モータ制御装置
【課題】ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正してモータを制御するモータ制御装置において、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えることができるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ制御装置１は、補正値生成部１０４と、フィルタ部１０５とを備えている。補正値生成部１０４は、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊、角速度ωに基づいてｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正するためのｄ軸補正値、ｑ軸補正値を生成する。フィルタ部１０５は、ｄ軸補正値、ｑ軸補正値に含まれる周波数成分のうち、特定の周波数成分を通過させる。しかも、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて、その特性が変化する。そのため、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する高周波成分を適切に除去することができる。従って、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えることができる。
【解決手段】モータ制御装置１は、補正値生成部１０４と、フィルタ部１０５とを備えている。補正値生成部１０４は、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊、角速度ωに基づいてｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正するためのｄ軸補正値、ｑ軸補正値を生成する。フィルタ部１０５は、ｄ軸補正値、ｑ軸補正値に含まれる周波数成分のうち、特定の周波数成分を通過させる。しかも、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて、その特性が変化する。そのため、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する高周波成分を適切に除去することができる。従って、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正してモータを制御するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正してモータを制御するモータ制御装置として、例えば、特許文献１に開示されている交流電動機の制御装置がある。
【０００３】
この制御装置は、第１のローパスフィルタと、電流指令生成部と、３相／ｄｑ軸変換器と、電流ＰＩ制御器と、非干渉制御器と、第２のローパスフィルタと、非干渉誤差補正器と、インバータとを備えている。
【０００４】
第１のローパスフィルタは、電流指令生成部に入力されるトルク指令に含まれる周波数成分のうち、高周波成分を除去する。電流指令生成部は、高周波成分の除去されたトルク指令に基づいてｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を算出する。３相／ｄｑ軸変換器は、モータに流れる３相電流をｄ軸電流値及びｑ軸電流値に変換して出力する。電流ＰＩ制御器は、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値と、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値に基づいてｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値を算出する。
【０００５】
一方、非干渉制御器は、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値と、ｄ軸インダクタンス及びｑ軸インダクタンスと、モータの角速度に基づいてｄ軸干渉成分及びｑ軸干渉成分を算出する。第２のローパスフィルタは、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値に含まれる周波数成分のうち、高周波成分を除去する。非干渉誤差補正器は、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値と、高周波成分の除去されたｄ軸電流値及びｑ軸電流値と、ｄ軸インダクタンス及びｑ軸インダクタンスと、モータの角速度に基づいてｄ軸干渉成分誤差及びｑ軸干渉成分誤差を算出する。
【０００６】
そして、ｄ軸干渉成分及びｑ軸干渉成分と、ｄ軸干渉成分誤差及びｑ軸干渉成分誤差に基づいて、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を補正するとともに、補正したｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令に基づいてＰＷＭ信号を算出してインバータを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１９２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、モータを制御する際、必要に応じて制御モードを切替える場合がある。制御モードとしては、例えば、正弦波制御、過変調制御、矩形波制御等である。制御モードが切替わると、モータの制御状態が変化する。それに伴って、各部の波形に含まれる高周波成分も変化する。
【０００９】
しかし、前述したローパスフィルタの特性は固定されている。そのため、制御モードが切替わった際に発生する高周波成分を適切に除去できない。その結果、制御モードの切替わり時に、電流の脈動や収束遅れが発生してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正してモータを制御するモータ制御装置において、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えることができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、モータの制御状態に応じてフィルタ手段の特性を変化させることで、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正してモータを制御するモータ制御装置において、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えられることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、請求項１に記載のモータ制御装置は、入力されるトルク指令に基づいてｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令を生成し出力する電流指令生成手段と、モータに流れるｄ軸電流及びｑ軸電流を検出してｄ軸電流値及びｑ軸電流値として出力する電流検出手段と、入力されるｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令と、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値の比較結果に基づいてｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を生成し出力する電圧指令生成手段と、入力されるトルク指令、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令、又は、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値のいずれかに基づいて、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正するためのｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成し出力する補正値生成手段と、補正値生成手段の入力及び出力の少なくともいずれかに含まれる周波数成分のうち、特定の周波数成分を通過させ、他の周波数成分を阻止するフィルタ手段と、入力されるｄ軸補正値及びｑ軸補正値に基づいて、入力されるｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を補正するとともに、補正したｄ軸電圧指令及び補正したｑ軸電圧指令に基づいてＰＷＭ信号を生成し出力するＰＷＭ信号生成手段と、スイッチング素子を有し、ＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングし、入力される直流電力を交流電力に変換してモータに供給する電力変換手段と、を備えたモータ制御装置において、フィルタ手段は、モータの制御状態に応じて特性が変化することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、モータの制御状態が変化すると、それに伴って、各部の波形に含まれる高周波成分も変化する。しかし、フィルタ手段の特性は、従来と異なりモータの制御状態に応じて変化する。そのため、モータの制御状態が変化した際に発生する高周波成分を適切に除去することができる。従って、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正してモータを制御するモータ制御装置において、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えることができる。
【００１４】
請求項２に記載のモータ制御装置は、フィルタ手段は、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令、並びに、補正したｄ軸電圧指令及び補正したｑ軸電圧指令の少なくともいずれかに基づいて特性が変化することを特徴する。この構成によれば、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令、並びに、補正したｄ軸電圧指令及び補正したｑ軸電圧指令の少なくともいずれかが変化すると、モータの制御状態が変化する。そのため、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令、並びに、補正したｄ軸電圧指令及び補正したｑ軸電圧指令の少なくともいずれかに基づいてモータの制御状態を判断することができる。従って、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００１５】
請求項３に記載のモータ制御装置は、フィルタ手段は、モータの誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス、回転角度及び回転速度の少なくともいずれかに基づいて特性が変化することを特徴とする。この構成によれば、モータの制御状態が変化すると、モータの誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス、回転角度及び回転速度が変化する。つまり、モータの誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス、回転角度及び回転速度の少なくともいずれかに基づいてモータの制御状態を判断することができる。そのため、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００１６】
請求項４に記載のモータ制御装置は、フィルタ手段は、電力変換手段の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかに基づいて特性が変化することを特徴とする。ここで、変調率とは、電力変換手段の入力電圧に対する電圧指令の割合のことである。この構成によれば、電力変換手段の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかが変化すると、モータの制御状態が変化する。そのため、電力変換手段の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかに基づいてモータの制御状態を判断することができる。従って、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００１７】
