特開 2022-68658 モータの制御装置

(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】P2022068658

(43)【公開日】2022-05-10

(54)【発明の名称】モータの制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 23/04 20060101AFI20220427BHJP

   H02P 27/06 20060101ALI20220427BHJP

【ＦＩ】

H02P23/04

H02P27/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020177453

(22)【出願日】2020-10-22

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】朝比奈 和希

(72)【発明者】

【氏名】松岡 大輔

(72)【発明者】

【氏名】名和 政道

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505AA16

5H505CC01

5H505DD03

5H505DD05

5H505DD06

5H505EE41

5H505EE49

5H505EE55

5H505GG02

5H505GG04

5H505HA10

5H505HB01

5H505JJ03

5H505JJ17

5H505JJ24

5H505JJ29

5H505LL09

5H505LL14

5H505LL20

5H505LL22

5H505LL41

5H505LL58

(57)【要約】

【課題】モータに流れる電流により算出されるモータの回転数やロータの位置により算出されるモータの回転数を用いてモータの駆動を制御する制御装置において、モータの回転数のみを用いてセンサ使用制御とセンサレス制御との切り替えを判断した場合には抑制できないトルクリップルを抑制する。
【解決手段】モータＭに流れる電流Ｉｑにより回転数ω１を算出する第１の算出部７１と、ロータの位置θにより回転数ω２を算出する第２の算出部７２と、回転数ω１と回転数ω２が回転数ω３に反映される割合である重みｗ１、回転数ω１、及び回転数ω２により回転数ω３を算出する第３の算出部７３と、回転数ω３と回転数指令値ω＊との回転数差Δωに基づいて電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を出力する指令値出力部とを備えて制御装置１を構成し、第３の算出部７３は、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉ、及び電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖの少なくとも１つの振幅値により重みｗ１を算出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータに流れる電流により前記モータの第１の回転数を算出する第１の算出部と、
前記モータが有するロータの位置により前記モータの第２の回転数を算出する第２の算出部と、
前記第１の回転数と前記第２の回転数が第３の回転数に反映される割合である第１の重み、前記第１の回転数、及び前記第２の回転数により前記第３の回転数を算出する第３の算出部と、
前記第３の回転数と回転数指令値との回転数差に基づいて電圧指令値を出力する指令値出力部と、
搬送波の電圧値と前記電圧指令値との比較結果に応じた駆動信号を出力するドライブ回路と、
前記駆動信号によりスイッチング素子がオン、オフすることにより、入力される直流電力を交流電力に変換してモータを駆動させるインバータ回路と、
を備え、
前記第３の算出部は、前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値により前記第１の重みを求める
ことを特徴とするモータの制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のモータの制御装置であって、
前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値と、前記第１の重みとの対応関係を示す情報を記憶する記憶部を備え、
前記第３の算出部は、前記情報を参照して、前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値に対応する前記第１の重みを求める
ことを特徴とするモータの制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載のモータの制御装置であって、
前記第３の算出部は、前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値が、前記モータのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの前記少なくとも１つの振幅値である目標振幅値になるように、ＰＩ制御により前記第１の重みを求める
ことを特徴とするモータの制御装置。

【請求項4】

請求項１に記載のモータの制御装置であって、
前記第３の算出部は、
前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値により第２の重みを求めるとともに、前記第２の回転数により第３の重みを求め、
前記第２の重みと前記第３の重みとの乗算値を前記第１の重みとする
ことを特徴とするモータの制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載のモータの制御装置であって、
前記第２の回転数と、前記第３の重みとの対応関係を示す情報を記憶する記憶部を備え、
前記第３の算出部は、
前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値が、前記モータのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの前記少なくとも１つの振幅値である目標振幅値になるように、ＰＩ制御により前記第２の重みを求め、
前記情報を参照して、前記第２の回転数に対応する前記第３の重みを求め、
前記第２の重みと前記第３の重みとの乗算値を前記第１の重みとする
ことを特徴とするモータの制御装置。

【請求項6】

請求項１に記載のモータの制御装置であって、
前記第３の算出部は、前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値により前記第１の重みを求める
ことを特徴とするモータの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータの制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

モータの制御装置として、モータの回転数が閾値より小さい場合、センサで検出されるロータの位置により算出されるモータの回転数を用いてモータの駆動を制御（センサ使用制御）し、モータの回転数が閾値以上である場合、モータに流れる電流により算出される回転数を用いてモータの駆動を制御（センサレス制御）するものがある。この制御装置によれば、モータの高回転時、ロータの位置に含まれる量子化誤差の影響によりモータの回転数に含まれる脈動（高周波成分）の振幅値が増大することを抑えることができるため、モータに流れる電流や電圧指令値に含まれる脈動の振幅値が増大することを抑えることができ、トルクリップルを抑制することができる。関連する技術として、特許文献１がある。

【0003】

しかしながら、上記制御装置では、モータの回転数に含まれる脈動の振幅値が比較的大きい状態であるにもかかわらず、モータの回転数が閾値より小さい場合、モータに流れる電流により算出される回転数が用いられてモータの駆動が制御されないため、モータに流れる電流や電圧指令値に含まれる脈動の振幅値が増大することを抑えることができず、トルクリップルを抑制することができないおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－１６８９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の一側面に係る目的は、モータに流れる電流により算出されるモータの回転数やロータの位置により算出されるモータの回転数を用いてモータの駆動を制御する制御装置において、モータの回転数のみを用いてセンサ使用制御とセンサレス制御との切り替えを判断した場合には抑制できないトルクリップルを抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る一つの形態であるモータの制御装置は、モータに流れる電流により前記モータの第１の回転数を算出する第１の算出部と、前記モータが有するロータの位置により前記モータの第２の回転数を算出する第２の算出部と、前記第１の回転数と前記第２の回転数が第３の回転数に反映される割合である第１の重み、前記第１の回転数、及び前記第２の回転数により前記第３の回転数を算出する第３の算出部と、前記第３の回転数と回転数指令値との回転数差に基づいて電圧指令値を出力する指令値出力部と、搬送波の電圧値と前記電圧指令値との比較結果に応じた駆動信号を出力するドライブ回路と、前記駆動信号によりスイッチング素子がオン、オフすることにより、入力される直流電力を交流電力に変換してモータを駆動させるインバータ回路とを備え、前記第３の算出部は、前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値により前記第１の重みを求める。

【0007】

これにより、第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値が比較的大きい場合において、ロータの位置に含まれる量子化誤差の影響が無い第１の回転数が第３の回転数となるように第１の重みを求めることができるため、ロータの位置に含まれる量子化誤差の影響が無い第３の回転数を用いてモータの駆動を制御することができる。そのため、モータに流れる電流や電圧指令値に含まれる脈動の振幅値を抑えることができ、モータの回転数のみを用いてセンサ使用制御とセンサレス制御との切り替えを判断した場合には抑制できないモータのトルクリップルを抑制することができる。

【0008】

また、上記制御装置は、前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値と、前記第１の重みとの対応関係を示す情報を記憶する記憶部を備え、前記第３の算出部は、前記情報を参照して、前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値に対応する前記第１の重みを求めるように構成してもよい。

【0009】

これにより、第１の重みを求める際、第３の算出部にかかる計算処理の負荷を低減することができる。

【0010】

また、前記第３の算出部は、前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値が、前記モータのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの前記少なくとも１つの振幅値である目標振幅値になるように、ＰＩ制御により前記第１の重みを求めるように構成してもよい。

