JP2000308384A - モータ制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源電圧の検出値に含まれる誤差を補正して
モータに適切な電圧を印加する。 【解決手段】 要求トルクに応じてモータに印加すべき
トルク電圧を設定し、バッテリの電圧に応じてトルク電
圧が印加されるよう、インバータのデューティを制御す
る。このように構成されたモータ制御装置において、モ
ータの通常運転を開始する前に、一定のデューティでイ
ンバータをスイッチングして、モータに電圧を印加す
る。また、この電圧に応じて流れた電流を検出する。一
定のデューティでインバータをスイッチングした場合の
電源電圧と電流との関係を予めテーブルとして記憶して
おけば、電源電圧の真値を求めることができ、バッテリ
の電圧センサに生じるオフセット誤差を特定することが
できる。従って、バッテリの電圧検出値を補正して、ト
ルク電圧を適切に制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源からモータの
コイルに印加される電圧を適切に制御して、該モータの
運転を制御するモータ制御装置およびモータ制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々のモータが産業機械、鉄道車
両などに使用されている。近年では、モータを動力源と
して使用するハイブリッド車両も提案されている。モー
タはステータおよびロータの磁界の相互作用によって回
転する。両者の磁界の少なくとも一方は、コイルへの通
電により生じる。永久磁石型の同期モータを例にとって
説明する。かかる同期モータのロータには永久磁石が貼
付されている。一方、ステータにはコイルが巻回されて
いる。このコイルに多相交流を流すことにより、ステー
タ側に回転磁界を生じさせることができる。同期モータ
は、こうして生じた回転磁界に追随するようにロータが
回転する。

【０００３】モータの運転は、コイルに印加される電圧
を制御し、コイルに流れる電流を制御することにより、
制御される。例えば、大きなトルクを出力すべき場合に
は、コイルに印加する電圧を高くし、電流を増大して強
い磁界を生じさせる。逆に要求トルクが小さい場合に
は、コイルに印加する電圧を低くし、電流を低減して弱
い磁界を生じさせる。

【０００４】コイルに印加される電圧の制御はインバー
タ等を用いて行われることが多い。インバータとは直流
電圧を交流電圧に変換する回路であり、一定電圧の電源
のソース側とシンク側を一組とするスイッチング素子に
より構成される。これらのスイッチング素子が単位時間
当たりにオンとなる割合、即ちデューティを変化させる
ことにより、コイルに印加される電圧値を変化させるこ
とができる。ソース側のデューティを高めれば、出力さ
れる電圧は高くなる。デューティを低くすれば出力され
る電圧は低くなる。コイルに印加される電圧を所望の値
に制御するためには、電源の電圧値に応じて適切なデュ
ーティでインバータを駆動する必要がある。

【０００５】従来は、要求トルクに基づいてモータのコ
イルに印加されるべき電圧値を設定し、次に、その電圧
値が実現されるよう、センサにより検出された電源電圧
に基づいてデューティを決定していた。こうして設定さ
れたデューティでインバータのスイッチング素子のオン
・オフを制御することにより、モータの運転を制御して
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の制御方
法ではモータの運転を十分精度よく制御できない場合が
あった。電源電圧を検出するセンサは、モータを使用す
る環境等の影響によって検出値に誤差を含むことがあ
る。かかる誤差は、検出値が真値から正または負の方向
にずれるオフセット誤差として生じる。当然、オフセッ
トの量も環境その他の影響によって変動する。

【０００７】従来は、かかるオフセット誤差による影響
を考慮せずにモータの制御が行われていた。先に述べた
通り、モータのコイルに印加される電圧は、電源の電圧
値を基準としてインバータのデューティを調整すること
により、制御される。電源の電圧値に誤差が含まれてい
る場合には、コイルに所望の電圧を正確に印加すること
ができない。この結果、従来の制御では、要求トルクを
適切に出力することができないなどの弊害が生じてい
た。

【０００８】また、同期モータの制御において、電源電
圧の検出誤差は次の弊害も生じていた。先に説明した通
り、同期モータはロータの回転数に同期した速度で回転
する回転磁界によってモータを運転する。かかる磁界を
生じさせるためには、ロータの電気的な回転角、即ち電
気角に応じてコイルへの通電を行う必要がある。通常、
電気角の検出はホール素子等のセンサを用いて行うこと
が多い。しかし、近年ではモータ制御装置の構成を簡素
化することによって信頼性を向上する目的から、いわゆ
るセンサレスで電気角を検出する技術も提案されてい
る。

【０００９】センサレスで電気角を検出する場合には、
電気角を一旦ある値に推定した上で、モータのコイルに
所定の電気角検出電圧を印加する。そして、この電気角
検出電圧に応じてコイルに流れる電流を検出する。両者
の間には電圧方程式と呼ばれる関係式が成立する。電気
角の推定値に誤差がなければこの方程式は値０となる。
電気角の推定値に誤差がある場合には、その誤差量に応
じて電圧方程式の演算結果が値０からずれる。逆に、電
圧方程式の演算結果におけるずれ量に基づき、電気角の
推定値と真値との誤差を特定することができる。

【００１０】センサレスで電気角を精度良く検出するた
めには、精度良く電気角検出電圧を印加する必要があ
る。電気角検出電圧の値も電源の電圧値に応じてデュー
ティを調整することにより制御される。従来の技術で
は、電気角検出電圧の印加に際し、電源の電圧値を考慮
していなかった。従って、電源電圧の検出誤差に伴い、
電気角検出電圧の値が変動していた。この結果、電気角
の検出精度が低下することがあった。電気角の検出精度
の低下により、従来は、トルクの脈動などの弊害を生
じ、モータの滑らかな運転を損ねることがあった。

【００１１】近年では、モータを適用した装置が種々提
案されており、モータの運転を制御する精度の向上が求
められていた。このため、電源電圧の誤差に伴う精度の
低下は看過し得ないものとなっていた。また、モータを
動力源とする装置には、電源の電圧値が非常に高いもの
もあり、かかる装置では電源電圧の誤差の影響が大きか
った。本発明は上記課題を解決するためになされ、モー
タのコイルに印加される電圧の検出誤差に起因する弊害
を抑制し、モータの運転を適切に制御する技術を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では
以下の構成を採った。本発明のモータ制御装置は、電源
からモータのコイルに印加される電圧を制御して、該モ
ータの運転を制御するモータ制御装置であって、前記電
源の電圧値を推定する電圧推定手段と、該推定された電
圧値に基づいて所定の検出用電圧を前記コイルに印加す
る検出用電圧印加手段と、該検出用電圧に応じて前記コ
イルに流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記検
出された電圧値と、電流値とに基づいて推定された電圧
値の誤差を特定する誤差特定手段と、前記特定された誤
差を反映して、前記モータの運転状態に応じた所定の電
圧を前記コイルに印加する電圧印加制御手段とを備える
ことを要旨とする。

【００１３】かかるモータ制御装置によれば、電源の電
圧値の推定値についての誤差を反映して運転状態に応じ
た電圧を印加することができる。従って、モータの運転
を適切に制御することができる。

【００１４】先に説明した通り、モータのコイルに印加
される電圧は電源の電圧値に応じてインバータ等の駆動
回路を制御することにより制御されるのが通常である。
従来は、センサにより検出された電源の電圧値を真値と
して該制御が行われていた。これに対し、本発明のモー
タ制御装置は、電源の電圧値を一旦、ある値に推定す
る。こうして推定された電圧値に基づいて検出用電圧印
加手段が検出用電圧を印加する。推定された電圧値と真
値との間に誤差があれば、予め設定された値とは異なる
電圧値の検出用電圧が印加されることになる。印加され
た検出用電圧の誤差は、該電圧に応じてコイルに流れた
電流により検出することができる。従って、かかる誤差
に基づき、電源電圧の推定値の誤差をも特定することが
できる。本発明のモータ制御装置は、こうして特定され
た誤差を反映することにより、コイルに適切な電圧を印
加することができる。

【００１５】本発明のモータ制御装置において、電圧推
定手段には、種々の構成を適用可能である。例えば、電
源電圧を常に予め定めた一定の値であるものと仮定する
ものとしてもよい。こうすれば、装置全体の構成および
処理を簡易なものとすることができる。また、前記電圧
推定手段は、前記電源の電圧値の検出結果に基づいて前
記推定を行う手段であるものとしてもよい。こうすれ
ば、推定した電圧値と真値との誤差を比較的小さい範囲
に抑制することができ、誤差の反映をより適切に行うこ
とが可能となる。

