JP2013223333A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率でシンクロナスリラクタンスモータを駆動することができるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】電流位相角演算部４２は、電流指令値設定部４１から与えられた電流指令値Ｉ_ａ ^＊と、予め設定された電流位相角演算式に基づいて、当該電流指令値Ｉ_ａ ^＊に対してモータトルクＴが最大値に近い値となる電流位相角βを演算する。電流位相角演算式は、次のようにして作成される。複数の電機子電流Ｉ_ａ毎に電流位相角βに対するモータトルクＴの特性データを取得する。各電機子電流Ｉ_ａに対応する電流位相角−モータトルク特性曲線上の最大トルク値を結ぶ曲線を直線近似することにより得られた近似式に基づいて、電流位相角演算式を求める。
【選択図】図２

Description

この発明は、モータ制御装置に関し、特にシンクロナスリラクタンスモータを制御するモータ制御装置に関する。

電磁エネルギーの位置に対する変化によって発生するリラクタンストルクのみを利用して、ロータを回転させるリラクタンスモータが知られている。リラクタンスモータには、ステータおよびロータが突極構造を有するスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲＭ：Switched Reluctance Motor）と、ステータがブラシレスモータと同様の構造のシンクロナスリラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ：Synchronous Reluctance Motor）とがある。

特開2002-305900号公報

長谷川 勝（中部大学）、道木 慎二（名古屋大学）、佐竹 明善（オークマ）、王 道洪（岐阜大学）、「永久磁石電動機・リラクタンスモータの駆動回路技術とドライブ制御技術 −６．リラクタンスモータ制御技術− 」、平成１６年電気学会産業応用部門大会論文集、Ｉ−１１９〜Ｉ−１２４（２００４）

シンクロナスリラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）は、ステータおよびロータのうち、ロータのみに突極構造を有している。ＳｙｎＲＭでは、ロータの突極構造により、磁束の流れやすい突極方向（以下、「ｄ軸方向」という）と磁束が流れにくい非突極方向（以下、「ｑ軸方向」という）とがある。このため、ｄ軸方向のインダクタンス（以下、「ｄ軸インダクタンス」という）とｑ軸方向のインダクタンス（以下、「ｑ軸インダクタンス」という）の差によりリラクタンストルクが発生し、このリラクタンストルクによってロータが回転する。

ＳｙｎＲＭをブラシレスモータと同様な方法で制御することが考えられる。つまり、電機子電流の指令値である電流指令値Ｉ_ａ ^＊を設定し、設定された電流指令値Ｉ_ａ ^＊からｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊およびｄ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊を演算し、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊と実ｑ軸電流との偏差およびｄ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊と実ｄ軸電流との偏差に基づいて、ＳｙｎＲＭを電流フィードバック制御することが考えられる。

ＳｙｎＲＭでは、ｑ軸電流ｉ_ｑおよびｄ軸電流ｉ_ｄは、それぞれ次式(1),(2)で表される。
ｉ_ｑ＝Ｉ_ａ・sinβ …(1)
ｉ_ｄ＝Ｉ_ａ・cosβ …(2)
Ｉ_ａは、回転磁界をつくるための電流ベクトルの大きさ（電機子電流）である。βは電流位相角であり、回転磁界をつくるための電流ベクトル（電機子電流ベクトル）とｄ軸との位相差である。

そこで、電流指令値Ｉ_ａ ^＊と電流位相角βと前記式(1)および(2)とを用いて、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊およびｄ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊を演算することが考えられる。
電流位相角βは、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄおよびｑ軸インダクタンスＬ_ｑに関係する値であり、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄおよびｑ軸インダクタンスＬ_ｑの値がわかれば電流位相角βを演算することが可能である。しかしながら、ＳｙｎＲＭでは、モータ駆動中において、ｄ軸インダクタンスおよびｑ軸インダクタンスは一定ではなく変動する。また、ｄ軸インダクタンスおよびｑ軸インダクタンスを、リアルタイムで計測することは困難である。このため、モータ駆動中において、ｄ軸インダクタンスおよびｑ軸インダクタンスを計測し、その計測値に基づいて電流位相角βを演算し、前記式(1)および(2)を用いてｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊およびｄ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊を求めることは困難である。