請求項５に記載のモータ制御装置は、フィルタ手段は、特性の異なる複数のフィルタと、モータの制御状態に応じて複数のフィルタの中から１つのフィルタを選択する選択部と、を有することを特徴とする。この構成によれば、モータの制御状態に応じてフィルタ手段の特性を確実に変化させることができる。
【００１８】
請求項６に記載のモータ制御装置は、フィルタ手段は、設定した特性値に応じて特性が変化するフィルタを有し、モータの制御状態に応じて特性値が変化することを特徴とする。この構成によれば、モータの制御状態に応じてフィルタ手段の特性を確実に変化させることができる。
【００１９】
請求項７に記載のモータ制御装置は、車両に搭載されたモータを制御することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載されたモータを制御するモータ制御装置において、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【図２】従来のようにフィルタ部の特性が固定されている場合における、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令に対するｄ軸電流値及びｑ軸電流値を示すグラフである。
【図３】第１実施形態における、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令に対するｄ軸電流値及びｑ軸電流値を示すグラフである。
【図４】第２実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【図５】第３実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係るモータ制御装置を、車両に搭載され、車両駆動用モータを制御するモータ制御装置に適用した例を示す。
【００２２】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態のモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【００２３】
図１に示すモータ制御装置１は、高電圧バッテリから入力される直流電力を交流電力に変換して車両駆動用モータＭ１（モータ）に供給し、車両駆動用モータＭ１を制御する装置である。ここで、車両駆動用モータＭ１は、車両駆動用モータＭ１の回転角度θを検出して出力する回転角度センサＳ１を有している。モータ制御装置１は、制御回路１０と、インバータ回路１１（電力変換手段）とを備えている。
【００２４】
制御回路１０は、外部から入力されるトルク指令に基づいてインバータ回路を制御する回路である。制御回路１０は、電流指令生成部１００（電流指令生成手段）と、電流検出部１０１（電流検出手段）と、電圧指令生成部１０２（電圧指令生成手段）と、角速度変換部１０３と、補正値生成部１０４（補正値生成手段）と、フィルタ部１０５（フィルタ手段）と、ＰＷＭ信号生成部１０６（ＰＷＭ信号生成手段）とを備えている。
【００２５】
電流指令生成部１００は、外部から入力されるトルク指令に基づいてｄ軸電圧指令Ｉｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｉｑ＊を生成し出力するブロックである。
【００２６】
電流検出部１０１は、車両駆動用モータＭ１に流れるｄ軸電流及びｑ軸電流を検出してｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑとして出力するブロックである。具体的には、車両駆動用モータＭ１に流れるＵ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗを検出し、車両駆動用モータＭ１の回転角度θに基づいて３相／２相変換してｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑを求め出力する。電流検出部１０１は、電流センサ１０１ａ、１０１ｂと、３相／２相変換部１０１ｃとを備えている。
【００２７】
電流センサ１０１ａ、１０１ｂは、車両駆動用モータＭ１に流れるＵ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗを検出する素子である。電流センサ１０１ａは、車両駆動用モータＭ１のＵ相配線に設けられている。電流センサ１０１ｂは、車両駆動用モータＭ１のＷ相配線に設けられている。
【００２８】
３相／２相変換部１０１ｃは、電流センサ１０１ａ、１０１ｂの検出したＵ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗを、回転角度センサＳ１の検出した車両駆動用モータＭ１の回転角度θに基づいて３相／２相変換してｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑを求めるブロックである。
【００２９】
電圧指令生成部１０２は、電流指令生成部１００から入力されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、３相／２相変換部１０１ｃから入力されるｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑの比較結果に基づいてｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を生成し出力するブロックである。具体的には、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ＊の偏差を比例積分し、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊として出力する。
【００３０】
角速度変換部１０３は、回転角度センサＳ１から入力される車両駆動用モータＭ１の回転角度θから角速度ωを求めるブロックである。
【００３１】
補正値生成部１０４は、電流指令生成部１００から入力されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、角速度変換部１０３から入力される車両駆動用モータＭ１の角速度ωに基づいて、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正するためのｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成し出力するブロックである。
【００３２】
フィルタ部１０５は、補正値生成部１０４から入力されるｄ軸補正値及びｑ軸補正値に含まれる周波数成分のうち、特定の周波数成分を通過させ、他の周波数成分を阻止するブロックである。しかも、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて、その特性が変化するブロックである。フィルタ部１０５は、特性の異なる第１及び第２フィルタ１０５ａ、１０５ｂ（複数のフィルタ）と、選択部１０５ｃとを備えている。
【００３３】
第１及び第２フィルタ１０５ａ、１０５ｂは、補正値生成部１０４から入力されるｄ軸補正値及びｑ軸補正値に含まれる周波数成分のうち、予め設定されているカットオフ周波数以下の周波数成分を通過させるローパスフィルタを構成するブロックである。第１フィルタ１０５ａのカットオフ周波数と、第２フィルタ１０５ｂのカットオフ周波数は、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じた互いに異なる値に設定されている。
【００３４】
選択部１０５ｃは、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて第１フィルタ１０５ａと第２フィルタ１０５ｂの中から１つのフィルタを選択するブロックである。具体的には、後述する加算部１０６ａ、１０６ｂから入力される、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいて、第１フィルタ１０５ａと第２フィルタ１０５ｂの中から１つのフィルタを選択する。
【００３５】
ＰＷＭ信号生成部１０６は、フィルタ部１０５から入力される高周波成分の除去されたｄ軸補正値及びｑ軸補正値に基づいて、電圧指令生成部１０１から入力されるｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を補正するとともに、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてＰＷＭ信号を生成し出力するブロックである。ＰＷＭ信号生成部１０６は、加算部１０６ａ、１０６ｂと、２相／３相変換部１０６ｃと、ＰＷＭ信号変換部１０６ｄとを備えている。
【００３６】
加算部１０６ａは、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊にｄ軸補正値を加算して補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊を求めるブロックである。
【００３７】
加算部１０６ｂは、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊にｑ軸補正値を加算して補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊を求めるブロックである。
【００３８】
２相／３相変換部１０６ｃは、加算部１０６ａ、１０６ｂから入力される補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊を、回転角度センサＳ１の検出した車両駆動用モータＭ１の回転角度θに基づいて２相／３相変換してＵ相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相電圧指令Ｖｗ＊を求めるブロックである。
【００３９】
ＰＷＭ信号変換部１０６ｃは、２相／３相変換部１０６ｂから入力されるＵ相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相電圧指令Ｖｗ＊と、高電圧バッテリの直流電圧Ｖｉｎに基づいてＰＷＭ信号を生成し出力するブロックである。
【００４０】
ここで、電流指令生成部１００、３相／２相変換部１０１、電圧指令生成部１０２、角速度変換部１０３、補正値生成部１０４、フィルタ部１０５及びＰＷＭ信号生成部１０６は、マイクロコンピュータとプログラムによって構成されている。
【００４１】
インバータ回路１１は、スイッチング素子を有し、ＰＷＭ信号生成部１０６から入力されるＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングし、高電圧バッテリから入力される直流電力を交流電力に変換して車両駆動用モータＭ１に供給する回路である。インバータ回路１１の入力端子は、高電圧バッテリに接続されている。出力端子は、車両駆動用モータＭ１に接続されている。
【００４２】
次に、図１〜図３を参照してモータ制御装置の動作について説明する。ここで、図２は、従来のようにフィルタ部の特性が固定されている場合における、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令に対するｄ軸電流値及びｑ軸電流値を示すグラフである。図３は、第１実施形態における、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令に対するｄ軸電流値及びｑ軸電流値を示すグラフである。
【００４３】
車両のイグニッションスイッチ（図略）がオンすると、図１に示すモータ制御装置１が動作を開始する。
【００４４】
電流指令生成部１００は、外部から入力されるトルク指令に基づいてｄ軸電圧指令Ｉｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｉｑ＊を生成し出力する。電流検出部１０１は、車両駆動用モータＭ１に流れるＵ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗを検出し、車両駆動用モータＭ１の回転角度θに基づいて３相／２相変換してｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑを求め出力する。電圧指令生成部１０２は、電流指令生成部１００から入力されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、電流検出部１０１の３相／２相変換部１０１ｃから入力されるｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ＊の偏差を比例積分し、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊として出力する。