【００１６】また、検出用電圧は、予め定めた一定値の
電圧を印加するようインバータ等の駆動回路を制御して
印加するものとしてもよいし、該駆動回路の制御状態を
予め定めた一定の状態にして印加するものとしてもよ
い。前者の場合は、電源電圧の推定値に応じて駆動回路
の制御状態が変わるため、結果としてコイルに印加され
る電圧値が変動する。後者の場合は、電源電圧の実際の
変動が直接コイルに印加される電圧値の変動として現れ
る。いずれにしても、本来、電圧の推定値に誤差が含ま
れると、印加されるべき検出用電圧からずれた電圧がコ
イルに印加されることになる。なお、後者の場合は、電
源電圧が常に一定の値に推定されている状態に対応す
る。

【００１７】本発明のモータ制御装置において、前記誤
差特定手段も種々の構成を適用可能である。例えば、前
記誤差特定手段は、前記電圧値と電流値との関係を記憶
する記憶手段と、該関係を参照して前記誤差を求める誤
差演算手段とを備えるものとすることができる。

【００１８】こうすれば、記憶手段を参照することによ
り、電源の電圧の推定値が真値であると仮定した場合に
本来検出されるべき電流値を求めることができる。一
方、検出された電流に基づいて、電源電圧の現実の値を
求めることができる。この結果、両者から推定値と真値
との誤差を定量的に演算することができる。なお、記憶
手段は、上記電圧値と電流値との関係を関数として記憶
するものとしてもよいし、前記電圧値に応じた前記電流
値を記憶するテーブルであるものとしてもよい。関数を
利用すれば、関係を記憶するための容量を抑制すること
ができる利点がある。一方、テーブルを利用すれば、電
圧値と電流値が非常に非線形性が強い場合など関数で十
分表現し得ない場合にも適切に対応することができる利
点がある。

【００１９】誤差特定手段は、上述の通り誤差を定量的
に求める構成に限られるものではない。例えば、誤差が
生じているか否かを特定することができるものとしても
よい。かかる構成の一例としては、所定の検出用電圧に
対して本来検出されるべき電流値を記憶し、この電流値
と検出された電流値とを比較することにより実現する構
成が挙げられる。誤差が生じているか否かを特定するこ
とができれば、電源電圧の推定値を逐次変更して検出用
電圧を繰り返し印加する等の方法により、誤差を反映し
たモータの制御を実現することが可能となる。

【００２０】本発明のモータ制御装置は、交流モータ、
直流モータに限らず、電源の電圧に基づいてコイルに印
加する電圧を制御することで、運転が制御される種々の
モータに適用可能である。また、特定のモータに適用す
る場合には、更に、以下に示す種々の構成を採ることも
可能である。

【００２１】例えば、本発明のモータ制御装置を、多相
交流によって回転するモータに適用する場合には、前記
モータのロータについて電気角を検出する電気角検出手
段を備え、前記検出用電圧印加手段は、前記電圧値に応
じた電流値の変化が顕著に現れる相として、前記電気角
ごとに予め設定された相に検出用電圧を印加する手段で
あるものとすることができる。

【００２２】多相交流によって回転するモータにおいて
は、電気角に応じて各相コイルのインダクタンスが変化
するため、各相コイルに印加された電圧と該電圧に応じ
て流れる電流との関係が変化することが知られている。
同様に電源電圧の誤差による影響も電気角の変化に応じ
て各相ごとに変化する。従って、電気角ごとに、電源電
圧の誤差の影響を特定しやすい相を選択することができ
る。上記構成では、かかる性質を利用して、誤差を特定
しやすい相を電気角ごとに使い分けることにより、誤差
をより精度良く特定できる。上記構成において、電流値
の変化が顕著に現れる相とは、かかる観点から、電流検
出手段の精度等を考慮して、誤差を特定しやすい相を任
意に選択することができる。必ずしも各電気角で電流値
の変化が最大となる相に限定されるものではない。

【００２３】同様に、本発明のモータ制御装置を多相交
流によって回転するモータに適用する場合には、前記モ
ータのロータについて電気角を検出する電気角検出手段
を備え、前記検出用電圧印加手段は、前記ロータの回転
に伴って回転し、前記電気角によって特定される所定の
方向に検出用電圧を印加する手段であるものとすること
もできる。

【００２４】かかる構成によれば、検出用電圧と電流と
の関係を各相ごとに記憶したり、誤差の検出に適した相
を選択したりする必要がないため、記憶容量の低減や処
理の簡素化を図ることが可能となる。多相交流によって
回転するモータでは、ロータと同期して回転する回転磁
界によって運転される。回転磁界の制御はいわゆるベク
トル制御によって行われることが多い。ベクトル制御と
は、ロータの回転とともに回転する軸を設定し、その軸
方向の磁界の強さを要求トルクに応じて制御する方法を
いう。磁界の強さおよび方向を比較的制御しやすい利点
がある。ベクトル制御でモータの運転を制御している場
合には、該制御で使用される軸を検出用電圧の印加方向
に適用することができるため、モータ制御装置全体の構
成や処理の簡素化を図る上で好ましい。

【００２５】上述の構成において、ロータの回転に伴う
方向としては、ベクトル制御で使用される方向に関わら
ず種々の方向を用いることが可能であるが、前記モータ
が同期モータである場合には、前記所定の方向は、前記
ロータの回転中心を通り、該ロータの磁束と一致する方
向であるものとすることが望ましい。

【００２６】同期モータにおいては、ロータの回転中心
を通り、ロータの磁束と一致する方向（以下、ｄ軸方向
とよぶ）、およびロータの回転面内でｄ軸方向に直交す
る方向（以下、ｑ軸方向とよぶ）をベクトル制御に用い
るのが通常である。ｑ軸方向がモータのトルクの発生に
主として起因する方向である。上記構成では、検出用電
圧をｄ軸方向に印加する。従って、検出用電圧の印加に
際し、トルクの発生を抑制することができる。この結
果、上記構成によれば、電源電圧の誤差を特定する処理
中にモータのトルクに変動が生じ、振動等が発生するこ
とを抑制することができる。

【００２７】本発明のモータ制御装置において、前記誤
差の特定は種々のタイミングで実行することができる。
例えば、前記モータが回転を開始する起動時に、前記電
圧推定手段、検出用電圧印加手段、電流検出手段、およ
び誤差特定手段を用いて前記誤差の特定を行う誤差特定
制御手段を備えるものとしてもよい。

【００２８】かかるモータ制御装置によれば、モータが
回転を開始する起動時にのみ誤差の特定を実行する。一
般に電源の電圧値自体はモータの運転中に大きな変動は
生じない。また、電圧値の検出をセンサで行う場合も、
運転中にオフセットの大きな変動は生じない。逆にモー
タの起動時には、モータ停止中の環境条件等に応じて電
源の電圧の推定値に大きな誤差を含む場合が多い。上述
のモータ制御装置によれば、起動時に誤差の特定を行う
ため、運転を開始した当初からモータの運転を適切に制
御することができる。また、上記構成において、モータ
が運転を開始した後は、誤差の特定を行わないものとす
れば、運転中のモータの制御に要する時間を短縮するこ
とができ、高速運転時にも適切にモータを制御すること
が可能となる。

【００２９】また、本発明のモータ制御装置において
は、該電圧推定手段、検出用電圧印加手段、電流検出手
段、および誤差特定手段をそれぞれ１回ずつ用いて誤差
の特定を行うことも可能であるが、前記誤差特定手段に
より特定された誤差を前記電圧推定手段における推定に
反映させつつ、該電圧推定手段、検出用電圧印加手段、
電流検出手段、および誤差特定手段を繰り返し用いて、
前記誤差を所定範囲内に収束させる誤差収束制御手段を
備えるものとしてもよい。

【００３０】各手段を１回ずつ用いて誤差の特定を行え
ば、誤差の特定に要する時間を短縮することができる利
点がある。一方、各手段を繰り返し用いて誤差を収束さ
せるものとすれば、より精度よく誤差を特定することが
でき、モータの運転をより精度良く制御できる利点があ
る。電源電圧の誤差と該電圧に応じて流れる電流値との
関係に非線形性が強い場合などには、後者の誤差収束手
段を備えることが特に好ましい。

【００３１】本発明のモータ制御装置において、特定さ
れた誤差はモータの制御に種々の態様で反映させること
が可能である。例えば、前記電圧印加制御手段は、該モ
ータが出力すべきトルクに応じて前記コイルに印加され
るべきトルク電圧を設定するトルク電圧設定手段と、前
記誤差を反映して、該トルク電圧を印加する手段とを備
えるものとすることができる。

【００３２】こうすれば、電源電圧の誤差を反映して、
トルク電圧を適切に印加することができる。従って、モ
ータの出力トルクを要求トルクに精度良く一致させるこ
とが可能となる。もちろん、前記特定された誤差を反映
させる方法も種々の態様が考えられる。第１に、印加さ
れるべき電圧値に基づいてデューティ等を設定する際に
用いられる電源電圧値自体に反映する態様である。当
然、特定された誤差に基づいて前記推定された電圧値を
補正するものとしてもよいし、誤差特定手段において電
源電圧の真値が求められている場合には、真値に置換す
るものとしてもよい。第２に、推定された電源電圧に基
づいて一旦設定されたデューティ等を誤差特定手段によ
り特定された誤差に基づいて補正する態様を採ることも
できる。さらに、トルク電圧の値自体を誤差に基づいて
補正するものとしてもよい。

