モータ制御装置、モータ制御方法
【課題】モータを精度良く制御することを可能にするモータ制御装置、及びモータ制御方法を提供する。
【解決手段】電流指令値から、電圧指令値を生成し、モータに流れる検出電流によりフィードバック制御するモータ制御装置であって、モータの速度制御を行う速度ＰＩ制御部３０３と、モータが一定速度で回転しているときの速度制御部の出力に基づく電圧指令値を測定する電圧測定部と、測定された電圧指令値に基づき、モータの回転位置に対する補正値を算出するオフセット算出部４０３と、を備える。
【解決手段】電流指令値から、電圧指令値を生成し、モータに流れる検出電流によりフィードバック制御するモータ制御装置であって、モータの速度制御を行う速度ＰＩ制御部３０３と、モータが一定速度で回転しているときの速度制御部の出力に基づく電圧指令値を測定する電圧測定部と、測定された電圧指令値に基づき、モータの回転位置に対する補正値を算出するオフセット算出部４０３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、モータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３相ブラシレスモータを制御する際には、ＵＶＷの３相にて制御するのではなく、ＵＶＷの３相をｄ軸ｑ軸の２軸座標へと座標変換し、ｄ軸ｑ軸の２相にて制御するのが一般的である。
ここで、ｄ軸とｑ軸の２軸座標へ座標変換したｄｑベクトル制御の概略を説明する。ｄｑベクトル制御は、回転子の界磁方向をｄ軸、これと直交する方向をｑ軸とするｄｑ座標系上の等価回路でモータの制御処理を行う。このようなモータを制御するモータ制御装置は、例えば、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ；比例積分）制御を用いてｄ軸の検出電流Ｉｄ及びｑ軸の検出電流Ｉｑが、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊に追従するように、フィードバック制御によりｄ軸指令電圧Ｖｄ＊及びｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を制御している。
【０００３】
このようなモータが有するロータの回転角度位置を検出する角度検出器として、レゾルバと角度検出回路とを組み合わせて回転角度を検出する角度検出器が用いられている。レゾルバは、ロータコイルとステータコイルとの位相差によりロータの回転角度を検出する回転検出装置である。レゾルバは、ロータコイルに正弦波信号（Ｅｓｉｎ（ωｔ）（Ｅは正弦波の振幅、ωは励磁周波数））を印加することで、磁界を生じる。この磁界中に、互いに直角に置かれた２つのステータコイルに、それぞれのコイルに位相差のある電圧（ＫＥｓｉｎ（ωｔ）×ｓｉｎ（θ）、ＫＥｓｉｎ（ωｔ）×ｃｏｓ（θ））が発生する。レゾルバは、このステータコイルの出力を用いて回転角度θを検出している。そして、モータ制御装置は、検出した回転角度θに基づいて、モータの電流を制御している。
【０００４】
しかしながら、このような角度検出器が組み付けられたモータでは、角度検出器と同期モータの回転位置との間にレゾルバの製造精度により誤差、及びレゾルバの組み付けによる誤差などが生じることがある。
このため、特許文献１に記載のモータ制御装置は、ｄ軸及びｑ軸の各電流指令値を０にして、外部からモータを回転させる。この場合、モータには、誘起電圧が発生するが、モータ制御装置が、電流が０になるようにモータを制御している。このため、モータ制御装置は、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを０にするように制御することになり、角度検出器と同期モータの回転位置との間の位相がずれていない場合、ｑ軸電圧Ｖｑのみが発生し、ｄ軸電圧Ｖｄは０となる。
しかしながら、角度検出器と同期モータの回転位置との間の位相がずれている場合、ｄ軸電圧Ｖｄが発生する。特許文献１に記載のモータ制御装置は、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを０にするｄ軸指令電圧Ｖｄ＊とｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とを求め、求めたｄ軸指令電圧Ｖｄ＊が０になるオフセット量Δθを算出している。そして、特許文献１に記載のモータ制御装置では、算出したオフセット量を用いて、角度検出器と同期モータの回転位置との間に生じるずれを補正していた。
【０００５】
また、特許文献２に記載のモータ制御装置は、ｑ軸電流Ｉｑを０に制御し、ｄ軸電流Ｉｄを流してモータを回転させる。この場合、ｑ軸電流Ｉｑは、トルクを発生する電流であり、ｄ軸電流Ｉｄは、励磁電流である。このため、角度検出器と同期モータの回転位置との間にずれが生じていない場合、ｑ軸電流Ｉｑを０にして、ｄ軸電流Ｉｄを流しても、トルクは発生しない。しかしながら、角度検出器と同期モータの回転位置との間にずれが生じている場合、ｑ軸電流Ｉｑを０にして、ｄ軸電流Ｉｄを流すと、トルクが発生する。このため、特許文献２に記載のモータ制御装置では、ｑ軸電流Ｉｑを０に制御し、ｄ軸電流Ｉｄを流してモータを回転させたとき、トルクが０になるように調整することで、角度検出器と同期モータの回転位置との組み込みの位置ズレや製造誤差等により発生するずれを補正していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７８９８９５号公報
【特許文献２】特開２００２−３７４６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら特許文献１に記載の技術では、検出信号を２相から３相への変換器を用いてｄ軸とｑ軸の２軸座標へ座標変換を行っている。一方、特許文献１に記載の技術では、生成された指令値に基づいて、モータを駆動するＰＷＭ（パルス幅変調）変換器においても、遅れが生じる。このため、角度検出器とＰＷＭ出力との間に遅れが生じる場合がある。この結果、特許文献１に記載の技術では、これらの遅れ分がオフセット調整の精度に影響を与えるため、モータを精度良く制御できないという問題点があった。また、特許文献１に記載の技術では、オフセット調整量を、指令電圧値から算出しているが、指令電圧がノイズや高周波の影響を受けやすいため、モータを精度良く制御できないという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載の技術では、トルクを利用して補正しているので、モータ及びモータに接続されている負荷に摩擦があると、この摩擦がトルクに影響して補正値に誤差が生じ、モータを精度良く制御できないという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、モータを精度良く制御することを可能にするモータ制御装置、及びモータ制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のモータ制御装置は、電流指令値から、電圧指令値を生成し、モータに流れる検出電流によりフィードバック制御するモータ制御装置であって、前記モータの速度制御を行う速度制御部と、前記モータが一定速度で回転しているときの前記速度制御部の出力に基づく前記電圧指令値を測定する電圧測定部と、前記測定された電圧指令値に基づき、前記モータの回転位置に対する補正値を算出する補正値算出部と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明において、前記補正値算出部は、前記算出した補正値を前記モータの回転位置に対応した検出値に加算して回転位置を示す値を生成し、前記速度制御部は、前記生成された回転位置を示す値に基づき前記モータを制御するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明において、前記電圧指令値は、ｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値であり、前記電圧測定部は、前記モータが速度指令値に基づいて回転しているとき、前記ｄ軸電圧指令値及び前記ｑ軸電圧指令値を測定し、前記補正値算出部は、前記モータが正回転しているときの前記測定された前記ｄ軸電圧指令値と前記ｑ軸電圧指令値との位相に基づいて第１補正値を前記補正値として算出するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明において、前記補正値算出部は、前記モータが負回転しているときの前記測定された前記ｄ軸電圧指令値と前記ｑ軸電圧指令値との位相に基づいて算出した第２補正値を前記補正値として算出するようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明において、前記速度制御部は、前記モータの正回転における前記モータの回転速度と、前記モータの負回転における前記モータの回転速度の絶対値とが等しくなるように制御し、前記補正値算出部は、前記算出した第１補正値と第２補正値の平均を算出して前記補正値を算出するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明において、前記補正値算出部は、前記補正値、前記第１補正値、及び前記第２補正値は、下式を用いて算出するようにしてもよい。
【００１６】
【数１】
【００１７】
また、本発明において、前記速度制御部は、前記電流指令値から前記電圧指令値を生成する非干渉制御部を有する電流比例積分制御部を備え、前記電圧測定部は、前記電流比例積分制御部内で生成されたｄ軸電流偏差の積分成分と前記非干渉制御部で生成されたｄ軸電圧成分とに基づいて生成されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ’、および前記電流比例積分制御部内で生成されたｑ軸電流偏差の積分成分と前記非干渉制御部で生成されたｑ軸電圧成分とに基づいて生成されたｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を測定するようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明において、前記電圧測定部は、下式で表される前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄ’を測定し、
【００１９】
【数２】
【００２０】
下式で表される前記ｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を測定するようにしてもよい。
【００２１】
【数３】
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明は、電流指令値から、電圧指令値を生成し、モータに流れる検出電流によりフィードバック制御するモータ制御装置のモータ制御方法であって、速度制御部が、前記モータの速度制御を行う速度制御手順と、電圧測定部が、前記モータが一定速度で回転しているときの前記速度制御部の出力に基づく前記電圧指令値を測定する電圧測定手順と、補正値算出部が、前記測定された電圧指令値に基づき、前記モータの回転位置に対する補正値を算出する補正値算出手順と、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、モータを一定速度で回転させているときの電圧指令値を測定し、測定した電圧指令値に基づいてモータの回転位置に対する補正値を算出し、算出した補正値を用いてモータの回転を制御するようにした。この結果、検出された回転位置にずれがあっても、モータを精度良く制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態のモータ制御装置を示す制御ブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るレゾルバの概略構成を示す図である。
【図３】電圧制御領域について説明する図である。
【図４】第１実施形態に係るｄｑ座標系と制御系ｄｃｑｃ座標系とによる制御ブロック図である。
【図５】ｄｑ座標系における電流と電圧のベクトル図である。
【図６】第１実施形態に係る角速度が正の場合の電圧ベクトルの関係の一例を説明する図である。
【図７】第１実施形態に係る角速度が負の場合の電圧ベクトルの関係の一例を説明する図である。
【図８】第１実施形態に係るモータの速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域でモータを回転させている場合のオフセット誤差補正値の算出方法を説明する図である。
【図９】第１実施形態に係るオフセット誤差補正値の算出手順のフローチャートである。
【図１０】第１実施形態に係る実機を用いてオフセット誤差を算出した結果の一例を説明する図である。
【図１１】第２実施形態に係る電流ＰＩ制御部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は係る実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。
【００２６】
まず、モータ制御装置の概略動作について説明する。
モータ制御装置は、例えば産業車両や電気自動車、ハイブリッド自動車、電車、船舶、飛行機、発電システム等において、電池セルから電力の供給を受けてモータを制御する装置である。
電気モータを動力とする電気自動車や、内燃機関と電気モータを併用して動力とするハイブリッド自動車（以下、「電気自動車等」という）では、電力利用効率を高めるため、モータ制御装置が、３相の駆動電流を制御する際にパルス幅を変調させるパルス幅変調制御（ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御）を用いている。
電気自動車等では主に永久磁石同期モータが用いられ、そのモータには、回転に同期した３相電流が流される。その３相電流をＰＷＭ制御するために、キャリア信号と呼ばれる一定の周波数の電気パルスが用いられる。この場合、駆動電流は、キャリア信号のタイミングに合わせてパルス幅が変調された矩形波としてモータに供給され、モータのインダクタンスによって正弦波の３相電流となる。
そして、このようなモータ制御装置では、モータに流れる電流が、入力されたトルク指令のトルクになるようにフィードバックを用いたＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ；比例積分）制御により制御している。また、ＰＩ制御では、モータへ供給するｕｖｗの３相をｄ軸ｑ軸の２軸座標へと座標変換し、ｄ軸ｑ軸の２相にて制御する。また、このようなモータ制御装置では、モータの回転角度を検出する角度検出装置であるレゾルバが組み付けられている。そして、電流のＰＩ制御では、検出したモータの回転角度と、入力されたトルク指令に基づいて電流指令値を生成し、生成した電流の指令値と、モータに流れる電流の測定値とを合わせるように制御することで、モータを制御している。
【００２７】
ｄ軸ｑ軸の２軸座標（以下、ｄｑ座標系という）は、回転座標系であり、回転子を構成する永久磁石が作る磁束の方向のｄ軸、ｄ軸から位相が９０度進んだｑ軸からなるｄｑ座標系で表される。なお、ｄｑ座標系は回転しており、その回転速度が、角速度ωである。このｄｑ座標系において、モータの電圧Ｖのｄ軸成分をＶｄで表し、ｑ軸成分をＶｑで表す。また、ｄｑ座標系において、モータの電流Ｉのｄ軸成分をＩｄで表し、ｑ軸成分をＩｑで表す。
【００２８】
次に、本発明の概要を説明する。
モータ制御システムでは、レゾルバの組み付け精度による誤差や、レゾルバの製造による誤差、レゾルバによる検出信号の処理の遅れによる誤差などが生じる（以下、レゾルバによる誤差という）。このような誤差を補正するために、本発明のモータ制御システムでは、無負荷状態のモータを、ｄ軸電流が流れていず、モータの速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域で定速回転させる。
モータが無負荷で一定回転している状態では、実動作におけるｄ軸電流とｑ軸電流とはわずかしか流れていない。しかしながら、レゾルバによる誤差が生じ、実動作における座標とモータ制御装置内の座標とでｄｑ座標系の角度ずれが発生する。このように実動作とモータ制御装置内とでｄｑ座標系の角度がずれている場合、モータ制御装置内では、見かけ上、励磁電圧ベクトルωΦａの位相がずれて、モータの電圧ベクトルの角度に影響が発生する。
このような原理に基づき、本発明のモータ制御システムでは、無負荷状態のモータを定速回転させているとき、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値を測定する。そして、本発明のモータ制御システムでは、測定したｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値からオフセット誤差（補正値）を算出し、算出したオフセット誤差補正値をレゾルバによる検出信号に加算してモータ制御を行う。
【００２９】
［第１実施形態］
第１実施形態のモータ制御装置は、ｄ軸電流が発生せず、モータの速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域（例えば、後述する電圧制御領域）において、モータを無負荷状態で回転させる。このようにモータが無負荷状態で定速回転しているときに、本実施形態のモータ制御装置は、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値を測定して、オフセット誤差補正値を算出する。以下、第１実施形態について、詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態のモータ制御装置を示す制御ブロック図である。
図１に示すように、本実施形態に係るモータ制御システム１は、レゾルバ２０、モータ制御装置３０、及びオフセット補正装置４０を備えている。
モータ制御装置３０は、速度計算部（速度制御部）３０２、速度ＰＩ制御部（速度制御部）３０３、電流指令部（速度制御部）３０４、電流検出器３０５、３相／２相変換部３０６、電流ＰＩ制御部（速度制御部、電流比例積分制御部）３０７、２相／３相変換部３０８、デューティ計算部３０９、及び電力変換部３１０を備えている。
オフセット補正装置４０は、制御部４０１、電圧測定部（電圧測定部）４０２及びオフセット算出部（補正値算出部）４０３を備えている。
また、モータ制御装置３０は、モータ１０及びオフセット補正装置４０と接続されている。
【００３１】
モータ１０は、３相モータであり、電力変換部３１０から出力される駆動電流により駆動される。モータ１０には、レゾルバ２０が組み付けられている。
【００３２】
レゾルバ２０は、モータ１０に組み付けられている。レゾルバ２０は、各瞬間におけるモータ１０の回転角度をサンプリング時刻毎に検出し（以下、検出した回転角度を検出角度という）、検出した検出角度を速度計算部３０２、３相／２相変換部３０６、及び２相／３相変換部３０８に出力する。なお、サンプリング周波数は、例えば、５［ＫＨｚ］である。
【００３３】
速度計算部３０２は、レゾルバ２０が検出した検出角度θから、モータ１０の回転子の角速度ωを計算し、計算した角速度ωを速度ＰＩ制御部３０３、電流指令部３０４、及びオフセット補正装置４０に出力する。
【００３４】
速度ＰＩ（比例積分）制御部３０３は、モータ１０の回転速度が外部から入力された速度指令値になるように、モータ１０に対する回転速度を制御する。速度ＰＩ制御部３０３は、外部から入力された速度指令ω＊と、速度計算部３０２が出力する角速度ωとの偏差基づいて、モータ１０の回転速度が速度指令値ω＊になるトルク指令値τ＊を算出し、算出したトルク指令値τ＊を電流指令部３０４に出力する。トルク指令値τ＊は、モータ１０に発生させるトルクを指令するものである。なお、本明細書では、指令値や指令信号には「＊」を右上に付した変数によって表す。