【００４５】
一方、補正値生成部１０４は、電流指令生成部１００から入力されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、角速度変換部１０３から入力される車両駆動用モータＭ１の角速度ωに基づいて、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正するためのｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成し出力する。フィルタ部１０５の第１及び第２フィルタ１０５ａ、１０５ｂは、補正値生成部１０４から入力されるｄ軸補正値及びｑ軸補正値に含まれる周波数成分のうち、予め設定されているカットオフ周波数以下の周波数成分を通過させる。選択部１０５ｃは、ＰＷＭ信号生成部１０６の加算部１０６ａ、１０６ｂから入力される、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいて、第１フィルタ１０５ａと第２フィルタ１０５ｂの中から１つのフィルタを選択する。つまり、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてフィルタ部１０５の特性が変化する。
【００４６】
ＰＷＭ信号生成部１０６は、電圧指令生成部１０２から入力されるｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊に、選択部１０５ｃによって選択された１つのフィルタから入力される高周波成分の除去されたｄ軸補正値及びｑ軸補正値をそれぞれ加算して、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊を求める。そして、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊を、回転角度センサＳ１の検出した車両駆動用モータＭ１の回転角度θに基づいて２相／３相変換してＵ相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相電圧指令Ｖｗ＊を求める。さらに、Ｕ相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相電圧指令Ｖｗ＊と、高電圧バッテリの直流電圧Ｖｉｎに基づいてＰＷＭ信号を生成し出力する。
【００４７】
インバータ回路１１は、ＰＷＭ信号生成部１０６から入力されるＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングし、高電圧バッテリから入力される直流電力を交流電力に変換して車両駆動用モータＭ１に供給する。このようにして、モータ制御装置１が車両駆動用モータＭ１を制御する。
【００４８】
従来のように、フィルタ部の特性が固定されている場合、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｉｑ＊が変化し、それに伴って車両駆動用モータの制御状態が変化すると、例えば、図２に示すように、ｄ軸電流値Ｉｄに、２５Ａの電流の脈動と、１０ｍｓの収束遅れが発生する。これに対し、第１実施形態のように、フィルタ部１０５の特性が車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて変化すると、図３に示すように、ｄ軸電流値Ｉｄの脈動が２０Ａに、収束遅れが５ｍｓに抑えられる。
【００４９】
次に、効果について説明する。第１実施形態によれば、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化すると、それに伴って、各部の波形に含まれる高周波成分も変化する。しかし、フィルタ部１０５の特性は、従来と異なり車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて変化する。そのため、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する高周波成分を適切に除去することができる。従って、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正して、車両に搭載されたモータを制御するモータ制御装置１において、図２及び図３からわかるように、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えることができる。
【００５０】
また、第１実施形態によれば、フィルタ部１０５は、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいて特性が変化する。補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊が変化すると、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化する。そのため、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいて車両駆動用モータＭ１の制御状態を判断することができる。従って、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００５１】
さらに、第１実施形態によれば、フィルタ部１０５は、特性の異なる第１及び第２フィルタ１０５ａ、１０５ｂと、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて第１フィルタ１０５ａと第２フィルタ１０５ｂの中から１つのフィルタを選択する選択部１０５ｃとを備えている。そのため、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じてフィルタ部１０５の特性を確実に変化させることができる。
【００５２】
なお、第１実施形態では、フィルタ部１０５が、補正値生成手段１０４の出力側に設けられ、補正値生成手段１０４の出力に含まれる周波数成分のうち、特性の周波数成分を通過させる例を挙げているが、これに限られるものではない。補正値生成手段１０４の入力側に設けられ、補正値生成手段１０４の入力に含まれる周波数成分のうち、特性の周波数成分を通過させるようにしてもよい。
【００５３】
また、第１実施形態では、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてフィルタ部１０５の特性が変化する例を挙げているが、これに限られるものではない。ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、並びに、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の少なくともいずれかに基づいてフィルタ部１０５の特性が変化するようにしてもよい。ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、並びに、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の少なくともいずれかが変化すると、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化する。そのため、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、並びに、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の少なくともいずれかに基づいて車両駆動用モータＭ１の制御状態を判断することができる。従って、この場合も、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００５４】
さらに、第１実施形態では、フィルタ部１０５が、特性の異なる２つのフィルタを備えている例を挙げているが、これに限られるものではない。特性の異なる３つ以上のフィルタを備えていてもよい。この場合、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて、フィルタ部１０５の特性をより細かく変化させることができる。
【００５５】
加えて、第１実施形態では、フィルタ部１０５が、ローパスフィルタで構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。バンドパスフィルタで構成してもよい。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のモータ制御装置について説明する。第２実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置が、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてフィルタ部の特性が変化するのに対して、角速度ω（回転速度）、ｄ軸電圧指令Ｉｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｉｑ＊に基づいてフィルタ部の特性が変化するようにしたものである。第２実施形態のモータ制御装置は、フィルタ部の構成を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一構成である。
【００５７】
まず、図４を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図４は、第２実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【００５８】
図４に示すモータ制御装置２は、制御回路２０と、インバータ回路２１とを備えている。
【００５９】
制御回路２０は、電流指令生成部２００（電流指令生成手段）と、電流検出部２０１（電流検出手段）と、電圧指令生成部２０２（電圧指令生成手段）と、角速度変換部２０３と、補正値生成部２０４（補正値生成手段）と、フィルタ部２０５（フィルタ手段）と、ＰＷＭ信号生成部２０６（ＰＷＭ信号生成手段）とを備えている。電流指令生成部２００、電流検出部２０１、電圧指令生成部２０２、角速度変換部２０３、補正値生成部２０４及びＰＷＭ信号生成部２０６は、第１実施形態の電流指令生成部１００、電流検出部１０１、電圧指令生成部１０２、角速度変換部１０３、補正値生成部１０４及びＰＷＭ信号生成部１０６と同一構成である。
【００６０】
また、インバータ回路２１も、第１実施形態のインバータ回路１１と同一構成である。
【００６１】
フィルタ部２０５は、第１及び第２フィルタ２０５ａ、２０５ｂ（複数のフィルタ）と、選択部２０５ｃとを備えている。
【００６２】
第１及び第２フィルタ２０５ａ、２０５ｂは、第１実施形態の第１及び第２フィルタ１０５ａ、１０５ｂと同一構成である。
【００６３】
選択部２０５ｃは、車両駆動用モータＭ２の制御状態に応じて第１フィルタ２０５ａと第２フィルタ２０５ｂの中から１つのフィルタを選択するブロックである。具体的には、電流指令生成部２００から入力されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、並びに、角速度変換部２０３から入力される車両駆動用モータＭ２の角速度ωに基づいて、第１フィルタ２０５ａと第２フィルタ２０５ｂの中から１つのフィルタを選択する。
【００６４】
つまり、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、並びに、車両駆動用モータＭ１の角速度ωに基づいてフィルタ部２０５の特性が変化する。
【００６５】
動作については、フィルタ部を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一であるため、説明を省略する。
【００６６】
次に、効果について説明する。第２実施形態によれば、フィルタ部２０５は、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊に基づいて特性が変化する。ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊が変化すると、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化する。そのため、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊に基づいて車両駆動用モータＭ２の制御状態を判断することができる。従って、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００６７】