【0011】

これにより、脈動の振幅値と第１の重みとの対応関係を示す情報を事前に用意する必要がなく、重みを算出するための工数を低減することができる。

【0012】

また、前記第３の算出部は、前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値により第２の重みを求めるとともに、前記第２の回転数により第３の重みを求め、前記第２の重みと前記第３の重みとの乗算値を前記第１の重みとするように構成してもよい。

【0013】

これにより、第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値が比較的大きい場合で、かつ、第２の回転数が比較的大きい場合において、すなわち、ロータの位置に含まれる量子化誤差の影響により脈動の振幅値が比較的大きくなっている可能性が高く、かつ、モータの回転数が比較的大きい場合において、ロータの位置に含まれる量子化誤差の影響が無い第１の回転数が第３の回転数となるように第１の重みを求めることができるため、ロータの位置に含まれる量子化誤差の影響が無い第３の回転数を用いてモータの駆動を制御することができ、モータに流れる電流や電圧指令値に含まれる脈動の振幅値を抑えることができ、モータのトルクリップルを抑制することができる。

【0014】

また、上記制御装置は、前記第２の回転数と、前記第３の重みとの対応関係を示す情報を記憶する記憶部を備え、前記第３の算出部は、前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値の少なくとも１つの振幅値が、前記モータのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの前記少なくとも１つの振幅値である目標振幅値になるように、ＰＩ制御により前記第２の重みを求め、前記情報を参照して、前記第２の回転数に対応する前記第３の重みを求め、前記第２の重みと前記第３の重みとの乗算値を前記第１の重みとするように構成してもよい。

【0015】

また、前記第３の算出部は、前記第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、前記モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び前記電圧指令値に含まれる脈動の振幅値により前記第１の重みを求めるように構成してもよい。

【0016】

これにより、第２の回転数に含まれる脈動の振幅値、モータに流れる電流に含まれる脈動の振幅値、及び電圧指令値に含まれる脈動の振幅値が比較的大きい場合において、すなわち、ロータの位置に含まれる量子化誤差の影響により各脈動の振幅値が比較的大きくなっている可能性が高い場合において、ロータの位置に含まれる量子化誤差の影響が無い第１の回転数が第３の回転数となるように第１の重みを設定することができるため、ロータの位置に含まれる量子化誤差の影響が無い第３の回転数を用いてモータの駆動を制御することができ、モータに流れる電流や電圧指令値に含まれる脈動の振幅値を抑えることができ、モータのトルクリップルを抑制することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、モータに流れる電流により算出される回転数やロータの位置により算出されるモータの回転数を用いてモータの駆動を制御する制御装置において、モータの回転数のみを用いてセンサ使用制御とセンサレス制御との切り替えを判断した場合には抑制できないトルクリップルを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態のモータの制御装置の一例を示す図である。

【図2】記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。

【図3】第１実施例における第３の算出部の動作を示すフローチャートである。

【図4】第２実施例における第３の算出部の動作を示すフローチャートである。

【図5】第３実施例における第３の算出部の動作を示すフローチャートである。

【図6】第４実施例における第３の算出部の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。

【0020】

図１は、実施形態のモータの制御装置の一例を示す図である。

【0021】

図１に示す制御装置１は、例えば、車両（電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車など）に搭載されるモータＭ（三相誘導モータや三相同期モータなど）を駆動するための制御装置であって、インバータ回路２と、制御回路３とを備える。なお、モータＭは、ロータ（回転子）の位置θ（ロータの基準位置から現在の位置までの位相）を検出し、その検出した位置θを制御回路３に出力する電気角検出部Ｓｐ（レゾルバなど）を備えているものとする。

【0022】

インバータ回路２は、電源Ｐから供給される直流電力を交流電力に変換してモータＭを駆動するものであって、コンデンサＣと、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６（ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）など）と、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２とを備える。すなわち、コンデンサＣの一方端が電源Ｐの正極端子及びスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５の各コレクタ端子に接続され、コンデンサＣの他方端が電源Ｐの負極端子及びスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６の各エミッタ端子に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１のエミッタ端子とスイッチング素子ＳＷ２のコレクタ端子との接続点は電流センサＳｉ１を介してモータＭのＵ相の入力端子に接続されている。スイッチング素子ＳＷ３のエミッタ端子とスイッチング素子ＳＷ４のコレクタ端子との接続点は電流センサＳｉ２を介してモータＭのＶ相の入力端子に接続されている。スイッチング素子ＳＷ５のエミッタ端子とスイッチング素子ＳＷ６のコレクタ端子との接続点はモータＭのＷ相の入力端子に接続されている。

【0023】

コンデンサＣは、電源Ｐからインバータ回路２に出力される電圧を平滑する。

【0024】

スイッチング素子ＳＷ１は、制御回路３から出力される駆動信号Ｓ１がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ１がローレベルであるときオフする。スイッチング素子ＳＷ２は、制御回路３から出力される駆動信号Ｓ２がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ２がローレベルであるときオフする。スイッチング素子ＳＷ３は、制御回路３から出力される駆動信号Ｓ３がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ３がローレベルであるときオフする。スイッチング素子ＳＷ４は、制御回路３から出力される駆動信号Ｓ４がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ４がローレベルであるときオフする。スイッチング素子ＳＷ５は、制御回路３から出力される駆動信号Ｓ５がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ５がローレベルであるときオフする。スイッチング素子ＳＷ６は、制御回路３から出力される駆動信号Ｓ６がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ６がローレベルであるときオフする。

【0025】

スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６がそれぞれオン、オフを繰り返すことで、電源Ｐから出力される直流の電圧が、互いに位相が１２０度ずつ異なる交流電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換される。そして、交流電圧ＶｕがモータＭのＵ相の入力端子に印加され、交流電圧ＶｖがモータＭのＶ相の入力端子に印加され、交流電圧ＶｗがモータＭのＷ相の入力端子に印加されることで、モータＭに互いに位相が１２０度ずつ異なる交流の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが流れ、モータＭのロータが回転する。

【0026】

電流センサＳｉ１は、ホール素子やシャント抵抗などにより構成され、モータＭのＵ相に流れる交流の電流Ｉｕを検出して制御回路３に出力する。また、電流センサＳｉ２は、ホール素子やシャント抵抗などにより構成され、モータＭのＶ相に流れる交流の電流Ｉｖを検出して制御回路３に出力する。

【0027】

制御回路３は、記憶部４と、ドライブ回路５と、演算部６とを備える。

【0028】

記憶部４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）などにより構成される。

【0029】

図２（ａ）は、記憶部４に記載される情報の一例（その１）を示す図である。なお、図２（ａ）に示す２次元座標の横軸は回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωを示し、縦軸は重みｗ１（第１の重み）を示している。また、図２（ａ）に示す実線は振幅値Ａωと重みｗ１との対応関係を示す情報Ｄ１である。また、重みｗ１は、回転数ω１と回転数ω２が回転数ω３に反映される割合とする。すなわち、回転数ω１と回転数ω２を用いて求められる回転数ω３に対する回転数ω１の割合、または、回転数ω１と回転数ω２を用いて求められる回転数ω３に対する回転数ω２の割合とする。また、重みｗ１は、位置θ１と位置θ２が位置θ３に反映される割合とする。すなわち、位置θ１と位置θ２を用いて求められる位置θ３に対する位置θ１の割合、または、位置θ１と位置θ２を用いて求められる位置θ３に対する位置θ２の割合とする。

