JP2013074674A - Motor controller and motor control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately suppress a current offset through a pulse width modulation control system and a rectangular wave control system in a motor controller having a PWM control mode by the pulse width modulation control system and a one-pulse control mode by the rectangular wave control system.SOLUTION: A low frequency component extraction part 151 extracts low frequency components in a current supplied to a motor M by an inverter 168. Also, a gain setting part 140 sets a gain to be made to act on the low frequency components extracted by the low frequency component extraction part 151 such that a gain in the PWM control mode is smaller than a gain in the one-pulse control mode. Then, an offset correction part 165 performs offset correction of reducing the offset of the current supplied to the motor M by the inverter 168 on the basis of an offset correction command value obtained by making the gain set by the gain setting part 140 act on the low frequency components extracted by the low frequency component extraction part 151.

Description

本発明は、モータ制御装置およびモータ制御方法に関する。   The present invention relates to a motor control device and a motor control method.

インバータを具備するモータ制御装置における制御方式の１つに、パルス幅変調（Pulse Width Modulation；ＰＷＭ）制御方式がある。また、パルス幅変調制御方式ではモータに印加できる電圧が必要電圧に満たない場合に、矩形波制御方式に切り替えてモータ制御を行う方法が知られている。例えば、特許文献１に記載の、交流電動機の制御装置は、矩形波電圧駆動（矩形波制御方式）と、ＰＷＭ電圧駆動（パルス幅変調制御方式）とを行う。   One of the control methods in a motor control device having an inverter is a pulse width modulation (PWM) control method. In the pulse width modulation control method, when the voltage that can be applied to the motor is less than the required voltage, a method of performing motor control by switching to the rectangular wave control method is known. For example, an AC motor control device described in Patent Document 1 performs rectangular wave voltage drive (rectangular wave control method) and PWM voltage drive (pulse width modulation control method).

ここで、矩形波制御方式において、モータ軸の回転角に誤差が生じると、インバータからモータに供給する電流の切り替えタイミングにずれが生じ、電流が正側または負側にオフセットが発生し得るという問題がある。かかるオフセットにより、モータの発熱や振動等が発生するおそれがある。
かかる問題に対し、特許文献２では、モータの回転の１周期を等間隔に複数に分割したタイミングで駆動電流値（インバータからモータに供給される電流の値）を１周期分サンプリングし、これらサンプリングした駆動電流値の平均値としてオフセット値を算出して、得られたオフセット値に基づいて駆動信号のデューティ比を補正することで、駆動電流のオフセットを補正することが記載されている。
また、特許文献１では、ローパスフィルタを用いて、相電流（インバータからモータに供給される電流）の直流成分をオフセットとして検出することが記載されている。 Here, in the rectangular wave control method, if an error occurs in the rotation angle of the motor shaft, there is a shift in the switching timing of the current supplied from the inverter to the motor, and the current may be offset on the positive side or the negative side. There is. Such offset may cause heat generation or vibration of the motor.
In order to deal with such a problem, in Patent Document 2, the driving current value (the value of the current supplied from the inverter to the motor) is sampled for one period at a timing obtained by dividing one period of rotation of the motor into a plurality of equal intervals. It is described that the offset value is calculated as an average value of the drive current values, and the drive current offset is corrected by correcting the duty ratio of the drive signal based on the obtained offset value.
Patent Document 1 describes that a low-pass filter is used to detect a DC component of a phase current (current supplied from an inverter to a motor) as an offset.

特開２００６−７４９５１号公報JP 2006-74951 A 特開２００１−２９８９９２号公報JP 2001-298990 A

しかしながら、特許文献１や特許文献２には、パルス幅変調制御方式と矩形波制御方式とを通じて適切にオフセットを検出する方法は示されていない。例えば、特許文献１に記載の方法では、モータ低速回転領域において矩形波電圧駆動を行う際に、相電流の周波数が低いことから、相電流自身をオフセットと誤検出してしまうおそれがある。
さらに、特許文献２に記載には、駆動電流値のサンプリングを行うタイミングの検出方法が示されていない。モータ速度が変化する場合、モータの回転の１周期や、当該１周期に基づくサンプリングのタイミングをリアルタイムで検出することは困難と思われる。駆動電流値のサンプリングを行うタイミングにずれが生じると、得られるオフセットに誤差が生じ、オフセット補正を正確に行えなくなってしまう。 However, Patent Document 1 and Patent Document 2 do not show a method for appropriately detecting an offset through a pulse width modulation control method and a rectangular wave control method. For example, in the method described in Patent Document 1, when the rectangular wave voltage drive is performed in the motor low-speed rotation region, the phase current itself may be erroneously detected as an offset because the frequency of the phase current is low.
Further, Patent Document 2 does not disclose a timing detection method for sampling the drive current value. When the motor speed changes, it seems difficult to detect in real time one cycle of rotation of the motor and sampling timing based on the one cycle. If a deviation occurs in the timing for sampling the drive current value, an error occurs in the obtained offset, and the offset correction cannot be performed accurately.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、パルス幅変調制御方式と矩形波制御方式とを通じて適切に電流オフセットを抑制することのできるモータ制御装置およびモータ制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a motor control device and a motor control capable of appropriately suppressing a current offset through a pulse width modulation control method and a rectangular wave control method. It is to provide a method.

この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様によるモータ制御装置は、交流電力をモータに供給するインバータを具備し、前記インバータが前記モータに供給する電力をパルス幅変調制御方式にて制御する第１制御モードと、前記インバータが前記モータに供給する電力を矩形波制御方式にて制御する第２制御モードとを有するモータ制御装置であって、前記インバータが前記モータに供給する電流を測定する電流測定部と、前記電流測定部が測定した電流のうち低周波成分を抽出するローパスフィルタと、前記電流測定部が測定した電流の低周波成分に作用させるゲインを、前記第１制御モードにおける前記ゲインが前記第２制御モードにおける前記ゲインより小さくなるように設定するゲイン設定部と、前記電流測定部が測定した電流の低周波成分に前記ゲインを作用させて得られるオフセット補正指令値に基づいて、前記インバータが前記モータに供給する電流のオフセットを低減させるオフセット補正を行うオフセット補正部と、を具備することを特徴とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a motor control device according to an aspect of the present invention includes an inverter that supplies AC power to a motor, and pulses the power that the inverter supplies to the motor. A motor control device having a first control mode controlled by a width modulation control method and a second control mode controlling a power supplied from the inverter to the motor by a rectangular wave control method, wherein the inverter A current measurement unit that measures a current supplied to the motor, a low-pass filter that extracts a low-frequency component from the current measured by the current measurement unit, and a gain that acts on the low-frequency component of the current measured by the current measurement unit. A gain setting unit for setting the gain in the first control mode to be smaller than the gain in the second control mode; An offset correction unit for performing offset correction for reducing an offset of a current supplied to the motor by the inverter, based on an offset correction command value obtained by applying the gain to a low frequency component of the current measured by the current measurement unit; It is characterized by comprising.

また、本発明の一態様によるモータ制御装置は、上述のモータ制御装置であって、前記ゲイン設定部は、制御モードの切り替わりの際の前記ゲインの急変を防止するローパスフィルタを具備することを特徴とする。   A motor control device according to an aspect of the present invention is the above-described motor control device, wherein the gain setting unit includes a low-pass filter that prevents a sudden change in the gain when the control mode is switched. And

また、本発明の一態様によるモータ制御装置は、上述のモータ制御装置であって、前記モータ制御装置は、前記インバータが前記モータに供給する電力を正弦波パルス幅変調制御方式にて制御する第３制御モードと、前記インバータが前記モータに供給する電力を過変調パルス幅変調制御方式にて制御する第４制御モードとを、前記第１制御モードに含んで有し、前記ゲイン設定部は、前記第３制御モードにおける前記ゲインが前記第４制御モードにおける前記ゲインより小さくなるように設定することを特徴とする。   A motor control device according to an aspect of the present invention is the above-described motor control device, wherein the motor control device controls power supplied from the inverter to the motor by a sine wave pulse width modulation control method. 3 control mode and a fourth control mode for controlling the power supplied from the inverter to the motor by an overmodulation pulse width modulation control method. The gain setting unit includes: The gain in the third control mode is set to be smaller than the gain in the fourth control mode.

