特開 2022-142621 回転機の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022142621

(43)【公開日】2022-09-30

(54)【発明の名称】回転機の制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 23/04 20060101AFI20220922BHJP

   H02P 27/06 20060101ALI20220922BHJP

【ＦＩ】

H02P23/04

H02P27/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021042864

(22)【出願日】2021-03-16

(71)【出願人】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142022

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一晃

(72)【発明者】

【氏名】北野 洋平

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505BB04

5H505DD03

5H505EE41

5H505HB01

5H505JJ03

5H505JJ04

5H505JJ25

5H505LL07

5H505LL22

5H505LL41

(57)【要約】

【課題】補正テーブル等を予め求めることなく、回転機のトルクリップルを精度良く抑制可能な制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置１は、電流指令Ｉ_ｒｅｆと、モータ２のモデルである回転機モデル２０の出力及び回転機モデル２０に対して駆動用電力の信号を出力するインバータモデル３０の出力とに基づいて、インバータモデル３０に入力されるモデル用電圧指令Ｖｍｕ_ｒｅｆ，Ｖｍｖ_ｒｅｆ，Ｖｍｗ_ｒｅｆを生成するモデル用駆動制御部１１と、回転機モデル２０の出力と、モータ２の出力及びモータ２に駆動用電力を供給するインバータ３の出力とに基づいて、インバータ３に入力される実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆを生成する実機用駆動制御部１２と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転機の駆動を制御する制御装置であって、
電流指令と、前記回転機のモデルである回転機モデルの出力及び前記回転機モデルに対して駆動用電力の信号を出力するインバータモデルの出力とに基づいて、前記インバータモデルに入力されるモデル用電圧指令を生成するモデル用駆動制御部と、
前記回転機モデルの出力と、前記回転機の出力及び前記回転機に駆動用電力を供給するインバータの出力とに基づいて、前記インバータに入力される実機用電圧指令を生成する実機用駆動制御部と、
を有する、回転機の制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の回転機の制御装置において、
前記実機用駆動制御部は、
前記回転機モデルの出力トルクを用いてトルク指令補正値を算出し、前記トルク指令補正値から補正電流指令を求める補正部と、
前記回転機の出力及び前記インバータの出力を用いて、前記回転機に流れる電流の予測値を求める電流予測部と、
前記電流予測部によって求められた前記電流予測値と、前記補正部によって求められた前記補正電流指令とに基づいて、前記実機用電圧指令を生成する実機用電圧指令生成部と、
を有する、回転機の制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の回転機の制御装置において、
前記補正部は、
前記回転機モデルの出力トルクからトルク補正量を求めるトルク補正量算出部と、
前記トルク補正量及びトルク指令からトルク指令補正値を求めるトルク指令補正値算出部と、
前記トルク指令補正値から前記補正電流指令を求める電流換算部と、
を有する、回転機の制御装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一つに記載の回転機の制御装置において、
前記インバータが有する回路基板に実装されている、回転機の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転機の駆動を制御する制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車及び航空機等の電動化に伴って、モータの大容量及び高出力化が求められている。一般的に、永久磁石モータなどのモータでは、回転子の回転位置によってトルクが変動するトルクリップルが生じる。

【0003】

これに対し、モータの実機のデータに基づいてテーブルデータ等を生成し、該テーブルデータ等を用いてトルクリップルを抑制する方法が提案されている。このようにトルクリップルを抑制する装置として、例えば特許文献１には、軸トルク検出値に基づいて、トルク脈動を抑制するためのトルク脈動補償電流を学習してテーブル化し、そのテーブルを用いてトルク脈動補償制御を行うトルク脈動抑制システムが開示されている。

【0004】

詳しくは、前記トルク脈動抑制システムは、前記軸トルク検出値からトルク脈動周波数成分を抽出し、これを基にトルク脈動補償電流を学習してテーブル化するコントローラを有する。

【0005】

また、簡易な構成によって、回転機のトルクリップルを抑制可能な制御装置として、例えば、特許文献２に開示されている回転機の制御装置が知られている。この制御装置は、制御周期ごとに、次の制御周期で前記回転機に流れる電流の予測値を求める電流予測部と、前記制御周期ごとに、次の制御周期における前記回転機の電気角予測値を求める電気角予測部と、入力されるトルク指令、前記電流予測値及び前記電気角予測値を用いて、前記回転機のトルクリップルを低減する電流指令を生成する電流指令生成部と、を有する。

