ブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータシステム
【課題】ブラシレスモータが停止したにも拘わらず、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止できるブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータシステムを提供することにある。
【解決手段】ブラシレスモータ制御手段３０２は、上位制御装置１２からの制御指令に応じて、ブラシレスモータ４に印加する電圧指令を演算する。軸誤差演算手段３０６は、ブラシレスモータ制御手段３０２が出力する電圧指令と、座標変換手段３０３により求められた電流値と、ブラシレスモータの制御上の回転速度を用いて、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差を推定演算する。異常検出手段３０８は、軸誤差演算手段３０６により求められた軸誤差に基づいて、ブラシレスモータを異常と判定する。
【解決手段】ブラシレスモータ制御手段３０２は、上位制御装置１２からの制御指令に応じて、ブラシレスモータ４に印加する電圧指令を演算する。軸誤差演算手段３０６は、ブラシレスモータ制御手段３０２が出力する電圧指令と、座標変換手段３０３により求められた電流値と、ブラシレスモータの制御上の回転速度を用いて、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差を推定演算する。異常検出手段３０８は、軸誤差演算手段３０６により求められた軸誤差に基づいて、ブラシレスモータを異常と判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータシステムに係り、特に、ブラシレスモータの回転子位置を検出するセンサを有しないセンサレス制御に好適なブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃費の向上や環境問題に対して、ガソリンエンジンと電動モータで駆動するハイブリッド車や自動車の停車時にエンジンをストップさせるアイドルストップ車が有効であることが知られている。前述のような自動車では、自動変速機の油圧制御装置や変速機構などに油圧を供給するため、エンジンの駆動力によって駆動される機械式オイルポンプとバッテリなどの外部からの電力によって駆動される電動オイルポンプを備えている。例えば、信号待ちなどの停車時にエンジンを停止すると、これに伴い、機械式オイルポンプも停止するので、前述のようなエンジンの駆動力とは独立した電動オイルポンプを駆動して、自動変速機などに対して必要な油圧を供給するように構成されている。
【０００３】
近年では、電動オイルポンプに小型、高温耐久性の観点からブラシレスモータによって駆動する方式が注目されている。ブラシレスモータを駆動させるためには回転子の位置を検出するセンサが必要である。このセンサとして、エンコーダやホール素子を設けると、特に車載用の用途においてはブラシレスモータを高温のエンジンルーム内に搭載する場合にセンサの耐熱性が問題となる。そこで、回転子の位置を検出するセンサを設けることなく回転子の位置を推定する位置センサレス制御技術が数多く提案されている。
【０００４】
例えば、モータの電気定数であるｑ軸インダクタンスと、モータ電流の大きさ及びモータ印加電圧の周波数といった観測可能量から推定した誘起電圧の位相が、制御回転座標上の仮想の回転子位置と観測不可能な実際の回転子位置との軸ずれ角（以下、「軸誤差」と称する）を表すことに基づいて、仮想の回転子位置の回転速度を加速させたり、減速させたりするように、モータ印加電圧の周波数を制御して、ブラシレスモータのセンサレス制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このとき、ブラシレスモータが脱調しないで駆動されている場合は、制御上の回転速度と実際の回転速度はほぼ一致している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５１８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、上記の位置センサレス技術を適用させたブラシレスモータ制御装置の用途も多くなっており、これまであまり使用されてこなかった低回転領域あるいは高回転領域での駆動が求められている。さらに、用途の多様化に伴い、ブラシレスモータに加わる負荷の変動も様々であり、負荷変動が多く、過負荷な状況化でもセンサレス制御を実現させる必要がある。このように、ブラシレスモータのセンサレス制御はこれまでの制御可能な範囲を超えても安定に駆動させることが求められている。
【０００７】
特許文献１において、軸誤差からモータ印加電圧の周波数を演算する周波数演算部の応答性は予め設定された制御応答周波数によって決定される。よって、モータに対する負荷の急変に追従させようとして制御応答周波数を高くしても、それ以上に負荷の変化が早い場合には十分な応答性を確保できない。一方では、ブラシレスモータ制御装置に採用するマイコンで設定可能な制御周期の限界や制御系の安定性などの理由により、十分な応答性を確保できる制御応答周波数を設定できない場合もある。そのため、制御応答周波数が低く設定されると軸誤差が大きくなると共に、モータの出カトルクが小さくなり、やがてモータに対する負荷に負けて停止するが、モータ印加電圧の周波数が演算結果によって零にならない場合もある。その結果、モータが停止したにも拘わらず、ブラシレスモータ制御装置の内部の演算が行われるので、擬似的に回転していると認識し、所望の制御が得られなくなる恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、ブラシレスモータが停止したにも拘わらず、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止できるブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ブラシレスモータの回転子位置を検出するセンサを有しないブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータ制御装置であって、上位制御装置からの制御指令に応じて、前記ブラシレスモータに印加する電圧指令を演算するブラシレスモータ制御部と、該ブラシレスモータ制御部からの電圧指令に基づいて、直流電力を３相交流電力に変換して前記ブラシレスモータに供給する電力変換部と、前記ブラシレスモータに流れる電流に基づいて、回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流値に変換する座標変換部と、前記ブラシレスモータ制御部が出力する電圧指令と、前記座標変換部により求められた電流値と、前記ブラシレスモータの制御上の回転速度を用いて、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差を推定演算する軸誤差演算部と、該軸誤差演算部により求められた軸誤差に基づいて、前記ブラシレスモータを異常と判定する異常検出部とを備えるようにしたものである。
【００１０】
かかる構成により、ブラシレスモータが停止したにも拘わらず、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止できるものとなる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記異常検出部は、前記軸誤差が、前記軸誤差に対して予め設定した基準値を所定回数以上超えた場合、異常と判定するようにしたものである。
【００１２】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記異常検出部は、異常と判定した場合、前記上位制御装置に警告信号を出力するようにしたものである。
【００１３】
（４）上記（２）において、好ましくは、前記異常検出部は、異常と判定した場合、前記ブラシレスモータを再起動させるものである。
【００１４】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記異常検出部は、前記ブラシレスモータの再起動回数が所定回数以上の場合、前記ブラシレスモータを停止させるようにしたものである。
【００１５】
（６）上記（１）において、好ましくは、前記異常検出部は、前記軸誤差が電気角で６０度以上のときあるいは−６０度以下のときに異常と判定するようにしたものである。
【００１６】
（７）上記（１）において、好ましくは、前記異常検出部は、所定時間内に、前記軸誤差が、前記軸誤差に対して予め設定した基準値を所定回数以上超えた場合、異常と判定するようにしたものである。
【００１７】
（８）上記（７）において、好ましくは、前記異常検出部は、前記軸誤差が前記基準値を１回超えたときに前記所定時間の計測を開始するようにしたものである。
【００１８】
（９）上記（２）において、好ましくは、前記異常検出部は、前記ブラシレモータの回転速度が前記回転速度に対して予め設定した第２の基準値を超えた場合に異常と判定するようにしたものである。
【００１９】
（１０）また、上記目的を達成するために、本発明は、ブラシレスモータの回転子位置を検出するセンサを有しないブラシレスモータと、前記ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータ制御装置を有するブラシレスモータシステムであって、前記ブラシレスモータ制御装置は、上位制御装置からの制御指令に応じて、前記ブラシレスモータに印加する電圧指令を演算するブラシレスモータ制御部と、該ブラシレスモータ制御部からの電圧指令に基づいて、直流電力を３相交流電力に変換して前記ブラシレスモータに供給する電力変換部と、前記ブラシレスモータに流れる電流に基づいて、回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流値に変換する座標変換部と、前記ブラシレスモータ制御部が出力する電圧指令と、前記座標変換部により求められた電流値と、前記ブラシレスモータの制御上の回転速度を用いて、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差を推定演算する軸誤差演算部と、該軸誤差演算部により求められた軸誤差に基づいて、前記ブラシレスモータを異常と判定する異常検出部とを備えるようにしたものである。
【００２０】
かかる構成により、ブラシレスモータが停止したにも拘わらず、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止できるものとなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ブラシレスモータが停止したにも拘わらず、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用した電動オイルポンプシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用したブラシレスモータシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】ブラシレスモータの回転子の位置を推定する位置センサレス制御を実現するブラシレスモータ制御装置において生じる軸誤差の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置に用いる異常検出手段の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置に用いる異常検出手段の動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図１〜図５を用いて、本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置の構成及び動作について説明する。
【００２４】
最初に、図１を用いて、本実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用した電動オイルポンプシステムの全体構成について説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用した電動オイルポンプシステムの全体構成を示すブロック図である。
【００２６】
電動オイルポンプ装置１は、ブラシレスモータ制御装置３と、電動オイルポンプ６とを備えている。電動オイルポンプ６は、ブラシレスモータ４と、電動式オイルポンプ５とを備えている。ブラシレスモータ制御装置３は、ブラシレスモータ４の回転を制御して、その出力軸からの駆動力により、電動式オイルポンプ５を駆動する。電動オイルポンプ装置１は、自動変速機構１１の下部のオイルパン７に貯まっているオイルを、電動式オイルポンプ５により汲み上げ、油路Ｌ１により切換弁機構９に汲み上げたオイルを供給する。
【００２７】
電動オイルポンプ装置１は、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、電動オイルポンプ６の作動を制御する。ブラシレスモータ制御装置３は、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、電動オイルポンプ６の駆動を制御する。
【００２８】
電動オイルポンプ装置１は、エンジンが停止したときあるいは機械式オイルポンプ８によって必要な作動油圧が確保できない場合に適宜作動させて、自動変速機構１１の中のクラッチやブレーキなどの締結機構へ油圧を供給するときなどに用いる。
【００２９】
上位制御装置１２には、自動変速機の入力回転数を検出する回転センサからの信号や自動車の運転手が自動変速機を操作するためのシフトレバーのシフトレンジを検出するシフトセンサからの信号などが入力され、それらの信号に基づいて、電動オイルポンプ６を作動させる制御指令をブラシレスモータ制御装置３に送信する。同時に、上位制御装置１２は、自動変速機構１１や油圧回路１０内に取り付けられた油温センサからの油温情報もブラシレスモータ制御装置３に送信する。また、上位制御装置１２は、ブラシレスモータ制御装置３からの回転数情報や故障情報を受信する機能を有している。
【００３０】
電源２は、バッテリなどの蓄電装置であり、ブラシレスモータ制御装置３に接続して直流電力を供給する。ブラシレスモータ４としては、３相同期モータを用いている。従って、ブラシレスモータ制御装置３は、図２を用いて後述するように、電源２から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、それをブラシレスモータ４に供給する。