【0030】

図２（ａ）に示す情報Ｄ１では、振幅値Ａωが振幅値Ａω１より小さい場合、重みｗ１はゼロである。また、情報Ｄ１では、振幅値Ａωが振幅値Ａω１以上であり、かつ、振幅値Ａωが振幅値Ａω２以下である場合、振幅値Ａωが大きくなるほど、重みｗ１が大きくなる。なお、振幅値Ａω１＜振幅値Ａω２とし、０＜重みｗ１＜１とする。また、情報Ｄ１では、振幅値Ａωが振幅値Ａω２より大きい場合、重みｗ１は１である。

【0031】

図２（ｂ）は、記憶部４に記載される情報の一例（その２）を示す図である。なお、図２（ｂ）に示す２次元座標の横軸は電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉを示し、縦軸は重みｗ１を示している。また、図２（ｂ）に示す実線は振幅値Ａｉと重みｗ１との対応関係を示す情報Ｄ２である。

【0032】

図２（ｂ）に示す情報Ｄ２では、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ１より小さい場合、重みｗ１はゼロである。また、情報Ｄ２では、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ１以上であり、かつ、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ２以下である場合、振幅値Ａｉが大きくなるほど、重みｗ１が大きくなる。なお、振幅値Ａｉ１＜振幅値Ａｉ２とし、０＜重みｗ１＜１とする。また、情報Ｄ２では、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ２より大きい場合、重みｗ１は１である。

【0033】

図２（ｃ）は、記憶部４に記載される情報の一例（その３）を示す図である。なお、図２（ｃ）に示す２次元座標の横軸は電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖを示し、縦軸は重みｗ１を示している。また、図２（ｃ）に示す実線は振幅値Ａｖと重みｗ１との対応関係を示す情報Ｄ３である。

【0034】

図２（ｃ）に示す情報Ｄ３では、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ１より小さい場合、重みｗ１はゼロである。また、情報Ｄ３では、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ１以上であり、かつ、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ２以下である場合、振幅値Ａｖが大きくなるほど、重みｗ１が大きくなる。なお、振幅値Ａｖ１＜振幅値Ａｖ２とし、０＜重みｗ１＜１とする。また、情報Ｄ３では、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ２より大きい場合、重みｗ１は１である。

【0035】

図２（ｄ）は、記憶部４に記載される情報の一例（その４）を示す図である。なお、図２（ｄ）に示す２次元座標の横軸は回転数ω２を示し、縦軸は重みｗ３（第３の重み）を示している。また、図２（ｄ）に示す実線は回転数ω２と重みｗ２との対応関係を示す情報Ｄ４である。

【0036】

図２（ｄ）に示す情報Ｄ４では、回転数ω２が回転数ω２１より小さい場合、重みｗ３はゼロである。また、情報Ｄ４では、回転数ω２が回転数ω２１以上であり、かつ、回転数ω２が回転数ω２２以下である場合、回転数ω２が大きくなるほど、重みｗ３が大きくなる。なお、回転数ω２１＜回転数ω２２とし、０＜重みｗ３＜１とする。また、情報Ｄ４では、回転数ω２が回転数ω２２より大きい場合、重みｗ３は１である。

【0037】

また、図１に示すドライブ回路５は、ＩＣ（Integrated Circuit）などにより構成され、演算部６から出力されるＵ相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊と搬送波の電圧値とを比較し、その比較結果に応じた駆動信号Ｓ１～Ｓ６をスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれのゲート端子に出力する。なお、搬送波は、三角波、ノコギリ波（鋸歯状波）、逆ノコギリ波などとする。

【0038】

例えば、ドライブ回路５は、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊が搬送波の電圧値以上である場合、ハイレベルの駆動信号Ｓ１を出力するとともにローレベルの駆動信号Ｓ２を出力し、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊が搬送波の電圧値より小さい場合、ローレベルの駆動信号Ｓ１を出力するとともにハイレベルの駆動信号Ｓ２を出力する。また、ドライブ回路５は、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊が搬送波の電圧値以上である場合、ハイレベルの駆動信号Ｓ３を出力するとともにローレベルの駆動信号Ｓ４を出力し、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊が搬送波の電圧値より小さい場合、ローレベルの駆動信号Ｓ３を出力するとともにハイレベルの駆動信号Ｓ４を出力する。また、ドライブ回路５は、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ＊が搬送波の電圧値以上である場合、ハイレベルの駆動信号Ｓ５を出力するとともにローレベルの駆動信号Ｓ６を出力し、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ＊が搬送波の電圧値より小さい場合、ローレベルの駆動信号Ｓ５を出力するとともにハイレベルの駆動信号Ｓ６を出力する。

【0039】

演算部６は、マイクロコンピュータなどにより構成され、第１の算出部７１と、第２の算出部７２と、第３の算出部７３と、減算部８と、トルク制御部９と、トルク／電流指令値変換部１０と、座標変換部１１と、減算部１２と、減算部１３と、電流制御部１４と、座標変換部１５とを備える。例えば、マイクロコンピュータが記憶部４に記憶されているプログラムを実行することにより、第１の算出部７１、第２の算出部７２、第３の算出部７３、減算部８、トルク制御部９、トルク／電流指令値変換部１０、座標変換部１１、減算部１２、減算部１３、電流制御部１４、及び座標変換部１５が構成される。

【0040】

第１の算出部７１は、電流センサＳｉ１により検出される電流Ｉｕ及び電流センサＳｉ２により検出される電流Ｉｖを用いて、モータＭのＷ相に流れる交流の電流Ｉｗを求める。なお、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２により検出される電流は、電流Ｉｕ、Ｉｖの組み合わせに限定されず、電流Ｉｖ、Ｉｗの組み合わせ、または、電流Ｉｕ、Ｉｗの組み合わせでもよい。電流センサＳｉ１、Ｓｉ２により電流Ｉｖ、Ｉｗが検出される場合、第１の算出部７１は、電流Ｉｖ、Ｉｗを用いて、電流Ｉｕを求める。また、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２により電流Ｉｕ、Ｉｗが検出される場合、第１の算出部７１は、交流電流Ｉｕ、Ｉｗを用いて、電流Ｉｖを求める。

【0041】

また、第１の算出部７１は、座標変換部１１から出力されるｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑ、並びに、電流制御部１４から出力されるｄ軸の電圧指令値Ｖｄ＊及びｑの電圧指令値Ｖｑ＊を用いて、回転数ω１（第１の回転数）及び位置θ１を算出する。例えば、第１の算出部７１は、下記式１に示す電圧方程式を用いて回転数ω１を求め、その求めた回転数ω１に所定時間（演算部６のクロック周期など）を乗算することにより位置θ１を求める。なお、ＲはモータＭを構成するコイルの抵抗成分とし、ｐは微分演算子とし、ＬｄはモータＭを構成するコイルのｄ軸インダクタンスとし、ＬｑはモータＭを構成するコイルのｑ軸インダクタンスとし、Ｋｅは誘起電圧定数とする。

【0042】

【数1】

【0043】

第２の算出部７２は、電気角検出部Ｓｐにより検出される位置θを用いてモータＭの回転数ω２（第２の回転数）を算出する。例えば、第２の算出部７２は、位置θを所定時間（演算部６のクロック周期など）で除算することにより回転数ω２を求める。また、第２の算出部７２は、電気角検出部Ｓｐにより検出される位置θを位置θ２として出力する。

【0044】

第３の算出部７３は、回転数ω１、ω２を用いて回転数ω３を算出し、位置θ１、θ２ｗを用いて位置θ３を算出する。

【0045】

減算部８は、外部から入力される回転数指令値ω＊と第３の算出部７３から出力される回転数ω３との回転数差Δωを算出する。

【0046】

トルク制御部９は、減算部８から出力される回転数差Δωを用いてトルク指令値Ｔ＊を出力する。例えば、トルク制御部９は、記憶部４に記憶されている、モータＭの回転数とモータＭのトルクとが互いに対応付けられている情報を参照して、回転数差Δωに相当する回転数に対応するトルクをトルク指令値Ｔ＊として出力する。

