JP2959381B2 - 永久磁石型同期モータの駆動制御装置 - Google Patents
永久磁石型同期モータの駆動制御装置Info
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- JP2959381B2 JP2959381B2 JP6030544A JP3054494A JP2959381B2 JP 2959381 B2 JP2959381 B2 JP 2959381B2 JP 6030544 A JP6030544 A JP 6030544A JP 3054494 A JP3054494 A JP 3054494A JP 2959381 B2 JP2959381 B2 JP 2959381B2
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、その電流をベクトル制
御することにより永久磁石型同期モータの出力トルクを
トルク指令値に制御する駆動制御装置に関する。
御することにより永久磁石型同期モータの出力トルクを
トルク指令値に制御する駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石型同期モータはその単位体積当
り起磁力が大きいため、電気自動車の走行用モータとし
て好適に用いることができる。永久磁石型同期モータの
駆動制御装置としては、例えば図１２に示されるような
構成がある。この図に示される構成においては、バッテ
リ１０の放電出力がインバータ１２によって三相交流電
流に変換され、永久磁石型同期モータ１４に供給されて
いる。
り起磁力が大きいため、電気自動車の走行用モータとし
て好適に用いることができる。永久磁石型同期モータの
駆動制御装置としては、例えば図１２に示されるような
構成がある。この図に示される構成においては、バッテ
リ１０の放電出力がインバータ１２によって三相交流電
流に変換され、永久磁石型同期モータ１４に供給されて
いる。
【０００３】インバータ１２における電力変換動作は、
電流条件演算部１６及び電流制御部１８によってベクト
ル制御されている。電流条件演算部１６は、上位制御部
から与えられるトルク指令Ｔ* に応じて電流指令Ｉd *
及びＩq * を演算し、これを電流制御部１８に供給す
る。電流制御部１８は、これら電流指令Ｉd * 及びＩq
* に基づきＵ，Ｖ及びＷ各相電流指令Ｉu 、Ｉv 及びＩ
w をインバータ１２に供給する。インバータ１２は、供
給される電流指令Ｉu 、Ｉv 及びＩw に応じてスイッチ
ングし、前述の電力変換を行う。これにより、モータ１
４に供給される電流は、トルク指令Ｔ* に応じた値とな
る。
電流条件演算部１６及び電流制御部１８によってベクト
ル制御されている。電流条件演算部１６は、上位制御部
から与えられるトルク指令Ｔ* に応じて電流指令Ｉd *
及びＩq * を演算し、これを電流制御部１８に供給す
る。電流制御部１８は、これら電流指令Ｉd * 及びＩq
* に基づきＵ，Ｖ及びＷ各相電流指令Ｉu 、Ｉv 及びＩ
w をインバータ１２に供給する。インバータ１２は、供
給される電流指令Ｉu 、Ｉv 及びＩw に応じてスイッチ
ングし、前述の電力変換を行う。これにより、モータ１
４に供給される電流は、トルク指令Ｔ* に応じた値とな
る。
【０００４】また、電流指令Ｉd * 及びＩq * は、それ
ぞれ、モータ電流の励磁電流成分及びトルク電流成分に
相当している。例えば、励磁電流成分を通常は一定値に
制御しておき、トルク指令Ｔ* の値の増減に応じてトル
ク電流成分の値を変化させることにより、モータ１４に
おける界磁束を一定に保ちながらモータ１４の出力トル
クを変化させることができる。
ぞれ、モータ電流の励磁電流成分及びトルク電流成分に
相当している。例えば、励磁電流成分を通常は一定値に
制御しておき、トルク指令Ｔ* の値の増減に応じてトル
ク電流成分の値を変化させることにより、モータ１４に
おける界磁束を一定に保ちながらモータ１４の出力トル
クを変化させることができる。
【０００５】また、モータ１４は永久磁石型同期モータ
であるため、その回転数Ｎが高くなるとこれに応じて逆
起電力も高くなる。モータ１４の逆起電力がある程度以
上高くなると正常な電力変換動作を確保できなくなるた
め、通常、いわゆる弱め界磁制御が行われる。弱め界磁
制御とは、モータ回転数Ｎが所定値以上に至ると励磁電
流成分Ｉd * の値をより小さな値（負の値も含む）とす
る制御である。電流条件演算部１６は、このような制御
においてモータ回転数Ｎを使用すべく、モータ１４に付
設されたモータ回転数位置センサ２０から、モータ１４
の回転子の位置、すなわちモータ回転数Ｎを示す検出信
号を入力している。
であるため、その回転数Ｎが高くなるとこれに応じて逆
起電力も高くなる。モータ１４の逆起電力がある程度以
上高くなると正常な電力変換動作を確保できなくなるた
め、通常、いわゆる弱め界磁制御が行われる。弱め界磁
制御とは、モータ回転数Ｎが所定値以上に至ると励磁電
流成分Ｉd * の値をより小さな値（負の値も含む）とす
る制御である。電流条件演算部１６は、このような制御
においてモータ回転数Ｎを使用すべく、モータ１４に付
設されたモータ回転数位置センサ２０から、モータ１４
の回転子の位置、すなわちモータ回転数Ｎを示す検出信
号を入力している。
【０００６】更に、弱め界磁制御を開始させるモータ回
転数Ｎの値は、バッテリ電圧Ｖdcに応じて変化させるの
が好ましい。例えば、本願出願人が特願平５−２５４１
５２号にて提案しているように、励磁電流成分Ｉd * を
バッテリ電圧Ｖdcに応じて変化させる。このようにする
と、バッテリ電圧Ｖdcの変化に応じて好適に弱め界磁制
御を実行することができる。図１２に示されるシステム
においては、このような制御を可能にすべくバッテリ１
０に電圧センサ２２が付設されており、この電圧センサ
２２によってバッテリ１０の両端の電圧Ｖdcが検出され
ている。なお、図中、バッテリ１０に付設される部材２
４は、当該バッテリ１４の充電状態（State Of Charge
：ＳＯＣ）を検出するＳＯＣセンサである。
転数Ｎの値は、バッテリ電圧Ｖdcに応じて変化させるの
が好ましい。例えば、本願出願人が特願平５−２５４１
５２号にて提案しているように、励磁電流成分Ｉd * を
バッテリ電圧Ｖdcに応じて変化させる。このようにする
と、バッテリ電圧Ｖdcの変化に応じて好適に弱め界磁制
御を実行することができる。図１２に示されるシステム
においては、このような制御を可能にすべくバッテリ１
０に電圧センサ２２が付設されており、この電圧センサ
２２によってバッテリ１０の両端の電圧Ｖdcが検出され
ている。なお、図中、バッテリ１０に付設される部材２
４は、当該バッテリ１４の充電状態（State Of Charge
：ＳＯＣ）を検出するＳＯＣセンサである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バッテ
リ電圧Ｖdcは、駆動対象たるモータに負荷を加えること
によっても変動する。すなわち、時刻ｔ＝０において検
出したバッテリ電圧Ｖdcに基づきモータ電流のベクトル
制御を行ったとしても、モータの負荷によってバッテリ
電圧Ｖdcが変動し、しばしば図１３に示されるように時
刻ｔ＝０における値より低い値ＶB で安定する。従っ
て、時刻ｔ＝０でのバッテリ電圧Ｖdcに基づき、特に最
良の効率となるように制御を行うと、必要な電流がバッ
テリから得られなくなることがあり、そのため、トルク
指令に対して不足する出力となることがあった。このた
め、効率が最大となる条件でモータを運転することが難
しかった。
リ電圧Ｖdcは、駆動対象たるモータに負荷を加えること
によっても変動する。すなわち、時刻ｔ＝０において検
出したバッテリ電圧Ｖdcに基づきモータ電流のベクトル
制御を行ったとしても、モータの負荷によってバッテリ
電圧Ｖdcが変動し、しばしば図１３に示されるように時
刻ｔ＝０における値より低い値ＶB で安定する。従っ
て、時刻ｔ＝０でのバッテリ電圧Ｖdcに基づき、特に最
良の効率となるように制御を行うと、必要な電流がバッ
テリから得られなくなることがあり、そのため、トルク
指令に対して不足する出力となることがあった。このた
め、効率が最大となる条件でモータを運転することが難