また、速度ＰＩ制御部３０３は、オフセット補正装置４０の制御部４０１が出力する電流指令値ω＊に基づきモータ１０に対するトルク指令値τ＊を算出し、算出したトルク指令値τ＊を電流指令部３０４に出力する。
【００３５】
電流指令部３０４には、速度計算部３０２から出力される角速度ωと、速度ＰＩ制御部３０３が出力するトルク指令値τ＊とが入力される。電流指令部３０４は、このトルク指令値τ＊と角速度ωから、ｄ軸成分およびｑ軸成分を持つ２相の指令電流であるｄ軸の電流指令値Ｉｄ＊、及びｑ軸の電流指令値Ｉｑ＊（以下、ｄ軸電流指令値、ｑ軸電流指令値という）を生成する。電流指令部３０４は、生成したｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を、電流ＰＩ制御部３０７に出力する。
【００３６】
電流検出器３０５は、モータ１０に対する３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出し、検出した３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを３相／２相変換部３０６に出力する。
【００３７】
３相／２相変換部３０６は、電流検出器３０５が出力する３相の電流Ｉｕ、ＩｖおよびＩｗを、２相のｄ軸成分Ｉｄおよびｑ軸成分Ｉｑ（以下、検出電流という）に変換する。３相／２相変換部３０６は、変換した検出電流ＩｄおよびＩｑを電流ＰＩ制御部３０７に出力する。なお、ｄ軸成分の電流（ｄ軸電流）とは、d軸を磁束の向きにとった場合、流れている電流のうち、モータ１０に磁束を発生させるのに使われている成分（励磁電流成分）である。また、ｑ軸成分の電流（ｑ軸電流）とは、流れている電流のうち負荷のトルクに対応した成分である。
【００３８】
電流ＰＩ制御部３０７には、電流指令部３０４が出力するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と、３相／２相変換部３０６が出力する検出電流ＩｄおよびＩｑとが入力される。電流ＰＩ制御部３０７は、制御変数である検出電流ＩｄおよびＩｑが、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に応じた値になるように、モータ１０に流れる電流Ｉｕ、ＩｖおよびＩｗを制御する。
電流ＰＩ制御部３０７は、入力されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊から、それぞれ検出電流ＩｄおよびＩｑを減算して、偏差ΔＩｄおよびΔＩｑを算出する。電流ＰＩ制御部３０７は、算出した偏差ΔＩｄおよびΔＩｑ用いて、次式（１）及び（２）により、指令電圧であるｄ軸の電圧指令値Ｖｄ＊、ｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊（以下、ｄ軸電圧指令値、ｑ軸電圧指令値という）を算出する。なお、本実施形態では、電流ＰＩ制御しているため、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊は、電圧Ｖｄに等しく、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊は、電圧Ｖｑに等しい。このため、本実施形態では、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊をｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊をｑ軸電圧指令値Ｖｑとして表す。
電流ＰＩ制御部３０７は、算出したｄ軸電圧指令値Ｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑを、２相／３相変換部３０８に出力する。
【００３９】
Ｖｄ＊＝Ｋｐ×ΔＩｄ＋Ｋｉ×∫（ΔＩｄ）ｄｔ ・・・（１）
【００４０】
Ｖｑ＊＝Ｋｐ×ΔＩｑ＋Ｋｉ×∫（ΔＩｑ）ｄｔ ・・・（２）
【００４１】
なお、式（１）、（２）において、係数Ｋｐ、Ｋｉは、予め設定されている係数である。
【００４２】
２相／３相変換部３０８は、レゾルバ２０が検出した検出角度θを用いて、電流ＰＩ制御部３０７が出力するｄ軸電圧指令値Ｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑを座標変換し、３相の電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊を算出する。電流ＰＩ制御部３０７と同様に、電流ＰＩ制御されているため、電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊は、各々電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに等しいため、各電圧指令値を各々Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして表す。
２相／３相変換部３０８は、算出した３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗをデューティ計算部３０９に出力する。
【００４３】
デューティ計算部３０９には、２相／３相変換部３０８が出力する３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが入力される。デューティ計算部３０９は、キャリア周波数ｆｃによって定まるタイミングで、３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗから、モータに与える駆動電流信号を表すデューティ信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを計算する。デューティ計算部３０９は、計算したデューティ信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを電力変換部３１０に出力する。
【００４４】
電力変換部３１０には、デューティ信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗから駆動電流を生成するためのスイッチングを行う例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子などの電力制御素子（パワー素子）が備えられている。電力変換部３１０は、デューティ計算部３０９が出力するデューティ信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗに対応する３相の駆動電流を生成し、生成した３相の駆動電流をモータ１０にそれぞれ供給する。
【００４５】
オフセット補正装置４０の制御部４０１は、モータ１０が無負荷状態で回転するように、例えば、モータ制御システム１が車両に取り付けられている場合、車両のクラッチを制御する。制御部４０１は、無負荷状態のモータ１０を、ｄ軸電流が流れていず、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域で回転させる速度指令値ω＊を速度ＰＩ制御部３０３に出力する。
【００４６】
電圧測定部４０２は、電圧ＰＩ制御部３０７が出力するｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑを測定する。電圧測定部４０２は、速度計算部３０２が出力する角速度ωを取得し、取得した角速度ωに基づきモータ１０の回転方向を検出する。電圧測定部４０２は、測定したｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ、検出した回転方向をオフセット算出部４０３に出力する。
【００４７】
オフセット算出部４０３には、電圧測定部４０２が出力するｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ、回転方向が入力される。
オフセット算出部４０３は、記憶されている各値、電圧測定部４０２が出力する回転方向、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づき、後述するようにオフセット誤差Δθ’（第１補正値、第２補正値）を算出する。
なお、算出されたオフセット誤差補正値は、モータ制御装置３０またはオフセット補正装置４０の記憶部（不図示）に記憶させておいてもよい。
【００４８】
図２は、本実施形態に係るレゾルバ２０の概略構成を示す図である。
図２に示すように、レゾルバ２０は、モータ１０の貫通シャフトにマウントされ、ブラシレスモータのロータ磁界に合わせて調整されている。レゾルバ２０は、レゾルバ・ロータ２２、１次側コイル（ロータ）２４、１次側コイル２４と互いに９０度離れたふたつの２次側コイル（ステータ）２６とで構成されている。１次側に交流電圧を加えると２次側コイルにも電圧が発生する。２次側に出力される電圧の振幅は、θをロータ角度とするとｓｉｎθとｃｏｓθになる。
レゾルバ２０は、これらの２次側コイル２６の信号に基づき、モータ１０の検出角度を算出する。この算出された検出角度は、モータ１０の電気角の回転基準角度（０度）から１回転（３６０度）の間、電気自動車などでは慣性が大きく、サンプリングタイムに比べて加速度が無視されるので、単調に且つほぼ線形に増加する値となる。したがって、モータ１０の複数の回転にわたる算出値は、例えば、のこぎりの歯状の波形となる。レゾルバ２０は、この算出値によりモータ１０の電気角の検出角度を検出できる。
【００４９】
図３は、電圧制御領域について説明する図である。
図３において、横軸は速度を表し、縦軸は電圧、界磁、出力及びトルクを表している。また、図３において、Ｎｂは基底速度であり、Ｎｔは最高速度である。なお、基底速度Ｎｂとは、電圧制御領域における最高速度である。また、最高速度Ｎｔとは、最弱界磁における最高速度である。
曲線ｇ１０１は、電圧対速度の関係を表し、曲線ｇ１０２は、出力対速度の関係を表している。曲線ｇ１０３は、界磁対速度の関係を表し、曲線ｇ１０４は、トルク対速度の関係を表している。
【００５０】
図３に示すように、所定の回転速度（例えば基底速度Ｎｂ）まで、曲線ｇ１０３のように界磁を一定に保ちながら、例えばモータに対して電圧制御を行う。このように、界磁を一定に保ちながら電圧制御される領域が電圧制御領域である。また、図３に示した電圧制御領域では、ｄ軸電流はほとんど流れない。
そして、所定の回転速度以上の領域では、曲線ｇ１０１のように電圧を一定に保ちながら界磁を曲線ｇ１０３のように弱めることで、回転速度を上昇させる。このような制御が弱め界磁制御であり、このように電圧が一定且つ回転速度が速くなる領域が弱め界磁制御領域（界磁制御領域）である。
【００５１】
図４は、本実施形態に係るｄｑ座標系と制御系ｄｃｑｃ座標系とによる制御ブロック図である。
制御系ｄｃｑｃ座標系とは、モータ制御装置３０ａ内のｄ軸をｄｃ軸、ｑ軸をｑｃ軸に置き換えて表した座標系である。
図４に示すように、モータ制御装置３０ａは、速度計算部３０２、速度ＰＩ制御部３０３、電流指令部３０４ａ、電流ＰＩ制御部３０７ａから構成される。モータ１０とレゾルバ２０を実座標のｄ軸ｑ軸で表した制御対象６０は、第１位相変換部６００、第２位相変換部６０１、モータ電圧方程式部６０２、トルク方程式部６０３、（１／Ｊｓ）６０４、（１／ｓ）６０５、加算部７０から構成される。
オフセット補正装置４０ａは、制御部４０１、電圧測定部４０２ａ及びオフセット算出部４０３ａを備えている。
図１と同じ動作部は、同じ符号を用いて説明を省略する。
【００５２】
モータ制御装置３０ａの電流指令部３０４ａは、速度計算部３０２から出力される角速度ωと、速度ＰＩ制御部３０３が出力するトルク指令値τ＊とが入力される。電流指令部３０４ａは、このトルク指令値τ＊と角速度ωから、ｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊及びｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊を生成する。電流指令部３０４ａは、生成したｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊およびｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊を、電流ＰＩ制御部３０７ａに出力する。
【００５３】
電流ＰＩ制御部３０７ａは、入力されたｄ軸電流指令値Ｉｄｃ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑｃ＊から、それぞれｄｃ軸電流Ｉｄｃおよびｑｃ軸電流Ｉｑｃに基づき、ｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃを算出する。
【００５４】
制御対象６０の第１位相変換部６００は、ｄ軸ｑ軸の電流からｄｃ軸ｑｃ軸の電流への変換部である。第１位相変換部６００は、実際のオフセット誤差Δθ分、座標変換され、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑから、各々ｄｃ軸電流Ｉｄｃ、ｑｃ軸電流Ｉｑｃに変換する。第１位相変換部６００は、変換したｄｃ軸電流Ｉｄｃ、ｑｃ軸電流Ｉｑｃを電流ＰＩ制御部３０７ａに出力する。
ここで、遅れ分｜ω｜Δｔを省略すると、第１位相変換部６００は、次式（３）のように表される。
【００５５】
【数４】
【００５６】
第２位相変換部６０１は、ｄｃ軸ｑｃ軸の電圧からｄ軸ｑ軸の電圧への変換部である。第２位相変換部６０１は、オフセット誤差Δθ分、座標変換され、ｄｃ軸電圧Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧Ｖｑｃから、各々ｄ軸電圧Ｖｄ、ｑ軸電圧Ｖｑに変換する。第２位相変換部６０１は、変換したｄ軸電圧Ｖｄ、ｑ軸電圧Ｖｑをモータ電圧方程式部６０２に出力する。
ここで、遅れ分｜ω｜Δｔを省略すると、第２位相変換部６０１は、式（３）の逆行列で次式（４）のように表される。
【００５７】
【数５】
【００５８】
モータ電圧方程式部６０２には、第２位相変換部６０１が出力するｄ軸電圧Ｖｄ、ｑ軸電圧Ｖｑ、トルク方程式部６０３及び（１／Ｊｓ）６０４により算出された角速度ωが入力される。
【００５９】
モータ電圧方程式部６０２が有するモータ１０の電圧方程式は、次式（５）のように表される（例えば、参考文献１ 新中新二、永久磁石同期モータのベクトル制御技術 上巻、電波新聞社、２００８年、ｐ９８参照）。
【００６０】
【数６】
【００６１】
式（５）において、ωは、角速度、Φａは、モータ１０の鎖交磁束、ωΦａは、誘起電圧である。Ｌｄは、ｄ軸のインダクタンス、Ｌｑは、ｑ軸のインダクタンスである。Ｒａは、モータ１０の巻線１相あたりの抵抗である。
また、式（５）において、ｐは微分演算子である。このため、定常状態において、式（５）は、次式（６）のように表される。
【００６２】
【数７】
【００６３】
モータ電圧方程式部６０２は、式（５）または（６）を用いて、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出し、算出したｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを第１位相変換部６００及びトルク方程式部６０３に出力する。
【００６４】
トルク方程式部６０３は、トルク方程式部６０３が有する次式（７）のトルク方程式（参考文献２ 森本、武田、PMモータの出力範囲に関する一般的な解析と定出力運転に適した機器定数の検討、電学論D，Vol.117，No.6 pp.751-757 (1997-6)参照）、モータ電圧方程式部６０２が出力するｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを用いて、トルクを算出し、算出したトルク値を（１／Ｊｓ）６０４に出力する。また、トルク方程式部６０３には、ｄ軸及びｑ軸の各インダクタンス成分Ｌｄ及びＬｑ、鎖交磁束Φａが記憶されている。
【００６５】
【数８】
【００６６】
式（７）において、Ｐｎは、モータ１０もしくはステータのマグネットの磁極の対の数である極対数である
【００６７】
（１／Ｊｓ）６０４は、トルク方程式部６０３が算出したトルクから、角速度ωを出力し、出力した角速度ωをモータ電圧方程式部６０２及び（１／ｓ）６０５に出力する。なお、Ｊは、無負荷時のモータ１０のイナーシャ（慣性モーメント）である。
【００６８】
（１／ｓ）６０５は、（１／Ｊｓ）６０４が出力する角速度ωから実角度θ０を加算部７０に出力する。加算部７０は、（１／ｓ）６０５が出力した実角度θ０にオフセット誤差Δθを加算し、加算した検出信号θをモータ制御装置３０ａの速度計算部３０２に出力する。
【００６９】
オフセット補正装置４０ａの電圧測定部４０２ａは、電流ＰＩ制御部３０７ａが出力するｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃを測定する。電圧測定部４０２ａは、速度計算部３０２が出力する角速度ωを取得し、取得した角速度ωに基づきモータ１０の回転方向を検出する。電圧測定部４０２ａは、測定したｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃ、検出したモータ１０の回転方向を示す情報をオフセット算出部４０３ａに出力する。
【００７０】
オフセット算出部４０３ａには、電圧測定部４０２ａが出力するｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ＊、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃ＊、モータ１０の回転方向を示す情報が入力される。
オフセット算出部４０３ａは、電圧測定部４０２ａが出力するモータ１０の回転方向を示す情報、ｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ＊、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃ＊に基づき、オフセット誤差補正値Δθ’を算出する。
【００７１】
次に、ｄｑ座標系における電流と電圧とのベクトルの関係を説明する。
ｄ軸電圧及びｑ軸電圧は、式（６）より、次式（８）及び次式（９）のように表される。
【００７２】
Ｖｄ＝ＲａＩｄ−ωＬｑＩｑ ・・・（８）
【００７３】
Ｖｑ＝ωＬｄＩｄ＋ＲａＩｑ＋ωΦａ ・・・（９）
【００７４】
図５は、ｄｑ座標系における電流と電圧のベクトル図である。
図５において、角度δは、内部相差角（負荷角）であり、ｑ軸と電圧Ｖのベクトル（以下、電圧ベクトルＶという）とのなす角である。
図５において、反時計回りが正回転方向であり、ｄ軸に対してｑ軸が９０度進んでいる。
図５に示すように、モータ１０に印加される電圧ベクトルＶは、ｄ軸電圧Ｖｄ（＝−Ｖｓｉｎδ）のベクトル（以下、ベクトルＶｄという）とｑ軸電圧Ｖｑ（＝Ｖｃｏｓδ）のベクトル（以下、ベクトルＶｑという）とに分解できる。
モータ１０に流れる電流ベクトルＩは、ｄ軸電流Ｉｄのベクトル（以下、ベクトルＩｄという）とｑ軸電流Ｉｑのベクトル（以下、ベクトルＩｑという）とに分解できる。
【００７５】
図５に示すように、式（８）に示したベクトルＶｄ（＝−Ｖｓｉｎδ）は、ベクトルＲａＩｄとベクトル（−ωＬｑＩｑ）との和で表される。また、式（９）に示したベクトルＶｑ（＝Ｖｃｏｓδ）は、ベクトルωＬｄＩｄ、ベクトルＲａＩｑ、及びベクトルωΦａの和で表される。
