知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2023063934
(43)【公開日】2023-05-10
(54)【発明の名称】モータ駆動制御装置
(51)【国際特許分類】
H02P 6/18 20160101AFI20230428BHJP
【ＦＩ】
H02P6/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021174041
(22)【出願日】2021-10-25
(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】丸山 真
(72)【発明者】
【氏名】中口 和馬
【テーマコード（参考）】
5H560
【Ｆターム（参考）】
5H560BB04
5H560BB12
5H560DA12
5H560DB20
5H560DC12
5H560EB01
5H560EC02
5H560RR03
5H560SS01
5H560TT01
5H560TT15
5H560UA01
5H560XA02
5H560XA04
5H560XA05
5H560XA12
5H560XA13
(57)【要約】
【課題】位置センサレス制御によってモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置において、１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合でも、位置推定系の位置推定誤差を低減して安定した制御を行うことができる構成を得る。
【解決手段】モータ駆動制御装置１は、複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６を有するインバータ３の駆動を制御することにより、インバータ３から電力供給されるモータ２の駆動を制御する。モータ駆動制御装置１は、電圧位相指令θｒｅｆに基づいて、インバータ３の出力電圧を推定する第１出力電圧推定部１２と、第１出力電圧推定部１２によって推定されたインバータ３の出力電圧に基づいて、モータ２の回転位置を推定する位置推定部１３と、位置推定部１３によって推定された前記回転位置を用いて、インバータ３に矩形波の電圧を出力させるゲート信号を生成する制御信号生成部１４と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】モータ駆動制御装置１は、複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６を有するインバータ３の駆動を制御することにより、インバータ３から電力供給されるモータ２の駆動を制御する。モータ駆動制御装置１は、電圧位相指令θｒｅｆに基づいて、インバータ３の出力電圧を推定する第１出力電圧推定部１２と、第１出力電圧推定部１２によって推定されたインバータ３の出力電圧に基づいて、モータ２の回転位置を推定する位置推定部１３と、位置推定部１３によって推定された前記回転位置を用いて、インバータ３に矩形波の電圧を出力させるゲート信号を生成する制御信号生成部１４と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路の駆動を制御することにより、前記スイッチング回路から電力供給されるモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置であって、
電圧位相指令に基づいて、前記スイッチング回路の出力電圧を推定する第１出力電圧推定部と、
前記第１出力電圧推定部によって推定された前記スイッチング回路の出力電圧に基づいて、前記モータの回転位置を推定する位置推定部と、
前記位置推定部によって推定された前記回転位置を用いて、前記スイッチング回路に矩形波の電圧を出力させる制御信号を生成する制御信号生成部と、
を備える、
モータ駆動制御装置。
電圧位相指令に基づいて、前記スイッチング回路の出力電圧を推定する第１出力電圧推定部と、
前記第１出力電圧推定部によって推定された前記スイッチング回路の出力電圧に基づいて、前記モータの回転位置を推定する位置推定部と、
前記位置推定部によって推定された前記回転位置を用いて、前記スイッチング回路に矩形波の電圧を出力させる制御信号を生成する制御信号生成部と、
を備える、
モータ駆動制御装置。
【請求項2】
請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、
前記第１出力電圧推定部は、
前記電圧位相指令に基づいて、前記スイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のスイッチング状態の切替タイミングを推定するスイッチングタイミング推定部と、
前記スイッチングタイミング推定部によって推定された前記切替タイミングに応じて、所定の演算周期ごとに、前記スイッチング回路の出力電圧を推定する推定出力電圧演算部と、
を有する、
モータ駆動制御装置。
前記第１出力電圧推定部は、
前記電圧位相指令に基づいて、前記スイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のスイッチング状態の切替タイミングを推定するスイッチングタイミング推定部と、
前記スイッチングタイミング推定部によって推定された前記切替タイミングに応じて、所定の演算周期ごとに、前記スイッチング回路の出力電圧を推定する推定出力電圧演算部と、
を有する、
モータ駆動制御装置。
【請求項3】
請求項２に記載のモータ駆動制御装置において、
前記推定出力電圧演算部は、
前記切替タイミングから、次の演算周期及びその次の演算周期における前記複数のスイッチング素子のスイッチング状態を推定するスイッチング状態推定部と、
前記スイッチング状態推定部によって推定された前記複数のスイッチング素子のスイッチング状態に応じて、前記スイッチング回路の出力電圧を算出する電圧算出部と、
を有する、
モータ駆動制御装置。
前記推定出力電圧演算部は、
前記切替タイミングから、次の演算周期及びその次の演算周期における前記複数のスイッチング素子のスイッチング状態を推定するスイッチング状態推定部と、
前記スイッチング状態推定部によって推定された前記複数のスイッチング素子のスイッチング状態に応じて、前記スイッチング回路の出力電圧を算出する電圧算出部と、
を有する、
モータ駆動制御装置。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか一つに記載のモータ駆動制御装置において、
電流指令に基づいて、前記スイッチング回路の出力電圧を推定する第２出力電圧推定部と、
前記第２出力電圧推定部によって推定された前記出力電圧を用いて、前記スイッチング回路における前記複数のスイッチング素子を駆動させるためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、
をさらに備え、
前記位置推定部には、前記スイッチング回路に対して矩形波の電圧を出力させる駆動制御を行う場合に、前記第１出力電圧推定部によって推定された前記出力電圧が入力される一方、前記スイッチング回路に対して前記ＰＷＭ信号による駆動制御を行う場合に、前記第２出力電圧推定部によって推定された前記出力電圧が入力される、
モータ駆動制御装置。
電流指令に基づいて、前記スイッチング回路の出力電圧を推定する第２出力電圧推定部と、
前記第２出力電圧推定部によって推定された前記出力電圧を用いて、前記スイッチング回路における前記複数のスイッチング素子を駆動させるためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、
をさらに備え、
前記位置推定部には、前記スイッチング回路に対して矩形波の電圧を出力させる駆動制御を行う場合に、前記第１出力電圧推定部によって推定された前記出力電圧が入力される一方、前記スイッチング回路に対して前記ＰＷＭ信号による駆動制御を行う場合に、前記第２出力電圧推定部によって推定された前記出力電圧が入力される、
モータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路の駆動を制御することにより、前記スイッチング回路から電力供給されるモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置が知られている。このようなモータ駆動制御装置として、例えば非特許文献１には、永久磁石同期モータを位置センサレスベクトル制御によって駆動させる際に、インバータのＰＷＭ過変調駆動時まで動作可能な位置推定系を備えた制御装置が開示されている。
【0003】
前記非特許文献１では、インバータのＰＷＭ過変調駆動時に位置推定誤差が発生する現象について記載されている。前記非特許文献１では、このような位置推定誤差が発生する原因として、位置推定系が利用する電圧指令値及び電流フィードバック値に含まれる周波数成分の不一致が挙げられている。そのため、前記非特許文献１には、上述の周波数成分の不一致を防止する方法として、位置推定系の位置推定オブザーバに入力する電圧指令に、インバータの推定出力電圧を使用することが記載されている。
【0004】
なお、前記非特許文献１では、前記推定出力電圧は、インバータの高調波電圧を推定する過程で推定されている。すなわち、前記推定出力電圧は、電流制御系によって算出された電圧指令に基づいて生成されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】近藤孔亮、外１名、“永久磁石同期モータの位置センサレスベクトル制御のためのインバータ過変調駆動まで動作可能な位置推定系”、電気学会論文誌Ｄ（産業応用部門誌）、２０１６、Ｖｏｌ．１３６、Ｎｏ．１１、ｐｐ．８２９－８３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、近年、インバータ電源電圧の利用率向上に加えて、モータの高速化などの要求がある。そのため、インバータを、１８０度の通電角で且つ出力電圧が矩形波となるように１８０度通電ワンパルス駆動させることが考えられている。
【0007】
しかしながら、前記１８０度通電ワンパルス駆動では、インバータ出力電圧は、低次高調波が重畳した矩形波になるため、モータの出力電流にも低次高調波が重畳している。モータの回転位置を検出せずにモータの駆動制御を行う位置センサレス制御では、前記モータの出力電流に基づいて位置推定を行う。そのため、前記位置センサレス制御において前記１８０度通電ワンパルス駆動を行うと、低次高調波が重畳した電流により位置推定系の位置推定精度が著しく低下したり、制御が不安定化したりする可能性がある。
【0008】
よって、従来、前記位置センサレス制御と前記１８０度通電ワンパルス駆動との組み合わせは困難であると考えられていた。
【0009】
これに対し、前記１８０度通電ワンパルス駆動における前記位置センサレス制御に、上述の非特許文献１に開示されているように位置推定系の位置推定オブザーバに入力する電圧指令としてインバータの推定出力電圧を用いる方法が考えられる。しかしながら、以下の問題により、前記１８０度通電ワンパルス駆動において、上述の非特許文献１に開示されている方法を適用しても、前記位置センサレス制御を精度良く且つ安定して行うことができない。
【0010】
上述の非特許文献１に開示されている方法では、前記推定出力電圧は、電流制御系によって算出された電圧指令に基づいて生成されている。しかしながら、前記１８０度通電ワンパルス駆動では、電流を制御対象とする電流制御系の演算は実行されず、電圧位相を制御対象とした電圧位相制御が行われる。したがって、前記１８０度通電ワンパルス駆動では、インバータの前記推定出力電圧を算出できず、上述の非特許文献１に開示されているような位置推定誤差の低減の方法を利用することができない。
【0011】
そのため、位置センサレス制御において１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合でも、位置推定系の位置推定精度が著しく低下したり制御が不安定化したりするのを抑制可能なモータ駆動制御装置が求められている。
【0012】
本発明の目的は、位置センサレス制御によってモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置において、１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合でも、位置推定系の位置推定誤差を低減して安定した制御を行うことができる構成を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置は、複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路の駆動を制御することにより、前記スイッチング回路から電力供給されるモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置である。このモータ駆動制御装置は、電圧位相指令に基づいて、前記スイッチング回路の出力電圧を推定する第１出力電圧推定部と、前記第１出力電圧推定部によって推定された前記スイッチング回路の出力電圧に基づいて、前記モータの回転位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部によって推定された前記回転位置を用いて、前記スイッチング回路に矩形波の電圧を出力させる制御信号を生成する制御信号生成部と、を備える（第１の構成）。
【0014】
上述の構成では、電圧位相指令に基づいて、第１出力電圧推定部によって、スイッチング回路の出力電圧を推定できる。よって、位置センサレス制御によってモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置において、スイッチング回路に矩形波の電圧を出力させる１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合に、電流制御系の演算を行うことなく、位置推定部に入力する前記出力電圧を推定することができる。
【0015】
したがって、前記第１出力電圧推定部によって推定された前記スイッチング回路の出力電圧を前記位置推定部に入力することにより、電流制御系の演算を行わない１８０度通電ワンパルス駆動においても、モータの回転位置の推定を精度良く行うことができる。これにより、位置センサレス制御によってモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置において、１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合でも、位置推定系の位置推定誤差を低減して安定した制御を行うことができる構成が得られる。
【0016】
前記第１の構成において、前記第１出力電圧推定部は、前記電圧位相指令に基づいて、前記スイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のスイッチング状態の切替タイミングを推定するスイッチングタイミング推定部と、前記スイッチングタイミング推定部によって推定された前記切替タイミングに応じて、所定の演算周期ごとに、前記スイッチング回路の出力電圧を推定する推定出力電圧演算部と、を有する（第２の構成）。
【0017】
これにより、電圧位相指令に基づく、スイッチング回路における複数のスイッチング素子のスイッチング状態の切替タイミングの推定結果に応じて、演算周期ごとに、前記スイッチング回路の出力電圧を推定することができる。よって、前記切替タイミングを考慮して、前記スイッチング回路の出力電圧を精度良く推定することができる。
【0018】
したがって、位置センサレス制御によってモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置において、１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合に、位置推定系の位置推定誤差をより確実に低減することができる。よって、１８０度通電ワンパルス駆動の制御をより安定して行うことができる。
