JP6608883B2 - 回転電機の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機の回転制御を行う制御装置及び制御方法に関する。

従来から、モータを含む回転電機の回転制御を行う制御装置が知られている。例えば、低速回転領域におけるインラッシュ電流又はトルクリップルの発生を抑制するための技術が種々提案されている。

特許文献１では、複数のホールセンサを用いてブラシレスモータの回転制御を行う場合、ロータの磁極位置（つまり、回転角度）を補間することで、ホールセンサの個数に起因する角度分解能の不足を補う制御装置が提案されている。

特許第５５０２６０５号公報

しかしながら、特許文献１で提案される装置では、実質的には、モータの回転速度に応じて「極低速用」又は「通常用」の補間方法を選択しているため、さらに高い位置精度を保証し得る回転制御が難しい可能性がある。このように、特許文献１に関して、制御設計の柔軟性の観点で改良の余地が十分に残されている。

本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、位置精度の要求に応じたきめ細やかな回転制御を実行可能な回転電機の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

第１の本発明に係る回転電機の制御装置は、インバータ回路内の上下アームの一部を構成する一対のスイッチング素子に対してそれぞれ第１駆動波形及び第２駆動波形を供給することで、回転電機の回転制御を行う装置であって、前記回転電機の回転方向に沿って固定配置され、かつ、前記回転電機の回転角度に応じた検出信号をそれぞれ出力する複数の回転角度センサと、前記複数の回転角度センサによる前記検出信号の組み合わせから特定される離散的な角度レベルを補間することで、前記回転角度を示す補間角度を算出する補間角度算出部と、前記補間角度算出部により算出された前記補間角度、及び前記回転電機の回転速度の組み合わせから駆動波形の変調量を決定する変調量決定部と、矩形状の駆動波形である前記第１駆動波形を生成すると共に、前記変調量決定部により決定された前記変調量にて、矩形状の駆動波形に対するパルス変調を行うことで前記第２駆動波形を生成する駆動波形生成部と、を備える。

このように、補間角度及び回転速度の組み合わせから変調量を決定し、この変調量にてパルス変調を行うことで第２駆動波形を生成するので、補間角度及び回転速度の組み合わせに適した柔軟性の高い制御設計が可能となり、位置精度の要求に応じたきめ細やかな回転制御を行うことができる。すなわち、高価な装置構成を採用（例えば、高分解能位置センサを追加）することなく、回転電機の制御性を向上させることができる。

また、当該制御装置は、前記補間角度及び前記回転速度を入力変数とし、前記変調量を出力変数とする変調量マップを記憶するマップ記憶部をさらに備え、前記変調量決定部は、前記マップ記憶部から前記変調量マップを読み出して参照することで前記変調量を決定してもよい。予め記憶した変調量マップを読み出して参照することで、一々計算を行うことなく変調量を直接的に求めることができる。

また、前記マップ記憶部は、前記補間角度に対する最大変調量の関係を示す第１特性曲線と、前記回転速度に対する変調許可係数の関係を示す第２特性曲線と、を合成してなる前記変調量マップを記憶してもよい。

第２の本発明に係る回転電機の制御方法は、インバータ回路内の上下アームの一部を構成する一対のスイッチング素子に対してそれぞれ第１駆動波形及び第２駆動波形を供給することで、回転電機の回転制御を行う方法であって、前記回転電機の回転方向に沿って固定配置された複数の回転角度センサを用いて、前記回転電機の回転角度に応じた検出信号をそれぞれ取得する取得工程と、前記複数の回転角度センサによる前記検出信号の組み合わせから特定される離散的な角度レベルを補間することで、前記回転角度を示す補間角度を算出する算出工程と、算出された前記補間角度及び前記回転電機の回転速度の組み合わせから駆動波形の変調量を決定する決定工程と、矩形状の駆動波形である前記第１駆動波形を生成すると共に、決定された前記変調量にて、矩形状の駆動波形に対するパルス変調を行うことで前記第２駆動波形を生成する生成工程と、を備える。

