にある場合には所定の電流指令を出力し、当該回転数が比較的高い領域にある場合にはインバータ出力電圧が一定となるような電流指令を出力することが考えられるが、これら両出力の境界は、直流電源電圧によって異なる。

[0014] このため、補間処理においては、近似状態にすることが困難となる場合があり、インバータ効率を低下させてしまうおそれもある。したがって、必要性の高い補間処理は適宜実施し、必要性の低い補間処理は実施しないようにすることが好ましい。

[0015] 本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたものであって、必要性の低い補間処理を実施しないように抑制して総合効率向上に貢献する技術を提供することにある。

[0016] この発明の一態様は、インバータによって駆動制御されるモータの回転数およびトルク指令に対応して、軸，軸電流指令を導出する制御部を備えた制御装置である。

[0017] この制御装置の制御部は、回転数およびトルク指令に対応した比較用電圧値を出力する電圧マツプ部と、電圧マツプ部から入力され電圧余裕度が乗じられた比較用電圧値と、インバータの直流電源電圧を検出して得た検出電圧値と、を比較する電圧比較部と、第 1 , 第 2電流指令テーブルを有し、電圧比較部の比較結果に基づいて ¢1軸， 9軸電流指令を導出する電流指令導出部と、を備えたものである。〇 2020/174781 4 卩（：170?2019/045528

[0018] 第 1電流指令テーブルは、インバータによるモータの駆動制御が可能な直流電源電圧の制御可能電圧範囲のうち、任意の第 1電圧でモータの運転を行った場合において、回転数およびトルク指令毎に対応して総合効率が最適化される軸，軸電流指令により作成されたものであり、第 2電流指令テーブルは、制御可能電圧範囲のうち、第 1電圧よりも小さい任意の第 2電圧でモータの運転を行った場合において、回転数およびトルク指令毎に対応して総合効率が最適化される ¢1軸，軸電流指令により作成されたものである。電圧マップ部の比較用電圧値は、制御可能電圧範囲のうち、回転数および卜ルク指令毎におけるモータの運転に必要な最小限電圧値であり、当該回転数およびトルク指令毎に対応して電圧マップ部に格納されたものである。

[0019] そして、電流指令導出部は、検出電圧値が制御可能電圧範囲の上限値以下で比較用電圧値以上の場合には、第 1電流指令テーブルにおいて回転数およびトルク指令に対応した軸， 9軸電流指令を導出し、検出電圧値が制御可能電圧範囲の下限値以上で比較用電圧値未満の場合には、回転数およびトルク指令に対応した補間処理軸， 9軸電流指令を導出し、補間処理軸， 9 軸電流指令は、第 1 , 第 2電流指令テーブルにおいて回転数およびトルク指令に対応した ¢1軸，軸電流指令をそれぞれ抽出して、当該抽出した各軸 , 軸電流指令において検出電圧値に対応した補間処理をして導出したものであることを特徴とする。

[0020] また、電流指令導出部は、第 1 , 第 2電流指令テーブルの他に、一つ以上の中間電流指令テーブルを有し、中間電流指令テーブルは、第 1電圧よりも小さく第 2電圧よりも大きい任意の中間電圧でモータの運転を行った場合において、回転数およびトルク指令毎に対応して総合効率が最適化される軸 , 軸電流指令により作成されたものであり、検出電圧値が制御可能電圧範囲の下限値以上で比較用電圧値未満の場合、かつ当該検出電圧値が第 1電圧 , 第 2電圧，中間電圧のうち何れかの近似する同士の各電圧間にある場合には、回転数およびトルク指令に対応した補間処理軸， 9軸電流指令を導出し、補間処理軸， 9軸電流指令は、第 1 , 第 2電流指令テーブルおよび中〇 2020/174781 5 卩（：170?2019/045528