【0019】
前記第２の構成において、前記推定出力電圧演算部は、前記切替タイミングから、次の演算周期及びその次の演算周期における前記複数のスイッチング素子のスイッチング状態を推定するスイッチング状態推定部と、前記スイッチング状態推定部によって推定された前記複数のスイッチング素子のスイッチング状態に応じて、前記スイッチング回路の出力電圧を算出する電圧算出部と、を有する（第３の構成）。
【0020】
これにより、次の演算周期及びその次の演算周期におけるスイッチング素子のスイッチング状態を推定し、その推定結果に応じてスイッチング回路の出力電圧を算出することができる。よって、次の演算周期及びその次の演算周期におけるスイッチング素子のスイッチング状態を考慮して、前記スイッチング回路の出力電圧をより精度良く推定することができる。
【0021】
したがって、位置センサレス制御によってモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置において、１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合に、位置推定系の位置推定誤差をより確実に低減することができる。よって、１８０度通電ワンパルス駆動の制御をより安定して行うことができる。
【0022】
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、モータ駆動制御装置は、電流指令に基づいて、前記スイッチング回路の出力電圧を推定する第２出力電圧推定部と、前記第２出力電圧推定部によって推定された前記出力電圧を用いて、前記スイッチング回路における前記複数のスイッチング素子を駆動させるためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、をさらに備える。前記位置推定部には、前記スイッチング回路に対して矩形波の電圧を出力させる駆動制御を行う場合に、前記第１出力電圧推定部によって推定された前記出力電圧が入力される一方、前記スイッチング回路に対して前記ＰＷＭ信号による駆動制御を行う場合に、前記第２出力電圧推定部によって推定された前記出力電圧が入力される（第４の構成）。
【0023】
これにより、スイッチング回路の駆動がＰＷＭ駆動であるか１８０度通電ワンパルス駆動であるかに応じて、位置推定部に入力される出力電圧を切り替えることができる。すなわち、モータ駆動制御装置は、スイッチング回路の駆動がＰＷＭ駆動の場合には、電流指令に基づいてスイッチング回路の出力電圧を推定する一方、スイッチング回路の駆動が１８０度通電ワンパルス駆動の場合には、電圧位相指令に基づいてスイッチング回路の出力電圧を推定する。
【0024】
このように、インバータの駆動方式に応じて推定された出力電圧を、インバータの駆動方式に応じて前記位置推定部に入力することにより、インバータの駆動が１８０度通電ワンパルス駆動の場合だけでなく、ＰＷＭ駆動の場合でも、位置推定系の位置推定誤差を低減することができる。したがって、ＰＷＭ駆動及び１８０度通電ワンパルス駆動の制御を安定して行うことができる。
【0025】
しかも、上述のように、インバータの駆動を１８０度通電ワンパルス駆動とＰＷＭ駆動とに切り替えられるようにすることで、インバータを、より効率の良い駆動方式で駆動することができる。したがって、モータをより効率良く駆動させることができる。
【発明の効果】
【0026】
本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置は、電圧位相指令に基づいて、スイッチング回路の出力電圧を推定する第１出力電圧推定部と、前記第１出力電圧推定部によって推定された前記スイッチング回路の出力電圧に基づいて、前記モータの回転位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部によって推定された前記回転位置を用いて、前記スイッチング回路に矩形波の電圧を出力させる制御信号を生成する制御信号生成部と、を備える。
【0027】
これにより、電流制御系の演算を行わない１８０度通電ワンパルス駆動においても、モータの回転位置の推定を精度良く行うことができる。したがって、位置センサレス制御によってモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置において、１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合でも、位置推定系の位置推定誤差を低減して安定した制御を行うことができる構成が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【発明を実施するための形態】
【0029】
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。
【0030】
［実施形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態１に係るモータ駆動制御装置１の概略構成を示すブロック図である。モータ駆動制御装置１は、モータ２を駆動制御するインバータ３（スイッチング回路）を、目標速度ωｒｅｆ及びモータ電流検出値Ｉｕｖｗ＿ａｄに応じて、１８０度通電ワンパルス駆動で駆動させる。
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態１に係るモータ駆動制御装置１の概略構成を示すブロック図である。モータ駆動制御装置１は、モータ２を駆動制御するインバータ３（スイッチング回路）を、目標速度ωｒｅｆ及びモータ電流検出値Ｉｕｖｗ＿ａｄに応じて、１８０度通電ワンパルス駆動で駆動させる。
【0031】
モータ２は、三相交流モータである。すなわち、モータ２には、インバータ３から、三相の電流Ｉｕｖｗが入力される。モータ２の構成は、従来の構成と同様である。よって、モータ２の構成については、説明を省略する。なお、モータ２は、三相交流モータ以外の構成を有するモータであってもよい。
【0032】
インバータ３は、モータ駆動制御装置１から出力されるゲート信号に応じて、モータ２に対して三相の電流を出力する。図２は、インバータ３の回路構成の一例を示す回路図である。図２に示すように、インバータ３は、三相フルブリッジ回路の各相を構成する複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６を有する。図２に示す例では、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ２とが電気的に直列に接続されていて、スイッチング素子ＳＷ３とスイッチング素子ＳＷ４とが電気的に直列に接続されていて、スイッチング素子ＳＷ５とスイッチング素子ＳＷ６とが電気的に直列に接続されている。それらの中点が、それぞれモータ２に電気的に接続されている。なお、図２に示す例では、インバータ３に直流電圧Ｖｄｃが印加されている。
【0033】
インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６は、モータ駆動制御装置１のゲート信号切替部４２から出力されるゲート信号に応じて、スイッチング状態が切り替えられる。前記ゲート信号は、１８０度通電ワンパルス駆動の場合、図３に示すように、後述する電圧位相指令θｒｅｆが６０度変わるごとに、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態を切り替えるような信号である。すなわち、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態は、後述する電圧位相指令θｒｅｆに応じて決まっている。
【0034】
なお、前記ゲート信号が、インバータ３に矩形波の電圧を出力させる制御信号に対応する。
【0035】