この発明の目的は、高効率でシンクロナスリラクタンスモータを駆動することができるモータ制御装置を提供することである。

請求項１記載の発明は、シンクロナスリラクタンスモータ（１８）を制御するモータ制御装置（１２）であって、前記シンクロナスリラクタンスモータの電流の指令値である電流指令値を設定する電流指令値設定手段（４１）と、電流指令値と電流位相角との関係を記憶したマップまたはこれらの関係を表す演算式と、前記電流指令値設定手段によって設定された電流指令値とに基づいて、当該電流指令値に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角を演算する電流位相角演算手段（４２）と、前記電流指令値設定手段によって設定された電流指令値と前記電流位相角演算手段によって演算された電流位相角とに基づいて、ｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を演算する二相指示電流演算手段（４３，４４）と、前記二相指示電流演算手段によって演算されたｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値に基づいて、前記シンクロナスリラクタンスモータを駆動制御する制御手段（４５〜４８）とを含む、モータ制御装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。

この発明によれば、電流指令値設定手段によって設定された電流指令値に対してモータトルクが最大値に近い値となるｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を演算することができる。これにより、高効率でシンクロナスリラクタンスモータを駆動することが可能となる。
請求項２記載の発明は、前記マップまたは前記演算式は、電機子電流と最大モータトルクが得られる電流位相角との関係を近似的に表した直線に基づいて作成されており、前記直線は、複数の電機子電流それぞれに対して求められた、最大モータトルクが得られる電流位相角の実測データを直線近似することにより求められている、請求項１に記載のモータ制御装置である。

図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用された電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、ＥＣＵの電気的構成を示す概略図である。 図３は、検出操舵トルクＴｈに対する電流指令値Ｉ_ａ ^＊の設定例を示すグラフである。 図４は、複数の電機子電流Ｉ_ａ毎に取得した電流位相角βに対するモータトルクＴの特性データの一例を示すグラフである。 図５は、各電機子電流Ｉ_ａに対してモータトルクＴが最大となる電流位相角βの実測データと、各電機子電流Ｉ_ａとモータトルクＴが最大となる電流位相角βとの関係を近似的に表した直線とを示すグラフである。

以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用された電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
電動パワーステアリング装置１は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール２と、このステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構５とを備えている。ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して機械的に連結されている。

ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、ステアリングホイール２が回転されると、入力軸８および出力軸９は、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。

ステアリングシャフト６の周囲には、トルクセンサ１１が設けられている。トルクセンサ１１は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に与えられた操舵トルクを検出する。トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクは、ＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）１２に入力される。
転舵機構４は、ピニオン軸１３と、転舵軸としてのラック軸１４とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５およびナックルアーム（図示略）を介して転舵輪３が連結されている。ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３は、ステアリングホイール２の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸１３の先端には、ピニオン１６が連結されている。

ラック軸１４は、自動車の左右方向（直進方向に直交する方向）に沿って直線状に延びている。ラック軸１４の軸方向の中間部には、ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることによって、転舵輪３を転舵することができる。

ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して、ピニオン軸１３に伝達される。そして、ピニオン軸１３の回転は、ピニオン１６およびラック１７によって、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。
操舵補助機構５は、操舵補助用の電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを転舵機構４に伝達するための減速機構１９とを含む。電動モータ１８は、この実施形態では、シンクロナスリラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）からなる。減速機構１９は、ウォーム軸２０と、このウォーム軸２０と噛み合うウォームホイール２１とを含むウォームギヤ機構からなる。減速機構１９は、伝達機構ハウジングとしてのギヤハウジング２２内に収容されている。

ウォーム軸２０は、電動モータ１８によって回転駆動される。また、ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト６とは同方向に回転可能に連結されている。ウォームホイール２１は、ウォーム軸２０によって回転駆動される。
電動モータ１８によってウォーム軸２０が回転駆動されると、ウォームホイール２１が回転駆動され、ステアリングシャフト６が回転する。そして、ステアリングシャフト６の回転は、中間軸７を介してピニオン軸１３に伝達される。ピニオン軸１３の回転は、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。すなわち、電動モータ１８によってウォーム軸２０を回転駆動することによって、転舵輪３が転舵されるようになっている。