間電流指令 7^~ _ブルのうち、前記近似する同士の各電圧に係る各電流指令 7^~ —ブルから、前記 2つの電圧に係る各電流指令テーブルから、回転数およびトルク指令に対応した軸，軸電流指令をそれぞれ抽出して、当該抽出した各軸，軸電流指令において検出電圧値に対応した補間処理をして導出したものであることを特徴とするものでも良い。

［0021］また、第 1電圧は、式（1）を満たすように設定され、第 2電圧は、制御可能電圧範囲の下限電圧に設定されていることを特徴とするものでも良い。［0022］第 1電圧 = X （制御可能電圧範囲の上限電圧） + n X制御可能電圧範囲の下限電圧）（ 1）

式（1）中において、 111 + 11 = 1、 0 <〇1 £ 1、 0 £ 1^ < 1 とする。

［0023］また、モータの運転は、力行運転と回生運転を含み、直流電源は、モータの回生運転による回生電力を蓄電し、式（1）中において、 m > _nを満たすことを特徴とするものでも良い。

［0024］他の態様は、モータの回転数およびトルク指令に対応した軸， 9軸電流指令を制御部により導出し、当該導出した ¢1軸，軸電流指令に基づいてモ —夕を駆動制御する制御方法であり、前記一態様による制御装置と同様の制御構成によって実現することを特徴とするものである。

［0025］以上示したように本発明によれば、必要性の低い補間処理を実施しないように抑制して総合効率向上に貢献することが可能となる。

図面の簡単な説明

［0026］［図 1］本実施形態の一例であるインバータの制御装置 1 0を説明するための概略構成図。

［図 2］トルク制御部 1の一例を説明するための概略構成図。

［図 3］実施例 1 による補間処理を示す電圧変化に対する電流指令値特性図。

［図 4］実施例 2による補間処理を示す電圧変化に対する電流指令値特性図。発明を実施するための形態

［0027］本発明の実施形態によるインバータの制御装置および制御方法は、従来制御装置にように単に検出電圧値が 2つの固定電圧の両者間の範囲内である場〇 2020/174781 6 卩（：170?2019/045528

合に補間処理を実施するものとは、全く異なるものである。

[0028] すなわち、本実施形態によるインバータの制御装置等は、制御可能電圧範囲（インバータによるモータの駆動制御が可能な直流電源電圧の制御可能電圧範囲）のうち任意の第 1 , 第 2電圧（第 1電圧＞第 2電圧）でモータの運転を行った場合（総合効率を最適化できるように運転を行った場合）の〇1軸 , 9軸電流指令により作成した第 1 , 第 2電流指令テーブルを、適用する。また、前記制御可能電圧範囲のうち、回転数およびトルク指令毎におけるモ —夕の運転に必要な最小限電圧値を、比較用電圧値として適用する。

[0029] そして、モータの回転数およびトルク指令に対応した比較用電圧値と、インバータの直流電源電圧を検出して得た検出電圧値と、の比較結果に基づいて補間処理（直線補間，折線補間等による補間処理）の要否を判断し、補間処理をしていない軸，軸電流指令、または当該補間処理をした軸，軸電流指令（以下、単に補間処理軸， 9軸電流指令と適宜称する）を適宜導出して出力する制御構成である。

[0030] この本実施形態のような制御構成によれば、例えば回転数やトルク指令が比較的低い場合（従来制御装置では補間処理をしてしまうような場合）であっても、検出電圧値が制御可能電圧範囲の上限値以下で比較用電圧値以上であれば、第 1電流指令テーブルにおいて回転数およびトルク指令に対応した軸， 9軸電流指令を導出して出力（後述図 2では導出機能部 1 3 3から出力）する。

[0031 ] また、検出電圧値が制御可能電圧範囲の下限値以上で比較用電圧値未満の場合には、回転数およびトルク指令と、検出電圧値と、に対応して補間処理した補間処理軸， 9軸電流指令を導出して出力（後述図 2では導出機能部 1 3匕から出力）することができる。