モータ駆動制御装置１は、インバータ３の出力電流を用いてモータ２の回転位置を推定し、その推定結果を用いて、インバータ３を１８０度通電ワンパルス駆動するためのゲート信号を生成した後、該ゲート信号をインバータ３に出力する。なお、特に図示しないが、モータ駆動制御装置１は、ＰＷＭ駆動に用いられるキャリア周波数に同期した制御周期毎に、演算を行っている。
【0036】
モータ駆動制御装置１は、速度制御演算部１１と、第１出力電圧推定部１２と、位置推定部１３と、制御信号生成部１４と、アナログ信号取得部１５とを有する。
【0037】
速度制御演算部１１は、目標速度ωｒｅｆ及び位置推定部１３によって推定されたモータ２の推定速度ωｅｓｔから、進角量θａｄｖａｎｃｅを算出する。具体的には、速度制御演算部１１は、目標速度ωｒｅｆに対する推定速度ωｅｓｔの差分に基づいて、進角量θａｄｖａｎｃｅを算出する。速度制御演算部１１は、例えば、ＰＩ制御器やＩ制御器などによって構成されている。
【0038】
第１出力電圧推定部１２は、速度制御演算部１１から出力される進角量θａｄｖａｎｃｅ及び位置推定部１３によって推定されたモータ２の推定位置θｅｓｔを用いて、インバータ３の推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔ（出力電圧）を推定する。この推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔは、位置推定部１３の演算に用いられる。なお、推定位置θｅｓｔは、位置推定部１３によって推定されたモータ２の回転子の磁極位置である。
【0039】
第１出力電圧推定部１２は、加算器２１と、スイッチングタイミング推定部２２と、推定出力電圧演算部２３とを有する。
【0040】
加算器２１は、速度制御演算部１１から出力される進角量θａｄｖａｎｃｅに、位置推定部１３によって推定されたモータ２の推定位置θｅｓｔを加算して、電圧位相指令θｒｅｆを求める。
【0041】
スイッチングタイミング推定部２２は、加算器２１によって算出された電圧位相指令θｒｅｆ及び位置推定部１３によって推定されたモータ２の推定速度ωｅｓｔを用いて、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態が切り替わるタイミング（以下、スイッチングタイミングという）を推定する。具体的には、スイッチングタイミング推定部２２は、電圧位相指令θｒｅｆ及び推定速度ωｅｓｔを用いて、次の制御周期における処理タイミングから、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態が切り替えられるタイミングまでの時間Ｔｓｗ（以下、切替タイミング時間という）を算出する。
【0042】
より詳しくは、スイッチングタイミング推定部２２は、図３に示す１８０度通電ワンパルス駆動におけるスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態から、以下の各式を用いて、切替タイミング時間Ｔｓｗを求める。
（１）０≦θｒｅｆ＜π／３のとき
Ｔｓｗ＝（π／３－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
（２）π／３≦θｒｅｆ＜２π／３のとき
Ｔｓｗ＝（２π／３－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
（３）２π／３≦θｒｅｆ＜πのとき
Ｔｓｗ＝（π－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
（４）π≦θｒｅｆ＜４π／３のとき
Ｔｓｗ＝（４π／３－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
（５）４π／３≦θｒｅｆ＜５π／３のとき
Ｔｓｗ＝（５π／３－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
（６）５π／３≦θｒｅｆ＜２πのとき
Ｔｓｗ＝（２π－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
（１）０≦θｒｅｆ＜π／３のとき
Ｔｓｗ＝（π／３－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
（２）π／３≦θｒｅｆ＜２π／３のとき
Ｔｓｗ＝（２π／３－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
（３）２π／３≦θｒｅｆ＜πのとき
Ｔｓｗ＝（π－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
（４）π≦θｒｅｆ＜４π／３のとき
Ｔｓｗ＝（４π／３－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
（５）４π／３≦θｒｅｆ＜５π／３のとき
Ｔｓｗ＝（５π／３－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
（６）５π／３≦θｒｅｆ＜２πのとき
Ｔｓｗ＝（２π－θｒｅｆ）／ωｅｓｔ
【0043】
スイッチングタイミング推定部２２から出力される切替タイミング時間Ｔｓｗは、推定出力電圧演算部２３及び後述の内部タイマ４１に入力される。すなわち、切替タイミング時間Ｔｓｗは、インバータ３の推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔを求める際に用いられるとともに、制御信号生成部１４でゲート信号を生成する際に用いられる。
【0044】
推定出力電圧演算部２３は、スイッチングタイミング推定部２２から出力される切替タイミング時間Ｔｓｗを用いて、インバータ３の推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔを求める。具体的には、推定出力電圧演算部２３は、図３に示す１８０度通電ワンパルス駆動におけるスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態と、スイッチングタイミング推定部２２から出力される切替タイミング時間Ｔｓｗとを用いて、次の制御周期の処理開始タイミングから、その次の制御周期の処理開始タイミングまでの間（以下、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘという）のインバータ３の出力電圧の波形を推定する。そして、推定出力電圧演算部２３は、推定した出力電圧の波形に基づいて次の制御周期内での出力電圧の平均値を求め、この値を推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔとする。推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔは、ｕ相の推定出力電圧、ｖ相の推定出力電圧及びｗ相の推定出力電圧を含む。なお、前記処理開始タイミングは、各制御周期において演算処理を開始するタイミングを意味する。
【0045】
推定出力電圧演算部２３は、スイッチング状態推定部２４と、電圧算出部２５とを有する。
【0046】
スイッチング状態推定部２４は、図３に示す１８０度通電ワンパルス駆動におけるスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態に基づいて、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘにおけるインバータ３の出力電圧の波形を推定する。具体的には、スイッチング状態推定部２４は、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘにおけるインバータ３の出力電圧の波形が、後述するような第１パターン及び第２パターンの２種類のパターンのうち、いずれのパターンであるかを推定して、その推定結果を電圧算出部２５に信号出力する。
【0047】