しかった。
【０００８】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、駆動対象たるモー
タに負荷を加えている状態でモータの駆動電流のベクト
ル制御をバッテリ電圧に応じて実行する際に、負荷を加
えることによるバッテリ電圧の変動を考慮に入れて当該
制御を行うことにより、負荷の生じたモータの出力を好
適に確保できるようにすることを目的とする。さらに、
先の発明を実施するに際し、制御に必要な記憶容量を極
力抑制し得る制御装置を提供することを目的とする。
とを課題としてなされたものであり、駆動対象たるモー
タに負荷を加えている状態でモータの駆動電流のベクト
ル制御をバッテリ電圧に応じて実行する際に、負荷を加
えることによるバッテリ電圧の変動を考慮に入れて当該
制御を行うことにより、負荷の生じたモータの出力を好
適に確保できるようにすることを目的とする。さらに、
先の発明を実施するに際し、制御に必要な記憶容量を極
力抑制し得る制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る永久磁石型同期モータの駆動制
御装置は、トルク指令値及びモータ出力状態のいずれか
一方が所定量以上変化した場合に、バッテリ電圧が基準
最低電圧であると見なした上で、トルク指令値、モータ
出力状態及び基準最低電圧に応じて初期電流指令値を求
め、求めた初期電流指令値に基づき駆動電流をベクトル
制御する初期制御手段と、初期電流指令値によるモータ
電流のベクトル制御の実行後検出したバッテリ電圧が安
定したら、該検出したバッテリ電圧に応じた最適な電流
指令値を求め、求めた電流指令値に基づき駆動電流をベ
クトル制御する電流補正手段と、を備えることを特徴と
する。
るために、本発明に係る永久磁石型同期モータの駆動制
御装置は、トルク指令値及びモータ出力状態のいずれか
一方が所定量以上変化した場合に、バッテリ電圧が基準
最低電圧であると見なした上で、トルク指令値、モータ
出力状態及び基準最低電圧に応じて初期電流指令値を求
め、求めた初期電流指令値に基づき駆動電流をベクトル
制御する初期制御手段と、初期電流指令値によるモータ
電流のベクトル制御の実行後検出したバッテリ電圧が安
定したら、該検出したバッテリ電圧に応じた最適な電流
指令値を求め、求めた電流指令値に基づき駆動電流をベ
クトル制御する電流補正手段と、を備えることを特徴と
する。
【００１０】また、本発明は、上記基準最低電圧が、バ
ッテリ残存容量及びバッテリ電圧の検出値に基づき設定
されることを特徴とする。
ッテリ残存容量及びバッテリ電圧の検出値に基づき設定
されることを特徴とする。
【００１１】更に、本発明は、電流補正手段が、前記ト
ルク指令値を実現するにあたり良好な効率が得られる最
適電流値がバッテリ電圧に依存する領域について、バッ
テリ電圧値対最適電流値の関係を数式にて近似し、その
数式の係数をモータ出力状態に応じて記憶する第１記憶
手段と、該最適電流値がバッテリ電圧に依存しない領域
について該最適電流値を記憶する第２記憶手段と、第１
記憶手段から前記数式の係数をモータ出力状態に基づき
読み出すと共に、該読み出した係数及び前記安定した後
に検出したバッテリ電圧とから前記数式を用いて第１最
適電流指令値を求める第１演算手段と、第２記憶手段の
記憶内容から第２最適電流指令値を定める第２演算手段
と、前記第１及び第２最適電流指令値の大小関係から使
用すべき最適電流値を選択し、該選択した最適電流値を
用いて駆動電流をベクトル制御する制御手段と、を有す
ることを特徴とする。
ルク指令値を実現するにあたり良好な効率が得られる最
適電流値がバッテリ電圧に依存する領域について、バッ
テリ電圧値対最適電流値の関係を数式にて近似し、その
数式の係数をモータ出力状態に応じて記憶する第１記憶
手段と、該最適電流値がバッテリ電圧に依存しない領域
について該最適電流値を記憶する第２記憶手段と、第１
記憶手段から前記数式の係数をモータ出力状態に基づき
読み出すと共に、該読み出した係数及び前記安定した後
に検出したバッテリ電圧とから前記数式を用いて第１最
適電流指令値を求める第１演算手段と、第２記憶手段の
記憶内容から第２最適電流指令値を定める第２演算手段
と、前記第１及び第２最適電流指令値の大小関係から使
用すべき最適電流値を選択し、該選択した最適電流値を
用いて駆動電流をベクトル制御する制御手段と、を有す
ることを特徴とする。
【００１２】本発明は、前記第１記憶手段の数式が所定
の１次式であり、係数として１次式における切片及び傾
きをモータ出力状態に応じて記憶していることを特徴と
する。
の１次式であり、係数として１次式における切片及び傾
きをモータ出力状態に応じて記憶していることを特徴と
する。
【００１３】そして、本発明は、前記１次式の切片が前
記初期電流指令値であることを特徴とする。
記初期電流指令値であることを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明においては、まず、トルク指令値及びモ
ータ出力状態のいずれか一方が所定量以上変化した場合
に、バッテリ電圧が基準最低電圧であるとみなされる。
その上で、トルク指令値、モータ出力状態及び基準最低
電圧に応じ、初期電流指令値が求められ、求められた初
期電流指令値に基づき駆動電流がベクトル制御される。
モータに負荷が加わっている場合、この制御によってバ
ッテリ電圧が変化する。本発明においては、初期電流指
令値による駆動電流のベクトル制御の実行後バッテリ電
圧が安定した時点で、この安定後検出したバッテリ電圧
に応じて最適な電流指令値が求められる。そして、求め
た電流指令値に基づき、駆動電流がベクトル制御され
る。
ータ出力状態のいずれか一方が所定量以上変化した場合
に、バッテリ電圧が基準最低電圧であるとみなされる。
その上で、トルク指令値、モータ出力状態及び基準最低
電圧に応じ、初期電流指令値が求められ、求められた初
期電流指令値に基づき駆動電流がベクトル制御される。
モータに負荷が加わっている場合、この制御によってバ
ッテリ電圧が変化する。本発明においては、初期電流指
令値による駆動電流のベクトル制御の実行後バッテリ電
圧が安定した時点で、この安定後検出したバッテリ電圧
に応じて最適な電流指令値が求められる。そして、求め
た電流指令値に基づき、駆動電流がベクトル制御され
る。
【００１５】従って、本発明においては、バッテリ電圧
を基準最低電圧とみなした上で駆動電流のベクトル制御
が初期的に実行され、その後モータの負荷によるバッテ
リ電圧の変動がおさまりバッテリ電圧が安定した時点
で、安定したバッテリ電圧に応じて駆動電流のベクトル
制御が行われることとなるため、トルク指令値やモータ
出力状態が急増した場合にもこれに追従して必要なモー
タ出力を確保することが可能となり、またバッテリ電圧
の安定後は当該バッテリ電圧に応じた最適な制御が可能
となる。
を基準最低電圧とみなした上で駆動電流のベクトル制御
が初期的に実行され、その後モータの負荷によるバッテ
リ電圧の変動がおさまりバッテリ電圧が安定した時点
で、安定したバッテリ電圧に応じて駆動電流のベクトル
制御が行われることとなるため、トルク指令値やモータ
出力状態が急増した場合にもこれに追従して必要なモー
タ出力を確保することが可能となり、またバッテリ電圧
の安定後は当該バッテリ電圧に応じた最適な制御が可能
となる。
【００１６】更に、本発明においては、上述した基準最
低電圧が、ＳＯＣ及びバッテリ電圧の検出値に基づき設
定される。すなわち、モータの負荷の増加に伴うバッテ
リ電圧の降下は、バッテリのＳＯＣに依存する傾向があ
るため、本発明においては初期電流指令値をバッテリの
ＳＯＣとバッテリ電圧検出値に基づき設定するようにし
ている。このように設定することで、初期電流指令値を
求める際に基礎とするバッテリ電圧の値を不必要に低く
することが回避され、より効率的な制御性能が得られ
る。
低電圧が、ＳＯＣ及びバッテリ電圧の検出値に基づき設
定される。すなわち、モータの負荷の増加に伴うバッテ
リ電圧の降下は、バッテリのＳＯＣに依存する傾向があ
るため、本発明においては初期電流指令値をバッテリの
ＳＯＣとバッテリ電圧検出値に基づき設定するようにし
ている。このように設定することで、初期電流指令値を