【0047】

トルク／電流指令値変換部１０は、トルク制御部９から出力されるトルク指令値Ｔ＊を、ｄ軸の電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸の電流指令値Ｉｑ＊に変換する。例えば、トルク／電流指令値変換部１０は、記憶部４に記憶されている、モータＭのトルクと電流指令値Ｉｄ＊及び電流指令値Ｉｑ＊とが互いに対応付けられている情報を参照して、トルク指令値Ｔ＊に相当するトルクに対応する電流指令値Ｉｄ＊及び電流指令値Ｉｑ＊を出力する。

【0048】

座標変換部１１は、電流センサＳｉ１により検出される電流Ｉｕ及び電流センサＳｉ２により検出される電流Ｉｖを用いて、モータＭのＷ相に流れる電流Ｉｗを求める。なお、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２により検出される電流は、電流Ｉｕ、Ｉｖの組み合わせに限定されず、電流Ｉｖ、Ｉｗの組み合わせ、または、電流Ｉｕ、Ｉｗの組み合わせでもよい。電流センサＳｉ１、Ｓｉ２により電流Ｉｖ、Ｉｗが検出される場合、座標変換部１１は、電流Ｉｖ、Ｉｗを用いて、電流Ｉｕを求める。また、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２により電流Ｉｕ、Ｉｗが検出される場合、座標変換部１１は、電流Ｉｕ、Ｉｗを用いて、電流Ｉｖを求める。

【0049】

また、座標変換部１１は、第３の算出部７３から出力される位置θ３を用いて、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをｄ軸の電流Ｉｄ（逆起電力を制御するための電流成分）及びｑ軸の電流Ｉｑ（トルクを制御するための電流成分）に変換する。例えば、座標変換部１１は、下記式２に示す変換行列Ｃ１を用いて、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを、電流Ｉｄ及び電流Ｉｑに変換する。

【0050】

【数2】

【0051】

また、インバータ回路２において、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の他に、モータＭのＷ相に流れる電流Ｉｗを検出する電流センサＳｉ３をさらに備える場合、座標変換部１１は、第３の算出部７３から出力される位置θ３を用いて、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３により検出される電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを電流Ｉｄ及び電流Ｉｑに変換するように構成してもよい。

【0052】

減算部１２は、トルク／電流指令値変換部１０から出力される電流指令値Ｉｄ＊と、座標変換部１１から出力される電流Ｉｄとの電流差ΔＩｄを算出する。

【0053】

減算部１３は、トルク／電流指令値変換部１０から出力される電流指令値Ｉｑ＊と、座標変換部１１から出力される電流Ｉｑとの電流差ΔＩｑを算出する。

【0054】

電流制御部１４は、減算部１２から出力される電流差ΔＩｄ及び減算部１３から出力される電流差ΔＩｑを用いたＰＩ（Proportional Integral）制御によりｄ軸の電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。例えば、電流制御部１４は、下記式３を用いて電圧指令値Ｖｄ＊を算出するとともに、下記式４を用いて電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。なお、ＫｐはＰＩ制御の比例項の定数とし、ＫｉはＰＩ制御の積分項の定数とし、ＬｑはモータＭを構成するコイルのｑ軸インダクタンスとし、ＬｄはモータＭを構成するコイルのｄ軸インダクタンスとし、ω３は第３の算出部７３から出力される回転数ω３とし、Ｋｅは誘起電圧定数とする。

【0055】

電圧指令値Ｖｄ＊＝Ｋｐ×電流差ΔＩｄ＋Ｋｉ×∫（電流差ΔＩｄ）－ω３×Ｌｑ×Ｉｑ・・・式３
電圧指令値Ｖｑ＊＝Ｋｐ×電流差ΔＩｑ＋Ｋｉ×∫（電流差ΔＩｑ）＋ω３×Ｌｄ×Ｉｄ＋ω３×Ｋｅ・・・式４

【0056】

すなわち、電流制御部１４は、電流Ｉｄと電流指令値Ｉｄ＊との電流差ΔＩｄが小さくなるように電圧指令値Ｖｄ＊を算出するとともに電流Ｉｑと電流指令値Ｉｑ＊との電流差ΔＩｑが小さくなるように電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。

【0057】

座標変換部１５は、第３の算出部７３から出力される位置θ３を用いて、電圧指令値Ｖｄ＊及び電圧指令値Ｖｑ＊を、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊に変換する。例えば、座標変換部１５は、下記式５に示す変換行列Ｃ２を用いて、電圧指令値Ｖｄ＊及び電圧指令値Ｖｑ＊を、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊に変換する。

【0058】

【数3】

【0059】

なお、減算部８、トルク制御部９、トルク／電流指令値変換部１０、座標変換部１１、減算部１２、減算部１３、及び電流制御部１４により指令値出力部が構成されるものとする。すなわち、指令値出力部は、第３の算出部７３から出力される回転数ω３と回転数指令値ω＊との回転数差Δωに基づいて電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を出力する。

【0060】

＜第１実施例＞
図３は、第１実施例における第３の算出部７３の動作の一例を示すフローチャートである。

【0061】

まず、ステップＳ１１において、第３の算出部７３は、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉ、または電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖを算出する。

【0062】

例えば、第３の算出部７３は、演算部６のクロック周期より長い一定期間において回転数指令値ω＊が一定であるときの回転数ω２の最大値と最小値との差を、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωとする。

【0063】

また、第３の算出部７３は、演算部６のクロック周期より長い一定期間において回転数指令値ω＊が一定であるときの電流Ｉｑの最大値と最小値との差を、電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉとする。

【0064】

また、第３の算出部７３は、演算部６のクロック周期より長い一定期間において回転数指令値ω＊が一定であるときの電圧指令値Ｖｑ＊の最大値と最小値との差を、電圧指令値Ｖｑ＊の脈動の振幅値Ａｖとする。

【0065】

次に、ステップＳ１２において、第３の算出部７３は、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉ、または電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる振幅値Ａｖにより重みｗ１を求める。

【0066】

＜回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωにより重みｗ１を求める場合（その１）＞
第３の算出部７３は、記憶部４に記憶される情報Ｄ１を参照し、振幅値Ａωに対応する重みｗ１を求める。すなわち、第３の算出部７３は、振幅値Ａωが振幅値Ａω１より小さい場合、重みｗ１をゼロにする。また、第３の算出部７３は、振幅値Ａωが振幅値Ａω１以上である場合で、かつ、振幅値Ａωが振幅値Ａω２以下である場合、振幅値Ａωが大きくなるほど、重みｗ１を大きくする。また、第３の算出部７３は、振幅値Ａωが振幅値Ａω２より大きい場合、重みｗ１を１にする。なお、振幅値Ａω１は、回転数ω２が回転数ω３として第３の算出部７３から出力されている場合においてモータＭのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの振幅値Ａωの最大値とする。また、振幅値Ａω２は、回転数ω１が回転数ω３として第３の算出部７３から出力されている場合においてモータＭのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの振幅値Ａωの最小値とする。

【0067】

＜回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωにより重みｗ１を求める場合（その２）＞
第３の算出部７３は、下記式６に示すＰＩ制御により重みｗ１を求める。すなわち、第３の算出部７３は、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωが、目標振幅値Ａω０になるように、ＰＩ制御により重みｗ１を求める。例えば、第３の算出部７３は、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωと目標振幅値Ａω０との差がゼロになるように、ＰＩ制御により重みｗ１を求める。なお、比例項ｗｐは下記式７とし、積分項ｗｉは下記式８とする。また、目標振幅値Ａω０はモータＭのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの任意の振幅値Ａωとする。