[0032] すなわち、本実施形態のような制御構成によれば、必要性の低い補間処理を実施しないように抑制でき、総合効率向上に貢献可能となる。

[0033] 本実施形態のインバータの制御装置および制御方法は、前述のようにモー夕の回転数およびトルク指令に対応した比較用電圧値と、インバータの直流〇 2020/174781 7 卩（：170?2019/045528

電源電圧を検出して得た検出電圧値と、の比較結果に基づいて補間処理の要否を判断して当該補間処理を適宜実施し、回転数およびトルク指令に対応した軸， 9軸電流指令を導出できる制御構成であれば、種々の分野（例えばインバータの駆動制御技術，モータ技術，電源技術等の分野）の技術常識を適宜適用して設計することが可能であり、その一例として以下に示すものが挙げられる。

[0034] 《本実施形態によるインバータの制御装置の構成例》

図 1は、本実施形態の一例であるインバータの制御装置 1 〇を説明するための回路構成図である。図 1 に示す制御装置 1 〇は、トルク制御部 1 と、図 1中の破線ブロックで示す電流制御系と、を主として備えており、モータ 6 に供給する電流を励磁電流成分とトルク電流成分との 2軸に分離した制御構成となっている。

[0035] トルク制御部 1は、例えば後述図 2に示すように電圧マップ部 1 1 , 電圧比較部 1 2 , 電流指令導出部 1 3 , テーブル丁匕 1および丁匕 2を備えており、モータ 6の回転数（回転速度）〇）と、トルク指令丁*と、インバータ 5の直流電源（図示省略）電圧を検出して得た検出電圧値

と、を入カパラメー夕とし、当該モータ 6に流す軸電流指令（励磁電流指令） *, 軸電流指令（トルク電流指令）丨：を導出できるように構成されている。

[0036] トルク指令丁*, モータ 6 , 直流電源においては、種々の態様を適用することが可能であり、特に限定されるものではない。例えば制御装置 1 0が電気自動車に適用されるものである場合、トルク指令丁*は当該電機自動車のアクセル操作等に応じて与えられるものが挙げられ、モータ 6は力行運転および回生運転が可能なものが挙げられ、直流電源は蓄電池等の充放電可能なバッテリが挙げられる。

[0037] 破線ブロックで示す電流制御系において、電流制御部 2は、トルク制御部

1から出力された軸，軸電流指令し*, 丨 /と、後述の回転座標変換部 3 から出力された電流検出値し，と、を比較し、当該比較結果および回転数〇）に基づいて軸， 9軸電圧指令 V/, V を導出できるように構成されてい \¥02020/174781 8 卩（：17 2019/045528

る。

[0038] 回転座標変換部 3は、モータ 6の 2相電流検出値し，しと V相電流計算値（= - 一）をモータ 6の磁極位相 0に基づいて変換し、， 9軸電流検出値し，丨 _dを導出できるように構成されている。

[0039] 逆回転座標変換部 4は、電流制御部 2から出力された〇1軸， 9軸電圧指令 V/

, を磁極位相 0に基づいて変換し、三相電圧指令 V *, V /, V/を導出できるように構成されている。

[0040] インバータ 5は、逆回転座標変換部 4から出力された三相電圧指令 V ， V ,

*, V/に基づいて出力電圧制御を行うことにより、モータ 6を駆動制御（電機子電流を制御）して、当該モータ 6において所望の運転をできるように構成されている。

[0041 ] 検出部 6 1は、例えばエンコーダによって構成され、モータ 6の口ータ位置信号を発生し、この信号から位置検出器 6 2にて磁極位相 0を導出し、速度検出器 6 3にて回転数〇）を導出できるように構成されている。