また、第２実施形態によれば、フィルタ部２０５は、車両駆動用モータＭ２の角速度ωに基づいて特性が変化する。車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化すると、車両駆動用モータＭ２の角速度ωが変化する。つまり、車両駆動用モータＭ２の角速度ωに基づいて車両駆動用モータＭ２の制御状態を判断することができる。そのため、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００６８】
なお、第２実施形態では、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊に基づいてフィルタ部２０５の特性が変化する例を挙げているが、これに限られるものではない。ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊、並びに、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊の少なくともいずれかに基づいてフィルタ部２０５の特性が変化するようにしてもよい。ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊、並びに、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊の少なくともいずれかが変化すると、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化する。そのため、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊、並びに、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊の少なくともいずれかに基づいて車両駆動用モータＭ２の制御状態を判断することができる。従って、この場合も、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００６９】
また、第２実施形態では、車両駆動用モータＭ２の角速度ωに基づいてフィルタ部２０５の特性が変化する例を挙げているが、これに限られるものではない。車両駆動用モータＭ２の誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス及び回転角度θの少なくともいずれかに基づいてフィルタ部２０５の特性が変化するようにしてもよい。車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化すると、車両駆動用モータＭ２の誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス及び回転角度θが変化する。つまり、車両駆動用モータＭ２の誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス及び回転角度θの少なくともいずれかに基づいて車両駆動用モータＭ２の制御状態を判断することができる。そのため、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００７０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態のモータ制御装置について説明する。第３実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置が、第１及び第２フィルタの中から１つのフィルタを選択することでフィルタ部の特性が変化するのに対して、フィルタ部に設定されている特性値を変えることで特性が変化するようにしたものである。第３実施形態のモータ制御装置は、フィルタ部の構成を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一構成である。
【００７１】
まず、図５を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図５は、第３実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【００７２】
図５に示すモータ制御装置３は、制御回路３０と、インバータ回路３１とを備えている。
【００７３】
制御回路３０は、電流指令生成部３００（電流指令生成手段）と、電流検出部３０１（電流検出手段）と、電圧指令生成部３０２（電圧指令生成手段）と、角速度変換部３０３と、補正値生成部３０４（補正値生成手段）と、フィルタ部３０５（フィルタ手段）と、ＰＷＭ信号生成部３０６（ＰＷＭ信号生成手段）とを備えている。電流指令生成部３００、電流検出部３０１、電圧指令生成部３０２、角速度変換部３０３、補正値生成部３０４及びＰＷＭ信号生成部３０６は、第１実施形態の電流指令生成部１００、電流検出部１０１、電圧指令生成部１０２、角速度変換部１０３、補正値生成部１０４及びＰＷＭ信号生成部１０６と同一構成である。
【００７４】
また、インバータ回路３１も、第１実施形態のインバータ回路１１と同一構成である。
【００７５】
フィルタ部３０５は、設定したカットオフ周波数（特性値）に応じて特性が変化する１つのローパスフィルタ（フィルタ）によって構成されている。フィルタ３０５は、加算部３０６ａ、３０６ｂから入力される補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいて、カットオフ周波数が変化する。
【００７６】
つまり、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてフィルタ部３０５の特性が変化する。
【００７７】
動作については、フィルタ部を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一であるため、説明を省略する。
【００７８】
次に、効果について説明する。第３実施形態によれば、フィルタ部３０５は、設定したカットオフ周波数に応じて特性が変化するローパスフィルタを備え、車両駆動用モータＭ３の制御状態に応じてカットオフ周波数が変化する。そのため、車両駆動用モータＭ３の制御状態に応じてフィルタ部３０５の特性を確実に変化させることができる。
【００７９】
なお、第１〜第３実施形態では、補正値生成部が、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊に基づいてｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成する例を挙げているが、これに限られるものではない。トルク指令、又は、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑのいずれかに基づいて、ｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成するようにしてもよい。
【００８０】
また、第１及び第３実施形態では、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてフィルタ部の特性が変化し、第２実施形態では、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、並びに、車両駆動用モータＭ２の角速度ωに基づいてフィルタ部の特性が変化する例を挙げているが、これに限られるものではない。インバータ回路の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかに基づいてフィルタ部の特性が変化するようにしてもよい。ここで、変調率とは、インバータ回路の入力電圧に対する電圧指令の割合のことである。インバータ回路の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかが変化すると、車両駆動用モータの制御状態が変化する。そのため、インバータ回路の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかに基づいて車両駆動用モータの制御状態を判断することができる。従って、車両駆動用モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１〜３・・・モータ制御装置、１０、２０、３０・・・制御回路、１００、２００、３００・・・電流指令生成部（電流指令生成手段）、１０１、２０１、３０１・・・電流検出部（電流検出手段）、１０１ａ、１０１ｂ、２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂ・・・電流センサ、１０１ｃ、２０１ｃ、３０１ｃ・・・３相／２相変換部、１０２、２０２、３０２・・・電圧指令生成部（電圧指令生成手段）、１０３、２０３、３０３・・・角速度変換部、１０４、２０４、３０４・・・補正値生成部（補正値生成手段）、１０５、２０５、３０５・・・フィルタ部（フィルタ手段）、１０５ａ、２０５ａ・・・第１フィルタ（フィルタ）、１０５ｂ、２０５ｂ・・・第２フィルタ（フィルタ）、１０５ｃ、２０５ｃ・・・選択部、１０６、２０６、３０６・・・ＰＷＭ信号生成部（ＰＷＭ信号生成手段）、１０６ａ、１０６ｂ、２０６ａ、２０６ｂ、３０６ａ、３０６ｂ・・・加算部、１０６ｃ、２０６ｃ、３０６ｃ・・・２相／３相変換部、１０６ｄ、２０６ｄ、３０６ｄ・・・ＰＷＭ信号変換部、１１、２１、３１・・・インバータ回路（電力変換手段）、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３・・・車両駆動用モータ（モータ）、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・回転角度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正してモータを制御するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正してモータを制御するモータ制御装置として、例えば、特許文献１に開示されている交流電動機の制御装置がある。
【０００３】
この制御装置は、第１のローパスフィルタと、電流指令生成部と、３相／ｄｑ軸変換器と、電流ＰＩ制御器と、非干渉制御器と、第２のローパスフィルタと、非干渉誤差補正器と、インバータとを備えている。
【０００４】
第１のローパスフィルタは、電流指令生成部に入力されるトルク指令に含まれる周波数成分のうち、高周波成分を除去する。電流指令生成部は、高周波成分の除去されたトルク指令に基づいてｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を算出する。３相／ｄｑ軸変換器は、モータに流れる３相電流をｄ軸電流値及びｑ軸電流値に変換して出力する。電流ＰＩ制御器は、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値と、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値に基づいてｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値を算出する。
【０００５】
一方、非干渉制御器は、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値と、ｄ軸インダクタンス及びｑ軸インダクタンスと、モータの角速度に基づいてｄ軸干渉成分及びｑ軸干渉成分を算出する。第２のローパスフィルタは、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値に含まれる周波数成分のうち、高周波成分を除去する。非干渉誤差補正器は、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値と、高周波成分の除去されたｄ軸電流値及びｑ軸電流値と、ｄ軸インダクタンス及びｑ軸インダクタンスと、モータの角速度に基づいてｄ軸干渉成分誤差及びｑ軸干渉成分誤差を算出する。
【０００６】
