特開 2024-88305 モータ制御装置

(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】P2024088305

(43)【公開日】2024-07-02

(54)【発明の名称】モータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/08 20060101AFI20240625BHJP

【ＦＩ】

H02P27/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022203411

(22)【出願日】2022-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(72)【発明者】

【氏名】茂木 正徳

(72)【発明者】

【氏名】宇佐美 直輝

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505AA16

5H505BB02

5H505CC04

5H505DD03

5H505DD08

5H505EE41

5H505EE50

5H505GG02

5H505GG04

5H505HA09

5H505HB01

5H505JJ03

5H505LL01

5H505LL22

5H505LL41

5H505LL45

(57)【要約】

【課題】永久磁石同期モータの騒音低減を図りつつ、暖機過程でのスイッチングロスを可及的に小さくできる、モータ制御装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るモータ制御装置は、永久磁石同期モータに電力供給するインバータのＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を、前記永久磁石同期モータの暖機過程において、前記永久磁石同期モータの温度に応じて暖機後よりも低く設定するものであり、好ましくは、暖機過程の第１温度領域においては、キャリア周波数を暖機後よりも低い周波数に設定し、前記第１温度領域よりも低い第２温度領域においては、キャリア周波数を前記第１温度領域よりも高い周波数に設定する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

永久磁石同期モータに電力供給するインバータをＰＷＭ制御する制御部を備えたモータ制御装置であって、
前記制御部は、
前記永久磁石同期モータの温度に関する信号を取得し、
前記永久磁石同期モータの暖機過程において、前記ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を、前記永久磁石同期モータの温度に応じて暖機後よりも低い周波数に設定する、
モータ制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記制御部は、
前記永久磁石同期モータの暖機過程の第１温度領域において、前記キャリア周波数を暖機後よりも低い周波数に設定し、
前記第１温度領域よりも低い第２温度領域において、前記キャリア周波数を前記第１温度領域よりも高い周波数に設定する、
モータ制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記制御部は、
前記キャリア周波数を暖機後よりも低い周波数に設定する温度領域であるときに、前記永久磁石同期モータの回転速度が所定回転速度を超えたときは、前記キャリア周波数を増大させる、
モータ制御装置。

【請求項4】

請求項２に記載のモータ制御装置であって、
前記制御部は、
モータ回転速度及びモータトルクと前記キャリア周波数とを対応つけたマップとして、第１マップと、前記第１マップよりも前記キャリア周波数が低く設定された第２マップとを記憶する記憶部を有し、
前記第１温度領域のときは、前記第２マップを参照して前記キャリア周波数を設定し、
前記第２温度領域及び暖機後のときは、前記第１マップを参照して前記キャリア周波数を設定する、
モータ制御装置。

【請求項5】

請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記永久磁石同期モータは、車両に動力源として搭載される、
モータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１のモータ駆動システムは、永久磁石が取り付けられたロータを有する交流電動機と、前記交流電動機への電力供給を制御する電力変換ユニットとを備え、前記電力変換ユニットは、インバータと前記インバータの直流リンク側に接続されるコンデンサとを含み、前記電力変換ユニットの温度を考慮して設定された基準温度と、前記永久磁石の温度推定値とを比較し、前記温度推定値が前記基準温度より低い第１の温度領域では、前記温度推定値が前記基準温度より高い第２の温度領域と比較して、前記インバータのパルス幅変調制御に用いる搬送波の周波数を相対的に低く設定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－１８９１８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、永久磁石同期モータに電力供給するインバータのＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を高くすることで、永久磁石同期モータの騒音を低減でき、たとえば、永久磁石同期モータを動力源とする電気自動車の場合、騒音低減によって商品性が高まる。
しかし、永久磁石同期モータの始動から暖機完了までの暖機過程においては、永久磁石同期モータの温度に依存して騒音強度が変化する。
このため、騒音低減を優先するキャリア周波数を暖機過程において一律に適用すると、高いキャリア周波数の設定によってスイッチングロスが無用に大きくなる温度領域が発生し、電気自動車では電費性能を低下させるおそれがあった。

【0005】

本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、永久磁石同期モータの騒音低減を図りつつ、暖機過程でのスイッチングロスを可及的に小さくできる、モータ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】