レゾルバ２０の組み付けによる誤差、製造による誤差、モータ制御装置３０ａの遅れにより発生する誤差等が無い場合、図５に示したｄ軸及びｑ軸は、モータ制御装置３０ａのｄｃ軸及びｑｃ軸と一致している。
【００７６】
図５では、レゾルバ２０にオフセット誤差が無く、ｄ軸及びｑ軸と制御系座標のｄｃ軸及びｑｃ軸とが一致している場合におけるベクトルの関係を説明した。
次に、レゾルバ２０にオフセット誤差が有り、ｄ軸及びｑ軸と制御系座標のｄｃ軸及びｑｃ軸とが一致していない場合におけるベクトルの関係を、図６及び図７を用いて説明する。
図６は、本実施形態に係る角速度が正の場合の電圧ベクトルの関係の一例を説明する図である。図７は、本実施形態に係る角速度が負の場合の電圧ベクトルの関係の一例を説明する図である。
【００７７】
図６及び図７において、ｄ−ｑ座標は回転子の実際の界磁方向をｄ軸とするｄｑ座標（以下、実座標ｄ−ｑという）を示し、ｄｃ−ｑｃ座標はレゾルバ２０により検出される磁極位置（以下、レゾルバ検出位置という）により定まるｄｑ座標（以下、制御系座標ｄｃ−ｑｃといい、また制御系座標ｄｃ−ｑｃにおけるｄ軸及びｑ軸をｄｃ軸及びｑｃ軸という）を示している。また、角速度ωが正の場合（正回転）の制御系座標ｄｃ−ｑｃを制御系座標ｄｃ１−ｑｃ１、角速度ωが負の場合（負回転）の制御系座標ｄｃ−ｑｃを制御系座標ｄｃ２−ｑｃ２として示している。
【００７８】
まず、角速度ωが正の場合、すなわちモータ１０を正回転させた場合について、図６を用いて説明する。
図６に示す状態は、ｄ軸電流が発生していず、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域で、無負荷状態としたモータ１０を、角速度が正になるように、図４のモータ制御装置３０ａによりモータ１０を回転させている状態である。
図６に示すように、制御系のｑｃ１軸は、実座標のｑ軸に対して角度（オフセット誤差Δθ＋遅れ分｜ω｜Δｔ）進んでいるとする。
実座標ｄ−ｑにおいて、無負荷状態のモータ１０が正回転している場合、誘起電圧ベクトルωΦａがｑ軸の正方向に発生する。また、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑによる電圧成分は、誘起電圧ベクトルωΦａを抑えるように電圧ベクトル（ωＬｄＩｄ＋ＲａＩｑ）がｑ軸の負方向に発生する。このため、ｑ軸電圧ベクトルＶｑは、電圧ベクトル（ωＬｄＩｄ＋ＲａＩｑ）と誘起電圧ベクトルωΦａとの合成ベクトルである。また、ｄ軸電圧ベクトルＶｄ（＝−ωＬｑＩｑ＋ＲａＩｄ）は、ｄ軸の負方向に発生している。
図６に示すように、制御系座標ｄｃ１−ｑｃ１においては、実座標のｄ軸に対して角度δ進んでいる電圧ベクトルＶｃ１として表される。なお、電圧ベクトルＶｃ１は、モータ１０の電圧である。この電圧ベクトルＶｃ１は、ｄｃ１軸の正方向の電圧ベクトルＶｄｃ１と、ｑｃ１軸の正方向の電圧ベクトルＶｑｃ１とに分解できる。
また、図６に示すように、電圧ベクトルＶｃ１と電圧ベクトルＶｑｃ１とのなす角は、（オフセット誤差Δθ＋遅れ分｜ω｜Δｔ）と（誘起電圧ベクトルωΦａと電圧ベクトルＶｃ１とのなす角δ）との差である。
【００７９】
次に、角速度ωが負の場合、すなわちモータ１０を負回転（逆回転）させた場合について、図７を用いて説明する。
図７に示す状態は、モータの速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域で、無負荷状態としたモータ１０を、角速度が負になるように、図４のモータ制御装置３０ａによりモータ１０を回転させている状態である。
図７に示すように、実座標ｄ−ｑにおいて、無負荷状態のモータ１０が負回転している場合、誘起電圧ベクトルωΦａがｑ軸の負方向に発生する。また、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑによる電圧成分は、誘起電圧ベクトルωΦａを抑えるように電圧ベクトル（ωＬｄＩｄ＋ＲａＩｑ）がｑ軸の正方向に発生する。このため、ｑ軸電圧ベクトルＶｑは、電圧ベクトル（ωＬｄＩｄ＋ＲａＩｑ）と誘起電圧ベクトルωΦａとの合成ベクトルである。また、ｄ軸電圧Ｖｄベクトル（＝−ωＬｑＩｑ＋ＲａＩｄ）は、ｄ軸の負方向に発生している。
図７に示すように、制御系座標ｄｃ２−ｑｃ２においては、実座標のｄ軸に対して角度δ遅れている電圧ベクトルＶｃ２として表される。なお、電圧ベクトルＶｃ２は、モータ１０の電圧である。この電圧ベクトルＶｃ２は、ｄｃ２軸の正方向の電圧ベクトルＶｄｃ２と、ｑｃ２軸の正方向の電圧ベクトルＶｑｃ２とに分解できる。
また、図７に示すように、電圧ベクトルＶｃ２と電圧ベクトルＶｑｃ２とのなす角は、（オフセット誤差Δθ−遅れ分｜ω｜Δｔ）と（誘起電圧ベクトルωΦａと電圧ベクトルＶｃ２とのなす角δ）との和である。
【００８０】
次に、図６及び図７に示したモータ１０の正回転及び負回転時の電圧ベクトルから、オフセット誤差補正値Δθ’を算出する方法について、図８を用いて説明する。
図８は、本実施形態に係るモータの速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域でモータを回転させている場合のオフセット誤差補正値の算出方法を説明する図である。
【００８１】
図８に示すように、モータ１０が正回転（ω＞０）の場合、ｄｃ１軸電圧ベクトルＶｄｃ１とｑｃ１軸電圧ベクトルＶｑｃ１とのなす角は、図６で説明したように（オフセット誤差Δθ＋遅れ分｜ω｜Δｔ）と（誘起電圧ベクトルωΦａと電圧ベクトルＶｃ２とのなす角δ）との差である。このため、このなす角とｄｃ１軸電圧ベクトルＶｄｃ１とｑｃ１軸電圧ベクトルＶｑｃ１との関係は、次式（１０）及び次式（１１）のように表される。
【００８２】
ｔａｎ（Δθ＋｜ω｜Δｔ−δ）＝Ｖｄｃ１／Ｖｑｃ１ ・・・（１０）
【００８３】
Δθ＋｜ω｜Δｔ−δ＝ｔａｎ−１（Ｖｄｃ１／Ｖｑｃ１） ・・・（１１）
【００８４】
一方、図８に示すように、モータ１０が負回転（ω＜０）の場合、ｄｃ２軸電圧ベクトルＶｄｃ２とｑｃ２軸電圧ベクトルＶｑｃ２とのなす角は、図７で説明したように（オフセット誤差Δθ＋遅れ分｜ω｜Δｔ）と（誘起電圧ベクトルωΦａと電圧ベクトルＶｃ２とのなす角δ）との和である。このため、このなす角とｄｃ２軸電圧ベクトルＶｄｃ２とｑｃ２軸電圧ベクトルＶｑｃ２との関係は、次式（１２）及び次式（１３）のように表される。
【００８５】
ｔａｎ（Δθ−｜ω｜Δｔ＋δ）＝Ｖｄｃ２／Ｖｑｃ２ ・・・（１２）
【００８６】
Δθ−｜ω｜Δｔ＋δ＝ｔａｎ−１（Ｖｄｃ２／Ｖｑｃ２） ・・・（１３）
【００８７】
式（１１）及び式（１３）より、オフセット誤差Δθの補正値Δθ’は、次式（１４）により算出できる。
【００８８】
【数９】
【００８９】
式（１４）は、モータ１０を正回転させたときの電圧指令値、負回転させたときの電圧指令を測定すれば、オフセット誤差補正値Δθ’を算出することを表している。
すなわち、オフセット算出部４０３ａは、無負荷状態としたモータ１０を、正回転させた場合のｄｃ１軸電圧指令値Ｖｄｃ１、ｑｃ１軸電圧指令値Ｖｑｃ１を測定する。次に、オフセット算出部４０３ａは、無負荷状態としたモータ１０を、負回転させた場合のｄｃ２軸電圧指令値Ｖｄｃ２、ｑｃ２軸電圧指令値Ｖｑｃ２を測定する。次に、オフセット算出部４０３ａは、式（１４）に各測定した電圧指令値を代入して、オフセット誤差補正値Δθ’を算出する。
なお、式（１４）を用いて、遅れ分｜ω｜Δｔ及び角度δの影響を除去するために、本実施形態では、モータ１０の正回転及び負回転の各回転数の絶対値を等しくして、各電圧指令値を測定する。
【００９０】
次に、オフセット誤差補正値Δθ’の算出手順について、図４、図８及び図９を用いて説明する。
なお、以下のようなオフセット誤差補正値の算出は、モータ制御システム１が車両に搭載されている場合、例えば車両の組み立て時、車両の点検時、モータ１０もしくはモータ制御装置３０の交換時等に行うようにしてもよい。
図９は、本実施形態に係るオフセット誤差補正値の算出手順のフローチャートである。
【００９１】
（ステップＳ１）制御部４０１は、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域でモータ１０を正回転させる速度指令値を生成し、生成した速度指令値をモータ制御装置３０ａに出力する。なお、無負荷状態でモータ１０を回転させているため、ｑ軸電流Ｉｑは微小である。また、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属さない制御領域でモータ１０を回転させているため、ｄ軸電流はほとんど流れていない。ステップＳ１終了後、ステップＳ２に進む。
（ステップＳ２）電圧測定部４０２ａは、ｄｃ１軸電圧指令値Ｖｄｃ１及びｑｃ１軸電圧指令値Ｖｑｃ１を測定し、測定したｄｃ１軸電圧指令値Ｖｄｃ１及びｑｃ１軸電圧指令値Ｖｑｃ１をオフセット算出部４０３ａに出力する。
次に、電圧測定部４０２ａは、速度計算部３０２が出力する角速度ωを取得し、取得した角速度ωに基づいて回転方向を検出する。ステップＳ２において、電圧測定部４０２ａは、回転方向を正方向（正回転）と検出する。次に、電圧測定部４０２ａは、検出した回転方向をオフセット算出部４０３ａに出力する。ステップＳ２終了後、ステップＳ３に進む。
【００９２】
（ステップＳ３）制御部４０１は、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域でモータ１０を負回転させる速度指令値を生成し、生成した速度指令値をモータ制御装置３０ａに出力する。ステップＳ３終了後、ステップＳ４に進む。
（ステップＳ４）電圧測定部４０２ａは、ｄｃ２軸電圧指令値Ｖｄｃ２及びｑｃ２軸電圧指令値Ｖｑｃ２を測定し、測定したｄｃ２軸電圧指令値Ｖｄｃ２及びｑｃ２軸電圧指令値Ｖｑｃ２をオフセット算出部４０３ａに出力する。
次に、電圧測定部４０２ａは、速度計算部３０２が出力する角速度ωを取得し、取得した角速度ωに基づいて回転方向を検出する。ステップＳ４において、電圧測定部４０２ａは、回転方向を負方向（負回転）と検出する。次に、電圧測定部４０２ａは、検出した回転方向をオフセット算出部４０３ａに出力する。ステップＳ４終了後、ステップＳ５に進む。
【００９３】
（ステップＳ５）オフセット算出部４０３ａは、測定した各電圧指令値、検出した回転方向に基づき、式（１４）を用いて、オフセット誤差補正値Δθ’（第１補正値、第２補正値）を算出する。
以上で、オフセット誤差補正値算出処理を終了する。
【００９４】
なお、式（１４）においては、モータ１０の正回転のときと負回転のときのｄ軸電圧及びｑ軸電圧の大きさが異なる例を説明したが、これに限られない。実座標ｄ−ｑにおけるｄ軸電流Ｉｄ＝０及びｑ軸電流Ｉｑ＝０とみなせて、レゾルバ２０による検出信号から電力変換部３１０までの信号遅れが十分に補正されている場合、δ＝０及び｜ω｜Δｔ＝０とみなせるため、例えば、オフセット算出部４０３ａは、モータ１０を正回転させた場合のｄｃ１軸電圧指令値Ｖｄｃ１及びｑｃ１軸電圧指令値Ｖｑｃ１のみを測定し、オフセット誤差補正値Δθ’を次式（１５）により算出するようにしてもよい。
【００９５】
【数１０】
【００９６】
または、オフセット算出部４０３ａは、モータ１０を負回転させた場合のｄｃ２軸電圧指令値Ｖｄｃ２及びｑｃ２軸電圧指令値Ｖｑｃ２のみを測定し、オフセット誤差補正値Δθ’を算出するようにしてもよい。
【００９７】
次に、実測結果について図１０を用いて説明する。
図１０は、本実施形態に係る実機を用いてオフセット誤差を算出した結果の一例を説明する図である。
≪実測方法≫
手順１ 無負荷状態のモータに対して、＋１０００［ｒｐｍ］の速度指令値で回転させた時のモータ制御装置３０ｂの内部データを測定する。
手順２ 無負荷状態のモータに対して、−１０００［ｒｐｍ］の速度指令値で回転させた時のモータ制御装置３０ｂの内部データを測定する。
手順３ 手順１及び手順２で測定したｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃとｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃからオフセット誤差補正値を算出する。
手順４ 手順１〜３について、オフセット誤差に＋３０［ｄｅｇ］を追加して測定する。
手順５ 手順１〜３について、オフセット誤差に−３０［ｄｅｇ］を追加して測定する。
【００９８】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、手順１〜３の実測結果である。すなわち、実機が有しているオフセット誤差に対して、本実施形態の効果を測定した結果である。測定の結果、実機のオフセット誤差は、＋１．７［ｄｅｇ］であった。
図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）は、手順４の実測結果である。すなわち、実機が有しているオフセット誤差に加えて、オフセット誤差を＋３０［ｄｅｇ］加算した場合の効果を測定した結果である。
【００９９】
図１０（ａ）及び図１０（ｃ）において、第１行目は測定項目を示し、第２行目は回転数が＋１０００［ｒｐｍ］の場合のモータ制御装置３０ｂの内部データの実測値を示し、第３行目は回転数が−１０００［ｒｐｍ］の場合のモータ制御装置３０ｂの内部データの実測値を示している。
図１０（ｂ）及び図１０（ｄ）において、第１行目は項目を示し、第２行目は回転数が＋１０００［ｒｐｍ］の場合のオフセット誤差補正値の計算値を示し、第３行目は回転数が−１０００［ｒｐｍ］の場合のモータ制御装置３０ｂのオフセット誤差補正値の計算値を示している。なお、図１０（ｂ）及び図１０（ｄ）の計算値は、図１０（ａ）及び図１０（ｃ）に示した測定値を、ｔａｎ−１（Ｖｄｃ／Ｖｑｃ）に代入して算出した値である。
【０１００】
図１０（ｂ）に示したように、オフセット誤差を１．７［ｄｅｇ］有する場合、正回転のみによるオフセット誤差補正値は−２．７［ｄｅｇ］であり、負回転のみによるオフセット誤差補正値は＋６．５［ｄｅｇ］であった。式（１４）を用いて、正回転と負回転とのオフセット誤差補正値の平均を算出すると、図１０（ｂ）に示したように＋１．９［ｄｅｇ］である。すなわち、実機にオフセット誤差が合計＋１．７［ｄｅｇ］あっても、本実施形態によれば、（オフセット誤差−オフセット誤差補正値）の補正精度を−０．２［ｄｅｇ］に抑えることができる。
次に、図１０（ｄ）に示したように、オフセット誤差を１．７［ｄｅｇ］に＋３０［ｄｅｇ］を加算した場合、正回転のみによるオフセット誤差補正値は＋２７．２［ｄｅｇ］であり、負回転のみによるオフセット誤差補正値は＋３６．６［ｄｅｇ］であった。正回転と負回転とのオフセット誤差補正値の平均を算出すると、図１０（ｄ）に示したように＋３１．９［ｄｅｇ］である。すなわち、実機にオフセット誤差が合計＋３１．７（＝１．７＋３０）［ｄｅｇ］あっても、本実施形態によれば、（オフセット誤差−オフセット誤差補正値）の補正精度を−０．２［ｄｅｇ］に抑えることができる。
【０１０１】
同様に、実機が有しているオフセット誤差に加えて、オフセット誤差を−３０［ｄｅｇ］加算した場合（手順５）、正回転のみによるオフセット誤差補正値は−３２．９［ｄｅｇ］であり、負回転のみによるオフセット誤差補正値は−２３．６［ｄｅｇ］であり、平均値は−２８．２［ｄｅｇ］であった。すなわち、実機にオフセット誤差が合計−２８．３（＝１．７−３０）［ｄｅｇ］あっても、本実施形態によれば、（オフセット誤差−オフセット誤差補正値）の補正精度を−０．１［ｄｅｇ］に抑えることができる。
正回転または負回転のみの場合と比較して、オフセット誤差補正値の補正精度が抑えられている理由は、正回転と負回転とのオフセット誤差補正値の平均を算出することで、モータ制御装置３０ｂの遅れ要素などによる影響がキャンセルされているためである。このように、本実施形態によれば、オフセット誤差補正値の補正精度を高精度に抑えることができる。
【０１０２】
以上のように、オフセット算出部４０３ａは、無負荷状態のモータ１０を、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域において、一定速度で正回転及び負回転させる。そして、オフセット算出部４０３ａは、このような無負荷状態且つモータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域において定速回転時のｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値を測定する。そして、オフセット算出部４０３ａは、測定した電圧指令値を式（１４）を用いて各回転方向についてｔａｎ−１（Ｖｄ／Ｖｑ）の平均を取ることで、オフセット誤差を含む電流ベクトルのなす角から遅れ要素である｜ω｜Δｔ等をキャンセルしてオフセット誤差補正値を算出するようにした。
この結果、本実施形態のモータ制御システム１では、無負荷状態のモータ１０を、正方向及び逆方向に回転させているので、正方向しか回転させていない従来技術と比較して精度良くオフセット誤差を補正することができる。また、本実施形態のモータ制御システム１では、オフセット補正装置４０の速度指令値により、モータ１０の回転を制御しているため、例えばガソリンと電気を用いるハイブリッドカーでなく電気のみでモータ１０を駆動する場合においても、モータ１０を正回転及び負回転させて、電流指令値を測定してオフセット制御値を算出することができる。
このように算出したオフセット誤差補正値を、レゾルバ２０が検出した検出信号に加算してモータ１０を制御することで、高精度にオフセット誤差を補正したモータ１０の制御を行える。
【０１０３】
［第２実施形態］
次に、オフセット誤差に対するノイズ及び高周波成分の影響を抑える方法を、図４及び図１１を用いて説明する。本実施形態のモータ制御装置は、図４に示したモータ制御システムにおいて、電流ＰＩ制御部３０７ａの構成が異なっている。
【０１０４】
まず、本実施形態について概要を説明する。
図１１に示した電流ＰＩ制御部３０７ｂの各部において、ノイズや高周波成分の影響を受けやすいのは、増幅部Ｇｐｄ３４１、増幅部Ｇｉｄ３４２、増幅部Ｇｐｑ３４６及び増幅部Ｇｉｑ３４７である。しかし、増幅部Ｇｉｄ３４２の出力及び増幅部Ｇｉｑ３４７の出力は、積分器３４３及び３４８で積分されることにより、ノイズや高周波成分は減衰される。また、非干渉制御部３５０内部の値は、ノイズや高周波成分の影響を受けにくい。さらに、定常状態では、積分が効くために、増幅部Ｇｐｄ３４１の入力及び増幅部Ｇｐｑ３４６の入力はノイズのみとなり、この出力は電圧ベクトルには影響を与えない。このため、本実施形態では、電流ＰＩ制御部３０７ｂ内部データの内、ノイズや高周波成分の影響を受けやすい増幅部Ｇｐｄ３４１、増幅部Ｇｐｑ３４６の出力を除き、ノイズや高周波成分の影響を受けにくい値を用いてｄ軸電圧指令値Ｖｄ’、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を生成する。そして、本実施形態では、オフセット補正装置は、このように生成されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ’、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を測定して、測定したｄ軸電圧指令値Ｖｄ’、ｑ軸ｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を用いてオフセット誤差を算出する。
【０１０５】
図１１は、本実施形態に係る電流ＰＩ制御部３０７ｂのブロック図である。