【００３１】
また、電動式オイルポンプ５と並列に機械式オイルポンプ８が備えられている。機械式オイルポンプ８は、エンジンなどの駆動力を利用して、高い圧力のオイルを供給することができる。機械式オイルポンプ８は、オイルパン７に貯まっているオイルを汲み上げ、油路Ｌ２を介して、汲み上げたオイルを切換弁機構９に供給する。
【００３２】
切換弁機構９は、自動変速機構１１の中のクラッチやブレーキなどの締結機構への作動油の給排の切換や圧カコントロールを行い、油圧回路１０や自動変速機構１１などの潤滑及び冷却のためのオイルを供給する。切換弁機構９に流入した所定圧以上の油圧は、油路Ｌ３により、油圧回路１０を介して自動変速機構１１に供給される。なお、油圧回路１０は、自動変速機構１１の油圧回路と共用してもよいものである。
【００３３】
自動変速機構１１には、オイルの油温を検出する油温センサや、自動変速機１１の入力軸や出力軸などの回転数を検出する回転センサが設けられている。油温センサによって検出されたオイルの油温や回転数センサによって検出された回転数は、上位制御装置１２に送信される。
【００３４】
次に、電動オイルポンプシステムの動作について説明する。例えば、自動車の走行時、すなわち、エンジン駆動中は、機械式オイルポンプ８により、自動変速機構１１の下部のオイルパン７に貯まっているオイルは切換弁機構９に供給され、油圧回路１０及び自動変速機構１１にオイルパン７のオイルが矢印ＦＰ１の方向へ流れ、クラッチやブレーキなどの締結機構への油圧の供給や自動変速機構１１の適宜の箇所に潤滑や冷却のためのオイルを供給する。
【００３５】
一方、例えば、信号待ちなどにアイドリングストップしてエンジンが停止すると、エンジン回転数が低下すると共に機械式オイルポンプ８も回転数が低下して油路Ｌ２、Ｌ３の油圧が低下するので、油圧を発生させることが困難となる。そこで、エンジン停止中でも各締結機構への作動油圧を確保できるように、バッテリのような蓄電装置からの電力によって電動オイルポンプ６を駆動させる。
【００３６】
そこで、アイドリングストップと同時に、上位制御装置１２は、油圧回路１０や自動変速機構１１などに供給される油圧を制御するため、電動オイルポンプ６を起動させる制御指令をブラシレスモータ制御装置３に出力する。これにより、電動オイルポンプ６が回転して、オイルを矢印ＦＰ２の方向に流し、油圧を徐々に上昇させる。エンジンが停止するため、機械式オイルポンプ８の油圧が低下し、切換弁機構９により阻止されていた電動オイルポンプ６の油圧がある閾値を超えると、オイルは、電動オイルポンプ６、切換弁機構９、油圧回路１０、自動変速機構１１、油路Ｌ４、オイルパン７の経路を通って循環する。
【００３７】
次に、図２を用いて、本実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用したブラシレスモータシステムの構成について説明する。
【００３８】
図２は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用したブラシレスモータシステムの構成を示すブロック図である。なお、図２において、図１と同一符号は同一部分を示している。
【００３９】
ブラシレスモータシステムは、上位制御装置１２と、ブラシレスモータ制御装置３と、電源２と、ブラシレスモータ４とから構成される。また、ブラシレスモータ制御装置３は、制御器３１と、電力変換手段３２と、電流検出器３３とから構成される。
【００４０】
ここで、ブラシレスモータ４の磁束軸を基準とし、この磁束軸をｄ軸（磁束軸相当）とし、このｄ軸に直交する軸をｑ軸（トルク軸相当）とし、制御上の仮想の磁束軸をｄｃ軸、前記ｄｃ軸に直交する軸をｑｃ軸と定義する。また、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸ずれ角、すなわち、特許文献１のように観測可能量から推定した誘起電圧の位相が制御上の仮想の回転子位置θｃ*と観測不可能な実際の回転子位置θｃの軸ずれ角を、「軸誤差」と称する。後述するようなセンサレス制御の場合、ブラシレスモータ４の磁束軸を基準としたｄ−ｑ軸と、ブラシレスモータ制御装置内のｄｃ−ｑｃ軸とが定常的に一致しており、ブラシレスモータの発生トルクの線形化などが実現できる。
【００４１】
上位制御装置１２は、ブラシレスモータ４を回転駆動させる制御指令（例えば、所望の油圧指令値）及び自動変速機構１１の作動油温を、ブラシレスモータ制御装置３の制御器３１に出力する。制御器３１は、上位制御装置１２からの制御指令に応じて、電力変換手段３２に電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*を出力する。電力変換手段３２は、制御器３１からの電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に基づいて、電源２からの直流電力を３相交流電力に変換して、ブラシレスモータ４の３相コイルに供給して、ブラシレスモータ４を駆動させる。電流検出器３３は、電力変換手段３２から制御対象であるブラシレスモータ４（あるいは電動オイルポンプ６）に電源２から供給される直流電流を検出する。
【００４２】
制御器３１は、制御指令発生手段３００と、電流制御手段３０１と、ブラシレスモータ制御手段３０２と、逆座標変換手段３０３と、電流再現手段３０４と、座標変換手段３０５と、軸誤差演算手段３０６と、速度・位相演算手段３０７と、異常検出手段３０８とから構成される。
【００４３】
制御指令発生手段３００は、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、ブラシレスモータ４のｄ軸成分（磁束軸成分）の電流指令Ｉｄ*と、ブラシレスモータ４のｑ軸成分（トルク軸成分）の電流指令Ｉｑ*を演算する。
【００４４】
電流制御手段３０１は、制御指令発生手段３００により求められたｄ軸上の電流指令Ｉｄ*及びｑ軸上の電流指令Ｉｑ*と、後述する座標変換手段３０５により求められたｄｃ軸上の電流検出値Ｉｄｃ及びｑｃ軸上の電流検出値Ｉｑｃとに基づいて、第２の電流指令Ｉｄ**及び第２の電流指令Ｉｑ**を演算する。
【００４５】
ブラシレスモータ制御手段３０２は、電流制御手段３０１により求められた第２のｄ軸電流指令値Ｉｄ**及び第２のｑ軸電流指令値Ｉｑ**と、後述する速度・位相演算手段３０７により求められたモータの回転速度ω１*に基づいて、ｄｃ−ｑｃ軸上の電圧指令Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*を演算する。
【００４６】
逆座標変換手段３０３は、ブラシレスモータ制御手段３０２により求められたｄｃ−ｑｃ軸上の電圧指令Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*と、後述の速度・位相演算手段３０７により求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを用いて、三相交流軸上の値に変換し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相電圧Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*として電力変換手段３２に出力する。
【００４７】
一方、電流再現手段３０４は、電流検出器３３により検出された、電力変換手段３２に供給される直流電流検値ＩＤＣに基づいて、三相交流軸上の電流値である三相交流電流Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、Ｉｗｃを再現する。
【００４８】
座標変換手段３０５は、電流再現手段３０４により再現された三相交流軸上の電流値Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、Ｉｗｃを、後述の速度・位相演算手段３０７により求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを用いて、回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流値Ｉｑｃ、Ｉｄｃに変換する。変換された電流値Ｉｑｃ、Ｉｄｃは、上述の電流制御手段３０１に供給される。
【００４９】
軸誤差演算手段３０６は、ブラシレスモータ制御手段３０２により求められた電圧指令Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*と、後述の速度・位相演算手段３０７により求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃと、座標変換手段３０５により求められた回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流検出値Ｉｑｃ、Ｉｄｃとを用いて、ブラシレスモータのｄ−ｑ軸と制御軸ｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差Δθｃを推定演算する。すなわち、軸誤差演算手段３０６は、ブラシレスモータ４の磁束軸を基準とし、磁束軸をｄ軸とし、ｄ軸に直交する軸をｑ軸とし、制御上の仮想の磁束軸をｄｃ軸とし、ｄｃ軸に直交する軸をｑｃ軸としたとき、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差Δθｃを推定演算する。
【００５０】
速度・位相演算手段３０７は、軸誤差演算手段３０６に求められた軸誤差△θｃに基づいて、モータの回転速度ω１*及びブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを推定演算する。求められたモータの回転速度ω１*は、ブラシレスモータ制御手段３０２及び軸誤差演算手段３０６に供給される。また、求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃは、逆座標変換手段３０３に供給される。
【００５１】
異常検出手段３０８は、軸誤差演算手段３０６により求められた軸誤差△θｃに基づいて、異常を判定する。また、異常検出手段３０８は、軸誤差△θｃと速度・位相演算手段３０７により求められたモータの回転速度ω１*の両方を用いて、異常を判定することができる。
【００５２】
次に、図２に示したブラシレスモータシステムの動作原理について、より詳細に説明する。
【００５３】
上位制御装置１２は、自動変速機構１１のクラッチやブレーキなどを作動させる所定のライン圧を決定するために自動変速機の入力回転数を検出する回転センサからの信号や自動車の運転手が自動変速機を操作するためのシフトレバーのシフトレンジを検出するシフトセンサからの信号などに基づいて、ブラシレスモータ４に回転駆動させる制御指令（例えば、所望の油圧指令値）を演算し、ブラシレスモータ制御装置３に出力する。また、上位制御装置１２は、自動変速機構１１に設けられたオイルの油温を検出する油温センサから出力された作動油温もブラシレスモータ制御装置３に出力する。
【００５４】
なお、上位制御装置１２から送信される制御指令値は、電動オイルポンプ６から発生する油圧が予め求められる場合には、ブラシレスモータ４の回転数を制御指令としてもよいものである。
【００５５】
制御指令発生手段３００は、上位制御装置１２から送信された所望の油圧指令値と自動変速機構１１の作動油温に基づいて、ブラシレスモータ４のｑ軸上の電流指令値Ｉｑ*を演算して出力する。ｑ軸上の電流指令値Ｉｑ*は、ブラシレスモータ４のトルク軸成分である。なお、ブラシレスモータ４のｑ軸電流指令値Ｉｑ*は、予め油圧指令値と油温を入力として、ｑ軸上の電流指令値Ｉｑ*を選択するマップデータを記憶させておき、このマップデータを参照することで求めるようにしてもよいものである。
【００５６】
同様に、制御指令発生手段３００は、上位制御装置１２から送信された所望の油圧指令値と自動変速機構１１の作動油温に基づいて、ブラシレスモータ４のｄ軸上の電流指令値Ｉｄ*を演算して出力する。ｄ軸上の電流指令値Ｉｄ*はブラシレスモータ４の磁束軸成分である。ｄ軸上の電流指令値Ｉｄ*は、ブラシレスモータ４の発生トルクに寄与しないため、通常ゼロに設定される。ブラシレスモータ４の制御方式、例えば、弱め界磁制御や効率最大化制御などを行なう場合には、ゼロ以外の指令を与えることがある。なお、ｄ軸上の電流指令値Ｉｄ*もｑ軸電流指令値Ｉｑ*と同様にマップデータを参照することで求めるようにしてもよいものである。ここでは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*に相当するトルク（制御指令トルクとも称する）を発生するようにさせるため、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*をゼロに設定する。
【００５７】
電流制御手段３０１は、座標変換手段３０５が出力するｄｃ軸上の電流検出値Ｉｄｃと、制御指令発生手段３００から出力されるｄ軸上の電流指令値Ｉｄ*とを比較し、両者が一致するように電流を制御するための、第２のｄ軸電流指令値Ｉｄ**を出力する。同様に、電流制御手段３０１は、座標変換手段３０５が出力するｑｃ軸上の電流検出値Ｉｑｃと、制御指令発生手段３００から出力されるｑ軸上の電流指令値Ｉｑ*とを比較し、両者が一致するように電流を制御するための、第２のｑ軸電流指令値Ｉｑ**を出力する。電流制御手段３０１としては、例えば、一般に電流制御に用いるＰＩ制御（比例・積分）、ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御を用いることができる。
【００５８】
ブラシレスモータ制御手段３０２は、電流制御手段３０１により求められた第２のｄ軸電流指令値Ｉｄ**及び第２のｑ軸電流指令値Ｉｑ**と、速度・位相演算手段３０７により求められたモータの回転速度ω１*に基づいて、ブラシレスモータへの印加電圧指令Ｖｄｃ*及びＶｑｃ*を、以下の式（１）、式（２）により演算する。
【００５９】
Ｖｄｃ*＝Ｒ１*・Ｉｄｃ−ω１*・Ｌｑ*・Ｉｑｃ …（１）
Ｖｑｃ*＝Ｒ１*・Ｉｑｃ＋ω１*・Ｌｄ*・Ｉｄｃ＋Ｋｅ・ω１ …（２）
ここで、Ｒ１*はブラシレスモータの巻線の抵抗であり、Ｌｄはｄ軸インダクタンスであり、Ｌｑはｑ軸インダクタンスであり、Ｋｅはブラシレスモータの誘起電圧定数である。式（１）、式（２）は、ベクトル制御で用いられている演算式と同じである。
【００６０】