[0042] <トルク制御部 1の構成例 ñ

図 2はトルク制御部 1の構成例を示すものである。以下、図 1 に示すものと同様のものには、同一符号を適用する等により、その詳細な説明を適宜省略する。

[0043] 図 2に示すトルク制御部 1は、電圧マツプ部 1 1 , 電圧比較部 1 2 , 電流指令導出部 1 3を主として備えており、電流指令導出部 1 3には、所望の第 1 , 第 2電流指令テーブル丁 b ] , T b 2が格納されている。

[0044] この第 1 , 第 2電流指令テーブル丁 b ] , T b 2には、それぞれ任意の第

1 , 第 2電圧において、総合効率が最適化される軸，軸電流指令し*, *のテーブルデータが、回転数 £〇およびトルク指令丁 *毎に対応するように格納されている（つまり第 1 , 第 2電流指令テーブル丁匕 1 , 丁匕 2は、回転数 £0およびトルク指令丁*をパラメータとしたテーブルとなっている）。

[0045] 第 1 , 第 2電流指令テーブル丁匕 1 , 丁匕 2は、例えばインバータ 5の直流電源電圧をそれぞれ任意の第 1 , 第 2電圧に設定して、トルク制御部 1 に〇 2020/174781 9 卩（：170?2019/045528

入力される回転数 £0とトルク指令丁*に対応する軸， 9軸電流指令し*, * を適宜変更させるインバータ 5とモータ 6の事前運転を行い、その都度総合効率を計測して、総合効率が最高値 X 1<となるときの〇1軸， 9軸電流指令し*

, 丨：を探索することによって作成することが可能である（1<は余裕係数で、

1< =〇. 9〜 1程度とする。最高値よりも若干低い総合効率のときの軸，

9軸電流指令し^*, I /をテーブルに格納してもよく、この場合でも総合効率は最適化されているとみなす）。

[0046] 第 1 , 第 2電圧は、例えばインバータ 5によるモータ 6の駆動制御が可能な直流電源電圧の範囲（以下、単に制御可能電圧範囲と適宜称する）において、第 1電圧 >第 2電圧の関係式を満たすように、それぞれ任意の電圧に設定することが挙げられる。

[0047] 具体例としては、制御可能電圧範囲の上限電圧と下限電圧

との間で、第 1電圧を下記式（1）を満たすように設定し、

に設定することが挙げられる。なお、式（1）中において、 01 + 11 = 1、 0 < |11 £ 1 _% 0 £ 1^ < 1 とする。

[0048] 第 1電圧 =〇! X （制御可能電圧範囲の上限電圧） + n X制御可能電圧範囲の下限電圧）（ 1）

式（1）を満たす第 1電圧の具体例としては、後述の図 3に示すように、上限電圧

と下限電圧 V との平均（すなわち式（1）が _m = _n = 0 . 5 の場合）である平均電圧 V に設定することが挙げられる。

[0049] 電圧マップ部 1 1は、回転数 £〇およびトルク指令丁*に対応した比較用電圧値 V。。のマップデータが格納されており、当該回転数〇）およびトルク指令丁*が入力される毎に、対応する比較用電圧値を適宜導出し出力できるように構成（比較用電圧値出力過程を実行できるように構成）されているものである。

[0050] マップデータは、例えばインバータ 5の直流電源電圧が制御可能電圧範囲の状態で、回転数 £〇およびトルク指令丁*を適宜変化させながら事前運転を行って作成することが可能である。具体的には、事前運転において回転数〇）およびトルク指令丁*毎のモータ 6の運転に必要な最小限電圧値を検出して、こ〇 2020/174781 10 卩（：170?2019/045528