また、本発明の一態様によるモータ制御方法は、交流電力をモータに供給するインバータを具備し、前記インバータが前記モータに供給する電力をパルス幅変調制御方式にて制御する第１制御モードと、前記インバータが前記モータに供給する電力を矩形波制御方式にて制御する第２制御モードとを有するモータ制御装置のモータ制御方法であって、前記インバータが前記モータに供給する電流を測定する電流測定ステップと、前記電流測定ステップにて測定した電流のうち低周波成分を抽出する低周波成分抽出ステップと、前記電流測定ステップにて測定した電流の低周波成分に作用させるゲインを、前記第１制御モードにおける前記ゲインが前記第２制御モードにおける前記ゲインより小さくなるように設定するゲイン設定ステップと、前記電流測定ステップにて測定した電流の低周波成分に前記ゲインを作用させて得られるオフセット補正指令値に基づいて、前記インバータが前記モータに供給する電流のオフセットを低減させるオフセット補正を行うオフセット補正ステップと、を具備することを特徴とする。   The motor control method according to one aspect of the present invention includes an inverter that supplies AC power to the motor, and a first control mode that controls the power that the inverter supplies to the motor by a pulse width modulation control method; A motor control method of a motor control device having a second control mode for controlling electric power supplied from the inverter to the motor by a rectangular wave control method, wherein current measurement is performed for measuring current supplied from the inverter to the motor. Step, a low-frequency component extraction step for extracting a low-frequency component from the current measured in the current measurement step, and a gain that acts on the low-frequency component of the current measured in the current measurement step. A gain setting step for setting the gain in the mode to be smaller than the gain in the second control mode; Offset correction for performing offset correction for reducing the offset of the current supplied to the motor by the inverter based on the offset correction command value obtained by applying the gain to the low frequency component of the current measured in the current measurement step And a step.

本発明によれば、パルス幅変調制御方式と矩形波制御方式とを通じて適切に電流オフセットを抑制し得る。   According to the present invention, the current offset can be appropriately suppressed through the pulse width modulation control method and the rectangular wave control method.

本発明の一実施形態におけるモータ制御装置の機能構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the function structure of the motor control apparatus in one Embodiment of this invention. 同実施形態において、モータ制御装置１００がオフセット補正を行う処理手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a processing procedure in which the motor control device 100 performs offset correction in the same embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態におけるモータ制御装置の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、モータ制御装置１００は、角度検出部１１１と、速度計算部１１２と、電流検出器１２１と、３相／２相変換部１２２と、モード切替部１３１と、ゲイン設定部１４０と、低周波成分抽出部１５１と、乗算部１５２と、ＰＷＭ制御電圧生成部１６１と、ワンパルス制御電圧生成部１６２と、信号選択部１６３と、２相／３相変換部１６４と、オフセット補正部１６５と、デューティ計算部１６６と、電源部１６７と、インバータ１６８とを具備する。ゲイン設定部１４０は、記憶部１４１と、ゲイン切替部１４２と、急変防止部１４３とを具備する。また、モータ制御装置１００は、モータＭを制御する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a functional configuration of a motor control device according to an embodiment of the present invention. In the figure, the motor control device 100 includes an angle detection unit 111, a speed calculation unit 112, a current detector 121, a three-phase / two-phase conversion unit 122, a mode switching unit 131, a gain setting unit 140, Low frequency component extraction unit 151, multiplication unit 152, PWM control voltage generation unit 161, one-pulse control voltage generation unit 162, signal selection unit 163, two-phase / three-phase conversion unit 164, offset correction unit 165, , A duty calculation unit 166, a power supply unit 167, and an inverter 168. The gain setting unit 140 includes a storage unit 141, a gain switching unit 142, and a sudden change prevention unit 143. In addition, the motor control device 100 controls the motor M.

モータ制御装置１００は、電気自動車に搭載されて、当該電気自動車の駆動用モータＭを制御する。ただし、本発明は、電気自動車のモータ制御に限らず様々なモータの制御に適用可能である。例えば、産業車両、ハイブリッド自動車、電車、船舶、飛行機または発電システム等のモータの制御にも本発明を適用可能である。   The motor control device 100 is mounted on an electric vehicle and controls a drive motor M of the electric vehicle. However, the present invention is applicable not only to motor control of an electric vehicle but also to control of various motors. For example, the present invention can be applied to control of motors such as industrial vehicles, hybrid cars, trains, ships, airplanes, and power generation systems.

モータＭは、３相モータであり、電力変換部１５５から出力される駆動電流により駆動される。モータＭには、角度検出部１１１が取り付けられている。
角度検出部１１１は、例えばレゾルバであり、モータＭのロータ回転角度θを検出し、得られたロータ回転角度θを速度計算部１１２と３相／２相変換部１２２と２相／３相変換部１６４とに出力する。
速度計算部１１２は、角度検出部１１１から出力される回転角度θから、モータＭの回転子の角速度ωを算出し、得られた角速度ωをワンパルス制御電圧生成部１６２とＰＷＭ制御電圧生成部１６１とに出力する。 The motor M is a three-phase motor and is driven by a drive current output from the power conversion unit 155. An angle detector 111 is attached to the motor M.
The angle detection unit 111 is, for example, a resolver, detects the rotor rotation angle θ of the motor M, and uses the obtained rotor rotation angle θ to convert the speed calculation unit 112, the 3-phase / 2-phase conversion unit 122, and the 2-phase / 3-phase conversion. To the unit 164.
The speed calculation unit 112 calculates the angular velocity ω of the rotor of the motor M from the rotation angle θ output from the angle detection unit 111, and uses the obtained angular velocity ω for the one-pulse control voltage generation unit 162 and the PWM control voltage generation unit 161. And output.

電流検出器１２１は、例えば電流トランス（Current Transformer）を具備し、インバータ１６８がモータＭに供給する３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ（の電流値）を検出して、３相／２相変換部１２２と低周波成分抽出部１５１とに出力する。
３相／２相変換部１２２は、電流検出器１２１から出力される３相の電流値Ｉｕ、ＩｖおよびＩｗを、２相のｄ軸成分の電流値Ｉｄおよびｑ軸成分の電流値Ｉｑ（以下、「検出電流値」と称する）に変換する。３相／２相変換部１２２は、得られた検出電流値ＩｄおよびＩｑを、ＰＷＭ制御電圧生成部１６１と、ワンパルス制御電圧生成部１６２とに出力する。ここで、ｄ軸およびｑ軸はモータ軸に対して設定される座標軸である。ｄ軸は、磁極が発生させる磁束の方向に設定され、ｑ軸はｄ軸と電気的および磁気的に直交して設定される。ｄ軸成分の電流（ｄ軸電流）は、モータＭに磁束を発生させるのに用いられる成分（励磁電流成分）である。また、ｑ軸成分の電流（ｑ軸電流）は、負荷のトルクに対応した成分である。
なお、以下では、指令値や指令信号を、右上に「＊」を付した変数にて表す。 The current detector 121 includes, for example, a current transformer, detects three-phase currents Iu, Iv, and Iw (current values) supplied from the inverter 168 to the motor M, and performs three-phase / two-phase conversion. Output to the unit 122 and the low-frequency component extraction unit 151.
The three-phase / two-phase converter 122 converts the three-phase current values Iu, Iv, and Iw output from the current detector 121 into the two-phase d-axis component current value Id and the q-axis component current value Iq (hereinafter referred to as the two-phase current value Iq). , Referred to as “detected current value”). The three-phase / two-phase conversion unit 122 outputs the obtained detected current values Id and Iq to the PWM control voltage generation unit 161 and the one-pulse control voltage generation unit 162. Here, the d axis and the q axis are coordinate axes set with respect to the motor axis. The d-axis is set in the direction of the magnetic flux generated by the magnetic pole, and the q-axis is set to be electrically and magnetically orthogonal to the d-axis. The d-axis component current (d-axis current) is a component (excitation current component) used to cause the motor M to generate magnetic flux. The q-axis component current (q-axis current) is a component corresponding to the torque of the load.
In the following, command values and command signals are represented by variables with “*” in the upper right.