求める際に基礎とするバッテリ電圧の値を不必要に低く
することが回避され、より効率的な制御性能が得られ
る。
【００１７】本発明においては、更に、最適電流値がバ
ッテリ電流値に依存する領域について、バッテリ電圧値
対最適電流値の関係が数式により近似される。ここにい
う最適電流値とは、トルク指令値を実現するにあたりモ
ータの効率が良好となる電流値である。本発明において
は、数式近似に係る近似式の傾き等の係数が、モータ出
力状態に応じて第１記憶手段に記憶される。更に、最適
電流値がバッテリ電圧値に依存しない領域について、第
２記憶手段に最適電流値が記憶される。
ッテリ電流値に依存する領域について、バッテリ電圧値
対最適電流値の関係が数式により近似される。ここにい
う最適電流値とは、トルク指令値を実現するにあたりモ
ータの効率が良好となる電流値である。本発明において
は、数式近似に係る近似式の傾き等の係数が、モータ出
力状態に応じて第１記憶手段に記憶される。更に、最適
電流値がバッテリ電圧値に依存しない領域について、第
２記憶手段に最適電流値が記憶される。
【００１８】第１記憶手段に記憶されている係数は、モ
ータ出力状態に基づき読み出され、読み出された係数安
定後のバッテリ電圧により上記近似式を用いて電流指令
値が求められる。求められた電流指令値（第１最適電流
指令値）は、第２記憶手段に記憶されている最適電流
値、すなわち最適電流値がバッテリ電圧値に依存しない
領域における最適電流値から定められた第２最適電流指
令値とともに、使用すべき電流指令値の選択に供され
る。すなわち、両者の大小関係により選択が行われ、選
択された電流指令値が駆動電流のベクトル制御の際に使
用される。
ータ出力状態に基づき読み出され、読み出された係数安
定後のバッテリ電圧により上記近似式を用いて電流指令
値が求められる。求められた電流指令値（第１最適電流
指令値）は、第２記憶手段に記憶されている最適電流
値、すなわち最適電流値がバッテリ電圧値に依存しない
領域における最適電流値から定められた第２最適電流指
令値とともに、使用すべき電流指令値の選択に供され
る。すなわち、両者の大小関係により選択が行われ、選
択された電流指令値が駆動電流のベクトル制御の際に使
用される。
【００１９】従って、本発明においては、初期電流指令
値による駆動電流のベクトル制御後の電流指令値の補正
が、近似式の傾き等の係数や、最適電流値がバッテリ電
圧値に依存しない領域における最適電流値を記憶してお
くのみで実行可能となる。従って、例えばトルク指令
値、モータ回転数、バッテリ電圧値の関係を示す膨大な
データを記憶することなく電流指令値の補正を行うこと
が可能となるため、高価なＣＰＵを使用する必要がな
い。特に、近似式を一次式とした場合には、上述の係数
としてこの一次式の傾きや切片を記憶するのみで足りる
ため、データの格納に必要な記憶領域は更に小さなもの
となる。切片は、初期電流指令値とすればよい。
値による駆動電流のベクトル制御後の電流指令値の補正
が、近似式の傾き等の係数や、最適電流値がバッテリ電
圧値に依存しない領域における最適電流値を記憶してお
くのみで実行可能となる。従って、例えばトルク指令
値、モータ回転数、バッテリ電圧値の関係を示す膨大な
データを記憶することなく電流指令値の補正を行うこと
が可能となるため、高価なＣＰＵを使用する必要がな
い。特に、近似式を一次式とした場合には、上述の係数
としてこの一次式の傾きや切片を記憶するのみで足りる
ため、データの格納に必要な記憶領域は更に小さなもの
となる。切片は、初期電流指令値とすればよい。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、本発明は図１２に示されるシス
テム構成下において実現可能であるため、以下の説明に
おいては図１２に示されるシステム構成を前提とする。
ただし、本発明は、図１２のシステム構成への限定を必
要とするものではない。
基づき説明する。なお、本発明は図１２に示されるシス
テム構成下において実現可能であるため、以下の説明に
おいては図１２に示されるシステム構成を前提とする。
ただし、本発明は、図１２のシステム構成への限定を必
要とするものではない。
【００２１】図１及び図２には、モータ１４として突極
性を有する永久磁石型同期モータを使用した場合にモー
タ１４の効率を最良効率とする励磁電流成分（最適励磁
電流成分）Ｉd とトルク電流（最適トルク電流成分）Ｉ
q が示されている。これらの図に示されるように、最適
励磁電流成分Ｉd 及び最適トルク電流成分Ｉq は、モー
タ回転数Ｎ、トルク指令値Ｔ* 及びバッテリ電圧Ｖdcに
依存している。また、Ｉd は負である。さらに、Ｎ＝０
及びＮ＝Ｎ1 についてはＴ* が１００％まで、Ｎ＝Ｎ2
についてはＴ* ＝４０％まで、描かれている点に注意さ
れたい。
性を有する永久磁石型同期モータを使用した場合にモー
タ１４の効率を最良効率とする励磁電流成分（最適励磁
電流成分）Ｉd とトルク電流（最適トルク電流成分）Ｉ
q が示されている。これらの図に示されるように、最適
励磁電流成分Ｉd 及び最適トルク電流成分Ｉq は、モー
タ回転数Ｎ、トルク指令値Ｔ* 及びバッテリ電圧Ｖdcに
依存している。また、Ｉd は負である。さらに、Ｎ＝０
及びＮ＝Ｎ1 についてはＴ* が１００％まで、Ｎ＝Ｎ2
についてはＴ* ＝４０％まで、描かれている点に注意さ
れたい。
【００２２】まず、図１に示されるように、モータ回転
数Ｎが０である場合には、最適励磁電流成分Ｉd の値は
バッテリ電圧Ｖdcによらず一定であり、またトルク指令
値Ｔ* の値に応じて変化している。モータ回転数Ｎが増
加し、Ｎ1 、更にはＮ2 に至ると、バッテリ電圧Ｖdcが
低い領域において最適励磁電流成分Ｉd の値に変化が現
われる。すなわち、バッテリ電圧Ｖdcに対する最適励磁
電流成分Ｉd の特性に傾斜が現われる。このような傾斜
が生じるのは、モータ１４の逆起電力がバッテリ電圧Ｖ
dcを上回り始めるためこれに応じ前述の弱め界磁制御が
実行されるためである。
数Ｎが０である場合には、最適励磁電流成分Ｉd の値は
バッテリ電圧Ｖdcによらず一定であり、またトルク指令
値Ｔ* の値に応じて変化している。モータ回転数Ｎが増
加し、Ｎ1 、更にはＮ2 に至ると、バッテリ電圧Ｖdcが
低い領域において最適励磁電流成分Ｉd の値に変化が現
われる。すなわち、バッテリ電圧Ｖdcに対する最適励磁
電流成分Ｉd の特性に傾斜が現われる。このような傾斜
が生じるのは、モータ１４の逆起電力がバッテリ電圧Ｖ
dcを上回り始めるためこれに応じ前述の弱め界磁制御が
実行されるためである。
【００２３】また、図２に示されるように、モータ回転
数Ｎが０である場合には最適トルク電流成分Ｉq はバッ
テリ電圧Ｖdcによらず一定であるが、モータ回転数Ｎが
Ｎ1、更にはＮ2 に至ると、バッテリ電圧Ｖdcが低い領
域で傾斜が生じ始める。これは、モータ１４として突極
機を用いているためリラクタンストルク、すなわち励磁
電流成分に依存するトルクが発生しており、弱め界磁制
御を行うべくバッテリ電圧Ｖdcが低い領域において励磁
電流成分を増加させるときトルク電流成分を減少させる
必要があるからである。
数Ｎが０である場合には最適トルク電流成分Ｉq はバッ
テリ電圧Ｖdcによらず一定であるが、モータ回転数Ｎが
Ｎ1、更にはＮ2 に至ると、バッテリ電圧Ｖdcが低い領
域で傾斜が生じ始める。これは、モータ１４として突極
機を用いているためリラクタンストルク、すなわち励磁
電流成分に依存するトルクが発生しており、弱め界磁制
御を行うべくバッテリ電圧Ｖdcが低い領域において励磁
電流成分を増加させるときトルク電流成分を減少させる
必要があるからである。
【００２４】従って、最適励磁電流成分Ｉd 及びトルク
電流成分Ｉq とバッテリ電圧Ｖdcとの関係は、図３及び
図４に示されるように近似することができる。
電流成分Ｉq とバッテリ電圧Ｖdcとの関係は、図３及び
図４に示されるように近似することができる。
【００２５】まず、最適励磁電流成分Ｉd については、
図３に示されるように、バッテリ電圧Ｖdcが低い領域に
ついては傾きｋd の直線（図中のＩd * 1 ）により、バ
ッテリ電圧Ｖdcが高い領域についてはモータ回転数Ｎが
０のときの最適励磁電流成分Ｉd の値（図中の