電動モータ１８のロータの回転角（ロータ回転角）は、レゾルバ等の回転角センサ２５によって検出される。回転角センサ２５の出力信号は、ＥＣＵ１２に入力される。電動モータ１８は、モータ制御装置としてのＥＣＵ１２によって制御される。
図２は、ＥＣＵ１２の電気的構成を示す概略図である。
ＥＣＵ１２は、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクＴｈに応じて電動モータ１８を駆動することによって、操舵状況に応じた適切な操舵補助を実現する。

電動モータ１８は、前述したようにシンクロナスリラクタンスモータであり、突極構造を有するロータ（図示略）と、電機子巻線（図示略）を有するステータ（図示略）とを備えている。電機子巻線は、Ｕ相のステータ巻線、Ｖ相のステータ巻線およびＷ相のステータ巻線が星型結線されることにより構成されている。
ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータ３１と、このマイクロコンピュータ３１によって制御され、電動モータ１８に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）３２と、電動モータ１８の各相のステータ巻線に流れる電流を検出する電流検出部３３とを備えている。

電流検出部３３は、電動モータ１８の各相のステータ巻線に流れる相電流ｉ_Ｕ，ｉ_Ｖ，ｉ_Ｗ（以下、総称するときには「三相検出電流ｉ_Ｕ，ｉ_Ｖ，ｉ_Ｗ」という）を検出する。これらは、ＵＶＷ座標系における各座標軸方向の電流値である。
マイクロコンピュータ３１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、電流指令値設定部４１と、電流位相角演算部４２と、ｄ軸電流指令値演算部４３と、ｑ軸電流指令値演算部４４と、ｄ軸電流偏差演算部４５と、ｑ軸電流偏差演算部４６と、ｄ軸ＰＩ（比例積分）制御部４７と、ｑ軸ＰＩ（比例積分）制御部４８と、ｄ軸指示電圧生成部４９と、ｑ軸指示電圧生成部５０と、第１の座標変換部５１と、ＰＷＭ制御部５２と、回転角演算部５３と、第２の座標変換部５４とが含まれている。

電流指令値設定部４１は、電動モータ１８の電機子電流の指令値である電流指令値Ｉ_ａ ^＊を設定する。具体的には、電流指令値設定部４１は、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルク（検出操舵トルクＴｈ）に基づいて、電流指令値Ｉ_ａ ^＊を設定する。検出操舵トルクＴｈに対する電流指令値Ｉ_ａ ^＊の設定例は、図３に示されている。検出操舵トルクＴｈは、たとえば左方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、右方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、電流指令値Ｉ_ａ ^＊は、電動モータ１８から左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータ１８から右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。

電流指令値Ｉ_ａ ^＊は、検出操舵トルクＴｈの正の値に対しては正をとり、検出操舵トルクＴｈの負の値に対しては負の値をとる。検出操舵トルクＴｈが零のときには、電流指令値Ｉ_ａ ^＊は零とされる。そして、検出操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、電流指令値Ｉ_ａ ^＊の絶対値は大きな値とされる。これにより、検出操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、操舵補助力を大きくすることができる。

電流指令値設定部４１は、たとえば、図３に示されるような操舵トルクＴｈと電流指令値Ｉ_ａ ^＊との関係を記憶したマップまたはそれらの関係を表す演算式を用いて、操舵トルクＴｈに応じた電流指令値Ｉ_ａ ^＊を設定する。電流指令値設定部４１によって設定された電流指令値Ｉ_ａ ^＊は、電流位相角演算部４２に与えられるとともに、ｄ軸電流指令値演算部４３およびｑ軸電流指令値演算部４４に与えられる。

電流位相角演算部４２は、電流指令値設定部４１から与えられた電流指令値Ｉ_ａ ^＊と予め設定された電流位相角演算式とに基づいて、当該電流指令値Ｉ_ａ ^＊に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角βを演算する。電流位相角演算式の作成方法について説明する。
電動モータ１８を高効率で駆動するためには、電機子電流に対するモータトルクの比が大きくなるように電動モータ１８を制御すればよい。