そして、ｄ軸干渉成分及びｑ軸干渉成分と、ｄ軸干渉成分誤差及びｑ軸干渉成分誤差に基づいて、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を補正するとともに、補正したｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令に基づいてＰＷＭ信号を算出してインバータを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１９２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、モータを制御する際、必要に応じて制御モードを切替える場合がある。制御モードとしては、例えば、正弦波制御、過変調制御、矩形波制御等である。制御モードが切替わると、モータの制御状態が変化する。それに伴って、各部の波形に含まれる高周波成分も変化する。
【０００９】
しかし、前述したローパスフィルタの特性は固定されている。そのため、制御モードが切替わった際に発生する高周波成分を適切に除去できない。その結果、制御モードの切替わり時に、電流の脈動や収束遅れが発生してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正してモータを制御するモータ制御装置において、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えることができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、モータの制御状態に応じてフィルタ手段の特性を変化させることで、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正してモータを制御するモータ制御装置において、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えられることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、請求項１に記載のモータ制御装置は、入力されるトルク指令に基づいてｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令を生成し出力する電流指令生成手段と、モータに流れるｄ軸電流及びｑ軸電流を検出してｄ軸電流値及びｑ軸電流値として出力する電流検出手段と、入力されるｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令と、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値の比較結果に基づいてｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を生成し出力する電圧指令生成手段と、入力されるトルク指令、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令、又は、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値のいずれかに基づいて、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正するためのｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成し出力する補正値生成手段と、補正値生成手段の入力及び出力の少なくともいずれかに含まれる周波数成分のうち、特定の周波数成分を通過させ、他の周波数成分を阻止するフィルタ手段と、入力されるｄ軸補正値及びｑ軸補正値に基づいて、入力されるｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を補正するとともに、補正したｄ軸電圧指令及び補正したｑ軸電圧指令に基づいてＰＷＭ信号を生成し出力するＰＷＭ信号生成手段と、スイッチング素子を有し、ＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングし、入力される直流電力を交流電力に変換してモータに供給する電力変換手段と、を備えたモータ制御装置において、フィルタ手段は、モータの制御状態に応じて特性が変化することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、モータの制御状態が変化すると、それに伴って、各部の波形に含まれる高周波成分も変化する。しかし、フィルタ手段の特性は、従来と異なりモータの制御状態に応じて変化する。そのため、モータの制御状態が変化した際に発生する高周波成分を適切に除去することができる。従って、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正してモータを制御するモータ制御装置において、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えることができる。
【００１４】
請求項２に記載のモータ制御装置は、フィルタ手段は、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令、並びに、補正したｄ軸電圧指令及び補正したｑ軸電圧指令の少なくともいずれかに基づいて特性が変化することを特徴する。この構成によれば、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令、並びに、補正したｄ軸電圧指令及び補正したｑ軸電圧指令の少なくともいずれかが変化すると、モータの制御状態が変化する。そのため、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令、並びに、補正したｄ軸電圧指令及び補正したｑ軸電圧指令の少なくともいずれかに基づいてモータの制御状態を判断することができる。従って、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００１５】
請求項３に記載のモータ制御装置は、フィルタ手段は、モータの誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス、回転角度及び回転速度の少なくともいずれかに基づいて特性が変化することを特徴とする。この構成によれば、モータの制御状態が変化すると、モータの誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス、回転角度及び回転速度が変化する。つまり、モータの誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス、回転角度及び回転速度の少なくともいずれかに基づいてモータの制御状態を判断することができる。そのため、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００１６】
請求項４に記載のモータ制御装置は、フィルタ手段は、電力変換手段の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかに基づいて特性が変化することを特徴とする。ここで、変調率とは、電力変換手段の入力電圧に対する電圧指令の割合のことである。この構成によれば、電力変換手段の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかが変化すると、モータの制御状態が変化する。そのため、電力変換手段の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかに基づいてモータの制御状態を判断することができる。従って、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００１７】
請求項５に記載のモータ制御装置は、フィルタ手段は、特性の異なる複数のフィルタと、モータの制御状態に応じて複数のフィルタの中から１つのフィルタを選択する選択部と、を有することを特徴とする。この構成によれば、モータの制御状態に応じてフィルタ手段の特性を確実に変化させることができる。
【００１８】
請求項６に記載のモータ制御装置は、フィルタ手段は、設定した特性値に応じて特性が変化するフィルタを有し、モータの制御状態に応じて特性値が変化することを特徴とする。この構成によれば、モータの制御状態に応じてフィルタ手段の特性を確実に変化させることができる。
【００１９】
請求項７に記載のモータ制御装置は、車両に搭載されたモータを制御することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載されたモータを制御するモータ制御装置において、モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【図２】従来のようにフィルタ部の特性が固定されている場合における、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令に対するｄ軸電流値及びｑ軸電流値を示すグラフである。
【図３】第１実施形態における、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令に対するｄ軸電流値及びｑ軸電流値を示すグラフである。
【図４】第２実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【図５】第３実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係るモータ制御装置を、車両に搭載され、車両駆動用モータを制御するモータ制御装置に適用した例を示す。
【００２２】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態のモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【００２３】
図１に示すモータ制御装置１は、高電圧バッテリから入力される直流電力を交流電力に変換して車両駆動用モータＭ１（モータ）に供給し、車両駆動用モータＭ１を制御する装置である。ここで、車両駆動用モータＭ１は、車両駆動用モータＭ１の回転角度θを検出して出力する回転角度センサＳ１を有している。モータ制御装置１は、制御回路１０と、インバータ回路１１（電力変換手段）とを備えている。
【００２４】
制御回路１０は、外部から入力されるトルク指令に基づいてインバータ回路を制御する回路である。制御回路１０は、電流指令生成部１００（電流指令生成手段）と、電流検出部１０１（電流検出手段）と、電圧指令生成部１０２（電圧指令生成手段）と、角速度変換部１０３と、補正値生成部１０４（補正値生成手段）と、フィルタ部１０５（フィルタ手段）と、ＰＷＭ信号生成部１０６（ＰＷＭ信号生成手段）とを備えている。
【００２５】
電流指令生成部１００は、外部から入力されるトルク指令に基づいてｄ軸電圧指令Ｉｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｉｑ＊を生成し出力するブロックである。
【００２６】
電流検出部１０１は、車両駆動用モータＭ１に流れるｄ軸電流及びｑ軸電流を検出してｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑとして出力するブロックである。具体的には、車両駆動用モータＭ１に流れるＵ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗを検出し、車両駆動用モータＭ１の回転角度θに基づいて３相／２相変換してｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑを求め出力する。電流検出部１０１は、電流センサ１０１ａ、１０１ｂと、３相／２相変換部１０１ｃとを備えている。
【００２７】
電流センサ１０１ａ、１０１ｂは、車両駆動用モータＭ１に流れるＵ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗを検出する素子である。電流センサ１０１ａは、車両駆動用モータＭ１のＵ相配線に設けられている。電流センサ１０１ｂは、車両駆動用モータＭ１のＷ相配線に設けられている。
【００２８】
３相／２相変換部１０１ｃは、電流センサ１０１ａ、１０１ｂの検出したＵ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗを、回転角度センサＳ１の検出した車両駆動用モータＭ１の回転角度θに基づいて３相／２相変換してｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑを求めるブロックである。
【００２９】