【0068】

重みｗ１＝比例項ｗｐ＋積分項ｗｉ ・・・式６
比例項ｗｐ＝（振幅値Ａω－目標振幅値Ａω０）×比例定数Ｋｐ ・・・式７
積分項ｗｉ＝前回算出した積分項ｗｉ＋（振幅値Ａω－目標振幅値Ａω０）×積分定数Ｋｉ ・・・式８

【0069】

＜電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉにより重みｗ１を求める場合（その１）＞
第３の算出部７３は、記憶部４に記憶される情報Ｄ２を参照し、振幅値Ａｉに対応する重みｗ１を求める。すなわち、第３の算出部７３は、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ１より小さい場合、重みｗ１をゼロにする。また、第３の算出部７３は、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ１以上である場合で、かつ、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ２以下である場合、振幅値Ａｉが大きくなるほど、重みｗ１を大きくする。また、第３の算出部７３は、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ２より大きい場合、重みｗ１を１にする。なお、振幅値Ａｉ１は、回転数ω２が回転数ω３として第３の算出部７３から出力されている場合においてモータＭのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの振幅値Ａｉの最大値とする。また、振幅値Ａｉ２は、回転数ω１が回転数ω３として第３の算出部７３から出力されている場合においてモータＭのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの振幅値Ａｉの最小値とする。

【0070】

＜電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉにより重みｗ１を求める場合（その２）＞
第３の算出部７３は、上記式６に示すＰＩ制御により重みｗ１を求める。すなわち、第３の算出部７３は、電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉが、目標振幅値Ａｉ０になるように、ＰＩ制御により重みｗ１を求める。例えば、第３の算出部７３は、電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉと目標振幅値Ａｉ０との差がゼロになるように、ＰＩ制御により重みｗ１を求める。なお、比例項ｗｐは下記式９とし、積分項ｗｉは下記式１０とする。また、目標振幅値Ａｉ０はモータＭのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの任意の振幅値Ａｉとする。

【0071】

比例項ｗｐ＝（振幅値Ａｉ－目標振幅値Ａｉ０）×比例定数Ｋｐ ・・・式９
積分項ｗｉ＝前回算出した積分項ｗｉ＋（振幅値Ａｉ－目標振幅値Ａｉ０）×積分定数Ｋｉ ・・・式１０

【0072】

なお、第３の算出部７３は、電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉの代わりに、電流Ｉｄに含まれる脈動の振幅値Ａｉにより重みｗ１を算出するように構成してもよい。

【0073】

また、第３の算出部７３は、電流Ｉｄ、Ｉｑの代わりに、トルク／電流指令値変換部１０から出力される電流指令値Ｉｄ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｉまたは電流指令値Ｉｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｉにより重みｗ１を算出するように構成してもよい。

【0074】

＜電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖにより重みｗ１を求める場合（その１）＞
第３の算出部７３は、記憶部４に記憶される情報Ｄ３を参照し、振幅値Ａｖに対応する重みｗ１を求める。すなわち、第３の算出部７３は、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ１より小さい場合、重みｗ１をゼロにする。また、第３の算出部７３は、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ１以上である場合で、かつ、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ２以下である場合、振幅値Ａｖが大きくなるほど、重みｗ１を大きくする。また、第３の算出部７３は、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ２より大きい場合、重みｗ１を１にする。なお、振幅値Ａｖ１は、回転数ω２が回転数ω３として第３の算出部７３から出力されている場合においてモータＭのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの振幅値Ａｖの最大値とする。また、振幅値Ａｖ２は、回転数ω１が回転数ω３として第３の算出部７３から出力されている場合においてモータＭのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの振幅値Ａｖの最小値とする。

【0075】

＜電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖにより重みｗ１を求める場合（その２）＞
第３の算出部７３は、上記式６に示すＰＩ制御により重みｗ１を求める。すなわち、第３の算出部７３は、電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖが、目標振幅値Ａｖ０になるように、ＰＩ制御により重みｗ１を求める。例えば、第３の算出部７３は、電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖと目標振幅値Ａｖ０との差がゼロになるように、ＰＩ制御により重みｗ１を求める。なお、比例項ｗｐは下記式１１とし、積分項ｗｉは下記式１２とする。また、目標振幅値Ａｖ０はモータＭのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの任意の振幅値Ａｖとする。

【0076】

比例項ｗｐ＝（振幅値Ａｖ－目標振幅値Ａｖ０）×比例定数Ｋｐ ・・・式１１
積分項ｗｉ＝前回算出した積分項ｗｉ＋（振幅値Ａｖ－目標振幅値Ａｖ０）×積分定数Ｋｉ ・・・式１２

【0077】

なお、第３の算出部７３は、電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖの代わりに、電圧指令値Ｖｄ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖにより重みｗ１を算出するように構成してもよい。

【0078】

そして、ステップＳ１３において、第３の算出部７３は、重みｗ１、回転数ω１、ω２、及び位置θ１、θ２により回転数ω３及び位置θ３を算出する。例えば、第３の算出部７３は、下記式１３により回転数ω３を算出し、下記式１４により位置θ３を算出する。

【0079】

回転数ω３＝重みｗ１×回転数ω１＋（１－重みｗ１）×回転数ω２ ・・・式１３
位置θ３＝重みｗ１×位置θ１＋（１－重みｗ１）×位置θ２ ・・・式１４

【0080】

例えば、第３の算出部７３は、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωが振幅値Ａω１より小さい場合、重みｗ１としてゼロを求め、回転数ω２を回転数ω３として求める。このように、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωが比較的小さく、位置θに含まれる量子化誤差の影響によりトルクリップルが生じる可能性が低い場合、実際の回転数に近い回転数ω２が回転数ω３として第３の算出部７３から出力される。

【0081】

また、第３の算出部７３は、振幅値Ａωが振幅値Ａω２より大きい場合、重みｗ１として１を求め、回転数ω１を回転数ω３として算出する。このように、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωが比較的大きく、位置θに含まれる量子化誤差の影響によりトルクリップルが生じる可能性が高い場合、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１が回転数ω３として第３の算出部７３から出力される。

【0082】

また、第３の算出部７３は、モータＭに流れる電流（電流Ｉｄ、電流Ｉｑ、電流指令値Ｉｄ＊、または電流指令値Ｉｑ＊）に含まれる脈動の振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ１より小さい場合、重みｗ１としてゼロを算出し、回転数ω２を回転数ω３として算出する。このように、モータＭに流れる電流に含まれる脈動の振幅値Ａｉが比較的小さく、位置θに含まれる量子化誤差の影響によりトルクリップルが生じる可能性が低い場合、実際の回転数に近い回転数ω２が回転数ω３として第３の算出部７３から出力される。

【0083】

また、第３の算出部７３は、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ２より大きい場合、重みｗ１として１を求め、回転数ω１を回転数ω３として算出する。このように、モータＭに流れる電流に含まれる脈動の振幅値Ａｉが比較的大きく、位置θに含まれる量子化誤差の影響によりトルクリップルが生じる可能性が高い場合、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１が回転数ω３として第３の算出部７３から出力される。