また、当該制御方法は、前記補間角度及び前記回転速度を入力変数とし、前記変調量を出力変数とする変調量マップを記憶する記憶工程をさらに備え、前記決定工程では、記憶された前記変調量マップを読み出して参照することで前記変調量を決定してもよい。

また、前記記憶工程では、前記補間角度に対する最大変調量の関係を示す第１特性曲線と、前記回転速度に対する変調許可係数の関係を示す第２特性曲線と、を合成してなる前記変調量マップを記憶させてもよい。

本発明に係る回転電機の制御装置及び制御方法によれば、位置精度の要求に応じたきめ細やかな回転制御を行うことができる。すなわち、高価な装置構成を採用（例えば、高分解能位置センサを追加）することなく、回転電機の制御性を向上させることができる。

本発明の一実施形態における回転電機の制御装置を組み込んだ自動搬送車の概略平面図である。 図１のモータの要部を模式的に示す断面図である。 図１に示すモータ制御装置の電気的なブロック図である。 図３に示す演算処理装置の機能ブロック図である。 図５Ａ〜図５Ｃは、第１特性曲線の一例を示す図である。 第２特性曲線の一例を示す図である。 変調量マップの一例を示す図である。 検出信号、角度レベル及び駆動波形に関する波形図である。 図９Ａは、通常の矩形波制御（従来例）による左右のモータの回転速度の時間変化を示す図である。図９Ｂは、片アーム変調型の矩形波制御（実施例）による左右のモータの回転速度の時間変化を示す図である。

以下、本発明に係る回転電機の制御装置について制御方法との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［モータ制御装置１８の適用例］
＜自動搬送車１０の構成＞
図１は、本発明の一実施形態における回転電機の制御装置（ここでは、モータ制御装置１８）を組み込んだ自動搬送車１０の概略平面図である。自動搬送車１０は、無人の搬送台車（無人搬送車）であり、工場内における部品、仕掛品又は完成品を含む各種物品を供給・搬送する。

この自動搬送車１０は、具体的には、車体１２と、左右の車輪１４、１４と、左右のモータ１６、１６（回転電機）と、左右のモータ制御装置１８、１８と、統合ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）２０と、無線モジュール２２と、を含んで構成される。

統合ＥＣＵ２０は、無線モジュール２２を介して上位装置２４からの指令信号を受信し、この指令信号に基づいて自動搬送車１０の各部を制御する。具体的には、統合ＥＣＵ２０は、上位装置２４からの指令信号及び自動搬送車１０の走行挙動に基づいて左右の速度指令値を生成し、この速度指令値を含む制御信号を左右のモータ制御装置１８、１８に向けて供給する。

右側のモータ制御装置１８は、統合ＥＣＵ２０からの制御信号に基づいて右側のモータ１６の回転制御を行うことで、所望の回転速度にて右側の車輪１４を回転させることができる。同様に、左側のモータ制御装置１８は、統合ＥＣＵ２０からの制御信号に基づいて左側のモータ１６の回転制御を行うことで、所望の回転速度にて左側の車輪１４を回転させることができる。

＜モータ１６の全体構成＞
図２は、図１に示すモータ１６の要部を模式的に示す断面図である。このモータ１６は、中空円柱状の筐体２６と、筐体２６の内壁に設けられる３つのステータ２８と、永久磁石からなる円柱状のロータ３０と、３つのホールセンサ３２（回転角度センサ）と、を含んで構成される３相ブラシレスモータである。

Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のステータ２８はそれぞれ、スロット３４にステータコイル３６が巻回されてなる。ロータ３０は、１組の磁極（Ｎ極／Ｓ極）を有する永久磁石からなり、時計回り又は反時計回りに回転可能に構成されている。

各々のホールセンサ３２は、ロータ３０の回転による磁極位置の変化を検出可能な非接触磁気センサである。各々のホールセンサ３２は、ロータ３０（モータ１６）の回転方向Ａに沿って等角度間隔に固定配置されている。以下、Ｗ相−Ｕ相同士、Ｕ相−Ｖ相同士、Ｖ相−Ｗ相同士のステータ２８、２８の間にあるホールセンサ３２を、それぞれ「Ｈｕ」、「Ｈｖ」、「Ｈｗ」と区別して表記する場合がある。