Ｉd * 2 ）により、それぞれ近似することができる。次
に、最適トルク電流成分についても、バッテリ電圧Ｖdc
が低い領域については傾きｋqの直線（図中の
Ｉq * 1 ）により、バッテリ電圧Ｖdcが高い領域につい
てはモータ回転数Ｎが０の時のトルク電流成分Ｉq の値
（図中のＩq * 2 ）により、近似することができる。傾
き（ｋd ，ｋq ）は、トルク指令Ｔ* やモータ回転数に
Ｎに応じた値である。
図３に示されるように、バッテリ電圧Ｖdcが低い領域に
ついては傾きｋd の直線（図中のＩd * 1 ）により、バ
ッテリ電圧Ｖdcが高い領域についてはモータ回転数Ｎが
０のときの最適励磁電流成分Ｉd の値（図中の
Ｉd * 2 ）により、それぞれ近似することができる。次
に、最適トルク電流成分についても、バッテリ電圧Ｖdc
が低い領域については傾きｋqの直線（図中の
Ｉq * 1 ）により、バッテリ電圧Ｖdcが高い領域につい
てはモータ回転数Ｎが０の時のトルク電流成分Ｉq の値
（図中のＩq * 2 ）により、近似することができる。傾
き（ｋd ，ｋq ）は、トルク指令Ｔ* やモータ回転数に
Ｎに応じた値である。
【００２６】図５には、本発明の第１実施例における電
流条件演算部１６の動作の全体フローが示されている。
流条件演算部１６の動作の全体フローが示されている。
【００２７】この実施例において、まず、電流条件演算
部１６は上位の制御装置からトルク指令Ｔ* を入力し
（１００）、またモータ回転位置センサ２０によってモ
ータ回転数Ｎを検出する（１０２）。
部１６は上位の制御装置からトルク指令Ｔ* を入力し
（１００）、またモータ回転位置センサ２０によってモ
ータ回転数Ｎを検出する（１０２）。
【００２８】電流条件演算部１６は、その後、バッテリ
１０から出力し得るバッテリ電圧Ｖdcの最低値を、基準
最低値Ｖdcmin に設定する（１０４）。電流条件演算部
１６は、設定した基準最低値Ｖdcmin に基づき、バッテ
リ電圧Ｖdcが基準最低値Ｖdc min であるときの最適励磁
電流成分Ｉd 及び最適トルク電流成分Ｉq の値（切片）
Ｉdmin及びＩqminを求める（１０６）。すなわち、Ｖdc
＝Ｖdcmin であるときに図３及び図４に示される一次近
似式がとる値を求める。その際、電流条件演算部１６
は、予め作成されているテーブル２００を参照する。こ
のテーブルは、モータ回転数Ｎ及びトルク指令Ｔ* と、
Ｖdc＝Ｖdcmin であるときの最適電流指令（Ｉd ，
Ｉq ）＝（Ｉdmin，Ｉqmin）を対応付けるテーブルであ
る。このテーブルは、図１及び図２に示す関係に基づき
作成することができる。
１０から出力し得るバッテリ電圧Ｖdcの最低値を、基準
最低値Ｖdcmin に設定する（１０４）。電流条件演算部
１６は、設定した基準最低値Ｖdcmin に基づき、バッテ
リ電圧Ｖdcが基準最低値Ｖdc min であるときの最適励磁
電流成分Ｉd 及び最適トルク電流成分Ｉq の値（切片）
Ｉdmin及びＩqminを求める（１０６）。すなわち、Ｖdc
＝Ｖdcmin であるときに図３及び図４に示される一次近
似式がとる値を求める。その際、電流条件演算部１６
は、予め作成されているテーブル２００を参照する。こ
のテーブルは、モータ回転数Ｎ及びトルク指令Ｔ* と、
Ｖdc＝Ｖdcmin であるときの最適電流指令（Ｉd ，
Ｉq ）＝（Ｉdmin，Ｉqmin）を対応付けるテーブルであ
る。このテーブルは、図１及び図２に示す関係に基づき
作成することができる。
【００２９】電流条件演算部１６は、その後、トルク指
令Ｔ* 及びモータ回転数Ｎが所定量以上変化したか否か
を判断する（１０８）。すなわち、前回この図のルーチ
ンを実行した際のトルク指令Ｔ* 及びモータ回転数Ｎに
対し、今回のトルク指令Ｔ*及びモータ回転数Ｎがそれ
ぞれどの程度変化しているかを求め、求めた変化量ΔＴ
* 及びΔＮがそれぞれ所定量ΔＴ0 及びΔＮ0 を越えて
いるか否かを判断する。この判定の結果ΔＴ* ＞ΔＴ0
及びΔＮ＞ΔＮ0 のいずれかが成立している場合にはモ
ータ１４の負荷急増とみなしてステップ１１０に移行
し、これ以外の場合にはステップ１１２に移行する。
令Ｔ* 及びモータ回転数Ｎが所定量以上変化したか否か
を判断する（１０８）。すなわち、前回この図のルーチ
ンを実行した際のトルク指令Ｔ* 及びモータ回転数Ｎに
対し、今回のトルク指令Ｔ*及びモータ回転数Ｎがそれ
ぞれどの程度変化しているかを求め、求めた変化量ΔＴ
* 及びΔＮがそれぞれ所定量ΔＴ0 及びΔＮ0 を越えて
いるか否かを判断する。この判定の結果ΔＴ* ＞ΔＴ0
及びΔＮ＞ΔＮ0 のいずれかが成立している場合にはモ
ータ１４の負荷急増とみなしてステップ１１０に移行
し、これ以外の場合にはステップ１１２に移行する。
【００３０】ステップ１１０においては、電流条件演算
部１６は、ステップ１０６において求めた図３及び図４
の切片（Ｉdmin，Ｉqmin）を電流指令（Ｉd * ，
Ｉq * ）として電流制御部１８に出力する。これによ
り、モータ１４の電流は、切片（Ｉdm in，Ｉqmin）、ひ
いてはバッテリ電圧Ｖdcの基準最低値Ｖdcmin に基づき
ベクトル制御されることになる。この状態では、モータ
１４の効率は最良効率とはならないが、モータ１４の負
荷に起因してバッテリ電圧Ｖdcが図１３に示されるよう
に変動したとしても、モータ１４の出力をトルク指令Ｔ
* ×モータ回転数Ｎ相当の値に確保することができる。
部１６は、ステップ１０６において求めた図３及び図４
の切片（Ｉdmin，Ｉqmin）を電流指令（Ｉd * ，
Ｉq * ）として電流制御部１８に出力する。これによ
り、モータ１４の電流は、切片（Ｉdm in，Ｉqmin）、ひ
いてはバッテリ電圧Ｖdcの基準最低値Ｖdcmin に基づき
ベクトル制御されることになる。この状態では、モータ
１４の効率は最良効率とはならないが、モータ１４の負
荷に起因してバッテリ電圧Ｖdcが図１３に示されるよう
に変動したとしても、モータ１４の出力をトルク指令Ｔ
* ×モータ回転数Ｎ相当の値に確保することができる。
【００３１】電流条件演算部１６は、この後、バッテリ
電圧Ｖdcが安定するまで待機する（１１４，１１６）。
バッテリ電圧Ｖdcが安定した後、電流条件演算部１６
は、安定後のバッテリ電圧ＶB に基づき電流指令値を補
正し（１１２）、補正された電流指令（Ｉd * ，
Ｉq * ）を電流制御部１８に供給する（１１８）。これ
により、モータ１４は、最良効率が得られる状態とな
る。
電圧Ｖdcが安定するまで待機する（１１４，１１６）。
バッテリ電圧Ｖdcが安定した後、電流条件演算部１６
は、安定後のバッテリ電圧ＶB に基づき電流指令値を補
正し（１１２）、補正された電流指令（Ｉd * ，
Ｉq * ）を電流制御部１８に供給する（１１８）。これ
により、モータ１４は、最良効率が得られる状態とな
る。
【００３２】図６には、この実施例におけるステップ１
１２、すなわち電流指令値の補正の内容が示されてい
る。
１２、すなわち電流指令値の補正の内容が示されてい
る。
【００３３】この実施例においては、電流指令
（Ｉd * ，Ｉq * ）を補正するに当たって、まず、図３
及び図４に示される一次近似式の傾き（ｋd ，ｋq ）が
求められる（１２０）。その際、電流条件演算部１６
は、トルク指令Ｔ* 及びモータ回転数Ｎと傾き（ｋd ，
ｋq ）を対応付けるテーブル２０２を使用する。このテ
ーブルは、図１及び図２に示される関係から作成するこ
とができる。電流条件演算部１６は、求めた傾き
（ｋd ，ｋq ）及び切片（Ｉdmin，Ｉqmin）を用いて図
３及び図４に示される一次近似式を構成し、この一次近
似式に安定後のバッテリ電圧ＶBを代入して、電流指令
（Ｉd * 1 ，Ｉq * 1 ）を求める（１２２）。すなわ
ち、
（Ｉd * ，Ｉq * ）を補正するに当たって、まず、図３
及び図４に示される一次近似式の傾き（ｋd ，ｋq ）が
求められる（１２０）。その際、電流条件演算部１６
は、トルク指令Ｔ* 及びモータ回転数Ｎと傾き（ｋd ，
ｋq ）を対応付けるテーブル２０２を使用する。このテ
ーブルは、図１及び図２に示される関係から作成するこ
とができる。電流条件演算部１６は、求めた傾き