【0006】

前記電流指令生成部は、前記回転機のモデルを用いたシミュレーションにより得られる、電気角とトルクとの関係から、前記電気角予測値を用いて電流補正信号を生成する補正信号生成部と、前記電流予測値を考慮して、前記電流補正信号からトルク指令を補正する前記電流指令補正値を生成する指令補正値生成部と、前記トルク指令に前記電流指令補正値を考慮することにより前記電流指令を生成する指令信号生成部と、を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１１－５０１１８号公報

【特許文献2】特開２０２０－２０２６４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、上述の特許文献２に開示されている構成では、回転機のモデルを用いたシミュレーションにより得られる、電気角とトルクとの関係から、電気角予測値を用いて電流補正信号を生成する必要がある。そのため、制御対象の回転機が変わると、回転機の制御を行う前に、その回転機のモデルを用いてシミュレーションを行って、電気角とトルクとの関係を補正テーブルとして求める必要がある。

【0009】

また、前記補正テーブルに含まれないデータについては、線形補間等によって補正値を求める必要がある。このように補間された補正値は、精度があまり高くないため、トルクリップルを精度良く抑制できない可能性がある。

【0010】

これに対し、上述のような補正テーブル等を予め求めることなく、回転機のトルクリップルを精度良く抑制可能な制御装置が望まれている。

【0011】

本発明の目的は、補正テーブル等を予め求めることなく、回転機のトルクリップルを精度良く抑制可能な制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の一実施形態に係る回転機の制御装置は、回転機の駆動を制御する制御装置である。制御装置は、電流指令と、前記回転機のモデルである回転機モデルの出力及び前記回転機モデルに対して駆動用電力の信号を出力するインバータモデルの出力とに基づいて、前記インバータモデルに入力されるモデル用電圧指令を生成するモデル用駆動制御部と、前記回転機モデルの出力と、前記回転機の出力及び前記回転機に駆動用電力を供給するインバータの出力とに基づいて、前記インバータに入力される実機用電圧指令を生成する実機用駆動制御部と、を有する（第１の構成）。

【0013】

このように、回転機モデルに対して駆動用電力の信号を出力するインバータモデルにモデル用電圧指令を入力して得られる前記回転機モデルの出力と、実機である回転機の出力及び前記回転機に対して駆動用電力を供給するインバータの出力とに基づいて、前記インバータに入力される実機用電圧指令を生成することにより、補正テーブル等を予めモデルから得ることなく、回転機のトルクリップルを抑制することができる。

【0014】

しかも、上述の構成により、トルクリップル抑制のための学習を行う必要がないため、学習機能を有する制御装置のように高性能なハードウェアが不要である。よって、学習制御を行う場合に比べて、簡易な構成によって、回転機のトルクリップルを抑制することができる。

【0015】

前記第１の構成において、前記実機用駆動制御部は、前記回転機モデルの出力トルクを用いてトルク指令補正値を算出し、前記トルク指令補正値から補正電流指令を求める補正部と、前記回転機の出力及び前記インバータの出力を用いて、前記回転機に流れる電流の予測値を求める電流予測部と、前記電流予測部によって求められた前記電流予測値と、前記補正部によって求められた前記補正電流指令とに基づいて、前記実機用電圧指令を生成する実機用電圧指令生成部と、を有する（第２の構成）。

【0016】

これにより、回転機モデルの出力トルクに基づいて得られるトルク指令補正値から補正電流指令を算出し、前記補正電流指令と、実機の回転機に流れる電流の予測値とに基づいて、実機用電圧指令を生成することができる。よって、上述の第１の構成を容易に実現することができる。

【0017】

前記第２の構成において、前記補正部は、前記回転機モデルの出力トルクからトルク補正量を求めるトルク補正量算出部と、前記トルク補正量及びトルク指令からトルク指令補正値を求めるトルク指令補正値算出部と、前記トルク指令補正値から前記補正電流指令を求める電流換算部と、を有する（第３の構成）。

【0018】

これにより、回転機モデルの出力トルクを用いてトルク補正量を求めて、該トルク補正量からトルク指令補正値を求めることができる。よって、上述の第１の構成を容易に実現することができる。