逆座標変換手段３０３は、ブラシレスモータ制御手段３０２により式（１）、式（２）を用いて求められたｄｃ−ｑｃ軸上の電圧指令Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*を、速度・位相演算手段３０７により求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを用いて、三相交流軸上の値に座標変換し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*として電力変換手段３２に出力する。
【００６１】
電力変換手段３２は、内部に三相インバータ回路を構成するスイッチング素子（例えば、Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を備えている。三相インバータ回路は、各相毎に上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子を備えている。電力変換手段３２は、３相交流の電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*をパルス信号に変換し、この信号に基づいて複数のスイッチング素子の内の所定のスイッチング素子を駆動させることで。ブラシレスモータ４に３相交流の電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に相当する電圧を印加する。そして、ブラシレスモータ４の各相への通電を順次切り替えることで、各相に電流を供給して、ブラシレスモータ４を駆動させることができる。
【００６２】
電流再現手段３０４は、電流検出手段３３により検出された、電源２から電力変換手段３２に供給する直流電流ＩＤＣから、ブラシレスモータ４に流れるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、Ｉｗｃを再現する。再現された各相の電流検出値Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、１ｗｃは、座標変換手段３０５に出力する。
【００６３】
座標変換手段３０５は、電流再現手段３０４により求められた三相交流軸上の電流検出値Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、Ｉｗｃを、速度・位相演算手段３０７により求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを用いて、逆座標変換を行い、ｄｃ軸上の電流検出値Ｉｄｃ及びｑｃ軸上の電流検出値Ｉｑｃを出力する。
【００６４】
軸誤差演算手段３０６は、電圧指令値Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*、電流検出値Ｉｄｃ、Ｉｑｃ、回転速度ω１*、及びブラシレスモータ定数に基づいて、ブラシレスモータのｄ−ｑ軸と制御軸ｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差△θｃを演算する。具体的には、式（３）に従って、軸誤差△θｃを演算する。
【００６５】
△θｃ＝ｔａｎ−１（（Ｖｄｃ*−Ｒ１*・Ｉｄｃ＋ω１*・Ｌｑ・Ｉｑｃ）／（Ｖｑｃ*−Ｒ１*・Ｉｑｃ＋ω１*・Ｌｑ・Ｉｄｃ）） …（３）
式（３）は、前述した特許文献１に示された軸誤差演算方法である。
【００６６】
速度・位相演算手段３０７は、軸誤差演算手段３０６により求められた軸誤差△θｃをゼロにするように、回転速度ω１*を出力する。具体的には、式（４）に従って、回転速度ω１*を演算する。
【００６７】
ω１*＝−Δθｃ（ＫＰＰＬＬ＋（ＫＩＰＬＬ／ｓ）） …（４）
ここで、ＫＰＰＬＬは比例したゲイン、ＫＩＰＬＬは積分ゲイン、ｓはラプラス演算子である。制御ゲインＫＰＰＬＬ、ＫＩＰＬＬは、制御応答周波数ωcＰＬＬによって決定される。
【００６８】
また、速度・位相演算手段３０７は、式（４）により算出された回転速度ω１*を積分し、ブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを出力する。結果として、軸誤差△θｃによってブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃが補正される。
【００６９】
異常検出手段３０８は、軸誤差演算手段３０６が求めた軸誤差△θｃに基づいて、異常を判定するものであり、その詳細動作については、図３〜図５を用いて後述する。
【００７０】
次に、図３を用いて、ブラシレスモータの回転子の位置を推定する位置センサレス制御を実現するブラシレスモータ制御装置において生じる軸誤差について説明する。
【００７１】
図３は、ブラシレスモータの回転子の位置を推定する位置センサレス制御を実現するブラシレスモータ制御装置において生じる軸誤差の説明図である。
【００７２】
図３において、図３（Ａ）はブラシレスモータの発生トルク及び負荷トルクを示し、図３（Ｂ）はブラシレスモータの回転速度及び制御上の回転速度ω１*を示し、図３（Ｃ）は軸誤差△θｃを示している。図３の横軸は時間ｔを示している。
【００７３】
図３により、急激な負荷変動が発生したときにブラシレスモータの誘起電圧が発生していないにも拘わらず、ブラシレスモータ制御装置内の制御演算が行われて、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をする一例について説明する。
【００７４】
図３はブラシレスモータ４に対する負荷トルクが制御指令トルクよりも大きい場合のブラシレスモータの発生トルク及び負荷トルク、ブラシレスモータの回転速度及び制御上の回転速度ω１*、軸誤差△θｃを示す。
【００７５】
時刻ｔ＝ｔ０において、急激な負荷変動が発生したとする。すなわち、図３（Ａ）に示すように、負荷トルクがステップ的に増加し、その結果、ブラシレスモータ４に対する負荷トルクが制御指令トルクよりも大きくなったものとする。この場合、図３（Ｃ）に示すように、負荷変動の発生と同時に軸誤差△θｃが増加する。
【００７６】
なお、負荷トルクがステップ的に増加する事例としては、例えば、アイドリングルストップによりエンジンを停止した後、車両の発進のためにエンジンが再始動されると、機械式オイルポンプ８がエンジンよって駆動され、油路Ｌ２の油圧が徐々に増加する。油路Ｌ２の油圧が所定圧になると、切換弁機構９は油路Ｌ１から油路Ｌ２に切り換える。この油路切換の際、切換弁機構９により油路Ｌ１が閉じられると、このとき電動オイルポンプ６はまだ駆動されているため、油路Ｌ１の圧力が急に高くなり、負荷トルクが急激に増加する。また、別の例としては、電動オイルポンプ６の内部にオイルが充填してない状態で、電動オイルポンプ６が駆動を開始すると、この時点では電動オイルポンプ６は空転しており、負荷が小さいものである。その後、電動オイルポンプ６の内部にオイルが充填されると、この瞬間、電動オイルポンプ６の負荷が急激に増加する。このように、負荷トルクが急激に増加する場合は、電動オイルポンプシステムでは頻繁に発生するものである。
【００７７】
通常の負荷変動（小さな負荷変動）の範囲であれば、軸誤差△θｃの増加に基づいて、制御上の回転速度ω１*を修正して一定時間内（制御応答周波数ωcＰＬＬによって決まる応答時間）に軸誤差△θｃがゼロに収束する。
【００７８】
しかしながら、図３（Ａ）に示すような急激な負荷変動が発生した場合には、図３（Ｃ）に示すように、軸誤差△θｃが急増加する。その結果、式（４）に従って演算される制御上の回転速度ω１*は、図３（Ｂ）に示すように、急減速する。このときには指令値通りの電流がｄ−ｑ軸に流れず、トルク発生に関係する電流成分が減少する。よって、図３（Ａ）に示すように、ブラシレスモータ４の出力トルクが減少し、さらに回転速度ω１*の減速を助長するようになり、ブラシレスモータ４が過負荷に耐え切れず、時刻ｔ＝ｔ１において停止する。すなわち、ブラシレスモータ４の回転速度がゼロとなる。このとき、時刻ｔ＝ｔ１では図のように軸誤差△θｃは通常よりも大きな値を示している。しかしながら、ブラシレスモータ４が実際に停止しても、式（３）は成立するので、軸誤差△θｃの演算は±９０度の範囲で必ず行われる。なお、軸誤差△θｃの演算は±１８０度の範囲まで拡張して演算してもよい。
【００７９】
前述したように軸誤差△θｃの演算が行なわれると、制御上の回転速度ω１*も演算される。このとき、実際のブラシレスモータの回転速度と制御上の回転速度ω１*は一致しないので、ブラシレスモータ制御装置内で擬似的に回転していると誤った認識をする。このときに制御指令トルクに変化があった場合、ブラシレスモータ４は停止しているため、制御指令トルクに追従できないが、ブラシレスモータ制御装置内では停止していないと判断して制御指令トルクに基づいて演算が行なわれ、結果的に所望の制御が得られなくなる。
【００８０】
ここで、時刻ｔ＝ｔ１での通常よりも大きな値を示している軸誤差△θｃは所望の制御が得られなくなる前に観測されるため、本実施形態の異常検出手段３０８は、この軸誤差△θｃを利用して、ブラシレスモータ制御装置内で擬似的に回転していると誤った認識しているか否かを判定する。
【００８１】
一方、時刻ｔ＝ｔ１以降での制御上の回転速度ω１*の値は負荷の変動状態にもよるが、ブラシレスモータ４の上限回転数付近の比較的高い回転数あるいは上限回転数を超えた回転数であったり、ブラシレスモータ４が駆動可能な回転数の範囲であったりもする。そのため、制御上の回転速度ω１*の値だけで、擬似的に回転していると誤った認識しているか否かの判断ができない。
【００８２】
次に、図４及び図５を用いて、本実施形態によるブラシレスモータ制御装置に用いる異常検出手段３０８の動作について説明する。
【００８３】
図４は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置に用いる異常検出手段の動作を示すフローチャートである。図５は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置に用いる異常検出手段の動作を示すタイミングチャートである。
【００８４】
異常検出手段３０８は、所定周期で軸誤差△θｃを監視している。そして、負荷変動が発生し、図３の時刻ｔ＝ｔ１で軸誤差△θｃが増加したとすると、これを検出し、ブラシレスモータ制御装置が擬似的に回転していると誤った認識していると判断する。具体的には、異常検出手段３０８は、軸誤差△θｃと、この軸誤差△θｃに対して予め設定した基準値とを比較し、軸誤差△θｃが基準値以上のときに、軸誤差△θｃが大きくなったと判定する。なお、所定周期内での軸誤差△θｃの変化分を監視して、後述する軸誤差△θｃを軸誤差△θｃの変化分に置き換えてもよいものである。
【００８５】
この基準値は、例えば次のように設定する。ブラシレスモータの場合、軸誤差△θｃが±９０度の範囲であれば、安定である。その範囲を超えるとブラシレスモータ自体が不安定となり、脱調する。また、弱め界磁制御を行なう場合でもブラシレスモータの出力トルクが約半分となる±６０度の範囲で制御される。よって、基準値の設定としては±６０度を超えた値に設定する。基準値の具体的な数値は実機試験やシミュレーション解析によって決めれるものである。
【００８６】
次に、軸誤差△θｃが、軸誤差△θｃに対して予め設定した基準値を超えた回数を記憶する。そして、この記憶した回数が、予め設定した所定回数を超えた時、異常と判定する。この設定した所定回数は、実機試験やシミュレーション解析によって決めるものである。
【００８７】
ここで、図４及び図５を用いて、異常検出手段３０８の具体的な動作について説明する。図５において、図５（Ａ）は軸誤差△θｃが軸誤差限界値を超えた回数を示し、図５（Ｂ）は警告信号を示し、図５（Ｃ）は軸誤差Δθｃを示している。図５（Ｄ）は異常信号を示し、図５（Ｅ）は再起動回数を示している。なお、図５の横軸は時間ｔを示している。
【００８８】
異常検出手段３０８は、予め設定した周期でソフトウェアタイマーをスタートさせる。具体的には軸誤差△θｃの演算が制御周期ごとに行われるため、その演算が何回行われたかをカウントすることによって時間を計測することができる。一例としては、予め設定する周期は５０ｍｓ程度の周期である。制御周期が１ｍｓとすると、５０回実行されれば、５０ｍｓとなる。なお、ソフトウェアタイマーは制御演算周期と独立したソフトウェアタイマーを用意して時間の計測を行なってもよいものである。
【００８９】
図４のステップＳ１において、異常検出手段３０８は、所定時間周期以上経過した否かを判定する。所定時間周期が経過してない場合にはステップＳ２に進み、所定時間周期が経過すると、ステップＳ１０に進む。
【００９０】
ステップＳ１で所定時間周期が経過してないと判定されると、ステップＳ２において、異常検出手段３０８は、軸誤差△θｃと、予め設定された軸誤差限界値（軸誤差△θｃに対して予め設定した基準値）とを比較する。軸誤差△θｃが、軸誤差限界値を超えるとステップＳ３に進み、超えない場合にはステップＳ１０に進む。
【００９１】
軸誤差△θｃが軸誤差限界値より小さい状態では、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、正常に電動オイルポンプ６が制御されているのと等価であり、ステップＳ１０において、通常の制御を実行する。通常の制御の時には、電動オイルポンプ６の回転数として、制御上の回転速度ω１*が上位制御装置１２へ送信される。このような状態のとき、制御上の回転速度ω１*と実際のブラシレスモータ４の回転速度が一致し、軸誤差△θｃはベクトル制御演算などが正しく修正され、ゼロ付近の値になる。よって、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて得られる制御指令トルクでブラシレスモータ４が駆動されているので正常と判断できる。
【００９２】
一方、軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上となると、図３（Ａ）にて説明したように、ブラシレスモータ４の出力トルクが上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、得られる制御指令トルクよりも小さくなる。このような状態のときには、ベクトル制御演算などが正しく修正されていない。すなわち、軸誤差△θｃがゼロ付近の値ではなく、±９０度の範囲で比較的大きな値になる。
【００９３】