モード切替部１３１は、信号選択部１６３から出力される指令電圧値Ｖｄ＊およびＶｑ＊に基づいて、モータ制御装置１００の制御モード切り替える。
ここで、モータ制御装置１００は、制御モードとして、正弦波ＰＷＭ制御モード（第３制御モード）と、過変調ＰＷＭ制御モード（第４制御モード）と、ワンパルス制御モード（第２制御モード）とを有する。また、以下では、正弦波ＰＷＭ制御モードおよび過変調ＰＷＭ制御モードを、「ＰＷＭ制御モード」（第１制御モード）と総称する。 The mode switching unit 131 switches the control mode of the motor control device 100 based on the command voltage values Vd * and Vq * output from the signal selection unit 163.
Here, the motor control device 100 has a sine wave PWM control mode (third control mode), an overmodulation PWM control mode (fourth control mode), and a one-pulse control mode (second control mode) as control modes. Have. Hereinafter, the sine wave PWM control mode and the overmodulation PWM control mode are collectively referred to as “PWM control mode” (first control mode).

正弦波ＰＷＭ制御モードは、インバータ１６８がモータＭに供給する電力を正弦波パルス幅変調制御方式（正弦波ＰＷＭ制御方式）にて制御するモードである。
正弦波パルス幅変調制御方式は、インバータ１６８に対する駆動信号として、その基本波成分が正弦波となるデューティ比を有するＰＷＭ電圧波形の駆動信号を用いる方式である。この正弦波パルス幅変調制御方式は、騒音・振動の少なさやトルクの安定性の点で、矩形波制御方式や正弦波パルス幅変調制御方式よりも優れているが、モータに供給（印加）可能な電圧は、矩形波制御方式や過変調パルス幅変調制御方式よりも低い。 The sine wave PWM control mode is a mode in which the power supplied from the inverter 168 to the motor M is controlled by a sine wave pulse width modulation control method (sine wave PWM control method).
The sine wave pulse width modulation control method uses a PWM voltage waveform drive signal having a duty ratio whose fundamental wave component is a sine wave as a drive signal for the inverter 168. This sine wave pulse width modulation control method is superior to the rectangular wave control method and sine wave pulse width modulation control method in terms of noise and vibration and torque stability, but can be supplied (applied) to the motor. Such a voltage is lower than the rectangular wave control method and the overmodulation pulse width modulation control method.

ワンパルス制御モードは、インバータ１６８がモータＭに供給する電力を矩形波制御方式（ワンパルス制御方式）にて制御するモードである。
矩形波制御方式は、インバータ１６８に対する、モータの回転の１周期分の駆動信号として、ハイレベル期間とローレベル期間との比が１：１の矩形波１パルス分を用いる方式である。矩形波制御方式では、正弦波パルス幅変調制御方式や過変調パルス幅変調制御方式の場合よりも高い電圧をモータに供給可能である。 The one pulse control mode is a mode in which the electric power supplied from the inverter 168 to the motor M is controlled by a rectangular wave control method (one pulse control method).
The rectangular wave control method is a method using one pulse of a rectangular wave whose ratio between the high level period and the low level period is 1: 1 as a drive signal for one cycle of motor rotation for the inverter 168. In the rectangular wave control method, a higher voltage can be supplied to the motor than in the sine wave pulse width modulation control method and the overmodulation pulse width modulation control method.

過変調ＰＷＭ制御モードは、インバータ１６８がモータＭに供給する電力を過変調パルス幅変調制御方式（過変調ＰＷＭ制御方式）にて制御するモードである。
過変調パルス幅変調制御方式では、インバータ１６８に対する駆動信号として、その基本波成分が正弦波から歪むデューティ比を有するＰＷＭ電圧波形の駆動信号を用いる。これによって、正弦波パルス幅変調制御方式の場合よりも高い電圧をモータに供給可能である。 The overmodulation PWM control mode is a mode in which the power supplied from the inverter 168 to the motor M is controlled by the overmodulation pulse width modulation control method (overmodulation PWM control method).
In the overmodulation pulse width modulation control method, a drive signal having a PWM voltage waveform having a duty ratio whose fundamental wave component is distorted from a sine wave is used as a drive signal for the inverter 168. This makes it possible to supply a higher voltage to the motor than in the sine wave pulse width modulation control method.

これら各方式の特性に従って、モード切替部１３１は、モータ制御装置１００の制御モードを切り替える。具体的には、モータＭへの必要電圧が低い場合、モード切替部１３１は、正弦波ＰＷＭ制御モードを選択する。これにより、騒音・振動を抑制し、また、モータＭのトルクを安定させ得る。一方、正弦波ＰＷＭ制御モードではモータＭへの必要電圧に足りない場合、モード切替部１３１は、過変調ＰＷＭ制御モードを選択する。これにより、ワンパルス制御モードの場合よりも騒音・振動を抑制し、また、モータＭのトルクを安定させ得る。さらに、過変調ＰＷＭ制御モードでもモータＭへの必要電圧に足りない場合、モード切替部１３１は、ワンパルス制御モードを選択する。これにより、騒音・振動やトルクの安定性の点では劣るものの、モータＭに対して高い電圧を供給し得る。例えば、モード切替部１３１は、予め記憶している正弦波ＰＷＭ制御モードや過変調ＰＷＭ制御モードでの供給可能電圧と、信号選択部１６３から出力される指令電圧値Ｖｄ＊およびＶｑ＊とを比較して制御モードを選択する。 The mode switching unit 131 switches the control mode of the motor control device 100 according to the characteristics of each method. Specifically, when the required voltage to the motor M is low, the mode switching unit 131 selects the sine wave PWM control mode. Thereby, noise and vibration can be suppressed and the torque of the motor M can be stabilized. On the other hand, when the required voltage to the motor M is insufficient in the sine wave PWM control mode, the mode switching unit 131 selects the overmodulation PWM control mode. Thereby, noise and vibration can be suppressed more than in the case of the one-pulse control mode, and the torque of the motor M can be stabilized. Further, when the necessary voltage to the motor M is insufficient even in the overmodulation PWM control mode, the mode switching unit 131 selects the one-pulse control mode. As a result, although the noise / vibration and torque stability are poor, a high voltage can be supplied to the motor M. For example, the mode switching unit 131 compares the voltage that can be supplied in advance in the sine wave PWM control mode and the overmodulation PWM control mode with the command voltage values Vd * and Vq * output from the signal selection unit 163. To select the control mode.

なお、モータ制御装置１００が、ＰＷＭ制御モードとして、正弦波ＰＷＭ制御モードのみを有するようにしてもよい。この場合、モード切替部１３１は、正弦波ＰＷＭ制御モードとワンパルス制御モードとのいずれかを選択する。   Note that the motor control device 100 may have only the sine wave PWM control mode as the PWM control mode. In this case, the mode switching unit 131 selects either the sine wave PWM control mode or the one pulse control mode.

ＰＷＭ制御電圧生成部１６１は、トルク指令と、速度計算部１１２から出力される角速度ωと、３相／２相変換部１２２から出力される検出電流値ＩｄおよびＩｑとの入力を受けて、出力電流のＰＩ制御によるｄ軸電圧Ｖｄａ＊およびｑ軸電圧Ｖｑａ＊を出力する。
具体的には、ＰＷＭ制御電圧生成部１６１は、まず、トルク指令の値と角速度ωとに対応する電流の指令値として、ｄ軸成分およびｑ軸成分を持つ２相の電流値である指令電流値を生成する。次に、ＰＷＭ制御電圧生成部１６１は、検出電流値ＩｄおよびＩｑを制御変数として、この検出電流値ＩｄおよびＩｑが、指令電流値に応じた値になるように、ＰＩ制御によるｄ軸電圧Ｖｄａ＊およびｑ軸電圧Ｖｑａ＊を算出し、信号選択部１６３に出力する。 The PWM control voltage generator 161 receives the torque command, the angular velocity ω output from the speed calculator 112, and the detected current values Id and Iq output from the three-phase / two-phase converter 122, and outputs them. The d-axis voltage Vda * and the q-axis voltage Vqa * are output by current PI control.
Specifically, the PWM control voltage generator 161 first determines a command current which is a two-phase current value having a d-axis component and a q-axis component as a current command value corresponding to the torque command value and the angular velocity ω. Generate a value. Next, the PWM control voltage generator 161 uses the detected current values Id and Iq as control variables, and the d-axis voltage Vda by PI control so that the detected current values Id and Iq become values according to the command current value. * And q-axis voltage Vqa * are calculated and output to the signal selection unit 163.