（ｋd ，ｋq ）及び切片（Ｉdmin，Ｉqmin）を用いて図
３及び図４に示される一次近似式を構成し、この一次近
似式に安定後のバッテリ電圧ＶBを代入して、電流指令
（Ｉd * 1 ，Ｉq * 1 ）を求める（１２２）。すなわ
ち、
【数１】Ｉd * 1 ＝Ｉdmin＋ｋd ・ΔＶdc Ｉq * 1 ＝Ｉqmin＋ｋq ・ΔＶdc ΔＶdc＝ＶB −Ｖdcmin という一次多項式を構成し、この式に基づき電流指令値
（Ｉd * ，Ｉq * ）を求める。このようにして求めた電
流指令値（Ｉd * 1 ，Ｉq * 1 ）は、バッテリ電圧Ｖdc
が低い場合に使用することができる値である。
（Ｉd * ，Ｉq * ）を求める。このようにして求めた電
流指令値（Ｉd * 1 ，Ｉq * 1 ）は、バッテリ電圧Ｖdc
が低い場合に使用することができる値である。
【００３４】電流条件演算部１６は、この後、モータ回
転数Ｎが０であるときに最良効率を与えるモータ電流の
ベクトル成分値、すなわち図３及び図４に示される最適
電流指令（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）を、内蔵する記憶装置
から読み込む（１２４）。ステップ１２４において読み
込んだ電流指令（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）は、図３及び図
４に示されるように、バッテリ電圧Ｖdcが高い領域にお
いて使用し得る値である。
転数Ｎが０であるときに最良効率を与えるモータ電流の
ベクトル成分値、すなわち図３及び図４に示される最適
電流指令（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）を、内蔵する記憶装置
から読み込む（１２４）。ステップ１２４において読み
込んだ電流指令（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）は、図３及び図
４に示されるように、バッテリ電圧Ｖdcが高い領域にお
いて使用し得る値である。
【００３５】続くステップ１２６及び１２８において
は、電流条件演算部１６は、ステップ１２２において求
めた電流指令（Ｉd * 1 ，Ｉq * 1 ）と、ステップ１２
４において読み込んだ電流値（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）と
を比較する。
は、電流条件演算部１６は、ステップ１２２において求
めた電流指令（Ｉd * 1 ，Ｉq * 1 ）と、ステップ１２
４において読み込んだ電流値（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）と
を比較する。
【００３６】Ｉd * 1 ＜Ｉd * 2 である場合、現時点で
のバッテリ電圧、すなわち安定化後のバッテリ電圧ＶB
が、図３中左側に属しているとみなすことができる。す
なわち、最適励磁電流成分Ｉd の値がバッテリ電圧Ｖdc
の値に依存している領域であるとみなすことができる。
そこで、電流条件演算部１６は、ステップ１２２におい
て求めた最適励磁電流成分Ｉd * 1 を、ステップ１１８
において出力される励磁電流指令Ｉd * に設定する（１
３０）。
のバッテリ電圧、すなわち安定化後のバッテリ電圧ＶB
が、図３中左側に属しているとみなすことができる。す
なわち、最適励磁電流成分Ｉd の値がバッテリ電圧Ｖdc
の値に依存している領域であるとみなすことができる。
そこで、電流条件演算部１６は、ステップ１２２におい
て求めた最適励磁電流成分Ｉd * 1 を、ステップ１１８
において出力される励磁電流指令Ｉd * に設定する（１
３０）。
【００３７】逆に、Ｉd * 1 ≧Ｉd * 2 である場合に
は、現時点におけるバッテリ電圧ＶBが図３中右側の領
域に属しているとみなすとことができる。すなわち、最
適励磁電流成分Ｉd の値がバッテリ電圧Ｖdcの値に依存
していない領域に属しているとみなすことができる。そ
こで、電流条件演算部１６は、ステップ１２４において
読み込んだ最適励磁電流成分Ｉd * 2 を、ステップ１１
８において出力される励磁電流指令Ｉd * に設定する
（１３２）。
は、現時点におけるバッテリ電圧ＶBが図３中右側の領
域に属しているとみなすとことができる。すなわち、最
適励磁電流成分Ｉd の値がバッテリ電圧Ｖdcの値に依存
していない領域に属しているとみなすことができる。そ
こで、電流条件演算部１６は、ステップ１２４において
読み込んだ最適励磁電流成分Ｉd * 2 を、ステップ１１
８において出力される励磁電流指令Ｉd * に設定する
（１３２）。
【００３８】また、電流条件演算部１６は、ステップ１
２８において、Ｉq * 1 ＜Ｉq * 2であるか否かを判定
する。この判定の結果、Ｉq * 1 ＜Ｉq * 2 とされた場
合には、最適トルク電流成分Ｉq の値が、図４中左側の
領域に属しているとみなすことができる。そこで、電流
条件演算部１６は、ステップ１１８において出力される
トルク電流指令Ｉq * に、ステップ１２２において求め
た最適トルク電流成分Ｉq * 1 を設定する（１３４）。
逆にＩq * 1 ≧Ｉq * 2 であるとされた場合、図４中右
側の領域、すなわち最適トルク電流成分Ｉq の値がバッ
テリ電圧Ｖdcの値に依存している領域に、バッテリ電圧
ＶB が属しているとみなすことができる。この場合に
は、電流条件演算部１６は、ステップ１１８において出
力されるトルク電流指令Ｉq * を、ステップ１２４にお
いて読み込んだ最適トルク電流成分Ｉq * 2 にする（１
３６）。
２８において、Ｉq * 1 ＜Ｉq * 2であるか否かを判定
する。この判定の結果、Ｉq * 1 ＜Ｉq * 2 とされた場
合には、最適トルク電流成分Ｉq の値が、図４中左側の
領域に属しているとみなすことができる。そこで、電流
条件演算部１６は、ステップ１１８において出力される
トルク電流指令Ｉq * に、ステップ１２２において求め
た最適トルク電流成分Ｉq * 1 を設定する（１３４）。
逆にＩq * 1 ≧Ｉq * 2 であるとされた場合、図４中右
側の領域、すなわち最適トルク電流成分Ｉq の値がバッ
テリ電圧Ｖdcの値に依存している領域に、バッテリ電圧
ＶB が属しているとみなすことができる。この場合に
は、電流条件演算部１６は、ステップ１１８において出
力されるトルク電流指令Ｉq * を、ステップ１２４にお
いて読み込んだ最適トルク電流成分Ｉq * 2 にする（１
３６）。
【００３９】このようにして、本実施例における電流指
令値の補正が行われる。
令値の補正が行われる。
【００４０】従って、本実施例によれば、トルク指令Ｔ
* 及びモータ回転数Ｎを入力・検出した後まず基準最低
値Ｖdcmin に基づきモータ電流のベクトル制御を行うよ
うにしているため、モータ１４の負荷によってバッテリ
電圧Ｖdcが変動し、その結果必要な出力がモータ１４か
ら得られなくなるといった状況が生じなくなる。
* 及びモータ回転数Ｎを入力・検出した後まず基準最低
値Ｖdcmin に基づきモータ電流のベクトル制御を行うよ
うにしているため、モータ１４の負荷によってバッテリ
電圧Ｖdcが変動し、その結果必要な出力がモータ１４か
ら得られなくなるといった状況が生じなくなる。
【００４１】また、本実施例においては、この制御を行
った後バッテリ電圧Ｖdcが安定するまで待ち、安定後の
バッテリ電圧ＶB に基づきモータ電流のベクトル制御を
行うようにしているため、モータ１４の効率を早期に最
良値に制御することができる。
った後バッテリ電圧Ｖdcが安定するまで待ち、安定後の
バッテリ電圧ＶB に基づきモータ電流のベクトル制御を
行うようにしているため、モータ１４の効率を早期に最
良値に制御することができる。
【００４２】更に、モータ１４の最良効率制御は、モー
タ１４の効率を最良とする最適電流指令（Ｉd ，Ｉq ）
とバッテリ電圧Ｖdcとの関係を一次式により近似し、こ
の一次近似式を用いて初期電流指令値（＝切片
（Ｉdmin，Ｉqmin））を補正することにより行っている
ため、トルク指令値Ｔ* 、モータ回転数Ｎ、バッテリ電
圧Ｖdcの相互の関係を示す膨大なデータを記憶せずに実
現することができる。すなわち、バッテリ電圧Ｖdcが低
