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特開2023-734回転位置補正装置、モータ駆動システム、及び回転位置補正方法
(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】P2023000734
(43)【公開日】2023-01-04
(54)【発明の名称】回転位置補正装置、モータ駆動システム、及び回転位置補正方法
(51)【国際特許分類】
H02P 29/68 20160101AFI20221222BHJP
H02K 11/21 20160101ALI20221222BHJP
G01D 5/20 20060101ALI20221222BHJP
【ＦＩ】
H02P29/68
H02K11/21
G01D5/20 110Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021101722
(22)【出願日】2021-06-18
(71)【出願人】
【識別番号】501137636
【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100154852
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 太一
(74)【代理人】
【識別番号】100135301
【弁理士】
【氏名又は名称】梶井 良訓
(72)【発明者】
【氏名】青木 淳一
【テーマコード（参考）】
2F077
5H501
5H611
【Ｆターム（参考）】
2F077AA13
2F077FF34
2F077PP26
5H501CC01
5H501GG03
5H501HB07
5H501HB16
5H501JJ04
5H501JJ25
5H501LL01
5H501LL22
5H501LL35
5H501LL38
5H501LL56
5H501MM11
5H501MM19
5H611AA01
5H611BB01
5H611BB04
5H611QQ03
5H611QQ04
(57)【要約】
【課題】レゾルバによる軸の角度の検出結果の温度依存性を低減できる回転位置補正装置、モータ駆動システム、及び回転位置補正方法を提供する。
【解決手段】回転位置補正装置は、検出値補正部を備える。モータは、レゾルバによって軸の角度が検出される。検出値補正部は、前記モータの出力により変化する前記レゾルバの温度の推定値又は検出値に基づいて、前記温度に対応する前記レゾルバの角度検出値を補正する。
【選択図】図１
【解決手段】回転位置補正装置は、検出値補正部を備える。モータは、レゾルバによって軸の角度が検出される。検出値補正部は、前記モータの出力により変化する前記レゾルバの温度の推定値又は検出値に基づいて、前記温度に対応する前記レゾルバの角度検出値を補正する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レゾルバによって軸の角度が検出されるモータの回転位置補正装置であって、
前記モータの出力により変化する前記レゾルバの温度の推定値又は検出値に基づいて、前記温度に対応する前記レゾルバの角度検出値を補正する検出値補正部
を備える回転位置補正装置。
前記モータの出力により変化する前記レゾルバの温度の推定値又は検出値に基づいて、前記温度に対応する前記レゾルバの角度検出値を補正する検出値補正部
を備える回転位置補正装置。
【請求項2】
前記レゾルバの温度を推定して温度推定値を生成する温度推定部
を備え、
前記検出値補正部は、
前記温度推定値を用いて前記レゾルバの角度検出値を補正する
請求項１に記載の回転位置補正装置。
を備え、
前記検出値補正部は、
前記温度推定値を用いて前記レゾルバの角度検出値を補正する
請求項１に記載の回転位置補正装置。
【請求項3】
前記温度推定部は、
前記レゾルバの温度の変化を一次遅れ系で近似して、前記温度推定値を生成する、
請求項２に記載の回転位置補正装置。
前記レゾルバの温度の変化を一次遅れ系で近似して、前記温度推定値を生成する、
請求項２に記載の回転位置補正装置。
【請求項4】
前記温度推定部は、
前記モータに供給する電力の大きさに基づいて前記レゾルバの温度を推定する、
請求項２又は請求項３に記載の回転位置補正装置。
前記モータに供給する電力の大きさに基づいて前記レゾルバの温度を推定する、
請求項２又は請求項３に記載の回転位置補正装置。
【請求項5】
レゾルバによって軸の角度が検出されるモータのモータ駆動システムであって、
前記モータの出力により変化する前記レゾルバの温度の推定値又は検出値に基づいて、前記温度に対応する前記レゾルバの角度検出値を補正する検出値補正部と、
前記補正された角度検出値を用いて前記モータを制御する制御部と
を備えるモータ駆動システム。
前記モータの出力により変化する前記レゾルバの温度の推定値又は検出値に基づいて、前記温度に対応する前記レゾルバの角度検出値を補正する検出値補正部と、
前記補正された角度検出値を用いて前記モータを制御する制御部と
を備えるモータ駆動システム。
【請求項6】
前記レゾルバの温度を推定して温度推定値を生成する温度推定部
を備え、
前記検出値補正部は、
前記温度推定値と、前記モータに供給する電力とに基づいた角度補正情報とを用いて、前記レゾルバの角度検出値を補正する、
請求項５に記載のモータ駆動システム。
を備え、
前記検出値補正部は、
前記温度推定値と、前記モータに供給する電力とに基づいた角度補正情報とを用いて、前記レゾルバの角度検出値を補正する、
請求項５に記載のモータ駆動システム。
