特開 2024-122501 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】P2024122501

(43)【公開日】2024-09-09

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/34 20160101AFI20240902BHJP

   H02P 27/06 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

H02P21/34

H02P27/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023030066

(22)【出願日】2023-02-28

(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】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(74)【代理人】

【識別番号】100124800

【弁理士】

【氏名又は名称】諏澤 勇司

(72)【発明者】

【氏名】朝比奈 和希

(72)【発明者】

【氏名】井手 徹

(72)【発明者】

【氏名】上辻 清

(72)【発明者】

【氏名】道木 慎二

(72)【発明者】

【氏名】▲ハオ▼ 蓉佼

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505AA16

5H505CC04

5H505DD03

5H505DD08

5H505EE41

5H505FF01

5H505GG02

5H505GG04

5H505HA10

5H505HB01

5H505JJ03

5H505JJ04

5H505JJ22

5H505JJ23

5H505JJ26

5H505LL16

5H505LL22

5H505LL24

(57)【要約】

【課題】従来の位置推定方法よりも高い位置推定精度を高くすることができる制御装置を提供すること。
【解決手段】制御装置３は、モータＭにおいて生じる拡張誘起電圧の推定値である推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出し、推定拡張誘起電圧ｅ＾に基づいてモータＭの位置の推定値である推定位置θ＾_ｒｅ１を算出し、インバータ回路２に駆動信号が出力されなくなってからモータＭが惰性回転中にモータＭを再起動する際に、インバータ回路２に駆動信号が出力されなくなる前に得られたモータに関する情報、又は、インバータ回路２に駆動信号が出力されなくなった後に得られるモータに関する情報に基づいて得られる推定角速度ω＾_ｒｅ０に基づいて、推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータを駆動させるインバータを制御する駆動信号を生成する制御装置であって、
前記モータに流れる電流をγ軸電流値及びδ軸電流値に変換する電流値変換部と、
γ軸電流指令値及びδ軸電流指令値を出力するγ―δ電流指令値出力部と、
前記γ軸電流値と前記γ軸電流指令値に基づいてγ軸電圧指令値を算出するとともに前記δ軸電流値と前記δ軸電流指令値に基づいてδ軸電圧指令値を算出するγ―δ電圧指令値算出部と、
前記γ軸電圧指令値及び前記δ軸電圧指令値を前記駆動信号に変換して前記インバータに出力する駆動信号出力部と、
前記γ軸電流値、前記δ軸電流値、前記γ軸電圧指令値、前記δ軸電圧指令値及び前記モータの角速度の推定値である推定角速度に基づいて、前記モータにおいて生じる拡張誘起電圧の推定値である推定拡張誘起電圧を算出し、前記推定拡張誘起電圧に基づいて前記モータの位置の推定値である推定位置を算出する推定部と、
を備え、
前記推定部は、前記インバータに前記駆動信号が出力されなくなってから前記モータが惰性回転中に前記モータを再起動する際に、前記インバータに前記駆動信号が出力されなくなる前に得られた前記モータに関する情報、又は、前記インバータに前記駆動信号が出力されなくなった後に得られる前記モータに関する情報に基づいて得られる前記推定角速度に基づいて、前記推定拡張誘起電圧を算出する、制御装置。

【請求項2】

前記インバータに前記駆動信号が出力されなくなった後に得られる前記モータに関する情報は、前記モータの端子間電圧である、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記推定部は、前記推定拡張誘起電圧に基づいて前記推定角速度を算出し、
前記インバータに前記駆動信号が出力されなくなる前に得られた前記モータに関する情報は、前記モータに前記駆動信号が出力されなくなる直前に算出された前記推定角速度である、請求項１に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

拡張誘起電圧を用いたモータの位置センサレス制御が知られている。例えば、非特許文献１には、フリーラン状態からの再起動直後に、電流指令値を一定時間０に設定することで、励起される拡張誘起電圧を推定し、当該拡張誘起電圧が不足する停止低速域では位置推定及び極性判定を行い、当該拡張誘起電圧が十分な中高速域では信号重畳を行わずに位置推定を行う再起動アルゴリズムが記載されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】小櫻崇雅，道木慎二，“拡張誘起電圧を用いた永久磁石同期モータの位置センサレス制御におけるフリーラン状態からの再起動の検討”，電気学会研究会資料（モータドライブ／回転機／自動車合同研究会），日本，電気学会，2021年5月30日，p.63-68