電圧指令生成部１０２は、電流指令生成部１００から入力されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、３相／２相変換部１０１ｃから入力されるｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑの比較結果に基づいてｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を生成し出力するブロックである。具体的には、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ＊の偏差を比例積分し、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊として出力する。
【００３０】
角速度変換部１０３は、回転角度センサＳ１から入力される車両駆動用モータＭ１の回転角度θから角速度ωを求めるブロックである。
【００３１】
補正値生成部１０４は、電流指令生成部１００から入力されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、角速度変換部１０３から入力される車両駆動用モータＭ１の角速度ωに基づいて、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正するためのｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成し出力するブロックである。
【００３２】
フィルタ部１０５は、補正値生成部１０４から入力されるｄ軸補正値及びｑ軸補正値に含まれる周波数成分のうち、特定の周波数成分を通過させ、他の周波数成分を阻止するブロックである。しかも、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて、その特性が変化するブロックである。フィルタ部１０５は、特性の異なる第１及び第２フィルタ１０５ａ、１０５ｂ（複数のフィルタ）と、選択部１０５ｃとを備えている。
【００３３】
第１及び第２フィルタ１０５ａ、１０５ｂは、補正値生成部１０４から入力されるｄ軸補正値及びｑ軸補正値に含まれる周波数成分のうち、予め設定されているカットオフ周波数以下の周波数成分を通過させるローパスフィルタを構成するブロックである。第１フィルタ１０５ａのカットオフ周波数と、第２フィルタ１０５ｂのカットオフ周波数は、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じた互いに異なる値に設定されている。
【００３４】
選択部１０５ｃは、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて第１フィルタ１０５ａと第２フィルタ１０５ｂの中から１つのフィルタを選択するブロックである。具体的には、後述する加算部１０６ａ、１０６ｂから入力される、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいて、第１フィルタ１０５ａと第２フィルタ１０５ｂの中から１つのフィルタを選択する。
【００３５】
ＰＷＭ信号生成部１０６は、フィルタ部１０５から入力される高周波成分の除去されたｄ軸補正値及びｑ軸補正値に基づいて、電圧指令生成部１０１から入力されるｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を補正するとともに、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてＰＷＭ信号を生成し出力するブロックである。ＰＷＭ信号生成部１０６は、加算部１０６ａ、１０６ｂと、２相／３相変換部１０６ｃと、ＰＷＭ信号変換部１０６ｄとを備えている。
【００３６】
加算部１０６ａは、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊にｄ軸補正値を加算して補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊を求めるブロックである。
【００３７】
加算部１０６ｂは、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊にｑ軸補正値を加算して補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊を求めるブロックである。
【００３８】
２相／３相変換部１０６ｃは、加算部１０６ａ、１０６ｂから入力される補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊を、回転角度センサＳ１の検出した車両駆動用モータＭ１の回転角度θに基づいて２相／３相変換してＵ相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相電圧指令Ｖｗ＊を求めるブロックである。
【００３９】
ＰＷＭ信号変換部１０６ｃは、２相／３相変換部１０６ｂから入力されるＵ相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相電圧指令Ｖｗ＊と、高電圧バッテリの直流電圧Ｖｉｎに基づいてＰＷＭ信号を生成し出力するブロックである。
【００４０】
ここで、電流指令生成部１００、３相／２相変換部１０１、電圧指令生成部１０２、角速度変換部１０３、補正値生成部１０４、フィルタ部１０５及びＰＷＭ信号生成部１０６は、マイクロコンピュータとプログラムによって構成されている。
【００４１】
インバータ回路１１は、スイッチング素子を有し、ＰＷＭ信号生成部１０６から入力されるＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングし、高電圧バッテリから入力される直流電力を交流電力に変換して車両駆動用モータＭ１に供給する回路である。インバータ回路１１の入力端子は、高電圧バッテリに接続されている。出力端子は、車両駆動用モータＭ１に接続されている。
【００４２】
次に、図１〜図３を参照してモータ制御装置の動作について説明する。ここで、図２は、従来のようにフィルタ部の特性が固定されている場合における、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令に対するｄ軸電流値及びｑ軸電流値を示すグラフである。図３は、第１実施形態における、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令に対するｄ軸電流値及びｑ軸電流値を示すグラフである。
【００４３】
車両のイグニッションスイッチ（図略）がオンすると、図１に示すモータ制御装置１が動作を開始する。
【００４４】
電流指令生成部１００は、外部から入力されるトルク指令に基づいてｄ軸電圧指令Ｉｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｉｑ＊を生成し出力する。電流検出部１０１は、車両駆動用モータＭ１に流れるＵ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗを検出し、車両駆動用モータＭ１の回転角度θに基づいて３相／２相変換してｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑを求め出力する。電圧指令生成部１０２は、電流指令生成部１００から入力されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、電流検出部１０１の３相／２相変換部１０１ｃから入力されるｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ＊の偏差を比例積分し、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊として出力する。
【００４５】
一方、補正値生成部１０４は、電流指令生成部１００から入力されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、角速度変換部１０３から入力される車両駆動用モータＭ１の角速度ωに基づいて、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正するためのｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成し出力する。フィルタ部１０５の第１及び第２フィルタ１０５ａ、１０５ｂは、補正値生成部１０４から入力されるｄ軸補正値及びｑ軸補正値に含まれる周波数成分のうち、予め設定されているカットオフ周波数以下の周波数成分を通過させる。選択部１０５ｃは、ＰＷＭ信号生成部１０６の加算部１０６ａ、１０６ｂから入力される、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいて、第１フィルタ１０５ａと第２フィルタ１０５ｂの中から１つのフィルタを選択する。つまり、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてフィルタ部１０５の特性が変化する。
【００４６】
ＰＷＭ信号生成部１０６は、電圧指令生成部１０２から入力されるｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊に、選択部１０５ｃによって選択された１つのフィルタから入力される高周波成分の除去されたｄ軸補正値及びｑ軸補正値をそれぞれ加算して、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊を求める。そして、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊を、回転角度センサＳ１の検出した車両駆動用モータＭ１の回転角度θに基づいて２相／３相変換してＵ相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相電圧指令Ｖｗ＊を求める。さらに、Ｕ相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相電圧指令Ｖｗ＊と、高電圧バッテリの直流電圧Ｖｉｎに基づいてＰＷＭ信号を生成し出力する。
【００４７】
インバータ回路１１は、ＰＷＭ信号生成部１０６から入力されるＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングし、高電圧バッテリから入力される直流電力を交流電力に変換して車両駆動用モータＭ１に供給する。このようにして、モータ制御装置１が車両駆動用モータＭ１を制御する。
【００４８】
従来のように、フィルタ部の特性が固定されている場合、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｉｑ＊が変化し、それに伴って車両駆動用モータの制御状態が変化すると、例えば、図２に示すように、ｄ軸電流値Ｉｄに、２５Ａの電流の脈動と、１０ｍｓの収束遅れが発生する。これに対し、第１実施形態のように、フィルタ部１０５の特性が車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて変化すると、図３に示すように、ｄ軸電流値Ｉｄの脈動が２０Ａに、収束遅れが５ｍｓに抑えられる。
【００４９】
次に、効果について説明する。第１実施形態によれば、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化すると、それに伴って、各部の波形に含まれる高周波成分も変化する。しかし、フィルタ部１０５の特性は、従来と異なり車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて変化する。そのため、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する高周波成分を適切に除去することができる。従って、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正して、車両に搭載されたモータを制御するモータ制御装置１において、図２及び図３からわかるように、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを抑えることができる。
【００５０】
また、第１実施形態によれば、フィルタ部１０５は、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいて特性が変化する。補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊が変化すると、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化する。そのため、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいて車両駆動用モータＭ１の制御状態を判断することができる。従って、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００５１】