【請求項7】
前記レゾルバによって軸の角度が検出されるモータと、
前記レゾルバと
を備える請求項５又は請求項６に記載のモータ駆動システム。
前記レゾルバと
を備える請求項５又は請求項６に記載のモータ駆動システム。
【請求項8】
前記モータの制御状態を示す制御情報を随時記録して履歴情報を生成し、前記履歴情報を解析することで、前記レゾルバの検出特性が変化したことが検出された場合には、前記レゾルバの角度検出値に対する角度補正値を、現在の特性に適したものに変更する制御特性切替処理部
を備える請求項５から請求項７の何れか１項に記載のモータ駆動システム。
を備える請求項５から請求項７の何れか１項に記載のモータ駆動システム。
【請求項9】
レゾルバによって軸の角度が検出されるモータの回転位置補正方法であって、
前記モータの出力により変化する前記レゾルバの温度の推定値又は検出値に基づいて、前記温度に対応する前記レゾルバの角度検出値を補正する過程
を含む回転位置補正方法。
前記モータの出力により変化する前記レゾルバの温度の推定値又は検出値に基づいて、前記温度に対応する前記レゾルバの角度検出値を補正する過程
を含む回転位置補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、回転位置補正装置、モータ駆動システム、及び回転位置補正方法に関する。
【背景技術】
【0002】
レゾルバは、その軸の角度（回転位置）を検出することで、軸に連結された回転体の角度を検出することに利用される。レゾルバの周囲温度に依存して、角度の検出結果の精度が低下することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７－２６３９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、レゾルバによる軸の角度の検出結果の温度依存性を低減できる回転位置補正装置、モータ駆動システム、及び回転位置補正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態の回転位置補正装置は、検出値補正部を備える。モータは、レゾルバによって軸の角度が検出される。検出値補正部は、前記モータの出力により変化する前記レゾルバの温度の推定値又は検出値に基づいて、前記温度に対応する前記レゾルバの角度検出値を補正する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１の実施形態のモータ駆動システムの概略構成図。
【図2】実施形態のモータ駆動システムの出力の大きさと飽和温度の関係を示す図。
【図3】実施形態のモータ駆動システムを運転した時間と温度の関係を示す図。
【図4】実施形態のモータ駆動システムの運転状態の変更に伴った温度変化について説明するための図。
【図5】実施形態の周囲温度に依存する誤差を含む角度検出値について説明するための図。
【図6】実施形態の周囲温度と角度検出値の誤差との関係について説明するための図。
【図7】第２の実施形態のモータ駆動システムの概略構成図。
【図8】第３の実施形態のモータ駆動システムの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、実施形態の回転位置補正装置、モータ駆動システム、及び回転位置補正方法を、図面を参照して説明する。なお、図面は模式的又は概念的なものであり、各部の機能の配分などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。
【0008】
以下の説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それらの構成の重複する説明は省略する場合がある。
実施形態において「接続されている」とは、電気的に接続されていることを含む。「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含み得る。「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含み得る。「ＸＸ又はＹＹ」とは、ＸＸとＹＹのうち何れか一方の場合に限定されず、ＸＸとＹＹの両方の場合も含み得る。これは選択的要素が３つ以上の場合も同様である。「ＸＸ」及び「ＹＹ」は、任意の要素（例えば任意の情報）である。「インバータ」は、交流を出力する電力変換器であって、例えば、ＤＣ／ＡＣコンバータなどが含まれる。「モータ」は、交流電力によって駆動される誘導電動機などの回転電機のことである。「モータの回転速度」のことを単に「モータの速度」ということがある。
実施形態において「接続されている」とは、電気的に接続されていることを含む。「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含み得る。「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含み得る。「ＸＸ又はＹＹ」とは、ＸＸとＹＹのうち何れか一方の場合に限定されず、ＸＸとＹＹの両方の場合も含み得る。これは選択的要素が３つ以上の場合も同様である。「ＸＸ」及び「ＹＹ」は、任意の要素（例えば任意の情報）である。「インバータ」は、交流を出力する電力変換器であって、例えば、ＤＣ／ＡＣコンバータなどが含まれる。「モータ」は、交流電力によって駆動される誘導電動機などの回転電機のことである。「モータの回転速度」のことを単に「モータの速度」ということがある。
【0009】
以下の説明に示す「電流の測定値」とは、実際の電流の測定値、実際の電流の大きさを示す指標値、又は電流の大きさを示す推定値のことである。