れら各最小限電圧値をそれぞれ比較用電圧値 V。。とし、回転数 £0およびトルク指令丁*に対応するようにマップデータ化して作成することが挙げられる。

[0051 ] 電圧比較部 1 2は、電圧マップ部 1 1から出力された比較用電圧値 V。。と、検出電圧値 V_#と、の両者が入力され、当該両者の比較結果を導出して出力できるように構成（電圧比較過程を実行できるように構成）されているものである。電圧マップ部 1 1から入力される比較用電圧値 V。。においては、例えば過渡的な制御の安定性を加味した電圧余裕度（1以上の係数）を乗じたうえで適用しても良い。図 2のトルク制御部 1の場合、電圧余裕度が記録されている記録部 1 4を備えており、乗算器 1 5を介して、比較用電圧値 V。。に電圧余裕度を乗じることが可能な構成となっている。

[0052] 電流指令導出部 1 3は、導出機能部 1 3 3 , 1 3匕を備えており、電圧比較部 1 2の比較結果と、検出電圧値 V_#と、の両者が入力され、当該比較結果に基づいて補間処理の要否を判断したうえで、回転数 £〇およびトルク指令丁* に対応した ¢1軸，軸電流指令し*, 丨を適宜導出して出力できるように構成（指令導出過程を実行できるように構成）されているものである。

[0053] 電流指令導出部 1 3による補間処理の要否判断は、例えば電圧比較部 1 2 の比較結果において、検出電圧値 V_d。が制御可能電圧範囲の上限電圧以下で比較用電圧値 V。。以上の場合（以下、単に、

。の場合と適宜称する）に、当該補間処理が不要であるものと判断する。また、検出電圧値が制御以上で比較用電圧値 V。。未満の場合（以下、単に

る）には、当該補間処理が必要であるものと判断する。

[0054] 補間処理が不要であるものと判断した場合には、導出機能部 1 3 ₃が機能し、第 1電流指令テーブル丁匕 1から、回転数 £〇およびトルク指令丁*に対応した軸， 9軸電流指令し*, 丨を適宜導出し、図 1 に示した電流制御部 2 に出力する。

[0055] また、補間処理が必要であると判断した場合には、導出機能部 1 3匕が機能し、まず、第 1 , 第 2電流指令テーブル丁匕 1 , 丁匕 2から、回転数〇）お \¥02020/174781 11 卩(：17 2019/045528

よびトルク指令丁*に対応した〇1軸，軸電流指令し*, 丨をそれぞれ抽出する。その後、当該抽出した各〇1軸，軸電流指令し*, I において、検出電圧値に対応した補間処理をすることにより、補間処理 ¢1軸，軸電流指令 *, 丨を導出し、図 1 に示した電流制御部 2に出力する。

[0056] 以上示した電流指令導出部 1 3による補間処理および要否判断等は、種々の方法 (例えば特許文献 1 に示す方法) により実行することが可能であり、具体的には以下に示す実施例 1〜 3のように実行することが挙げられる。なお、図 1 , 図 2に示したものと同様のものには、同一符号を適用する等により、その詳細な説明を適宜省略する。

[0057] á実施例 1 >

実施例 1では、電流指令導出部 1 3において、第 1 , 第 2電圧をそれぞれ平均電圧，下限電圧 V に設定して第 1 , 第 2電流指令テーブル丁匕 1 , 丁匕 2を作成し、図 3に示すような電圧変化に対する電流指令値特性 (関数特性) を有するものとする。なお、図 3 (および後述の図 4) においては、図中の実線が電流指令値となる。

[0058] そして、 < 。。の場合には導出機能部 1 3匕が機能し、第 1 , 第 2電流指令テーブル丁匕 1 , 丁匕 2から、下記式 (2) (3) に基づいて、回転数〇)およびトルク指令丁*に対応した補間処理軸， 9軸電流指令し*, I :を導出することが挙げられる。なお、

I は第 1電流指令テーブル丁匕 1 のテーブル値とし、丨 „, 丨は第 2電流指令テーブル丁匕 2のテーブル値とする。

なお、式 (2) (3) は、第 1電圧が平均電圧の場合の式である。第 1 電圧が平均電圧

外の場合では、式 (2)