極対数がＰ_ｎであるシンクロナスリラクタンスモータにおけるモータトルクＴは、次式(3)で表される。
Ｔ＝Ｐ_ｎ・（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ・ｉ_ｑ …(3)
Ｌ_ｄはｄ軸インダクタンス［H］であり、Ｌ_ｑはｑ軸インダクタンス［H］である。また、ｉ_ｄはｄ軸電流［A］であり、ｉ_ｑはｑ軸電流［A］である。

電機子電流の大きさをＩ_ａとし、電流位相差をβとすると、ｉ_ｑ＝Ｉ_ａ・sinβ，ｉ_ｄ＝Ｉ_ａ・cosβとなるので、モータトルクＴは、次式(4)で表される。なお、電流位相差βは、回転磁界をつくるための電流ベクトル（電機子電流ベクトル）とｄ軸との位相差である。
Ｔ＝（１／２）・Ｐ_ｎ・（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・Ｉ_ａ ^２sin２β …(4)
したがって、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄおよびｑ軸インダクタンスＬ_ｑが電流位相角βによって変動しなければ、電流位相角βが４５度のときにモータトルクＴは最大となる。しかしながら、ＳｙｎＲＭでは、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄおよびｑ軸インダクタンスＬ_ｑがロータコアの磁気飽和の影響を受けて変動するため、モータトルクＴは電流位相角βが４５度のときに必ずしも最大にならない。

そこで、この実施形態では、電動モータ１８に対して予め実験を行うことにより、使用する電機子電流Ｉ_ａ（電流指令値Ｉ_ａ ^＊）の範囲において、複数の電機子電流Ｉ_ａ毎に電流位相角βに対するモータトルクＴの特性データを取得する。
図４は、複数の電機子電流Ｉ_ａ毎に取得した電流位相角βに対するモータトルクＴの特性データの一例を示すグラフである。図４の特性データは、前記非特許文献１に掲載のデータを転用したものである。図４では、横軸に電流位相角βをとり、縦軸にモータトルクＴをとり、各電機子電流Ｉ_ａの電流位相角βに対するモータトルクＴの特性を、それぞれ曲線で表している。

図４のグラフにおいて、各電機子電流Ｉ_ａに対応する電流位相角−モータトルク特性曲線上の最大トルク値を結ぶ曲線を直線近似することにより、電機子電流Ｉ_ａとその電機子電流Ｉ_ａに対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角βとの関係を表す近似式を求める。具体的には、次式（5）に基づいて、電機子電流Ｉ_ａと電流位相角βとの関係を表す近似式を求める。なお、電機子電流Ｉ_ａが零のときにモータトルクが最大となる電流位相角βは４５度になるものとする。

β＝｛（β_ｍａｘ−β_ｍｉｎ）／Ｉ_ａｍａｘ｝・Ｉ_ａ＋β_ｍｉｎ …(5)
Ｉ_ａｍａｘは、電機子電流Ｉ_ａの最大値（電流指令値Ｉ_ａ ^＊の最大値）であり、この例では、Ｉ_ａｍａｘ＝５０[A]である。β_ｍａｘは、電機子電流Ｉ_ａが最大値Ｉ_ａｍａｘである場合に、モータトルクＴが最大値となる電流位相角βであり、この例では、β_ｍａｘ＝６６[deg]であるとする。β_ｍｉｎは、電機子電流Ｉ_ａが最小値（零）である場合に、モータトルクＴが最大値となる電流位相角βであり、この例では、β_ｍｉｎ＝４５[deg]であるとする。

前記式(5)に、Ｉ_ａｍａｘ＝５０[A]、β_ｍａｘ＝６６[deg]およびβ_ｍａｘ＝４５[deg]を代入すると、次式(6)で表されるような近似式が得られる。
β＝（２１／５０)・Ｉ_ａ＋４５ …(6)
図５の折れ線ａは、各電機子電流Ｉ_ａに対してモータトルクＴが最大となる電流位相角βの実測データを示すグラフである。図５の直線ｂは、前記式(6)で表される近似直線を示している。