【0010】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る回転位置補正装置を含むモータ駆動システム１を例示するブロック図である。例えば、モータ駆動システム１は、モータ速度制御装置１０を備える。モータ速度制御装置１０は、回転位置補正装置の一例である。モータ駆動システム１は、さらに、モータ２（図１中の記載はM。）、及びレゾルバ２Ａ（図１中の記載はSS。）を備えていてもよい。
図１は、第１の実施形態に係る回転位置補正装置を含むモータ駆動システム１を例示するブロック図である。例えば、モータ駆動システム１は、モータ速度制御装置１０を備える。モータ速度制御装置１０は、回転位置補正装置の一例である。モータ駆動システム１は、さらに、モータ２（図１中の記載はM。）、及びレゾルバ２Ａ（図１中の記載はSS。）を備えていてもよい。
【0011】
モータ速度制御装置１０は、モータ２、及びレゾルバ２Ａに接続されている。モータ速度制御装置１０は、レゾルバ２Ａによって検出されたモータ２の実際の速度が、所望の速度指令値ω＊に一致するように、モータ２の速度を制御する。
【0012】
モータ２は、複数の巻線を備え、各巻線が、後述するインバータ３０の出力に接続されている。インバータ３０は、電力変換器の一例である。例えばインバータ３０は、直流電源２０（図中にＤＣと記載。）から供給される直流電力を変換して、モータ２を駆動させる。例えば、インバータ３０からの交流が各巻線に流れると、電磁的な作用によりモータ２が回転する。例えば、モータ２の軸には、レゾルバ２Ａの軸がフランジ結合などの方法で機械的に連結されていて、モータ２の軸の回転に応じてレゾルバ２Ａの軸が連動して回転する。
【0013】
レゾルバ２Ａは、自らの軸の位置に応じた交流信号を生成する。例えば、レゾルバ２Ａは、１次側巻線の電流によって励磁された磁束を２次側巻線によって検出する。２次側巻線に励起される電圧又は電流は、励磁された磁束の方向と２次側巻線の方向の角度差に応じた位相情報を含む交流信号になる。レゾルバ２Ａは、その交流信号を自らの軸の位置の検出信号として生成する。例えば、レゾルバ２Ａの１次側巻線は、その筐体に固定されている。レゾルバ２Ａの筐体は、例えばモータ２と共通の基台又はモータ２の筐体に固定されている。そのため、レゾルバ２Ａの温度の違いによって、各部の位置関係が許容される範囲内で変化することがある。
【0014】
なお、実施形態のレゾルバ２Ａは、その内部に信号変換器を含む。信号変換器は、自らの軸の位置に応じた交流信号に基づいて、レゾルバ２Ａの軸の角度を示す指標値、つまりモータ２の軸の角度を示す指標値（角度検出値θe2という。）を生成する。換言すれば、このレゾルバ２Ａは、モータ２の軸の角度の検出結果に対応する角度検出値θe2を生成して出力する。信号変換器は信号処理のための電子回路を含む。そのため、出力する信号に周囲温度に依存するオフセットが含まれることがある。以下の説明では、周囲温度に依存する機械的な検出誤差と電気的な検出誤差とを纏めて、レゾルバ２Ａの温度の変化による誤差として説明する。なお、この信号変換器は、レゾルバ２Ａの外部に別体で構成されていてもよく、後述するモータ速度制御装置１０の一部として含まれていてもよい。以下の説明では、レゾルバ２Ａに内蔵される場合について説明する。
【0015】
例えば、モータ速度制御装置１０は、モータ２を駆動するインバータ３０の制御装置である。モータ速度制御装置１０は、回転位置補正装置の一例である。
【0016】
モータ速度制御装置１０は、回転位置補正部３と、速度制御部５と、電流制御部６と、ＰＷＭ制御部７（図中の記載はＰＷＭ。）と、電流値変換部８と、温度推定部９とを含む。なお、速度制御部５と、電流制御部６と、ＰＷＭ制御部７は、制御部の一例である。この制御には一般的な手法を適用してよい。
【0017】
速度制御部５は、速度指令値ω＊とモータ２の速度推定値ωFBKとの速度偏差に所定の速度応答ゲインを乗じて駆動トルクの指令値を生成する。速度指令値ω＊は、例えばプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）等の上位制御装置から供給される。速度指令値ω＊は、所望の値が設定され、設定後から次の値が設定されるまでその値に維持される。モータ２の速度推定値ωFBKについて後述する。
【0018】
電流制御部６は、速度制御部５の出力に接続されている。電流制御部６は、速度制御部５から供給される駆動トルクの指令値と、モータ２に供給されるトルク電流成分の推定値（電流ｉＦＢＫという。）との差に応じて生成される電圧指令値Ｖ＊を出力する。
【0019】
ＰＷＭ制御部７は、ＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation制御）によってインバータ３０を制御することにより、モータ２を駆動させる。例えば、ＰＷＭ制御部７の入力は、電流制御部６の出力に接続され、その出力がインバータ３０に接続されている。ＰＷＭ制御部７は、電流制御部６によって生成された電圧指令値Ｖ＊に応じてモータ２を駆動するようにインバータ３０のゲート制御信号を出力する。
【0020】
例えば、インバータ３０の出力に接続される配線には、各相の相電流を夫々検出する変流器ＣＴが設けられていてもよい。変流器ＣＴは、３相交流の各相の配線のうち少なくとも２相の配線に設けられていてもよい。
【0021】