さらに、第１実施形態によれば、フィルタ部１０５は、特性の異なる第１及び第２フィルタ１０５ａ、１０５ｂと、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて第１フィルタ１０５ａと第２フィルタ１０５ｂの中から１つのフィルタを選択する選択部１０５ｃとを備えている。そのため、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じてフィルタ部１０５の特性を確実に変化させることができる。
【００５２】
なお、第１実施形態では、フィルタ部１０５が、補正値生成手段１０４の出力側に設けられ、補正値生成手段１０４の出力に含まれる周波数成分のうち、特性の周波数成分を通過させる例を挙げているが、これに限られるものではない。補正値生成手段１０４の入力側に設けられ、補正値生成手段１０４の入力に含まれる周波数成分のうち、特性の周波数成分を通過させるようにしてもよい。
【００５３】
また、第１実施形態では、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてフィルタ部１０５の特性が変化する例を挙げているが、これに限られるものではない。ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、並びに、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の少なくともいずれかに基づいてフィルタ部１０５の特性が変化するようにしてもよい。ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、並びに、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の少なくともいずれかが変化すると、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化する。そのため、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、並びに、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の少なくともいずれかに基づいて車両駆動用モータＭ１の制御状態を判断することができる。従って、この場合も、車両駆動用モータＭ１の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００５４】
さらに、第１実施形態では、フィルタ部１０５が、特性の異なる２つのフィルタを備えている例を挙げているが、これに限られるものではない。特性の異なる３つ以上のフィルタを備えていてもよい。この場合、車両駆動用モータＭ１の制御状態に応じて、フィルタ部１０５の特性をより細かく変化させることができる。
【００５５】
加えて、第１実施形態では、フィルタ部１０５が、ローパスフィルタで構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。バンドパスフィルタで構成してもよい。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のモータ制御装置について説明する。第２実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置が、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてフィルタ部の特性が変化するのに対して、角速度ω（回転速度）、ｄ軸電圧指令Ｉｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｉｑ＊に基づいてフィルタ部の特性が変化するようにしたものである。第２実施形態のモータ制御装置は、フィルタ部の構成を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一構成である。
【００５７】
まず、図４を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図４は、第２実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【００５８】
図４に示すモータ制御装置２は、制御回路２０と、インバータ回路２１とを備えている。
【００５９】
制御回路２０は、電流指令生成部２００（電流指令生成手段）と、電流検出部２０１（電流検出手段）と、電圧指令生成部２０２（電圧指令生成手段）と、角速度変換部２０３と、補正値生成部２０４（補正値生成手段）と、フィルタ部２０５（フィルタ手段）と、ＰＷＭ信号生成部２０６（ＰＷＭ信号生成手段）とを備えている。電流指令生成部２００、電流検出部２０１、電圧指令生成部２０２、角速度変換部２０３、補正値生成部２０４及びＰＷＭ信号生成部２０６は、第１実施形態の電流指令生成部１００、電流検出部１０１、電圧指令生成部１０２、角速度変換部１０３、補正値生成部１０４及びＰＷＭ信号生成部１０６と同一構成である。
【００６０】
また、インバータ回路２１も、第１実施形態のインバータ回路１１と同一構成である。
【００６１】
フィルタ部２０５は、第１及び第２フィルタ２０５ａ、２０５ｂ（複数のフィルタ）と、選択部２０５ｃとを備えている。
【００６２】
第１及び第２フィルタ２０５ａ、２０５ｂは、第１実施形態の第１及び第２フィルタ１０５ａ、１０５ｂと同一構成である。
【００６３】
選択部２０５ｃは、車両駆動用モータＭ２の制御状態に応じて第１フィルタ２０５ａと第２フィルタ２０５ｂの中から１つのフィルタを選択するブロックである。具体的には、電流指令生成部２００から入力されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、並びに、角速度変換部２０３から入力される車両駆動用モータＭ２の角速度ωに基づいて、第１フィルタ２０５ａと第２フィルタ２０５ｂの中から１つのフィルタを選択する。
【００６４】
つまり、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、並びに、車両駆動用モータＭ１の角速度ωに基づいてフィルタ部２０５の特性が変化する。
【００６５】
動作については、フィルタ部を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一であるため、説明を省略する。
【００６６】
次に、効果について説明する。第２実施形態によれば、フィルタ部２０５は、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊に基づいて特性が変化する。ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊が変化すると、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化する。そのため、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊に基づいて車両駆動用モータＭ２の制御状態を判断することができる。従って、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００６７】
また、第２実施形態によれば、フィルタ部２０５は、車両駆動用モータＭ２の角速度ωに基づいて特性が変化する。車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化すると、車両駆動用モータＭ２の角速度ωが変化する。つまり、車両駆動用モータＭ２の角速度ωに基づいて車両駆動用モータＭ２の制御状態を判断することができる。そのため、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００６８】
なお、第２実施形態では、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊に基づいてフィルタ部２０５の特性が変化する例を挙げているが、これに限られるものではない。ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊、並びに、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊の少なくともいずれかに基づいてフィルタ部２０５の特性が変化するようにしてもよい。ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊、並びに、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊の少なくともいずれかが変化すると、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化する。そのため、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑ、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊、並びに、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊の少なくともいずれかに基づいて車両駆動用モータＭ２の制御状態を判断することができる。従って、この場合も、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００６９】
また、第２実施形態では、車両駆動用モータＭ２の角速度ωに基づいてフィルタ部２０５の特性が変化する例を挙げているが、これに限られるものではない。車両駆動用モータＭ２の誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス及び回転角度θの少なくともいずれかに基づいてフィルタ部２０５の特性が変化するようにしてもよい。車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化すると、車両駆動用モータＭ２の誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス及び回転角度θが変化する。つまり、車両駆動用モータＭ２の誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス及び回転角度θの少なくともいずれかに基づいて車両駆動用モータＭ２の制御状態を判断することができる。そのため、車両駆動用モータＭ２の制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【００７０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態のモータ制御装置について説明する。第３実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置が、第１及び第２フィルタの中から１つのフィルタを選択することでフィルタ部の特性が変化するのに対して、フィルタ部に設定されている特性値を変えることで特性が変化するようにしたものである。第３実施形態のモータ制御装置は、フィルタ部の構成を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一構成である。
【００７１】
まず、図５を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図５は、第３実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【００７２】
図５に示すモータ制御装置３は、制御回路３０と、インバータ回路３１とを備えている。
【００７３】
制御回路３０は、電流指令生成部３００（電流指令生成手段）と、電流検出部３０１（電流検出手段）と、電圧指令生成部３０２（電圧指令生成手段）と、角速度変換部３０３と、補正値生成部３０４（補正値生成手段）と、フィルタ部３０５（フィルタ手段）と、ＰＷＭ信号生成部３０６（ＰＷＭ信号生成手段）とを備えている。電流指令生成部３００、電流検出部３０１、電圧指令生成部３０２、角速度変換部３０３、補正値生成部３０４及びＰＷＭ信号生成部３０６は、第１実施形態の電流指令生成部１００、電流検出部１０１、電圧指令生成部１０２、角速度変換部１０３、補正値生成部１０４及びＰＷＭ信号生成部１０６と同一構成である。