そこで、軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上の場合には、ステップＳ３において、異常検出手段３０８は、軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上の値で発生した回数（軸誤差△θｃが軸誤差△θｃに対して予め設定した基準値を超えた回数）を記憶する。そして、記憶された発生回数が、予め設定された軸誤差異常上限回数（予め設定した前記軸誤差が前記基準値を超えた所定回数）を超えたか否かを判定する。発生回数が、軸誤差異常上限回数を超えてない場合には、次の演算結果によっては軸誤差△θｃがゼロ付近の値になることもあるので軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上の値で発生した回数のみを記憶したまま、ステップＳ１０に進む。
【００９４】
発生回数が軸誤差異常上限回数を超えると、ブラシレスモータ４の出力トルクが上位制御装置１２からの制御指令に基づいて得られる制御指令トルクよりも小さくなる。すなわち、ブラシレスモータ４に対する負荷に負けているので、電動オイルポンプ６から供給する圧力が低下し、自動変速機構１１のクラッチやブレーキなどを作動させる油圧が発生できない。
【００９５】
そこで、ステップＳ４において、異常検出手段３０８は、上位制御装置１２へ電動オイルポンプ６から供給する圧力が低下していることを示す警告情報を送信する。このときにも、電動オイルポンプ６の回転数は上位制御装置１２に送信される。図５に示す例では、時刻ｔ２において、図５（Ａ）に示すように、発生回数が軸誤差異常上限回数を超えた回数が所定回数（図５（Ａ）の例では、５回）を超えると、図５（Ｂ）に示すように、警告信号を出力する。
【００９６】
次に、ステップＳ５において、異常検出手段３０８は、再起動処理動作を実施した回数（リトライ回数）と、予め設定された再起動処理動作上限回数を比較する。
【００９７】
再起動処理動作を実施した回数が上限回数以下の場合には、電動オイルポンプ６が自動変速機構１１のクラッチやブレーキなどを作動させる油圧を確保することができないため、ステップＳ８において、異常検出手段３０８は、直ちに再起動処理動作に入る。すなわち、図５（Ｅ）に示すように、時刻ｔ２において、再起動処理を実行する。
【００９８】
再起動処理動作は、ブラシレス制御装置内の演算処理を止めた後に、演算処理結果を含め、すべて初期化する。その後、ブラシレスモータ４の所定の２相に通電して出力トルクがゼロとなる位置に回転子を移動して固定させてから、ブラシレスモータ４への通電モードを回転子とは無関係に変化させ、ブラシレスモータ４の回転速度を徐々に高める同期運転を行ない、センサレス制御が可能になった時点で制御を切り替える動作までを行なう。再起動処理は、例えば、特開昭６１−１２９０号公報に記載されている方法を実行する。
【００９９】
なお、油圧の供給経路中に十分な量のオイルが残存していると、圧力が十分に高い状態を維持している可能性がある。このような状態のときに、電動オイルポンプ６を再起動させても負荷に負けて脱調する場合がある。この状態を回避するために実験などによって予め設定した時間待ってから電動オイルポンプ６を再起動させる。一例としては、５０ｍｓ〜１００ｍｓ程度の時間である。なお、電動オイルポンプ６の吐出ロ付近に圧力センサを設けて、オイルの圧力が低下したことを確認してから再起動させてもよいものである。
【０１００】
再起動処理動作が完了後は、ステップＳ１０において、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、センサレス制御、すなわち、通常の制御に戻る。
【０１０１】
一方、ステップＳ５の判定において、起動処理動作を実施した回数が上限回数を超えたと判定されると、異常検出手段３０８は、電動オイルポンプ６が自動変速機構１１のクラッチやブレーキなどを作動させる油圧を発生することができないと判断して、上位制御装置１２に異常情報を送信すると共に、ブラシレスモータ制御装置３内の制御指令であるｑ軸電流Ｉｑ*をゼロにする。図５に示す例では、図５（Ｅ）に示す再起動回数が、時刻ｔ３において上限回数を超えたものとして、図５（Ｄ）に示すように、異常信号が出力される。また、このとき、図５（Ｂ）に示すように、警告信号はオフとなる。
【０１０２】
さらに、ステップＳ７において、異常検出手段３０８は、電力変換手段３２内にある３相インバ一タ回路の出力を止めて、電動オイルポンプ６の駆動を停止させる。
【０１０３】
ステップＳ１で所定時間周期が経過したと判定されると、ステップＳ９において、異常検出手段３０８は、ステップＳ３で記憶された発生回数をゼロにクリアする。
【０１０４】
そして、ステップＳ１０において、通常時の制御を実行する。
【０１０５】
すなわち、図５（Ｃ）に示すように、例えば、時刻ｔ０よりも前において、軸誤差が軸誤差限界値以上となった後に、次の演算結果によっては軸誤差△θｃがゼロ付近の値になることもある。この場合には、ステップＳ８による再起動処理は不要である。このような場合も考えて、軸誤差△θｃが軸誤差限界値を超えた回数が１回の状態では、ステップＳ８の再起動処理は行わない。ブラシレスモータ４の停止時には、時刻ｔ０以降の図５（Ｃ）に示すように、軸誤差△θｃは繰り返し軸誤差限界値を超えるため、所定回数（例えば、５回）を容易に超える。このようにすることで、軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上となった後に、次の演算結果によっては軸誤差△θｃがゼロ付近の値となる場合に、不要な再起動処理を実行することを防止できる。そのために、ステップ９では、所定周期内の発生回数が所定回数以下の場合には、その発生回数をゼロにクリアしている。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態では、予め設定した周期内で、ブラシレスモータ制御装置３の制御演算処理と共に、軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上となった回数が所定回数を超えると、上位制御装置１２に警告情報を送信する。そして、再起動処理動作が再起動処理動作上限回数以上行われた場合には、電動オイルポンプ６が故障したと判断して上位制御装置に故障情報を送信すると共に電動オイルポンプ６を停止させることにより、上位制御装置１２にあたかもブラシレスモータ４が駆動しているように誤った情報を送信することを防止することができる。
【０１０７】
なお、以上の説明では、所定周期は軸誤差の大小とは関係なく、繰り返されている。それに対して、軸誤差△θｃが予め設定した基準値を超えたときに、所定周期の計測を開始することもできる。これにより、異常と判定するまでの時間を短くすることができる。すなわち、異常検出の遅れを防止できる。
【０１０８】
また、以上の説明では、異常検出手段３０８は、軸誤差Δθｃのみによって、ブラシレスモータ４の異常を検出しているが、図２に示すように、異常検出手段３０８は、軸誤差Δθｃと、制御上の回転速度ω１*とを入力信号とし、両者を用いてブラシレスモータ４が停止したにも拘わらず、あたかもブラシレスモータ４が駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止することもできる。例えば、ブラシレスモータ４の回転子がロックした場合、図３（Ｃ）に示すように、軸誤差△θｃが増加する。このとき、制御上の回転速度ω１*、すなわち、モータ印加電圧の周波数はゼロとなるが、特定の相への通電を避けるためにモータ印加電圧の周波数を所定値に固定させて通電相を順次切り替える。このようなブラシレスモータ４の回転子がロック状態にあることを検出することと区別する場合には、異常検出手段３０８は、軸誤差△θｃと、軸誤差△θｃに対して予め設定した第１の基準値とを比較するとともに、制御上の回転速度ω１*と、回転速度ω１*に対して予め設定した第２の基準値とを比較し、第２の基準値より回転速度ω１*が高く、かつ、軸誤差△θｃも第１の基準値以上に大きい場合に、ステップＳ３以降の処理を実行するようにすることもできる。回転速度ω１*に対して予め設定した第２の基準値の具体的な数値は実機試験やシミュレーション解析によって決めるものである。一例としては、１Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度の周波数である。
【０１０９】
また、以上の説明では、軸誤差△θｃが基準値を超えた回数が所定回数（例えば、５回）を超えた場合に、再起動処理を実行しているが、所定回数を１回とすることもできる。これにより、軸誤差△θｃが基準値を超えた場合には直ちに再起動処理を実行して、速やかに制御を通常制御に戻すことができる。一方では、所定回数を２回以上とすることで、軸誤差が軸誤差限界値以上となった後に、次の演算結果によっては軸誤差△θｃがゼロ付近の値となる場合に、不要な再起動処理を実行することを防止できる。
【０１１０】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されなりものであり、ブラシレスモータを駆動源とする電動オイルポンプ６は上記の自動変速機を搭載した車両以外に、無段自動変速機の制御装置を搭載したハイブリッド車両に対しても適用することができる。また、本発明は電動オイルポンプシステムに限定されないのであって、ブラシレスモータを駆動源する例えば、アクチュエータを駆動させるシステムや液体ポンプシステムにも適用することができる。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ブラシレスモータに対する負荷の急激な変動などによってブラシレスモータの誘起電圧が発生していないにも拘わらず、ブラシレスモータ制御装置内の制御演算が行われて、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止することで信頼性の高い電動オイルポンプを駆動させることができる。
【符号の説明】
【０１１２】
２…電源
４…ブラシレスモータ
１２…上位制御装置
３１…制御器
３２…電力変換手段
３３…電流検出器
３００…制御指令発生手段
３０１…電流制御手段
３０２…ブラシレスモータ制御手段
３０３…逆座標変換手段
３０４…電流再現手段
３０５…座標変換手段
３０６…軸誤差演算手段
３０７…速度・位相演算手段
３０８…異常検出手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータシステムに係り、特に、ブラシレスモータの回転子位置を検出するセンサを有しないセンサレス制御に好適なブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃費の向上や環境問題に対して、ガソリンエンジンと電動モータで駆動するハイブリッド車や自動車の停車時にエンジンをストップさせるアイドルストップ車が有効であることが知られている。前述のような自動車では、自動変速機の油圧制御装置や変速機構などに油圧を供給するため、エンジンの駆動力によって駆動される機械式オイルポンプとバッテリなどの外部からの電力によって駆動される電動オイルポンプを備えている。例えば、信号待ちなどの停車時にエンジンを停止すると、これに伴い、機械式オイルポンプも停止するので、前述のようなエンジンの駆動力とは独立した電動オイルポンプを駆動して、自動変速機などに対して必要な油圧を供給するように構成されている。
【０００３】
近年では、電動オイルポンプに小型、高温耐久性の観点からブラシレスモータによって駆動する方式が注目されている。ブラシレスモータを駆動させるためには回転子の位置を検出するセンサが必要である。このセンサとして、エンコーダやホール素子を設けると、特に車載用の用途においてはブラシレスモータを高温のエンジンルーム内に搭載する場合にセンサの耐熱性が問題となる。そこで、回転子の位置を検出するセンサを設けることなく回転子の位置を推定する位置センサレス制御技術が数多く提案されている。
【０００４】
例えば、モータの電気定数であるｑ軸インダクタンスと、モータ電流の大きさ及びモータ印加電圧の周波数といった観測可能量から推定した誘起電圧の位相が、制御回転座標上の仮想の回転子位置と観測不可能な実際の回転子位置との軸ずれ角（以下、「軸誤差」と称する）を表すことに基づいて、仮想の回転子位置の回転速度を加速させたり、減速させたりするように、モータ印加電圧の周波数を制御して、ブラシレスモータのセンサレス制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このとき、ブラシレスモータが脱調しないで駆動されている場合は、制御上の回転速度と実際の回転速度はほぼ一致している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５１８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、上記の位置センサレス技術を適用させたブラシレスモータ制御装置の用途も多くなっており、これまであまり使用されてこなかった低回転領域あるいは高回転領域での駆動が求められている。さらに、用途の多様化に伴い、ブラシレスモータに加わる負荷の変動も様々であり、負荷変動が多く、過負荷な状況化でもセンサレス制御を実現させる必要がある。このように、ブラシレスモータのセンサレス制御はこれまでの制御可能な範囲を超えても安定に駆動させることが求められている。
【０００７】
特許文献１において、軸誤差からモータ印加電圧の周波数を演算する周波数演算部の応答性は予め設定された制御応答周波数によって決定される。よって、モータに対する負荷の急変に追従させようとして制御応答周波数を高くしても、それ以上に負荷の変化が早い場合には十分な応答性を確保できない。一方では、ブラシレスモータ制御装置に採用するマイコンで設定可能な制御周期の限界や制御系の安定性などの理由により、十分な応答性を確保できる制御応答周波数を設定できない場合もある。そのため、制御応答周波数が低く設定されると軸誤差が大きくなると共に、モータの出カトルクが小さくなり、やがてモータに対する負荷に負けて停止するが、モータ印加電圧の周波数が演算結果によって零にならない場合もある。その結果、モータが停止したにも拘わらず、ブラシレスモータ制御装置の内部の演算が行われるので、擬似的に回転していると認識し、所望の制御が得られなくなる恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、ブラシレスモータが停止したにも拘わらず、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止できるブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ブラシレスモータの回転子位置を検出するセンサを有しないブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータ制御装置であって、上位制御装置からの制御指令に応じて、前記ブラシレスモータに印加する電圧指令を演算するブラシレスモータ制御部と、該ブラシレスモータ制御部からの電圧指令に基づいて、直流電力を３相交流電力に変換して前記ブラシレスモータに供給する電力変換部と、前記ブラシレスモータに流れる電流に基づいて、回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流値に変換する座標変換部と、前記ブラシレスモータ制御部が出力する電圧指令と、前記座標変換部により求められた電流値と、前記ブラシレスモータの制御上の回転速度を用いて、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差を推定演算する軸誤差演算部と、該軸誤差演算部により求められた軸誤差に基づいて、前記ブラシレスモータを異常と判定する異常検出部とを備えるようにしたものである。