ワンパルス制御電圧生成部１６２は、トルク指令と、速度計算部１１２から出力される角速度ωと、３相／２相変換部１２２から出力される検出電流値ＩｄおよびＩｑとの入力を受けて、モータトルクのＰＩ制御によるｄ軸電圧Ｖｄｂ＊およびｑ軸電圧Ｖｑｂ＊を出力する。
具体的には、ワンパルス制御電圧生成部１６２は、まず、トルク指令の値と、検出電流値ＩｄおよびＩｑとに基づいて、モータＭの出力トルクを推定する。次に、ワンパルス制御電圧生成部１６２は、推定した出力トルクが、トルク指令に応じた値になるように、ＰＩ制御によるｄ軸電圧Ｖｄｂ＊およびｑ軸電圧Ｖｑｂ＊を算出し、信号選択部１６３に出力する。 The one-pulse control voltage generator 162 receives the torque command, the angular velocity ω output from the speed calculator 112, and the detected current values Id and Iq output from the three-phase / two-phase converter 122, A d-axis voltage Vdb * and a q-axis voltage Vqb * are output by torque PI control.
Specifically, the one-pulse control voltage generation unit 162 first estimates the output torque of the motor M based on the value of the torque command and the detected current values Id and Iq. Next, the one-pulse control voltage generation unit 162 calculates the d-axis voltage Vdb * and the q-axis voltage Vqb * by PI control so that the estimated output torque becomes a value according to the torque command, and the signal selection unit 163 Output to.

信号選択部１６３は、モード切替部１３１の選択した制御モードに応じて、正弦波ＰＷＭ制御モードまたは過変調ＰＷＭ制御モードの場合は、ＰＷＭ制御電圧生成部１６１からのｄ軸電圧Ｖｄａ＊およびｑ軸電圧Ｖｑａ＊を、指令電圧値Ｖｄ＊およびＶｑ＊として２相／３相変換部１６４に出力し、ワンパルス制御モードの場合は、ワンパルス制御電圧生成部１６２からのｄ軸電圧Ｖｄｂ＊およびｑ軸電圧Ｖｑｂ＊を、指令電圧値Ｖｄ＊およびＶｑ＊として２相／３相変換部１６４に出力する。 Depending on the control mode selected by the mode switching unit 131, the signal selection unit 163, in the case of the sine wave PWM control mode or the overmodulation PWM control mode, outputs the d-axis voltage Vda * and the q-axis from the PWM control voltage generation unit 161. The voltage Vqa * is output as the command voltage values Vd * and Vq * to the two-phase / three-phase converter 164. In the one-pulse control mode, the d-axis voltage Vdb * and the q-axis voltage from the one-pulse control voltage generator 162 are output. Vqb * is output to 2-phase / 3-phase converter 164 as command voltage values Vd * and Vq * .

２相／３相変換部１６４は、角度検出部１１１から出力される回転角度θを用いて、信号選択部１６３から出力される指令電圧値Ｖｄ＊およびＶｑ＊を座標変換して、３相の指令電圧Ｖｕｏ＊、Ｖｖｏ＊、Ｖｗｏ＊を算出する。２相／３相変換部１６４は、算出した３相の指令電圧Ｖｕｏ＊、Ｖｖｏ＊、Ｖｗｏ＊をオフセット補正部１６５に出力する。
特に、モータ制御装置１００の制御モードがワンパルスモードの場合、２相／３相変換部１６４は、指令電圧Ｖｕｏ＊、Ｖｖｏ＊、Ｖｗｏ＊として、インバータ１６８に対する駆動指令を出力する。ここで、角度検出部１１１の検出誤差により、２相／３相変換部１６４が出力する駆動指令において、ハイレベル期間とローレベル期間との比が１：１からずれている場合がある。 The two-phase / three-phase conversion unit 164 uses the rotation angle θ output from the angle detection unit 111 to coordinate-convert the command voltage values Vd * and Vq * output from the signal selection unit 163, thereby converting the three-phase Command voltages Vuo * , Vvo * , and Vwo * are calculated. The two-phase / three-phase conversion unit 164 outputs the calculated three-phase command voltages Vuo * , Vvo * , and Vwo * to the offset correction unit 165.
In particular, when the control mode of the motor control device 100 is the one-pulse mode, the two-phase / three-phase converter 164 outputs a drive command to the inverter 168 as the command voltages Vuo * , Vvo * , and Vwo * . Here, the ratio between the high level period and the low level period may deviate from 1: 1 in the drive command output by the two-phase / three-phase converter 164 due to a detection error of the angle detector 111.

オフセット補正部１６５は、インバータ１６８がモータＭに供給する電流のオフセットを低減させるオフセット補正を行う。
モータ制御装置１００の制御モードが正弦波ＰＷＭ制御モードまたは過変調ＰＷＭ制御モードの場合、オフセット補正部１６５は、２相／３相変換部１６４から出力される指令電圧Ｖｕｏ＊から、乗算部１５２から出力されるオフセット補正指令値Ｖｕｍ＊を減算して補正後指令電圧Ｖｕ＊を算出する。同様に、オフセット補正部１６５は、指令電圧Ｖｖｏ＊からオフセット補正指令値Ｖｖｍ＊を減算して補正後指令電圧Ｖｕ＊を算出し、また、指令電圧Ｖｗｏ＊からオフセット補正指令値Ｖｗｍ＊を減算して、補正後指令電圧Ｖｗ＊を算出する。そして、オフセット補正部１６５は、得られた補正後指令電圧Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊をデューティ計算部１６６に出力する。 The offset correction unit 165 performs offset correction for reducing the offset of the current supplied to the motor M by the inverter 168.
When the control mode of the motor control device 100 is the sine wave PWM control mode or the overmodulation PWM control mode, the offset correction unit 165 uses the command voltage Vuo * output from the two-phase / three-phase conversion unit 164 and the multiplication unit 152. The offset correction command value Vum * that is output is subtracted to calculate a corrected command voltage Vu * . Similarly, the offset correction unit 165 subtracts the command voltage VVO * from the offset correction command value Vvm * to calculate a corrected command voltage Vu *, also the offset correction command value Vwm * is subtracted from the command voltage Vwo * Thus, the corrected command voltage Vw * is calculated. Then, the offset correction unit 165 outputs the obtained corrected command voltages Vu * , Vv * , Vw * to the duty calculation unit 166.

一方、モータ制御装置１００の制御モードがワンパルス制御モードの場合、オフセット補正部１６５は、乗算部１５２から出力されるオフセット補正指令値Ｖｕｍ＊、Ｖｖｍ＊、Ｖｗｍ＊に基づいて、インバータ１６８がモータＭに供給する電流のオフセットを低減させるオフセット補正を行う。
ここで、後述するように、モータ制御装置１００の制御モードがワンパルス制御モードの場合、オフセット補正指令値Ｖｕｍ＊、Ｖｖｍ＊、Ｖｗｍ＊は、インバータ１６８がモータＭに供給する電圧のオフセット示す。そこで、オフセット補正部１６５は、フィードバック制御（例えば積分制御）により、オフセット補正指令値Ｖｕｍ＊、Ｖｖｍ＊、Ｖｗｍ＊の示すオフセットが０となるよう補正を行う。オフセットが正の値の場合、オフセット補正部１６５は、指令電圧のハイレベル期間が短くなるように、あるいは、ローレベル期間が長くなるようにデューティ比を変更して補正後指令電圧とする。一方、オフセットが負の値の場合、オフセット補正部１６５は、指令電圧のハイレベル期間が長くなるように、あるいは、ローレベル期間が短くなるようにデューティ比を変更して補正後指令電圧とする。 On the other hand, when the control mode of the motor control device 100 is the one-pulse control mode, the offset correction unit 165 causes the inverter 168 to operate the motor M based on the offset correction command values Vum * , Vvm * , and Vwm * output from the multiplication unit 152. Offset correction is performed to reduce the offset of the current supplied to.
Here, as will be described later, when the control mode of the motor control device 100 is the one-pulse control mode, the offset correction command values Vum * , Vvm * , and Vwm * indicate the offset of the voltage that the inverter 168 supplies to the motor M. Therefore, the offset correction unit 165 performs correction so that the offsets indicated by the offset correction command values Vum * , Vvm * , and Vwm * become 0 by feedback control (for example, integration control). When the offset is a positive value, the offset correction unit 165 changes the duty ratio so that the high level period of the command voltage is shortened or the low level period is lengthened to obtain the corrected command voltage. On the other hand, when the offset is a negative value, the offset correction unit 165 changes the duty ratio so that the high level period of the command voltage becomes longer or the low level period becomes shorter to obtain the corrected command voltage. .