【0019】

前記第１から第３の構成のうちいずれか一つの構成において、前記制御装置は、前記インバータが有する回路基板に実装されている（第４の構成）。これにより、制御装置はインバータ内に設けられるため、前記制御装置をコンパクトに構成することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の一実施形態に係る回転機の制御装置によれば、回転機モデルの出力と、回転機の出力及びインバータの出力とに基づいて、前記インバータに入力される実機用電圧指令を生成する。これにより、補正テーブル等を予め求めることなく、回転機のトルクリップルを精度良く抑制可能な制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、実施形態に係る制御装置を含むモータ制御システムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、電流制御部の概略構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、補正部の概略構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、トルクリップルの一例を示す図である。

【図5】図５は、本実施形態の制御装置によって駆動されるモータのトルクの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

【0023】

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る制御装置１を含むモータ制御システムＳの概略構成を示す図である。このモータ制御システムＳは、制御対象であるモータ２の駆動を制御装置１によって制御するシステムである。モータ制御システムＳは、モータ２（回転機）と、モータ２に駆動用電力を供給するインバータ３と、制御装置１とを含む。

【0024】

なお、モータ２の構成は、一般的なモータの構成と同様である。また、インバータ３の構成も、一般的なインバータの構成と同様である。よって、モータ２及びインバータ３の各構成については、詳しい説明を省略する。制御装置１の制御対象は、トルクリップルが生じる回転機であれば、モータ以外の回転機であってもよい。

【0025】

制御装置１は、モータ２に生じるトルクリップルを抑制するように、モータ２の駆動を制御する。具体的には、制御装置１は、電流制御部１０と、回転機モデル２０と、インバータモデル３０とを有する。制御装置１は、例えば、プログラムを実行可能なコンピュータによって実現されてもよいし、基板に形成された回路によって実現されてもよい。本実施形態では、制御装置１は、例えば、プログラム可能な回路（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）によって構成されている。本実施形態では、制御装置１は、例えば、インバータ３が有する回路基板に実装されている。

【0026】

回転機モデル２０は、図示しないプログラムや回路の動作によって、モータ２の動作を模擬したモデルである。回転機モデル２０は、モータ２の特性を模擬するように構成されている。回転機モデル２０には、インバータモデル３０から出力される駆動用電力の模擬信号が入力される。回転機モデル２０は、前記模擬信号が入力されることにより、モータ２の回転角度の模擬信号であるモデル回転角度信号θｍ_Ｅ、モータ２の回転速度の模擬信号であるモデル回転速度信号Ｎｍ、及び、モータ２の出力トルクの模擬信号であるモデルトルク信号Ｔｍ（回転機モデル２０の出力トルク）を出力する。

【0027】

インバータモデル３０は、図示しないプログラムや回路の動作によって、モータ２に駆動用電力を供給するインバータ３の動作を模擬したモデルである。インバータモデル３０は、インバータ３の特性を模擬するように構成されている。インバータモデル３０には、電流制御部１０の後述するモデル用駆動制御部１１で生成されたモデル用電圧指令Ｖｍｕ_ｒｅｆ，Ｖｍｖ_ｒｅｆ，Ｖｍｗ_ｒｅｆが入力される。インバータモデル３０は、モデル用電圧指令Ｖｍｕ_ｒｅｆ，Ｖｍｖ_ｒｅｆ，Ｖｍｗ_ｒｅｆが入力されることにより、回転機モデル２０に対して駆動用電力の模擬信号を生成して出力する。この模擬信号には、インバータモデル３０からモータ２に流れる電流の模擬信号である３相のモデル電流信号Ｉｍｕ，Ｉｍｖ，Ｉｍｗが含まれる。３相のモデル電流信号Ｉｍｕ，Ｉｍｖ，Ｉｍｗは、Ｕ相のモデル電流信号Ｉｍｕと、Ｖ相のモデル電流信号Ｉｍｖと、Ｗ相のモデル電流信号Ｉｍｗとを含む。

【0028】

電流制御部１０は、モータ２に流れる電流を制御する。本実施形態の電流制御部１０は、回転機モデル２０の出力を用いて、モータ２に駆動用電力を供給するインバータ３に入力する実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆを生成する。具体的には、電流制御部１０は、モデル用駆動制御部１１と、実機用駆動制御部１２とを有する。図２は、電流制御部１０の概略構成を示すブロック図である。