い領域については一次近似式の傾き（ｋd ，ｋq ）を記
憶するのみでよく、またバッテリ電圧Ｖdcが高い領域に
ついては、モータ回転数Ｎが０のときの最適電流指令
（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）の値を記憶するのみでよい。従
って、モータ１４の最良効率制御を行うに当たって、大
規模な記憶容量を有する高価なＣＰＵを用いる必要がな
い。これにより、装置コストが低減可能となる。
タ１４の効率を最良とする最適電流指令（Ｉd ，Ｉq ）
とバッテリ電圧Ｖdcとの関係を一次式により近似し、こ
の一次近似式を用いて初期電流指令値（＝切片
（Ｉdmin，Ｉqmin））を補正することにより行っている
ため、トルク指令値Ｔ* 、モータ回転数Ｎ、バッテリ電
圧Ｖdcの相互の関係を示す膨大なデータを記憶せずに実
現することができる。すなわち、バッテリ電圧Ｖdcが低
い領域については一次近似式の傾き（ｋd ，ｋq ）を記
憶するのみでよく、またバッテリ電圧Ｖdcが高い領域に
ついては、モータ回転数Ｎが０のときの最適電流指令
（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）の値を記憶するのみでよい。従
って、モータ１４の最良効率制御を行うに当たって、大
規模な記憶容量を有する高価なＣＰＵを用いる必要がな
い。これにより、装置コストが低減可能となる。
【００４３】図７には、この実施例における制御タイミ
ングが示されている。
ングが示されている。
【００４４】この図に示されるように、トルク指令Ｔ*
及びモータ回転数Ｎは、所定のサンプリング周期毎に入
力・検出される。トルク指令Ｔ* が入力されモータ回転
数Ｎが入力されると、前述のステップ１０６に係る処理
（初期計算）が行われ、切片（Ｉdmin，Ｉqmin）が得ら
れた時点でこの切片に基づくモータ電流のベクトル制御
が行われる。この制御が実行されると、モータ１４の負
荷によってバッテリ電圧Ｖdcが変化する。バッテリ電圧
Ｖdcの値の変動が徐々におさまり例えばｄＶdc／ｄｔが
所定の微少値δを下回ると（図１３参照）、電流条件演
算部１６はバッテリ電圧ＶdcがＶB に安定したとみなし
て、ステップ１１２に係る処理を実行する（補正計
算）。その結果得られた電流指令（Ｉd * ，Ｉq * ）が
出力された後は、モータ１４の効率は最良値となる。な
お、図中Ｔはモータ１４の出力トルクの実際の値（実ト
ルク）であり、初期計算が終了して（Ｉdmin，Ｉqmin）
が出力された時点でトルク指令値Ｔ* と一致する値とな
る。図中、１回目の初期計算はトルク指令Ｔ* の変化に
より実行されるものであり、２回目のそれはモータ回転
数Ｎの変化により実行されるものである。
及びモータ回転数Ｎは、所定のサンプリング周期毎に入
力・検出される。トルク指令Ｔ* が入力されモータ回転
数Ｎが入力されると、前述のステップ１０６に係る処理
（初期計算）が行われ、切片（Ｉdmin，Ｉqmin）が得ら
れた時点でこの切片に基づくモータ電流のベクトル制御
が行われる。この制御が実行されると、モータ１４の負
荷によってバッテリ電圧Ｖdcが変化する。バッテリ電圧
Ｖdcの値の変動が徐々におさまり例えばｄＶdc／ｄｔが
所定の微少値δを下回ると（図１３参照）、電流条件演
算部１６はバッテリ電圧ＶdcがＶB に安定したとみなし
て、ステップ１１２に係る処理を実行する（補正計
算）。その結果得られた電流指令（Ｉd * ，Ｉq * ）が
出力された後は、モータ１４の効率は最良値となる。な
お、図中Ｔはモータ１４の出力トルクの実際の値（実ト
ルク）であり、初期計算が終了して（Ｉdmin，Ｉqmin）
が出力された時点でトルク指令値Ｔ* と一致する値とな
る。図中、１回目の初期計算はトルク指令Ｔ* の変化に
より実行されるものであり、２回目のそれはモータ回転
数Ｎの変化により実行されるものである。
【００４５】図８には、本発明の第２実施例における電
流条件演算部１６の制御の流れ、特にステップ１０４に
係る処理の流れが示されている。この実施例において
は、まず、電流条件演算部１６はＳＯＣセンサ２４によ
りバッテリ１０のＳＯＣを検出し（１３８）、また電圧
センサ２２によりバッテリ電圧Ｖdcを検出する（１４
０）。電流条件演算部１６は、ステップ１００及び１０
２において入力・検出したトルク指令Ｔ* とモータ回転
数Ｎを乗ずることにより、モータ１４の出力（指令値）
Ｐ* を求める（１４２）。
流条件演算部１６の制御の流れ、特にステップ１０４に
係る処理の流れが示されている。この実施例において
は、まず、電流条件演算部１６はＳＯＣセンサ２４によ
りバッテリ１０のＳＯＣを検出し（１３８）、また電圧
センサ２２によりバッテリ電圧Ｖdcを検出する（１４
０）。電流条件演算部１６は、ステップ１００及び１０
２において入力・検出したトルク指令Ｔ* とモータ回転
数Ｎを乗ずることにより、モータ１４の出力（指令値）
Ｐ* を求める（１４２）。
【００４６】電流条件演算部１６は、続いて、求めた出
力Ｐ* と検出したＳＯＣに基づき、安定後のバッテリ電
圧ＶB を推定する（１４４）。その際、電流条件演算部
１６は、出力Ｐ* 及びＳＯＣとバッテリ電圧ＶB の関係
を示すテーブル２０４を参照する。すなわち、安定後の
バッテリ電圧ＶB は、図９に示されるように、出力Ｐ*
とＳＯＣに依存しており、この関係がテーブル２０４と
して電流条件演算部１６に搭載される。
力Ｐ* と検出したＳＯＣに基づき、安定後のバッテリ電
圧ＶB を推定する（１４４）。その際、電流条件演算部
１６は、出力Ｐ* 及びＳＯＣとバッテリ電圧ＶB の関係
を示すテーブル２０４を参照する。すなわち、安定後の
バッテリ電圧ＶB は、図９に示されるように、出力Ｐ*
とＳＯＣに依存しており、この関係がテーブル２０４と
して電流条件演算部１６に搭載される。
【００４７】電流条件演算部１６は、推定したバッテリ
電圧ＶB に基づき、基準最低値Ｖdc min を設定する（１
４６）。すなわち、ＶB から所定値ΔＶを減ずることに
よりＶdcmin 設定する。
電圧ＶB に基づき、基準最低値Ｖdc min を設定する（１
４６）。すなわち、ＶB から所定値ΔＶを減ずることに
よりＶdcmin 設定する。
【００４８】このようにして設定された基準最低値Ｖ
dcmin に基づき、モータ電流（Ｉd ，Ｉq ）の制御が行
われると（１１０）、前述したように、負荷に起因した
バッテリ電圧Ｖdcの変動にもかかわらずモータ１４の出
力を確保することができる。加えて、この実施例のよう
にバッテリ１０のＳＯＣを考慮にいれて基準最低値Ｖdc
min を設定した場合、基準最低値Ｖdcmin を不必要に下
げる必要がなくなり、ステップ１１０実行直後における
モータ１４の効率を最良効率ではないながらもある程度
高い値に制御することができる。
dcmin に基づき、モータ電流（Ｉd ，Ｉq ）の制御が行
われると（１１０）、前述したように、負荷に起因した
バッテリ電圧Ｖdcの変動にもかかわらずモータ１４の出
力を確保することができる。加えて、この実施例のよう
にバッテリ１０のＳＯＣを考慮にいれて基準最低値Ｖdc
min を設定した場合、基準最低値Ｖdcmin を不必要に下
げる必要がなくなり、ステップ１１０実行直後における
モータ１４の効率を最良効率ではないながらもある程度
高い値に制御することができる。
【００４９】図１０には、本発明の第３実施例における
電流条件演算部１６の動作の流れ、特にステップ１１２
に係る電流指令値補正動作の流れが示されている。
電流条件演算部１６の動作の流れ、特にステップ１１２
に係る電流指令値補正動作の流れが示されている。
【００５０】この実施例においては、電流条件演算部１
６は、テーブル２０６を使用して電流指令値（Ｉd * ，
Ｉq * ）を求めている。このテーブル２０６は、最適電
流指令（Ｉd ，Ｉq ）とトルク指令Ｔ* 及びモータ回転
数Ｎとを対応づけ、この対応関係を示すテーブルを離散
的なバッテリ電圧Ｖdcに対応づけたテーブルである。電
流条件演算部１６は、このテーブル２０６を用いて電流
指令値（Ｉd * ，Ｉq * ）を求めるに当たって、まず、
記憶しているテーブル２０６に含まれるバッテリ電圧Ｖ
dcのうち安定後のバッテリ電圧ＶB に最も近いＶdc1 及