デューティ計算部１６６は、モータ制御装置１００の制御モードが正弦波ＰＷＭ制御モードの場合、基本波成分が正弦波となるデューティ比を有するＰＷＭ電圧波形の駆動信号を生成して、インバータ１６８に出力する。例えば、まず、オフセット補正部１６５が、補正後指令電圧Ｖｕ＊として、正弦波の信号を出力する。そして、デューティ計算部１６６は、補正後指令電圧Ｖｕ＊と三角波状の搬送波とを比較して、補正後指令電圧Ｖｕ＊が搬送波よりも大きいタイミングでは駆動信号をハイレベルとし、補正後指令電圧Ｖｕ＊が搬送波よりも小さいタイミングでは駆動信号をローレベルする。デューティ計算部１６６は、ｖ相およびｗ相についても同様にしてＰＷＭ電圧波形の駆動信号を生成する。モータ制御装置１００の制御モードが過変調ＰＷＭ制御モードの場合も同様にして、デューティ計算部１６６は、基本波成分が正弦波から歪むデューティ比を有するＰＷＭ電圧波形の駆動信号を生成して、インバータ１６８に出力する。 When the control mode of motor control device 100 is a sine wave PWM control mode, duty calculation unit 166 generates a drive signal having a PWM voltage waveform having a duty ratio in which the fundamental wave component is a sine wave, and outputs the drive signal to inverter 168. . For example, first, the offset correction unit 165 outputs a sine wave signal as the corrected command voltage Vu * . Then, the duty calculator 166 compares the corrected command voltage Vu * with a triangular wave carrier wave, sets the drive signal to a high level at a timing when the corrected command voltage Vu * is larger than the carrier wave, and corrects the corrected command voltage Vu. At the timing when * is smaller than the carrier wave, the drive signal is set to low level. Duty calculation unit 166 similarly generates a drive signal having a PWM voltage waveform for the v phase and the w phase. Similarly, when the control mode of the motor control device 100 is the overmodulation PWM control mode, the duty calculation unit 166 generates a drive signal having a PWM voltage waveform having a duty ratio in which the fundamental wave component is distorted from a sine wave. To 168.

また、モータ制御装置１００の制御モードがワンパルス制御モードの場合、デューティ計算部１６６は、オフセット補正部１６５から出力される補正後指令電圧（駆動指令）を、そのままインバータ１６８に出力する。   Further, when the control mode of motor control device 100 is the one-pulse control mode, duty calculation unit 166 outputs the corrected command voltage (drive command) output from offset correction unit 165 to inverter 168 as it is.

電源部１６７は、二次電池等の直流電源であり、インバータ１６８に電力を供給する。
インバータ１６８は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子などの電力制御素子（パワー素子）を具備して、電源部１６７から供給される電力を、デューティ計算部１６６から出力される駆動信号に応じた３相のモータ駆動電力に変換して、モータＭに供給する。 The power supply unit 167 is a DC power supply such as a secondary battery, and supplies power to the inverter 168.
The inverter 168 includes, for example, a power control element (power element) such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) element, and the power supplied from the power supply unit 167 corresponds to the drive signal output from the duty calculation unit 166. It is converted into three-phase motor drive power and supplied to the motor M.

記憶部１４１は、正弦波ＰＷＭ制御モード、過変調ＰＷＭ制御モード、ワンパルス制御モードの各々について、オフセット補正指令値Ｖｕｍ＊、Ｖｖｍ＊、Ｖｗｍ＊を生成するためのゲインの基となる定数（以下では、「ゲイン基定数」と称する）を予め記憶している。
記憶部１４１の記憶するゲイン基定数は、ワンパルス制御モードのゲイン基定数が最も大きく、次に、過変調ＰＷＭ制御モードのゲイン基定数が大きく、正弦波ＰＷＭ制御モードのゲイン基定数が最も小さい。
ここで、ワンパルス制御モードでは、矩形波のデューティ比が１：１から僅かでもずれるとオフセットが発生してしまうため、充分な補正が必要となる。これに対して、過変調ＰＷＭ制御モードでは、オフセットは発生し難く、補正量は少なくてよい。正弦波ＰＷＭ制御モードでは、補正量はさらに少なくてよい。
なお、記憶部１４１が、半導体メモリを具備してゲイン基定数を記憶するようにしてもよいし、あるいは、各ゲイン基定数に応じた抵抗値の電気抵抗を具備するなど、半導体メモリ以外の手段でゲイン基定数を記憶するようしてもよい。 The storage unit 141 is a constant (hereinafter referred to as a gain) for generating offset correction command values Vum * , Vvm * , and Vwm * for each of the sine wave PWM control mode, overmodulation PWM control mode, and one-pulse control mode. , Referred to as “gain base constant”).
The gain base constant stored in the storage unit 141 is the largest in the one-pulse control mode, next the gain base constant in the overmodulation PWM control mode is the largest, and the gain base constant in the sine wave PWM control mode is the smallest.
Here, in the one-pulse control mode, an offset occurs when the duty ratio of the rectangular wave slightly deviates from 1: 1, so that sufficient correction is necessary. On the other hand, in the overmodulation PWM control mode, the offset hardly occurs and the correction amount may be small. In the sine wave PWM control mode, the correction amount may be further reduced.
Note that the storage unit 141 may include a semiconductor memory and store gain base constants, or may include means other than the semiconductor memory, such as including an electrical resistance having a resistance value corresponding to each gain base constant. The gain base constant may be stored.

ゲイン切替部１４２は、モータ制御装置１００の制御モードに応じたゲイン基定数を、記憶部１４１から取得して、急変防止部１４３に出力する。以下では、急変防止部１４３の出力する値を「フィルタ前ゲイン」と称する。
急変防止部１４３は、例えば１次のローパスフィルタであり、ゲイン切替部１４２から出力されるゲイン基定数が切り替わる際の高調波成分を除去して、ゲインとして乗算部１５２に出力する。これにより、急変防止部１４３は、モータ制御装置１００の制御モードが切り替わる際の、ゲインの急変を防止する。 The gain switching unit 142 acquires the gain base constant corresponding to the control mode of the motor control device 100 from the storage unit 141 and outputs it to the sudden change prevention unit 143. Hereinafter, the value output from the sudden change prevention unit 143 is referred to as “pre-filter gain”.
The sudden change prevention unit 143 is, for example, a first-order low-pass filter, removes a harmonic component when the gain base constant output from the gain switching unit 142 is switched, and outputs the result to the multiplication unit 152 as a gain. Thereby, the sudden change prevention unit 143 prevents a sudden change in gain when the control mode of the motor control device 100 is switched.

また、以上により、ゲイン設定部１４０は、電流検出器１２１が測定した電流から低周波成分抽出部１５１が抽出する低周波成分に作用させるゲインを、ＰＷＭ制御モードにおけるゲインがワンパルス制御モードにおけるゲインより小さくなるように設定する。また、ゲイン設定部１４０は、正弦波ＰＷＭ制御モードにおけるゲインが過変調ＰＭＷ制御モードにおけるゲインより小さくなるように設定する。   In addition, as described above, the gain setting unit 140 causes the gain to be applied to the low frequency component extracted by the low frequency component extraction unit 151 from the current measured by the current detector 121, so that the gain in the PWM control mode is greater than the gain in the one pulse control mode. Set to be smaller. The gain setting unit 140 sets the gain in the sine wave PWM control mode to be smaller than the gain in the overmodulation PMW control mode.