なお、モータ１６は、図２に例示する構造に限られることなく、［１］インナーロータ型／アウターロータ型、［２］表面磁石型（ＳＰＭ；Surface Permanent Magnet）／埋込磁石型（ＩＰＭ；Interior Permanent Magnet）、［３］ステータ２８の相数、［４］ステータ２８のスロット数、或いは［５］ロータ３０の極数（組数）、の様々な組み合わせを採用してもよい。

ところで、自動搬送車１０（図１）の駆動制御を行う際、他の製品・用途（例えば、電動カート）と比べて、高いレベルの位置精度が要求される場合がある。具体的には、低速回転領域におけるモータ１６の制御特性がばらつくことで、左右のモータ１６の同期性が低下し、停止時の位置精度又は発進時の直進安定性が低下してしまう懸念がある。

そこで、図２に例示するモータ１６のように、比較的に安価な装置構成であっても、位置精度の要求に応じたきめ細やかな回転制御を実行可能な制御方法（後述する「片アーム変調型」の矩形波制御）を提案する。

［モータ制御装置１８の構成］
＜ブロック図＞
図３は、図１に示すモータ制御装置１８の電気的なブロック図である。モータ制御装置１８は、インバータ回路４０と、直流電源４２と、駆動回路４４と、を含んで構成される。

インバータ回路４０は、直流を交流に変換する電源回路である。インバータ回路４０は、モータ１６のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ対応する３つの下側アーム４６と、モータ１６のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ対応する３つの上側アーム４８と、を含んで構成される。以下、各相に対応する下側アーム４６及び上側アーム４８を纏めて上下アーム５０という場合がある。

各々の下側アーム４６は、一方のスイッチング素子５２を介してスイッチング動作（オン・オフ動作）を行う。各々の上側アーム４８は、他方のスイッチング素子５４を介してスイッチング動作（オン・オフ動作）を行う。

駆動回路４４は、インバータ回路４０の駆動制御を行う制御回路である。具体的には、駆動回路４４は、検出信号処理器６０と、演算処理装置６２と、不揮発性メモリ６４（マップ記憶部）と、を備える。

検出信号処理器６０は、センサ群３８による検出信号の組み合わせから角度レベルを示すレベル信号を生成した後、該レベル信号を演算処理装置６２に向けて供給する。例えば、図２に示すように、３つのホールセンサ３２が配置されている場合、レベル信号は、６つの角度レベル（角度分解能は６０度）を表現する。

演算処理装置６２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro-Processing Unit）からなり、外部装置（図１の統合ＥＣＵ２０）からの速度指令値に基づいて、インバータ回路４０を駆動制御するための波形信号（以下、「駆動波形」という）を生成・出力する。

不揮発性メモリ６４は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリを含む半導体メモリから構成される。本図の例では、不揮発性メモリ６４には、後述する変調量マップ６６（図７参照）が格納されている。

図４は、図３に示す演算処理装置６２の機能ブロック図である。この演算処理装置６２は、不揮発性メモリ６４を含む記憶部に格納されたプログラムを読み出し実行することで、減算器７０、指令値生成部７２、変調量決定部７４、駆動波形生成部７６、角度レベル特定部７８、補間角度算出部８０、及び回転速度計測部８２として機能する。

減算器７０は、統合ＥＣＵ２０からの速度指令値及び回転速度計測部８２からの速度実測値を入力し、速度指令値から速度実測値を減算した値（以下、速度偏差）を出力する。

指令値生成部７２は、統合ＥＣＵ２０からの速度指令値及び減算器７０からの速度偏差を用いて、モータ１６のトルクを示す指令値（ここでは、目標とする回転速度）を生成する。

変調量決定部７４は、不揮発性メモリ６４から変調量マップ６６を読み出して参照することで、指令値生成部７２からの回転速度をパルス変調量（以下、単に「変調量」という）に変換する。ここで、変調量マップ６６は、補間角度及び回転速度を入力変数とし、変調量を出力変数とする変換情報である。