【0006】

そのため、本発明は、その一態様として、永久磁石同期モータに電力供給するインバータのＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を、前記永久磁石同期モータの暖機過程において、前記永久磁石同期モータの温度に応じて暖機後よりも低く設定する。

【発明の効果】

【0007】

上記発明によると、永久磁石同期モータの騒音低減を図りつつ、暖機過程でのスイッチングロスを可及的に小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】モータ駆動システムの全体構成図である。

【図2】モータ制御装置の機能ブロック図である。

【図3】３角波生成部の機能ブロック図である。

【図4】キャリア周波数の設定処理のプロセスを示すフローチャートである。

【図5】モータ温度、キャリア周波数マップの選択状態、モータ回転速度、及び、キャリア周波数の変化を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に本発明の実施の形態を説明する。
本実施形態では、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に動力源として搭載される永久磁石同期モータを駆動するモータ駆動システムへの適用例について説明する。

【0010】

図１は、本発明に係るモータ制御装置を含むモータ駆動システムの全体構成図である。
モータ駆動システム１００は、モータ制御装置１、永久磁石同期モータ２（以下、単に「モータ２」と称する。）、インバータ３、回転位置検出器４、バッテリ５、モータ温度センサ６、電流検出器７を備える。

【0011】

モータ制御装置１は、モータ２をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって駆動する。
ここで、モータ制御装置１は、後で詳細に説明するように、車両において要求される目標トルクＴ*の信号を取得し、目標トルクＴ*に基づいてモータ２を制御するためのＰＷＭ制御信号を生成し、ＰＷＭ制御信号をインバータ３に出力する。

【0012】

インバータ３は、インバータ回路３１及びＰＷＭ信号出力部３２を有する。
ＰＷＭ信号出力部３２は、モータ制御装置１から取得したＰＷＭ制御信号に基づいて、インバータ回路３１の各スイッチング素子を制御するためのＰＷＭ信号を生成し、係るＰＷＭ信号をインバータ回路３１に出力する。

【0013】

インバータ回路３１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の上アームにそれぞれ対応するスイッチング素子Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐ、及び、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の下アームにそれぞれ対応するスイッチング素子Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎを有する。
インバータ回路３１は、ＰＷＭ信号出力部３２からのＰＷＭ信号に従ってスイッチング素子それぞれのオンオフが制御されることで、バッテリ５から供給される直流電力を交流電力に変換し、交流電流をモータ２に出力する。

【0014】

モータ２は、固定子２１及び回転子２２を有する。
インバータ３からの交流電力が固定子２１の電機子コイル（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）に印加されると、モータ２において３相交流電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが導通し、電機子コイルに電機子磁束が発生する。
この電機子コイルの電機子磁束と、回転子２２に配置された永久磁石の磁石磁束との間で吸引力、反発力が発生することで、回転子２２にトルクが付与され、回転子２２が回転駆動される。

【0015】

回転位置検出器４は、モータ２に取り付けられたレゾルバ等の回転位置センサ４１からの信号に基づいて、回転子２２の回転位置θを演算する。
モータ制御装置１は、回転位置検出器４による回転位置θの演算結果を取得し、ＰＷＭ制御信号の生成に利用する。

【0016】

モータ温度センサ６は、モータ２の回転子２２の温度などで代表されるモータ温度ＴＭ［℃］を検出する。
電流検出器７は、インバータ３とモータ２の間で、３相交流電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。
モータ制御装置１は、モータ温度センサ６によるモータ温度ＴＭの検出結果、及び、電流検出器７による３相交流電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの検出結果を取得し、ＰＷＭ制御信号の生成に利用する。

【0017】

図２は、モータ制御装置１の一態様を示す機能ブロック図である。
モータ制御装置１は、電流指令生成部１１、３相／２相電流変換部１２、電流制御部１３、２相／３相電圧変換部１４、３角波生成部１５、及びゲート信号生成部１６の機能ブロックを有する。

【0018】

モータ制御装置１は、たとえば、制御部としてのマイクロコンピュータ１Ａを主体として構成され、マイクロコンピュータにおいて所定のプログラムを実行することにより、図２に示した機能ブロックの各機能を実現する。
なお、図２に示した機能ブロックの一部または全部を、ロジックＩＣやＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などのハードウェア回路を用いて実現することができる。