【0029】

図２に示すように、モデル用駆動制御部１１は、回転機モデル２０に対して駆動用電力の模擬信号を出力するインバータモデル３０に対して、モデル用電圧指令Ｖｍｕ_ｒｅｆ，Ｖｍｖ_ｒｅｆ，Ｖｍｗ_ｒｅｆを生成して出力する。モデル用駆動制御部１１は、インバータモデル３０から出力される駆動用電力の模擬信号に含まれる３相のモデル電流信号Ｉｍｕ，Ｉｍｖ，Ｉｍｗと、回転機モデル２０から出力されるモデル回転角度信号θｍ_Ｅ及びモデル回転速度信号Ｎｍと、制御装置１に入力されるトルク指令Ｔ_ｒｅｆから算出される電流指令Ｉ_ｒｅｆと、を用いて、モデル用電圧指令Ｖｍｕ_ｒｅｆ，Ｖｍｖ_ｒｅｆ，Ｖｍｗ_ｒｅｆを生成する。

【0030】

モデル用駆動制御部１１は、３相２相変換部１１１と、モデル用電圧指令生成部１１２と、２相３相変換部１１３と、電気角演算部１１４とを有する。

【0031】

３相２相変換部１１１は、回転機モデル２０から出力されるモデル回転角度信号θｍ_Ｅを用いて、インバータモデル３０から出力される駆動用電力の模擬信号に含まれる３相のモデル電流信号Ｉｍｕ，Ｉｍｖ，Ｉｍｗを２相のモデル電流信号Ｉｍｄ，Ｉｍｑに変換する。

【0032】

モデル用電圧指令生成部１１２は、３相２相変換部１１１によって得られた２相のモデル電流信号Ｉｍｄ，Ｉｍｑと、制御装置１に入力されるトルク指令Ｔ_ｒｅｆから算出される電流指令Ｉ_ｒｅｆとを用いて、２相のモデル用電圧指令Ｖｍｄ_ｒｅｆ，Ｖｍｑ_ｒｅｆを生成する。なお、２相のモデル電流信号Ｉｍｄ，Ｉｍｑ及び電流指令Ｉ_ｒｅｆを用いて、２相のモデル用電圧指令Ｖｍｄ_ｒｅｆ，Ｖｍｑ_ｒｅｆを生成する構成は、従来の電圧指令を生成する構成と同様である。よって、２相のモデル用電圧指令Ｖｍｄ_ｒｅｆ，Ｖｍｑ_ｒｅｆを生成する構成について詳しい説明は省略する。

【0033】

２相３相変換部１１３は、後述する電気角演算部１１４によって得られた次の制御周期のモデル電気角信号を用いて、モデル用電圧指令生成部１１２によって生成された２相のモデル用電圧指令Ｖｍｄ_ｒｅｆ，Ｖｍｑ_ｒｅｆを、３相のモデル用電圧指令Ｖｍｕ_ｒｅｆ，Ｖｍｖ_ｒｅｆ，Ｖｍｗ_ｒｅｆに変換する。２相３相変換部１１３によって変換された３相のモデル用電圧指令Ｖｍｕ_ｒｅｆ，Ｖｍｖ_ｒｅｆ，Ｖｍｗ_ｒｅｆは、インバータモデル３０に入力される。

【0034】

電気角演算部１１４は、回転機モデル２０から出力されるモデル回転角度信号θｍ_Ｅ及びモデル回転速度信号Ｎｍを用いて、次の制御周期のモデル電気角信号を生成する。このモデル電気角信号は、２相３相変換部１１３が２相のモデル用電圧指令Ｖｍｄ_ｒｅｆ，Ｖｍｑ_ｒｅｆを３相のモデル用電圧指令Ｖｍｕ_ｒｅｆ，Ｖｍｖ_ｒｅｆ，Ｖｍｗ_ｒｅｆに変換する際に用いられる。

【0035】

実機用駆動制御部１２は、モータ２に駆動用電力を供給するインバータ３に対して、実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆを生成して出力する。実機用駆動制御部１２は、インバータ３から出力される駆動用電力の信号に含まれる３相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと、モータ２の回転角度θ_Ｅ及び回転速度Ｎと、制御装置１に入力されるトルク指令Ｔ_ｒｅｆと、回転機モデル２０から出力されるモデルトルク信号Ｔｍとを用いて、実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆを生成する。