には式 (1 ) で求めた第 1電圧を用いる。

[0060] 図 3において、

。。の場合には補間処理は不要であるため、導出機能部 1 33が機能し、単に第 1電流指令テーブル丁匕 1から、回転数〇)および〇 2020/174781 12 卩（：170?2019/045528

トルク指令丁*に対応した〇1軸，軸電流指令し*, *を適宜導出する。

[0061 ] 本実施例 1のように電流指令導出部 1 3による補間処理および要否判断等を行うことにより、例えば従来制御装置の場合と比較すると、必要性の高い補間処理は適宜実施し、必要性の低い補間処理は実施しないように抑制でき、総合効率に貢献可能であることが判る。

[0062] á実施例 2 >

実施例 2では、電流指令導出部 1 3において、第 1 , 第 2電流指令テーブル丁匕 1 , 丁匕 2の両者を備える他に、当該両者の中間的な電流指令テーブル（以下、単に中間電流指令テーブルと適宜称する）を一つ以上備えたものとする。なお、実施例 1 に示すものと同様のものには、同一符号を適用する等により、その詳細な説明を適宜省略する。

[0063] 中間電流指令テーブルは、例えばインバータ 5の直流電源電圧を第 1電圧よりも小さく第 2電圧よりも大きい任意の中間電圧（中間電流指令テーブルが複数ある場合には、それぞれ異なる中間電圧）に設定して、トルク制御部 1 に入力される回転数 £〇とトルク指令丁*を適宜変更しながらモータ 6の事前運転を行い、当該事前運転における軸， 9軸電流指令し*, 丨を当該回転数 £0およびトルク指令丁*に対応するようにテーブルデータ化して作成することが可能である。

[0064] ここで、第 1 , 第 2電圧をそれぞれ平均電圧， V に設定して第 1 , 第

2電流指令テーブル丁匕 1 , 丁匕 2を作成し、 2種類の中間電圧をそれぞれ第 1 ,

に設定

を満たすように設定）して第 1 , 第 2中間電流指令テーブル（図示省略）を作成したものとすると、例えば図 4に示すような電圧変化に対する電流指令値特性（関数特性）を有することとなる。

[0065] 図 4に示す電流指令値特性（関数特性）を有した電流指令導出部 1 3では、。の場合に補間処理が不要であるものと判断して、導出機能部 1 3 3が機能する。そして、導出機能部 1 3 ₃により、第 1電流指令テーブル丁匕 1から、回転数〇）およびトルク指令丁*に対応した軸， 9軸電流指令し*, 〇 2020/174781 13 卩(：170?2019/045528 *を適宜導出し、図 1 に示した電流制御部 2に出力する。

[0066] -方、 V。く V。。の場合、かつ検出電圧値 V。が第 1電圧（図 4の場合は平均

2中間電圧 \/ ₂のうち何れかの近似する同士の各電圧間にある場合には、当該近似する同士の各電圧に係る各電流指令テーブルを適用した補間処理が必要であると判断する。例えば、

。の場合、かつ検出電圧値が第 1中間電圧

との間にある場合には、第 1 , 第 2中間電流指令テーブルを適用した補間処理が必要であると判断する。

[0067] そして、導出機能部 1 3匕が機能し、まず、第 1 , 第 2中間電流指令テーブルから、回転数〇）およびトルク指令丁*に対応した軸， 9軸電流指令し*, 丨：をそれぞれ抽出する。その後、当該抽出した各〇1軸，軸電流指令し*, *において、検出電圧値に対応した補間処理をすることにより、補間処理〇1軸，軸電流指令丨 /, I を導出し、図 1 に示した電流制御部 2に出力する。

[0068] 補間処理軸， 9軸電流指令し*, *の導出は、下記式（4）〜（9）に基づく。なお、

I は第 1中間電流指令テーブルのテーブル値とし、 I - I は第 2中間電流指令テーブルのテーブル値とする。

[0069] V„_id1 £ V_d。く V。。の場合

7 )