【００１０】
かかる構成により、ブラシレスモータが停止したにも拘わらず、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止できるものとなる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記異常検出部は、前記軸誤差が、前記軸誤差に対して予め設定した基準値を所定回数以上超えた場合、異常と判定するようにしたものである。
【００１２】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記異常検出部は、異常と判定した場合、前記上位制御装置に警告信号を出力するようにしたものである。
【００１３】
（４）上記（２）において、好ましくは、前記異常検出部は、異常と判定した場合、前記ブラシレスモータを再起動させるものである。
【００１４】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記異常検出部は、前記ブラシレスモータの再起動回数が所定回数以上の場合、前記ブラシレスモータを停止させるようにしたものである。
【００１５】
（６）上記（１）において、好ましくは、前記異常検出部は、前記軸誤差が電気角で６０度以上のときあるいは−６０度以下のときに異常と判定するようにしたものである。
【００１６】
（７）上記（１）において、好ましくは、前記異常検出部は、所定時間内に、前記軸誤差が、前記軸誤差に対して予め設定した基準値を所定回数以上超えた場合、異常と判定するようにしたものである。
【００１７】
（８）上記（７）において、好ましくは、前記異常検出部は、前記軸誤差が前記基準値を１回超えたときに前記所定時間の計測を開始するようにしたものである。
【００１８】
（９）上記（２）において、好ましくは、前記異常検出部は、前記ブラシレモータの回転速度が前記回転速度に対して予め設定した第２の基準値を超えた場合に異常と判定するようにしたものである。
【００１９】
（１０）また、上記目的を達成するために、本発明は、ブラシレスモータの回転子位置を検出するセンサを有しないブラシレスモータと、前記ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータ制御装置を有するブラシレスモータシステムであって、前記ブラシレスモータ制御装置は、上位制御装置からの制御指令に応じて、前記ブラシレスモータに印加する電圧指令を演算するブラシレスモータ制御部と、該ブラシレスモータ制御部からの電圧指令に基づいて、直流電力を３相交流電力に変換して前記ブラシレスモータに供給する電力変換部と、前記ブラシレスモータに流れる電流に基づいて、回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流値に変換する座標変換部と、前記ブラシレスモータ制御部が出力する電圧指令と、前記座標変換部により求められた電流値と、前記ブラシレスモータの制御上の回転速度を用いて、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差を推定演算する軸誤差演算部と、該軸誤差演算部により求められた軸誤差に基づいて、前記ブラシレスモータを異常と判定する異常検出部とを備えるようにしたものである。
【００２０】
かかる構成により、ブラシレスモータが停止したにも拘わらず、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止できるものとなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ブラシレスモータが停止したにも拘わらず、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用した電動オイルポンプシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用したブラシレスモータシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】ブラシレスモータの回転子の位置を推定する位置センサレス制御を実現するブラシレスモータ制御装置において生じる軸誤差の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置に用いる異常検出手段の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置に用いる異常検出手段の動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図１〜図５を用いて、本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置の構成及び動作について説明する。
【００２４】
最初に、図１を用いて、本実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用した電動オイルポンプシステムの全体構成について説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用した電動オイルポンプシステムの全体構成を示すブロック図である。
【００２６】
電動オイルポンプ装置１は、ブラシレスモータ制御装置３と、電動オイルポンプ６とを備えている。電動オイルポンプ６は、ブラシレスモータ４と、電動式オイルポンプ５とを備えている。ブラシレスモータ制御装置３は、ブラシレスモータ４の回転を制御して、その出力軸からの駆動力により、電動式オイルポンプ５を駆動する。電動オイルポンプ装置１は、自動変速機構１１の下部のオイルパン７に貯まっているオイルを、電動式オイルポンプ５により汲み上げ、油路Ｌ１により切換弁機構９に汲み上げたオイルを供給する。
【００２７】
電動オイルポンプ装置１は、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、電動オイルポンプ６の作動を制御する。ブラシレスモータ制御装置３は、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、電動オイルポンプ６の駆動を制御する。
【００２８】
電動オイルポンプ装置１は、エンジンが停止したときあるいは機械式オイルポンプ８によって必要な作動油圧が確保できない場合に適宜作動させて、自動変速機構１１の中のクラッチやブレーキなどの締結機構へ油圧を供給するときなどに用いる。
【００２９】
上位制御装置１２には、自動変速機の入力回転数を検出する回転センサからの信号や自動車の運転手が自動変速機を操作するためのシフトレバーのシフトレンジを検出するシフトセンサからの信号などが入力され、それらの信号に基づいて、電動オイルポンプ６を作動させる制御指令をブラシレスモータ制御装置３に送信する。同時に、上位制御装置１２は、自動変速機構１１や油圧回路１０内に取り付けられた油温センサからの油温情報もブラシレスモータ制御装置３に送信する。また、上位制御装置１２は、ブラシレスモータ制御装置３からの回転数情報や故障情報を受信する機能を有している。
【００３０】
電源２は、バッテリなどの蓄電装置であり、ブラシレスモータ制御装置３に接続して直流電力を供給する。ブラシレスモータ４としては、３相同期モータを用いている。従って、ブラシレスモータ制御装置３は、図２を用いて後述するように、電源２から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、それをブラシレスモータ４に供給する。
【００３１】
また、電動式オイルポンプ５と並列に機械式オイルポンプ８が備えられている。機械式オイルポンプ８は、エンジンなどの駆動力を利用して、高い圧力のオイルを供給することができる。機械式オイルポンプ８は、オイルパン７に貯まっているオイルを汲み上げ、油路Ｌ２を介して、汲み上げたオイルを切換弁機構９に供給する。
【００３２】
切換弁機構９は、自動変速機構１１の中のクラッチやブレーキなどの締結機構への作動油の給排の切換や圧カコントロールを行い、油圧回路１０や自動変速機構１１などの潤滑及び冷却のためのオイルを供給する。切換弁機構９に流入した所定圧以上の油圧は、油路Ｌ３により、油圧回路１０を介して自動変速機構１１に供給される。なお、油圧回路１０は、自動変速機構１１の油圧回路と共用してもよいものである。
【００３３】
自動変速機構１１には、オイルの油温を検出する油温センサや、自動変速機１１の入力軸や出力軸などの回転数を検出する回転センサが設けられている。油温センサによって検出されたオイルの油温や回転数センサによって検出された回転数は、上位制御装置１２に送信される。
【００３４】
次に、電動オイルポンプシステムの動作について説明する。例えば、自動車の走行時、すなわち、エンジン駆動中は、機械式オイルポンプ８により、自動変速機構１１の下部のオイルパン７に貯まっているオイルは切換弁機構９に供給され、油圧回路１０及び自動変速機構１１にオイルパン７のオイルが矢印ＦＰ１の方向へ流れ、クラッチやブレーキなどの締結機構への油圧の供給や自動変速機構１１の適宜の箇所に潤滑や冷却のためのオイルを供給する。
【００３５】
一方、例えば、信号待ちなどにアイドリングストップしてエンジンが停止すると、エンジン回転数が低下すると共に機械式オイルポンプ８も回転数が低下して油路Ｌ２、Ｌ３の油圧が低下するので、油圧を発生させることが困難となる。そこで、エンジン停止中でも各締結機構への作動油圧を確保できるように、バッテリのような蓄電装置からの電力によって電動オイルポンプ６を駆動させる。
【００３６】
そこで、アイドリングストップと同時に、上位制御装置１２は、油圧回路１０や自動変速機構１１などに供給される油圧を制御するため、電動オイルポンプ６を起動させる制御指令をブラシレスモータ制御装置３に出力する。これにより、電動オイルポンプ６が回転して、オイルを矢印ＦＰ２の方向に流し、油圧を徐々に上昇させる。エンジンが停止するため、機械式オイルポンプ８の油圧が低下し、切換弁機構９により阻止されていた電動オイルポンプ６の油圧がある閾値を超えると、オイルは、電動オイルポンプ６、切換弁機構９、油圧回路１０、自動変速機構１１、油路Ｌ４、オイルパン７の経路を通って循環する。
【００３７】
次に、図２を用いて、本実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用したブラシレスモータシステムの構成について説明する。
【００３８】
図２は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置を適用したブラシレスモータシステムの構成を示すブロック図である。なお、図２において、図１と同一符号は同一部分を示している。
【００３９】
ブラシレスモータシステムは、上位制御装置１２と、ブラシレスモータ制御装置３と、電源２と、ブラシレスモータ４とから構成される。また、ブラシレスモータ制御装置３は、制御器３１と、電力変換手段３２と、電流検出器３３とから構成される。
【００４０】
ここで、ブラシレスモータ４の磁束軸を基準とし、この磁束軸をｄ軸（磁束軸相当）とし、このｄ軸に直交する軸をｑ軸（トルク軸相当）とし、制御上の仮想の磁束軸をｄｃ軸、前記ｄｃ軸に直交する軸をｑｃ軸と定義する。また、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸ずれ角、すなわち、特許文献１のように観測可能量から推定した誘起電圧の位相が制御上の仮想の回転子位置θｃ*と観測不可能な実際の回転子位置θｃの軸ずれ角を、「軸誤差」と称する。後述するようなセンサレス制御の場合、ブラシレスモータ４の磁束軸を基準としたｄ−ｑ軸と、ブラシレスモータ制御装置内のｄｃ−ｑｃ軸とが定常的に一致しており、ブラシレスモータの発生トルクの線形化などが実現できる。
【００４１】
上位制御装置１２は、ブラシレスモータ４を回転駆動させる制御指令（例えば、所望の油圧指令値）及び自動変速機構１１の作動油温を、ブラシレスモータ制御装置３の制御器３１に出力する。制御器３１は、上位制御装置１２からの制御指令に応じて、電力変換手段３２に電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*を出力する。電力変換手段３２は、制御器３１からの電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に基づいて、電源２からの直流電力を３相交流電力に変換して、ブラシレスモータ４の３相コイルに供給して、ブラシレスモータ４を駆動させる。電流検出器３３は、電力変換手段３２から制御対象であるブラシレスモータ４（あるいは電動オイルポンプ６）に電源２から供給される直流電流を検出する。
【００４２】
制御器３１は、制御指令発生手段３００と、電流制御手段３０１と、ブラシレスモータ制御手段３０２と、逆座標変換手段３０３と、電流再現手段３０４と、座標変換手段３０５と、軸誤差演算手段３０６と、速度・位相演算手段３０７と、異常検出手段３０８とから構成される。
【００４３】
制御指令発生手段３００は、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、ブラシレスモータ４のｄ軸成分（磁束軸成分）の電流指令Ｉｄ*と、ブラシレスモータ４のｑ軸成分（トルク軸成分）の電流指令Ｉｑ*を演算する。
【００４４】