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

非特許文献１に記載の位置推定方法では、全ての条件において精度の高い位置推定ができる訳ではなく、異なる位置推定方法の提案が望まれている。

【0005】

本開示は、位置推定の精度を向上可能な制御装置を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一側面に係る制御装置は、モータを駆動させるインバータを制御する駆動信号を生成する制御装置であって、モータに流れる電流をγ軸電流値及びδ軸電流値に変換する電流値変換部と、γ軸電流指令値及びδ軸電流指令値を出力するγ―δ電流指令値出力部と、γ軸電流値とγ軸電流指令値に基づいてγ軸電圧指令値を算出するとともにδ軸電流値とδ軸電流指令値に基づいてδ軸電圧指令値を算出するγ―δ電圧指令値算出部と、γ軸電圧指令値及びδ軸電圧指令値を駆動信号に変換してインバータに出力する駆動信号出力部と、γ軸電流値、δ軸電流値、γ軸電圧指令値、δ軸電圧指令値及びモータの角速度の推定値である推定角速度に基づいて、モータにおいて生じる拡張誘起電圧の推定値である推定拡張誘起電圧を算出し、推定拡張誘起電圧に基づいてモータの位置の推定値である推定位置を算出する推定部と、を備え、推定部は、インバータに駆動信号が出力されなくなってからモータが惰性回転中にモータを再起動する際に、インバータに駆動信号が出力されなくなる前に得られたモータに関する情報、又は、インバータに駆動信号が出力されなくなった後に得られるモータに関する情報に基づいて得られる推定角速度に基づいて、推定拡張誘起電圧を算出する。

【0007】

この制御装置においては、モータが惰性回転中にモータが再起動されて最初に推定拡張誘起電圧を暗出する際、モータに関する情報を基に得られるモータの推定角速度を用いて推定拡張誘起電圧が算出される。このため、実際の角速度に近い推定角速度を用いて推定拡張誘起電圧を算出でき、位置推定の精度を向上させることが可能となる。

【0008】

いくつかの実施形態において、インバータに駆動信号が出力されなくなった後に得られるモータに関する情報は、モータの端子間電圧であってもよい。この場合、実際の角速度に近い推定角速度を用いて推定拡張誘起電圧を算出でき、位置推定の精度を向上させることが可能となる。

【0009】

いくつかの実施形態において、推定部は、推定拡張誘起電圧に基づいて推定角速度を算出し、インバータに駆動信号が出力されなくなる前に得られたモータに関する情報は、モータに駆動信号が出力されなくなる直前に算出された推定角速度であってもよい。この場合、実際の角速度に近い推定角速度を用いて推定拡張誘起電圧を算出でき、位置推定の精度を向上させることが可能となる。。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、位置推定の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、一実施形態に係る制御装置を含む制御システムの概略構成図である。

【図2】図２は、図１に示される演算器の機能構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、図１の制御装置が行う再起動前処理の一例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】

【0012】

以下、添付図面を参照しながら一実施形態に係る制御装置を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。

【0013】

図１を参照しながら、一実施形態に係る制御装置を含む制御システムの概略構成を説明する。図１は、一実施形態に係る制御装置を含む制御システムの概略構成図である。図１に示される制御システム１は、モータ（電動機）Ｍの位置センサレス制御を行うシステムである。モータＭは、位置センサレスのモータであり、例えば、永久磁石同期モータ（ＰＭＳＭ：Permanent Magnet Synchronous Motor）である。モータＭは、例えば、電動フォークリフト及びプラグインハイブリッド車などの車両に搭載される。制御システム１は、インバータ回路２と、制御装置３と、電流センサＳｅ１，Ｓｅ２，Ｓｅ３と、電圧センサＳｅ４と、を含む。

【0014】

インバータ回路２は、直流電源ＰＳから供給される直流電力によりモータＭを駆動する。インバータ回路２は、コンデンサＣと、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６と、を含む。

【0015】

コンデンサＣは、直流電源ＰＳから出力され、インバータ回路２へ入力される電圧を平滑する。

【0016】

スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。スイッチング素子ＳＷ１は、Ｕ相の上アームのスイッチング素子である。スイッチング素子ＳＷ２は、Ｕ相の下アームのスイッチング素子である。スイッチング素子ＳＷ３は、Ｖ相の上アームのスイッチング素子である。スイッチング素子ＳＷ４は、Ｖ相の下アームのスイッチング素子である。スイッチング素子ＳＷ５は、Ｗ相の上アームのスイッチング素子である。スイッチング素子ＳＷ６は、Ｗ相の下アームのスイッチング素子である。コンデンサＣの一方の端子は、直流電源ＰＳの正極端子及びスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５のそれぞれのコレクタ端子に接続されている。コンデンサＣの他方の端子は、直流電源ＰＳの負極端子及びスイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６のそれぞれのエミッタ端子に接続されている。