【００３３】また、前記モータは突極型の同期モータで
ある場合には、特定された誤差を次の態様でモータの制
御に反映させることもできる。即ち、前記コイルに印加
された所定の電気角検出用電圧と、該電圧に応じて流れ
た電流に基づいて前記コイルの電気角を算出する電気角
算出手段を備え、前記電圧印加制御手段は、前記誤差を
反映して前記電気角検出用電圧を印加する手段であるも
のとすることもできる。

【００３４】かかる構成では、突極型の同期モータの電
気角の検出をセンサレスで行う電気角算出手段を備え
る。電気角は、コイルに印加された所定値の検出用電圧
と、該電圧に応じてコイルに流れる電流との関係を用い
ることにより、センサレスで算出することができる。上
記構成では、電源電圧の誤差を反映して、検出用電圧を
適切に印加することができる。従って、電気角を精度良
く算出することができ、モータの運転を適切に制御する
ことができる。

【００３５】ここで、センサレスでの電気角の算出方法
の一例を示す。例えば、モータが比較的高速回転で運転
している場合には、次式（１）（２）に示す電圧方程式
を用いて電気角の算出を行う。 Ｖｄ−Ｒ・Ｉｄ−ｐ（Ｌｄ・Ｉｄ）＋ω・Ｌｑ・Ｉｑ＝０ ・・・（１） Ｖｑ−Ｒ・Ｉｑ−ｐ（Ｌｑ・Ｉｑ）−ω・Ｌｄ・Ｉｄ−Ｅ＝０ ・・・（２） ここで、Ｖはモータに印加される電圧値、Ｉはモータ巻
線に流れる電流値、Ｌは巻線のインダクタンスを示して
いる。Ｖ，Ｉ，Ｌに付けられた添え字ｄおよびｑは、そ
れぞれの値がモータのいわゆるｄ軸、ｑ軸方向の値であ
ることを意味している。上式の他の変数について、Ｒは
モータコイル抵抗、ωはモータの電気的回転角速度、Ｅ
はモータの回転によって生じる起電力を示している。モ
ータの電気的角速度ωは、モータの機械的な角速度に極
対数を乗じて求められる値である。また、ｐは時間微分
演算子である。つまり、 ｐ（Ｌｄ・Ｉｄ）＝ｄ（Ｌｄ・Ｉｄ）／ｄｔ である。

【００３６】上述の電圧方程式（１）（２）は、ｄ軸、
ｑ軸について常に成立する方程式である。センサレスで
モータを制御する場合、まずモータの制御装置はある推
定された電気角θｃに基づいて上記方程式を演算する
（図４参照）。このとき、演算結果には推定された電気
角θｃと現実の電気角θとの誤差角Δθに応じた演算誤
差が生じる。つまり、算出された電流および電圧値を用
いて上述の電圧方程式（１）（２）を計算すれば、本来
は値０となるべき両方程式が０以外の値となる。前のタ
イミングにおける電気角に、現タイミングにおける電圧
値、電流値等を用いて計算された方程式（１）（２）の
誤差を考慮した補正を行うことにより、現タイミングに
おける電気角を算出することができる。

【００３７】電気角を演算する方法の具体例を以下に示
す。先に示した電圧方程式（１）（２）において、時間
微分（ｄ／ｄｔ）を時間差分（変化量／時間）に置き換
えて変形すると次式（３）〜（５）が得られる。 ΔＩｄ＝Ｉｄ（ｎ）−Ｉｄｍ ＝Ｉｄ（ｎ）−Ｉｄ（ｎ−１） −ｔ（Ｖｄ−ＲＩｄ＋ωＬｑＩｑ）／Ｌｄ ・・・（３）； ΔＩｑ＝Ｉｑ（ｎ）−Ｉｑｍ ＝Ｉｑ（ｎ）−Ｉｑ（ｎ−１） −ｔ（Ｖｑ−ＲＩｑ−ωＬｄＩｄ−Ｅ（ｎ−１））／Ｌｑ ・・・（４）； Ｅ（ｎ）＝Ｅ（ｎ−１）−ｋｋ１・ΔＩｑ ・・・（５）；

【００３８】ここで、Ｉｄ，Ｉｑはｄ軸、ｑ軸の電流、
即ち磁化電流およびトルク電流、Ｌｄ，Ｌｑはｄ軸、ｑ
軸方向のインダクタンス、Ｖｄ、Ｖｑは巻線に印加され
る電圧値を示している。それぞれの変数に付けられた
（ｎ）等は、上記演算が周期的に繰り返し実行されてい
ることを踏まえて付されており、（ｎ）は現タイミング
における値であり、（ｎ−１）は前タイミングにおける
値を意味している。Ｉｄｍ、Ｉｑｍは磁化電流およびト
ルク電流のそれぞれのモデル値、即ち推定した電気角が
正しいと仮定した場合に電圧方程式に基づいて求められ
る電流の理論値を意味する。なお、この演算が実行され
る周期は、上式における時間ｔである。

【００３９】また、上記電圧方程式における時間微分の
項については、インダクタンスが一定値を採るものと仮
定して展開している。例えば、 ｐ（Ｌｄ・Ｉｄ）＝Ｌｄ・ｐ（Ｉｄ） としている。ｐ（Ｌｑ・Ｉｑ）についても同様である。

【００４０】その他の変数について、ωはモータの回転
角速度である。ωはｒａｄ／ｓｅｃを単位としており、
モータの回転数Ｎ（ｒｐｍ）および極対数Ｎｐとの間に
は、ω＝２π・Ｎｐ・Ｎ／６０なる関係がある。ｋｋ１
は起電力Ｅ（ｎ）、Ｅ（ｎ−１）、ΔＩｑとを関係づ
け、電気角の算出に用いられるゲインであり、実験的に
定められるものである。

【００４１】こうして算出されたΔＩｄ，ΔＩｑ，Ｅ
（ｎ）を用いて、前タイミングにおける電気角θ（ｎ−
１）から次式（６）に基づいて現タイミングにおける電
気角θ（ｎ）を求める。 θ（ｎ）＝θ（ｎ−１）＋ｔＥ（ｎ）／ｋｋ２ ＋ｓｇｎ・ｋｋ３・ΔＩｄ ・・・（６） 但し、ｓｇｎはω＞０のとき「＋」であり、ω＜０のと
き「−」であることを意味する。ここでは、モータが高
速運転されていることを前提としているため、モータが
回転していない場合、即ちω＝０である場合は考慮しな
い。また、ｋｋ２，ｋｋ３はｋｋ１と同じく電気角の算
出に用いられるゲインであり、実験的に定められるもの
である。

【００４２】電気角をセンサレスで検出する方法は、上
述以外にも種々の方法が提案されている。いずれの方法
も所定の検出用電圧と、該電圧に応じて流れる電流値を
用いて電気角を演算するものである。従って、本発明は
上述の方法のみならず、電気角をセンサレスで検出する
種々の方法に適用することが可能であり、それぞれの方
法において電気角の検出精度の向上を図ることができ
る。

【００４３】電気角をセンサレスで検出する場合、前記
電気角検出手段は、前記モータの停止時においては、電
気角検出用電圧に含まれる誤差の影響を受けない物理量
をパラメータとして電気角を算出する手段であるものと
することが望ましい。

【００４４】電源電圧の推定値の誤差による電流の変化
量への影響は、電気角に応じて変動する。かかる誤差を
精度良く特定するためには、電気角に応じたテーブル等
を利用した処理を行うことが望ましい。その一方で、電
気角をセンサレスで検出するためには、所定の電気角検
出用電圧を印加する必要がある。電気角および電源電圧
の推定値の双方に誤差が含まれている場合には、いずれ
も十分な精度で特定できない可能性もある。

【００４５】上記モータ制御装置によれば、モータの停
止時においては、電気角検出用電圧に含まれる誤差の影
響を受けない物理量をパラメータとして電気角を演算す
ることができる。かかる演算方法としては、特開平７−
１７７７８８記載の技術を適用することができ、例え
ば、２相間に流れる電流の偏差を上記パラメータとして
適用することができる。かかるパラメータを適用するこ
とにより、モータの停止時においては、電源電圧の推定
値に誤差が含まれていても電気角を精度良く検出するこ
とができる。電気角を精度良く検出することができれ
ば、推定値に含まれる誤差を精度良く特定することがで
きる。従って、上記構成のモータ制御装置によれば、セ
ンサレスでの制御を精度良く実行することが可能とな
る。