駆動波形生成部７６は、変調量決定部７４からの変調量に基づいて、「片アーム変調型」に適したインバータ回路４０の駆動波形を生成する。具体的には、駆動波形生成部７６は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相における矩形状の駆動波形である第１駆動波形８８（図８）を生成し、これらの第１駆動波形８８をＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するスイッチング素子５２に向けて供給する。

一方、駆動波形生成部７６は、変調量マップ６６により得られた変調量にて、矩形状の駆動波形に対するパルス変調を行うことで、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相における第２駆動波形９２（図８）を生成し、これらの第２駆動波形９２をＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するスイッチング素子５４に対して供給する。ここで、ＰＷＭ制御（pulse-width modulation）を用いてパルス変調を行う場合、この変調量はデューティ比に相当する。

角度レベル特定部７８は、モータ１６の角度レベルを示すレベル信号に基づいて離散的な角度レベルを特定する。例えば、角度分解能が６０度である場合、０度、６０度、１２０度、１８０度、２４０度、３００度のうちいずれか１つの角度レベルに特定される。

補間角度算出部８０は、角度レベル特定部７８からの角度レベルを補間することでモータ１６の回転角度を示す補間角度を算出し、この補間角度を変調量決定部７４及び回転速度計測部８２に向けて供給する。補間角度算出部８０は、例えば、特許第５５０２６０５号公報に記載された手法を含む様々な算出手法を用いて上記した補間角度を算出してもよい。

回転速度計測部８２は、サンプリング時間の前後にわたる補間角度の変化量に対して当該サンプリング時間を除算することで、モータ１６の回転速度を計測する。その後、回転速度計測部８２は、計測した回転速度（以下、速度実測値）を減算器７０に向けて供給する。

＜変調量マップ６６の数値的特徴＞
続いて、変調量マップ６６の数値的特徴について、図５Ａ〜図７を参照しながら説明する。この変調量マップ６６は、［１］補間角度に対する最大変調量の関係を示す第１特性曲線８４と、［２］回転速度に対する変調許可係数の関係を示す第２特性曲線８６と、を合成した３次元マップに相当する。

［１］図５Ａ〜図５Ｃにおけるグラフの横軸は補間角度（単位：ｄｅｇ）を示すと共に、グラフの縦軸は最大変調量（単位：無次元）を示す。第１特性曲線８４は、例えば、モータ１６の特性、モータ１６内の磁石の個数・配置、電流リップルの発生を考慮して設計される。

図５Ａは、モータ１６の１回転分に対応する１次成分のみを含む曲線形状を示す。図５Ｂは、図５Ａの第１特性曲線８４に対してさらに３次成分を含む曲線形状を示す。図５Ｃは、図５Ｂの第１特性曲線８４に対してさらに高次成分（５次以上の成分）を含む曲線形状を示す。

［２］図６は、第２特性曲線８６の一例を示す図である。グラフの横軸は回転速度（単位：ｒｐｍ）を示すと共に、グラフの縦軸は変調許可係数（単位：％）を示す。本図の例では、回転速度が０〜３０００（ｒｐｍ）の範囲内にある場合には、変調許可係数は１００％（値は１）である。回転速度が７０００（ｒｐｍ）を超える範囲にある場合には、変調許可係数は０％（値は０）である。一方、回転速度が３０００〜７０００（ｒｐｍ）の範囲内にある場合には、変調許可係数は回転速度に対して単調に減少する値をとる。

つまり、低速回転領域内では、直流電源４２から供給可能な電圧（Ｖｐｎ）に余裕があるため、パルス変調を積極的に行うことで駆動波形を正弦波に近づける。一方、高速回転領域内では、モータ１６に対する出力電力を大きくするため、パルス変調を行わずに駆動波形の矩形状をそのまま維持する。

［３］図７は、変調量マップ６６の一例を示す図である。グラフの第１軸は回転速度（単位：ｒｐｍ）であり、グラフの第２軸は補間角度（単位：ｄｅｇ）であり、第３軸は変調量（単位：無次元）である。本図に示す変調量マップ６６は、図５Ａに示す第１特性曲線８４と、図６に示す第２特性曲線８６と、の合成により得られる。