電流制御手段３０１は、制御指令発生手段３００により求められたｄ軸上の電流指令Ｉｄ*及びｑ軸上の電流指令Ｉｑ*と、後述する座標変換手段３０５により求められたｄｃ軸上の電流検出値Ｉｄｃ及びｑｃ軸上の電流検出値Ｉｑｃとに基づいて、第２の電流指令Ｉｄ**及び第２の電流指令Ｉｑ**を演算する。
【００４５】
ブラシレスモータ制御手段３０２は、電流制御手段３０１により求められた第２のｄ軸電流指令値Ｉｄ**及び第２のｑ軸電流指令値Ｉｑ**と、後述する速度・位相演算手段３０７により求められたモータの回転速度ω１*に基づいて、ｄｃ−ｑｃ軸上の電圧指令Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*を演算する。
【００４６】
逆座標変換手段３０３は、ブラシレスモータ制御手段３０２により求められたｄｃ−ｑｃ軸上の電圧指令Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*と、後述の速度・位相演算手段３０７により求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを用いて、三相交流軸上の値に変換し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相電圧Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*として電力変換手段３２に出力する。
【００４７】
一方、電流再現手段３０４は、電流検出器３３により検出された、電力変換手段３２に供給される直流電流検値ＩＤＣに基づいて、三相交流軸上の電流値である三相交流電流Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、Ｉｗｃを再現する。
【００４８】
座標変換手段３０５は、電流再現手段３０４により再現された三相交流軸上の電流値Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、Ｉｗｃを、後述の速度・位相演算手段３０７により求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを用いて、回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流値Ｉｑｃ、Ｉｄｃに変換する。変換された電流値Ｉｑｃ、Ｉｄｃは、上述の電流制御手段３０１に供給される。
【００４９】
軸誤差演算手段３０６は、ブラシレスモータ制御手段３０２により求められた電圧指令Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*と、後述の速度・位相演算手段３０７により求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃと、座標変換手段３０５により求められた回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流検出値Ｉｑｃ、Ｉｄｃとを用いて、ブラシレスモータのｄ−ｑ軸と制御軸ｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差Δθｃを推定演算する。すなわち、軸誤差演算手段３０６は、ブラシレスモータ４の磁束軸を基準とし、磁束軸をｄ軸とし、ｄ軸に直交する軸をｑ軸とし、制御上の仮想の磁束軸をｄｃ軸とし、ｄｃ軸に直交する軸をｑｃ軸としたとき、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差Δθｃを推定演算する。
【００５０】
速度・位相演算手段３０７は、軸誤差演算手段３０６に求められた軸誤差△θｃに基づいて、モータの回転速度ω１*及びブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを推定演算する。求められたモータの回転速度ω１*は、ブラシレスモータ制御手段３０２及び軸誤差演算手段３０６に供給される。また、求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃは、逆座標変換手段３０３に供給される。
【００５１】
異常検出手段３０８は、軸誤差演算手段３０６により求められた軸誤差△θｃに基づいて、異常を判定する。また、異常検出手段３０８は、軸誤差△θｃと速度・位相演算手段３０７により求められたモータの回転速度ω１*の両方を用いて、異常を判定することができる。
【００５２】
次に、図２に示したブラシレスモータシステムの動作原理について、より詳細に説明する。
【００５３】
上位制御装置１２は、自動変速機構１１のクラッチやブレーキなどを作動させる所定のライン圧を決定するために自動変速機の入力回転数を検出する回転センサからの信号や自動車の運転手が自動変速機を操作するためのシフトレバーのシフトレンジを検出するシフトセンサからの信号などに基づいて、ブラシレスモータ４に回転駆動させる制御指令（例えば、所望の油圧指令値）を演算し、ブラシレスモータ制御装置３に出力する。また、上位制御装置１２は、自動変速機構１１に設けられたオイルの油温を検出する油温センサから出力された作動油温もブラシレスモータ制御装置３に出力する。
【００５４】
なお、上位制御装置１２から送信される制御指令値は、電動オイルポンプ６から発生する油圧が予め求められる場合には、ブラシレスモータ４の回転数を制御指令としてもよいものである。
【００５５】
制御指令発生手段３００は、上位制御装置１２から送信された所望の油圧指令値と自動変速機構１１の作動油温に基づいて、ブラシレスモータ４のｑ軸上の電流指令値Ｉｑ*を演算して出力する。ｑ軸上の電流指令値Ｉｑ*は、ブラシレスモータ４のトルク軸成分である。なお、ブラシレスモータ４のｑ軸電流指令値Ｉｑ*は、予め油圧指令値と油温を入力として、ｑ軸上の電流指令値Ｉｑ*を選択するマップデータを記憶させておき、このマップデータを参照することで求めるようにしてもよいものである。
【００５６】
同様に、制御指令発生手段３００は、上位制御装置１２から送信された所望の油圧指令値と自動変速機構１１の作動油温に基づいて、ブラシレスモータ４のｄ軸上の電流指令値Ｉｄ*を演算して出力する。ｄ軸上の電流指令値Ｉｄ*はブラシレスモータ４の磁束軸成分である。ｄ軸上の電流指令値Ｉｄ*は、ブラシレスモータ４の発生トルクに寄与しないため、通常ゼロに設定される。ブラシレスモータ４の制御方式、例えば、弱め界磁制御や効率最大化制御などを行なう場合には、ゼロ以外の指令を与えることがある。なお、ｄ軸上の電流指令値Ｉｄ*もｑ軸電流指令値Ｉｑ*と同様にマップデータを参照することで求めるようにしてもよいものである。ここでは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*に相当するトルク（制御指令トルクとも称する）を発生するようにさせるため、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*をゼロに設定する。
【００５７】
電流制御手段３０１は、座標変換手段３０５が出力するｄｃ軸上の電流検出値Ｉｄｃと、制御指令発生手段３００から出力されるｄ軸上の電流指令値Ｉｄ*とを比較し、両者が一致するように電流を制御するための、第２のｄ軸電流指令値Ｉｄ**を出力する。同様に、電流制御手段３０１は、座標変換手段３０５が出力するｑｃ軸上の電流検出値Ｉｑｃと、制御指令発生手段３００から出力されるｑ軸上の電流指令値Ｉｑ*とを比較し、両者が一致するように電流を制御するための、第２のｑ軸電流指令値Ｉｑ**を出力する。電流制御手段３０１としては、例えば、一般に電流制御に用いるＰＩ制御（比例・積分）、ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御を用いることができる。
【００５８】
ブラシレスモータ制御手段３０２は、電流制御手段３０１により求められた第２のｄ軸電流指令値Ｉｄ**及び第２のｑ軸電流指令値Ｉｑ**と、速度・位相演算手段３０７により求められたモータの回転速度ω１*に基づいて、ブラシレスモータへの印加電圧指令Ｖｄｃ*及びＶｑｃ*を、以下の式（１）、式（２）により演算する。
【００５９】
Ｖｄｃ*＝Ｒ１*・Ｉｄｃ−ω１*・Ｌｑ*・Ｉｑｃ …（１）
Ｖｑｃ*＝Ｒ１*・Ｉｑｃ＋ω１*・Ｌｄ*・Ｉｄｃ＋Ｋｅ・ω１ …（２）
ここで、Ｒ１*はブラシレスモータの巻線の抵抗であり、Ｌｄはｄ軸インダクタンスであり、Ｌｑはｑ軸インダクタンスであり、Ｋｅはブラシレスモータの誘起電圧定数である。式（１）、式（２）は、ベクトル制御で用いられている演算式と同じである。
【００６０】
逆座標変換手段３０３は、ブラシレスモータ制御手段３０２により式（１）、式（２）を用いて求められたｄｃ−ｑｃ軸上の電圧指令Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*を、速度・位相演算手段３０７により求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを用いて、三相交流軸上の値に座標変換し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*として電力変換手段３２に出力する。
【００６１】
電力変換手段３２は、内部に三相インバータ回路を構成するスイッチング素子（例えば、Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を備えている。三相インバータ回路は、各相毎に上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子を備えている。電力変換手段３２は、３相交流の電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*をパルス信号に変換し、この信号に基づいて複数のスイッチング素子の内の所定のスイッチング素子を駆動させることで。ブラシレスモータ４に３相交流の電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に相当する電圧を印加する。そして、ブラシレスモータ４の各相への通電を順次切り替えることで、各相に電流を供給して、ブラシレスモータ４を駆動させることができる。
【００６２】
電流再現手段３０４は、電流検出手段３３により検出された、電源２から電力変換手段３２に供給する直流電流ＩＤＣから、ブラシレスモータ４に流れるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、Ｉｗｃを再現する。再現された各相の電流検出値Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、１ｗｃは、座標変換手段３０５に出力する。
【００６３】
座標変換手段３０５は、電流再現手段３０４により求められた三相交流軸上の電流検出値Ｉｕｃ、Ｉｖｃ、Ｉｗｃを、速度・位相演算手段３０７により求められたブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを用いて、逆座標変換を行い、ｄｃ軸上の電流検出値Ｉｄｃ及びｑｃ軸上の電流検出値Ｉｑｃを出力する。
【００６４】
軸誤差演算手段３０６は、電圧指令値Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*、電流検出値Ｉｄｃ、Ｉｑｃ、回転速度ω１*、及びブラシレスモータ定数に基づいて、ブラシレスモータのｄ−ｑ軸と制御軸ｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差△θｃを演算する。具体的には、式（３）に従って、軸誤差△θｃを演算する。
【００６５】
△θｃ＝ｔａｎ−１（（Ｖｄｃ*−Ｒ１*・Ｉｄｃ＋ω１*・Ｌｑ・Ｉｑｃ）／（Ｖｑｃ*−Ｒ１*・Ｉｑｃ＋ω１*・Ｌｑ・Ｉｄｃ）） …（３）
式（３）は、前述した特許文献１に示された軸誤差演算方法である。
【００６６】
速度・位相演算手段３０７は、軸誤差演算手段３０６により求められた軸誤差△θｃをゼロにするように、回転速度ω１*を出力する。具体的には、式（４）に従って、回転速度ω１*を演算する。
【００６７】
ω１*＝−Δθｃ（ＫＰＰＬＬ＋（ＫＩＰＬＬ／ｓ）） …（４）
ここで、ＫＰＰＬＬは比例したゲイン、ＫＩＰＬＬは積分ゲイン、ｓはラプラス演算子である。制御ゲインＫＰＰＬＬ、ＫＩＰＬＬは、制御応答周波数ωcＰＬＬによって決定される。
【００６８】
また、速度・位相演算手段３０７は、式（４）により算出された回転速度ω１*を積分し、ブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃを出力する。結果として、軸誤差△θｃによってブラシレスモータ制御装置内部の交流位相θｃが補正される。
【００６９】
異常検出手段３０８は、軸誤差演算手段３０６が求めた軸誤差△θｃに基づいて、異常を判定するものであり、その詳細動作については、図３〜図５を用いて後述する。
【００７０】
次に、図３を用いて、ブラシレスモータの回転子の位置を推定する位置センサレス制御を実現するブラシレスモータ制御装置において生じる軸誤差について説明する。
【００７１】
図３は、ブラシレスモータの回転子の位置を推定する位置センサレス制御を実現するブラシレスモータ制御装置において生じる軸誤差の説明図である。
【００７２】
図３において、図３（Ａ）はブラシレスモータの発生トルク及び負荷トルクを示し、図３（Ｂ）はブラシレスモータの回転速度及び制御上の回転速度ω１*を示し、図３（Ｃ）は軸誤差△θｃを示している。図３の横軸は時間ｔを示している。
【００７３】
図３により、急激な負荷変動が発生したときにブラシレスモータの誘起電圧が発生していないにも拘わらず、ブラシレスモータ制御装置内の制御演算が行われて、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をする一例について説明する。
【００７４】
図３はブラシレスモータ４に対する負荷トルクが制御指令トルクよりも大きい場合のブラシレスモータの発生トルク及び負荷トルク、ブラシレスモータの回転速度及び制御上の回転速度ω１*、軸誤差△θｃを示す。
【００７５】
時刻ｔ＝ｔ０において、急激な負荷変動が発生したとする。すなわち、図３（Ａ）に示すように、負荷トルクがステップ的に増加し、その結果、ブラシレスモータ４に対する負荷トルクが制御指令トルクよりも大きくなったものとする。この場合、図３（Ｃ）に示すように、負荷変動の発生と同時に軸誤差△θｃが増加する。
【００７６】