本実施形態におけるモータ制御装置の電流ＰＩ制御部３０７ｂには、電流指令部３０４ａ（図４）が出力するｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊、ｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊、第１位相変換部６００（図４）が出力するｄｃ軸電流Ｉｄｃ、ｑｃ軸電流Ｉｑｃ、速度計算部３０２（図４）が出力する角速度ωが入力される。電流ＰＩ制御部３０７ｂは、これらの入力された値に基づき、ｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧指令値を生成し、生成したｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃを第２位相変換部６０１（図４）に出力する。
【０１０６】
図１１に示すように、電流ＰＩ制御部３０７ｂは、加算部３４０、３４４、３４５及び３４９、増幅部Ｇｐｄ３４１、増幅部Ｇｉｄ３４２、積分器３４３及び３４８、増幅部Ｇｐｑ３４６、増幅部Ｇｉｑ３４７、及び非干渉制御部３５０を備える。
また、非干渉制御部３５０は、Ｒａパラメータ部３５０−１及び３５０−３、Ｌｄパラメータ部３５０−６、φパラメータ部３５０−８、Ｌｑパラメータ部３５０−１１、加算部３５０−２、３５０−４、３５０−７、３５０−９及び３５０−１２、及び乗算部３５０−５及び３５０−１０を備えている。
【０１０７】
加算部３４０は、電流指令部３０４ａが出力するｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊から、第１位相変換部６００が出力するｄｃ軸電流Ｉｄｃを減算して、偏差ΔＩｄｃを算出する。加算部３４０は、算出した偏差ΔＩｄｃを増幅部Ｇｐｄ３４１及び増幅部Ｇｉｄ３４２に出力する。
増幅部Ｇｐｄ３４１には、ｄ軸電流制御比例ゲインが記憶されている。なお、ｄ軸電流制御比例ゲインは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。増幅部Ｇｐｄ３４１は、加算部３４０が出力する偏差ΔＩｄｃに、ｄ軸電流制御比例ゲインを乗じて、乗算した値Ｇｐｄ×ΔＩｄｃを加算部３４４に出力する。
【０１０８】
増幅部Ｇｉｄ３４２には、ｄ軸電流制御積分ゲインが記憶されている。なお、ｄ軸電流制御積分ゲインは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。増幅部Ｇｉｄ３４２は、加算部３４０が出力する偏差ΔＩｄｃに、ｄ軸電流制御積分ゲインを乗じて、乗算した値Ｇｉｄ×ΔＩｄｃを積分器３４３に出力する。
積分器３４３は、増幅部Ｇｉｄ３４２が出力する値Ｇｉｄ×ΔＩｄｃを積分し、積分した値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ（＝Ｇｉｄ×Σ（ΔＩｄｃ））を加算部３４４に出力する。
加算部３４４は、増幅部Ｇｐｄ３４１が出力する値Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ）に、積分器３４３が出力する値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃを加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ）を非干渉制御部３５０に出力する。
【０１０９】
加算部３４５は、電流指令部３０４ａが出力するｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊から、第１位相変換部６００が出力するｑｃ軸電流Ｉｑｃを減算して、偏差ΔＩｑｃを算出する。加算部３４５は、算出した偏差ΔＩｑｃを増幅部Ｇｐｑ３４６及び増幅部Ｇｉｑ３４７に出力する。
増幅部Ｇｐｑ３４６には、ｑ軸電流制御比例ゲインが記憶されている。なお、ｑ軸電流制御比例ゲインは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。増幅部Ｇｐｑ３４６は、加算部３４５が出力する偏差ΔＩｑｃに、ｑ軸電流制御比例ゲインを乗じて、乗算した値Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）を加算部３４９に出力する。
【０１１０】
増幅部Ｇｉｑ３４７には、ｑ軸電流制御積分ゲインが記憶されている。なお、ｑ軸電流制御積分ゲインは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。増幅部Ｇｉｑ３４７は、加算部３４５が出力する偏差ΔＩｑｃに、ｄ軸電流制御積分ゲインを乗じて、乗算した値Ｇｉｑ×（ΔＩｑｃ）を積分器３４８に出力する。
積分器３４８は、増幅部Ｇｉｑ３４７が出力する値Ｇｉｑ×（ΔＩｑｃ）を積分し、積分した値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ（＝Ｇｉｑ×Σ（ΔＩｑｃ））を加算部３４９に出力する。
加算部３４９は、増幅部Ｇｐｄ３４６が出力する値Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）に、積分器３４８が出力する値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃを加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）を非干渉制御部３５０に出力する。
【０１１１】
次に、非干渉制御部３５０の各部について説明する。
Ｒａパラメータ部３５０−１には、予め所定値の巻線抵抗Ｒａの抵抗値が記憶されている。なお、巻線抵抗Ｒａの抵抗値は、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。Ｒａパラメータ部３５０−１は、電流指令部３０４ａが出力するｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊に巻線抵抗Ｒａの抵抗値を乗じて、乗算した値Ｒａ×Ｉｑｃ＊を加算部３５０−２に出力する。
加算部３５０−２は、加算部３４９が出力する値（Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ））に、Ｒａパラメータ部３５０−１が出力する値Ｒａ×Ｉｑｃ＊を加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊を加算部３５０−７に出力する。
【０１１２】
Ｒａパラメータ部３５０−３には、予め所定値の巻線抵抗Ｒａの抵抗値が記憶されている。Ｒａパラメータ部３５０−３は、電流指令部３０４ａが出力するｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊に巻線抵抗Ｒａの抵抗値を乗じて、乗算した値Ｒａ×Ｉｄｃ＊を加算部３５０−４に出力する。
加算部３５０−４は、加算部３４４が出力する値（Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ））に、Ｒａパラメータ部３５０−３が出力する値Ｒａ×Ｉｄｃ＊を加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ）＋Ｒａ×Ｉｄｃ＊を加算部３５０−１２に出力する。
【０１１３】
乗算部３５０−５は、電流指令部３０４ａが出力するｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊に、速度計算部３０２が出力する角速度ωを乗じて、乗算した値ωＩｄｃ＊をＬｄパラメータ部３５０−６に出力する。
Ｌｄパラメータ部３５０−６には、予め所定値のｄ軸インダクタンスＬｄが記憶されている。なお、ｄ軸インダクタンスＬｄは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。Ｌｄパラメータ部３５０−６は、乗算部３５０−５が出力する値ωＩｄｃ＊にｄ軸インダクタンスＬｄを乗じて、乗算した値ωＬｄ×Ｉｄｃ＊を加算部３５０−７に出力する。
加算部３５０−７は、加算部３５０−２が出力する値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊に、Ｌｄパラメータ部３５０−６が出力する値ωＬｄ×Ｉｄｃ＊を加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊＋ωＬｄ×Ｉｄｃ＊を加算部３５０−９に出力する。
【０１１４】
φパラメータ部３５０−８には、予め所定値のモータ１０における回転子の鎖交磁束Φａが記憶されている。なお、鎖交磁束Φａは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。φパラメータ部３５０−８は、速度計算部３０２が出力する角速度ωに、鎖交磁束Φａを乗じて、乗算した値ωΦａを加算部３５０−９に出力する。
加算部３５０−９は、加算部３５０−７が出力する値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊＋ωＬｄ×Ｉｄｃ＊に、φパラメータ部３５０−８が出力する値ωΦａを加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊＋ωＬｄ×Ｉｄｃ＊＋ωΦａをｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃとして出力する。
【０１１５】
乗算部３５０−１０は、速度計算部３０２が出力する角速度ωに、電流指令部３０４ａが出力するｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊を乗じて、乗算した値ωＩｑｃ＊をＬｑパラメータ部３５０−１１に出力する。
Ｌｑパラメータ部３５０−１１には、予め所定値のｑ軸インダクタンスＬｑが記憶されている。なお、ｑ軸インダクタンスＬｑは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。Ｌｑパラメータ部３５０−１１は、乗算部３５０−１０が出力する値ωＩｑｃ＊にｑ軸インダクタンスＬｑを乗じて、乗算した値ωＬｑ×Ｉｑｃ＊を加算部３５０−１２に出力する。
【０１１６】
加算部３５０−１２は、加算部３５０−４が出力する値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ）＋Ｒａ×Ｉｄｃ＊から、Ｌｑパラメータ部３５０−１１が出力する値ωＩｑｃ＊×Ｌｑを減算し、減算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ）＋Ｒａ×Ｉｄｃ＊−ωＬｑ×Ｉｑｃ＊をｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃとして出力する。
【０１１７】
電圧測定部４０２ａは、このように電流ＰＩ制御部３０７ｂが算出したｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃから、比例制御分であるＧｐｄ×（ΔＩｄｃ）及びＧｐｑ×（ΔＩｑｃ）を除いた、次式（１６）に示すｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ’、次式（１７）に示すｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃ’を取得し、取得したｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ’及びｑｃ軸指令値Ｖｑｃ’を用いて、次式（１８）によりオフセット誤差補正値Δθ’を算出する。なお、式（１６）及び（１７）において、各々第１項が積分値であり、各々第２項目以降が非干渉制御部３５０によるフィードフォワード成分である。
【０１１８】
Ｖｄｃ’＝Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｒａ×Ｉｄｃ＊−ωＬｑ×Ｉｑｃ＊ ・・・（１６）
【０１１９】
Ｖｑｃ’＝Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊＋ωＬｄ×Ｉｄｃ＊＋ωΦａ ・・・（１７）
【０１２０】
【数１１】
【０１２１】
なお、本実施形態においても、モータ１０を絶対値が同じである速度指令値により正回転及び負回転させたときの、ｄｃ１軸電圧指令値Ｖｄｃ１’、ｑｃ１軸電圧指令値Ｖｑｃ１’、及びｄｃ２軸電圧指令値Ｖｄｃ２’、ｑｃ２軸電圧指令値Ｖｑｃ２’を測定し、測定した値を式（１２）に代入してオフセット誤差補正値を算出するようにしてもよい。
【０１２２】
以上のように、本実施形態によれば、電圧測定部４０２ａは、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑの代わりに、電流ＰＩ制御部３０７ｂ内部データである積分値と非干渉制御部３５０のフィードフォワード成分によるｄ軸電圧指令値Ｖｄ’及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を取得するようにした。これらの積分値と非干渉制御部３５０のフィードフォワード成分は、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令に含まれるノイズや高調波成分の影響が少ない。この結果、このようにして取得したｄ軸電圧指令値Ｖｄ’及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を用いてオフセット誤差補正値を算出することで、ノイズや高調波成分の影響を抑えることができる。そして、このように算出したオフセット誤差補正値を用いてモータ１０の制御を行うことで、精度の良いモータ制御を行うことができる。
【０１２３】
また、オフセット誤差が大きい場合、モータ制御装置における制御系が不安定になる。このようにオフセット誤差が大きい場合は、レゾルバの組み付け不良や配線ミス等もある。このため、第１実施形態及び第２実施形態において、オフセット誤差が予め定められている値より大きい（例えば９０度）か否かを公知の技術で検出して、このようなモータ及びレゾルバを事前に検出して除去するようにしてもよい。
【０１２４】
なお、本実施形態においては、モータ１０を無負荷状態で定速回転させてオフセット誤差を算出して、算出したオフセット誤差補正値をレゾルバによる検出信号に加算してモータ制御を行う例を説明したが、これに限られない。モータ１０を無負荷状態でなく、正負で逆の一定の負荷トルクがある状態で回転させることで、モータ制御システム１は、図５で説明した内部相差角δをキャンセルすることができる。
【０１２５】
なお、実施形態の図１、図４及び図１１の各部の機能を実現するため、コンピュータシステムのＣＰＵに接続されたＲＯＭ、ＨＤＤも等に保存されているプログラムにより実行することも可能である。あるいは、ＰＬＤ（プログラマブルロジックデバイス）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）や回路でハードウェアにより実現することも可能である。
【符号の説明】
【０１２６】
１・・・モータ制御装置、１０・・・モータ、２０・・・レゾルバ、３０，３０ａ・・・モータ制御装置、４０，４０ａ・・・オフセット補正装置、６０・・・制御対象、７０・・・加算部、３０２・・・速度計算部、３０３・・・速度ＰＩ制御部、３０４・・・電流指令部、３０５・・・電流検出器、３０６・・・３相／２相変換部、３０７、３０７ａ・・・電流ＰＩ制御部、３０８・・・２相／３相変換部、３０９・・・デューティ計算部、３１０・・・電力変換部、４０１・・・制御部、４０２・・・電圧測定部、４０３・・・オフセット算出部、６００・・・第１位相変換部、６０１・・・第２位相変換部、６０２・・・モータ電圧方程式部、６０３・・・トルク方程式部、６０４・・・（１／Ｊｓ）、６０５・・・（１／ｓ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、モータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３相ブラシレスモータを制御する際には、ＵＶＷの３相にて制御するのではなく、ＵＶＷの３相をｄ軸ｑ軸の２軸座標へと座標変換し、ｄ軸ｑ軸の２相にて制御するのが一般的である。
ここで、ｄ軸とｑ軸の２軸座標へ座標変換したｄｑベクトル制御の概略を説明する。ｄｑベクトル制御は、回転子の界磁方向をｄ軸、これと直交する方向をｑ軸とするｄｑ座標系上の等価回路でモータの制御処理を行う。このようなモータを制御するモータ制御装置は、例えば、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ；比例積分）制御を用いてｄ軸の検出電流Ｉｄ及びｑ軸の検出電流Ｉｑが、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊に追従するように、フィードバック制御によりｄ軸指令電圧Ｖｄ＊及びｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を制御している。
【０００３】
このようなモータが有するロータの回転角度位置を検出する角度検出器として、レゾルバと角度検出回路とを組み合わせて回転角度を検出する角度検出器が用いられている。レゾルバは、ロータコイルとステータコイルとの位相差によりロータの回転角度を検出する回転検出装置である。レゾルバは、ロータコイルに正弦波信号（Ｅｓｉｎ（ωｔ）（Ｅは正弦波の振幅、ωは励磁周波数））を印加することで、磁界を生じる。この磁界中に、互いに直角に置かれた２つのステータコイルに、それぞれのコイルに位相差のある電圧（ＫＥｓｉｎ（ωｔ）×ｓｉｎ（θ）、ＫＥｓｉｎ（ωｔ）×ｃｏｓ（θ））が発生する。レゾルバは、このステータコイルの出力を用いて回転角度θを検出している。そして、モータ制御装置は、検出した回転角度θに基づいて、モータの電流を制御している。
【０００４】
しかしながら、このような角度検出器が組み付けられたモータでは、角度検出器と同期モータの回転位置との間にレゾルバの製造精度により誤差、及びレゾルバの組み付けによる誤差などが生じることがある。
このため、特許文献１に記載のモータ制御装置は、ｄ軸及びｑ軸の各電流指令値を０にして、外部からモータを回転させる。この場合、モータには、誘起電圧が発生するが、モータ制御装置が、電流が０になるようにモータを制御している。このため、モータ制御装置は、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを０にするように制御することになり、角度検出器と同期モータの回転位置との間の位相がずれていない場合、ｑ軸電圧Ｖｑのみが発生し、ｄ軸電圧Ｖｄは０となる。
しかしながら、角度検出器と同期モータの回転位置との間の位相がずれている場合、ｄ軸電圧Ｖｄが発生する。特許文献１に記載のモータ制御装置は、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを０にするｄ軸指令電圧Ｖｄ＊とｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とを求め、求めたｄ軸指令電圧Ｖｄ＊が０になるオフセット量Δθを算出している。そして、特許文献１に記載のモータ制御装置では、算出したオフセット量を用いて、角度検出器と同期モータの回転位置との間に生じるずれを補正していた。
【０００５】