電流値変換部８は、変流器ＣＴによって検出された相電流の瞬時値と、モータ２の回転に対応する基準位相θ0とに基づいて、相電流の大きさの指標値である電流検出値ｉFBKを生成する。電流制御部６は、電流検出値ｉFBKを用いて電流制御を実施してもよい。
【0022】
温度推定部９は、モータ駆動システム１のモータ２とレゾルバ２Ａの温度Tを推定する。例えば、温度推定部９は、相電流の大きさ（電流検出値ｉFBK）と、電圧指令値Ｖ＊とに基づいて、上記の温度Tを推定する。これの詳細について後述する。
【0023】
回転位置補正部３の第１入力は、レゾルバ２Ａの出力に接続されている。例えば、回転位置補正部３は、レゾルバ２Ａから出力される角度検出値θe2を受けて、モータ２の速度制御のために利用する。回転位置補正部３の第２入力は、温度推定部９の出力に接続されている。例えば、回転位置補正部３は、温度推定部９が出力する温度推定値を、回転位置補正に利用する。
【0024】
例えば、回転位置補正部３は、検出値補正部３１と、速度変換部３２とを備える。
検出値補正部３１は、補正値生成部３１ａと、減算器３１ｂとを備える。補正値生成部３１ａは、温度推定部９が出力する温度推定値に基づいて、角度補正値Δθｔを生成する。減算器３１ｂは、角度検出値θe2から角度補正値Δθｔを減算して、角度推定値θe1を生成する。角度補正値Δθｔは、角度補正情報の一例である。
検出値補正部３１は、補正値生成部３１ａと、減算器３１ｂとを備える。補正値生成部３１ａは、温度推定部９が出力する温度推定値に基づいて、角度補正値Δθｔを生成する。減算器３１ｂは、角度検出値θe2から角度補正値Δθｔを減算して、角度推定値θe1を生成する。角度補正値Δθｔは、角度補正情報の一例である。
【0025】
速度変換部３２は、検出値補正部３１によって生成された角度推定値θe1を取得して、角度推定値θe1に基づいて、前述の速度推定値ωFBKなどを生成する。
【0026】
なお、モータ速度制御装置１０は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサを含み、プロセッサが所定のプログラムを実行することによって、回転位置補正部３、速度制御部５、電流制御部６、ＰＷＭ制御部７、電流値変換部８、温度推定部９などの機能部の一部又は全部を実現してもよく、電気回路の組み合わせ（circuitry）によって上記を実現してもよい。モータ速度制御装置１０は、内部に備える記憶部の記憶領域を利用して各データの転送処理、及び解析のための演算処理を、プロセッサによる所定のプログラムの実行によって実行してもよい。
【0027】
次に、図２から図６を参照して、角度検出値の補正について説明する。
図２は、実施形態のモータ駆動システム１の出力の大きさと飽和温度の関係を説明するための図である。図３は、実施形態のモータ駆動システム１を運転した時間と温度との関係を説明するための図である。図４は、実施形態のモータ駆動システム１の運転状態の変更に伴った温度変化について説明するための図である。なお、モータ駆動システム１の出力とは、例えば、モータ２に供給する電力（出力電力）のことである。モータ駆動システム１の出力の大きさとは、モータ２に供給する電力量に相当する指標を適用できる。
図２は、実施形態のモータ駆動システム１の出力の大きさと飽和温度の関係を説明するための図である。図３は、実施形態のモータ駆動システム１を運転した時間と温度との関係を説明するための図である。図４は、実施形態のモータ駆動システム１の運転状態の変更に伴った温度変化について説明するための図である。なお、モータ駆動システム１の出力とは、例えば、モータ２に供給する電力（出力電力）のことである。モータ駆動システム１の出力の大きさとは、モータ２に供給する電力量に相当する指標を適用できる。
【0028】
以下、レゾルバ２Ａの温度に基づいて、レゾルバ２Ａの検出結果に生じた角度情報のズレを補正する事例について説明する。以下に例示する事例は、温度センサが設置されていない場合、あるいは温度を直接測れない環境の場合などに適用可能である。この場合には、温度を予測して、上記の角度情報のズレを補正するとよい。
【0029】
運転中のモータ２は、その損失により発熱する。モータ２の運転状況（モータ駆動システム１の出力の大きさ）が変化すると、これに伴ってモータ２の温度が変化する。モータ２の発熱量は、モータ駆動システム１の出力の大きさに依存する。モータ駆動システム１の出力の大きさが大きいほど発熱量が多くなる。モータ駆動システム１の出力の大きさの変化に伴って、モータ２などの発熱によってその周辺の温度が変化する。
例えば、モータ駆動システム１の出力を所定の大きさに維持していると、その出力の大きさにより定まる温度に飽和する。図２のグラフに、モータ駆動システム１の出力の大きさ（横軸）と飽和時の温度TP（縦軸）の関係を示す。このグラフに示す出力Pと温度TPの関係を、例えば、次の式（１）に示すように１次式で近似してモデル化するとよい。
例えば、モータ駆動システム１の出力を所定の大きさに維持していると、その出力の大きさにより定まる温度に飽和する。図２のグラフに、モータ駆動システム１の出力の大きさ（横軸）と飽和時の温度TP（縦軸）の関係を示す。このグラフに示す出力Pと温度TPの関係を、例えば、次の式（１）に示すように１次式で近似してモデル化するとよい。
【0030】
TP＝k・P＋Ta ・・・（１）
【0031】
上記の式（１）において、kが温度係数、Taが周囲温度である。この関係を参照用のテーブルとして予め定義しておいてもよい。上記の式（１）から温度が飽和した時点の温度を着てできるが、変化が緩慢な場合には、過渡状態を規定しきれない。そこで、下記の方法で過渡状態の温度を規定する。
【0032】