低周波成分抽出部１５１は、例えば１次のローパスフィルタであり、電流検出器１２１が測定した電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのうち低周波成分Ｉｕｌ、Ｉｖｌ、Ｉｗｌを抽出する。
ここで、モータＭの回転速度が速い場合（例えば、ワンパルス制御モードの場合）、インバータ１６８がモータＭに供給する電流の周波数が高い。従って、低周波成分抽出部１５１は直流成分、すなわちオフセットを抽出し得る。 The low-frequency component extraction unit 151 is, for example, a primary low-pass filter, and extracts the low-frequency components Iul, Ivl, and Iwl from the currents Iu, Iv, and Iw measured by the current detector 121.
Here, when the rotation speed of the motor M is high (for example, in the one-pulse control mode), the frequency of the current supplied to the motor M by the inverter 168 is high. Therefore, the low frequency component extraction unit 151 can extract a DC component, that is, an offset.

乗算部１５２は、急変防止部１４３から出力されるゲインを、低周波成分抽出部１５１から出力される低周波成分に作用させる。具体的には、乗算部１５２は、低周波成分抽出部１５１から出力される低周波成分Ｉｕｌ、Ｉｖｌ、Ｉｗｌの各々に、急変防止部１４３から出力されるゲインを乗算する。そして、乗算部１５２は、得られた乗算結果を、三相電圧に対するオフセット補正指令値Ｖｕｍ＊、Ｖｖｍ＊、Ｖｗｍ＊としてオフセット補正部１６５に出力する。
ただし、乗算部１５２がゲインを作用させる方法は、ゲインを乗算する方法に限らない。例えば、ゲインの対数を乗算するなど、単純にゲインを乗算する以外の方法で、乗算部１５２がゲインを作用させるようにしてもよい。
ここで、モータ制御装置１００の制御モードがワンパルス制御モードの場合、モータＭの回転速度が速いことが考えられる。この場合、上記のように、低周波成分抽出部１５１が、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのオフセットを抽出する。従って、乗算部１５２の出力するオフセット補正指令値Ｖｕｍ＊、Ｖｖｍ＊、Ｖｗｍ＊は、インバータ１６８がモータＭに供給する電圧のオフセット示す。 The multiplier 152 causes the gain output from the sudden change prevention unit 143 to act on the low frequency component output from the low frequency component extraction unit 151. Specifically, the multiplication unit 152 multiplies each of the low frequency components Iul, Ivl, and Iwl output from the low frequency component extraction unit 151 by the gain output from the sudden change prevention unit 143. Then, the multiplication unit 152 outputs the obtained multiplication result to the offset correction unit 165 as offset correction command values Vum * , Vvm * , and Vwm * for the three-phase voltage.
However, the method by which the multiplier 152 applies the gain is not limited to the method of multiplying the gain. For example, the multiplier 152 may apply the gain by a method other than simply multiplying the gain, such as multiplying the logarithm of the gain.
Here, when the control mode of the motor control device 100 is the one-pulse control mode, it is conceivable that the rotation speed of the motor M is fast. In this case, as described above, the low-frequency component extraction unit 151 extracts the offsets of the currents Iu, Iv, and Iw. Therefore, the offset correction command values Vum * , Vvm * , and Vwm * output from the multiplication unit 152 indicate the offset of the voltage that the inverter 168 supplies to the motor M.

次に、図２を参照して、モータ制御装置１００が行うオフセット補正の処理手順について説明する。
図２は、モータ制御装置１００がオフセット補正を行う処理手順を示すフローチャートである。同図の処理において、まず、モータ制御装置１００の制御モードに応じて、ゲイン切替部１４２が、記憶部１４１からゲイン基定数を取得し、急変防止部１４３に出力する（ステップＳ１０１）。次に、急変防止部１４３は、ゲイン切替部１４２から出力される値をローパスフィルタに通して、モータ制御装置１００の制御モードが切り替わる際の値の急変を防止したゲインを取得する（ステップＳ１０２）。急変防止部１４３は、得られたゲインを乗算部１５２に出力させる。 Next, an offset correction processing procedure performed by the motor control device 100 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a processing procedure in which the motor control device 100 performs offset correction. In the process shown in the figure, first, the gain switching unit 142 acquires the gain base constant from the storage unit 141 according to the control mode of the motor control device 100, and outputs the gain base constant to the sudden change prevention unit 143 (step S101). Next, the sudden change prevention unit 143 passes the value output from the gain switching unit 142 through a low-pass filter, and obtains a gain that prevents a sudden change in value when the control mode of the motor control device 100 is switched (step S102). . The sudden change prevention unit 143 causes the multiplication unit 152 to output the obtained gain.

一方、電流検出器１２１は、インバータ１６８がモータＭに供給する電流を測定し、得られた電流値を低周波成分抽出部１５１に出力する（ステップＳ１１１）。次に、低周波成分抽出部１５１は、電流検出器１２１が測定した電流の低周波成分を抽出して乗算部１５２に出力する（ステップＳ１１２）。
そして、乗算部１５２は、低周波成分抽出部１５１から出力された低周波成分（の電流値）に急変防止部１４３から出力されたゲインを乗算してオフセット補正指令を算出し、オフセット補正部１６５に出力する（ステップＳ１２１）。そして、オフセット補正部１６５は、モータ制御装置１００の制御モードに応じて、オフセット補正指令に基づいてオフセット補正を行う（ステップＳ１２２）。
その後、同図の処理を終了する。 On the other hand, the current detector 121 measures the current supplied to the motor M by the inverter 168, and outputs the obtained current value to the low frequency component extraction unit 151 (step S111). Next, the low frequency component extraction unit 151 extracts the low frequency component of the current measured by the current detector 121 and outputs the low frequency component to the multiplication unit 152 (step S112).
Then, the multiplication unit 152 multiplies the low-frequency component (current value) output from the low-frequency component extraction unit 151 by the gain output from the sudden change prevention unit 143 to calculate an offset correction command, and the offset correction unit 165 (Step S121). Then, the offset correction unit 165 performs offset correction based on the offset correction command in accordance with the control mode of the motor control device 100 (step S122).
Thereafter, the process of FIG.

以上のように、低周波成分抽出部１５１は、インバータ１６８がモータＭに供給する電流のうち低周波成分を抽出する。また、ゲイン設定部１４０は、低周波成分抽出部１５１が抽出した低周波成分に作用させるゲインを、ＰＷＭ制御モードにおけるゲインがワンパルス制御モードにおけるゲインより小さくなるように設定する。そして、オフセット補正部１６５は、低周波成分抽出部１５１が抽出した低周波成分に、ゲイン設定部１４０が設定したゲインを作用させて得られるオフセット補正指令値に基づいて、インバータ１６８がモータＭ供給する電流のオフセットを低減させるオフセット補正を行う。
これにより、モータ制御装置１００は、パルス幅変調制御方式と矩形波制御方式とを通じて適切にオフセットを検出し得る。 As described above, the low frequency component extraction unit 151 extracts a low frequency component from the current supplied to the motor M by the inverter 168. The gain setting unit 140 sets the gain to be applied to the low frequency component extracted by the low frequency component extraction unit 151 so that the gain in the PWM control mode is smaller than the gain in the one-pulse control mode. The offset correction unit 165 then supplies the motor M to the inverter 168 based on the offset correction command value obtained by applying the gain set by the gain setting unit 140 to the low frequency component extracted by the low frequency component extraction unit 151. Offset correction is performed to reduce the current offset.
Thereby, the motor control apparatus 100 can detect an offset appropriately through the pulse width modulation control method and the rectangular wave control method.