【0036】

なお、モータ２の回転角度θ_Ｅは、図示しないエンコーダ等の回転角度検出器によって検出された機械角から求められる電気角である。回転速度Ｎは、前記機械角の時間変化を求めることにより得られる。

【0037】

実機用駆動制御部１２は、入力されるトルク指令Ｔ_ｒｅｆ、回転機モデル２０から出力されるモデルトルク信号Ｔｍ、モータ２の回転角度θ_Ｅ及び回転速度Ｎ、３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づいて、モータ２のトルクリップルを抑制するような実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆを生成してインバータ３に出力する。具体的には、実機用駆動制御部１２は、３相２相変換部１２１と、電流予測部１２２と、実機用電圧指令生成部１２３と、２相３相変換部１２４と、電気角予測部１２５と、補正部１２６とを有する。

【0038】

３相２相変換部１２１は、モータ２から出力される回転角度θ_Ｅを用いて、インバータ３から出力される駆動用電力の信号に含まれる３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを２相の電流Ｉｄ、Ｉｑに変換する。３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、Ｕ相の電流Ｉｕと、Ｖ相の電流Ｉｖと、Ｗ相の電流Ｉｗとを含む。なお、３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、インバータ３とモータ２との間に位置する図示しない電流センサによって検出される。なお、前記電流センサは、３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのうち、２相の電流のみを検出してもよい。この場合には、残りの１相の電流は、検出した２相の電流から求められる。

【0039】

電流予測部１２２は、３相２相変換部１２１によって得られた２相の電流Ｉｄ、Ｉｑと、図示しない現在の電圧指令とを用いて、次の制御周期でモータ２に流れる電流予測値Ｉｄａ，Ｉｑａを算出する。電流予測部１２２における電流予測値Ｉｄａ，Ｉｑａの算出方法は、例えば特開２０２０―２０２６４３号公報に開示されている電流予測値の算出方法と同様である。

【0040】

実機用電圧指令生成部１２３は、電流予測部１２２で予測された２相の電流予測値Ｉｄａ、Ｉｑａと、後述する補正部１２６で求められた補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆとを用いて、２相の実機用電圧指令Ｖｄ_ｒｅｆ、Ｖｑ_ｒｅｆを生成する。実機用電圧指令生成部１２３は、電流予測部１２２で予測された２相の電流予測値Ｉｄａ、Ｉｑａに、補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆを考慮することにより、回転機モデル２０の出力を考慮した２相の実機用電圧用指令Ｖｄ_ｒｅｆ、Ｖｑ_ｒｅｆを生成することができる。

【0041】

２相３相変換部１２４は、後述する電気角予測部１２５によって得られた電気角予測値θａを用いて、実機用電圧指令生成部１２３によって生成された２相の実機用電圧指令Ｖｄ_ｒｅｆ、Ｖｑ_ｒｅｆを、３相の実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆに変換する。２相３相変換部１２４によって得られた３相の実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆは、インバータ３に入力される。

【0042】

電気角予測部１２５は、モータ２から出力される回転角度θ_Ｅ及び回転速度Ｎを用いて、次の制御周期におけるモータ２の電気角θａ（以下、電気角予測値という）を予測する。電気角予測部１２５における電気角予測値θａの算出方法は、例えば特開２０２０―２０２６４３号公報に開示されている電気角予測値の算出方法と同様である。電気角予測部１２５で算出された電気角予測値θａは、２相３相変換部１２４が２相の実機用電圧指令Ｖｄ_ｒｅｆ、Ｖｑ_ｒｅｆを３相の実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆに変換する際に用いられる。

【0043】

補正部１２６は、制御装置１に入力されるトルク指令Ｔ_ｒｅｆと、回転機モデル２０から出力されるモデルトルク信号Ｔｍとを用いて、補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆを生成する。具体的には、図３に示すように、補正部１２６は、トルク補正量算出部５０と、トルク指令補正値算出部６０と、電流換算部７０とを有する。

【0044】

トルク補正量算出部５０は、モデルトルク信号Ｔｍから平均値を算出し、その平均値とモデルトルク信号Ｔｍとの差をトルク補正量Ｔｃとして算出する。すなわち、トルク補正量算出部５０は、平均値算出部５１と、減算器５２とを有する。平均値算出部５１は、複数のモデルトルク信号Ｔｍを用いて平均値を算出する。減算器５２は、前記平均値と各制御周期におけるモデルトルク信号Ｔｍとの差を、トルク補正量Ｔｃとして算出する。