図３に、モータ駆動システム１を運転した時間ｔ（横軸）と周囲の温度（縦軸）の関係を示す。図３に示す横軸の原点のタイミングに、モータ駆動システム１の出力の大きさがステップ状に変化した場合の温度の変化を示している。
上記のように、モータ駆動システム１の出力の大きさが変化すると、これに伴って、モータ２とその周辺の温度が変化する。ただし、この場合、各部にその熱抵抗と熱容量とがあり、温度Tの変化が出力の変化よりも遅れる傾向がある。例えば、この場合の温度Tの変化の傾向を、図３と次の式（２）に示すような一次遅れ系で近似してモデル化するとよい。
上記のように、モータ駆動システム１の出力の大きさが変化すると、これに伴って、モータ２とその周辺の温度が変化する。ただし、この場合、各部にその熱抵抗と熱容量とがあり、温度Tの変化が出力の変化よりも遅れる傾向がある。例えば、この場合の温度Tの変化の傾向を、図３と次の式（２）に示すような一次遅れ系で近似してモデル化するとよい。
【0033】
T＝(TP－T0)・（1－exp(-t/τ))＋T0 ・・・（２）
【0034】
上記の式（２）において、τが時定数、T0が、温度Tが変化する直前の温度を示す。この関係を参照用のテーブルとして予め定義しておいてもよい。
【0035】
図４に示す事例では、この図に示される期間の中で、モータ駆動システム１の運転状態を３回切り替えている。
この図に示す期間の初期状態では、モータ駆動システム１はモータ２に対する電力の供給を停止させているため、モータ２からの発熱がない。初期の温度Tは、周囲温度Taに等しい。
この図に示す期間の初期状態では、モータ駆動システム１はモータ２に対する電力の供給を停止させているため、モータ２からの発熱がない。初期の温度Tは、周囲温度Taに等しい。
【0036】
時刻ｔ１に、第１回目の運転状態の切り替えが行われる。モータ駆動システム１は、モータ２に対して電力量P1の供給を開始して、これを維持する。電力量P1を継続的にモータ２に供給する場合、周辺温度が温度T1になるまで徐々に上昇することが見込まれる。電力量P1と温度T1の関係は、前述した図２に示した対応関係から導出するとよい。なお、周辺温度が温度T1に到達する前に次の運転状態の切り替えが行われることがある。このような場合には、温度Tの変化の傾向が、その時点（例えば時刻ｔ２）から変化する。
【0037】
時刻ｔ２に、第２回目の運転状態の切り替えが行われる。モータ駆動システム１は、モータ２に対して電力量P2の供給を開始して、供給する電力量を切り替えた後、これを維持する。電力量P2を継続的にモータ２に供給する場合、周辺温度が温度T2になるまで徐々に上昇することが見込まれる。電力量P2と温度T2の関係は、同様に前述した図２に示した対応関係から導出するとよい。なお、周辺温度が温度T2に到達する前に次の運転状態の切り替えが行われることがある。このような場合には、温度Tの変化の傾向が、その時点（例えば時刻ｔ３）から変化する。
【0038】
時刻ｔ３に、第３回目の運転状態の切り替えが行われる。モータ駆動システム１は、モータ２に対して電力量P3の供給を開始して、供給する電力量を切り替えた後、これを維持する。電力量P3を継続的にモータ２に供給する場合、周辺温度が温度T3になるまで徐々に降下することが見込まれる。電力量P3と温度T3の関係は、同様に前述した図２に示した対応関係から導出するとよい。
【0039】
【0040】
図５は、実施形態の温度Tに依存する誤差を含む角度検出値について説明するための図である。図５に、物理的角度θrm（横軸）と検出値θe（縦軸）との関係を示す。例えば、検出値θeに誤差が含まれていない利用的な状況であれば、検出値θeは、物理的角度θrmに一致する。このような状態の検出値θeを実線で示す。これに対して、検出値θeに温度Tに依存する誤差が含まれている状況であると、検出値θeに含まれる誤差ΔθTが物理的角度θrmに対するオフセット成分として顕在化する。このような状態の検出値θeを破線で示す。この誤差ΔθTは、測定ごとの値がランダムに変化する成分とは明らかに異なる傾向を示す。
【0041】
例えば、０°から３６０°の角度範囲を検出可能な構成で、レゾルバ２Ａが検出すべきモータ２の軸の物理的角度θrmがθmであるときに、誤差ΔθTが含まれていなければ、その時の検出値θeが物理的角度θrmのθmに等しい検出値θe1になる。これに対して、誤差ΔθTが含まれていると、その時の検出値θeが物理的角度θrmのθmとは異なる検出値θe2になる。次の式（３）に示すように、検出値θe1と検出値θe２との差が誤差ΔθTである。このような傾向は軸の角度によらずに生じることから、何れの角度においても概ね等量の誤差ΔθTが含まれることになる。
【0042】
ΔθT＝θe2－θe1 ・・・（３）
【0043】
上記の図５に示した状況の検出値θe２には、温度Tに依存するオフセット成分の誤差ΔθTが含まれることになる。図６を参照して、温度Tと、これに依存するオフセット成分の誤差ΔθTの関係について説明する。図６は、実施形態の温度と角度検出値の誤差との関係について説明するための図である。図６に、温度T（横軸）と角度検出値の誤差θT（縦軸）との関係を示す。
【0044】
温度Tと角度検出値の誤差θTとの間には、このグラフに示すような傾向があることから、上記の温度Tと角度検出値の誤差ΔθTの関係を、例えば、次の式（４）に示すように１次式で近似してモデル化するとよい。
【0045】
ΔθT＝a・(T_est－T_ref）＋b ・・・（４）
【0046】