【0017】

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Ｓｅ１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Ｓｅ２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、電流センサＳｅ３を介してモータＭのＷ相の入力端子に接続されている。

【0018】

スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれのゲートには、制御装置３から駆動信号が供給される。スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれは、ゲートに供給される駆動信号に基づいて、オン又はオフする。スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６がそれぞれオン又はオフすることで、直流電源ＰＳから出力される直流電力が、互いに位相が１２０度ずつ異なる３つの交流電力に変換され、それらの交流電力がモータＭの３つの相（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）の入力端子に入力されてモータＭの回転子が回転する。

【0019】

電流センサＳｅ１～Ｓｅ３は、ホール素子又はシャント抵抗などによって構成される。電流センサＳｅ１は、モータＭのＵ相に流れる交流電流の電流値であるＵ相電流値Ｉ_ｕを検出して制御装置３に出力する。電流センサＳｅ２は、モータＭのＶ相に流れる交流電流の電流値であるＶ相電流値Ｉ_ｖを検出して制御装置３に出力する。電流センサＳｅ３は、モータＭのＷ相に流れる交流電流の電流値であるＷ相電流値Ｉ_ｗを検出して制御装置３に出力する。なお、本実施形態では、電流センサＳｅ１～Ｓｅ３の３つ備えているが、３つではなく、２つでもよい。

【0020】

電圧センサＳｅ４は、ホール素子又はシャント抵抗などによって構成される。電圧センサＳｅ４は、モータＭのＵ層の入力端子とモータＭのＶ層入力端子との間に接続され、モータＭのＵ層とＶ層との間の端子間電圧である線間電圧Ｖ_ｕｖを検出して制御装置３に出力する。

【0021】

制御装置３は、モータＭの位置センサレス制御を行う装置である。制御装置３は、インバータ回路２を制御することによって、モータＭを駆動させる。制御装置３は、ドライブ回路４と、演算器５と、を含む。

【0022】

ドライブ回路４は、ＩＣ（Integrated Circuit）などによって構成さる。ドライブ回路４は、演算器５から出力されるＵ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｕ、Ｖ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｖ、及びＷ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｗと搬送波（三角波、ノコギリ波、又は逆ノコギリ波など）とを比較し、その比較結果に応じた駆動信号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。

【0023】

演算器５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（メモリ、Random Access Memory）などから構成される電子制御ユニットである。例えばＲＯＭに格納されているプログラムがＲＡＭ上にロードされてＣＰＵで実行されることにより、演算器５の各種機能が実現される。演算器５は、機能的な構成要素として、指令値生成部５０と、位置推定部５５と、を含む。

【0024】

図２は、図１に示される演算器の機能構成を詳細に示すブロック図である。図２に示されるように、演算器５は、指令値生成部５０として、座標変換部５１と、γ－δ電流指令値出力部５２と、γ－δ電圧指令値算出部５３と、座標変換部５４と、を含む。

【0025】

指令値生成部５０は、Ｕ相電流値Ｉ_ｕ、Ｖ相電流値Ｉ_ｖ、Ｗ相電流値Ｉ_ｗ、γ軸電流指令値Ｉ_γ ^＊及びδ軸電流指令値Ｉ_δ ^＊に基づいてＵ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｕ、Ｖ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｖ、及びＷ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｗを生成する。なお、指令値生成部５０は、Ｕ相電流値Ｉ_ｕ、Ｖ相電流値Ｉ_ｖ、Ｗ相電流値Ｉ_ｗのうち、二相の電流値を入力し、残りの一相の電流値は、入力した二相の電流値から算出する機能を有していてもよい。

【0026】

指令値生成部５０に含まれる座標変換部５１は、位置推定部５５から出力される推定位置θ＾_ｒｅ１に基づいて、Ｕ相電流値Ｉ_ｕ、Ｖ相電流値Ｉ_ｖ及びＷ相電流値Ｉ_ｗをγ軸電流値Ｉ_γ及びδ軸電流値Ｉ_δに変換する。すなわち、座標変換部５１は、モータＭに流れる電流をγ軸電流値Ｉ_γ及びδ軸電流値Ｉ_δに変換する電流値変換部として機能する。推定位置θ＾_ｒｅ１は、モータＭの回転子の位置θ_ｒｅ１の推定値である。この変換方法は公知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。座標変換部５１は、γ軸電流値Ｉ_γ及びδ軸電流値Ｉ_δを位置推定部５５及びγ－δ電圧指令値算出部５３に出力する。