また、特許文献２に記載のモータ制御装置は、ｑ軸電流Ｉｑを０に制御し、ｄ軸電流Ｉｄを流してモータを回転させる。この場合、ｑ軸電流Ｉｑは、トルクを発生する電流であり、ｄ軸電流Ｉｄは、励磁電流である。このため、角度検出器と同期モータの回転位置との間にずれが生じていない場合、ｑ軸電流Ｉｑを０にして、ｄ軸電流Ｉｄを流しても、トルクは発生しない。しかしながら、角度検出器と同期モータの回転位置との間にずれが生じている場合、ｑ軸電流Ｉｑを０にして、ｄ軸電流Ｉｄを流すと、トルクが発生する。このため、特許文献２に記載のモータ制御装置では、ｑ軸電流Ｉｑを０に制御し、ｄ軸電流Ｉｄを流してモータを回転させたとき、トルクが０になるように調整することで、角度検出器と同期モータの回転位置との組み込みの位置ズレや製造誤差等により発生するずれを補正していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７８９８９５号公報
【特許文献２】特開２００２−３７４６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら特許文献１に記載の技術では、検出信号を２相から３相への変換器を用いてｄ軸とｑ軸の２軸座標へ座標変換を行っている。一方、特許文献１に記載の技術では、生成された指令値に基づいて、モータを駆動するＰＷＭ（パルス幅変調）変換器においても、遅れが生じる。このため、角度検出器とＰＷＭ出力との間に遅れが生じる場合がある。この結果、特許文献１に記載の技術では、これらの遅れ分がオフセット調整の精度に影響を与えるため、モータを精度良く制御できないという問題点があった。また、特許文献１に記載の技術では、オフセット調整量を、指令電圧値から算出しているが、指令電圧がノイズや高周波の影響を受けやすいため、モータを精度良く制御できないという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載の技術では、トルクを利用して補正しているので、モータ及びモータに接続されている負荷に摩擦があると、この摩擦がトルクに影響して補正値に誤差が生じ、モータを精度良く制御できないという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、モータを精度良く制御することを可能にするモータ制御装置、及びモータ制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のモータ制御装置は、電流指令値から、電圧指令値を生成し、モータに流れる検出電流によりフィードバック制御するモータ制御装置であって、前記モータの速度制御を行う速度制御部と、前記モータが一定速度で回転しているときの前記速度制御部の出力に基づく前記電圧指令値を測定する電圧測定部と、前記測定された電圧指令値に基づき、前記モータの回転位置に対する補正値を算出する補正値算出部と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明において、前記補正値算出部は、前記算出した補正値を前記モータの回転位置に対応した検出値に加算して回転位置を示す値を生成し、前記速度制御部は、前記生成された回転位置を示す値に基づき前記モータを制御するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明において、前記電圧指令値は、ｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値であり、前記電圧測定部は、前記モータが速度指令値に基づいて回転しているとき、前記ｄ軸電圧指令値及び前記ｑ軸電圧指令値を測定し、前記補正値算出部は、前記モータが正回転しているときの前記測定された前記ｄ軸電圧指令値と前記ｑ軸電圧指令値との位相に基づいて第１補正値を前記補正値として算出するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明において、前記補正値算出部は、前記モータが負回転しているときの前記測定された前記ｄ軸電圧指令値と前記ｑ軸電圧指令値との位相に基づいて算出した第２補正値を前記補正値として算出するようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明において、前記速度制御部は、前記モータの正回転における前記モータの回転速度と、前記モータの負回転における前記モータの回転速度の絶対値とが等しくなるように制御し、前記補正値算出部は、前記算出した第１補正値と第２補正値の平均を算出して前記補正値を算出するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明において、前記補正値算出部は、前記補正値、前記第１補正値、及び前記第２補正値は、下式を用いて算出するようにしてもよい。
【００１６】
【数１】
【００１７】
また、本発明において、前記速度制御部は、前記電流指令値から前記電圧指令値を生成する非干渉制御部を有する電流比例積分制御部を備え、前記電圧測定部は、前記電流比例積分制御部内で生成されたｄ軸電流偏差の積分成分と前記非干渉制御部で生成されたｄ軸電圧成分とに基づいて生成されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ’、および前記電流比例積分制御部内で生成されたｑ軸電流偏差の積分成分と前記非干渉制御部で生成されたｑ軸電圧成分とに基づいて生成されたｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を測定するようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明において、前記電圧測定部は、下式で表される前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄ’を測定し、
【００１９】
【数２】
【００２０】
下式で表される前記ｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を測定するようにしてもよい。
【００２１】
【数３】
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明は、電流指令値から、電圧指令値を生成し、モータに流れる検出電流によりフィードバック制御するモータ制御装置のモータ制御方法であって、速度制御部が、前記モータの速度制御を行う速度制御手順と、電圧測定部が、前記モータが一定速度で回転しているときの前記速度制御部の出力に基づく前記電圧指令値を測定する電圧測定手順と、補正値算出部が、前記測定された電圧指令値に基づき、前記モータの回転位置に対する補正値を算出する補正値算出手順と、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、モータを一定速度で回転させているときの電圧指令値を測定し、測定した電圧指令値に基づいてモータの回転位置に対する補正値を算出し、算出した補正値を用いてモータの回転を制御するようにした。この結果、検出された回転位置にずれがあっても、モータを精度良く制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態のモータ制御装置を示す制御ブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るレゾルバの概略構成を示す図である。
【図３】電圧制御領域について説明する図である。
【図４】第１実施形態に係るｄｑ座標系と制御系ｄｃｑｃ座標系とによる制御ブロック図である。
【図５】ｄｑ座標系における電流と電圧のベクトル図である。
【図６】第１実施形態に係る角速度が正の場合の電圧ベクトルの関係の一例を説明する図である。
【図７】第１実施形態に係る角速度が負の場合の電圧ベクトルの関係の一例を説明する図である。
【図８】第１実施形態に係るモータの速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域でモータを回転させている場合のオフセット誤差補正値の算出方法を説明する図である。
【図９】第１実施形態に係るオフセット誤差補正値の算出手順のフローチャートである。
【図１０】第１実施形態に係る実機を用いてオフセット誤差を算出した結果の一例を説明する図である。
【図１１】第２実施形態に係る電流ＰＩ制御部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は係る実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。
【００２６】
まず、モータ制御装置の概略動作について説明する。
モータ制御装置は、例えば産業車両や電気自動車、ハイブリッド自動車、電車、船舶、飛行機、発電システム等において、電池セルから電力の供給を受けてモータを制御する装置である。
電気モータを動力とする電気自動車や、内燃機関と電気モータを併用して動力とするハイブリッド自動車（以下、「電気自動車等」という）では、電力利用効率を高めるため、モータ制御装置が、３相の駆動電流を制御する際にパルス幅を変調させるパルス幅変調制御（ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御）を用いている。
電気自動車等では主に永久磁石同期モータが用いられ、そのモータには、回転に同期した３相電流が流される。その３相電流をＰＷＭ制御するために、キャリア信号と呼ばれる一定の周波数の電気パルスが用いられる。この場合、駆動電流は、キャリア信号のタイミングに合わせてパルス幅が変調された矩形波としてモータに供給され、モータのインダクタンスによって正弦波の３相電流となる。
そして、このようなモータ制御装置では、モータに流れる電流が、入力されたトルク指令のトルクになるようにフィードバックを用いたＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ；比例積分）制御により制御している。また、ＰＩ制御では、モータへ供給するｕｖｗの３相をｄ軸ｑ軸の２軸座標へと座標変換し、ｄ軸ｑ軸の２相にて制御する。また、このようなモータ制御装置では、モータの回転角度を検出する角度検出装置であるレゾルバが組み付けられている。そして、電流のＰＩ制御では、検出したモータの回転角度と、入力されたトルク指令に基づいて電流指令値を生成し、生成した電流の指令値と、モータに流れる電流の測定値とを合わせるように制御することで、モータを制御している。
【００２７】
ｄ軸ｑ軸の２軸座標（以下、ｄｑ座標系という）は、回転座標系であり、回転子を構成する永久磁石が作る磁束の方向のｄ軸、ｄ軸から位相が９０度進んだｑ軸からなるｄｑ座標系で表される。なお、ｄｑ座標系は回転しており、その回転速度が、角速度ωである。このｄｑ座標系において、モータの電圧Ｖのｄ軸成分をＶｄで表し、ｑ軸成分をＶｑで表す。また、ｄｑ座標系において、モータの電流Ｉのｄ軸成分をＩｄで表し、ｑ軸成分をＩｑで表す。
【００２８】
次に、本発明の概要を説明する。
モータ制御システムでは、レゾルバの組み付け精度による誤差や、レゾルバの製造による誤差、レゾルバによる検出信号の処理の遅れによる誤差などが生じる（以下、レゾルバによる誤差という）。このような誤差を補正するために、本発明のモータ制御システムでは、無負荷状態のモータを、ｄ軸電流が流れていず、モータの速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域で定速回転させる。
モータが無負荷で一定回転している状態では、実動作におけるｄ軸電流とｑ軸電流とはわずかしか流れていない。しかしながら、レゾルバによる誤差が生じ、実動作における座標とモータ制御装置内の座標とでｄｑ座標系の角度ずれが発生する。このように実動作とモータ制御装置内とでｄｑ座標系の角度がずれている場合、モータ制御装置内では、見かけ上、励磁電圧ベクトルωΦａの位相がずれて、モータの電圧ベクトルの角度に影響が発生する。
このような原理に基づき、本発明のモータ制御システムでは、無負荷状態のモータを定速回転させているとき、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値を測定する。そして、本発明のモータ制御システムでは、測定したｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値からオフセット誤差（補正値）を算出し、算出したオフセット誤差補正値をレゾルバによる検出信号に加算してモータ制御を行う。
【００２９】
［第１実施形態］
第１実施形態のモータ制御装置は、ｄ軸電流が発生せず、モータの速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域（例えば、後述する電圧制御領域）において、モータを無負荷状態で回転させる。このようにモータが無負荷状態で定速回転しているときに、本実施形態のモータ制御装置は、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値を測定して、オフセット誤差補正値を算出する。以下、第１実施形態について、詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態のモータ制御装置を示す制御ブロック図である。
図１に示すように、本実施形態に係るモータ制御システム１は、レゾルバ２０、モータ制御装置３０、及びオフセット補正装置４０を備えている。
モータ制御装置３０は、速度計算部（速度制御部）３０２、速度ＰＩ制御部（速度制御部）３０３、電流指令部（速度制御部）３０４、電流検出器３０５、３相／２相変換部３０６、電流ＰＩ制御部（速度制御部、電流比例積分制御部）３０７、２相／３相変換部３０８、デューティ計算部３０９、及び電力変換部３１０を備えている。
オフセット補正装置４０は、制御部４０１、電圧測定部（電圧測定部）４０２及びオフセット算出部（補正値算出部）４０３を備えている。
また、モータ制御装置３０は、モータ１０及びオフセット補正装置４０と接続されている。
【００３１】
モータ１０は、３相モータであり、電力変換部３１０から出力される駆動電流により駆動される。モータ１０には、レゾルバ２０が組み付けられている。
【００３２】
レゾルバ２０は、モータ１０に組み付けられている。レゾルバ２０は、各瞬間におけるモータ１０の回転角度をサンプリング時刻毎に検出し（以下、検出した回転角度を検出角度という）、検出した検出角度を速度計算部３０２、３相／２相変換部３０６、及び２相／３相変換部３０８に出力する。なお、サンプリング周波数は、例えば、５［ＫＨｚ］である。
【００３３】
速度計算部３０２は、レゾルバ２０が検出した検出角度θから、モータ１０の回転子の角速度ωを計算し、計算した角速度ωを速度ＰＩ制御部３０３、電流指令部３０４、及びオフセット補正装置４０に出力する。
【００３４】
速度ＰＩ（比例積分）制御部３０３は、モータ１０の回転速度が外部から入力された速度指令値になるように、モータ１０に対する回転速度を制御する。速度ＰＩ制御部３０３は、外部から入力された速度指令ω＊と、速度計算部３０２が出力する角速度ωとの偏差基づいて、モータ１０の回転速度が速度指令値ω＊になるトルク指令値τ＊を算出し、算出したトルク指令値τ＊を電流指令部３０４に出力する。トルク指令値τ＊は、モータ１０に発生させるトルクを指令するものである。なお、本明細書では、指令値や指令信号には「＊」を右上に付した変数によって表す。
また、速度ＰＩ制御部３０３は、オフセット補正装置４０の制御部４０１が出力する電流指令値ω＊に基づきモータ１０に対するトルク指令値τ＊を算出し、算出したトルク指令値τ＊を電流指令部３０４に出力する。
【００３５】
電流指令部３０４には、速度計算部３０２から出力される角速度ωと、速度ＰＩ制御部３０３が出力するトルク指令値τ＊とが入力される。電流指令部３０４は、このトルク指令値τ＊と角速度ωから、ｄ軸成分およびｑ軸成分を持つ２相の指令電流であるｄ軸の電流指令値Ｉｄ＊、及びｑ軸の電流指令値Ｉｑ＊（以下、ｄ軸電流指令値、ｑ軸電流指令値という）を生成する。電流指令部３０４は、生成したｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を、電流ＰＩ制御部３０７に出力する。
【００３６】
電流検出器３０５は、モータ１０に対する３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出し、検出した３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを３相／２相変換部３０６に出力する。
【００３７】
３相／２相変換部３０６は、電流検出器３０５が出力する３相の電流Ｉｕ、ＩｖおよびＩｗを、２相のｄ軸成分Ｉｄおよびｑ軸成分Ｉｑ（以下、検出電流という）に変換する。３相／２相変換部３０６は、変換した検出電流ＩｄおよびＩｑを電流ＰＩ制御部３０７に出力する。なお、ｄ軸成分の電流（ｄ軸電流）とは、d軸を磁束の向きにとった場合、流れている電流のうち、モータ１０に磁束を発生させるのに使われている成分（励磁電流成分）である。また、ｑ軸成分の電流（ｑ軸電流）とは、流れている電流のうち負荷のトルクに対応した成分である。
【００３８】
電流ＰＩ制御部３０７には、電流指令部３０４が出力するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と、３相／２相変換部３０６が出力する検出電流ＩｄおよびＩｑとが入力される。電流ＰＩ制御部３０７は、制御変数である検出電流ＩｄおよびＩｑが、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に応じた値になるように、モータ１０に流れる電流Ｉｕ、ＩｖおよびＩｗを制御する。
電流ＰＩ制御部３０７は、入力されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊から、それぞれ検出電流ＩｄおよびＩｑを減算して、偏差ΔＩｄおよびΔＩｑを算出する。電流ＰＩ制御部３０７は、算出した偏差ΔＩｄおよびΔＩｑ用いて、次式（１）及び（２）により、指令電圧であるｄ軸の電圧指令値Ｖｄ＊、ｑ軸の電圧指令値Ｖｑ＊（以下、ｄ軸電圧指令値、ｑ軸電圧指令値という）を算出する。なお、本実施形態では、電流ＰＩ制御しているため、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊は、電圧Ｖｄに等しく、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊は、電圧Ｖｑに等しい。このため、本実施形態では、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊をｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊をｑ軸電圧指令値Ｖｑとして表す。
電流ＰＩ制御部３０７は、算出したｄ軸電圧指令値Ｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑを、２相／３相変換部３０８に出力する。
【００３９】
Ｖｄ＊＝Ｋｐ×ΔＩｄ＋Ｋｉ×∫（ΔＩｄ）ｄｔ ・・・（１）
【００４０】
Ｖｑ＊＝Ｋｐ×ΔＩｑ＋Ｋｉ×∫（ΔＩｑ）ｄｔ ・・・（２）
【００４１】
なお、式（１）、（２）において、係数Ｋｐ、Ｋｉは、予め設定されている係数である。
【００４２】
２相／３相変換部３０８は、レゾルバ２０が検出した検出角度θを用いて、電流ＰＩ制御部３０７が出力するｄ軸電圧指令値Ｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑを座標変換し、３相の電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊を算出する。電流ＰＩ制御部３０７と同様に、電流ＰＩ制御されているため、電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊は、各々電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに等しいため、各電圧指令値を各々Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして表す。