【００４６】なお、以上の説明では、電源電圧の誤差を
トルク電圧の制御に反映した場合と、電気角検出用電圧
に反映した場合とを説明した。誤算の反映は、トルク電
圧の制御と電気角検出用電圧の制御の双方に反映するも
のとしてもよいし、いずれか一方にのみ反映するものと
してもよい。

【００４７】本発明は以下に示すモータ制御方法として
構成することもできる。即ち、本発明のモータ制御方法
は、電源からモータのコイルに印加される電圧を制御し
て、該モータの運転を制御するモータ制御方法であっ
て、（ａ）前記電源の電圧値を推定する工程と、（ｂ）
該推定された電圧値に基づいて所定の検出用電圧を前記
コイルに印加する工程と、（ｃ）該検出用電圧に応じて
前記コイルに流れる電流値を検出する工程と、（ｄ）前
記検出された電圧値と、電流値とに基づいて推定された
電圧値の誤差を特定する工程と、（ｅ）前記特定された
誤差を反映して、前記モータの運転状態に応じた所定の
電圧を前記コイルに印加する工程とを備えるモータ制御
方法である。

【００４８】かかる制御方法によれば、先にモータ制御
装置で説明したのと同様の作用に従い、モータの運転を
適切に制御することができる。なお、本発明のモータ制
御方法においても、モータ制御装置で説明した種々の付
加的構成を適用することが可能であることは言うまでも
ない。

【００４９】

【発明の実施の形態】（１）実施例の構成：以下、本発
明の実施の形態について、実施例を用いて説明する。図
１は実施例としてのモータ制御装置１０の機能ブロック
を示す説明図である。モータ制御装置１０は、バッテリ
１５からの印加電圧を制御して、モータ４０の運転を制
御する。かかる制御を実行するため、モータ制御装置１
０は、電気角検出部２００、電流検出部２０２、電圧印
加制御部２０４、電圧補正部２０６、電圧補正テーブル
２０８、電源電圧検出部２１０、トルク電圧設定部２１
２の各機能ブロックを備える。図中の太い実線で示した
のはバッテリ１５とモータ４０間の電流の経路を示し、
矢印は各機能ブロック間の信号のやりとりを示す。

【００５０】ここでは、モータ４０としてＵ，Ｖ，Ｗの
三相コイルを備える突極型の同期モータを適用した。電
源電圧検出部２１０はバッテリ１５の電圧を検出する。
検出結果は電圧補正部２０６に受け渡される。電圧補正
部２０６は電源電圧の検出結果に含まれる誤差を補正し
て、電圧印加制御部２０４に出力する。但し、モータ４
０の運転を起動した時点では、電圧補正部２０６は電源
電圧の検出結果に含まれる誤差量を特定できないため、
電源電圧検出部２１０による検出結果をそのまま電圧印
加制御部２０４に出力する。従って、この時点では、電
圧印加制御部２０４には誤差を含んだ電源電圧値が受け
渡されることになる。

【００５１】電気角検出部２００はモータ４０につい
て、ロータの電気的な回転位置、即ち電気角を検出す
る。こうして検出された電気角は電圧印加制御部２０４
に出力され、モータ４０のコイルに印加される電圧の制
御に使われるとともに、電圧補正部２０６に受け渡され
電源電圧の補正に使用される。電圧印加制御部２０４
は、モータ４０のコイルに印加される電圧を制御する。
ここで、電圧印加制御部２０４はモータ４０に以下の２
種類の電圧を印加する。第１に、モータ４０が起動した
直後は予め設定された検出用電圧を印加する。第２に、
モータ４０が運転を開始した後は、要求トルクに応じて
設定されたトルク電圧を印加する。

【００５２】モータ４０が起動した直後に電圧印加制御
部２０４が所定の検出用電圧を印加すると、モータ４０
のコイルにはこの電圧に応じた電流が流れる。電流検出
部２０２はコイルに流れる電流を検出する。検出結果は
電圧補正部２０６に受け渡される。電圧補正部２０６
は、この検出結果に基づいて次の方法により、電源電圧
の検出結果に含まれる誤差を特定する。

【００５３】先に説明した通り、モータ４０が起動した
直後は電圧補正部２０６は電源電圧の検出値に含まれて
いる誤差を補正できない。従って、電圧印加制御部２０
４は誤差が含まれている電源電圧に基づいて検出用電圧
を印加する。当然、検出用電圧は本来印加されるべき所
定値からずれた電圧値となる。また、検出用電圧に応じ
て流れる電流値も本来検出されるべき値からのずれが生
じる。電圧補正テーブル２０８には、電源電圧の値と、
検出用電圧が適正に印加された場合にコイルに流れる電
流値との関係が予め記憶されている。電圧補正部２０６
は検出用電圧に応じて流れた電流値に基づいて電圧補正
テーブル２０８を参照することにより、電源電圧の真値
を求めることができ、電源電圧の検出値に含まれる誤差
を特定することができる。かかる処理を実行して以降、
電圧補正部２０６は電源電圧検出部２１０の検出結果を
補正して、電源電圧の適正な値を電圧印加制御部２０４
に出力する。

【００５４】電圧印加制御部２０４はモータ４０からト
ルクを出力するための電圧、即ちトルク電圧を印加する
機能も果たす。トルク電圧は、外部から入力される要求
トルクに応じてトルク電圧設定部２１２が設定する。本
実施例では、電流検出部２０２により検出された電流値
に基づいて、トルク電圧をいわゆる比例積分制御によっ
て設定するものとしている。モータ４０の運転が開始さ
れた後は、電圧補正部２０６から電源電圧の適正な値が
受け渡されているから、電圧印加制御部２０４はトルク
電圧を適切にコイルに印加することができる。

【００５５】図２はモータ制御装置１０の概略構成を示
す説明図である。本実施例ではマイクロコンピュータと
して構成される制御ユニット１００を中心にモータ制御
装置を構成した。制御ユニット１００は図示する通り、
内部に後述する制御処理を実行するＣＰＵ１２０、ＲＯ
Ｍ１２２、ＲＡＭ１２４、および外部とのデータのやり
とりを行うための入力ポート１１６、出力ポート１１
８、並びに全体の動作タイミングを司るクロック１２６
が備えられている。

【００５６】制御ユニット１００に入力される信号とし
ては、モータ４０の電気角を検出する電気角センサ１０
９、バッテリ１５の電圧を検出する電圧センサ１０８、
モータ４０のＵ相、Ｖ相に流れる電流を検出する電流セ
ンサ１０２、１０３からの信号がある。なお、電流セン
サ１０２，１０３からの信号は、フィルタ１０６，１０
７によって高周波ノイズが除去され、ＡＤＣ１１２，１
１３によってディジタル信号に変換された後、制御ユニ
ット１００に入力される。制御ユニット１００には外部
から指定されるトルク指令値も入力される。なお、Ｗ相
には電流センサが設けられていない。これは、同期モー
タ４０のコイルに流れる三相交流は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の電
流の総和が常に値０に保たれるため、Ｕ，Ｖ相の電流値
から算出可能だからである。

【００５７】モータ４０の各コイルへは、インバータ１
３０を介してバッテリ１５の電圧が印加される。インバ
ータ１３０はＵ，Ｖ，Ｗの各相ごとにバッテリ１５のソ
ース側とシンク側の２個のトランジスタを一組にし、計
６個のトランジスタを主要回路として備えるトランジス
タインバータとして構成されている。制御ユニット１０
０からは、インバータ１３０の各トランジスタをオン・
オフするための制御信号が出力される。制御ユニット１
００はかかる信号によりインバータ１３０のトランジス
タのオン・オフの割合、即ちデューティを調整すること
で、モータ４０の各コイルに印加される電圧を制御す
る。デューティは電源電圧の値と印加すべき電圧値に応
じて設定される。ある一定の電圧値を印加すべき場合を
考える。電源電圧の値が高いときは、ソース側のトラン
ジスタをオンにする割合を比較的低くする必要がある。
つまり、デューティが低くなる。一方、電源電圧の値が
低いときは、ソース側のトランジスタをオンにする割合
を比較的高くする必要がある。つまり、デューティが高
くなる。制御ユニット１００はこのようにバッテリ１５
の電圧値と印加すべき電圧値の双方に応じてデューティ
を設定する。

【００５８】モータ制御装置１０のハードウェア構成
（図２）と、機能ブロック（図１）との対応関係は次の
通りである。図２中の電流センサ１０２，１０３、フィ
ルタ１０６，１０７およびＡＤＣ１１２，１１３が機能
ブロックにおける電流検出部２０２に対応する。電圧セ
ンサ１０８が電源電圧検出部２１０に対応する。電気角
センサ１０９が電気角検出部２００に対応する。電気角
検出部２００はいわゆるセンサレスで電気角を検出する
構成を採用することも可能であるが、第１実施例ではホ
ール素子を利用して電気角を検出する電気角センサ１０
９を用いた場合を例示した。インバータ１３０および制
御ユニット１００が図１中の電圧印加制御部２０４に対
応する。制御ユニット１００は、また、図１中のその他
の機能ブロックにも対応する。