電圧算出部２５は、スイッチング状態推定部２４によって推定された出力電圧のパターンの結果に基づいて次の制御周期内での出力電圧の平均値を求め、この値を推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔとする。
【0048】
図４は、１８０度通電ワンパルス駆動において、電圧位相指令θｒｅｆがπのときの各スイッチング素子のスイッチング状態の一例を示す図である。図４に一例を示すように、インバータ３を１８０度通電ワンパルス駆動させる場合、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘにおけるインバータ３の出力電圧の波形は、以下の２つのパターンに分けられる。
【0049】
第１パターンは、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘで、全ての相のスイッチング素子のスイッチング状態が一定であるパターンである。このパターンの場合には、切替タイミング時間Ｔｓｗが、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘよりも大きい。
【0050】
図５は、前記第１パターンの場合に、例えばスイッチング素子ＳＷ１がオン状態で且つスイッチング素子ＳＷ２がオフ状態のときのｕ相の出力電圧を示す図である。この場合には、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘにおけるインバータ３のｕ相の出力電圧は、インバータ３に入力される直流電圧Ｖｄｃの半分であるＶｄｃ／２で一定である。よって、電圧算出部２５は、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘにおけるｕ相の出力電圧の平均値であるＶｄｃ／２を、ｕ相の推定出力電圧として出力する。
【0051】
図６は、前記第１パターンの場合に、例えばスイッチング素子ＳＷ１がオフ状態で且つスイッチング素子ＳＷ２がオン状態のときのｕ相の出力電圧を示す図である。この場合には、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘにおけるインバータ３のｕ相の出力電圧は、－Ｖｄｃ／２で一定である。よって、推定出力電圧演算部２３は、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘにおけるｕ相の出力電圧の平均値である－Ｖｄｃ／２を、ｕ相の推定出力電圧として出力する。
【0052】
なお、電圧算出部２５は、前記第１パターンの場合におけるインバータ３のｖ相及びｗ相の推定出力電圧についても、上述のｕ相の推定出力電圧と同様に求めて出力する。
【0053】
第２パターンは、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘで、一つの相のスイッチング素子のスイッチング状態が変化するパターンである。このパターンの場合には、切替タイミング時間Ｔｓｗが、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘよりも小さい。
【0054】
前記第２パターンの場合には、切替タイミング時間Ｔｓｗを経過した時点で、一つの相のスイッチング素子のスイッチング状態を切り替える。この場合、例えば、図７に示すように、スイッチング素子ＳＷ１がオンした状態からスイッチング素子ＳＷ２がオンした状態に切り替えると、インバータ３におけるｕ相の出力電圧は、Ｖｄｃ／２から－Ｖｄｃ／２に変化する。このときの処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘにおけるｕ相の出力電圧の平均値Ｖａｖｅ＿ｕは、下式（７）によって求められる。
Ｖａｖｅ＿ｕ＝｛Ｔｓｗ×Ｖｄｃ／２＋（Ｔｆｉｘ－Ｔｓｗ）×（－Ｖｄｃ／２）｝／Ｔｆｉｘ （７）
Ｖａｖｅ＿ｕ＝｛Ｔｓｗ×Ｖｄｃ／２＋（Ｔｆｉｘ－Ｔｓｗ）×（－Ｖｄｃ／２）｝／Ｔｆｉｘ （７）
【0055】
電圧算出部２５は、ｕ相の出力電圧の平均値Ｖａｖｅ＿ｕを、ｕ相の推定出力電圧として出力する。
【0056】
一方、例えば、図８に示すように、スイッチング素子ＳＷ２がオンした状態からスイッチング素子ＳＷ１がオンした状態に切り替えると、インバータ３におけるｕ相の出力電圧は、－Ｖｄｃ／２からＶｄｃ／２に変化する。このときの処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘにおけるｕ相の出力電圧の平均値Ｖａｖｅ＿ｕは、下式（８）によって求められる。
Ｖａｖｅ＿ｕ＝｛Ｔｓｗ×（－Ｖｄｃ／２）＋（Ｔｆｉｘ－Ｔｓｗ）×Ｖｄｃ／２｝／Ｔｆｉｘ （８）
Ｖａｖｅ＿ｕ＝｛Ｔｓｗ×（－Ｖｄｃ／２）＋（Ｔｆｉｘ－Ｔｓｗ）×Ｖｄｃ／２｝／Ｔｆｉｘ （８）
【0057】
電圧算出部２５は、ｕ相の出力電圧の平均値Ｖａｖｅ＿ｕを、ｕ相の推定出力電圧として出力する。
【0058】
なお、前記第２パターンの場合には、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘにおいて、スイッチング素子のスイッチング状態を切り替える相は、インバータ３の三相のうち一つの相である。したがって、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘにおいて、上述のようにｕ相のスイッチング素子のスイッチング状態を切り替えた場合には、ｖ相及びｗ相のスイッチング素子のスイッチング状態を切り替えることはない。よって、スイッチング状態が切り替わる相以外の相の推定出力電圧は、第１パターンと同様である。例えば、ｖ相の推定出力電圧は、－Ｖｄｃ／２であり、ｗ相の推定出力電圧は、Ｖｄｃ／２である。
【0059】
電圧算出部２５は、前記第２パターンの場合で且つｖ相のスイッチング素子のスイッチング状態を切り替えた場合におけるｖ相の推定出力電圧、または、前記第２パターンの場合で且つｗ相のスイッチング素子のスイッチング状態を切り替えた場合におけるｗ相の推定出力電圧についても、それぞれ、上述のｕ相の推定出力電圧と同様に求めて出力することができる。
【0060】
以上のように、推定出力電圧演算部２３は、スイッチングタイミング推定部２２から出力される切替タイミング時間Ｔｓｗを用いて、インバータ３の推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔを求めることができる。
【0061】
位置推定部１３は、推定出力電圧演算部２３から出力された推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔ及び後述するアナログ信号取得部１５によって取得されたモータ電流検出値Ｉｕｖｗ＿ａｄを用いて、モータ２の回転速度及び回転位置を推定する。すなわち、位置推定部１３は、推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔ及びモータ電流検出値Ｉｕｖｗ＿ａｄを用いて、モータ２の推定速度ωｅｓｔ及び推定位置θｅｓｔを求める。位置推定部１３は、いわゆる位置推定オブザーバである。位置推定部１３は、推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔ及びモータ電流検出値Ｉｕｖｗ＿ａｄを用いて、モータ２の推定速度ωｅｓｔ及び推定位置θｅｓｔを推定可能な構成であれば、どのような構成を有していてもよい。
【0062】
アナログ信号取得部１５は、モータ２の電流を検出した結果を、モータ電流検出値Ｉｕｖｗ＿ａｄとして、位置推定部１３に出力する。モータ電流検出値Ｉｕｖｗ＿ａｄは、ｕ相のモータ電流検出値、ｖ相のモータ電流検出値及びｗ相のモータ電流検出値を含む。
【0063】
制御信号生成部１４は、スイッチングタイミング推定部２２から出力された切替タイミング時間Ｔｓｗを用いて、インバータ３に入力するゲート信号を生成する。制御信号生成部１４は、内部タイマ４１と、ゲート信号切替部４２とを有する。
【0064】