２相／３相変換部３０８は、算出した３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗをデューティ計算部３０９に出力する。
【００４３】
デューティ計算部３０９には、２相／３相変換部３０８が出力する３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが入力される。デューティ計算部３０９は、キャリア周波数ｆｃによって定まるタイミングで、３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗから、モータに与える駆動電流信号を表すデューティ信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを計算する。デューティ計算部３０９は、計算したデューティ信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを電力変換部３１０に出力する。
【００４４】
電力変換部３１０には、デューティ信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗから駆動電流を生成するためのスイッチングを行う例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子などの電力制御素子（パワー素子）が備えられている。電力変換部３１０は、デューティ計算部３０９が出力するデューティ信号Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗに対応する３相の駆動電流を生成し、生成した３相の駆動電流をモータ１０にそれぞれ供給する。
【００４５】
オフセット補正装置４０の制御部４０１は、モータ１０が無負荷状態で回転するように、例えば、モータ制御システム１が車両に取り付けられている場合、車両のクラッチを制御する。制御部４０１は、無負荷状態のモータ１０を、ｄ軸電流が流れていず、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域で回転させる速度指令値ω＊を速度ＰＩ制御部３０３に出力する。
【００４６】
電圧測定部４０２は、電圧ＰＩ制御部３０７が出力するｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑを測定する。電圧測定部４０２は、速度計算部３０２が出力する角速度ωを取得し、取得した角速度ωに基づきモータ１０の回転方向を検出する。電圧測定部４０２は、測定したｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ、検出した回転方向をオフセット算出部４０３に出力する。
【００４７】
オフセット算出部４０３には、電圧測定部４０２が出力するｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ、回転方向が入力される。
オフセット算出部４０３は、記憶されている各値、電圧測定部４０２が出力する回転方向、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づき、後述するようにオフセット誤差Δθ’（第１補正値、第２補正値）を算出する。
なお、算出されたオフセット誤差補正値は、モータ制御装置３０またはオフセット補正装置４０の記憶部（不図示）に記憶させておいてもよい。
【００４８】
図２は、本実施形態に係るレゾルバ２０の概略構成を示す図である。
図２に示すように、レゾルバ２０は、モータ１０の貫通シャフトにマウントされ、ブラシレスモータのロータ磁界に合わせて調整されている。レゾルバ２０は、レゾルバ・ロータ２２、１次側コイル（ロータ）２４、１次側コイル２４と互いに９０度離れたふたつの２次側コイル（ステータ）２６とで構成されている。１次側に交流電圧を加えると２次側コイルにも電圧が発生する。２次側に出力される電圧の振幅は、θをロータ角度とするとｓｉｎθとｃｏｓθになる。
レゾルバ２０は、これらの２次側コイル２６の信号に基づき、モータ１０の検出角度を算出する。この算出された検出角度は、モータ１０の電気角の回転基準角度（０度）から１回転（３６０度）の間、電気自動車などでは慣性が大きく、サンプリングタイムに比べて加速度が無視されるので、単調に且つほぼ線形に増加する値となる。したがって、モータ１０の複数の回転にわたる算出値は、例えば、のこぎりの歯状の波形となる。レゾルバ２０は、この算出値によりモータ１０の電気角の検出角度を検出できる。
【００４９】
図３は、電圧制御領域について説明する図である。
図３において、横軸は速度を表し、縦軸は電圧、界磁、出力及びトルクを表している。また、図３において、Ｎｂは基底速度であり、Ｎｔは最高速度である。なお、基底速度Ｎｂとは、電圧制御領域における最高速度である。また、最高速度Ｎｔとは、最弱界磁における最高速度である。
曲線ｇ１０１は、電圧対速度の関係を表し、曲線ｇ１０２は、出力対速度の関係を表している。曲線ｇ１０３は、界磁対速度の関係を表し、曲線ｇ１０４は、トルク対速度の関係を表している。
【００５０】
図３に示すように、所定の回転速度（例えば基底速度Ｎｂ）まで、曲線ｇ１０３のように界磁を一定に保ちながら、例えばモータに対して電圧制御を行う。このように、界磁を一定に保ちながら電圧制御される領域が電圧制御領域である。また、図３に示した電圧制御領域では、ｄ軸電流はほとんど流れない。
そして、所定の回転速度以上の領域では、曲線ｇ１０１のように電圧を一定に保ちながら界磁を曲線ｇ１０３のように弱めることで、回転速度を上昇させる。このような制御が弱め界磁制御であり、このように電圧が一定且つ回転速度が速くなる領域が弱め界磁制御領域（界磁制御領域）である。
【００５１】
図４は、本実施形態に係るｄｑ座標系と制御系ｄｃｑｃ座標系とによる制御ブロック図である。
制御系ｄｃｑｃ座標系とは、モータ制御装置３０ａ内のｄ軸をｄｃ軸、ｑ軸をｑｃ軸に置き換えて表した座標系である。
図４に示すように、モータ制御装置３０ａは、速度計算部３０２、速度ＰＩ制御部３０３、電流指令部３０４ａ、電流ＰＩ制御部３０７ａから構成される。モータ１０とレゾルバ２０を実座標のｄ軸ｑ軸で表した制御対象６０は、第１位相変換部６００、第２位相変換部６０１、モータ電圧方程式部６０２、トルク方程式部６０３、（１／Ｊｓ）６０４、（１／ｓ）６０５、加算部７０から構成される。
オフセット補正装置４０ａは、制御部４０１、電圧測定部４０２ａ及びオフセット算出部４０３ａを備えている。
図１と同じ動作部は、同じ符号を用いて説明を省略する。
【００５２】
モータ制御装置３０ａの電流指令部３０４ａは、速度計算部３０２から出力される角速度ωと、速度ＰＩ制御部３０３が出力するトルク指令値τ＊とが入力される。電流指令部３０４ａは、このトルク指令値τ＊と角速度ωから、ｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊及びｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊を生成する。電流指令部３０４ａは、生成したｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊およびｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊を、電流ＰＩ制御部３０７ａに出力する。
【００５３】
電流ＰＩ制御部３０７ａは、入力されたｄ軸電流指令値Ｉｄｃ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑｃ＊から、それぞれｄｃ軸電流Ｉｄｃおよびｑｃ軸電流Ｉｑｃに基づき、ｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃを算出する。
【００５４】
制御対象６０の第１位相変換部６００は、ｄ軸ｑ軸の電流からｄｃ軸ｑｃ軸の電流への変換部である。第１位相変換部６００は、実際のオフセット誤差Δθ分、座標変換され、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑから、各々ｄｃ軸電流Ｉｄｃ、ｑｃ軸電流Ｉｑｃに変換する。第１位相変換部６００は、変換したｄｃ軸電流Ｉｄｃ、ｑｃ軸電流Ｉｑｃを電流ＰＩ制御部３０７ａに出力する。
ここで、遅れ分｜ω｜Δｔを省略すると、第１位相変換部６００は、次式（３）のように表される。
【００５５】
【数４】
【００５６】
第２位相変換部６０１は、ｄｃ軸ｑｃ軸の電圧からｄ軸ｑ軸の電圧への変換部である。第２位相変換部６０１は、オフセット誤差Δθ分、座標変換され、ｄｃ軸電圧Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧Ｖｑｃから、各々ｄ軸電圧Ｖｄ、ｑ軸電圧Ｖｑに変換する。第２位相変換部６０１は、変換したｄ軸電圧Ｖｄ、ｑ軸電圧Ｖｑをモータ電圧方程式部６０２に出力する。
ここで、遅れ分｜ω｜Δｔを省略すると、第２位相変換部６０１は、式（３）の逆行列で次式（４）のように表される。
【００５７】
【数５】
【００５８】
モータ電圧方程式部６０２には、第２位相変換部６０１が出力するｄ軸電圧Ｖｄ、ｑ軸電圧Ｖｑ、トルク方程式部６０３及び（１／Ｊｓ）６０４により算出された角速度ωが入力される。
【００５９】
モータ電圧方程式部６０２が有するモータ１０の電圧方程式は、次式（５）のように表される（例えば、参考文献１ 新中新二、永久磁石同期モータのベクトル制御技術 上巻、電波新聞社、２００８年、ｐ９８参照）。
【００６０】
【数６】
【００６１】
式（５）において、ωは、角速度、Φａは、モータ１０の鎖交磁束、ωΦａは、誘起電圧である。Ｌｄは、ｄ軸のインダクタンス、Ｌｑは、ｑ軸のインダクタンスである。Ｒａは、モータ１０の巻線１相あたりの抵抗である。
また、式（５）において、ｐは微分演算子である。このため、定常状態において、式（５）は、次式（６）のように表される。
【００６２】
【数７】
【００６３】
モータ電圧方程式部６０２は、式（５）または（６）を用いて、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出し、算出したｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを第１位相変換部６００及びトルク方程式部６０３に出力する。
【００６４】
トルク方程式部６０３は、トルク方程式部６０３が有する次式（７）のトルク方程式（参考文献２ 森本、武田、PMモータの出力範囲に関する一般的な解析と定出力運転に適した機器定数の検討、電学論D，Vol.117，No.6 pp.751-757 (1997-6)参照）、モータ電圧方程式部６０２が出力するｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを用いて、トルクを算出し、算出したトルク値を（１／Ｊｓ）６０４に出力する。また、トルク方程式部６０３には、ｄ軸及びｑ軸の各インダクタンス成分Ｌｄ及びＬｑ、鎖交磁束Φａが記憶されている。
【００６５】
【数８】
【００６６】
式（７）において、Ｐｎは、モータ１０もしくはステータのマグネットの磁極の対の数である極対数である
【００６７】
（１／Ｊｓ）６０４は、トルク方程式部６０３が算出したトルクから、角速度ωを出力し、出力した角速度ωをモータ電圧方程式部６０２及び（１／ｓ）６０５に出力する。なお、Ｊは、無負荷時のモータ１０のイナーシャ（慣性モーメント）である。
【００６８】
（１／ｓ）６０５は、（１／Ｊｓ）６０４が出力する角速度ωから実角度θ０を加算部７０に出力する。加算部７０は、（１／ｓ）６０５が出力した実角度θ０にオフセット誤差Δθを加算し、加算した検出信号θをモータ制御装置３０ａの速度計算部３０２に出力する。
【００６９】
オフセット補正装置４０ａの電圧測定部４０２ａは、電流ＰＩ制御部３０７ａが出力するｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃを測定する。電圧測定部４０２ａは、速度計算部３０２が出力する角速度ωを取得し、取得した角速度ωに基づきモータ１０の回転方向を検出する。電圧測定部４０２ａは、測定したｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃ、検出したモータ１０の回転方向を示す情報をオフセット算出部４０３ａに出力する。
【００７０】
オフセット算出部４０３ａには、電圧測定部４０２ａが出力するｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ＊、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃ＊、モータ１０の回転方向を示す情報が入力される。
オフセット算出部４０３ａは、電圧測定部４０２ａが出力するモータ１０の回転方向を示す情報、ｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ＊、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃ＊に基づき、オフセット誤差補正値Δθ’を算出する。
【００７１】
次に、ｄｑ座標系における電流と電圧とのベクトルの関係を説明する。
ｄ軸電圧及びｑ軸電圧は、式（６）より、次式（８）及び次式（９）のように表される。
【００７２】
Ｖｄ＝ＲａＩｄ−ωＬｑＩｑ ・・・（８）
【００７３】
Ｖｑ＝ωＬｄＩｄ＋ＲａＩｑ＋ωΦａ ・・・（９）
【００７４】
図５は、ｄｑ座標系における電流と電圧のベクトル図である。
図５において、角度δは、内部相差角（負荷角）であり、ｑ軸と電圧Ｖのベクトル（以下、電圧ベクトルＶという）とのなす角である。
図５において、反時計回りが正回転方向であり、ｄ軸に対してｑ軸が９０度進んでいる。
図５に示すように、モータ１０に印加される電圧ベクトルＶは、ｄ軸電圧Ｖｄ（＝−Ｖｓｉｎδ）のベクトル（以下、ベクトルＶｄという）とｑ軸電圧Ｖｑ（＝Ｖｃｏｓδ）のベクトル（以下、ベクトルＶｑという）とに分解できる。
モータ１０に流れる電流ベクトルＩは、ｄ軸電流Ｉｄのベクトル（以下、ベクトルＩｄという）とｑ軸電流Ｉｑのベクトル（以下、ベクトルＩｑという）とに分解できる。
【００７５】
図５に示すように、式（８）に示したベクトルＶｄ（＝−Ｖｓｉｎδ）は、ベクトルＲａＩｄとベクトル（−ωＬｑＩｑ）との和で表される。また、式（９）に示したベクトルＶｑ（＝Ｖｃｏｓδ）は、ベクトルωＬｄＩｄ、ベクトルＲａＩｑ、及びベクトルωΦａの和で表される。
レゾルバ２０の組み付けによる誤差、製造による誤差、モータ制御装置３０ａの遅れにより発生する誤差等が無い場合、図５に示したｄ軸及びｑ軸は、モータ制御装置３０ａのｄｃ軸及びｑｃ軸と一致している。
【００７６】
図５では、レゾルバ２０にオフセット誤差が無く、ｄ軸及びｑ軸と制御系座標のｄｃ軸及びｑｃ軸とが一致している場合におけるベクトルの関係を説明した。
次に、レゾルバ２０にオフセット誤差が有り、ｄ軸及びｑ軸と制御系座標のｄｃ軸及びｑｃ軸とが一致していない場合におけるベクトルの関係を、図６及び図７を用いて説明する。
図６は、本実施形態に係る角速度が正の場合の電圧ベクトルの関係の一例を説明する図である。図７は、本実施形態に係る角速度が負の場合の電圧ベクトルの関係の一例を説明する図である。
【００７７】
図６及び図７において、ｄ−ｑ座標は回転子の実際の界磁方向をｄ軸とするｄｑ座標（以下、実座標ｄ−ｑという）を示し、ｄｃ−ｑｃ座標はレゾルバ２０により検出される磁極位置（以下、レゾルバ検出位置という）により定まるｄｑ座標（以下、制御系座標ｄｃ−ｑｃといい、また制御系座標ｄｃ−ｑｃにおけるｄ軸及びｑ軸をｄｃ軸及びｑｃ軸という）を示している。また、角速度ωが正の場合（正回転）の制御系座標ｄｃ−ｑｃを制御系座標ｄｃ１−ｑｃ１、角速度ωが負の場合（負回転）の制御系座標ｄｃ−ｑｃを制御系座標ｄｃ２−ｑｃ２として示している。
【００７８】
まず、角速度ωが正の場合、すなわちモータ１０を正回転させた場合について、図６を用いて説明する。
図６に示す状態は、ｄ軸電流が発生していず、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域で、無負荷状態としたモータ１０を、角速度が正になるように、図４のモータ制御装置３０ａによりモータ１０を回転させている状態である。
図６に示すように、制御系のｑｃ１軸は、実座標のｑ軸に対して角度（オフセット誤差Δθ＋遅れ分｜ω｜Δｔ）進んでいるとする。
実座標ｄ−ｑにおいて、無負荷状態のモータ１０が正回転している場合、誘起電圧ベクトルωΦａがｑ軸の正方向に発生する。また、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑによる電圧成分は、誘起電圧ベクトルωΦａを抑えるように電圧ベクトル（ωＬｄＩｄ＋ＲａＩｑ）がｑ軸の負方向に発生する。このため、ｑ軸電圧ベクトルＶｑは、電圧ベクトル（ωＬｄＩｄ＋ＲａＩｑ）と誘起電圧ベクトルωΦａとの合成ベクトルである。また、ｄ軸電圧ベクトルＶｄ（＝−ωＬｑＩｑ＋ＲａＩｄ）は、ｄ軸の負方向に発生している。
図６に示すように、制御系座標ｄｃ１−ｑｃ１においては、実座標のｄ軸に対して角度δ進んでいる電圧ベクトルＶｃ１として表される。なお、電圧ベクトルＶｃ１は、モータ１０の電圧である。この電圧ベクトルＶｃ１は、ｄｃ１軸の正方向の電圧ベクトルＶｄｃ１と、ｑｃ１軸の正方向の電圧ベクトルＶｑｃ１とに分解できる。
また、図６に示すように、電圧ベクトルＶｃ１と電圧ベクトルＶｑｃ１とのなす角は、（オフセット誤差Δθ＋遅れ分｜ω｜Δｔ）と（誘起電圧ベクトルωΦａと電圧ベクトルＶｃ１とのなす角δ）との差である。
【００７９】
次に、角速度ωが負の場合、すなわちモータ１０を負回転（逆回転）させた場合について、図７を用いて説明する。
図７に示す状態は、モータの速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域で、無負荷状態としたモータ１０を、角速度が負になるように、図４のモータ制御装置３０ａによりモータ１０を回転させている状態である。
図７に示すように、実座標ｄ−ｑにおいて、無負荷状態のモータ１０が負回転している場合、誘起電圧ベクトルωΦａがｑ軸の負方向に発生する。また、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑによる電圧成分は、誘起電圧ベクトルωΦａを抑えるように電圧ベクトル（ωＬｄＩｄ＋ＲａＩｑ）がｑ軸の正方向に発生する。このため、ｑ軸電圧ベクトルＶｑは、電圧ベクトル（ωＬｄＩｄ＋ＲａＩｑ）と誘起電圧ベクトルωΦａとの合成ベクトルである。また、ｄ軸電圧Ｖｄベクトル（＝−ωＬｑＩｑ＋ＲａＩｄ）は、ｄ軸の負方向に発生している。
図７に示すように、制御系座標ｄｃ２−ｑｃ２においては、実座標のｄ軸に対して角度δ遅れている電圧ベクトルＶｃ２として表される。なお、電圧ベクトルＶｃ２は、モータ１０の電圧である。この電圧ベクトルＶｃ２は、ｄｃ２軸の正方向の電圧ベクトルＶｄｃ２と、ｑｃ２軸の正方向の電圧ベクトルＶｑｃ２とに分解できる。
また、図７に示すように、電圧ベクトルＶｃ２と電圧ベクトルＶｑｃ２とのなす角は、（オフセット誤差Δθ−遅れ分｜ω｜Δｔ）と（誘起電圧ベクトルωΦａと電圧ベクトルＶｃ２とのなす角δ）との和である。
【００８０】