V 1_·。 $▽〇!。＜の場合 \¥0 2020/174781 14 卩(：17 2019/045528

第 1電圧が平均電圧

外の場合では、式（4）〜

には式（1）で求めた第 1電圧を用いる。

[0070] 本実施例 2のように電流指令導出部 1 3による補間処理および要否判断等を行うことにより、実施例 1 と同様の作用効果を奏する他に、以下に示すことが言える。すなわち、実施例 1 よりも多い電流指令テーブルによって補間処理を行うため、当該実施例 1 と比較すると、例えばインバータ 5の直流電源電圧の変動に対して、より綿密に対応した駆動制御をできる可能性がある

[0071 ] á実施例 3 >

実施例 3においては、モータ 6の運転が力行運転と回生運転を含み、インバータ 5の直流電源が当該モータ 6の回生運転による回生電力を蓄電できるものとする。また、第 1電圧においては、式（1）中において〇1 > を満たすように（つまり、第 1電圧 >平均電圧となるように）設定する。

[0072] 本実施例 3によれば、実施例 1 , 2と同様の作用効果を奏する他に、以下に示すことが言える。すなわち、例えばモータ 6の回生運転が多くなるような状況では、回生電力によって直流電源が蓄電されて直流電源電圧が高めになる期間が長くなるため、例えば第 1

に設定した場合と比較すると、よりモータ 6の運転状況に対応した駆動制御をできる可能性がある。

[0073] 以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

Claims

\¥02020/174781 15 卩（：17 2019/045528 請求の範囲

[請求項 1 ] インバータによって駆動制御されるモータの回転数およびトルク指令に対応して、軸，軸電流指令を導出する制御部を備え、制御部は、

回転数およびトルク指令に対応した比較用電圧値を出力する電圧マップ部と、

電圧マップ部から入力され電圧余裕度が乗じられた比較用電圧値と、インバータの直流電源電圧を検出して得た検出電圧値と、を比較する電圧比較部と、

第 1 , 第 2電流指令テーブルを有し、電圧比較部の比較結果に基づいて ¢1軸，軸電流指令を導出する電流指令導出部と、を備え、

第 1電流指令テーブルは、インバータによるモータの駆動制御が可能な直流電源電圧の制御可能電圧範囲のうち、任意の第 1電圧でモー夕の運転を行った場合において、回転数およびトルク指令毎に対応して総合効率が最適化される軸，軸電流指令により作成されたものであり、

第 2電流指令テーブルは、制御可能電圧範囲のうち、第 1電圧よりも小さい任意の第 2電圧でモータの運転を行った場合において、回転数およびトルク指令毎に対応して総合効率が最適化される軸，軸電流指令により作成されたものであり、

電圧マップ部の比較用電圧値は、制御可能電圧範囲のうち、回転数およびトルク指令毎におけるモータの運転に必要な最小限電圧値であり、当該回転数およびトルク指令毎に対応して電圧マップ部に格納され、

電流指令導出部は、検出電圧値が制御可能電圧範囲の上限値以下で比較用電圧値以上の場合には、第 1電流指令テーブルにおいて回転数およびトルク指令に対応した〇!軸，軸電流指令を導出し、〇 2020/174781 16 卩（：170?2019/045528

検出電圧値が制御可能電圧範囲の下限値以上で比較用電圧値未満の場合には、回転数およびトルク指令に対応した補間処理軸，軸電流指令を導出し、

補間処理軸， 9軸電流指令は、第 1 , 第 2電流指令テーブルにおいて回転数およびトルク指令に対応した ¢1軸，軸電流指令をそれぞれ抽出して、当該抽出した各軸，軸電流指令において検出電圧値に対応した補間処理をして導出したものである、インバータの制御装置。