内部タイマ４１は、スイッチングタイミング推定部２２から出力された切替タイミング時間Ｔｓｗでゲート信号切替部４２に対する割り込み信号を発生するように、カウントを行う。すなわち、内部タイマ４１は、切替タイミング時間Ｔｓｗで、ゲート信号切替部４２に対し、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態を切り替えるような割り込み信号を出力する。
【0065】
以上のようなモータ駆動制御装置１の構成により、モータ２の目標速度ωｒｅｆ、位置推定部１３によって得られたモータ２の推定速度ωｅｓｔ及び推定位置θｅｓｔを用いて、電圧位相指令θｒｅｆを得ることができる。
【0066】
また、電圧位相指令θｒｅｆに基づいて、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態が切り替わるタイミングを推定することができ、インバータ３の推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔが得られる。得られた推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔ及びモータ電流検出値Ｉｕｖｗ＿ａｄにより、位置推定部１３は、モータ２の推定速度ωｅｓｔ及び推定位置θｅｓｔを求めることができる。
【0067】
よって、１８０度通電ワンパルス駆動を行うモータ駆動制御装置１において、電流制御系の演算を行うことなく、位置推定部１３によって、モータ２の推定速度ωｅｓｔ及び推定位置θｅｓｔを求めることができる。
【0068】
本実施形態では、モータ駆動制御装置１は、複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６を有するインバータ３の駆動を制御することにより、インバータ３から電力供給されるモータ２の駆動を制御するモータ駆動制御装置である。このモータ駆動制御装置１は、電圧位相指令θｒｅｆに基づいて、インバータ３の出力電圧を推定する第１出力電圧推定部１２と、第１出力電圧推定部１２によって推定されたインバータ３の出力電圧に基づいて、モータ２の回転位置を推定する位置推定部１３と、位置推定部１３によって推定された前記回転位置を用いて、インバータ３に矩形波の電圧を出力させるゲート信号を生成する制御信号生成部１４と、を備える。
【0069】
上述の構成では、電圧位相指令θｒｅｆに基づいて、第１出力電圧推定部１２によって、インバータ３の出力電圧を推定できる。よって、位置センサレス制御によってモータ２の駆動を制御するモータ駆動制御装置１において、インバータ３に矩形波の電圧を出力させる１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合に、電流制御系の演算を行うことなく、位置推定部１３に入力する出力電圧を推定することができる。
【0070】
したがって、第１出力電圧推定部１２によって推定されたインバータ３の出力電圧を位置推定部１３に入力することにより、電流制御系の演算を行わない１８０度通電ワンパルス駆動においても、モータ２の回転位置の推定を精度良く行うことができる。これにより、位置センサレス制御によってモータ２の駆動を制御するモータ駆動制御装置１において、１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合でも、位置推定系の位置推定誤差を低減して安定した制御を行うことができる構成が得られる。
【0071】
第１出力電圧推定部１２は、電圧位相指令θｒｅｆに基づいて、インバータ３における複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態の切替タイミングを推定するスイッチングタイミング推定部２２と、スイッチングタイミング推定部２２によって推定された前記切替タイミングに応じて、所定の演算周期ごとに、インバータ３の出力電圧を求める推定出力電圧演算部２３と、を有する。本実施形態では、前記所定の演算周期は、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘである。なお、前記所定の演算周期は、処理開始タイミングの間隔Ｔｆｉｘ以外の周期であってもよい。
【0072】
これにより、電圧位相指令θｒｅｆに基づく、インバータ３における複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態の切替タイミングの推定結果に応じて、演算周期ごとに、インバータ３の出力電圧を求めることができる。よって、前記切替タイミングを考慮して、インバータ３の出力電圧を精度良く求めることができる。
【0073】
したがって、位置センサレス制御によってモータ２の駆動を制御するモータ駆動制御装置１において、１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合に、位置推定系の位置推定誤差をより確実に低減することができる。よって、１８０度通電ワンパルス駆動の制御をより安定して行うことができる。
【0074】
本実施形態では、推定出力電圧演算部２３は、前記切替タイミングから、次の演算周期及びその次の演算周期における複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態を推定するスイッチング状態推定部と、スイッチング状態推定部によって推定された複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態に応じて、インバータ３の出力電圧を算出する電圧算出部と、を有する。
【0075】
これにより、次の演算周期及びその次の演算周期におけるスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態を推定し、その推定結果に応じてインバータ３の出力電圧を算出することができる。よって、次の演算周期及びその次の演算周期におけるスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態を考慮して、インバータ３の出力電圧をより精度良く求めることができる。
【0076】
したがって、位置センサレス制御によってモータ２の駆動を制御するモータ駆動制御装置１において、１８０度通電ワンパルス駆動を行う場合に、位置推定系の位置推定誤差をより確実に低減することができる。よって、１８０度通電ワンパルス駆動の制御をより安定して行うことができる。
【0077】
［実施形態２］
図９は、本発明の実施形態２に係るモータ駆動制御装置１００の概略構成を示すブロック図である。モータ駆動制御装置１００は、ＰＷＭ駆動の場合と１８０度通電ワンパルス駆動の場合とによって、位置推定部１３に入力する入力電圧Ｖｕｖｗ＿ｏｕｔを切り替える点で、実施形態１の構成とは異なる。よって、以下では、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる部分についてのみ説明する。
図９は、本発明の実施形態２に係るモータ駆動制御装置１００の概略構成を示すブロック図である。モータ駆動制御装置１００は、ＰＷＭ駆動の場合と１８０度通電ワンパルス駆動の場合とによって、位置推定部１３に入力する入力電圧Ｖｕｖｗ＿ｏｕｔを切り替える点で、実施形態１の構成とは異なる。よって、以下では、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【0078】
図９に示すように、モータ駆動制御装置１００は、ＰＷＭ駆動用速度制御演算部１０１と、ワンパルス駆動用速度制御演算部１０２と、第１出力電圧推定部１２と、電流制御演算部１１１（第２出力電圧推定部）と、入力電圧セレクタ１１２と、位置推定部１３と、制御信号生成部１２１と、アナログ信号取得部１１５とを有する。なお、特に図示しないが、モータ駆動制御装置１００も、実施形態１のモータ駆動制御装置１と同様、ＰＷＭ駆動に用いられるキャリア周波数に同期した制御周期毎に、演算を行っている。
【0079】