ここで、ワンパルス制御モードでは、インバータ１６８がモータＭに供給する電力の周波数が高く、低周波成分抽出部１５１は、当該電力のオフセットを抽出し得る。一方、ＰＷＭ制御モードでは、インバータ１６８がモータに供給する電力の周波数が低い。このため、低周波成分抽出部１５１は、インバータ１６８がモータＭに出力する電流自身をオフセットと誤検出してしまうおそれがある。インバータ１６８がモータＭに出力する電流自身に基づいてオフセット補正部１６５がオフセット補正を行うと、インバータ１６８がモータＭに出力する電流が弱められてしまい、モータ制御を適切に行えないおそれがある。   Here, in the one-pulse control mode, the frequency of the power supplied from the inverter 168 to the motor M is high, and the low-frequency component extraction unit 151 can extract the offset of the power. On the other hand, in the PWM control mode, the frequency of power supplied from the inverter 168 to the motor is low. For this reason, the low frequency component extraction unit 151 may erroneously detect the current itself output from the inverter 168 to the motor M as an offset. If the offset correction unit 165 performs the offset correction based on the current itself output from the inverter 168 to the motor M, the current output from the inverter 168 to the motor M is weakened, and the motor control may not be performed properly.

この場合、低周波成分抽出部１５１のフィルタの時定数を大きくすれば（すなわち、フィルタが通過させる周波数を低くすれば）、インバータ１６８がモータＭに出力する電流自身をオフセットと誤検出するおそれを低減させ得る。しかし、フィルタの時定数を大きくすることで、電流値の変化に対する応答性が低下し、オフセットを適切に検出するまでに時間を要してしまうおそれがある。   In this case, if the time constant of the filter of the low-frequency component extraction unit 151 is increased (that is, if the frequency that the filter passes is reduced), the current output from the inverter 168 to the motor M may be erroneously detected as an offset. Can be reduced. However, by increasing the time constant of the filter, the responsiveness to changes in the current value may be reduced, and it may take time to properly detect the offset.

そこで、乗算部１５２は、低周波成分抽出部１５１が抽出した低周波成分に対して、ワンパルス制御モードの際には大きいゲインを作用させ、ＰＷＭ制御モードの際には小さいゲインを作用させる。これにより、ワンパルス制御モードにおいては、低周波成分抽出部１５１の抽出するオフセットに対して充分な補正を行い、かつ、ＰＷＭ制御モードにおいては、インバータ１６８がモータＭに出力する電流が弱められてモータ制御を適切に行えない事態を回避し得る。   Therefore, the multiplication unit 152 applies a large gain to the low frequency component extracted by the low frequency component extraction unit 151 in the one-pulse control mode and applies a small gain in the PWM control mode. Thus, in the one-pulse control mode, sufficient correction is performed on the offset extracted by the low-frequency component extraction unit 151, and in the PWM control mode, the current output from the inverter 168 to the motor M is weakened to reduce the motor. It is possible to avoid a situation where the control cannot be performed properly.

また、ゲイン設定部１４０は、制御モードの切り替わりの際のゲインの急変を防止するローパスフィルタ（急変防止部１４３）を具備する。これにより、制御モードが切り替わる際にも、モータ制御装置１００は、モータＭを安定的に制御し得る。
本願発明者が、ゲイン設定部１４０がローパスフィルタを具備しないモデルを用いてモータ制御装置の動作のシミュレーションを行ったところ、制御モードが切り替わる際に、モータ制御装置１００の動作が不安定になった。
そこで、本願発明者は、ゲイン設定部１４０がローパスフィルタを具備するモデルを用いてモータ制御装置の動作のシミュレーションを行った。かかるモデルでは、制御モードが切り替わる際にもモータ制御装置１００の動作が安定し、良好な結果を得られた。 The gain setting unit 140 also includes a low-pass filter (abrupt change prevention unit 143) that prevents a sudden change in gain when the control mode is switched. Thereby, even when the control mode is switched, the motor control device 100 can stably control the motor M.
The inventor of the present application performed a simulation of the operation of the motor control device using a model in which the gain setting unit 140 does not include a low-pass filter, and the operation of the motor control device 100 became unstable when the control mode was switched. .
Therefore, the inventors of the present application performed a simulation of the operation of the motor control device using a model in which the gain setting unit 140 includes a low-pass filter. In such a model, even when the control mode is switched, the operation of the motor control device 100 is stabilized, and good results are obtained.

また、モータ制御装置１００は、正弦波ＰＷＭ制御モードと、過変調ＰＷＭ制御モードとを、ＰＷＭ制御モードに含んで有する。そして、ゲイン設定部１４０は、正弦波ＰＷＭ制御モードにおけるゲインが、過変調ＰＷＭ制御モードにおけるゲインより小さくなるように設定する。
これにより、モータＭの回転速度がより遅く、従って、インバータ１６８がモータＭに供給する電流の周波数がより低いと考えられる正弦波ＰＷＭ制御モードにおいて、インバータ１６８がモータＭに出力する電流が弱められてモータ制御を適切に行えない事態を、より確実に回避し得る。 The motor control device 100 includes a sine wave PWM control mode and an overmodulation PWM control mode in the PWM control mode. The gain setting unit 140 sets the gain in the sine wave PWM control mode to be smaller than the gain in the overmodulation PWM control mode.
As a result, the current output from the inverter 168 to the motor M is weakened in the sine wave PWM control mode in which the rotation speed of the motor M is slower and therefore the frequency of the current supplied to the motor M by the inverter 168 is considered to be lower. Thus, the situation where the motor control cannot be performed properly can be avoided more reliably.

なお、ゲイン設定部１４０がゲインの基となる値を切り替える方法は、上述したモータ制御装置１００の制御モードに基づく方法に限らない。例えば、ゲイン設定部１４０が、モータＭの回転速度(回転角ω)に応じて、ゲインの元となる値を変化させる（従って、ゲインを変化させる）ようにしてもよい。具体的には、ゲイン設定部１４０は、モータＭの回転速度が速いほどゲインを大きくし、モータＭの回転速度が遅いほどゲインを小さくする。
これにより、モータ制御装置１００は、モータの回転速度が速い場合には、インバータ１６８がモータＭに供給する電流のオフセットを抽出して適切にオフセット補正を行い、また、モータの回転速度が遅い場合には、インバータ１６８がモータＭに出力する電流自身に基づいてオフセット補正部１６５がオフセット補正を行う影響を抑制し得る。 Note that the method by which the gain setting unit 140 switches the value on which the gain is based is not limited to the method based on the control mode of the motor control device 100 described above. For example, the gain setting unit 140 may change the value that is the source of the gain according to the rotational speed (rotation angle ω) of the motor M (thus changing the gain). Specifically, the gain setting unit 140 increases the gain as the rotation speed of the motor M increases, and decreases the gain as the rotation speed of the motor M decreases.
Thereby, when the rotational speed of the motor is high, the motor control device 100 extracts an offset of the current supplied to the motor M by the inverter 168 and appropriately corrects the offset, and when the rotational speed of the motor is slow. The offset correction unit 165 can suppress the influence of the offset correction based on the current itself output from the inverter 168 to the motor M.

なお、モータ制御装置１００が、ワンパルス制御モードにおけるオフセット補正量を大きくし、ＰＷＭ制御モードにおけるオフセット補正量を小さくする方法は、上述したゲインを作用させる方法に限らない。例えば、モータ制御装置１００が、ワンパルス制御モードにおいて低周波成分抽出部１５１の時定数を比較的小さく設定し、ＰＷＭ制御モードにおいて低周波成分抽出部１５１の時定数を比較的大きく設定するようにしてもよい。
これにより、モータ制御装置１００は、モータＭの回転速度が比較的速いと考えられるワンパルス制御モードでは、インバータ１６８がモータＭに供給する電流の変化に応答して適切にオフセット補正を行い、また、モータの回転速度が比較的遅いと考えられるＰＷＭ制御モードでは、インバータ１６８がモータＭに出力する電流自身に基づいてオフセット補正部１６５がオフセット補正を行う影響を抑制し得る。 Note that the method in which the motor control device 100 increases the offset correction amount in the one-pulse control mode and decreases the offset correction amount in the PWM control mode is not limited to the above-described method of applying the gain. For example, the motor control device 100 sets the time constant of the low frequency component extraction unit 151 to be relatively small in the one-pulse control mode, and sets the time constant of the low frequency component extraction unit 151 to be relatively large in the PWM control mode. Also good.
Accordingly, the motor control device 100 appropriately performs offset correction in response to a change in the current supplied from the inverter 168 to the motor M in the one-pulse control mode in which the rotation speed of the motor M is considered to be relatively fast. In the PWM control mode in which the rotation speed of the motor is considered to be relatively slow, the influence of the offset correction unit 165 performing offset correction based on the current itself output from the inverter 168 to the motor M can be suppressed.