[請求項 2] 電流指令導出部は、

第 1 , 第 2電流指令テーブルの他に、一つ以上の中間電流指令テーブルを有し、

中間電流指令テーブルは、第 1電圧よりも小さく第 2電圧よりも大きい任意の中間電圧でモータの運転を行った場合において、回転数およびトルク指令毎に対応して総合効率が最適化される軸，軸電流指令により作成されたものであり、

検出電圧値が制御可能電圧範囲の下限値以上で比較用電圧値未満の場合、かつ当該検出電圧値が第 1電圧，第 2電圧，中間電圧のうち何れかの近似する同士の各電圧間にある場合には、回転数およびトルク指令に対応した補間処理 ¢1軸， 9軸電流指令を導出し、

補間処理軸， 9軸電流指令は、第 1 , 第 2電流指令テーブルおよび中間電流指令テーブルのうち、前記近似する同士の各電圧に係る各電流指令テーブルから、前記 2つの電圧に係る各電流指令テ _ブルから、回転数およびトルク指令に対応した軸， 9軸電流指令をそれぞれ抽出して、当該抽出した各軸，軸電流指令において検出電圧値に対応した補間処理をして導出したものである、請求項 1記載のインバータの制御装置。

[請求項 3] 第 1電圧は、式（1）を満たすように設定され、第 2電圧は、制御可能電圧範囲の下限電圧に設定されている、請求項 1 または 2記載の〇 2020/174781 17 卩（：170?2019/045528

インバータの制御装置。

第 1電圧 = 0! X （制御可能電圧範囲の上限電圧） + n X制御可能電圧範囲の下限電圧）（ 1）

[請求項 4] モータの運転は、力行運転と回生運転を含み、

直流電源は、モータの回生運転による回生電力を蓄電し、式（1）中において、

を満たす請求項 1〜 3の何れかに記載のインバータの制御装置。

[請求項 5] モータの回転数およびトルク指令に対応した軸，軸電流指令を制御部により導出し、当該導出した軸，軸電流指令に基づいてモ —夕を駆動制御する制御方法であって、

制御部において、

比較用電圧値が格納されている電圧マツプ部が、モータの回転数およびトルク指令に対応した比較用電圧値を出力する比較用電圧値出力過程と、

電圧比較部が、電圧マツプ部から入力され電圧余裕度が乗じられた比較用電圧値と、インバータの直流電源電圧を検出して得た検出電圧値と、を比較する電圧値比較過程と、

第 1 , 第 2電流指令テーブルを有した電流指令導出部が、比較用電圧値出力過程の比較結果に基づいて ¢1軸，軸電流指令を導出する指令導出過程と、

を有し、

第 1電流指令テーブルは、インバータによるモータの駆動制御が可能な直流電源電圧の制御可能電圧範囲のうち、任意の第 1電圧でモー夕の運転を行った場合において、回転数およびトルク指令毎に対応して総合効率が最適化される軸，軸電流指令により作成されたものでぁり、

第 2電流指令テーブルは、制御可能電圧範囲のうち、第 1電圧より〇 2020/174781 18 卩（：170?2019/045528

も小さい任意の第 2電圧でモータの運転を行つた場合において、回転数およびトルク指令毎に対応して総合効率が最適化される軸，軸電流指令により作成されたものであり、

電流指令導出部は、検出電圧値が制御可能電圧範囲の上限値以下で比較用電圧値以上の場合には、第 1電流指令テーブルにおいて回転数およびトルク指令に対応した軸，軸電流指令を導出し、検出電圧値が制御可能電圧範囲の下限値以上で比較用電圧値未満の場合には、回転数およびトルク指令に対応した補間処理軸，軸電流指令を導出し、

補間処理軸， 9軸電流指令は、第 1 , 第 2電流指令テーブルにおいて回転数およびトルク指令に対応した ¢1軸，軸電流指令をそれぞれ抽出して、当該抽出した各軸，軸電流指令において検出電圧値に対応した補間処理をして導出したものであることを特徴とするインバータの制御方法。