ＰＷＭ駆動用速度制御演算部１０１は、目標速度ωｒｅｆ及び位置推定部１３によって推定された推定速度ωｅｓｔから、電流指令Ｉｄｑ＿ｒｅｆを生成する。具体的には、ＰＷＭ駆動用速度制御演算部１０１は、目標速度ωｒｅｆに対する推定速度ωｅｓｔの差分に基づいて、電流指令Ｉｄｑ＿ｒｅｆを生成する。電流指令Ｉｄｑ＿ｒｅｆは、ｄ軸の電流指令及びｑ軸の電流指令を含む。ＰＷＭ駆動用速度制御演算部１０１は、従来の構成と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【0080】
ワンパルス駆動用速度制御演算部１０２は、実施形態１の速度制御演算部１１と同様の構成を有する。よって、ワンパルス駆動用速度制御演算部１０２は、目標速度ωｒｅｆに対する推定速度ωｅｓｔの差分に基づいて、進角量を算出する。ワンパルス駆動用速度制御演算部１０２の詳しい構成については、説明を省略する。
【0081】
電流制御演算部１１１は、ＰＷＭ駆動用速度制御演算部１０１から出力された電流指令Ｉｄｑ＿ｒｅｆ及びアナログ信号取得部１１５によって取得されたモータ電流検出値Ｉｄｑ＿ａｄを用いて、ＰＷＭ駆動時のインバータ３の出力電圧を推定する。詳しくは、電流制御演算部１１１は、電流指令Iｄｑ＿ｒｅｆに対するモータ電流検出値Ｉｄｑ＿ａｄの差分に基づいて、ＰＷＭ駆動時のインバータ３の推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｐｗｍ＿ｏｕｔ（出力電圧）を求める。推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｐｗｍ＿ｏｕｔは、ｕ相の推定出力電圧、ｖ相の推定出力電圧及びｗ相の推定出力電圧を含む。この電流制御演算部１１１の構成も、従来の構成と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【0082】
入力電圧セレクタ１１２は、インバータ３の駆動方式に応じて、第１出力電圧推定部１２から出力された推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔ及び電流制御演算部１１１から出力された推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｐｗｍ＿ｏｕｔのうち一方を選択して出力する。すなわち、入力電圧セレクタ１１２は、インバータ３が１８０度通電ワンパルス駆動している場合には、第１出力電圧推定部１２から出力された推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔを、位置推定部１３の入力電圧Ｖｕｖｗ＿ｏｕｔとして、位置推定部１３に対して出力し、インバータ３がＰＷＭ駆動している場合には、電流制御演算部１１１から出力された推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｐｗｍ＿ｏｕｔを、位置推定部１３に対して出力する。
【0083】
入力電圧セレクタ１１２には、図示しないコントローラから選択指令信号が入力される。具体的には、インバータ３がＰＷＭ駆動している場合には、例えば、前記コントローラから入力電圧セレクタ１１２に対して前記選択指令信号としてゼロが入力され、インバータ３が１８０度通電ワンパルス駆動している場合には、例えば、前記コントローラから入力電圧セレクタ１１２に対して前記選択指令信号として１が入力される。前記選択指令信号は、ゼロ及び１以外の信号であってもよい。
【0084】
位置推定部１３は、入力電圧セレクタ１１２から出力された推定出力電圧及びアナログ信号取得部１１５から出力されたモータ電流検出値Iｄｑ＿ａｄを用いて、モータ２の推定速度ωｅｓｔ及び推定位置θｅｓｔを求める。アナログ信号取得部１１５は、モータの三相の出力電流Ｉｕｖｗを、ｄ軸のモータ電流検出値及びｑ軸のモータ電流検出値を含むモータ電流検出値Iｄｑ＿ａｄに変換する。
【0085】
制御信号生成部１２１は、ＰＷＭ駆動用のゲート信号及び１８０度通電ワンパルス駆動用のゲート信号を生成して、インバータ３の駆動方式に応じて、インバータ３に対して前記ゲート信号を出力する。制御信号生成部１２１は、ＰＷＭ駆動する場合には、電流制御演算部１１１によって生成された推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｐｗｍ＿ｏｕｔを用いて生成されたゲート信号を、インバータ３に出力し、１８０度通電ワンパルス駆動する場合には、スイッチングタイミング推定部２２によって生成された切替タイミング時間Ｔｓｗを用いて生成されたゲート信号を、インバータ３に出力する。
【0086】
詳しくは、制御信号生成部１２１は、ＰＷＭモジュール１２２と、内部タイマ４１と、ゲート信号切替部４２と、ゲート信号セレクタ１２３とを有する。
【0087】
ＰＷＭモジュール１２２は、電流制御演算部１１１から出力された推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｐｗｍ＿ｏｕｔを用いて、ＰＷＭ信号であるゲート信号を生成する。具体的には、ＰＷＭモジュール１２２は、キャリア周波数と推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｐｗｍ＿ｏｕｔとを比較し、その比較結果に基づいて、インバータ３の複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６を駆動させるゲート信号を生成して出力する。ＰＷＭモジュール１２２は、ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部である。ＰＷＭモジュール１２２の構成は、従来の構成と同様である。
【0088】
ゲート信号セレクタ１２３は、インバータ３の駆動方式に応じて、ＰＷＭモジュール１２２から出力されるゲート信号及びゲート信号切替部４２から出力されるゲート信号のうち、一方を選択して、インバータ３に出力する。具体的には、ゲート信号セレクタ１２３は、インバータ３をＰＷＭ駆動する場合には、ＰＷＭモジュール１２２から出力されるゲート信号を、インバータ３に出力し、インバータ３を１８０度通電ワンパルス駆動する場合には、ゲート信号切替部４２から出力されるゲート信号を、インバータ３に出力する。
【0089】
ゲート信号セレクタ１２３には、図示しないコントローラから選択指令信号が入力される。具体的には、インバータ３がＰＷＭ駆動している場合には、前記コントローラからゲート信号セレクタ１２３に対して前記選択指令信号としてゼロが入力され、インバータ３が１８０度通電ワンパルス駆動している場合には、前記コントローラからゲート信号セレクタ１２３に対して前記選択指令信号として１が入力される。前記選択指令信号は、ゼロ及び１以外の信号であってもよい。
【0090】
以上より、本実施形態のモータ駆動制御装置１００は、電流指令Ｉｄｑ＿ｒｅｆに基づいて、インバータ３の出力電圧を推定する電流制御演算部１１１と、電流制御演算部１１１によって推定された前記出力電圧を用いて、インバータ３における複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６を駆動させるためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭモジュール１２２と、インバータ３に対して矩形波の電圧を出力させる駆動制御を行う場合には、第１出力電圧推定部１２によって推定された前記出力電圧を位置推定部１３に入力する一方、インバータ３に対して前記ＰＷＭ信号による駆動制御を行う場合には、電流制御演算部１１１によって推定された前記出力電圧を位置推定部１３に入力する入力電圧セレクタ１１２と、をさらに備える。
【0091】
これにより、インバータ３の駆動がＰＷＭ駆動であるか１８０度通電ワンパルス駆動であるかに応じて、入力電圧セレクタ１１２によって、位置推定部１３に入力する出力電圧を切り替えることができる。すなわち、インバータ３の駆動がＰＷＭ駆動の場合には、電流指令に基づいてインバータ３の出力電圧を推定する一方、インバータ３の駆動が１８０度通電ワンパルス駆動の場合には、電圧位相指令に基づいてインバータ３の出力電圧を推定する。