前記近似式(6)内のＩ_ａを電流指令値Ｉ_ａ ^＊の絶対値｜Ｉ_ａ ^＊｜に置き換えることにより、次式(7)で示されるように、電流指令値Ｉ_ａ ^＊から電流位相角βを演算するための演算式（電流位相角演算式）が得られる。
β＝（２１／５０)・｜Ｉ_ａ ^＊｜＋４５ …(7)
電流位相角演算部４２には、前述のようにして求められた電流位相角演算式（例えば前記式(7)）が予め設定されている。電流位相角演算部４２は、予め設定されている電流位相角演算式と、電流指令値設定部４１から与えられた電流指令値Ｉ_ａ ^＊とに基づいて、電流指令値Ｉ_ａ ^＊に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角βを演算する。電流位相角演算部４２によって演算された電流位相角βは、ｄ軸電流指令値演算部４３およびｑ軸電流指令値演算部４４に与えられる。

ｄ軸電流指令値演算部４３は、電流指令値設定部４１から与えられた電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊と電流位相角演算部４２から与えられた電流位相角βとを用い、次式（8）に基づいてｄ軸電流の指令値ｉ_ｄ ^＊を演算する。
ｉ_ｄ ^＊＝Ｉ_ａ ^＊・cosβ …(8)
ｑ軸電流指令値生成部４４は、電流指令値設定部４１から与えられた電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊と電流位相角演算部４２から与えられた電流位相角βとを用い、次式（9）に基づいてｑ軸電流の指令値ｉ_ｑ ^＊を演算する。

ｉ_ｑ ^＊＝Ｉ_ａ ^＊・sinβ …(9)
ｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊およびｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊を総称して、「二相指示電流ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊」という場合がある。
回転角演算部５３は、回転角センサ２５の出力信号に基づいて、電動モータ１８のロータの回転角（ロータ回転角）θを演算する。

電流検出部３３によって検出された三相検出電流ｉ_Ｕ，ｉ_Ｖ，ｉ_Ｗは、第２の座標変換部５４に与えられる。第２の座標変換部５４は、回転角演算部５３によって演算されたロータ回転角θを用いて、三相検出電流ｉ_Ｕ，ｉ_Ｖ，ｉ_Ｗを、ｄｑ座標上でのｄ軸電流ｉ_ｄおよびｑ軸電流ｉ_ｑ（以下、総称するときには「二相検出電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑ」という）に変換する。第２の座標変換部５４によって得られたｄ軸電流ｉ_ｄは、ｄ軸電流偏差演算部４５に与えられる。第２の座標変換部５４によって得られたｑ軸電流ｉ_ｑは、ｑ軸電流偏差演算部４６に与えられる。

ｄ軸電流偏差演算部４５は、ｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊に対するｄ軸電流ｉ_ｄの偏差を演算する。ｄ軸電流偏差演算部４５によって演算された電流偏差は、ｄ軸ＰＩ制御部４７に与えられて、ＰＩ演算処理を受ける。ｄ軸指示電圧生成部４９は、ｄ軸ＰＩ制御部４７の演算結果に応じて、ｄ軸指示電圧ｖ_ｄ ^＊を生成する。
ｑ軸電流偏差演算部４６は、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊に対するｑ軸電流ｉ_ｑの偏差を演算する。ｑ軸電流偏差演算部４６によって演算された電流偏差は、ｑ軸ＰＩ制御部４８に与えられて、ＰＩ演算処理を受ける。ｑ軸指示電圧生成部５０は、ｑ軸ＰＩ制御部４８の演算結果に応じて、ｑ軸指示電圧ｖ_ｑ ^＊を生成する。

ｄ軸指示電圧ｖ_ｄ ^＊およびｑ軸指示電圧ｖ_ｑ ^＊は、第１の座標変換部５１に与えられる。第１の座標変換部５１は、回転角演算部５３によって演算されたロータ回転角θを用いて、ｄ軸指示電圧ｖ_ｄ ^＊およびｑ軸指示電圧ｖ_ｑ ^＊を、ＵＶＷ座標系の指示電圧、すなわち、Ｕ相，Ｖ相およびＷ相の指示電圧ｖ_Ｕ ^＊，ｖ_Ｖ ^＊，ｖ_Ｗ ^＊（以下、総称するときには「三相指示電圧ｖ_Ｕ ^＊，ｖ_Ｖ ^＊，ｖ_Ｗ ^＊」という）に変換する。