【0019】

電流指令生成部１１は、目標トルクＴ*と電源電圧Ｅとに基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*を演算する。
３相／２相電流変換部１２は、回転子２２の回転位置θに基づく３相－２相変換を行い、電流検出器７による３相交流電流検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをｄ軸電流検出値Ｉｄ、ｑ軸電流検出値Ｉｑに変換する。

【0020】

電流制御部１３は、電流指令生成部１１からｄ軸電流指令値Ｉｄ*及びｑ軸電流指令値Ｉｑ*を取得し、３相／２相電流変換部１２からｄ軸電流検出値Ｉｄ、ｑ軸電流検出値Ｉｑを取得する。
そして、電流制御部１３は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*とｄ軸電流検出値Ｉｄとの偏差、及び、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*とｑ軸電流検出値Ｉｑとの偏差を求め、求めた偏差に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ*、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ*を演算する。

【0021】

２相／３相電圧変換部１４は、回転子２２の回転位置θに基づく２相－３相変換を行い、電流制御部１３により演算されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ*、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ*を、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ*、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ*、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ*に変換する。
３角波生成部１５は、モータ温度ＴＭの信号、モータトルクＴ*の信号、及び、モータ回転速度ωｒの信号を取得し、ＰＷＭ制御におけるキャリア信号としての３角波信号Ｔｒを生成して出力する。
３角波信号Ｔｒは、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*を被変調波としてＰＷＭ波形に変調した際の変調波形のスイッチング回数、すなわちゲート指令信号の切り替え回数に影響する。

【0022】

図３は、３角波生成部１５の機能ブロック図であり、３角波生成部１５は、キャリア周波数設定部１５１及び３角波信号生成部１５２を有する。
キャリア周波数設定部１５１は、ＰＷＭ制御に用いるキャリア信号の周波数であるキャリア周波数Ｆ［kHz］を可変設定する機能部である。

【0023】

ここで、キャリア周波数設定部１５１は、モータ回転速度ωｒ及びモータトルクとキャリア周波数Ｆとを対応つけたキャリア周波数マップを記憶する記憶部１５１Ａを有し、係るキャリア周波数マップからそのときのモータ回転速度ωｒ及びモータトルクに対応するキャリア周波数Ｆを検索することで、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数Ｆを定める。
なお、記憶部１５１Ａは、マイクロコンピュータ１Ａが備える不揮発性メモリで構成される。

【0024】

さらに、記憶部１５１Ａは、キャリア周波数マップとして、第１キャリア周波数マップＭ１と、この第１キャリア周波数マップＭ１よりもキャリア周波数Ｆが相対的に低く設定された第２キャリア周波数マップＭ２とを記憶する。
そして、キャリア周波数設定部１５１は、第１キャリア周波数マップＭ１と第２キャリア周波数マップＭ２とのいずれか一方を、モータ温度ＴＭ及びモータ回転速度ωｒに基づき選択し、選択したキャリア周波数マップからキャリア周波数Ｆを検索する。
なお、キャリア周波数設定部１５１によるキャリア周波数Ｆの設定処理については、後で詳細に説明する。

【0025】

３角波信号生成部１５２は、キャリア周波数設定部１５１が設定したキャリア周波数Ｆを有する３角波信号Ｔｒを生成する。
なお、キャリア信号の波形は、３角波に限定されず、鋸波とすることができる。

【0026】

図２に示したゲート信号生成部１６は、２相／３相電圧変換部１４の出力である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、３角波生成部１５の出力である３角波信号Ｔｒ（キャリア信号）とを比較して、パルス状の電圧であるゲート指令信号Ｇｕｐ，Ｇｕｎ，Ｇｖｐ，Ｇｖｎ，Ｇｗｐ，ＧｗｎをＰＷＭ制御信号として生成し、インバータ３に出力する。

【0027】

ここで、ゲート信号生成部１６は、インバータ回路３１の上アーム（Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ）に対するゲート指令信号Ｇｕｐ，Ｇｖｐ，Ｇｗｐを論理反転させ、インバータ回路３１の下アーム（Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎ）に対するゲート指令信号Ｇｕｎ，Ｇｖｎ，Ｇｗｎを生成する。
インバータ回路３１の各スイッチング素子は、ゲート指令信号Ｇｕｐ，Ｇｕｎ，Ｇｖｐ，Ｇｖｎ，Ｇｗｐ，Ｇｗｎに応じてオンオフすることで、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ*、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ*、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ*の電圧を各相に印加する。