上記の式（４）において、T_estが予測温度、T_refが基準温度（例えば、25℃）、aとｂが所定の定数である。なお、aは図６のグラフの傾きに対応する。ｂは図６のグラフの切片に対応する。上記の手順によって、角度検出値の誤差ΔθTの推定値を解析的に導出できることが明らかになった。
【0047】
そこで、次の式（５）に示すように、角度検出値の誤差ΔθTの推定値を、角度検出値θe2の補償量θcとして用いることにより、角度検出値θe2を補正した角度検出値θe1を得ることができる。
【0048】
θe1＝θe2－θc＝θe2－ΔθＴ ・・・（５）
【0049】
上記の原理を用いて、例えば、下記する手順に従って補正処理を実現してもよい。
温度推定部９は、相電流の大きさ（電流検出値ｉFBK）と、電圧指令値Ｖ＊とに基づいて、上記の式（１）、式（２）などを用いて温度Tを導出する。
回転位置補正部３の検出値補正部３１は、式（４）を用いて角度検出値の誤差ΔθTの推定値を導出する。検出値補正部３１は、これを角度検出値θe2の補償量θcとして用いて、角度検出値θe2を補正した角度検出値θe1を導出する。
速度変換部３２は、検出値補正部３１によって生成された角度推定値θe1に基づいて、速度推定値ωFBKを生成する。
速度制御部５と、電流制御部６と、ＰＷＭ制御部７は、速度推定値ωFBKが速度指令値ω＊になるように、モータ２を制御する。速度制御部５と、電流制御部６と、ＰＷＭ制御部７は、モータ２を制御する制御部の一例である。
上記の手順によって、レゾルバ２Ａの検出結果の補正が可能になる。
温度推定部９は、相電流の大きさ（電流検出値ｉFBK）と、電圧指令値Ｖ＊とに基づいて、上記の式（１）、式（２）などを用いて温度Tを導出する。
回転位置補正部３の検出値補正部３１は、式（４）を用いて角度検出値の誤差ΔθTの推定値を導出する。検出値補正部３１は、これを角度検出値θe2の補償量θcとして用いて、角度検出値θe2を補正した角度検出値θe1を導出する。
速度変換部３２は、検出値補正部３１によって生成された角度推定値θe1に基づいて、速度推定値ωFBKを生成する。
速度制御部５と、電流制御部６と、ＰＷＭ制御部７は、速度推定値ωFBKが速度指令値ω＊になるように、モータ２を制御する。速度制御部５と、電流制御部６と、ＰＷＭ制御部７は、モータ２を制御する制御部の一例である。
上記の手順によって、レゾルバ２Ａの検出結果の補正が可能になる。
【0050】
上記の実施形態によれば、モータ速度制御装置１０（回転位置補正装置）は、検出値補正部３１を備える。検出値補正部３１は、モータ２の出力により変化するレゾルバ２Ａの温度の推定値又は検出値に基づいて、その温度に対応するレゾルバ２Ａの角度検出値を補正する。これにより、モータ速度制御装置１０は、レゾルバ２Ａによる軸の角度の検出結果の温度依存性を低減できる。
【0051】
（第１の実施形態の第１変形例）
上記の実施形態では、レゾルバ２Ａの温度Tを推定する一手法を例示したが、この手法に制限されない。本変形例では、温度Tを規定する位置を特定の位置に定めた事例について説明する。例えば、特定の位置を、レゾルバ２Ａの軸のフランジ部分に定める。
この場合、検出値補正部３１は、レゾルバ２Ａ側のフランジ部分の温度Tfと角度検出値の誤差ΔθTの関係のデータを予め保持するとよい。これにより、モータ２の軸受からその軸と、フランジ部分とを介した熱伝導により生じる位相誤差（誤差ΔθT）も同様の方法で対応可能となる。
上記の実施形態では、レゾルバ２Ａの温度Tを推定する一手法を例示したが、この手法に制限されない。本変形例では、温度Tを規定する位置を特定の位置に定めた事例について説明する。例えば、特定の位置を、レゾルバ２Ａの軸のフランジ部分に定める。
この場合、検出値補正部３１は、レゾルバ２Ａ側のフランジ部分の温度Tfと角度検出値の誤差ΔθTの関係のデータを予め保持するとよい。これにより、モータ２の軸受からその軸と、フランジ部分とを介した熱伝導により生じる位相誤差（誤差ΔθT）も同様の方法で対応可能となる。
【0052】
（第１の実施形態の第２変形例）
また、本変形例では、レゾルバ２Ａの温度Tの推定に代えて、モータ２本体、レゾルバ２Ａ本体、モータ２の軸とレゾルバ２Ａの軸を連結するフランジなどの温度を運転中に検出して、その結果をレゾルバ２Ａの温度Tとして用いてもよい。
また、本変形例では、レゾルバ２Ａの温度Tの推定に代えて、モータ２本体、レゾルバ２Ａ本体、モータ２の軸とレゾルバ２Ａの軸を連結するフランジなどの温度を運転中に検出して、その結果をレゾルバ２Ａの温度Tとして用いてもよい。
【0053】
（第２の実施形態）
図７を参照して、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態の構成は、１つのレゾルバ２Ａを用いるものであった。本実施形態ではこれに代えて、複数のレゾルバ２Ａを用いて、回転検出部分を冗長構成にする事例について説明する。レゾルバ２Ａの個数は、以下の例に制限されず任意に定めてよい。
図７を参照して、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態の構成は、１つのレゾルバ２Ａを用いるものであった。本実施形態ではこれに代えて、複数のレゾルバ２Ａを用いて、回転検出部分を冗長構成にする事例について説明する。レゾルバ２Ａの個数は、以下の例に制限されず任意に定めてよい。
【0054】
図７は、第２の実施形態のモータ駆動システムの概略構成図である。
モータ駆動システム１Ａは、例えば、モータ駆動システム１のレゾルバ２Ａに加えてレゾルバ２Ｂを備える。レゾルバ２Ｂは、レゾルバ２Ａの構成と同じ構成を備える。説明の関係で符号を代えている。モータ駆動システム１Ａは、モータ速度制御装置１０に代えてモータ速度制御装置１０Ａを備える。