【００７４】
また、インバータ回路３１も、第１実施形態のインバータ回路１１と同一構成である。
【００７５】
フィルタ部３０５は、設定したカットオフ周波数（特性値）に応じて特性が変化する１つのローパスフィルタ（フィルタ）によって構成されている。フィルタ３０５は、加算部３０６ａ、３０６ｂから入力される補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいて、カットオフ周波数が変化する。
【００７６】
つまり、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてフィルタ部３０５の特性が変化する。
【００７７】
動作については、フィルタ部を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一であるため、説明を省略する。
【００７８】
次に、効果について説明する。第３実施形態によれば、フィルタ部３０５は、設定したカットオフ周波数に応じて特性が変化するローパスフィルタを備え、車両駆動用モータＭ３の制御状態に応じてカットオフ周波数が変化する。そのため、車両駆動用モータＭ３の制御状態に応じてフィルタ部３０５の特性を確実に変化させることができる。
【００７９】
なお、第１〜第３実施形態では、補正値生成部が、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊に基づいてｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成する例を挙げているが、これに限られるものではない。トルク指令、又は、ｄ軸電流値Ｉｄ及びｑ軸電流値Ｉｑのいずれかに基づいて、ｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成するようにしてもよい。
【００８０】
また、第１及び第３実施形態では、補正したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及び補正したｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊に基づいてフィルタ部の特性が変化し、第２実施形態では、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ＊、並びに、車両駆動用モータＭ２の角速度ωに基づいてフィルタ部の特性が変化する例を挙げているが、これに限られるものではない。インバータ回路の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかに基づいてフィルタ部の特性が変化するようにしてもよい。ここで、変調率とは、インバータ回路の入力電圧に対する電圧指令の割合のことである。インバータ回路の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかが変化すると、車両駆動用モータの制御状態が変化する。そのため、インバータ回路の入力電圧、出力電圧、変調率、スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかに基づいて車両駆動用モータの制御状態を判断することができる。従って、車両駆動用モータの制御状態が変化した際に発生する電流の脈動や収束遅れを確実に抑えることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１〜３・・・モータ制御装置、１０、２０、３０・・・制御回路、１００、２００、３００・・・電流指令生成部（電流指令生成手段）、１０１、２０１、３０１・・・電流検出部（電流検出手段）、１０１ａ、１０１ｂ、２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂ・・・電流センサ、１０１ｃ、２０１ｃ、３０１ｃ・・・３相／２相変換部、１０２、２０２、３０２・・・電圧指令生成部（電圧指令生成手段）、１０３、２０３、３０３・・・角速度変換部、１０４、２０４、３０４・・・補正値生成部（補正値生成手段）、１０５、２０５、３０５・・・フィルタ部（フィルタ手段）、１０５ａ、２０５ａ・・・第１フィルタ（フィルタ）、１０５ｂ、２０５ｂ・・・第２フィルタ（フィルタ）、１０５ｃ、２０５ｃ・・・選択部、１０６、２０６、３０６・・・ＰＷＭ信号生成部（ＰＷＭ信号生成手段）、１０６ａ、１０６ｂ、２０６ａ、２０６ｂ、３０６ａ、３０６ｂ・・・加算部、１０６ｃ、２０６ｃ、３０６ｃ・・・２相／３相変換部、１０６ｄ、２０６ｄ、３０６ｄ・・・ＰＷＭ信号変換部、１１、２１、３１・・・インバータ回路（電力変換手段）、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３・・・車両駆動用モータ（モータ）、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・回転角度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるトルク指令に基づいてｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令を生成し出力する電流指令生成手段と、
モータに流れるｄ軸電流及びｑ軸電流を検出してｄ軸電流値及びｑ軸電流値として出力する電流検出手段と、
入力される前記ｄ軸電流指令及び前記ｑ軸電流指令と、前記ｄ軸電流値及び前記ｑ軸電流値の比較結果に基づいてｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を生成し出力する電圧指令生成手段と、
入力される前記トルク指令、前記ｄ軸電流指令及び前記ｑ軸電流指令、又は、前記ｄ軸電流値及び前記ｑ軸電流値のいずれかに基づいて、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正するためのｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成し出力する補正値生成手段と、
前記補正値生成手段の入力及び出力の少なくともいずれかに含まれる周波数成分のうち、特定の周波数成分を通過させ、他の周波数成分を阻止するフィルタ手段と、
入力される前記ｄ軸補正値及び前記ｑ軸補正値に基づいて、入力される前記ｄ軸電圧指令及び前記ｑ軸電圧指令を補正するとともに、補正したｄ軸電圧指令及び補正したｑ軸電圧指令に基づいてＰＷＭ信号を生成し出力するＰＷＭ信号生成手段と、
スイッチング素子を有し、前記ＰＷＭ信号に基づいて前記スイッチング素子をスイッチングし、入力される直流電力を交流電力に変換してモータに供給する電力変換手段と、
を備えたモータ制御装置において、
前記フィルタ手段は、前記モータの制御状態に応じて特性が変化することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記フィルタ手段は、前記ｄ軸電流指令及び前記ｑ軸電流指令、前記ｄ軸電流値及び前記ｑ軸電流値、前記ｄ軸電圧指令及び前記ｑ軸電圧指令、並びに、前記補正したｄ軸電圧指令及び前記補正したｑ軸電圧指令の少なくともいずれかに基づいて特性が変化することを特徴する請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記フィルタ手段は、前記モータの誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス、回転角度及び回転速度の少なくともいずれかに基づいて特性が変化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４】
前記フィルタ手段は、前記電力変換手段の入力電圧、出力電圧、変調率、前記スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかに基づいて特性が変化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５】
前記フィルタ手段は、
特性の異なる複数のフィルタと、
前記モータの制御状態に応じて前記複数のフィルタの中から１つのフィルタを選択する選択部と、
を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記フィルタ手段は、
設定した特性値に応じて特性が変化するフィルタを有し、
前記モータの制御状態に応じて前記特性値が変化することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
車両に搭載された前記モータを制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１】
入力されるトルク指令に基づいてｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令を生成し出力する電流指令生成手段と、
モータに流れるｄ軸電流及びｑ軸電流を検出してｄ軸電流値及びｑ軸電流値として出力する電流検出手段と、
入力される前記ｄ軸電流指令及び前記ｑ軸電流指令と、前記ｄ軸電流値及び前記ｑ軸電流値の比較結果に基づいてｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を生成し出力する電圧指令生成手段と、
入力される前記トルク指令、前記ｄ軸電流指令及び前記ｑ軸電流指令、又は、前記ｄ軸電流値及び前記ｑ軸電流値のいずれかに基づいて、ｄ軸とｑ軸の相互干渉成分を補正するためのｄ軸補正値及びｑ軸補正値を生成し出力する補正値生成手段と、
前記補正値生成手段の入力及び出力の少なくともいずれかに含まれる周波数成分のうち、特定の周波数成分を通過させ、他の周波数成分を阻止するフィルタ手段と、
入力される前記ｄ軸補正値及び前記ｑ軸補正値に基づいて、入力される前記ｄ軸電圧指令及び前記ｑ軸電圧指令を補正するとともに、補正したｄ軸電圧指令及び補正したｑ軸電圧指令に基づいてＰＷＭ信号を生成し出力するＰＷＭ信号生成手段と、
スイッチング素子を有し、前記ＰＷＭ信号に基づいて前記スイッチング素子をスイッチングし、入力される直流電力を交流電力に変換してモータに供給する電力変換手段と、
を備えたモータ制御装置において、
前記フィルタ手段は、前記モータの制御状態に応じて特性が変化することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記フィルタ手段は、前記ｄ軸電流指令及び前記ｑ軸電流指令、前記ｄ軸電流値及び前記ｑ軸電流値、前記ｄ軸電圧指令及び前記ｑ軸電圧指令、並びに、前記補正したｄ軸電圧指令及び前記補正したｑ軸電圧指令の少なくともいずれかに基づいて特性が変化することを特徴する請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記フィルタ手段は、前記モータの誘起電圧、温度、抵抗、インダクタンス、回転角度及び回転速度の少なくともいずれかに基づいて特性が変化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４】
前記フィルタ手段は、前記電力変換手段の入力電圧、出力電圧、変調率、前記スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング状態の少なくともいずれかに基づいて特性が変化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５】
前記フィルタ手段は、
特性の異なる複数のフィルタと、
前記モータの制御状態に応じて前記複数のフィルタの中から１つのフィルタを選択する選択部と、
を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記フィルタ手段は、
設定した特性値に応じて特性が変化するフィルタを有し、
前記モータの制御状態に応じて前記特性値が変化することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
車両に搭載された前記モータを制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４９４２４（Ｐ２０１２−２４９４２４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１９２８６（Ｐ２０１１−１１９２８６）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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