【0028】

以下では、モータ制御装置１のキャリア周波数設定部１５１によるキャリア周波数Ｆの設定処理を詳細に説明する。
キャリア周波数設定部１５１は、モータ温度ＴＭを、第１閾値ＴＭth1（第１設定温度）及び第２閾値ＴＭth2（第２設定温度）と比較することで、そのときのモータ温度ＴＭが始動領域、暖機領域、常用領域のいずれの温度領域に含まれるかを判断する。
そして、キャリア周波数設定部１５１は、モータ温度ＴＭが始動領域、暖機領域、常用領域のいずれの温度領域に含まれるかに基づき、参照するキャリア周波数マップを切り替える。

【0029】

ここで、第２閾値ＴＭth2は、暖機領域と常用領域との境界温度であり、第２閾値ＴＭth2によって暖機過程と暖機後とが判別される。
つまり、モータ温度ＴＭが第２閾値ＴＭth2以下である状態はモータ２の暖機過程であり、モータ温度ＴＭが第２閾値ＴＭth2を超える状態はモータ２の暖機後である。

【0030】

また、第１閾値ＴＭth1は、暖機過程を２分する始動領域（第２温度領域）と暖機領域（第１温度領域）との境界温度であって、第２閾値ＴＭth2よりも低い温度であり、モータ温度ＴＭが第１閾値ＴＭth1よりも低い温度領域を始動領域とし、モータ温度ＴＭが第１閾値ＴＭth1以上でかつ第２閾値ＴＭth2以下である温度領域を暖機領域とする。
したがって、モータ温度ＴＭは、モータ２が始動された後に、始動領域、暖機領域、常用領域の順で遷移することになる。
なお、第１閾値ＴＭth1は６０℃程度に設定され、第２閾値ＴＭth2は８０℃程度に設定される。

【0031】

ここで、始動領域（ＴＭ＜ＴＭth1）及び常用領域（ＴＭ＞ＴＭth2）は、暖機領域（ＴＭth1≦ＴＭ≦ＴＭth2）よりもモータ騒音が高くなる温度域である。
モータ２の暖機過程においては、モータ温度ＴＭに依存してモータ２の騒音レベルが変化するため、暖機過程でモータ騒音が比較的低くなる温度領域を予め実験等によって求めておき、モータ温度ＴＭから騒音レベルの変化を検知できるように、第１閾値ＴＭth1及び第２閾値ＴＭth2が適合されている。

【0032】

そして、キャリア周波数設定部１５１は、モータ２の暖機過程において、モータ温度ＴＭによるモータ騒音レベルの変化に応じて、キャリア周波数を切り替える。
ここで、キャリア周波数設定部１５１は、モータ騒音が比較的大きい始動領域及び常用領域では、キャリア周波数が相対的に高い第１キャリア周波数マップＭ１を選択し、モータ騒音が比較的小さい暖機領域では、キャリア周波数が相対的に低い第２キャリア周波数マップＭ２を選択する。

【0033】

換言すれば、キャリア周波数設定部１５１は、暖機過程における暖機領域（第１温度領域）において、第２キャリア周波数マップＭ２（第２マップ）を選択し、暖機後の常用領域、及び、暖機領域よりもモータ温度ＴＭが低い始動領域（第２温度領域）においては、第２キャリア周波数マップＭ２よりもキャリア周波数Ｆが高く設定された第１キャリア周波数マップＭ１（第１マップ）を選択する。

【0034】

図４は、モータ制御装置１のキャリア周波数設定部１５１によるキャリア周波数Ｆの設定処理のプロセスを示すフローチャートである。
キャリア周波数設定部１５１は、ステップＳ２０１で、モータ温度ＴＭと第１閾値ＴＭth1とを比較する。
キャリア周波数設定部１５１は、ステップＳ２０１で、モータ温度ＴＭが第１閾値ＴＭth1よりも低いと判断した場合、つまり、モータ温度ＴＭが始動領域の温度であると判断した場合、ステップＳ２０４に進む。