びＶdc2 を選択する（１４８）。電流条件演算部１６
は、これらの値Ｖdc1 及びＶdc2 に対応する電流指令
（Ｉd * 1 ，Ｉq * 1 ）及び（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）を
テーブル２０６を参照して求め（１５０）、求めた電流
指令（Ｉd * 1 ，Ｉq * 1 ）と（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）
の補間により、ステップ１１８において出力される電流
指令（Ｉd * ，Ｉq * ）を求める（１５２）。
６は、テーブル２０６を使用して電流指令値（Ｉd * ，
Ｉq * ）を求めている。このテーブル２０６は、最適電
流指令（Ｉd ，Ｉq ）とトルク指令Ｔ* 及びモータ回転
数Ｎとを対応づけ、この対応関係を示すテーブルを離散
的なバッテリ電圧Ｖdcに対応づけたテーブルである。電
流条件演算部１６は、このテーブル２０６を用いて電流
指令値（Ｉd * ，Ｉq * ）を求めるに当たって、まず、
記憶しているテーブル２０６に含まれるバッテリ電圧Ｖ
dcのうち安定後のバッテリ電圧ＶB に最も近いＶdc1 及
びＶdc2 を選択する（１４８）。電流条件演算部１６
は、これらの値Ｖdc1 及びＶdc2 に対応する電流指令
（Ｉd * 1 ，Ｉq * 1 ）及び（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）を
テーブル２０６を参照して求め（１５０）、求めた電流
指令（Ｉd * 1 ，Ｉq * 1 ）と（Ｉd * 2 ，Ｉq * 2 ）
の補間により、ステップ１１８において出力される電流
指令（Ｉd * ，Ｉq * ）を求める（１５２）。
【００５１】従って、この実施例においては、図１１に
示される値の電流指令（Ｉd * ，Ｉq * ）が出力される
ことになる。
示される値の電流指令（Ｉd * ，Ｉq * ）が出力される
ことになる。
【００５２】なお、以上の説明においては、モータ１４
の電流を励磁電流成分とトルク電流成分にベクトル分解
してベクトル制御を行う例のみを示したが、これは、モ
ータ電流の絶対値｜Ｉ｜及び位相θに分解してベクトル
制御を行うようにしてもよい。また、モータ１４として
非突極機を用いても構わない。更に、ステップ１１２に
おいて使用する近似多項式は一次式に限定されるもので
はなく、二次以上の式でもよい。すなわち、切片（Ｉ
dmin，Ｉqmin）を通りかつ図１及び図２に示される関係
を近似している式であれば本発明において使用すること
ができる。
の電流を励磁電流成分とトルク電流成分にベクトル分解
してベクトル制御を行う例のみを示したが、これは、モ
ータ電流の絶対値｜Ｉ｜及び位相θに分解してベクトル
制御を行うようにしてもよい。また、モータ１４として
非突極機を用いても構わない。更に、ステップ１１２に
おいて使用する近似多項式は一次式に限定されるもので
はなく、二次以上の式でもよい。すなわち、切片（Ｉ
dmin，Ｉqmin）を通りかつ図１及び図２に示される関係
を近似している式であれば本発明において使用すること
ができる。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリ電圧が基準最低電圧であるとみなした上で駆動
電流を初期的にベクトル制御し、このベクトル制御の後
にバッテリ電圧が安定した時点で安定後のバッテリ電圧
に応じて駆動電流をベクトル制御するようにしたため、
ベクトル制御実行後に負荷に起因してバッテリ電圧が変
動した場合であっても、モータの出力が不足するといっ
た事態を防止することができる。また、バッテリ電圧が
安定した後はモータの効率を最良値に制御することがで
きるため、エネルギ効率がよく電気自動車等に搭載する
のに適する駆動制御装置が得られる。
バッテリ電圧が基準最低電圧であるとみなした上で駆動
電流を初期的にベクトル制御し、このベクトル制御の後
にバッテリ電圧が安定した時点で安定後のバッテリ電圧
に応じて駆動電流をベクトル制御するようにしたため、
ベクトル制御実行後に負荷に起因してバッテリ電圧が変
動した場合であっても、モータの出力が不足するといっ
た事態を防止することができる。また、バッテリ電圧が
安定した後はモータの効率を最良値に制御することがで
きるため、エネルギ効率がよく電気自動車等に搭載する
のに適する駆動制御装置が得られる。
【００５４】また、本発明によれば、初期的に駆動電流
をベクトル制御する際に使用される基準最低電圧を、バ
ッテリのＳＯＣや電圧に基づき設定するようにしたた
め、基準最低電圧を不必要に下げることを防止すること
ができ、バッテリ電圧が安定する以前においても比較的
良好なモータ効率を実現することができる。
をベクトル制御する際に使用される基準最低電圧を、バ
ッテリのＳＯＣや電圧に基づき設定するようにしたた
め、基準最低電圧を不必要に下げることを防止すること
ができ、バッテリ電圧が安定する以前においても比較的
良好なモータ効率を実現することができる。
【００５５】さらに、本発明によれば、モータの効率を
良好な値とする電流値（最適電流値）がバッテリ電圧に
依存する領域について、バッテリ電圧値対最適電流値の
関係を数式にて近似し、この近似式の傾き等の係数を記
憶するとともに最適電流値がバッテリ電圧に依存しない
領域について最適電流値を記憶するようにしたため、こ
れらの記憶情報を用いてバッテリ電圧安定後のベクトル
制御を実行することができる。従って、トルク指令値、
モータ回転数、バッテリ電圧等の複雑な関係を記憶する
必要がなく、低コストで実現可能な装置が得られる。
良好な値とする電流値（最適電流値）がバッテリ電圧に
依存する領域について、バッテリ電圧値対最適電流値の
関係を数式にて近似し、この近似式の傾き等の係数を記
憶するとともに最適電流値がバッテリ電圧に依存しない
領域について最適電流値を記憶するようにしたため、こ
れらの記憶情報を用いてバッテリ電圧安定後のベクトル
制御を実行することができる。従って、トルク指令値、
モータ回転数、バッテリ電圧等の複雑な関係を記憶する
必要がなく、低コストで実現可能な装置が得られる。
【００５６】本発明によれば、上述の近似式を一次式と
し、係数としてこの一次式の傾き及び切片を記憶するよ
うにしたため、上述の記憶情報量低減の効果をより顕著
なものとすることができる。切片としては、初期電流指
令値を用いることができる。
し、係数としてこの一次式の傾き及び切片を記憶するよ
うにしたため、上述の記憶情報量低減の効果をより顕著
なものとすることができる。切片としては、初期電流指
令値を用いることができる。
【図１】モータ回転数Ｎ、トルク指令値Ｔ* 及びバッテ
リ電圧Ｖdcと、モータの効率を最良値とする最適励磁電
流成分Ｉd の関係を示す図である。
リ電圧Ｖdcと、モータの効率を最良値とする最適励磁電
流成分Ｉd の関係を示す図である。
【図２】モータ回転数Ｎ、トルク指令値Ｔ* 及びバッテ
リ電圧Ｖdcと、モータの効率を最良値とする最適トルク
電流成分Ｉq の関係を示す図である。
リ電圧Ｖdcと、モータの効率を最良値とする最適トルク
電流成分Ｉq の関係を示す図である。
【図３】最適励磁電流成分Ｉd とバッテリ電圧Ｖdcの関
係の一次式近似を示す図である。
係の一次式近似を示す図である。
【図４】最適トルク電流成分Ｉq とバッテリ電圧Ｖdcの
関係の一次式近似を示す図である。
関係の一次式近似を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例における電流条件演算部の
動作の全体フローを示すフローチャートである。
動作の全体フローを示すフローチャートである。
【図６】この実施例における電流条件演算部の電流指令
値補正動作のフローを示すフローチャートである。
値補正動作のフローを示すフローチャートである。
【図７】この実施例における制御タイミングを示すタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
【図８】本発明の第２実施例における基準最低値Ｖ
dcmin の決定処理のフローを示すフローチャートであ
る。
dcmin の決定処理のフローを示すフローチャートであ
る。