【００５９】図３は三相同期モータ４０の概略構成を示
す説明図である。この三相同期モータ４０は、ステータ
３０とロータ５０とからなる。ロータ５０は、直交する
位置に４箇所の突極７１〜７４を備える。また、突極７
１〜７４の中間位置には、それぞれ永久磁石５１〜５４
が貼付されている。永久磁石５１〜５４は、ロータ５０
の半径方向に磁化されており、その極性は隣り合う磁石
同士が互いに異なる磁極となっている。例えば、永久磁
石５１は外周面がＮ極であり、その隣の永久磁石５２は
外周面がＳ極となっている。この永久磁石５１，５２
は、ロータ５０およびステータ３０を貫く磁路Ｍｄを形
成する。なお、本実施例では、永久磁石５１〜５４によ
る磁束の分布が、ロータ５０の円周方向に正弦波となら
ない非正弦波着磁モータを適用しているが、もちろん正
弦波着磁モータを用いることもできる。

【００６０】ステータ３０は、計１２個のティース２２
を備える。ティース２２間に形成されたスロット２４に
は、ステータ３０に回転磁界を発生させるコイル３２が
巻回されている。コイル３２に回転磁界を発生するよう
励磁電流を流すと、隣接する突極、ロータ５０およびス
テータ３０を貫く磁路Ｍｑが形成される。

【００６１】上述した永久磁石５１により形成される磁
束が、回転軸中心を通ってロータ５０を径方向に貫く軸
をｄ軸と呼び、ロータ５０の回転面内において前記ｄ軸
に電気的に直交する軸をｑ軸と呼ぶ。ｄ軸およびｑ軸は
ロータ５０の回転に伴い回転する軸である。本実施例で
は、ロータ５０に貼付された永久磁石５１および５３は
外周面がＮ極となっており、永久磁石５２および５４は
外周面がＳ極となっていることから、図示する通り、幾
何学的にはｄ軸と４５度方向にある軸がｑ軸となる。

【００６２】図４は三相同期モータ４０の等価回路を示
す説明図である。三相同期モータ４０はＵ，Ｖ，Ｗの三
相コイルと、回転軸中心回りに回転する永久磁石を有す
る等価回路により表され、ｄ軸はこの等価回路において
永久磁石のＮ極側を正方向として貫く軸として表され
る。また、電気角はＵ相コイルを貫く軸とｄ軸との回転
角θとなる。本実施例では、電流をベクトルとして扱う
ベクトル制御により、電気角θを用いて、モータ４０の
運転を制御している。

【００６３】ベクトル制御の考え方について図４を用い
て説明する。図４においてＵ相に電流Ｉｕを流せば磁界
が生じる。この磁界はＵ相を貫く方向に生じ、かつその
大きさは電流Ｉｕに応じて変化する。従って、Ｕ相電流
は、この磁界の方向および大きさＩｕをもつベクトル量
として表すことができる。他のＶ相およびＷ相に流れる
電流Ｉｖ、Ｉｗも同様にベクトル量として表すことがで
きる。このように電流をベクトルとして考えると平面内
の電流ベクトルは代表的な２方向の電流ベクトルの和と
して表される。この２方向を図４のｄ軸方向、ｑ軸方向
にとれば、モータ回転面の任意の方向に生じる磁界に対
応する電流ベクトルは、これらの２方向の電流Ｉｄ、Ｉ
ｑを用いて表すことができる。

【００６４】Ｕ，Ｖ相の電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいて電流
Ｉｄ、Ｉｑを求める関係式は、次式で与えられる。これ
を３相／２相変換と呼ぶ。 Ｉｄ＝（−Ｉｕ・sin（θ−１２０）＋Ｉｖ・sinθ）・
√２； Ｉｑ＝（−Ｉｕ・cos（θ−１２０）＋Ｉｖ・cosθ）・
√２；

【００６５】逆にＩｄ、Ｉｑが求まっているとき、Ｕ，
Ｖ，Ｗ相の電流の総和が０（Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０）と
なる条件を用いれば、次式により各相の電流Ｉｕ，Ｉ
ｖ，Ｉｗを求めることもできる。これを２相／３相変換
と呼ぶ。 Ｉｕ＝（Ｉｄ・cosθ−Ｉｑ・sinθ）・√（２／３）； Ｉｖ＝（Ｉｄ・cos（θ−１２０）−Ｉｑ・sin（θ−１
２０））・√（２／３）； Ｉｗ＝ −Ｉｕ−Ｉｖ；

【００６６】以上より、モータのｄ軸、ｑ軸方向に流す
電流が求まれば、上式により実際にＵ，Ｖ，Ｗ相に流す
べき電流を求めることができる。また、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に
印加すべき電圧を求めることもできる。ｄ軸およびｑ軸
方向に流すべき電流の強さは要求トルクに応じて予め設
定され、テーブルとして記憶されている。本実施例で
は、要求トルクに基づいてかかるテーブルを参照しｄ
軸、ｑ軸方向に流すべき電流値を設定した後、２相／３
相変換によってＵ，Ｖ，Ｗ相に流すべき電流値を設定す
る。そして、既に流れている電流との偏差に基づいて各
相に印加すべき電圧値を比例積分制御によって設定する
のである。

【００６７】（２）モータ制御処理：次に、本実施例に
おけるモータ制御処理について説明する。図５はモータ
制御処理のフローチャートである。このルーチンは制御
ユニット１００のＣＰＵ１２０が実行する処理である。
このルーチンでは、ＣＰＵ１２０は最初に電圧補正処理
を実行する（ステップＳ１００）。電圧補正処理とは、
バッテリ１５の電圧値について電圧センサ１０８の検出
結果に含まれる誤差を特定し、補正する処理をいう。

【００６８】図６は電圧補正処理ルーチンのフローチャ
ートである。この処理が開始されるとＣＰＵ１２０は電
気角の検出を行う（ステップＳ１０２）。電気角は電気
角センサ１０９により検出される。次に上記誤差を特定
するための検出用電圧をＵ，Ｖ，Ｗのいずれの相に印加
すべきかの選択を行う（ステップＳ１０４）。本実施例
では、電気角に応じて電圧を印加すべき相が予め設定さ
れている。ＣＰＵ１２０はかかる設定に基づいて相の選
択を行うのである。相の設定方法については後述する。

【００６９】こうして電圧を印加すべき相が設定される
と、ＣＰＵ１２０はバッテリ１５の電圧を検出する（ス
テップＳ１０６）。また、コイルに流れる初期電流ｉ０
を検出する（ステップＳ１０８）。これらの値は、電圧
センサ１０８および電流センサ１０２、１０３により検
出される。初期電流ｉ０はステップＳ１０４で選択され
た相の電流値である。

【００７０】次にＣＰＵ１２０はステップＳ１０４で選
択された相に検出用電圧を印加する（ステップＳ１１
０）。検出用電圧は予め一定のデューティでインバータ
１３０をスイッチングすることにより印加される。この
デューティはバッテリ１５が採りうる電圧値、コイルに
流れる電流の検出精度等を考慮して適切な値を選択する
ことができる。かかるデューティでインバータ１３０が
スイッチングされると、バッテリ１５によりコイルに電
圧が印加される。この電圧に応じてコイルには電流が流
れる。ＣＰＵ１２０は検出用電圧の印加後の電流値ｉ１
を電流センサ１０２，１０３により検出する。また、検
出用電圧による電流の変化量Δｉｄを、電流値ｉ１と初
期電流値ｉ０との差分により算出する（ステップＳ１１
２）。

【００７１】次にＣＰＵ１２０は、こうして演算された
電流の変化量Δｉｄと、ステップＳ１０６で検出された
電圧値に応じて本来検出されるべき電流の変化量Δｉｔ
との差分が所定の範囲α内に収まっているか否かを判定
する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１０６で検出さ
れた電圧値には誤差が含まれていることがある。特にモ
ータ４０の起動時、つまり図５のモータ制御処理ルーチ
ンが開始された直後は、モータ制御装置が置かれていた
環境等の影響により看過しえない程のオフセット誤差が
生じることがある。オフセット誤差がある場合には、予
め設定されたデューティでインバータ１３０のスイッチ
ングを行っても、本来印加されるべき電圧とは異なる値
の電圧がコイルに印加される。この結果、ステップＳ１
１２において求められた電流の変化量Δｉｄ（以下、検
出値Δｉｄと呼ぶ）は、検出用電圧に誤差が含まれてい
ないと想定した場合に検出されるべき電流の変化量Δｉ
ｔ（以下、理想値Δｉｔと呼ぶ）からずれた値となる。
当然、両者のずれ量は、検出された電圧のオフセット誤
差に応じて変動する。