【0092】
このように、インバータ３の駆動方式に応じて推定された出力電圧を、インバータ３の駆動方式に応じて入力電圧セレクタ１１２によって選択し、位置推定部１３に入力することにより、インバータ３の駆動が１８０度通電ワンパルス駆動の場合だけでなく、ＰＷＭ駆動の場合でも、位置推定系の位置推定誤差を低減することができる。したがって、ＰＷＭ駆動及び１８０度通電ワンパルス駆動の制御を安定して行うことができる。
【0093】
しかも、上述のように、インバータ３の駆動を１８０度通電ワンパルス駆動とＰＷＭ駆動とに切り替えられるようにすることで、インバータ３を、より効率の良い駆動方式で駆動することができる。したがって、モータ２をより効率良く駆動させることができる。
【0094】
（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。
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。
【0095】
前記各実施形態では、モータ駆動制御装置１，１００は、ＰＷＭ駆動に用いられるキャリア周波数に同期した制御周期毎に、演算を行っている。しかしながら、モータ駆動制御装置は、キャリア周波数以外の周期で演算を行ってもよい。
【0096】
前記各実施形態では、制御信号生成部１４，１２１は、内部タイマ４１から、ゲート信号切替部４２に対して割り込み信号を出力することにより、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング状態を切り替えるゲート信号を生成する。しかしながら、制御信号生成部は、１８０度通電ワンパルス駆動を実現するゲート信号を生成可能な構成であれば、他の構成を有していてもよい。
【0097】
前記各実施形態では、３相交流モータ２の駆動を制御するモータ駆動制御装置１の構成について説明したが、この限りではなく、３相以外の複数相の交流モータの駆動を制御する制御装置に適用してもよい。すなわち、モータ２は、同期電動機であれば、どのような構成を有していてもよい。
【0098】
前記実施形態２では、モータ駆動制御装置１００は、入力電圧セレクタ１１２と、ゲート信号セレクタ１２３とを有する。しかしながら、モータ駆動制御装置は、ＰＷＭ駆動時には、ＰＷＭ駆動制御部から、インバータに対してゲート信号を出力するとともに位置推定部に対して推定出力電圧を出力し、１８０度通電ワンパルス駆動時には、ワンパルス駆動制御部から、インバータに対してゲート信号を出力するとともに位置推定部に対して推定出力電圧を出力してもよい。
【0099】
図１０は、ＰＷＭ駆動制御部２０１及びワンパルス駆動制御部２０２を有するモータ駆動制御装置２００の概略構成の一例を示す制御ブロック図である。以下の説明において、実施形態１、２と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【0100】
図１０に示すように、ＰＷＭ駆動制御部２０１は、ＰＷＭ駆動用速度制御演算部１０１と、電流制御演算部１１１と、ＰＷＭモジュール１２２とを有する。ワンパルス駆動制御部２０２は、ワンパルス駆動用速度制御演算部１０２と、第１出力電圧推定部１２と、制御信号生成部１４とを有する。
【0101】
ＰＷＭ駆動制御部２０１は、インバータ３をＰＷＭ駆動する場合には、ＰＷＭモジュール１２２からインバータ３に対してゲート信号を出力するとともに、電流制御演算部１１１から位置推定部１３に対して推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｐｗｍ＿ｏｕｔを出力する。このとき、ワンパルス駆動制御部２０２は、インバータ３及び位置推定部１３に対して信号出力しない。
【0102】
ワンパルス駆動制御部２０２は、インバータ３を１８０度通電ワンパルス駆動する場合には、ゲート信号切替部４２からインバータ３に対してゲート信号を出力するとともに、第１出力電圧推定部１２から位置推定部１３に対して推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔを出力する。このとき、ＰＷＭ駆動制御部２０１は、インバータ３及び位置推定部１３に対して信号出力しない。
【0103】
以上のように、位置推定部１３には、インバータ３に対して矩形波の電圧を出力させる駆動制御を行う場合に、第１出力電圧推定部１２によって推定された推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｕｖｗ＿ｏｕｔ（出力電圧）が入力される一方、インバータ３に対してＰＷＭ信号による駆動制御を行う場合に、電流制御演算部１１１によって推定された推定出力電圧Ｖｅｓｔ＿ｐｗｍ＿ｏｕｔ（出力電圧）が入力される。
【0104】
これにより、インバータ３の駆動がＰＷＭ駆動であるか１８０度通電ワンパルス駆動であるかに応じて、位置推定部１３に入力される推定出力電圧を切り替えることができる。すなわち、モータ駆動制御装置２００は、インバータ３の駆動がＰＷＭ駆動の場合には、電流指令に基づいてインバータ３の出力電圧を推定する一方、インバータ３の駆動が１８０度通電ワンパルス駆動の場合には、電圧位相指令に基づいてインバータ３の出力電圧を推定する。
【0105】
このように、インバータ３の駆動方式に応じて推定された出力電圧を、インバータ３の駆動方式に応じて位置推定部１３に入力することにより、インバータ３の駆動が１８０度通電ワンパルス駆動の場合だけでなく、ＰＷＭ駆動の場合でも、位置推定系の位置推定誤差を低減することができる。したがって、ＰＷＭ駆動及び１８０度通電ワンパルス駆動の制御を安定して行うことができる。
【0106】
しかも、上述のように、インバータ３の駆動を１８０度通電ワンパルス駆動とＰＷＭ駆動とに切り替えられるようにすることで、インバータ３を、より効率の良い駆動方式で駆動することができる。したがって、モータ２をより効率良く駆動させることができる。
【産業上の利用可能性】
【0107】
本発明は、複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路の駆動を制御することにより、前記スイッチング回路から電力供給されるモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置に利用可能である。
【符号の説明】
【0108】
１、１００、２００ モータ駆動制御装置
２ モータ
３ インバータ（スイッチング回路）
１１ 速度制御演算部
１２ 第１出力電圧推定部
１３ 位置推定部
１４、１２１ 制御信号生成部
１５、１１５ アナログ信号取得部
２１ 加算器
２２ スイッチングタイミング推定部
２３ 推定出力電圧演算部
２４ スイッチング状態推定部
２５ 電圧算出部
４１ 内部タイマ
４２ ゲート信号切替部
１０１ ＰＷＭ駆動用速度制御演算部
１０２ ワンパルス駆動用速度制御演算部
１１１ 電流制御演算部（第２出力電圧推定部）
１１２ 入力電圧セレクタ
１２２ ＰＷＭモジュール（ＰＷＭ信号生成部）
１２３ ゲート信号セレクタ
２０１ ＰＷＭ駆動制御部
２０２ ワンパルス駆動制御部
ＳＷ１～ＳＷ６ スイッチング素子
２ モータ
３ インバータ（スイッチング回路）
１１ 速度制御演算部
１２ 第１出力電圧推定部
１３ 位置推定部
１４、１２１ 制御信号生成部
１５、１１５ アナログ信号取得部
２１ 加算器
２２ スイッチングタイミング推定部
２３ 推定出力電圧演算部
２４ スイッチング状態推定部
２５ 電圧算出部
４１ 内部タイマ
４２ ゲート信号切替部
１０１ ＰＷＭ駆動用速度制御演算部
１０２ ワンパルス駆動用速度制御演算部
１１１ 電流制御演算部（第２出力電圧推定部）
１１２ 入力電圧セレクタ
１２２ ＰＷＭモジュール（ＰＷＭ信号生成部）
１２３ ゲート信号セレクタ
２０１ ＰＷＭ駆動制御部
２０２ ワンパルス駆動制御部
ＳＷ１～ＳＷ６ スイッチング素子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】