ＰＷＭ制御部５２は、Ｕ相指示電圧ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ相指示電圧ｖ_Ｖ ^＊およびＷ相指示電圧ｖ_Ｗ ^＊にそれぞれ対応するデューティ比のＵ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号およびＷ相ＰＷＭ制御信号を生成し、駆動回路３２に供給する。
駆動回路３２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した三相インバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がＰＷＭ制御部５２から与えられるＰＷＭ制御信号によって制御されることにより、三相指示電圧ｖ_Ｕ ^＊，ｖ_Ｖ ^＊，ｖ_Ｗ ^＊に相当する電圧が電動モータ１８の各相のステータ巻線に印加されることになる。

電流偏差演算部４５，４６およびＰＩ制御部４７，４８は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、電動モータ１８に流れるモータ電流が、ｄ軸およびｑ軸電流指令値演算部４３，４４によって演算される二相指示電流ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊に近づくように制御される。
前記実施形態によれば、電流指令値設定部４１によって設定された電流指令値Ｉ_ａ ^＊に対してモータトルクが最大値に近い値となるｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊およびｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊を演算することができる。これにより、高効率で電動モータ１８を駆動することが可能となる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、電流位相角演算部４２は、電流指令値設定部４１から与えられた電流指令値Ｉ_ａ ^＊と、予め設定された電流位相角演算式（例えば式(7)参照）とに基づいて、当該電流指令値Ｉ_ａ ^＊に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角βを演算している。しかし、電流位相角演算部４２は、前記電流位相角演算式によって表される電流指令値Ｉ_ａ ^＊と電流位相角βとの関係を記憶したマップと、電流指令値設定部４１から与えられた電流指令値Ｉ_ａ ^＊とに基づいて、当該電流指令値Ｉ_ａ ^＊に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角βを演算してもよい。

また、前述の実施形態では、前記式(5)に基づいて、各電機子電流Ｉ_ａに対応する電流位相角−モータトルク特性曲線上の最大トルク値を結ぶ曲線を直線近似し、得られた近似式に基づいて電流位相角演算式を求めている。しかし、最小二乗法等の他の方法によって、各電機子電流Ｉ_ａに対応する電流位相角−モータトルク特性曲線上の最大トルク値を結ぶ曲線を直線近似し、得られた近似式に基づいて電流位相角演算式を求めるようにしてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１１…トルクセンサ、１２…ＥＣＵ、１８…電動モータ、２５…回転角センサ、３１…マイクロコンピュータ、３３…電流検出部、４１…電流指令値設定部、４２…電流位相角演算部、４３…ｄ軸電流指令値演算部、４４…ｑ軸電流指令値演算部、４５…ｄ軸電流偏差演算部、４６…ｑ軸電流偏差演算部、４７…ｄ軸ＰＩ制御部回転角演算部、４８…ｑ軸ＰＩ制御部

Claims (2)

1. シンクロナスリラクタンスモータを制御するモータ制御装置であって、
   前記シンクロナスリラクタンスモータの電流の指令値である電流指令値を設定する電流指令値設定手段と、
   電流指令値と電流位相角との関係を記憶したマップまたはこれらの関係を表す演算式と、前記電流指令値設定手段によって設定された電流指令値とに基づいて、当該電流指令値に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角を演算する電流位相角演算手段と、
   前記電流指令値設定手段によって設定された電流指令値と前記電流位相角演算手段によって演算された電流位相角とに基づいて、ｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を演算する二相指示電流演算手段と、
   前記二相指示電流演算手段によって演算されたｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値に基づいて、前記シンクロナスリラクタンスモータを駆動制御する制御手段とを含む、モータ制御装置。
2. 前記マップまたは前記演算式は、電機子電流と最大モータトルクが得られる電流位相角との関係を近似的に表した直線に基づいて作成されており、前記直線は、複数の電機子電流それぞれに対して求められた、最大モータトルクが得られる電流位相角の実測データを直線近似することにより求められている、請求項１に記載のモータ制御装置。

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