次に、図６及び図７に示したモータ１０の正回転及び負回転時の電圧ベクトルから、オフセット誤差補正値Δθ’を算出する方法について、図８を用いて説明する。
図８は、本実施形態に係るモータの速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域でモータを回転させている場合のオフセット誤差補正値の算出方法を説明する図である。
【００８１】
図８に示すように、モータ１０が正回転（ω＞０）の場合、ｄｃ１軸電圧ベクトルＶｄｃ１とｑｃ１軸電圧ベクトルＶｑｃ１とのなす角は、図６で説明したように（オフセット誤差Δθ＋遅れ分｜ω｜Δｔ）と（誘起電圧ベクトルωΦａと電圧ベクトルＶｃ２とのなす角δ）との差である。このため、このなす角とｄｃ１軸電圧ベクトルＶｄｃ１とｑｃ１軸電圧ベクトルＶｑｃ１との関係は、次式（１０）及び次式（１１）のように表される。
【００８２】
ｔａｎ（Δθ＋｜ω｜Δｔ−δ）＝Ｖｄｃ１／Ｖｑｃ１ ・・・（１０）
【００８３】
Δθ＋｜ω｜Δｔ−δ＝ｔａｎ−１（Ｖｄｃ１／Ｖｑｃ１） ・・・（１１）
【００８４】
一方、図８に示すように、モータ１０が負回転（ω＜０）の場合、ｄｃ２軸電圧ベクトルＶｄｃ２とｑｃ２軸電圧ベクトルＶｑｃ２とのなす角は、図７で説明したように（オフセット誤差Δθ＋遅れ分｜ω｜Δｔ）と（誘起電圧ベクトルωΦａと電圧ベクトルＶｃ２とのなす角δ）との和である。このため、このなす角とｄｃ２軸電圧ベクトルＶｄｃ２とｑｃ２軸電圧ベクトルＶｑｃ２との関係は、次式（１２）及び次式（１３）のように表される。
【００８５】
ｔａｎ（Δθ−｜ω｜Δｔ＋δ）＝Ｖｄｃ２／Ｖｑｃ２ ・・・（１２）
【００８６】
Δθ−｜ω｜Δｔ＋δ＝ｔａｎ−１（Ｖｄｃ２／Ｖｑｃ２） ・・・（１３）
【００８７】
式（１１）及び式（１３）より、オフセット誤差Δθの補正値Δθ’は、次式（１４）により算出できる。
【００８８】
【数９】
【００８９】
式（１４）は、モータ１０を正回転させたときの電圧指令値、負回転させたときの電圧指令を測定すれば、オフセット誤差補正値Δθ’を算出することを表している。
すなわち、オフセット算出部４０３ａは、無負荷状態としたモータ１０を、正回転させた場合のｄｃ１軸電圧指令値Ｖｄｃ１、ｑｃ１軸電圧指令値Ｖｑｃ１を測定する。次に、オフセット算出部４０３ａは、無負荷状態としたモータ１０を、負回転させた場合のｄｃ２軸電圧指令値Ｖｄｃ２、ｑｃ２軸電圧指令値Ｖｑｃ２を測定する。次に、オフセット算出部４０３ａは、式（１４）に各測定した電圧指令値を代入して、オフセット誤差補正値Δθ’を算出する。
なお、式（１４）を用いて、遅れ分｜ω｜Δｔ及び角度δの影響を除去するために、本実施形態では、モータ１０の正回転及び負回転の各回転数の絶対値を等しくして、各電圧指令値を測定する。
【００９０】
次に、オフセット誤差補正値Δθ’の算出手順について、図４、図８及び図９を用いて説明する。
なお、以下のようなオフセット誤差補正値の算出は、モータ制御システム１が車両に搭載されている場合、例えば車両の組み立て時、車両の点検時、モータ１０もしくはモータ制御装置３０の交換時等に行うようにしてもよい。
図９は、本実施形態に係るオフセット誤差補正値の算出手順のフローチャートである。
【００９１】
（ステップＳ１）制御部４０１は、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域でモータ１０を正回転させる速度指令値を生成し、生成した速度指令値をモータ制御装置３０ａに出力する。なお、無負荷状態でモータ１０を回転させているため、ｑ軸電流Ｉｑは微小である。また、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属さない制御領域でモータ１０を回転させているため、ｄ軸電流はほとんど流れていない。ステップＳ１終了後、ステップＳ２に進む。
（ステップＳ２）電圧測定部４０２ａは、ｄｃ１軸電圧指令値Ｖｄｃ１及びｑｃ１軸電圧指令値Ｖｑｃ１を測定し、測定したｄｃ１軸電圧指令値Ｖｄｃ１及びｑｃ１軸電圧指令値Ｖｑｃ１をオフセット算出部４０３ａに出力する。
次に、電圧測定部４０２ａは、速度計算部３０２が出力する角速度ωを取得し、取得した角速度ωに基づいて回転方向を検出する。ステップＳ２において、電圧測定部４０２ａは、回転方向を正方向（正回転）と検出する。次に、電圧測定部４０２ａは、検出した回転方向をオフセット算出部４０３ａに出力する。ステップＳ２終了後、ステップＳ３に進む。
【００９２】
（ステップＳ３）制御部４０１は、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域でモータ１０を負回転させる速度指令値を生成し、生成した速度指令値をモータ制御装置３０ａに出力する。ステップＳ３終了後、ステップＳ４に進む。
（ステップＳ４）電圧測定部４０２ａは、ｄｃ２軸電圧指令値Ｖｄｃ２及びｑｃ２軸電圧指令値Ｖｑｃ２を測定し、測定したｄｃ２軸電圧指令値Ｖｄｃ２及びｑｃ２軸電圧指令値Ｖｑｃ２をオフセット算出部４０３ａに出力する。
次に、電圧測定部４０２ａは、速度計算部３０２が出力する角速度ωを取得し、取得した角速度ωに基づいて回転方向を検出する。ステップＳ４において、電圧測定部４０２ａは、回転方向を負方向（負回転）と検出する。次に、電圧測定部４０２ａは、検出した回転方向をオフセット算出部４０３ａに出力する。ステップＳ４終了後、ステップＳ５に進む。
【００９３】
（ステップＳ５）オフセット算出部４０３ａは、測定した各電圧指令値、検出した回転方向に基づき、式（１４）を用いて、オフセット誤差補正値Δθ’（第１補正値、第２補正値）を算出する。
以上で、オフセット誤差補正値算出処理を終了する。
【００９４】
なお、式（１４）においては、モータ１０の正回転のときと負回転のときのｄ軸電圧及びｑ軸電圧の大きさが異なる例を説明したが、これに限られない。実座標ｄ−ｑにおけるｄ軸電流Ｉｄ＝０及びｑ軸電流Ｉｑ＝０とみなせて、レゾルバ２０による検出信号から電力変換部３１０までの信号遅れが十分に補正されている場合、δ＝０及び｜ω｜Δｔ＝０とみなせるため、例えば、オフセット算出部４０３ａは、モータ１０を正回転させた場合のｄｃ１軸電圧指令値Ｖｄｃ１及びｑｃ１軸電圧指令値Ｖｑｃ１のみを測定し、オフセット誤差補正値Δθ’を次式（１５）により算出するようにしてもよい。
【００９５】
【数１０】
【００９６】
または、オフセット算出部４０３ａは、モータ１０を負回転させた場合のｄｃ２軸電圧指令値Ｖｄｃ２及びｑｃ２軸電圧指令値Ｖｑｃ２のみを測定し、オフセット誤差補正値Δθ’を算出するようにしてもよい。
【００９７】
次に、実測結果について図１０を用いて説明する。
図１０は、本実施形態に係る実機を用いてオフセット誤差を算出した結果の一例を説明する図である。
≪実測方法≫
手順１ 無負荷状態のモータに対して、＋１０００［ｒｐｍ］の速度指令値で回転させた時のモータ制御装置３０ｂの内部データを測定する。
手順２ 無負荷状態のモータに対して、−１０００［ｒｐｍ］の速度指令値で回転させた時のモータ制御装置３０ｂの内部データを測定する。
手順３ 手順１及び手順２で測定したｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃとｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃからオフセット誤差補正値を算出する。
手順４ 手順１〜３について、オフセット誤差に＋３０［ｄｅｇ］を追加して測定する。
手順５ 手順１〜３について、オフセット誤差に−３０［ｄｅｇ］を追加して測定する。
【００９８】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、手順１〜３の実測結果である。すなわち、実機が有しているオフセット誤差に対して、本実施形態の効果を測定した結果である。測定の結果、実機のオフセット誤差は、＋１．７［ｄｅｇ］であった。
図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）は、手順４の実測結果である。すなわち、実機が有しているオフセット誤差に加えて、オフセット誤差を＋３０［ｄｅｇ］加算した場合の効果を測定した結果である。
【００９９】
図１０（ａ）及び図１０（ｃ）において、第１行目は測定項目を示し、第２行目は回転数が＋１０００［ｒｐｍ］の場合のモータ制御装置３０ｂの内部データの実測値を示し、第３行目は回転数が−１０００［ｒｐｍ］の場合のモータ制御装置３０ｂの内部データの実測値を示している。
図１０（ｂ）及び図１０（ｄ）において、第１行目は項目を示し、第２行目は回転数が＋１０００［ｒｐｍ］の場合のオフセット誤差補正値の計算値を示し、第３行目は回転数が−１０００［ｒｐｍ］の場合のモータ制御装置３０ｂのオフセット誤差補正値の計算値を示している。なお、図１０（ｂ）及び図１０（ｄ）の計算値は、図１０（ａ）及び図１０（ｃ）に示した測定値を、ｔａｎ−１（Ｖｄｃ／Ｖｑｃ）に代入して算出した値である。
【０１００】
図１０（ｂ）に示したように、オフセット誤差を１．７［ｄｅｇ］有する場合、正回転のみによるオフセット誤差補正値は−２．７［ｄｅｇ］であり、負回転のみによるオフセット誤差補正値は＋６．５［ｄｅｇ］であった。式（１４）を用いて、正回転と負回転とのオフセット誤差補正値の平均を算出すると、図１０（ｂ）に示したように＋１．９［ｄｅｇ］である。すなわち、実機にオフセット誤差が合計＋１．７［ｄｅｇ］あっても、本実施形態によれば、（オフセット誤差−オフセット誤差補正値）の補正精度を−０．２［ｄｅｇ］に抑えることができる。
次に、図１０（ｄ）に示したように、オフセット誤差を１．７［ｄｅｇ］に＋３０［ｄｅｇ］を加算した場合、正回転のみによるオフセット誤差補正値は＋２７．２［ｄｅｇ］であり、負回転のみによるオフセット誤差補正値は＋３６．６［ｄｅｇ］であった。正回転と負回転とのオフセット誤差補正値の平均を算出すると、図１０（ｄ）に示したように＋３１．９［ｄｅｇ］である。すなわち、実機にオフセット誤差が合計＋３１．７（＝１．７＋３０）［ｄｅｇ］あっても、本実施形態によれば、（オフセット誤差−オフセット誤差補正値）の補正精度を−０．２［ｄｅｇ］に抑えることができる。
【０１０１】
同様に、実機が有しているオフセット誤差に加えて、オフセット誤差を−３０［ｄｅｇ］加算した場合（手順５）、正回転のみによるオフセット誤差補正値は−３２．９［ｄｅｇ］であり、負回転のみによるオフセット誤差補正値は−２３．６［ｄｅｇ］であり、平均値は−２８．２［ｄｅｇ］であった。すなわち、実機にオフセット誤差が合計−２８．３（＝１．７−３０）［ｄｅｇ］あっても、本実施形態によれば、（オフセット誤差−オフセット誤差補正値）の補正精度を−０．１［ｄｅｇ］に抑えることができる。
正回転または負回転のみの場合と比較して、オフセット誤差補正値の補正精度が抑えられている理由は、正回転と負回転とのオフセット誤差補正値の平均を算出することで、モータ制御装置３０ｂの遅れ要素などによる影響がキャンセルされているためである。このように、本実施形態によれば、オフセット誤差補正値の補正精度を高精度に抑えることができる。
【０１０２】
以上のように、オフセット算出部４０３ａは、無負荷状態のモータ１０を、モータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域において、一定速度で正回転及び負回転させる。そして、オフセット算出部４０３ａは、このような無負荷状態且つモータ１０の速度が弱め界磁制御領域に属していない制御領域において定速回転時のｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値を測定する。そして、オフセット算出部４０３ａは、測定した電圧指令値を式（１４）を用いて各回転方向についてｔａｎ−１（Ｖｄ／Ｖｑ）の平均を取ることで、オフセット誤差を含む電流ベクトルのなす角から遅れ要素である｜ω｜Δｔ等をキャンセルしてオフセット誤差補正値を算出するようにした。
この結果、本実施形態のモータ制御システム１では、無負荷状態のモータ１０を、正方向及び逆方向に回転させているので、正方向しか回転させていない従来技術と比較して精度良くオフセット誤差を補正することができる。また、本実施形態のモータ制御システム１では、オフセット補正装置４０の速度指令値により、モータ１０の回転を制御しているため、例えばガソリンと電気を用いるハイブリッドカーでなく電気のみでモータ１０を駆動する場合においても、モータ１０を正回転及び負回転させて、電流指令値を測定してオフセット制御値を算出することができる。
このように算出したオフセット誤差補正値を、レゾルバ２０が検出した検出信号に加算してモータ１０を制御することで、高精度にオフセット誤差を補正したモータ１０の制御を行える。
【０１０３】
［第２実施形態］
次に、オフセット誤差に対するノイズ及び高周波成分の影響を抑える方法を、図４及び図１１を用いて説明する。本実施形態のモータ制御装置は、図４に示したモータ制御システムにおいて、電流ＰＩ制御部３０７ａの構成が異なっている。
【０１０４】
まず、本実施形態について概要を説明する。
図１１に示した電流ＰＩ制御部３０７ｂの各部において、ノイズや高周波成分の影響を受けやすいのは、増幅部Ｇｐｄ３４１、増幅部Ｇｉｄ３４２、増幅部Ｇｐｑ３４６及び増幅部Ｇｉｑ３４７である。しかし、増幅部Ｇｉｄ３４２の出力及び増幅部Ｇｉｑ３４７の出力は、積分器３４３及び３４８で積分されることにより、ノイズや高周波成分は減衰される。また、非干渉制御部３５０内部の値は、ノイズや高周波成分の影響を受けにくい。さらに、定常状態では、積分が効くために、増幅部Ｇｐｄ３４１の入力及び増幅部Ｇｐｑ３４６の入力はノイズのみとなり、この出力は電圧ベクトルには影響を与えない。このため、本実施形態では、電流ＰＩ制御部３０７ｂ内部データの内、ノイズや高周波成分の影響を受けやすい増幅部Ｇｐｄ３４１、増幅部Ｇｐｑ３４６の出力を除き、ノイズや高周波成分の影響を受けにくい値を用いてｄ軸電圧指令値Ｖｄ’、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を生成する。そして、本実施形態では、オフセット補正装置は、このように生成されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ’、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を測定して、測定したｄ軸電圧指令値Ｖｄ’、ｑ軸ｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を用いてオフセット誤差を算出する。
【０１０５】
図１１は、本実施形態に係る電流ＰＩ制御部３０７ｂのブロック図である。
本実施形態におけるモータ制御装置の電流ＰＩ制御部３０７ｂには、電流指令部３０４ａ（図４）が出力するｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊、ｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊、第１位相変換部６００（図４）が出力するｄｃ軸電流Ｉｄｃ、ｑｃ軸電流Ｉｑｃ、速度計算部３０２（図４）が出力する角速度ωが入力される。電流ＰＩ制御部３０７ｂは、これらの入力された値に基づき、ｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧指令値を生成し、生成したｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ、ｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃを第２位相変換部６０１（図４）に出力する。
【０１０６】
図１１に示すように、電流ＰＩ制御部３０７ｂは、加算部３４０、３４４、３４５及び３４９、増幅部Ｇｐｄ３４１、増幅部Ｇｉｄ３４２、積分器３４３及び３４８、増幅部Ｇｐｑ３４６、増幅部Ｇｉｑ３４７、及び非干渉制御部３５０を備える。
また、非干渉制御部３５０は、Ｒａパラメータ部３５０−１及び３５０−３、Ｌｄパラメータ部３５０−６、φパラメータ部３５０−８、Ｌｑパラメータ部３５０−１１、加算部３５０−２、３５０−４、３５０−７、３５０−９及び３５０−１２、及び乗算部３５０−５及び３５０−１０を備えている。
【０１０７】
加算部３４０は、電流指令部３０４ａが出力するｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊から、第１位相変換部６００が出力するｄｃ軸電流Ｉｄｃを減算して、偏差ΔＩｄｃを算出する。加算部３４０は、算出した偏差ΔＩｄｃを増幅部Ｇｐｄ３４１及び増幅部Ｇｉｄ３４２に出力する。
増幅部Ｇｐｄ３４１には、ｄ軸電流制御比例ゲインが記憶されている。なお、ｄ軸電流制御比例ゲインは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。増幅部Ｇｐｄ３４１は、加算部３４０が出力する偏差ΔＩｄｃに、ｄ軸電流制御比例ゲインを乗じて、乗算した値Ｇｐｄ×ΔＩｄｃを加算部３４４に出力する。
【０１０８】
増幅部Ｇｉｄ３４２には、ｄ軸電流制御積分ゲインが記憶されている。なお、ｄ軸電流制御積分ゲインは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。増幅部Ｇｉｄ３４２は、加算部３４０が出力する偏差ΔＩｄｃに、ｄ軸電流制御積分ゲインを乗じて、乗算した値Ｇｉｄ×ΔＩｄｃを積分器３４３に出力する。
積分器３４３は、増幅部Ｇｉｄ３４２が出力する値Ｇｉｄ×ΔＩｄｃを積分し、積分した値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ（＝Ｇｉｄ×Σ（ΔＩｄｃ））を加算部３４４に出力する。
加算部３４４は、増幅部Ｇｐｄ３４１が出力する値Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ）に、積分器３４３が出力する値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃを加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ）を非干渉制御部３５０に出力する。
【０１０９】
加算部３４５は、電流指令部３０４ａが出力するｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊から、第１位相変換部６００が出力するｑｃ軸電流Ｉｑｃを減算して、偏差ΔＩｑｃを算出する。加算部３４５は、算出した偏差ΔＩｑｃを増幅部Ｇｐｑ３４６及び増幅部Ｇｉｑ３４７に出力する。
増幅部Ｇｐｑ３４６には、ｑ軸電流制御比例ゲインが記憶されている。なお、ｑ軸電流制御比例ゲインは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。増幅部Ｇｐｑ３４６は、加算部３４５が出力する偏差ΔＩｑｃに、ｑ軸電流制御比例ゲインを乗じて、乗算した値Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）を加算部３４９に出力する。
【０１１０】
増幅部Ｇｉｑ３４７には、ｑ軸電流制御積分ゲインが記憶されている。なお、ｑ軸電流制御積分ゲインは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。増幅部Ｇｉｑ３４７は、加算部３４５が出力する偏差ΔＩｑｃに、ｄ軸電流制御積分ゲインを乗じて、乗算した値Ｇｉｑ×（ΔＩｑｃ）を積分器３４８に出力する。
積分器３４８は、増幅部Ｇｉｑ３４７が出力する値Ｇｉｑ×（ΔＩｑｃ）を積分し、積分した値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ（＝Ｇｉｑ×Σ（ΔＩｑｃ））を加算部３４９に出力する。