【0035】

キャリア周波数設定部１５１は、ステップＳ２０４で、第１キャリア周波数マップＭ１と第２キャリア周波数マップＭ２のうち、キャリア周波数が相対的に高い第１キャリア周波数マップＭ１を選択する。
そして、キャリア周波数設定部１５１は、次のステップＳ２０５で、第１キャリア周波数マップＭ１からそのときのモータ回転速度ωｒ及びモータトルクに対応して設定されているキャリア周波数Ｆ１を検索し、当該キャリア周波数Ｆ１を、３角波信号Ｔｒの周波数（キャリア周波数Ｆ）に設定する。

【0036】

一方、キャリア周波数設定部１５１は、ステップＳ２０１で、モータ温度ＴＭが第１閾値ＴＭth1以上であると判断した場合、つまり、モータ温度ＴＭが暖機領域若しくは常用領域の温度であると判断した場合、ステップＳ２０２に進む。
キャリア周波数設定部１５１は、ステップＳ２０２で、モータ温度ＴＭと第２閾値ＴＭth2（ＴＭth2＞ＴＭth1）とを比較する。
なお、前述したように、第２閾値ＴＭth2は常用領域の下限温度であり、第１閾値ＴＭth1は、モータ温度ＴＭが第２閾値ＴＭth2以下であるモータ２の暖機過程において、モータ騒音レベルが高レベルから低レベルに切り替わるタイミングに相当する。

【0037】

キャリア周波数設定部１５１は、ステップＳ２０２で、モータ温度ＴＭが第２閾値ＴＭth2よりも高いと判断した場合、つまり、モータ温度ＴＭが常用領域の温度であると判断した場合、モータ温度ＴＭが始動領域の温度である場合と同様に、ステップＳ２０４に進んで第１キャリア周波数マップＭ１を選択し、ステップＳ２０５で第１キャリア周波数マップＭ１からキャリア周波数Ｆ１を検索する。
このように、キャリア周波数設定部１５１は、モータ温度ＴＭが常用領域の温度である場合と、モータ温度ＴＭが始動領域の温度である場合との双方で、第１キャリア周波数マップＭ１と第２キャリア周波数マップＭ２のうち、キャリア周波数が相対的に高い第１キャリア周波数マップＭ１を選択する。

【0038】

一方、キャリア周波数設定部１５１は、ステップＳ２０２で、モータ温度ＴＭが第２閾値ＴＭth2以下であると判断した場合、つまり、モータ温度ＴＭが第１閾値ＴＭth1以上でかつモータ温度ＴＭが第２閾値ＴＭth2以下である暖機領域であると判断した場合、ステップＳ２０３に進む。
キャリア周波数設定部１５１は、ステップＳ２０３で、モータ回転速度ωｒ［rad/s］が設定速度ωｒth（設定回転速度）よりも高いか否かを判断する。

【0039】

そして、キャリア周波数設定部１５１は、モータ回転速度ωｒが設定速度ωｒthよりも高いと判断した場合、ステップＳ２０４に進み、モータ温度ＴＭが始動領域又は常温領域の温度である場合と同様に、ステップＳ２０４に進んで第１キャリア周波数マップＭ１を選択し、ステップＳ２０５で第１キャリア周波数マップＭ１からキャリア周波数Ｆ１を検索する。
一方、キャリア周波数設定部１５１は、モータ回転速度ωｒが設定速度ωｒth以下であると判断した場合、ステップＳ２０６に進む。

【0040】

キャリア周波数設定部１５１は、ステップＳ２０６で、第１キャリア周波数マップＭ１と第２キャリア周波数マップＭ２のうちから、キャリア周波数が相対的に低い第２キャリア周波数マップＭ２を選択する。
そして、キャリア周波数設定部１５１は、ステップＳ２０７で、第２キャリア周波数マップＭ２からそのときのモータ回転速度ωｒ及びモータトルクに対応して設定されているキャリア周波数Ｆ２を検索し、当該キャリア周波数Ｆ２を、３角波信号Ｔｒの周波数（キャリア周波数Ｆ）に設定する。

【0041】

キャリア周波数設定部１５１は、モータ温度ＴＭが暖機領域であるときは基本的に第２キャリア周波数マップＭ２を選択するが、暖機領域であっても、モータ回転速度ωｒが設定速度ωｒthよりも高くなると、キャリア周波数がより高い第１キャリア周波数マップＭ１に切り替える。
係るモータ回転速度ωｒに基づくキャリア周波数マップＭの切り替えは、モータ回転速度ωｒが高くなったときに、通電相の切り替えタイミングの検出遅れによってインバータ回路３１の出力電圧波形が悪化することを抑止するための処理である。