【0027】

なお、「θ＾_ｒｅ１」の表記では「＾」が「θ」の右上に位置しているが、「θ＾_ｒｅ１」と図１の位置推定部５５から指令値生成部５０に向かう矢印のうちの上の矢印に記載されている記号とは同じ意味である。他の「＾」の表記についても同様とする。本明細書において記号「＾」は、推定値を意味する。

【0028】

γ－δ座標系は、位置センサレス制御における推定回転座標系であり、ｄ－ｑ座標系のｄ軸に相当する軸をγ軸とし、ｑ軸に相当する軸をδ軸とした座標系である。ｄ－ｑ座標系は、モータＭの磁石のＮ極方向をｄ軸とし、ｄ軸に直交する方向をｑ軸とした回転座標系である。

【0029】

指令値生成部５０に含まれるγ－δ電流指令値出力部５２は、外部から入力される角速度指令値ω^＊と、位置推定部５５から出力される推定角速度ω＾_ｒｅとの角速度差Δωを算出し、角速度差Δωを用いてトルク指令値Ｔ^＊を算出する。推定角速度ω＾_ｒｅは、モータＭの回転子の角速度ω_ｒｅの推定値である。

【0030】

γ－δ電流指令値出力部５２は、トルク指令値Ｔ^＊を用いてγ軸電流指令値Ｉ^＊ _γ及びδ軸電流指令値Ｉ^＊ _δを算出する。なお、γ軸電流指令値Ｉ^＊ _γ、及びδ軸電流指令値Ｉ^＊ _δの生成方法は公知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

【0031】

指令値生成部５０に含まれるγ－δ電圧指令値算出部５３は、γ軸電流指令値Ｉ^＊ _γとγ軸電流値Ｉ_γとの差である差分γ軸電流指令値ΔＩ^＊ _γを算出するとともに、δ軸電流指令値Ｉ^＊ _δとδ軸電流値Ｉ_δとの差である差分δ軸電流指令値ΔＩ^＊ _δを算出し、差分γ軸電流指令値ΔＩ^＊ _γ及び差分δ軸電流指令値ΔＩ^＊ _δをγ軸電圧指令値Ｖ^＊ _γ及びδ軸電圧指令値Ｖ^＊ _δに変換する。すなわち、γ－δ電圧指令値算出部５３は、γ軸電流指令値Ｉ^＊ _γとγ軸電流値Ｉ_γに基づいてγ軸電圧指令値Ｖ^＊ _γを算出するとともに、δ軸電流指令値Ｉ^＊ _δ及びδ軸電流値Ｉ_δに基づいてδ軸電圧指令値Ｖ^＊ _δを算出する。

【0032】

なお、γ軸電圧指令値Ｖ^＊ _γ及びδ軸電圧指令値Ｖ^＊ _δの生成方法は公知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。γ－δ電圧指令値算出部５３は、γ軸電圧指令値Ｖ^＊ _γ及びδ軸電圧指令値Ｖ^＊ _δを位置推定部５５及び座標変換部５４に出力する。

【0033】

指令値生成部５０に含まれる座標変換部５４は、位置推定部５５から出力される推定位置θ＾_ｒｅ１に基づいて、γ軸電圧指令値Ｖ^＊ _γ及びδ軸電圧指令値Ｖ^＊ _δをＵ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｕ、Ｖ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｖ、及びＷ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｗに変換する。この変換方法は公知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。座標変換部５４は、Ｕ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｕ、Ｖ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｖ、及びＷ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｗをドライブ回路４に出力する。すなわち、座標変換部５４とドライブ回路４は、γ軸電圧指令値Ｖ^＊ _γ及びδ軸電圧指令値Ｖ^＊ _δを駆動信号に変換し、インバータ回路２に出力する駆動信号出力部として機能するといえる。