なお、負荷トルクがステップ的に増加する事例としては、例えば、アイドリングルストップによりエンジンを停止した後、車両の発進のためにエンジンが再始動されると、機械式オイルポンプ８がエンジンよって駆動され、油路Ｌ２の油圧が徐々に増加する。油路Ｌ２の油圧が所定圧になると、切換弁機構９は油路Ｌ１から油路Ｌ２に切り換える。この油路切換の際、切換弁機構９により油路Ｌ１が閉じられると、このとき電動オイルポンプ６はまだ駆動されているため、油路Ｌ１の圧力が急に高くなり、負荷トルクが急激に増加する。また、別の例としては、電動オイルポンプ６の内部にオイルが充填してない状態で、電動オイルポンプ６が駆動を開始すると、この時点では電動オイルポンプ６は空転しており、負荷が小さいものである。その後、電動オイルポンプ６の内部にオイルが充填されると、この瞬間、電動オイルポンプ６の負荷が急激に増加する。このように、負荷トルクが急激に増加する場合は、電動オイルポンプシステムでは頻繁に発生するものである。
【００７７】
通常の負荷変動（小さな負荷変動）の範囲であれば、軸誤差△θｃの増加に基づいて、制御上の回転速度ω１*を修正して一定時間内（制御応答周波数ωcＰＬＬによって決まる応答時間）に軸誤差△θｃがゼロに収束する。
【００７８】
しかしながら、図３（Ａ）に示すような急激な負荷変動が発生した場合には、図３（Ｃ）に示すように、軸誤差△θｃが急増加する。その結果、式（４）に従って演算される制御上の回転速度ω１*は、図３（Ｂ）に示すように、急減速する。このときには指令値通りの電流がｄ−ｑ軸に流れず、トルク発生に関係する電流成分が減少する。よって、図３（Ａ）に示すように、ブラシレスモータ４の出力トルクが減少し、さらに回転速度ω１*の減速を助長するようになり、ブラシレスモータ４が過負荷に耐え切れず、時刻ｔ＝ｔ１において停止する。すなわち、ブラシレスモータ４の回転速度がゼロとなる。このとき、時刻ｔ＝ｔ１では図のように軸誤差△θｃは通常よりも大きな値を示している。しかしながら、ブラシレスモータ４が実際に停止しても、式（３）は成立するので、軸誤差△θｃの演算は±９０度の範囲で必ず行われる。なお、軸誤差△θｃの演算は±１８０度の範囲まで拡張して演算してもよい。
【００７９】
前述したように軸誤差△θｃの演算が行なわれると、制御上の回転速度ω１*も演算される。このとき、実際のブラシレスモータの回転速度と制御上の回転速度ω１*は一致しないので、ブラシレスモータ制御装置内で擬似的に回転していると誤った認識をする。このときに制御指令トルクに変化があった場合、ブラシレスモータ４は停止しているため、制御指令トルクに追従できないが、ブラシレスモータ制御装置内では停止していないと判断して制御指令トルクに基づいて演算が行なわれ、結果的に所望の制御が得られなくなる。
【００８０】
ここで、時刻ｔ＝ｔ１での通常よりも大きな値を示している軸誤差△θｃは所望の制御が得られなくなる前に観測されるため、本実施形態の異常検出手段３０８は、この軸誤差△θｃを利用して、ブラシレスモータ制御装置内で擬似的に回転していると誤った認識しているか否かを判定する。
【００８１】
一方、時刻ｔ＝ｔ１以降での制御上の回転速度ω１*の値は負荷の変動状態にもよるが、ブラシレスモータ４の上限回転数付近の比較的高い回転数あるいは上限回転数を超えた回転数であったり、ブラシレスモータ４が駆動可能な回転数の範囲であったりもする。そのため、制御上の回転速度ω１*の値だけで、擬似的に回転していると誤った認識しているか否かの判断ができない。
【００８２】
次に、図４及び図５を用いて、本実施形態によるブラシレスモータ制御装置に用いる異常検出手段３０８の動作について説明する。
【００８３】
図４は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置に用いる異常検出手段の動作を示すフローチャートである。図５は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータ制御装置に用いる異常検出手段の動作を示すタイミングチャートである。
【００８４】
異常検出手段３０８は、所定周期で軸誤差△θｃを監視している。そして、負荷変動が発生し、図３の時刻ｔ＝ｔ１で軸誤差△θｃが増加したとすると、これを検出し、ブラシレスモータ制御装置が擬似的に回転していると誤った認識していると判断する。具体的には、異常検出手段３０８は、軸誤差△θｃと、この軸誤差△θｃに対して予め設定した基準値とを比較し、軸誤差△θｃが基準値以上のときに、軸誤差△θｃが大きくなったと判定する。なお、所定周期内での軸誤差△θｃの変化分を監視して、後述する軸誤差△θｃを軸誤差△θｃの変化分に置き換えてもよいものである。
【００８５】
この基準値は、例えば次のように設定する。ブラシレスモータの場合、軸誤差△θｃが±９０度の範囲であれば、安定である。その範囲を超えるとブラシレスモータ自体が不安定となり、脱調する。また、弱め界磁制御を行なう場合でもブラシレスモータの出力トルクが約半分となる±６０度の範囲で制御される。よって、基準値の設定としては±６０度を超えた値に設定する。基準値の具体的な数値は実機試験やシミュレーション解析によって決めれるものである。
【００８６】
次に、軸誤差△θｃが、軸誤差△θｃに対して予め設定した基準値を超えた回数を記憶する。そして、この記憶した回数が、予め設定した所定回数を超えた時、異常と判定する。この設定した所定回数は、実機試験やシミュレーション解析によって決めるものである。
【００８７】
ここで、図４及び図５を用いて、異常検出手段３０８の具体的な動作について説明する。図５において、図５（Ａ）は軸誤差△θｃが軸誤差限界値を超えた回数を示し、図５（Ｂ）は警告信号を示し、図５（Ｃ）は軸誤差Δθｃを示している。図５（Ｄ）は異常信号を示し、図５（Ｅ）は再起動回数を示している。なお、図５の横軸は時間ｔを示している。
【００８８】
異常検出手段３０８は、予め設定した周期でソフトウェアタイマーをスタートさせる。具体的には軸誤差△θｃの演算が制御周期ごとに行われるため、その演算が何回行われたかをカウントすることによって時間を計測することができる。一例としては、予め設定する周期は５０ｍｓ程度の周期である。制御周期が１ｍｓとすると、５０回実行されれば、５０ｍｓとなる。なお、ソフトウェアタイマーは制御演算周期と独立したソフトウェアタイマーを用意して時間の計測を行なってもよいものである。
【００８９】
図４のステップＳ１において、異常検出手段３０８は、所定時間周期以上経過した否かを判定する。所定時間周期が経過してない場合にはステップＳ２に進み、所定時間周期が経過すると、ステップＳ１０に進む。
【００９０】
ステップＳ１で所定時間周期が経過してないと判定されると、ステップＳ２において、異常検出手段３０８は、軸誤差△θｃと、予め設定された軸誤差限界値（軸誤差△θｃに対して予め設定した基準値）とを比較する。軸誤差△θｃが、軸誤差限界値を超えるとステップＳ３に進み、超えない場合にはステップＳ１０に進む。
【００９１】
軸誤差△θｃが軸誤差限界値より小さい状態では、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、正常に電動オイルポンプ６が制御されているのと等価であり、ステップＳ１０において、通常の制御を実行する。通常の制御の時には、電動オイルポンプ６の回転数として、制御上の回転速度ω１*が上位制御装置１２へ送信される。このような状態のとき、制御上の回転速度ω１*と実際のブラシレスモータ４の回転速度が一致し、軸誤差△θｃはベクトル制御演算などが正しく修正され、ゼロ付近の値になる。よって、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて得られる制御指令トルクでブラシレスモータ４が駆動されているので正常と判断できる。
【００９２】
一方、軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上となると、図３（Ａ）にて説明したように、ブラシレスモータ４の出力トルクが上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、得られる制御指令トルクよりも小さくなる。このような状態のときには、ベクトル制御演算などが正しく修正されていない。すなわち、軸誤差△θｃがゼロ付近の値ではなく、±９０度の範囲で比較的大きな値になる。
【００９３】
そこで、軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上の場合には、ステップＳ３において、異常検出手段３０８は、軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上の値で発生した回数（軸誤差△θｃが軸誤差△θｃに対して予め設定した基準値を超えた回数）を記憶する。そして、記憶された発生回数が、予め設定された軸誤差異常上限回数（予め設定した前記軸誤差が前記基準値を超えた所定回数）を超えたか否かを判定する。発生回数が、軸誤差異常上限回数を超えてない場合には、次の演算結果によっては軸誤差△θｃがゼロ付近の値になることもあるので軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上の値で発生した回数のみを記憶したまま、ステップＳ１０に進む。
【００９４】
発生回数が軸誤差異常上限回数を超えると、ブラシレスモータ４の出力トルクが上位制御装置１２からの制御指令に基づいて得られる制御指令トルクよりも小さくなる。すなわち、ブラシレスモータ４に対する負荷に負けているので、電動オイルポンプ６から供給する圧力が低下し、自動変速機構１１のクラッチやブレーキなどを作動させる油圧が発生できない。
【００９５】
そこで、ステップＳ４において、異常検出手段３０８は、上位制御装置１２へ電動オイルポンプ６から供給する圧力が低下していることを示す警告情報を送信する。このときにも、電動オイルポンプ６の回転数は上位制御装置１２に送信される。図５に示す例では、時刻ｔ２において、図５（Ａ）に示すように、発生回数が軸誤差異常上限回数を超えた回数が所定回数（図５（Ａ）の例では、５回）を超えると、図５（Ｂ）に示すように、警告信号を出力する。
【００９６】
次に、ステップＳ５において、異常検出手段３０８は、再起動処理動作を実施した回数（リトライ回数）と、予め設定された再起動処理動作上限回数を比較する。
【００９７】
再起動処理動作を実施した回数が上限回数以下の場合には、電動オイルポンプ６が自動変速機構１１のクラッチやブレーキなどを作動させる油圧を確保することができないため、ステップＳ８において、異常検出手段３０８は、直ちに再起動処理動作に入る。すなわち、図５（Ｅ）に示すように、時刻ｔ２において、再起動処理を実行する。
【００９８】
再起動処理動作は、ブラシレス制御装置内の演算処理を止めた後に、演算処理結果を含め、すべて初期化する。その後、ブラシレスモータ４の所定の２相に通電して出力トルクがゼロとなる位置に回転子を移動して固定させてから、ブラシレスモータ４への通電モードを回転子とは無関係に変化させ、ブラシレスモータ４の回転速度を徐々に高める同期運転を行ない、センサレス制御が可能になった時点で制御を切り替える動作までを行なう。再起動処理は、例えば、特開昭６１−１２９０号公報に記載されている方法を実行する。
【００９９】
なお、油圧の供給経路中に十分な量のオイルが残存していると、圧力が十分に高い状態を維持している可能性がある。このような状態のときに、電動オイルポンプ６を再起動させても負荷に負けて脱調する場合がある。この状態を回避するために実験などによって予め設定した時間待ってから電動オイルポンプ６を再起動させる。一例としては、５０ｍｓ〜１００ｍｓ程度の時間である。なお、電動オイルポンプ６の吐出ロ付近に圧力センサを設けて、オイルの圧力が低下したことを確認してから再起動させてもよいものである。
【０１００】
再起動処理動作が完了後は、ステップＳ１０において、上位制御装置１２からの制御指令に基づいて、センサレス制御、すなわち、通常の制御に戻る。
【０１０１】
一方、ステップＳ５の判定において、起動処理動作を実施した回数が上限回数を超えたと判定されると、異常検出手段３０８は、電動オイルポンプ６が自動変速機構１１のクラッチやブレーキなどを作動させる油圧を発生することができないと判断して、上位制御装置１２に異常情報を送信すると共に、ブラシレスモータ制御装置３内の制御指令であるｑ軸電流Ｉｑ*をゼロにする。図５に示す例では、図５（Ｅ）に示す再起動回数が、時刻ｔ３において上限回数を超えたものとして、図５（Ｄ）に示すように、異常信号が出力される。また、このとき、図５（Ｂ）に示すように、警告信号はオフとなる。
【０１０２】
さらに、ステップＳ７において、異常検出手段３０８は、電力変換手段３２内にある３相インバ一タ回路の出力を止めて、電動オイルポンプ６の駆動を停止させる。
【０１０３】
ステップＳ１で所定時間周期が経過したと判定されると、ステップＳ９において、異常検出手段３０８は、ステップＳ３で記憶された発生回数をゼロにクリアする。
【０１０４】
そして、ステップＳ１０において、通常時の制御を実行する。
【０１０５】
すなわち、図５（Ｃ）に示すように、例えば、時刻ｔ０よりも前において、軸誤差が軸誤差限界値以上となった後に、次の演算結果によっては軸誤差△θｃがゼロ付近の値になることもある。この場合には、ステップＳ８による再起動処理は不要である。このような場合も考えて、軸誤差△θｃが軸誤差限界値を超えた回数が１回の状態では、ステップＳ８の再起動処理は行わない。ブラシレスモータ４の停止時には、時刻ｔ０以降の図５（Ｃ）に示すように、軸誤差△θｃは繰り返し軸誤差限界値を超えるため、所定回数（例えば、５回）を容易に超える。このようにすることで、軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上となった後に、次の演算結果によっては軸誤差△θｃがゼロ付近の値となる場合に、不要な再起動処理を実行することを防止できる。そのために、ステップ９では、所定周期内の発生回数が所定回数以下の場合には、その発生回数をゼロにクリアしている。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態では、予め設定した周期内で、ブラシレスモータ制御装置３の制御演算処理と共に、軸誤差△θｃが軸誤差限界値以上となった回数が所定回数を超えると、上位制御装置１２に警告情報を送信する。そして、再起動処理動作が再起動処理動作上限回数以上行われた場合には、電動オイルポンプ６が故障したと判断して上位制御装置に故障情報を送信すると共に電動オイルポンプ６を停止させることにより、上位制御装置１２にあたかもブラシレスモータ４が駆動しているように誤った情報を送信することを防止することができる。