【００７２】ステップＳ１１４において、検出値Δｉｄ
と真値Δｉｔとの差分が所定の値αよりも小さい場合に
は、電圧の検出値はほぼ真値に近いと判断される。従っ
て、かかる場合には、ＣＰＵ１２０は何ら補正処理を行
うことなく電圧補正処理ルーチンを終了する。一方、両
者の差分が所定の値α以上である場合には、電圧の検出
値は看過し得ない誤差を含んでいるものと判断される。
かかる場合には、ＣＰＵ１２０は電圧の検出値のオフセ
ット補正処理を実行する（ステップＳ１１６）。上述の
値αは、このようにオフセット補正処理を行うか否かの
判断基準となる値であり、オフセット誤差がモータ４０
の運転に与える影響が十分小さくなる範囲で任意に設定
することができる。

【００７３】オフセット補正処理について説明する。図
７はオフセット補正処理に使用される電圧補正テーブル
の内容を示す説明図である。検出用電圧を印加する際の
デューティでインバータ１３０をスイッチングした場合
について、電源電圧値と電流変化量との関係が記憶され
ている。ここで、電源電圧値は誤差が含まれていない真
値である。

【００７４】電圧補正テーブルの設定方法について説明
する。図８はＵ相について、検出用電圧の印加に応じた
電流変化量を示すグラフである。ここでは、電源電圧の
真値を７通りに変化させ、検出用電圧を印加するために
設定されたデューティで電圧を印加した場合の電流変化
量を示した。図示する通り、電源電圧の値に応じて電流
変化量Δｉｕの値が変化する。電源電圧が高くなるにつ
れてΔｉｕの値も大きくなる。電流変化量Δｉｕは、ま
た電気角θに応じて変化する。

【００７５】電圧補正テーブルはかかるグラフにおい
て、それぞれの電気角ごとに電源電圧と電流変化量Δｉ
ｕとの関係を求め、それをプロットすることで得られ
る。例えば、電気角θ１に対応した電圧補正テーブルを
設定する場合を考える。図８に示す通り、電気角θ１に
おいては、電源電圧の変化に応じて電流変化量Δｉｕが
７点得られる。図７に示す通り、電源電圧と電流変化量
との関係でこの７点をプロットすることにより、電気角
θ１に対応した電圧補正テーブルを得ることができる。
同様にして、電気角θ２，θ３など、それぞれの電気角
ごとに電圧補正テーブルを得ることができる。図７に
は、電圧補正テーブルを概念的に示しており、図８の実
験データと対応してはいない。

【００７６】電気角がθ１の場合を例にとって、オフセ
ット補正処理（図６のステップＳ１１６）の内容を説明
する。図６のステップＳ１０６で検出された電源電圧の
検出値がＶｂｄであったものとする。検出値にオフセッ
ト誤差が含まれていないとすれば、図７の電圧補正テー
ブルのポイントＡに対応する電流変化量が生じる。つま
り、Δｉｔの電流変化量が検出されるはずである。この
値が図７のステップＳ１１４における理想値となる。

【００７７】一方、現実に検出された電流変化量が検出
値Δｉｄであるとする。理想値Δｉｔからは誤差Δｉｅ
が生じていたものとする。この場合、実際には、図７の
電圧補正テーブルのポイントＢに対応する電圧が印加さ
れていたことになる。つまり、電源電圧はＶｂｔであっ
たことになる。電源電圧の検出値Ｖｂｄと現実の電圧値
Ｖｂｔとの間には、図中のＶｏｆｆで示すオフセット誤
差が含まれていたことが特定される。オフセット補正処
理では、このように電流変化量の理想値Δｉｔと検出値
Δｉｄとに基づいて、電圧補正テーブルを参照すること
により、電源電圧の検出値に含まれるオフセット誤差を
特定し、その補正を実行する。

【００７８】後述する通り、本実施例では、モータ４０
が運転を開始した後も、電源電圧の検出を逐次行う。従
って、オフセット補正処理では、電源電圧の検出値から
常に引く値として、上述のＶｏｆｆを設定する処理を行
っている。これに対し、モータ４０が運転を開始した後
は、電源電圧の検出を行わない場合には、オフセット補
正処理として、電源電圧の値としてＶｂｔを用いるよう
に設定する処理を行うものとしてもよい。

【００７９】図７ではＵ相に検出用電圧を印加した場合
の電圧補正テーブルを示した。図６のステップＳ１０４
で説明した通り、本実施例では、電気角に応じて検出用
電圧を印加する相を選択している。従って、電圧補正テ
ーブルは、図７および図８で説明したのと同様の方法お
よび形式で、Ｖ相、Ｗ相の各相についても設定されてい
る。

【００８０】ここで、電気角に応じて検出用電圧を印加
する相を使い分ける方法およびその理由について説明す
る。図８に示した通り、Ｕ相に生じる電流変化量は、電
源電圧および電気角に応じて変化する。図８から明らか
な通り、電源電圧の変化が電流変化量に与える影響も電
気角に応じて変化する。例えば、電気角１８０度近傍で
は電源電圧の変化による影響が比較的大きく現れる。一
方、電気角３００度近傍では電源電圧の変化による影響
は比較的小さい。

【００８１】かかる特性と電気角との対応関係は、相ご
とに異なる。図９はＶ相について、検出用電圧の印加に
応じた電流変化量を示すグラフである。図１０はＷ相に
ついて、検出用電圧の印加に応じた電流変化量を示すグ
ラフである。Ｖ相については、電気角３００度近傍で電
源電圧の変化による影響が比較的大きく現れる。Ｗ相に
ついては、電気角３００度近傍で電源電圧の変化による
影響が比較的大きく現れる。電圧補正テーブルに基づい
て電源電圧のオフセット誤差を補正するためには、電源
電圧の誤差による影響が顕著に現れる相を用いることが
望ましい。かかる観点から、本実施例では、０〜３６０
度の電気角を３つの区分に分け、それぞれ電源電圧の誤
差による影響が顕著に現れる相を検出用電圧を印加する
相として選択するものとしている。具体的な対応関係
は、次の通りである。 電気角 ０〜１２０度 → Ｗ相に検出用電圧を印加； 電気角１２０〜２４０度 → Ｕ相に検出用電圧を印加； 電気角２４０〜３６０度 → Ｖ相に検出用電圧を印加；

【００８２】以上の処理により、電圧補正処理ルーチン
を終了すると、ＣＰＵ１２０はモータ制御処理ルーチン
（図５）に戻り、モータ４０の電流制御を実行する。電
流制御とは、要求トルクに応じてモータ４０のコイルに
流れる電流を制御する処理をいう。モータ４０の通常運
転を開始するのと同義である。

【００８３】ここでは、ＣＰＵ１２０は先に説明したベ
クトル制御によりコイルに流れる電流の制御を実行す
る。ベクトル制御に必要となるｄ軸、ｑ軸の方向を特定
するため、ＣＰＵ１２０は、まず電気角の検出を行う
（ステップＳ２００）。電気角は電気角センサ１０９に
より検出される。次に、要求トルクに応じて印加すべき
電圧を設定する（ステップＳ３００）。この電圧は、ｄ
軸、ｑ軸のそれぞれについて要求トルクごとに予めテー
ブルとして設定されている。ステップＳ３００では、こ
のテーブルを参照することで印加すべき電圧を設定す
る。

【００８４】こうして電圧を設定すると、各相に流す電
流の制御を実行する（ステップＳ４００）。つまり、先
に説明した２相／３相変換を行うとともに、比例積分制
御によって、各相に印加すべき電圧を求め、該電圧に応
じてインバータ１３０のデューティを設定し、該デュー
ティが実現されるよう、インバータ１３０のスイッチン
グをＰＷＭ制御するのである。デューティの設定は、バ
ッテリ１５の電圧値と印加すべき電圧値に応じて行われ
る。この設定には、電圧補正処理で特定されたオフセッ
ト誤差が反映される。つまり、電圧センサ１０８により
逐次検出された電圧値からオフセット誤差Ｖｏｆｆを引
いて、適正な電源電圧値を算出した上で、デューティの
設定が行われる。ＣＰＵ１２０は、ステップＳ２００〜
Ｓ４００の電流制御処理をモータの運転停止が指示され
るまで、要求値に応じて繰り返し実行する。

【００８５】以上で説明した本実施例のモータ制御装置
によれば、バッテリ１５の電圧の検出結果に含まれるオ
フセット誤差を補正することができる。従って、要求ト
ルクに応じた電圧をモータ４０のコイルに適切に印加す
ることができる。この結果、モータ４０から要求トルク
を速やかに出力することができ、高い応答性で精度良く
制御することが可能となる。