具体的には、矩形波関数をＲｅｃｔ、最大変調量をＭｏ、変調許可係数（図６参照）をＣと表記する場合、変調量Ｍは、次の（１）式で与えられる。
Ｍ＝Ｒｅｃｔ−Ｃ（Ｒｅｃｔ−Ｍｏ） ‥‥（１）

［モータ制御装置１８の動作］
＜波形図＞
図３に戻って、駆動回路４４は、統合ＥＣＵ２０（図１）からの速度指令値、及びセンサ群３８によるモータ１６の検出信号に基づいて、インバータ回路４０の駆動制御を行う。ここで、駆動回路４４の演算処理装置６２は、矩形波制御を基調としつつ、片方の矩形波に対してパルス変調を施した駆動波形を生成する。

図８は、検出信号、角度レベル及び駆動波形に関する波形図である。より詳しくは、上側から順に、「Ｈｕ」、「Ｈｖ」、「Ｈｗ」の検出信号、角度レベル、Ｕ相の上段駆動波形（第２駆動波形９２）及びＵ相の下段駆動波形（第１駆動波形８８）を表記している。

「通常」の矩形波制御の場合、矩形状の駆動波形である第１駆動波形８８（実線で図示）と、第１駆動波形８８とは逆位相である矩形状の駆動波形９０（破線で図示）が生成される。一方、「片アーム変調型」の矩形波制御の場合、矩形状の駆動波形９０に対して変調量マップ６６に基づくパルス変調を行うことで、疑似的な正弦形状を有する第２駆動波形９２（実線で図示）が得られる。

なお、Ｖ相の駆動波形は、Ｕ相の駆動波形（第１駆動波形８８、第２駆動波形９２）に対して位相が１２０度進んだ波形に相当する。同様に、Ｗ相の駆動波形は、Ｕ相の駆動波形（第１駆動波形８８、第２駆動波形９２）に対して位相が１２０度遅れた波形に相当する。

＜動作の検証結果＞
続いて、このモータ制御装置１８による動作の検証結果について、図９Ａ及び図９Ｂを参照しながら説明する。ここでは、停止中の自動搬送車１０が発進する際の直進安定性を評価している。

図９Ａは、通常の矩形波制御による左右のモータ１６の回転速度の時間変化を示す図である。図９Ｂは、片アーム変調型の矩形波制御による左右のモータ１６の回転速度の時間変化を示す図である。図９Ａ及び図９Ｂに関して、グラフの横軸は時間（単位：ｓ）を示すと共に、グラフの縦軸は回転速度（単位：ｒｐｍ）を示す。

ここで、統合ＥＣＵ２０（図１）は、左右のモータ制御装置１８に対して、モータ１６が停止中（０ｒｐｍ）であった状態から、目標速度に到達するまでの間に、モータ１６を一定の加速度で加速させる指令を同期的に行ったことを想定する。

図９Ａに示すように、立ち上がり時間領域９４に注目すると、右側のモータ１６の立ち上がり時間が相対的に遅くなっているため、モータ１６間の回転速度が微視的にばらついている。つまり、停止中の自動搬送車１０が発進する際、直進安定性が損なわれる可能性が高い。

図９Ｂに示すように、立ち上がり時間領域９６に注目すると、左右のモータ１６の立ち上がり時間が略一致するため、モータ１６間の回転速度のばらつきが大幅に低下している。つまり、停止中の自動搬送車１０が発進する際、高い直進安定性が得られる。

［モータ制御装置１８による効果］
以上のように、モータ制御装置１８は、［１］インバータ回路４０内の上下アーム５０の一部を構成する一対のスイッチング素子５２、５４に対してそれぞれ第１駆動波形８８及び第２駆動波形９２を供給することで、モータ１６（回転電機）の回転制御を行う装置であって、［２］モータ１６の回転方向Ａに沿って固定配置され、かつ、モータ１６の回転角度に応じた検出信号をそれぞれ出力する複数のホールセンサ３２（回転角度センサ）と、［３］各々の検出信号から特定される離散的な角度レベルを補間することで、回転角度を示す補間角度を算出する補間角度算出部８０と、［４］算出された補間角度及びモータ１６の回転速度の組み合わせから駆動波形の変調量を決定する変調量決定部７４と、［５］矩形状の駆動波形である第１駆動波形８８を生成すると共に、決定された変調量にてパルス変調を行うことで第２駆動波形９２を生成する駆動波形生成部７６と、を備える。