【０１０７】
なお、以上の説明では、所定周期は軸誤差の大小とは関係なく、繰り返されている。それに対して、軸誤差△θｃが予め設定した基準値を超えたときに、所定周期の計測を開始することもできる。これにより、異常と判定するまでの時間を短くすることができる。すなわち、異常検出の遅れを防止できる。
【０１０８】
また、以上の説明では、異常検出手段３０８は、軸誤差Δθｃのみによって、ブラシレスモータ４の異常を検出しているが、図２に示すように、異常検出手段３０８は、軸誤差Δθｃと、制御上の回転速度ω１*とを入力信号とし、両者を用いてブラシレスモータ４が停止したにも拘わらず、あたかもブラシレスモータ４が駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止することもできる。例えば、ブラシレスモータ４の回転子がロックした場合、図３（Ｃ）に示すように、軸誤差△θｃが増加する。このとき、制御上の回転速度ω１*、すなわち、モータ印加電圧の周波数はゼロとなるが、特定の相への通電を避けるためにモータ印加電圧の周波数を所定値に固定させて通電相を順次切り替える。このようなブラシレスモータ４の回転子がロック状態にあることを検出することと区別する場合には、異常検出手段３０８は、軸誤差△θｃと、軸誤差△θｃに対して予め設定した第１の基準値とを比較するとともに、制御上の回転速度ω１*と、回転速度ω１*に対して予め設定した第２の基準値とを比較し、第２の基準値より回転速度ω１*が高く、かつ、軸誤差△θｃも第１の基準値以上に大きい場合に、ステップＳ３以降の処理を実行するようにすることもできる。回転速度ω１*に対して予め設定した第２の基準値の具体的な数値は実機試験やシミュレーション解析によって決めるものである。一例としては、１Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度の周波数である。
【０１０９】
また、以上の説明では、軸誤差△θｃが基準値を超えた回数が所定回数（例えば、５回）を超えた場合に、再起動処理を実行しているが、所定回数を１回とすることもできる。これにより、軸誤差△θｃが基準値を超えた場合には直ちに再起動処理を実行して、速やかに制御を通常制御に戻すことができる。一方では、所定回数を２回以上とすることで、軸誤差が軸誤差限界値以上となった後に、次の演算結果によっては軸誤差△θｃがゼロ付近の値となる場合に、不要な再起動処理を実行することを防止できる。
【０１１０】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されなりものであり、ブラシレスモータを駆動源とする電動オイルポンプ６は上記の自動変速機を搭載した車両以外に、無段自動変速機の制御装置を搭載したハイブリッド車両に対しても適用することができる。また、本発明は電動オイルポンプシステムに限定されないのであって、ブラシレスモータを駆動源する例えば、アクチュエータを駆動させるシステムや液体ポンプシステムにも適用することができる。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ブラシレスモータに対する負荷の急激な変動などによってブラシレスモータの誘起電圧が発生していないにも拘わらず、ブラシレスモータ制御装置内の制御演算が行われて、あたかもブラシレスモータが駆動しているように誤った認識をして、所望の制御が得られなくなることを防止することで信頼性の高い電動オイルポンプを駆動させることができる。
【符号の説明】
【０１１２】
２…電源
４…ブラシレスモータ
１２…上位制御装置
３１…制御器
３２…電力変換手段
３３…電流検出器
３００…制御指令発生手段
３０１…電流制御手段
３０２…ブラシレスモータ制御手段
３０３…逆座標変換手段
３０４…電流再現手段
３０５…座標変換手段
３０６…軸誤差演算手段
３０７…速度・位相演算手段
３０８…異常検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスモータの回転子位置を検出するセンサを有しないブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータ制御装置であって、
上位制御装置からの制御指令に応じて、前記ブラシレスモータに印加する電圧指令を演算するブラシレスモータ制御部と、
該ブラシレスモータ制御部からの電圧指令に基づいて、直流電力を３相交流電力に変換して前記ブラシレスモータに供給する電力変換部と、
前記ブラシレスモータに流れる電流に基づいて、回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流値に変換する座標変換部と、
前記ブラシレスモータ制御部が出力する電圧指令と、前記座標変換部により求められた電流値と、前記ブラシレスモータの制御上の回転速度を用いて、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差を推定演算する軸誤差演算部と、
該軸誤差演算部により求められた軸誤差に基づいて、前記ブラシレスモータを異常と判定する異常検出部とを備えることを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、前記軸誤差が、前記軸誤差に対して予め設定した基準値を所定回数以上超えた場合、異常と判定することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、異常と判定した場合、前記上位制御装置に警告信号を出力することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項４】
請求項２記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、異常と判定した場合、前記ブラシレスモータを再起動させることを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項５】
請求項４記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、前記ブラシレスモータの再起動回数が所定回数以上の場合、前記ブラシレスモータを停止させることを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、前記軸誤差が電気角で６０度以上のときあるいは−６０度以下のときに異常と判定することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項７】
請求項１記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、所定時間内に、前記軸誤差が、前記軸誤差に対して予め設定した基準値を所定回数以上超えた場合、異常と判定することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項８】
請求項７記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、前記軸誤差が前記基準値を１回超えたときに前記所定時間の計測を開始することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項９】
請求項２記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、前記ブラシレモータの回転速度が前記回転速度に対して予め設定した第２の基準値を超えた場合に異常と判定することを特徴するブラシレスモータ制御装置。
【請求項１０】
ブラシレスモータの回転子位置を検出するセンサを有しないブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータ制御装置を有するブラシレスモータシステムであって、
前記ブラシレスモータ制御装置は、
上位制御装置からの制御指令に応じて、前記ブラシレスモータに印加する電圧指令を演算するブラシレスモータ制御部と、
該ブラシレスモータ制御部からの電圧指令に基づいて、直流電力を３相交流電力に変換して前記ブラシレスモータに供給する電力変換部と、
前記ブラシレスモータに流れる電流に基づいて、回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流値に変換する座標変換部と、
前記ブラシレスモータ制御部が出力する電圧指令と、前記座標変換部により求められた電流値と、前記ブラシレスモータの制御上の回転速度を用いて、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差を推定演算する軸誤差演算部と、
該軸誤差演算部により求められた軸誤差に基づいて、前記ブラシレスモータを異常と判定する異常検出部とを備えることを特徴とするブラシレスモータシステム。
【請求項１】
ブラシレスモータの回転子位置を検出するセンサを有しないブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータ制御装置であって、
上位制御装置からの制御指令に応じて、前記ブラシレスモータに印加する電圧指令を演算するブラシレスモータ制御部と、
該ブラシレスモータ制御部からの電圧指令に基づいて、直流電力を３相交流電力に変換して前記ブラシレスモータに供給する電力変換部と、
前記ブラシレスモータに流れる電流に基づいて、回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流値に変換する座標変換部と、
前記ブラシレスモータ制御部が出力する電圧指令と、前記座標変換部により求められた電流値と、前記ブラシレスモータの制御上の回転速度を用いて、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差を推定演算する軸誤差演算部と、
該軸誤差演算部により求められた軸誤差に基づいて、前記ブラシレスモータを異常と判定する異常検出部とを備えることを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、前記軸誤差が、前記軸誤差に対して予め設定した基準値を所定回数以上超えた場合、異常と判定することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、異常と判定した場合、前記上位制御装置に警告信号を出力することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項４】
請求項２記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、異常と判定した場合、前記ブラシレスモータを再起動させることを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項５】
請求項４記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、前記ブラシレスモータの再起動回数が所定回数以上の場合、前記ブラシレスモータを停止させることを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、前記軸誤差が電気角で６０度以上のときあるいは−６０度以下のときに異常と判定することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項７】
請求項１記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、所定時間内に、前記軸誤差が、前記軸誤差に対して予め設定した基準値を所定回数以上超えた場合、異常と判定することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項８】
請求項７記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、前記軸誤差が前記基準値を１回超えたときに前記所定時間の計測を開始することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。
【請求項９】
請求項２記載のブラシレスモータ制御装置において、
前記異常検出部は、前記ブラシレモータの回転速度が前記回転速度に対して予め設定した第２の基準値を超えた場合に異常と判定することを特徴するブラシレスモータ制御装置。
【請求項１０】
ブラシレスモータの回転子位置を検出するセンサを有しないブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータ制御装置を有するブラシレスモータシステムであって、
前記ブラシレスモータ制御装置は、
上位制御装置からの制御指令に応じて、前記ブラシレスモータに印加する電圧指令を演算するブラシレスモータ制御部と、
該ブラシレスモータ制御部からの電圧指令に基づいて、直流電力を３相交流電力に変換して前記ブラシレスモータに供給する電力変換部と、
前記ブラシレスモータに流れる電流に基づいて、回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分の電流値に変換する座標変換部と、
前記ブラシレスモータ制御部が出力する電圧指令と、前記座標変換部により求められた電流値と、前記ブラシレスモータの制御上の回転速度を用いて、回転座標軸であるｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との軸誤差を推定演算する軸誤差演算部と、
該軸誤差演算部により求められた軸誤差に基づいて、前記ブラシレスモータを異常と判定する異常検出部とを備えることを特徴とするブラシレスモータシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−６０７８１（Ｐ２０１２−６０７８１Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０１７４３（Ｐ２０１０−２０１７４３）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００２３２９９９）株式会社日立カーエンジニアリング (141)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００２３２９９９）株式会社日立カーエンジニアリング (141)
【Ｆターム（参考）】
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