【0045】

トルク指令補正値算出部６０は、トルク補正量Ｔｃをトルク指令Ｔ_ｒｅｆから減算することにより、トルク指令補正値Ｔｃ_ｒｅｆを求める。なお、トルク指令補正値算出部６０は、減算器である。

【0046】

電流換算部７０は、トルク指令補正値Ｔｃ_ｒｅｆを電流換算することにより、補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆを生成して、実機用電圧指令生成部１２３に出力する。

【0047】

このように、補正部１２６は、回転機モデル２０から出力されるモデルトルク信号Ｔｍを用いることにより、補正テーブル等を用いることなく、補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆを容易に生成することができる。すなわち、補正部１２６は、制御対象であるモータ２が変わった場合でも、その都度、補正テーブル等を予め準備することなく、モータ２のモデルである回転機モデル２０の出力を用いて、補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆを容易に生成することができる。

【0048】

しかも、上述のように補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆを生成する際に回転機モデル２０の出力を用いることにより、補正テーブル等を用いた場合のように該当するデータが存在しない場合の補間処理が不要になるため、補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆを精度良く生成することができる。

【0049】

図４に、モータ２のトルクリップルの一例を示す。図５に、上述の構成を有する制御装置１によってモータ２を駆動制御した場合のモータ２のトルクの一例を示す。

【0050】

図４及び図５に示すように、本実施形態の制御装置１によってモータ２を駆動制御することにより、例えば、モータ２に生じるトルクリップルの値を半分以下にすることができる。よって、本実施形態の制御装置１の構成により、モータ２のトルクリップルを効果的に低減できる。

【0051】

本実施形態では、制御装置１は、電流指令Ｉ_ｒｅｆと、モータ２のモデルである回転機モデル２０の出力及び回転機モデル２０に対して駆動用電力の信号を出力するインバータモデル３０の出力とに基づいて、インバータモデル３０に入力されるモデル用電圧指令Ｖｍｕ_ｒｅｆ，Ｖｍｖ_ｒｅｆ，Ｖｍｗ_ｒｅｆを生成するモデル用駆動制御部１１と、回転機モデル２０の出力と、モータ２の出力及びモータ２に駆動用電力を供給するインバータ３の出力とに基づいて、インバータ３に入力される実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆを生成する実機用駆動制御部１２と、を有する。

【0052】

このように、回転機モデル２０を駆動制御するインバータモデル３０にモデル用電圧指令Ｖｍｕ_ｒｅｆ，Ｖｍｖ_ｒｅｆ，Ｖｍｗ_ｒｅｆを入力して得られる回転機モデル２０の出力と、実機であるモータ２の出力及びモータ２を駆動制御するインバータ３との出力とに基づいて、インバータ３に入力される実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆを生成することにより、補正テーブル等を予め得ることなく、モータ２のトルクリップルを抑制することができる。

【0053】

しかも、上述の構成により、トルクリップル抑制のための学習を行う必要がないため、学習機能を有する制御装置のように高性能なハードウェアが不要である。よって、学習制御を行う場合に比べて、簡易な構成によって、モータ２のトルクリップルを抑制することができる。

【0054】

したがって、本実施形態の構成により、補正テーブル等を用いることなく、モータ２のトルクリップルを容易に且つ精度良く抑制可能な制御装置１が得られる。

【0055】

また、本実施形態では、実機用駆動制御部１２は、回転機モデル２０のモデルトルク信号Ｔｍを用いてトルク指令補正値Ｔｃ_ｒｅｆを求めて、トルク指令補正値Ｔｃ_ｒｅｆから補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆを算出する補正部１２６と、モータ２及びインバータ３の出力を用いて、モータ２に流れる電流の予測値Ｉｄａ，Ｉｑａを求める電流予測部１２２と、電流予測部１２２によって求められた電流予測値Ｉｄａ，Ｉｑａと、補正部１２６によって求められた補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆとに基づいて、実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆを生成する実機用電圧指令生成部１２３と、を有する。