あるいは、モータ制御装置１００が、モータＭの回転速度が速い場合に低周波成分抽出部１５１の時定数を比較的小さく設定し、モータＭの回転速度が遅い場合に低周波成分抽出部１５１の時定数を比較的大きく設定するようにしてもよい。
これにより、モータ制御装置１００は、モータＭの回転速度が速いが場合には、インバータ１６８がモータＭに供給する電流の変化に応答して適切にオフセット補正を行い、また、モータの回転速度が遅い場合には、インバータ１６８がモータＭに出力する電流自身に基づいてオフセット補正部１６５がオフセット補正を行う影響を抑制し得る。 Alternatively, the motor control device 100 sets the time constant of the low-frequency component extraction unit 151 to be relatively small when the rotation speed of the motor M is high, and the low-frequency component extraction unit 151 when the rotation speed of the motor M is low. The constant may be set relatively large.
As a result, when the rotational speed of the motor M is fast, the motor control device 100 appropriately performs offset correction in response to a change in the current supplied to the motor M by the inverter 168, and the rotational speed of the motor is When it is late, the influence of the offset correction unit 165 performing offset correction based on the current itself output from the inverter 168 to the motor M can be suppressed.

なお、以上では、ワンパルス制御モードにおいて、オフセット補正指令値で指令電圧を補正して補正後指令電圧とすることでオフセット補正を行う場合について説明したが、本発明におけるオフセット補正は、指令電圧を補正するものに限らない。例えば、特許文献１や特許文献２に示されているような、ワンパルス波形の電圧位相を制御する場合において、オフセット補正指令値で電圧位相を直接補正するようにしてもよい。   In the above description, in the one-pulse control mode, the case where offset correction is performed by correcting the command voltage with the offset correction command value to obtain the corrected command voltage has been described. However, the offset correction in the present invention corrects the command voltage. It is not limited to what you do. For example, when controlling the voltage phase of a one-pulse waveform as shown in Patent Document 1 or Patent Document 2, the voltage phase may be directly corrected with an offset correction command value.

なお、ゲイン設定部１４０や、低周波成分抽出部１５１や、乗算部１５２の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。 Note that a program for realizing all or part of the functions of the gain setting unit 140, the low-frequency component extraction unit 151, and the multiplication unit 152 is recorded on a computer-readable recording medium and recorded on the recording medium. Each unit may be processed by causing the computer system to read and execute the program. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention.

１００ モータ制御装置
１１１ 角度検出部
１１２ 速度計算部
１２１ 電流検出器
１２２ ３相／２相変換部
１３１ モード切替部
１４０ ゲイン設定部
１４１ 記憶部
１４２ ゲイン切替部
１４３ 急変防止部
１５１ 低周波成分抽出部
１５２ 乗算部
１６１ ＰＷＭ制御電圧生成部
１６２ ワンパルス制御電圧生成部
１６３ 信号選択部
１６４ ２相／３相変換部
１６５ オフセット補正部
１６６ デューティ計算部
１６７ 電源部
１６８ インバータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Motor control apparatus 111 Angle detection part 112 Speed calculation part 121 Current detector 122 3 phase / 2 phase conversion part 131 Mode switching part 140 Gain setting part 141 Storage part 142 Gain switching part 143 Abrupt change prevention part 151 Low frequency component extraction part 152 Multiplication unit 161 PWM control voltage generation unit 162 One-pulse control voltage generation unit 163 Signal selection unit 164 2-phase / 3-phase conversion unit 165 Offset correction unit 166 Duty calculation unit 167 Power supply unit 168 Inverter

Claims (4)

交流電力をモータに供給するインバータを具備し、前記インバータが前記モータに供給する電力をパルス幅変調制御方式にて制御する第１制御モードと、前記インバータが前記モータに供給する電力を矩形波制御方式にて制御する第２制御モードとを有するモータ制御装置であって、
前記インバータが前記モータに供給する電流を測定する電流測定部と、
前記電流測定部が測定した電流のうち低周波成分を抽出するローパスフィルタと、
前記電流測定部が測定した電流の低周波成分に作用させるゲインを、前記第１制御モードにおける前記ゲインが前記第２制御モードにおける前記ゲインより小さくなるように設定するゲイン設定部と、
前記電流測定部が測定した電流の低周波成分に前記ゲインを作用させて得られるオフセット補正指令値に基づいて、前記インバータが前記モータに供給する電流のオフセットを低減させるオフセット補正を行うオフセット補正部と、
を具備することを特徴とするモータ制御装置。 A first control mode comprising an inverter for supplying AC power to the motor, wherein the inverter supplies power to the motor by a pulse width modulation control method, and rectangular wave control for power supplied to the motor by the inverter A motor control device having a second control mode controlled by a method,
A current measuring unit for measuring a current supplied to the motor by the inverter;
A low-pass filter that extracts a low-frequency component from the current measured by the current measurement unit;
A gain setting unit that sets a gain to be applied to a low frequency component of the current measured by the current measuring unit so that the gain in the first control mode is smaller than the gain in the second control mode;
An offset correction unit that performs offset correction for reducing the offset of the current supplied to the motor by the inverter based on an offset correction command value obtained by applying the gain to the low frequency component of the current measured by the current measurement unit When,
A motor control device comprising: 前記ゲイン設定部は、制御モードの切り替わりの際の前記ゲインの急変を防止するローパスフィルタを具備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。   The motor control apparatus according to claim 1, wherein the gain setting unit includes a low-pass filter that prevents a sudden change in the gain when the control mode is switched. 前記モータ制御装置は、前記インバータが前記モータに供給する電力を正弦波パルス幅変調制御方式にて制御する第３制御モードと、前記インバータが前記モータに供給する電力を過変調パルス幅変調制御方式にて制御する第４制御モードとを、前記第１制御モードに含んで有し、
前記ゲイン設定部は、前記第３制御モードにおける前記ゲインが前記第４制御モードにおける前記ゲインより小さくなるように設定する
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。 The motor control device includes: a third control mode for controlling power supplied from the inverter to the motor by a sine wave pulse width modulation control method; and an overmodulation pulse width modulation control method for power supplied from the inverter to the motor. Including the fourth control mode controlled by the first control mode,
The motor control device according to claim 1, wherein the gain setting unit sets the gain in the third control mode to be smaller than the gain in the fourth control mode. 交流電力をモータに供給するインバータを具備し、前記インバータが前記モータに供給する電力をパルス幅変調制御方式にて制御する第１制御モードと、前記インバータが前記モータに供給する電力を矩形波制御方式にて制御する第２制御モードとを有するモータ制御装置のモータ制御方法であって、
前記インバータが前記モータに供給する電流を測定する電流測定ステップと、
前記電流測定ステップにて測定した電流のうち低周波成分を抽出する低周波成分抽出ステップと、
前記電流測定ステップにて測定した電流の低周波成分に作用させるゲインを、前記第１制御モードにおける前記ゲインが前記第２制御モードにおける前記ゲインより小さくなるように設定するゲイン設定ステップと、
前記電流測定ステップにて測定した電流の低周波成分に前記ゲインを作用させて得られるオフセット補正指令値に基づいて、前記インバータが前記モータに供給する電流のオフセットを低減させるオフセット補正を行うオフセット補正ステップと、
を具備することを特徴とするモータ制御方法。
A first control mode comprising an inverter for supplying AC power to the motor, wherein the inverter supplies power to the motor by a pulse width modulation control method, and rectangular wave control for power supplied to the motor by the inverter A motor control method of a motor control device having a second control mode controlled by a method,
A current measuring step for measuring a current supplied to the motor by the inverter;
A low frequency component extraction step for extracting a low frequency component from the current measured in the current measurement step;
A gain setting step for setting a gain to be applied to a low frequency component of the current measured in the current measurement step so that the gain in the first control mode is smaller than the gain in the second control mode;
Offset correction for performing offset correction for reducing the offset of the current supplied to the motor by the inverter based on the offset correction command value obtained by applying the gain to the low frequency component of the current measured in the current measurement step Steps,
A motor control method comprising:
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