また、モータ制御装置１８を用いたモータ１６の制御方法は、［１］インバータ回路４０内の上下アーム５０の一部を構成する一対のスイッチング素子５２、５４に対してそれぞれ第１駆動波形８８及び第２駆動波形９２を供給することで、モータ１６（回転電機）の回転制御を行う方法であって、［２］モータ１６の回転方向Ａに沿って固定配置された複数のホールセンサ３２（回転角度センサ）を用いて、モータ１６の回転角度に応じた検出信号をそれぞれ取得する取得工程と、［３］各々の検出信号から特定される離散的な角度レベルを補間することで、回転角度を示す補間角度を算出する算出工程と、［４］算出された補間角度及びモータ１６の回転速度の組み合わせから駆動波形の変調量を決定する決定工程と、［５］矩形状の第１駆動波形８８を生成すると共に、決定された変調量にてパルス変調を行うことで第２駆動波形９２を生成する生成工程と、を備える。

特に、図２に示す比較的安価なモータ１６（ブラシレスモータ及びホールセンサの組み合わせ）を利用する際、応答性及び位置精度の低下が問題になり得る。そこで、補間角度及び回転速度の組み合わせから変調量を決定し、この変調量にてパルス変調を行うことで第２駆動波形９２を生成するので、補間角度及び回転速度の組み合わせに適した柔軟性の高い制御設計が可能となり、位置精度の要求に応じたきめ細やかな回転制御を行うことができる。すなわち、高価な装置構成を採用（例えば、高分解能位置センサを追加）することなく、モータ１６の制御性を向上させることができる。

また、モータ制御装置１８は、補間角度及び回転速度を入力変数とし、変調量を出力変数とする変調量マップ６６を記憶する不揮発性メモリ６４（マップ記憶部）をさらに備え、変調量決定部７４は、不揮発性メモリ６４から変調量マップ６６を読み出して参照することで変調量を決定してもよい。予め記憶した変調量マップ６６を読み出して参照することで、一々計算を行うことなく変調量を直接的に求めることができる。

また、不揮発性メモリ６４は、補間角度に対する最大変調量の関係を示す第１特性曲線８４と、回転速度に対する変調許可係数の関係を示す第２特性曲線８６と、を合成してなる変調量マップ６６を記憶してもよい。

［補足］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。或いは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

例えば、本実施形態では、下側アーム４６のスイッチング素子５２に対して第１駆動波形８８が、上側アーム４８のスイッチング素子５４に対して第２駆動波形９２が供給されているが、この逆であってもよい。つまり、駆動回路４４は、上側アーム４８のスイッチング素子５４に対して第１駆動波形８８を、下側アーム４６のスイッチング素子５２に対して第２駆動波形９２をそれぞれ供給してもよい。

また、本実施形態では、電動機としてのモータ１６を自動搬送車１０に適用した例について説明したが、回転電機の種類及び用途はこの組み合わせに限られない。回転電機の種類は、例えば、モータ１６の他、発電機又は電動発電機であってもよい。また、回転電機の用途は、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車、電動バイク、電動アシスト自転車を含む電力車両、或いは産業用設備であってもよい。

１０…自動搬送車 １６…モータ（回転電機）
１８…モータ制御装置（制御装置） ３２…ホールセンサ（回転角度センサ）
４０…インバータ回路 ４２…直流電源
４４…駆動回路 ５０…上下アーム
５２…スイッチング素子（一方のスイッチング素子）
５４…スイッチング素子（他方のスイッチング素子）
６０…検出信号処理器 ６２…演算処理装置
６４…不揮発性メモリ（マップ記憶部） ６６…変調量マップ
７０…減算器 ７２…指令値生成部
７４…変調量決定部 ７６…駆動波形生成部
７８…角度レベル特定部 ８０…補間角度算出部
８２…回転速度計測部 ８４…第１特性曲線
８６…第２特性曲線 ８８…第１駆動波形
９０…矩形状の駆動波形 ９２…第２駆動波形
Ａ…回転方向