【0034】

位置推定部５５は、推定角速度ω＾_ｒｅ及び推定位置θ＾_ｒｅ１を算出する機能を備える。位置推定部５５は、γ軸電流値Ｉ_γ、δ軸電流値Ｉ_δ、γ軸電圧指令値Ｖ^＊ _γ、δ軸電圧指令値Ｖ^＊ _δ、不図示のメモリに記憶された推定角速度ω＾_ｒｅ及び予め推定可能な推定モータパラメータに基づいて、モータＭにおいて生じる拡張誘起電圧（ＥＥＭＦ：Extended ElectroMotive Force）ｅの推定値である推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出する。すなわち、位置推定部５５は、γ軸電流値Ｉ_γ、δ軸電流値Ｉ_δ、γ軸電圧指令値Ｖ^＊ _γ、δ軸電圧指令値Ｖ^＊ _δ及び推定角速度ω＾_ｒｅに基づいて、モータＭにおいて生じる拡張誘起電圧の推定値である推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出するといえる。具体的には、位置推定部５５は、式（１）に示されるオブザーバ（モータモデル）を用いて、推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出する。推定拡張誘起電圧ｅ＾は、γ軸推定拡張誘起電圧ｅ＾_γと、δ軸推定拡張誘起電圧ｅ＾_δと、をベクトル成分として含む。

【数1】

【0035】

なお、ｐは、時間微分演算子ｄ／ｄｔを表す。推定巻線抵抗Ｒ＾、ｄ軸推定インダクタンスＬ＾_ｄ、及びｑ軸推定インダクタンスＬ＾_ｑは、制御対象のモータＭのモータパラメータの推定値であり、モータＭを用いた測定などによって予め推定される。モータＭのモータパラメータの実値ではなく推定値としているのは、モータＭに流れる電流や温度によってモータパラメータは変動するためである。

【0036】

そして、位置推定部５５は、推定拡張誘起電圧ｅ＾に基づいて位置誤差Δθ＾_ｒｅを算出する。具体的には、位置推定部５５は、式（２）により、推定拡張誘起電圧ｅ＾から位置誤差Δθ＾_ｒｅを算出する。

【数2】

【0037】

次に、位置推定部５５は、位置誤差Δθ＾_ｒｅに基づいて推定角速度ω＾_ｒｅを算出する。具体的には、位置推定部５５は、例えば、位置誤差Δθ＾_ｒｅと所定の伝達関数とを乗算することで推定角速度ω＾_ｒｅを算出する。

【0038】

そして、位置推定部５５は、推定角速度ω＾_ｒｅと位置誤差Δθ＾_ｒｅとに基づいて推定位置θ＾_ｒｅ１を算出する。具体的には、位置推定部５５は、例えば、推定角速度ω＾_ｒｅを積分することによって得られる仮の推定位置θ＾と、位置誤差Δθ＾_ｒｅと所定の伝達関数とを乗算することで得られる補正位置誤差Δθとを、加算することで推定位置θ＾_ｒｅ１を算出する。なお、位置誤差Δθ＾_ｒｅと所定の伝達関数とを乗算しているが、必ずしも所定の伝達関数を乗算する必要はない。その後、位置推定部５５は、算出した推定角速度ω＾_ｒｅ及び推定位置θ＾_ｒｅ１をメモリに記憶するとともに、推定角速度ω＾_ｒｅをγ－δ電流指令値出力部５２に出力し、推定位置θ＾_ｒｅ１を座標変換部５１及び座標変換部５４に出力する。

【0039】

ここで、制御装置３は、モータＭの停止要求を上位装置から受信した場合に、モータＭを強制的に停止させることなく、Ｕ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｕ、Ｖ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｖ、及びＷ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｗの出力を停止する。したがって、モータＭは、惰性で回転しているフリーラン状態となる。その後、制御装置３は、上位装置からモータＭの再起動要求を受信すると、モータＭの再起動を実施する。

【0040】

以下、図３を更に参照しながら、制御装置３が行う再起動要求を受信して再起動する前までに行う処理である再起動前処理を詳細に説明する。図３は、図１の制御装置が行う再起動前処理の一例を示すフローチャートである。

【0041】

制御装置３は、モータＭの停止要求を上位装置から受信した場合、制御装置３の指令値生成部５０は、ドライブ回路４に対するＵ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｕ、Ｖ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｖ、及びＷ相電圧指令値Ｖ^＊ _ｗの出力を停止するとともに、メモリに記憶された推定角速度ω＾_ｒｅ及び推定位置θ＾_ｒｅ１をゼロにリセットするものとする。（ステップＳ１）。これにより、モータＭが惰性回転するフリーラン状態となる。