【0042】

つまり、設定速度ωｒthは、第２キャリア周波数マップＭ２の選択によってキャリア周波数が比較的低く抑えられている状態で、出力電圧波形が良好に維持される上限の回転速度である。
したがって、キャリア周波数設定部１５１は、暖機領域であってかつモータ回転速度ωｒが設定速度ωｒth以下であれば、第２キャリア周波数マップＭ２から定められるキャリア周波数で出力電圧波形が良好に維持されると判断でき、第２キャリア周波数マップＭ２を選択する。

【0043】

上記のように、キャリア周波数設定部１５１は、始動領域及び常用領域においては第１キャリア周波数マップＭ１を選択し、暖機領域であってモータ回転速度ωｒが設定速度ωｒth以下である場合は第２キャリア周波数マップＭ２を選択する。
したがって、キャリア周波数設定部１５１は、モータ回転速度ωｒ及びモータトルクが同じであるときに、始動領域と常用領域とで同じキャリア周波数Ｆ１を設定することになる。

【0044】

また、第２キャリア周波数マップＭ２は、第１キャリア周波数マップＭ１に比べて、キャリア周波数Ｆが低く設定される。
したがって、キャリア周波数設定部１５１は、モータ回転速度ωｒ及びモータトルクが同じであるときに、暖機領域であってモータ回転速度ωｒが設定速度ωｒth以下である場合は、始動領域及び常用領域のときよりも低いキャリア周波数Ｆを設定する。

【0045】

図５は、図４のフローチャートに示したプロセスにしたがってキャリア周波数Ｆが決定されるときの、モータ２の始動からのモータ温度ＴＭ、キャリア周波数マップＭの選択状態、モータ回転速度ωｒ、及び、キャリア周波数Ｆの変化を示すタイムチャートである。
モータ２が時刻ｔ０で始動された後、モータ温度ＴＭは漸増し、時刻ｔ１にて第１閾値ＴＭth1に達する。
このモータ始動からモータ温度ＴＭが第１閾値ＴＭth1に達するまでの時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間が始動領域であり、係る始動領域では、第１キャリア周波数マップＭ１が選択され、第１キャリア周波数マップＭ１から検索されたキャリア周波数Ｆ１の３角波信号Ｔｒが生成される。

【0046】

そして、時刻ｔ１にてモータ温度ＴＭが第１閾値ＴＭth1以上になって暖機領域に入ると、キャリア周波数Ｆに用いられるキャリア周波数マップＭが、第１キャリア周波数マップＭ１から第２キャリア周波数マップＭ２に切り替えられ、第２キャリア周波数マップＭ２から検索されたキャリア周波数Ｆ２の３角波信号Ｔｒが生成される。
ここで、第２キャリア周波数マップＭ２は、第１キャリア周波数マップＭ１に比べて、キャリア周波数Ｆが低く設定されるため、第１キャリア周波数マップＭ１から第２キャリア周波数マップＭ２への切り替えによって、キャリア周波数Ｆ（３角波信号Ｔｒの周波数）は減少変化する。

【0047】

モータ温度ＴＭが第１閾値ＴＭth1以上になった時刻ｔ１からモータ温度ＴＭが第２閾値ＴＭth2を超える時刻ｔ４までの期間が暖機領域であり、係る暖機領域において、モータ回転速度ωｒが設定速度ωｒth以下であれば、継続して第２キャリア周波数マップＭ２が選択される。
但し、図５に示す一態様の場合、モータ温度ＴＭが第１閾値ＴＭth1以上でかつ第２ＴＭth2以下である期間内（時刻ｔ１から時刻ｔ４までの期間内）の時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間で、モータ回転速度ωｒが設定速度ωｒthを超える。