【0084】

また、第３の算出部７３は、電圧指令値（電圧指令値Ｖｄ＊または電圧指令値Ｖｑ＊）に含まれる脈動の振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ１より小さい場合、重みｗ１としてゼロを算出し、回転数ω２を回転数ω３として算出する。このように、電圧指令値に含まれる脈動の振幅値Ａｖが比較的小さく、位置θに含まれる量子化誤差の影響によりトルクリップルが生じる可能性が低い場合、実際の回転数に近い回転数ω２が回転数ω３として第３の算出部７３から出力される。

【0085】

また、第３の算出部７３は、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ２より大きい場合、重みｗ１として１を求め、回転数ω１を回転数ω３として算出する。このように、電圧指令値に含まれる脈動の振幅値Ａｖが比較的大きく、位置θに含まれる量子化誤差の影響によりトルクリップルが生じる可能性が高い場合、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１が回転数ω３として第３の算出部７３から出力される。

【0086】

なお、第３の算出部７３は、下記式１５により回転数ω３を算出し、下記式１６により位置θ３を算出するように構成してもよい。このように構成する場合、記憶部４に記憶される情報Ｄ１において、振幅値Ａωが振幅値Ａω１より小さい場合、重みｗ１が１になる。また、情報Ｄ１において、振幅値Ａωが振幅値Ａω１以上であり、かつ、振幅値Ａωが振幅値Ａω２以下である場合、振幅値Ａωが大きくなるほど、重みｗ１が小さくなる。また、情報Ｄ１において、振幅値Ａωが振幅値Ａω２より大きい場合、重みｗ１がゼロになる。また、記憶部４に記憶される情報Ｄ２において、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ１より小さい場合、重みｗ１が１になる。また、情報Ｄ２において、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ１以上であり、かつ、振幅値Ａｉ２が振幅値Ａω２以下である場合、振幅値Ａｉが大きくなるほど、重みｗ１が小さくなる。また、情報Ｄ２において、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ２より大きい場合、重みｗ１がゼロになる。また、記憶部４に記憶される情報Ｄ３において、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ１より小さい場合、重みｗ１が１になる。また、情報Ｄ３において、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ１以上であり、かつ、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ２以下である場合、振幅値Ａｖが大きくなるほど、重みｗ１が小さくなる。また、情報Ｄ２において、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ２より大きい場合、重みｗ１がゼロになる。

【0087】

回転数ω３＝（１－重みｗ１）×回転数ω１＋重みｗ１×回転数ω２ ・・・式１５
位置θ３＝（１－重みｗ１）×位置θ１＋重みｗ１×位置θ２ ・・・式１６

【0088】

ここで、従来の制御装置のように、回転数ω２が閾値より小さい場合、回転数ω２を用いてモータＭの駆動を制御し、回転数ω２が閾値以上である場合、回転数ω１を用いてモータＭの駆動を制御する場合を想定する。なお、回転数ω２を用いてモータＭの駆動を制御することをセンサ使用制御とする。また、回転数ω１を用いてモータＭの駆動を制御することをセンサレス制御とする。

【0089】

この場合、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値が許容値を超えているにもかかわらず、回転数ω２が閾値より小さい状態では、回転数ω１を用いてモータＭの駆動を制御することができない。

【0090】

一方、第１実施例のように、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値を用いて、回転数ω３として回転数ω１と回転数ω２とを切り替える場合では、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値が許容値を超えていると、回転数ω１を用いてモータＭの駆動を制御することができる。

【0091】

このように、第１実施例によれば、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、モータＭに流れる電流に含まれる脈動の振幅値Ａｉ、または電圧指令値に含まれる脈動の振幅値Ａｖが比較的大きい場合において、すなわち、位置θに含まれる量子化誤差の影響により脈動の振幅値が比較的大きくなっている可能性が高い場合において、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１を回転数ω３とすることができる。これにより、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω３を用いてモータＭの駆動を制御することができるため、モータＭに流れる電流や電圧指令値に含まれる脈動の振幅値を抑えることができ、モータＭの回転数ω２のみを用いてセンサ使用制御とセンサレス制御との切り替えを判断した場合には抑制できないモータＭのトルクリップルを抑制することができる。

【0092】

また、第１実施例によれば、回転数ω３として回転数ω２から回転数ω１に切り替える際、重みｗ１により回転数ω２から回転数ω１に徐々に変化させることができるため、または、回転数ω３として回転数ω１から回転数ω２に切り替える際、重みｗ１により回転数ω１から回転数ω２に徐々に変化させることができるため、回転数ω３として回転数ω２から回転数ω１にまたは回転数ω１から回転数ω２に急峻に切り替える場合に比べて、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の計測誤差の影響による回転数ω３の変動を抑えることができるため、モータＭのトルクの変動を抑えることができる。

【0093】

また、第１実施例において、情報Ｄ１～Ｄ３を用いて重みｗ１を求める場合では、第３の算出部７３にかかる計算処理の負荷を低減することができる。

【0094】

また、第１実施例において、ＰＩ制御により重みｗ１を求める場合では、脈動の振幅値と重みｗ１との対応関係を示す情報を事前に用意する必要がなく、重みｗ１を求めるための工数を低減することができる。

【0095】

＜第２実施例＞
図４は、第２実施例における第３の算出部７３の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図４に示すステップＳ２１は図３に示すステップＳ１１と同様であり、図４に示すステップＳ２３は図３に示すステップＳ１３と同様であるため、ステップＳ２１、Ｓ２３の説明を省略する。

【0096】

ステップＳ２２において、第３の算出部７３は、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉ、または電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる振幅値Ａｖと、回転数ω２とにより重みｗ１を算出する。

【0097】

＜回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωと、回転数ω２とにより重みｗ１を求める場合＞
まず、第３の算出部７３は、上記式６、式７、及び式８に示すＰＩ制御により重みｗ１を求め、その求めた重みｗ１を重みｗ２（第２の重み）とする。

【0098】

次に、第３の算出部７３は、記憶部４に記憶される情報Ｄ４を参照し、回転数ω２に対応する重みｗ３を求める。すなわち、第３の算出部７３は、回転数ω２が回転数ω２１より小さい場合、重みｗ３をゼロにする。また、第３の算出部７３は、回転数ω２が回転数ω２１以上である場合で、かつ、回転数ω２が回転数ω２２以下である場合、回転数ω２が大きくなるほど、重みｗ３を大きくする。また、第３の算出部７３は、回転数ω２が回転数ω２２より大きい場合、重みｗ３を１にする。なお、回転数ω２１は、回転数ω２が回転数ω３として第３の算出部７３から出力されている場合においてモータＭのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの回転数ω２の最大値とする。また、回転数ω２２は、回転数ω１が回転数ω３として第３の算出部７３から出力されている場合においてモータＭのトルクリップルの振幅値が許容値以下であるときの回転数ω２の最小値とする。

【0099】

そして、第３の算出部７３は、重みｗ２と重みｗ３との乗算値を、ステップＳ２３において用いる重みｗ１とする。

【0100】

＜電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉと、回転数ω２とにより重みｗ１を求める場合＞
まず、第３の算出部７３は、上記式６、式９、及び式１０に示すＰＩ制御により重みｗ１を算出し、その算出した重みｗ１を重みｗ２とする。

【0101】

次に、第３の算出部７３は、記憶部４に記憶される情報Ｄ４を参照し、回転数ω２に対応する重みｗ３を求める。

【0102】

そして、第３の算出部７３は、重みｗ２と重みｗ３との乗算値を、ステップＳ２３において用いる重みｗ１とする。

【0103】

なお、第３の算出部７３は、電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉの代わりに、電流Ｉｄに含まれる脈動の振幅値Ａｉにより重みｗ２を求めるように構成してもよい。