モータ駆動システム１Ａは、例えば、モータ駆動システム１のレゾルバ２Ａに加えてレゾルバ２Ｂを備える。レゾルバ２Ｂは、レゾルバ２Ａの構成と同じ構成を備える。説明の関係で符号を代えている。モータ駆動システム１Ａは、モータ速度制御装置１０に代えてモータ速度制御装置１０Ａを備える。
【0055】
モータ速度制御装置１０Ａは、レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂの検出結果に対して、共通する補正量を用いてレゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂのの角度検出値をそれぞれ補正してもよい。これに代えて、モータ速度制御装置１０Ａは、レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂの検出結果に対して、互いに異なる補正量を用いてレゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂのの角度検出値をそれぞれ補正してもよい。
【0056】
以下、後者についてより具体的に説明する。
モータ速度制御装置１０Ａは、モータ２、及びレゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂに接続されている。モータ速度制御装置１０Ａは、レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂの何れか一方によって検出されたモータ２の実際の速度が、所望の速度指令値ω＊に一致するように、モータ２の速度を制御する。その際に、モータ速度制御装置１０Ａは、レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂの検出結果を切り替える。
モータ速度制御装置１０Ａは、モータ２、及びレゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂに接続されている。モータ速度制御装置１０Ａは、レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂの何れか一方によって検出されたモータ２の実際の速度が、所望の速度指令値ω＊に一致するように、モータ２の速度を制御する。その際に、モータ速度制御装置１０Ａは、レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂの検出結果を切り替える。
【0057】
モータ速度制御装置１０Ａは、モータ速度制御装置１０の回転位置補正部３と、速度制御部５と、温度推定部９とに代えて、回転位置補正部３Ａと３Ｂと、速度制御部５Ａと、温度推定部９Ａと９Ｂとを備える。
【0058】
回転位置補正部３Ａと３Ｂは、例えば、回転位置補正部３と同様に夫々構成される。
回転位置補正部３Ａの検出値補正部３１Ａは、レゾルバ２Ａの出力に接続され、温度推定部９Ａによって推定された温度TAに基づいた角度補正値Δθｔを生成して、これを用いて補正した角度推定値θe1Aを生成する。回転位置補正部３Ａの速度変換部３２Ａは、角度推定値θe1Aに基づいて、速度推定値ωFBKAを生成する。
回転位置補正部３Ａの検出値補正部３１Ａは、レゾルバ２Ａの出力に接続され、温度推定部９Ａによって推定された温度TAに基づいた角度補正値Δθｔを生成して、これを用いて補正した角度推定値θe1Aを生成する。回転位置補正部３Ａの速度変換部３２Ａは、角度推定値θe1Aに基づいて、速度推定値ωFBKAを生成する。
【0059】
同様に、回転位置補正部３Ｂの検出値補正部３１Ｂ（不図示）は、レゾルバ２Ｂの出力に接続され、温度推定部９Ｂによって推定された温度TBに基づいた角度補正値Δθｔを生成して、これを用いて補正した角度推定値θe1Bを生成する。回転位置補正部３Ｂの速度変換部３２Ｂ（不図示）は、角度推定値θe1Bに基づいて、速度推定値ωFBKBを生成する。なお検出値補正部３１Ａと３１Ａは、前述の検出値補正部３１に相当する。速度変換部３２Ａと３２Ｂは、前述の速度変換部３２に相当する。
【0060】
速度制御部５Ａは、速度指令値ω＊とモータ２の速度推定値ωFBKAとの速度偏差ΔωAに、又は、速度指令値ω＊とモータ２の速度推定値ωFBKBとの速度偏差ΔωBに、所定の速度応答ゲインを夫々乗じて駆動トルクの指令値を生成する。例えば、速度制御部５Ａは、冗長構成の系切り替えのために、速度偏差ΔωAと速度偏差ΔωBの何れか一方を選択して利用するように形成されている。
【0061】
本実施形態によれば、上記のようにレゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂと、回転位置補正部３Ａと３Ｂとを冗長構成にすることにより、モータ駆動システム１Ａを冗長構成にすることができる。
【0062】
（第２の実施形態の変形例）
第２の実施形態に冗長構成の事例について説明した。本変形例では、レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂの特性の個体差が存在する場合の事例について説明する。
レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂのそれぞれの検出結果に特性の個体差による誤差が含まれる場合がある。検出値補正部３１Aと検出値補正部３１Ｂは、レゾルバの特性の個体差を吸収するように補正することで、レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂの特性の個体差を吸収することができる。