【図９】この実施例におけるＶdcmin 決定用テーブルの
作成方法を示す図である。
作成方法を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施例における電流条件演算部
の電流指令値補正処理のフローを示すフローチャートで
ある。
の電流指令値補正処理のフローを示すフローチャートで
ある。
【図１１】（ａ）はこの実施例において実行される補間
処理を示す図であり、（ｂ）はＶdc1 とＶdc2 の関係を
示す図である。
処理を示す図であり、（ｂ）はＶdc1 とＶdc2 の関係を
示す図である。
【図１２】永久磁石型同期モータの駆動制御装置の一例
構成を示すシステム構成図である。
構成を示すシステム構成図である。
【図１３】モータの負荷運転によるバッテリ電圧Ｖdcの
変動を示すタイミングチャートである。
変動を示すタイミングチャートである。
１０ バッテリ １２ インバータ １４ 永久磁石型同期モータ １６ 電流条件演算部 １８ 電流制御部 ２０ モータ回転位置センサ ２２ 電圧センサ ２４ ＳＯＣセンサ Ｔ* トルク指令 Ｎ モータ回転数 Ｖdc バッテリ電圧 （Ｉd * ，Ｉq * ） 出力される電流指令 （Ｉd ，Ｉq ） 最適電流指令 Ｖdcmin バッテリ電圧の基準最低値 （Ｉdmin，Ｉqmin） （Ｉd ，Ｉq ）を近似する一次多
項式の切片 （ｋd ，ｋq ） （Ｉd ，Ｉq ）を近似する一次式の傾
き ＶB 安定後のバッテリ電圧
項式の切片 （ｋd ，ｋq ） （Ｉd ，Ｉq ）を近似する一次式の傾
き ＶB 安定後のバッテリ電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 5/408 - 5/412 B60L 9/18
Claims (5)
- 【請求項１】 バッテリを電源としてトルク指令値に応
じて交流電流に変換し永久磁石型同期モータに駆動電流
として供給することにより、当該永久磁石型同期モータ
を駆動制御する駆動制御装置において、 トルク指令値及びモータ出力状態のいずれか一方が所定
量以上変化した場合に、バッテリ電圧が基準最低電圧で
あると見なした上で、トルク指令値、モータ出力状態及
び基準最低電圧に応じて初期電流指令値を求め、求めた
初期電流指令値に基づき駆動電流をベクトル制御する初
期制御手段と、 初期電流指令値によるモータ電流のベクトル制御の実行
後検出したバッテリ電圧が安定したら、該検出したバッ
テリ電圧に応じた最適な電流指令値を求め、求めた電流
指令値に基づきモータ電流をベクトル制御する電流補正
手段と、 を備えることを特徴とする駆動制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の駆動制御装置において、 上記基準最低電圧が、バッテリ残存容量及びバッテリ電
圧の検出値に基づき設定されることを特徴とする駆動制
御装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の駆動制御装置において、 電流補正手段が、 前記トルク指令値を実現するにあたり良好な効率が得ら
れる最適電流値がバッテリ電圧に依存する領域につい
て、バッテリ電圧値対最適電流値の関係を数式にて近似
し、その数式の係数をモータ出力状態に応じて記憶する
第１記憶手段と、 該最適電流値がバッテリ電圧に依存しない領域について
該最適電流値を記憶する第２記憶手段と、 第１記憶手段から前記数式の係数をモータ出力状態に基
づき読み出すと共に、該読み出した係数及び前記安定し
た後に検出したバッテリ電圧とから前記数式を用いて第
１最適電流指令値を求める第１演算手段と、 第２記憶手段の記憶内容から第２最適電流指令値を定め
る第２演算手段と、 前記第１及び第２最適電流指令値の大小関係から使用す
べき最適電流値を選択し、該選択した最適電流値を用い
て駆動電流をベクトル制御する制御手段と、 を有することを特徴とする駆動制御装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の駆動制御装置において、 前記第１記憶手段の数式が所定の１次式であり、係数と
して１次式における切片及び傾きをモータ出力状態に応
じて記憶していることを特徴とする駆動制御装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の駆動制御装置において、 前記１次式の切片が前記初期指令値であることを特徴と
する駆動電流制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6030544A JP2959381B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 永久磁石型同期モータの駆動制御装置 |
| EP94112417A EP0638457B1 (en) | 1993-08-10 | 1994-08-09 | Apparatus for driving and controlling synchronous motor using permanent magnets as its field system |
| DE69416747T DE69416747T2 (de) | 1993-08-10 | 1994-08-09 | Vorrichtung zum Antrieb und zur Steuerung von Synchronmotoren, die Permanentmagnete als Erregungssystem benützen |
| US08/288,031 US5569995A (en) | 1993-08-10 | 1994-08-10 | Method and apparatus for driving and controlling synchronous motor using permanent magnets as its field system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6030544A JP2959381B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 永久磁石型同期モータの駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07246000A JPH07246000A (ja) | 1995-09-19 |
| JP2959381B2 true JP2959381B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=12306742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6030544A Expired - Fee Related JP2959381B2 (ja) | 1993-08-10 | 1994-02-28 | 永久磁石型同期モータの駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2959381B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3396440B2 (ja) | 1999-02-08 | 2003-04-14 | 株式会社日立製作所 | 同期電動機の制御装置 |
| JP4557605B2 (ja) * | 2004-06-01 | 2010-10-06 | 東洋電機製造株式会社 | 同期機の制御装置 |
| JP2008143439A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Mitsuba Corp | ハイブリッド自動車 |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP6030544A patent/JP2959381B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07246000A (ja) | 1995-09-19 |
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