【0104】

また、第３の算出部７３は、電流Ｉｄ、Ｉｑの代わりに、トルク／電流指令値変換部１０から出力される電流指令値Ｉｄ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｉまたは電流指令値Ｉｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｉにより重みｗ２を求めるように構成してもよい。

【0105】

＜電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｉと、回転数ω２とにより重みｗ１を算出する場合＞
まず、第３の算出部７３は、上記式６、式１３、及び式１４に示すＰＩ制御により重みｗ１を算出し、その算出した重みｗ１を重みｗ２とする。

【0106】

次に、第３の算出部７３は、記憶部４に記憶される情報Ｄ４を参照し、回転数ω２に対応する重みｗ３を求める。

【0107】

そして、第３の算出部７３は、重みｗ２と重みｗ３との乗算値を、ステップＳ２３において用いる重みｗ１とする。

【0108】

なお、第３の算出部７３は、電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖの代わりに、電圧指令値Ｖｄ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖにより重みｗ２を求めるように構成してもよい。

【0109】

例えば、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωと目標振幅値Ａω０との差が比較的大きい場合で、かつ、回転数ω２が回転数ω２１より小さい場合、重みｗ２が１に近い値になるにもかかわらず、重みｗ３がゼロになるため、重みｗ２と重みｗ３との乗算値である重みｗ１がゼロになり、回転数ω２が回転数ω３として第３の出力部７３から出力される。このように、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωが比較的大きいにもかかわらず、回転数ω２が比較的小さい場合、すなわち、位置θに含まれる量子化誤差以外の要因により脈動の振幅値Ａωが比較的大きくなっている可能性が高い場合、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の計測誤差が含まれる回転数ω１ではなく、実際の回転数に近い回転数ω２を回転数ω３として第３の算出部７３から出力させる。これにより、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の計測誤差の影響によりモータＭの制御性が低下することを抑制することができる。

【0110】

また、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａωと目標振幅値Ａω０との差が比較的大きい場合で、かつ、回転数ω２が回転数ω２２より大きい場合、重みｗ２、ｗ３がそれぞれ１または略１になるため、重みｗ２と重みｗ３との乗算値である重みｗ１が１または略１になり、回転数ω３として回転数ω１または回転数ω１に近い回転数が第３の出力部７３から出力される。このように、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω及び回転数ω２がそれぞれ比較的大きい場合では、位置θに含まれる量子化誤差の影響により振幅値Ａωが比較的大きくなっている可能性がより高いため、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１を回転数ω３として第３の算出部７３から出力させる。

【0111】

第２実施例によれば、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、モータＭに流れる電流に含まれる脈動の振幅値Ａｉ、または電圧指令値に含まれる脈動の振幅値Ａｖが比較的大きい場合で、かつ、回転数ω２が比較的大きい場合において、すなわち、位置θに含まれる量子化誤差の影響により脈動の振幅値が比較的大きくなっている可能性が高く、かつ、回転数ω２が比較的大きい場合において、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１を回転数ω３とすることができる。これにより、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω３によりモータＭの駆動を制御することができるため、モータＭに流れる電流や電圧指令値に含まれる脈動の振幅値を抑えることができ、モータＭの回転数ω２のみを用いてセンサ使用制御とセンサレス制御との切り替えを判断した場合には抑制できないモータＭのトルクリップルを抑制することができる。

【0112】

また、第２実施例によれば、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、モータＭに流れる電流に含まれる脈動の振幅値Ａｉ、及び電圧指令値に含まれる脈動の振幅値Ａｖのうちの１つの振幅値により重みｗ１を求める場合に比べて、位置θに含まれる量子化誤差の影響により脈動の振幅値が比較的大きくなっている可能性がより高い場合において、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１を回転数ω３とすることができるため、モータＭのトルクリップルをさらに精度よく抑制することができる。

【0113】

また、第２実施例によれば、第１実施例と同様に、回転数ω３として回転数ω２から回転数ω１に切り替える際、重みｗ１により回転数ω２から回転数ω１に徐々に変化させることができるため、または、回転数ω３として回転数ω１から回転数ω２に切り替える際、重みｗ１により回転数ω１から回転数ω２に徐々に変化させることができるため、回転数ω３として回転数ω２から回転数ω１にまたは回転数ω１から回転数ω２に急峻に切り替える場合に比べて、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の計測誤差の影響による回転数ω３の変動を抑えることができるため、モータＭのトルクの変動を抑えることができる。

【0114】

＜第３実施例＞
図５は、第３実施例における第３の算出部７３の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図５に示すステップＳ３３は図３に示すステップＳ１３と同様であるため、ステップＳ３３の説明を省略する。

【0115】

まず、ステップＳ３１において、第３の算出部７３は、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉ、及び電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖのうちの２つの振幅値を算出する。

【0116】

次に、ステップＳ３２において、第３の算出部７３は、ステップＳ３１で算出した各脈動の振幅値により重みｗ１を求める。

【0117】

＜振幅値Ａω及び振幅値Ａｉにより重みｗ１を求める場合＞
まず、第３の算出部７３は、情報Ｄ１または上記式６、式７、及び式８に示すＰＩ制御を用いて振幅値Ａωに対応する重みｗ１を求め、その求めた重みｗ１を重みｗωとするとともに、情報Ｄ２または上記式６、式９、及び式１０に示すＰＩ制御を用いて振幅値Ａｉに対応する重みｗ１を求め、その求めた重みｗ１を重みｗｉとする。

【0118】

次に、第３の算出部７３は、重みｗωと重みｗｉとの乗算値をステップＳ３３において用いる重みｗ１とする。

【0119】

＜振幅値Ａω及び振幅値Ａｖにより重みｗ１を求める場合＞
まず、第３の算出部７３は、情報Ｄ１または上記式６、式７、及び式８に示すＰＩ制御を用いて振幅値Ａωに対応する重みｗ１を求め、その求めた重みｗ１を重みｗωとするとともに、情報Ｄ３または上記式６、式１３、及び式１４に示すＰＩ制御を用いて振幅値Ａｖに対応する重みｗ１を求め、その求めた重みｗ１を重みｗｖとする。

【0120】

次に、第３の算出部７３は、重みｗωと重みｗｖとの乗算値をステップＳ３３において用いる重みｗ１とする。

【0121】

＜振幅値Ａｉ及び振幅値Ａｖにより重みｗ１を求める場合＞
まず、第３の算出部７３は、情報Ｄ２または上記式６、式９、式１０に示すＰＩ制御を用いて振幅値Ａｉに対応する重みｗ１を求め、その求めた重みｗ１を重みｗｉとするとともに、情報Ｄ３または上記式６、式１３、及び式１４に示すＰＩ制御を用いて振幅値Ａｖに対応する重みｗ１を求め、その求めた重みｗ１を重みｗｖとする。

【0122】

次に、第３の算出部７３は、重みｗｉと重みｗｖとの乗算値をステップＳ３３において用いる重みｗ１とする。

【0123】

例えば、振幅値Ａωが振幅値Ａω２より大きい場合で、かつ、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ１より小さい場合、重みｗωが１であるにもかかわらず、重みｗｉがゼロになるため、重みｗωと重みｗｉとの乗算値である重みｗ１がゼロになり、回転数ω２が回転数ω３として第３の出力部７３から出力される。このように、２つの振幅値のうちの一方の振幅値が比較的大きく、他方の振幅値が比較的小さい場合では、位置θに含まれる量子化誤差の影響により一方の振幅値が比較的大きくなっている可能性が低いため、実際の回転数に近い回転数ω２を回転数ω３として第３の算出部７３から出力させる。これにより、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の計測誤差の影響によりモータＭの制御性が低下することを抑制することができる。