【0056】

これにより、回転機モデル２０の出力トルクに基づいて得られるトルク指令補正値Ｔｃ_ｒｅｆから補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆを算出し、補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆと、実機のモータ２に流れる電流の予測値Ｉｄａ，Ｉｑａとに基づいて、実機用電圧指令Ｖｕ_ｒｅｆ，Ｖｖ_ｒｅｆ，Ｖｗ_ｒｅｆを生成することができる。よって、上述の制御装置１の構成を容易に実現することができる。

【0057】

また、本実施形態では、補正部１２６は、回転機モデル２０のモデルトルク信号Ｔｍからトルク補正量Ｔｃを求めるトルク補正量算出部５０と、トルク補正量Ｔｃ及びトルク指令Ｔ_ｒｅｆからトルク指令補正値Ｔｃ_ｒｅｆを求めるトルク指令補正値算出部６０と、トルク指令補正値Ｔｃ_ｒｅｆから補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆを求める電流換算部７０と、を有する。

【0058】

これにより、回転機モデル２０のモデルトルク信号Ｔｍを用いてトルク補正量Ｔｃを求めて、トルク補正量Ｔｃからトルク指令補正値Ｔｃ_ｒｅｆを求めることができる。よって、上述の制御装置１の構成を容易に実現することができる。

【0059】

また、本実施形態では、制御装置１は、インバータ３が有する回路基板に実装されている。これにより、制御装置１はインバータ３内に設けられるため、制御装置１をコンパクトに構成することができる。

【0060】

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

【0061】

前記実施形態では、実機用駆動制御部１２の電流予測部１２２は、特開２０２０―２０２６４３号公報に開示されている電流予測値の算出方法と同様の方法によって、電流予測値を算出する。しかしながら、電流予測部は、次の制御周期における電流予測値を求めることができる構成であれば、どのような構成を有していてもよい。

【0062】

前記実施形態では、実機用駆動制御部１２の補正部１２６は、制御装置１に入力されるトルク指令Ｔ_ｒｅｆと、回転機モデル２０から出力されるモデルトルク信号Ｔｍとを用いて、補正電流指令Ｉｃ_ｒｅｆを生成する。しかしながら、補正部は、実機用電圧指令を補正可能な補正電流指令を生成する構成であれば、どのような構成を有していてもよい。

【0063】

前記実施形態では、制御装置１は、インバータ３が有する回路基板に実装されている。しかしながら、制御装置は、インバータとは別に設けられていてもよい。

【0064】

前記実施形態では、３相のモータ２の駆動を制御する制御装置１の構成について説明したが、この限りではなく、３相以外の複数相のモータを駆動させる制御装置に適用してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明は、モータの駆動を制御する制御装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0066】

１ 制御装置
２ モータ
３ インバータ
１０ 電流制御部
１１ モデル用駆動制御部
１１１ ３相２相変換部
１１２ モデル用電圧指令生成部
１１３ ２相３相変換部
１１４ 電気角演算部
１２ 実機用駆動制御部
１２１ ３相２相変換部
１２２ 電流予測部
１２３ 実機用電圧指令生成部
１２４ ２相３相変換部
１２５ 電気角予測部
１２６ 補正部
２０ 回転機モデル
３０ インバータモデル
５０ トルク補正量算出部
５１ 平均値算出部
５２ 減算器
６０ トルク指令補正値算出部
７０ 電流換算部
Ｉｍｕ、Ｉｍｖ、Ｉｍｗ、Ｉｍｄ、Ｉｍｑ モデル電流信号
Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、Ｉｄ、Ｉｑ 電流
Ｉｄａ、Ｉｑａ 電流予測値
Ｉ_ｒｅｆ 電流指令
Ｉｃ_ｒｅｆ 補正電流指令
θａ 電気角予測値
θｍ_Ｅ モデル回転角度信号
θ_Ｅ 回転角度
Ｎｍ モデル回転速度信号
Ｎ 回転速度
Ｖｍｕ_ｒｅｆ、Ｖｍｖ_ｒｅｆ、Ｖｍｗ_ｒｅｆ、Ｖｍｄ_ｒｅｆ、Ｖｍｑ_ｒｅｆ モデル用電圧指令
Ｖｕ_ｒｅｆ、Ｖｖ_ｒｅｆ、Ｖｗ_ｒｅｆ、Ｖｄ_ｒｅｆ、Ｖｑ_ｒｅｆ 実機用電圧指令
Ｔｍ モデルトルク信号（出力トルク）
Ｔｃ トルク補正量
Ｔ_ｒｅｆ トルク指令

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】