【0042】

その後、モータＭの惰性回転中に、制御装置３において上位装置からモータＭの再起動要求が受信されたか否かが定期的にチェックされる（ステップＳ２）。制御装置３が再起動要求を受信したと判断した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、位置推定部５５は、指令値生成部５０からインバータ回路２に駆動信号が出力されなくなった後におけるモータＭに関する情報を取得する。すなわち、位置推定部５５は、モータＭに関する情報として、電圧センサＳｅ４から、モータＭの線間電圧（Ｕ－Ｖ線間電圧Ｖ_ｕｖ、または、Ｕ－Ｗ線間電圧Ｖ_ｕｗ、または、Ｖ－Ｗ線間電圧Ｖ_ｖｗ）を取得する（ステップＳ３）。

【0043】

次に、位置推定部５５は、取得した線間電圧を基に、モータＭの再起動要求の受信時におけるモータＭの角速度の推定値である推定角速度ω＾_ｒｅ０を算出し、算出した推定角速度ω＾_ｒｅ０をメモリに記憶させる（ステップＳ４）。一例としては、位置推定部５５は、線間電圧に、予め制御装置３内に記憶された所定の係数を乗ずることによって推定角速度ω＾_ｒｅ０を算出する。所定の係数は、モータＭを対象に予め測定された線間電圧とモータＭの角速度との間の関係を基に設定及び記憶される。以上により、再起動前処理が終了する。

【0044】

以上説明した制御装置３においては、モータＭが惰性回転中に再起動要求を受信して最初に推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出する際、モータＭに関する情報を基に得られるモータの推定角速度ω＾_ｒｅ０を用いて、推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出する。本実施形態によれば、推定角速度ω＾_ｒｅをゼロとして推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出する場合と比較して、実際の角速度に近い推定角速度ω＾_ｒｅを用いて推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出でき、位置推定の精度を向上させることが可能となる。

【0045】

また、本実施形態では、指令値生成部５０からモータＭに駆動信号が出力されなくなった後に得られるモータＭに関する情報は、モータＭの線間電圧とされている。この場合、モータの推定角速度ω＾_ｒｅを実際の角速度に近い値に設定することができる。

【0046】

上記実施形態では、再起動要求を受信した後に最初に推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出する際、モータＭの線間電圧から算出されるモータの推定角速度ω＾_ｒｅ０を用いているが、それ以外の情報を利用してもよい。例えば、従来、制御装置３が停止要求を受信した場合に、メモリに記憶された推定角速度ω＾_ｒｅをゼロにリセットするが、ゼロにリセットせずに保持してもよい。この場合、メモリに記憶された推定角速度ω＾_ｒｅは、インバータ回路２に駆動信号が出力されなくなる直前に算出された推定角速度ω＾_ｒｅであり、インバータ回路２に駆動信号が出力されなくなる前に得られたモータＭに関する情報であるといえる。モータＭに駆動信号が出力されなくなってから、直ぐに再起動する場合、推定角速度ω＾_ｒｅをゼロとして推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出する場合と比較して、実際の角速度に近い推定角速度ω＾_ｒｅを用いて推定拡張誘起電圧ｅ＾を算出でき、位置推定の精度を向上させることが可能となる。

【0047】

また、制御装置３が停止要求を受信した場合に、メモリに記憶された推定角速度ω＾_ｒｅをゼロにリセットするが、ゼロにリセットせずに保持するとともに、メモリに記憶された推定角速度ω＾_ｒｅ及びフリーラン状態になった時間とから推定角速度ω＾_ｒｅを算出し、メモリに記憶してもよい。

【0048】

以上、本開示の一実施形態について詳細に説明されたが、本開示に係る制御装置は上記実施形態に限定されない。

【0049】

本実施形態における再起動前処理においては、モータＭの停止要求が受信されたことを契機に実行されているが、このような契機には限定されない。例えば、制御システム１内のインバータ回路２に対して何らかの原因によって駆動信号が出力されなくなってインバータ回路２によるモータＭの駆動が停止されたことを契機に、再起動前処理が開始されてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１…制御システム、２…インバータ回路、３…制御装置、４…ドライブ回路（駆動信号出力部）、５０…指令値生成部、５１…座標変換部（電流値変換部）、５２…γ－δ電流指令値出力部、５３…γ－δ電圧指令値算出部、５４…座標変換部（駆動信号出力部）、５５…位置推定部、Ｍ…モータ、ＳＷ１～ＳＷ６…スイッチング素子。

【図1】

【図2】

【図3】