【００８６】上記実施例では、電源電圧と電流変化量と
の関係を示す電圧補正テーブルを用いる場合を例示し
た。電圧補正テーブルは、この他、種々の態様で設定す
ることができる。例えば、実際に印加された電圧と電流
変化量との対応関係を表すテーブルを電圧補正テーブル
の変形例として用いることもできる。図７において印加
された電圧値を縦軸にとった形式のテーブルを用いるこ
とになる。上記実施例では、予め定められた一定のデュ
ーティでインバータ１３０をスイッチングすることによ
り、検出用電圧を印加するものとした。変形例の電圧補
正テーブルを適用する場合には、予め設定された一定値
の電圧Ｖｂｄを検出用電圧として印加する。電源電圧の
検出値に誤差がなければ、デューティが適正に設定さ
れ、電流変化量の真値Δｉｔが検出されるはずである。
これに対し、検出された電流変化量がΔｉｄであれば、
電圧補正テーブルから、実際に印加された電圧値がＶｂ
ｔ、および誤差Ｖｏｆｆが特定される。実際に印加され
た電圧値の誤差Ｖｏｆｆは電源電圧の誤差と一義的に対
応する。従って、変形例の電圧補正テーブルを用いても
電源電圧の誤差を特定することができる。

【００８７】上述の実施例では、電圧補正処理（図６）
において、オフセット補正を１回だけ実行するものとし
た。これに対し、オフセット補正処理を繰り返し実行す
るものとしてもよい。かかる場合の電圧補正処理を変形
例として説明する。図１１は変形例の電圧補正処理のフ
ローチャートである。ステップＳ１０６〜ステップＳ１
１６の各処理は図６における処理と同じである。但し、
ここでは、先に説明した変形例の電圧補正テーブル、即
ち実際に印加された電圧値と電流変化量との関係を示す
テーブルを用いるものとする。

【００８８】変形例の電圧補正処理では、オフセット補
正処理（ステップＳ１１６）を実行した後の処理が実施
例（図６）と相違する。変形例では、オフセット補正処
理を実行した後、ＣＰＵ１２０は再度、バッテリ１５の
電圧の検出を行う（ステップＳ１１８）。こうして検出
された電圧に対して電圧補正を実行する（ステップＳ１
２０）。オフセット補正処理（ステップＳ１１６）にお
いて、検出値のオフセット誤差が特定されているため、
このオフセット誤差を検出された電圧値から引くのであ
る。

【００８９】こうして補正された電圧値に基づいて、Ｃ
ＰＵ１２０は再度、検出用電圧の印加および電流変化量
を検出する処理を実行する（ステップＳ１０８〜Ｓ１１
２）。変形例の電圧補正テーブルを用いる場合には、電
源電圧の値に応じて検出用電圧のデューティが設定され
る。従って、ステップＳ１１０では、１回目の処理時と
は異なるデューティで検出用電圧が印加される。当然、
電流変化量も異なる値となる。ＣＰＵ１２０はこうして
検出された電流変化量と理想値との誤差が所定の範囲α
に入っているか否かを判定し（ステップＳ１１４）、所
定の範囲αよりも大きい場合には、さらにオフセット補
正処理を実行する（ステップＳ１１６）。ＣＰＵ１２０
は、検出された電流変化量と理想値との誤差が所定の範
囲α内に収束するまで、以上の処理を繰り返し実行す
る。

【００９０】変形例の電圧補正処理によれば、オフセッ
ト誤差をより正確に補正することが可能となる。図８〜
図１０に示した電流変化量のグラフに示すように、電源
電圧の誤差が電流変化量に与える影響は、非線形性が強
い場合がある。このように非線形性が強い場合には、１
回のオフセット補正処理で、十分にオフセット誤差を補
正し得ない場合もある。上記変形例の電圧補正処理によ
れば、このような場合でも、オフセット誤差を適切に補
正することが可能となり、モータの制御を適切に行うこ
とができる。

【００９１】実施例では、電気角に応じてＵ，Ｖ，Ｗ相
のいずれかを選択した上で検出用電圧を印加した場合を
例示した。図８〜図１０のグラフから明らかな通り、い
ずれの相も全ての電気角において電源電圧の誤差による
影響が現れるから、例えば、Ｕ相のみを常に用いるもの
としてもオフセット補正を行うことが可能である。検出
用電圧の印加は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に限らず種々の方向で行
うことができる。例えば、ロータとともに回転する軸、
特にｄ軸に検出用電圧を印加するものとしてもよい。

【００９２】図１２はｄ軸に生じる電圧変化量と電気角
との関係を示すグラフである。ここでは、電源電圧の現
実の値を種々変更させた条件で一定の検出電圧がｄ軸方
向に印加されるようにデューティを調整した結果、生じ
た電流変化を示した。電源電圧が誤差なく検出される場
合には、デューティが適切に設定される。従って、いず
れの電圧値に対しても、ｄ軸電流の変化量Δｉｄは、図
中のハッチングで示す範囲で検出された。なお、ｄ軸電
流は理論的には全ての電気角で一定となるが、現実には
突極性に基づき、図示する通り電気角に応じた変動が検
出された。

【００９３】図１３は電源電圧にオフセット誤差がある
場合にｄ軸に生じる電圧変化量を示すグラフである。こ
こでは、電源電圧を一定に維持したまま、検出値にオフ
セット誤差を与えた場合の結果を示した。電圧値にオフ
セット誤差が含まれている場合には、かかる誤差を踏ま
えてデューティが設定されるため、コイルに印加される
電圧が変動する。従って、オフセット誤差に応じてｄ軸
電流の変化量が変動する。ここで、図８〜図１０に示し
たグラフと異なり、ｄ軸電流には、電気角全般に亘っ
て、ほぼ同程度の変化量が生じる。従って、ｄ軸電流
は、電気角全般に亘ってオフセット誤差の検出に適用可
能である。

【００９４】このようにｄ軸について検出用電圧の印加
を行うものとすれば、電圧補正テーブルをＵ，Ｖ，Ｗの
各相に対応して３種類備える必要がなくなるため、テー
ブルの記憶容量を低減することができる。また、いずれ
の相に電圧を印加すべきかを選択する処理、テーブルを
使い分けて参照する処理などを省略することができるた
め、処理の簡素化、高速化を図ることも可能である。こ
こでは、ｄ軸方向に検出用電圧を印加した場合を例示し
たが、ｑ軸その他、ロータの回転に伴って回転するいず
れの方向に印加するものとしてもよい。但し、ｄ軸方向
はモータ４０が発生するトルクへの影響が最も小さい軸
であるため、ｄ軸方向を用いれば、検出用電圧の印加時
におけるモータ４０のトルク変動を抑制することが可能
となる利点がある。

【００９５】（３）第２実施例：次に、第２実施例につ
いて説明する。図１４は第２実施例としてのモータ制御
装置１０の機能ブロックを示す説明図である。電気角検
出部２００（図１参照）に代えて、電気角演算部２１４
を備える点で第２実施例は第１実施例と相違する。つま
り、第１実施例ではモータ４０の電気角をセンサにより
検出するものとしていた。これに対し、第２実施例では
電気角をセンサレスで検出するのである。電気角演算部
２１４は、電圧印加制御部２０４に対して電気角を検出
するための電気角検出電圧の印加を指示するとともに、
該電圧に応じてコイルに流れた電流を電流検出部２０２
から受け取り、両者から電気角を算出する機能を果た
す。

【００９６】第２実施例のハードウェア構成は、第１実
施例（図２参照）とほぼ同様である。但し、第２実施例
では電気角センサ１０９を備えていない。電気角演算部
２１４には、制御ユニット１００が対応する。

【００９７】第２実施例におけるモータ制御処理は、第
１実施例と同様である（図５参照）。即ち、電圧補正処
理を実行した後（ステップＳ１００）、モータ４０の通
常運転に相当する電流制御を実行する（ステップＳ２０
０〜Ｓ４００）。電圧補正処理の内容も第１実施例と同
様である（図６参照）。但し、電気角検出（ステップＳ
１０２）をセンサレスで行う点で第２実施例は相違す
る。

【００９８】第２実施例においてセンサレスで電気角を
検出する原理について説明する。センサレスでの電気角
の検出には公知の種々の技術を適用することが可能であ
る。所定の電気角検出電圧をモータ４０のコイルに印加
し、該電圧に応じてコイルに流れる電流の挙動に基づい
て電気角を演算するのが一般的な方法である。但し、電
圧補正処理における電気角の検出は電源電圧の検出値に
含まれるオフセット誤差が特定できていない状態で実行
される。このため、電気角検出電圧を精度良く印加する
ことができない状況にある。本実施例では、かかる状況
を踏まえ、電気角検出電圧に含まれる誤差の影響が現れ
ない方法により電気角を検出している。