【0124】

また、振幅値Ａωが閾値Ａω２より大きい場合で、かつ、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ２より大きい場合、重みｗω及び重みｗｉがそれぞれ１になるため、重みｗωと重みｗｉとの乗算値である重みｗ１が１になり、回転数ω１が回転数ω３として第３の出力部７３から出力される。このように、２つの振幅値がそれぞれ比較的大きい場合では、位置θに含まれる量子化誤差の影響により２つの振幅値がそれぞれ比較的大きくなっている可能性が高いため、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１を回転数ω３として第３の算出部７３から出力させる。

【0125】

第３実施例によれば、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、モータＭに流れる電流に含まれる脈動の振幅値Ａｉ、及び電圧指令値に含まれる脈動の振幅値Ａｖのうちの２つの振幅値が比較的大きい場合において、すなわち、位置θに含まれる量子化誤差の影響により脈動の振幅値が比較的大きくなっている可能性が高い場合において、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１を回転数ω３とすることができる。これにより、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω３によりモータＭの駆動を制御することができるため、モータＭに流れる電流や電圧指令値に含まれる脈動の振幅値を抑えることができ、モータＭの回転数ω２のみを用いてセンサ使用制御とセンサレス制御との切り替えを判断した場合には抑制できないモータＭのトルクリップルを抑制することができる。

【0126】

また、第３実施例によれば、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、モータＭに流れる電流に含まれる脈動の振幅値Ａｉ、及び電圧指令値に含まれる脈動の振幅値Ａｖのうちの１つの振幅値により重みｗ１を算出する場合に比べて、位置θに含まれる量子化誤差の影響により脈動の振幅値が比較的大きくなっている可能性がより高い場合において、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１を回転数ω３とすることができるため、モータＭのトルクリップルをさらに精度よく抑制することができる。

【0127】

また、第３実施例によれば、第１実施例と同様に、回転数ω３として回転数ω２から回転数ω１に切り替える際、重みｗ１により回転数ω２から回転数ω１に徐々に変化させることができるため、または、回転数ω３として回転数ω１から回転数ω２に切り替える際、重みｗ１により回転数ω１から回転数ω２に徐々に変化させることができるため、回転数ω３として回転数ω２から回転数ω１にまたは回転数ω１から回転数ω２に急峻に切り替える場合に比べて、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の計測誤差の影響による回転数ω３の変動を抑えることができるため、モータＭのトルクの変動を抑えることができる。

【0128】

＜第４実施例＞
図６は、第４実施例における第３の算出部７３の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図６に示すステップＳ４３は図３に示すステップＳ１３と同様であるため、ステップＳ４３の説明を省略する。

【0129】

まず、ステップＳ４１において、第３の算出部７３は、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、電流Ｉｑに含まれる脈動の振幅値Ａｉ、及び電圧指令値Ｖｑ＊に含まれる脈動の振幅値Ａｖを算出する。

【0130】

次に、ステップＳ４２において、第３の算出部７３は、ステップＳ４１において算出した各脈動の振幅値により重みｗ１を算出する。

【0131】

例えば、まず、第３の算出部７３は、振幅値Ａωにより重みｗωを求めるとともに振幅値Ａｉにより重みｗｉを求めるとともに振幅値Ａｖにより重みｗｖを算出する。なお、重みｗω、ｗｉ、ｗｖは、記憶部４に記憶されている情報Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を使用して算出してもよいし、ＰＩ制御により算出してもよい。

【0132】

次に、第３の算出部７３は、重みｗωと重みｗｉと重みｗｖとの乗算値をステップＳ４３において用いる重みｗ１とする。

【0133】

例えば、振幅値Ａωが振幅値Ａω２より大きい場合で、かつ、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ１より小さい場合で、かつ、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ１より小さい場合、重みｗωが１であるにもかかわらず、重みｗｉ、ｗｖがそれぞれゼロになるため、重みｗωと重みｗｉと重みωｖとの乗算値である重みｗ１がゼロになり、回転数ω２が回転数ω３として第３の出力部７３から出力される。このように、３つの振幅値のうちの少なくとも１つの振幅値が比較的大きいにもかかわらず、残りの振幅値が比較的小さい場合、位置θに含まれる量子化誤差の影響により少なくとも１つの振幅値が比較的大きくなっている可能性が低いため、実際の回転数に近い回転数ω２を回転数ω３として第３の算出部７３から出力させる。これにより、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の計測誤差の影響によりモータＭの制御性が低下することを抑制することができる。

【0134】

また、振幅値Ａωが振幅値Ａω２より大きい場合で、かつ、振幅値Ａｉが振幅値Ａｉ２より大きい場合で、かつ、振幅値Ａｖが振幅値Ａｖ２より大きい場合、重みｗω、重みｗｉ、及び重みｗｖがそれぞれ１になるため、重みｗωと重みｗｉと重みｗｖとの乗算値である重みｗ１が１になり、回転数ω１が回転数ω３として第３の出力部７３から出力される。このように、３つの振幅値がそれぞれ比較的大きい場合、位置θに含まれる量子化誤差の影響により３つの振幅値が比較的大きくなっている可能性が高いため、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１を回転数ω３として第３の算出部７３から出力させる。

【0135】

第４実施例によれば、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、モータＭに流れる電流に含まれる脈動の振幅値Ａｉ、及び電圧指令値に含まれる脈動の振幅値Ａｖがそれぞれ比較的大きい場合において、すなわち、位置θに含まれる量子化誤差の影響により脈動の振幅値が比較的大きくなっている可能性が高い場合において、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１を回転数ω３とすることができる。これにより、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω３によりモータＭの駆動を制御することができるため、モータＭに流れる電流や電圧指令値に含まれる脈動の振幅値を抑えることができ、モータＭの回転数ω２のみを用いてセンサ使用制御とセンサレス制御との切り替えを判断した場合には抑制できないモータＭのトルクリップルを抑制することができる。

【0136】

また、第４実施例によれば、回転数ω２に含まれる脈動の振幅値Ａω、モータＭに流れる電流に含まれる脈動の振幅値Ａｉ、及び電圧指令値に含まれる脈動の振幅値Ａｖのうちの１つの振幅値または２つの振幅値により重みｗ１を求める場合に比べて、位置θに含まれる量子化誤差の影響により脈動の振幅値が比較的大きくなっている可能性がより高い場合において、位置θに含まれる量子化誤差の影響が無い回転数ω１を回転数ω３とすることができるため、モータＭのトルクリップルをさらに精度よく抑制することができる。

【0137】

また、第４実施例によれば、第１実施例と同様に、回転数ω３として回転数ω２から回転数ω１に切り替える際、重みｗ１により回転数ω２から回転数ω１に徐々に変化させることができるため、または、回転数ω３として回転数ω１から回転数ω２に切り替える際、重みｗ１により回転数ω１から回転数ω２に徐々に変化させることができるため、回転数ω３として回転数ω２から回転数ω１にまたは回転数ω１から回転数ω２に急峻に切り替える場合に比べて、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の計測誤差の影響による回転数ω３の変動を抑えることができるため、モータＭのトルクの変動を抑えることができる。

【0138】

なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

【符号の説明】

【0139】

１ 制御装置
２ インバータ回路
３ 制御回路
４ 記憶部
５ ドライブ回路
６ 演算部
８ 減算部
９ トルク制御部
１０ トルク／電流指令値変換部
１１ 座標変換部
１２ 減算部
１３ 減算部
１４ 電流制御部
１５ 座標変換部
７１ 第１の算出部
７２ 第２の算出部
７３ 第３の算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】