加算部３４９は、増幅部Ｇｐｄ３４６が出力する値Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）に、積分器３４８が出力する値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃを加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）を非干渉制御部３５０に出力する。
【０１１１】
次に、非干渉制御部３５０の各部について説明する。
Ｒａパラメータ部３５０−１には、予め所定値の巻線抵抗Ｒａの抵抗値が記憶されている。なお、巻線抵抗Ｒａの抵抗値は、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。Ｒａパラメータ部３５０−１は、電流指令部３０４ａが出力するｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊に巻線抵抗Ｒａの抵抗値を乗じて、乗算した値Ｒａ×Ｉｑｃ＊を加算部３５０−２に出力する。
加算部３５０−２は、加算部３４９が出力する値（Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ））に、Ｒａパラメータ部３５０−１が出力する値Ｒａ×Ｉｑｃ＊を加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊を加算部３５０−７に出力する。
【０１１２】
Ｒａパラメータ部３５０−３には、予め所定値の巻線抵抗Ｒａの抵抗値が記憶されている。Ｒａパラメータ部３５０−３は、電流指令部３０４ａが出力するｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊に巻線抵抗Ｒａの抵抗値を乗じて、乗算した値Ｒａ×Ｉｄｃ＊を加算部３５０−４に出力する。
加算部３５０−４は、加算部３４４が出力する値（Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ））に、Ｒａパラメータ部３５０−３が出力する値Ｒａ×Ｉｄｃ＊を加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ）＋Ｒａ×Ｉｄｃ＊を加算部３５０−１２に出力する。
【０１１３】
乗算部３５０−５は、電流指令部３０４ａが出力するｄｃ軸電流指令値Ｉｄｃ＊に、速度計算部３０２が出力する角速度ωを乗じて、乗算した値ωＩｄｃ＊をＬｄパラメータ部３５０−６に出力する。
Ｌｄパラメータ部３５０−６には、予め所定値のｄ軸インダクタンスＬｄが記憶されている。なお、ｄ軸インダクタンスＬｄは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。Ｌｄパラメータ部３５０−６は、乗算部３５０−５が出力する値ωＩｄｃ＊にｄ軸インダクタンスＬｄを乗じて、乗算した値ωＬｄ×Ｉｄｃ＊を加算部３５０−７に出力する。
加算部３５０−７は、加算部３５０−２が出力する値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊に、Ｌｄパラメータ部３５０−６が出力する値ωＬｄ×Ｉｄｃ＊を加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊＋ωＬｄ×Ｉｄｃ＊を加算部３５０−９に出力する。
【０１１４】
φパラメータ部３５０−８には、予め所定値のモータ１０における回転子の鎖交磁束Φａが記憶されている。なお、鎖交磁束Φａは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。φパラメータ部３５０−８は、速度計算部３０２が出力する角速度ωに、鎖交磁束Φａを乗じて、乗算した値ωΦａを加算部３５０−９に出力する。
加算部３５０−９は、加算部３５０−７が出力する値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊＋ωＬｄ×Ｉｄｃ＊に、φパラメータ部３５０−８が出力する値ωΦａを加算し、加算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｇｐｑ×（ΔＩｑｃ）＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊＋ωＬｄ×Ｉｄｃ＊＋ωΦａをｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃとして出力する。
【０１１５】
乗算部３５０−１０は、速度計算部３０２が出力する角速度ωに、電流指令部３０４ａが出力するｑｃ軸電流指令値Ｉｑｃ＊を乗じて、乗算した値ωＩｑｃ＊をＬｑパラメータ部３５０−１１に出力する。
Ｌｑパラメータ部３５０−１１には、予め所定値のｑ軸インダクタンスＬｑが記憶されている。なお、ｑ軸インダクタンスＬｑは、モータ制御装置３０の設計者が、予め算出して記憶させる。Ｌｑパラメータ部３５０−１１は、乗算部３５０−１０が出力する値ωＩｑｃ＊にｑ軸インダクタンスＬｑを乗じて、乗算した値ωＬｑ×Ｉｑｃ＊を加算部３５０−１２に出力する。
【０１１６】
加算部３５０−１２は、加算部３５０−４が出力する値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ）＋Ｒａ×Ｉｄｃ＊から、Ｌｑパラメータ部３５０−１１が出力する値ωＩｑｃ＊×Ｌｑを減算し、減算した値Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｇｐｄ×（ΔＩｄｃ）＋Ｒａ×Ｉｄｃ＊−ωＬｑ×Ｉｑｃ＊をｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃとして出力する。
【０１１７】
電圧測定部４０２ａは、このように電流ＰＩ制御部３０７ｂが算出したｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃから、比例制御分であるＧｐｄ×（ΔＩｄｃ）及びＧｐｑ×（ΔＩｑｃ）を除いた、次式（１６）に示すｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ’、次式（１７）に示すｑｃ軸電圧指令値Ｖｑｃ’を取得し、取得したｄｃ軸電圧指令値Ｖｄｃ’及びｑｃ軸指令値Ｖｑｃ’を用いて、次式（１８）によりオフセット誤差補正値Δθ’を算出する。なお、式（１６）及び（１７）において、各々第１項が積分値であり、各々第２項目以降が非干渉制御部３５０によるフィードフォワード成分である。
【０１１８】
Ｖｄｃ’＝Ｉｎｔｇｌ＿ｄｃ＋Ｒａ×Ｉｄｃ＊−ωＬｑ×Ｉｑｃ＊ ・・・（１６）
【０１１９】
Ｖｑｃ’＝Ｉｎｔｇｌ＿ｑｃ＋Ｒａ×Ｉｑｃ＊＋ωＬｄ×Ｉｄｃ＊＋ωΦａ ・・・（１７）
【０１２０】
【数１１】
【０１２１】
なお、本実施形態においても、モータ１０を絶対値が同じである速度指令値により正回転及び負回転させたときの、ｄｃ１軸電圧指令値Ｖｄｃ１’、ｑｃ１軸電圧指令値Ｖｑｃ１’、及びｄｃ２軸電圧指令値Ｖｄｃ２’、ｑｃ２軸電圧指令値Ｖｑｃ２’を測定し、測定した値を式（１２）に代入してオフセット誤差補正値を算出するようにしてもよい。
【０１２２】
以上のように、本実施形態によれば、電圧測定部４０２ａは、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑの代わりに、電流ＰＩ制御部３０７ｂ内部データである積分値と非干渉制御部３５０のフィードフォワード成分によるｄ軸電圧指令値Ｖｄ’及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を取得するようにした。これらの積分値と非干渉制御部３５０のフィードフォワード成分は、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令に含まれるノイズや高調波成分の影響が少ない。この結果、このようにして取得したｄ軸電圧指令値Ｖｄ’及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を用いてオフセット誤差補正値を算出することで、ノイズや高調波成分の影響を抑えることができる。そして、このように算出したオフセット誤差補正値を用いてモータ１０の制御を行うことで、精度の良いモータ制御を行うことができる。
【０１２３】
また、オフセット誤差が大きい場合、モータ制御装置における制御系が不安定になる。このようにオフセット誤差が大きい場合は、レゾルバの組み付け不良や配線ミス等もある。このため、第１実施形態及び第２実施形態において、オフセット誤差が予め定められている値より大きい（例えば９０度）か否かを公知の技術で検出して、このようなモータ及びレゾルバを事前に検出して除去するようにしてもよい。
【０１２４】
なお、本実施形態においては、モータ１０を無負荷状態で定速回転させてオフセット誤差を算出して、算出したオフセット誤差補正値をレゾルバによる検出信号に加算してモータ制御を行う例を説明したが、これに限られない。モータ１０を無負荷状態でなく、正負で逆の一定の負荷トルクがある状態で回転させることで、モータ制御システム１は、図５で説明した内部相差角δをキャンセルすることができる。
【０１２５】
なお、実施形態の図１、図４及び図１１の各部の機能を実現するため、コンピュータシステムのＣＰＵに接続されたＲＯＭ、ＨＤＤも等に保存されているプログラムにより実行することも可能である。あるいは、ＰＬＤ（プログラマブルロジックデバイス）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）や回路でハードウェアにより実現することも可能である。
【符号の説明】
【０１２６】
１・・・モータ制御装置、１０・・・モータ、２０・・・レゾルバ、３０，３０ａ・・・モータ制御装置、４０，４０ａ・・・オフセット補正装置、６０・・・制御対象、７０・・・加算部、３０２・・・速度計算部、３０３・・・速度ＰＩ制御部、３０４・・・電流指令部、３０５・・・電流検出器、３０６・・・３相／２相変換部、３０７、３０７ａ・・・電流ＰＩ制御部、３０８・・・２相／３相変換部、３０９・・・デューティ計算部、３１０・・・電力変換部、４０１・・・制御部、４０２・・・電圧測定部、４０３・・・オフセット算出部、６００・・・第１位相変換部、６０１・・・第２位相変換部、６０２・・・モータ電圧方程式部、６０３・・・トルク方程式部、６０４・・・（１／Ｊｓ）、６０５・・・（１／ｓ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流指令値から、電圧指令値を生成し、モータに流れる検出電流によりフィードバック制御するモータ制御装置であって、
前記モータの速度制御を行う速度制御部と、
前記モータが一定速度で回転しているときの前記速度制御部の出力に基づく前記電圧指令値を測定する電圧測定部と、
前記測定された電圧指令値に基づき、前記モータの回転位置に対する補正値を算出する補正値算出部と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記補正値算出部は、
前記算出した補正値を前記モータの回転位置に対応した検出値に加算して回転位置を示す値を生成し、
前記速度制御部は、
前記生成された回転位置を示す値に基づき前記モータを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記電圧指令値は、
ｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値であり、
前記電圧測定部は、
前記モータが速度指令値に基づいて回転しているとき、前記ｄ軸電圧指令値及び前記ｑ軸電圧指令値を測定し、
前記補正値算出部は、
前記モータが正回転しているときの前記測定された前記ｄ軸電圧指令値と前記ｑ軸電圧指令値との位相に基づいて第１補正値を前記補正値として算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記補正値算出部は、
前記モータが負回転しているときの前記測定された前記ｄ軸電圧指令値と前記ｑ軸電圧指令値との位相に基づいて算出した第２補正値を前記補正値として算出する
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記速度制御部は、
前記モータの正回転における前記モータの回転速度と、前記モータの負回転における前記モータの回転速度の絶対値とが等しくなるように制御し、
前記補正値算出部は、
前記算出した第１補正値と第２補正値の平均を算出して前記補正値を算出する
ことを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記補正値算出部は、
前記補正値、前記第１補正値、及び前記第２補正値は、下式を用いて算出する
【数１】
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記速度制御部は、
前記電流指令値から前記電圧指令値を生成する非干渉制御部を有する電流比例積分制御部
を備え、
前記電圧測定部は、
前記電流比例積分制御部内で生成されたｄ軸電流偏差の積分成分と前記非干渉制御部で生成されたｄ軸電圧成分とに基づいて生成されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ’、および前記電流比例積分制御部内で生成されたｑ軸電流偏差の積分成分と前記非干渉制御部で生成されたｑ軸電圧成分とに基づいて生成されたｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を測定する
ことを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記電圧測定部は、
下式で表される前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄ’を測定し、
【数２】
下式で表される前記ｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を測定する
【数３】
ことを特徴とする請求項７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
電流指令値から、電圧指令値を生成し、モータに流れる検出電流によりフィードバック制御するモータ制御装置のモータ制御方法であって、
速度制御部が、前記モータの速度制御を行う速度制御手順と、
電圧測定部が、前記モータが一定速度で回転しているときの前記速度制御部の出力に基づく前記電圧指令値を測定する電圧測定手順と、
補正値算出部が、前記測定された電圧指令値に基づき、前記モータの回転位置に対する補正値を算出する補正値算出手順と、
を含むことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１】
電流指令値から、電圧指令値を生成し、モータに流れる検出電流によりフィードバック制御するモータ制御装置であって、
前記モータの速度制御を行う速度制御部と、
前記モータが一定速度で回転しているときの前記速度制御部の出力に基づく前記電圧指令値を測定する電圧測定部と、
前記測定された電圧指令値に基づき、前記モータの回転位置に対する補正値を算出する補正値算出部と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記補正値算出部は、
前記算出した補正値を前記モータの回転位置に対応した検出値に加算して回転位置を示す値を生成し、
前記速度制御部は、
前記生成された回転位置を示す値に基づき前記モータを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記電圧指令値は、
ｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値であり、
前記電圧測定部は、
前記モータが速度指令値に基づいて回転しているとき、前記ｄ軸電圧指令値及び前記ｑ軸電圧指令値を測定し、
前記補正値算出部は、
前記モータが正回転しているときの前記測定された前記ｄ軸電圧指令値と前記ｑ軸電圧指令値との位相に基づいて第１補正値を前記補正値として算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記補正値算出部は、
前記モータが負回転しているときの前記測定された前記ｄ軸電圧指令値と前記ｑ軸電圧指令値との位相に基づいて算出した第２補正値を前記補正値として算出する
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記速度制御部は、
前記モータの正回転における前記モータの回転速度と、前記モータの負回転における前記モータの回転速度の絶対値とが等しくなるように制御し、
前記補正値算出部は、
前記算出した第１補正値と第２補正値の平均を算出して前記補正値を算出する
ことを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記補正値算出部は、
前記補正値、前記第１補正値、及び前記第２補正値は、下式を用いて算出する
【数１】
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記速度制御部は、
前記電流指令値から前記電圧指令値を生成する非干渉制御部を有する電流比例積分制御部
を備え、
前記電圧測定部は、
前記電流比例積分制御部内で生成されたｄ軸電流偏差の積分成分と前記非干渉制御部で生成されたｄ軸電圧成分とに基づいて生成されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ’、および前記電流比例積分制御部内で生成されたｑ軸電流偏差の積分成分と前記非干渉制御部で生成されたｑ軸電圧成分とに基づいて生成されたｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を測定する
ことを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記電圧測定部は、
下式で表される前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄ’を測定し、
【数２】
下式で表される前記ｑ軸電圧指令値Ｖｑ’を測定する
【数３】
ことを特徴とする請求項７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
電流指令値から、電圧指令値を生成し、モータに流れる検出電流によりフィードバック制御するモータ制御装置のモータ制御方法であって、
速度制御部が、前記モータの速度制御を行う速度制御手順と、
電圧測定部が、前記モータが一定速度で回転しているときの前記速度制御部の出力に基づく前記電圧指令値を測定する電圧測定手順と、
補正値算出部が、前記測定された電圧指令値に基づき、前記モータの回転位置に対する補正値を算出する補正値算出手順と、
を含むことを特徴とするモータ制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−９０５４６（Ｐ２０１３−９０５４６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３１８８３（Ｐ２０１１−２３１８８３）
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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