Claims (6)

1. インバータ回路内の上下アームの一部を構成する一対のスイッチング素子に対してそれぞれ第１駆動波形及び第２駆動波形を供給することで、回転電機の回転制御を行う制御装置であって、
   前記回転電機の回転方向に沿って固定配置され、かつ、前記回転電機の回転角度に応じた検出信号をそれぞれ出力する複数の回転角度センサと、
   前記複数の回転角度センサによる前記検出信号の組み合わせから特定される離散的な角度レベルを補間することで、前記回転角度を示す補間角度を算出する補間角度算出部と、
   前記補間角度算出部により算出された前記補間角度、及び前記回転電機の回転速度の組み合わせから駆動波形の変調量を決定する変調量決定部と、
   矩形状の駆動波形である前記第１駆動波形を生成すると共に、前記変調量決定部により決定された前記変調量にて、矩形状の駆動波形に対するパルス変調を行うことで前記第２駆動波形を生成する駆動波形生成部と、
   を備え、
   前記変調量決定部は、前記補間角度から定められる最大変調量と、前記回転速度から定められる変調許可係数と、に基づいて前記変調量を決定し、
   前記変調許可係数は、前記回転速度が０から所定の回転速度までは一定値で、前記所定の回転速度を超えると減少する値をとることを特徴とする回転電機の制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置において、
   前記補間角度及び前記回転速度を入力変数とし、前記変調量を出力変数とする変調量マップを記憶するマップ記憶部をさらに備え、
   前記変調量決定部は、前記マップ記憶部から前記変調量マップを読み出して参照することで前記変調量を決定する
   ことを特徴とする回転電機の制御装置。
3. 請求項２に記載の制御装置において、
   前記マップ記憶部は、前記補間角度に対する前記最大変調量の関係を示す第１特性曲線と、前記回転速度に対する前記変調許可係数の関係を示す第２特性曲線と、を合成してなる前記変調量マップを記憶することを特徴とする回転電機の制御装置。
4. インバータ回路内の上下アームの一部を構成する一対のスイッチング素子に対してそれぞれ第１駆動波形及び第２駆動波形を供給することで、回転電機の回転制御を行う制御方法であって、
   前記回転電機の回転方向に沿って固定配置された複数の回転角度センサを用いて、前記回転電機の回転角度に応じた検出信号をそれぞれ取得する取得工程と、
   前記複数の回転角度センサによる前記検出信号の組み合わせから特定される離散的な角度レベルを補間することで、前記回転角度を示す補間角度を算出する算出工程と、
   算出された前記補間角度及び前記回転電機の回転速度の組み合わせから駆動波形の変調量を決定する決定工程と、
   矩形状の駆動波形である前記第１駆動波形を生成すると共に、決定された前記変調量にて、矩形状の駆動波形に対するパルス変調を行うことで前記第２駆動波形を生成する生成工程と、
   を備え、
   前記決定工程は、前記補間角度から定められる最大変調量と、前記回転速度から定められる変調許可係数と、に基づいて前記変調量を決定し、
   前記変調許可係数は、前記回転速度が０から所定の回転速度までは一定値で、前記所定の回転速度を超えると減少する値をとることを特徴とする回転電機の制御方法。
5. 請求項４に記載の制御方法において、
   前記補間角度及び前記回転速度を入力変数とし、前記変調量を出力変数とする変調量マップを記憶する記憶工程をさらに備え、
   前記決定工程では、記憶された前記変調量マップを読み出して参照することで前記変調量を決定する
   ことを特徴とする回転電機の制御方法。
6. 請求項５に記載の制御方法において、
   前記記憶工程では、前記補間角度に対する前記最大変調量の関係を示す第１特性曲線と、前記回転速度に対する前記変調許可係数の関係を示す第２特性曲線と、を合成してなる前記変調量マップを記憶することを特徴とする回転電機の制御方法。

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