【0048】

このため、暖機領域において、時刻ｔ２から時刻ｔ３までのモータ回転速度ωｒが設定速度ωｒthを超える期間では、第１キャリア周波数マップＭ１が選択され、モータ回転速度ωｒが設定速度ωｒth以下である暖機領域よりもキャリア周波数Ｆは高く設定される。
つまり、モータ回転速度ωｒが設定速度ωｒthを超えた時刻ｔ２のときに、キャリア周波数Ｆは増大変化し、モータ回転速度ωｒが設定速度ωｒth以下に戻った時刻ｔ３のときに、キャリア周波数Ｆは減少変化する。

【0049】

そして、モータ温度ＴＭが第２閾値ＴＭth2を超える時刻ｔ４以降の期間は常用領域であり、暖機領域で選択される第２キャリア周波数マップＭ２から第１キャリア周波数マップＭ１に切り替えられ、暖機領域から常用領域への移行に伴いキャリア周波数Ｆは増大変化する。
つまり、暖機過程の暖機領域において、キャリア周波数Ｆは、暖機後である常用領域よりも低く設定される。

【0050】

このように、モータ制御装置１は、モータ２に電力供給するインバータ３のＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を、モータ２の暖機過程において、モータ２の温度に応じて暖機後よりも低く設定する。
モータ２の暖機過程においては、始動後のモータ騒音が高い状態から一旦騒音レベルが下がり、暖機完了に伴って再度騒音レベルが上がる。

【0051】

そこで、モータ制御装置１は、モータ騒音のレベルが高い始動領域及び常用領域においては、騒音対策を優先して、騒音を小さくできる高いキャリア周波数Ｆに設定する。
一方、モータ制御装置１は、モータ騒音のレベルが比較的低い暖機領域においては、キャリア周波数Ｆを下げることで、騒音対策よりも、インバータ３におけるスイッチングロスを低減させることを優先する。
これにより、永久磁石同期モータの騒音低減を図りつつ、暖機過程でのスイッチングロスを可及的に小さくでき、モータ２が電気自動車やハイブリッド自動車などにおける動力源として用いられる場合、自動車の電費性能を改善することができる。

【0052】

さらに、モータ制御装置１は、キャリア周波数Ｆを常用領域よりも低く設定する暖機領域において、モータ回転速度ωｒが設定速度ωｒthよりも高くなると、キャリア周波数Ｆをより高い周波数、詳細には、常用領域と同じキャリア周波数Ｆに切り替える。
これにより、暖機領域でモータ回転速度ωｒが高くなったときに、インバータ回路３１の出力電圧波形が悪化することを抑止することができる。

【0053】

上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

【0054】

モータ制御装置１は、始動領域用のキャリア周波数マップと、常用領域用のキャリア周波数マップとをそれぞれ記憶し、始動領域と常用領域とでキャリア周波数を異なる値に設定することができる。
また、モータ制御装置１が、暖機領域でモータ回転速度が設定回転速度よりも高くなったときに採用するキャリア周波数は、始動領域及び／又は常用領域と一致するキャリア周波数に限定されず、モータ制御装置１は、暖機領域でモータ回転速度が設定回転速度よりも高くなったとき、キャリア周波数を増大させる構成であればよい。

【0055】

また、モータ制御装置１は、始動領域、暖機領域、常用領域におけるキャリア周波数の切り替えを、キャリア周波数マップの切り替えによって実現できる他、標準のキャリア周波数マップから検索して求めたキャリア周波数を所定係数の乗算などによって増減させて用いることができる。
また、モータ温度センサ６を備えないモータ駆動システムにおいて、モータ制御装置１は、モータ温度ＴＭの推定値に基づきキャリア周波数Ｆを可変設定することができる。

【0056】

また、本願発明に係るモータ制御装置がＰＷＭ制御する永久磁石同期モータは、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に動力源として搭載されるものに限定されない。
また、モータ制御装置１は、暖機領域におけるモータ回転速度ωｒの増減に応じたキャリア周波数マップの切り替えにヒステリシス特性を持たせることができる。

【符号の説明】

【0057】

１…モータ制御装置、１Ａ…マイクロコンピュータ（制御部）、２…モータ（永久磁石同期モータ）、３…インバータ、４…回転位置検出器、５…バッテリ、６…モータ温度センサ、７…電流検出器、１１…電流指令生成部、１２…３相／２相電流変換部、１３…電流制御部、１４…２相／３相電圧変換部、１５…３角波生成部、１６…ゲート信号生成部、１５１…キャリア周波数設定部、１５２…３角波信号生成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】