第２の実施形態に冗長構成の事例について説明した。本変形例では、レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂの特性の個体差が存在する場合の事例について説明する。
レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂのそれぞれの検出結果に特性の個体差による誤差が含まれる場合がある。検出値補正部３１Aと検出値補正部３１Ｂは、レゾルバの特性の個体差を吸収するように補正することで、レゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂの特性の個体差を吸収することができる。
【0063】
なお、モータ２の熱の影響を受ける程度がレゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂのそれぞれで異なる場合に、これを吸収することができる。例えば、モータ２の軸上に、モータ２から遠ざかる方向に互いに異なる位置にレゾルバ２Ａとレゾルバ２Ｂが配置されている場合には、モータ２が発してレゾルバ２Ａに対して伝わる熱は、レゾルバ２Ｂに対して伝わる熱よりも多い。このような場合に、レゾルバ２Ａの温度とレゾルバ２Ｂの温度との間に温度差が生じる。検出値補正部３１Ａと検出値補正部３１Ｂは、この温度差を条件に含めた角度補正値Δθｔを夫々算出するとよい。
【0064】
（第３の実施形態）
図８を参照して、第３の実施形態について説明する。第１の実施形態のモータ駆動システム１は、補正量の算定基準を不変とする基本的な事例について説明した。本実施形態では、補正量の算定基準を、運転状況によって切り替え可能なモータ駆動システム１Ｂについて説明する。
図８を参照して、第３の実施形態について説明する。第１の実施形態のモータ駆動システム１は、補正量の算定基準を不変とする基本的な事例について説明した。本実施形態では、補正量の算定基準を、運転状況によって切り替え可能なモータ駆動システム１Ｂについて説明する。
【0065】
図８は、第３の実施形態のモータ駆動システムの概略構成図である。
モータ駆動システム１Ｂは、モータ駆動システム１のモータ速度制御装置１０に代わるモータ速度制御装置１０Ｂを備える。
モータ駆動システム１Ｂは、モータ駆動システム１のモータ速度制御装置１０に代わるモータ速度制御装置１０Ｂを備える。
【0066】
モータ速度制御装置１０Ｂは、モータ速度制御装置１０に対して、履歴情報処理部４をさらに備え、回転位置補正部３に代わる回転位置補正部３Ｃを備える。
【0067】
履歴情報処理部４は、例えば、履歴情報記録処理部４１と、履歴情報解析処理部４２と、制御特性切替処理部４３と、記憶部４４とを備える。
【0068】
履歴情報記録処理部４１は、制御状態を示す制御情報を、記憶部４４に随時記録して履歴情報を生成する。
【0069】
履歴情報解析処理部４２は、記憶部４４に記録された履歴情報を解析して、例えば経時的な変化、突発的な変化を検出する。これらの変化の手法は、異常検出に適用可能な統計的な解析手法を適用してよい。例えば、レゾルバ２Ａの検出特性が過去のものから変化したことが検出された場合には、制御特性切替処理部４３は、レゾルバ２Ａの検出結果に対する角度補正値Δθｔを、現在の特性に適したものに変更するように回転位置補正部３Ｃを制御する。
【0070】
回転位置補正部３Ｃは、検出値補正部３１に代わる検出値補正部３１Ｃを備える。検出値補正部３１Ｃは、検出値補正部３１に相当する。検出値補正部３１Ｃは、さらに、履歴情報解析処理部４２からの制御によって、角度補正値Δθｔを切り替える。この切り替えによって、角度補正値Δθｔが現在の特性に適したものになる。
【0071】
上記の現在の特性に適したものへの変更方法は、予め定められている候補の中から選択する方法であってもよく、現時点の検出結果に基づいて角度補正値Δθｔを生成して、新たに生成した角度補正値Δθｔに切り替える方法であってもよい。
【0072】
本実施形態によれば、運転状態と実際に補正した角度の補正量のデータを用いて、履歴情報のうち過去のデータと比較することにより、レゾルバ２Ａの検出特性の変化を発見することができる。レゾルバ２Ａの検出特性の変化に応じたカーブのデータを更新し、経年変化に対応できる。
【0073】
以上に説明した少なくとも一つの実施形態によれば、回転位置補正装置は、検出値補正部を備える。モータは、レゾルバによって軸の角度が検出される。検出値補正部は、前記モータの出力により変化する前記レゾルバの温度の推定値又は検出値に基づいて、前記温度に対応する前記レゾルバの角度検出値を補正する。これにより、回転位置補正装置は、レゾルバによる軸の角度の検出結果の温度依存性を低減できる。
【0074】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0075】
１、１Ａ、１Ｂ モータ駆動システム、２ モータ、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 回転位置補正部、４ 履歴情報処理部、５、５Ａ 速度制御部、６ 電流制御部、７ ＰＷＭ制御部、８ 電流値変換部、９、９Ａ 温度推定部、１０ モータ速度制御装置（回転位置補正装置）、２０ 直流電源、３０ インバータ、３１、３１Ａ、３１Ｂ，３１Ｃ 検出値補正部、３２、３２Ａ、３２Ｂ 速度変換部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】