【００９９】具体的には、特開平７−１７７７８８号に
記載の技術を適用している。この技術は本願の出願人が
先に出願し、公開された技術である。ここでは、当該公
報に記載された種々の技術のうち、特に第３実施例によ
る方法を適用した。以下にその概要を示す。なお、以下
に示す電気角の検出は、モータ４０が停止している状態
で実行されるものである。

【０１００】図１５は所定の検出用電圧を印加した場合
の各相の電流値を示すグラフである。突極型の同期モー
タでは、ロータ５０の電気角に応じてロータに貼付され
た永久磁石と各相コイルとの位置関係が変化する。これ
に伴い、各相コイルのインダクタンスが変化する。イン
ダクタンスが変化すれば、検出用電圧に応じて流れる電
流値が変化する。図１５はこうして生じる電流変化の様
子を示している。図中の実線はＵ相の電流値ｉｕを示
し、破線はＶ相の電流値ｉｖを示し、一点鎖線はＷ相の
電流値ｉｗを示す。また、３相の電流の平均値を図中の
ｉａｖに示す。

【０１０１】Ｕ相電流ｉｕは余弦波で変化することが知
られている。また、位相が角度０の近傍（図中の太線で
示した部分）では、電流値がθ（ｔａｎ２θ）／２とい
う近似式が成立することが知られている。各相の電流は
位相が１２０度ずつずれていることから、上記近似式を
各層電流で展開すると、次式（７）を得る。 θ（ｔａｎ２θ）／２ 右辺分子＝３（ＩＢ−ＩＣ） 右辺分母＝２｛２ＩＡ−（ＩＢ＋ＩＣ）｝＝６ＩＡ ・・・（７）； ここで、ＩＡは位相が０度付近で極値をとっている相間
電流と、平均値ｉａｖとの偏差であり、ＩＢ，ＩＣはそ
の他の相間電流と平均値ｉａｖとの偏差である。

【０１０２】Ｕ，Ｖ，Ｗの各相間電流と平均値ｉａｖか
らの偏差Δｉｕ、Δｉｖ、Δｉｗは、電気角に応じて６
つの区分に分けると、それぞれ以下に示す正負の対応関
係がある。一つだけ符号の異なる偏差が上述のＩＡに相
当し、その他の偏差が上述のＩＢ、ＩＣに相当する。各
相の符号により、電気角がいずれの区間に属しているか
一義的に決定することができる。 区分１ａ（−１５度〜 １５度） Δｉｕ：正 Δｉ
ｖ：負 Δｉｗ：負 区分２ａ（ １５度〜 ４５度） Δｉｕ：正 Δｉ
ｖ：正 Δｉｗ：負 区分３ａ（ ４５度〜 ７５度） Δｉｕ：負 Δｉ
ｖ：正 Δｉｗ：負 区分４ａ（ ７５度〜１０５度） Δｉｕ：負 Δｉ
ｖ：正 Δｉｗ：正 区分５ａ（１０５度〜１３５度） Δｉｕ：負 Δｉ
ｖ：負 Δｉｗ：正 区分６ａ（１３５度〜１６５度） Δｉｕ：正 Δｉ
ｖ：負 Δｉｗ：正

【０１０３】こうして設定された各区分ごとにＩＡ，Ｉ
Ｂ，ＩＣにそれぞれΔｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗを対応させ
て上式（７）を演算すれば電気角を得ることができる。
なお、式（７）は位相が０度付近での近似式なのｄ、各
区分ごとに位相のずれを考慮する必要がある。各区分ご
との電気角の検出式は次式（８）で与えられる。 区分１ａ √（３Ａ／６Δｉｕ）； 区分２ａ ３０＋√（３Ｂ／６Δｉｗ）； 区分３ａ ６０＋√（３Ｃ／６Δｉｖ）； 区分４ａ ９０＋√（３Ａ／６Δｉｕ）； 区分５ａ １２０＋√（３Ｂ／６Δｉｗ）； 区分６ａ １８０＋√（３Ｃ／６Δｉｖ）； ・・・（８） ここで、 Ａ＝Δｉｖ−Δｉｗ； Ｂ＝Δｉｕ−Δｉｖ； Ｃ＝Δｉｗ−Δｉｕ である。

【０１０４】電源電圧の検出値にオフセット誤差が含ま
れ、本来の値からずれた検出用電圧が印加されると、オ
フセット誤差に応じて検出される電流値は変化する。し
かし、上式（８）によれば、電気角は各間電流の平均値
ｉａｖからの偏差を用いて演算される。従って、オフセ
ット誤差による各相間電流の変動は演算結果に影響を与
えない。かかる原理により、第２実施例では、電源電圧
のオフセット誤差が特定されていない状態でも、電気角
を精度よく検出することができる。

【０１０５】上述の原理により電気角を検出するための
具体的処理について説明する。図１６は電気角検出処理
ルーチンのフローチャートである。この処理が開始され
ると、ＣＰＵ１２０はまずＵ−ＶＷ相間に所定の検出用
電圧を印加し（ステップＳ２０２）、Ｕ相最大電流を測
定する（ステップＳ２０４）。最大電流とは、電圧の印
加開始後の時間経過によって電流値が変化していくた
め、その最大電流を意味する。ここでは予め定めた所定
期間経過後の電流値を検出している。

【０１０６】同様にして、ＣＰＵ１２０はＶ−ＷＵ相間
に所定の検出用電圧を印加し（ステップＳ２０６）、Ｖ
相最大電流を測定する（ステップＳ２０８）。また、Ｗ
−ＵＶ相間に所定の検出用電圧を印加し（ステップＳ２
１０）、Ｗ相最大電流を測定する（ステップＳ２１
２）。これらの電流値がそれぞれ上式（７）（８）のｉ
ｕ，ｉｖ，ｉｗに相当する。

【０１０７】次に、ＣＰＵ１２０は電気角の演算を実行
する（ステップＳ２１４）。上述の原理に基づいて区分
１ａ〜６ａのいずれの区分に属しているかを判断した上
で、上式（８）をそれぞれ計算するのである。かかる演
算により電気角を０〜１８０度の範囲で特定することが
できる。

【０１０８】最後にＣＰＵ１２０は区間の特定を行う
（ステップＳ２１６）。図１５から明らかな通り、各相
の電流の変化は１８０度を周期として現れる。従って、
ステップＳ２１４で演算された電気角は、０〜１８０度
および１８０〜３６０度の２通りの解を有することにな
る。ステップＳ２１６ではＣＰＵ１２０は得られた電気
角が０〜１８０度および１８０〜３６０度のいずれの区
間に属しているかを特定するのである。区間の特定方法
は、種々の方法が可能であり、本実施例では特開平７−
１７７７８８の第３実施例において、第２ステップの構
成例として記載されている方法を適用している。かかる
方法についての詳細な説明は省略する。区間の特定は電
源電圧の検出値にオフセット誤差が含まれていても適正
に実行可能であることは言うまでもない。

【０１０９】以上の処理により、電気角が検出される
と、第１実施例と同様の処理（図６参照）により電圧補
正を実行することができる。また、電圧補正処理が行わ
れた後は、電流制御（図５参照）を実行することができ
る。第２実施例では、電流制御における電気角検出処理
（図５のステップＳ２００）もセンサレスで実行する。
この時点ではモータ４０は通常運転を開始しているた
め、先に示した式（１）〜（６）により電圧方程式を利
用して電気角の検出を実行する。当然、この際にコイル
に印加される電圧には、電圧補正処理で特定されたオフ
セット誤差が反映される。

【０１１０】第２実施例のモータ制御装置によれば、セ
ンサレスでモータ４０の運転を制御することができる。
特にセンサレスで電圧補正処理を実現したことの意義が
大きい。電気角検出処理自体をセンサレスで実行する技
術は種々提案されている。第２実施例では式（１）〜
（６）を用いた方法を適用したが、その他の技術を適用
するものとしても構わない。但し、いずれの技術も所定
の電気角検出電圧を精度良くコイルに印加し、該電圧に
応じた電流の変化を精度良く検出することが要求され
る。電源電圧の検出値にオフセット誤差が含まれている
場合には、電気角検出電圧を精度良く印加することがで
きないから、電気角の検出精度が低下する。電源電圧の
オフセット誤差を特定するために電気角検出用のセンサ
を設ければ、センサレスでモータ４０の運転を制御する
技術の有用性を著しく損ねることになる。

【０１１１】第２実施例のモータ制御装置によれば、セ
ンサレスで電圧補正処理を実現することができる。この
結果、通常運転においても電気角検出電圧を精度良く印
加することが可能となり、電気角を精度良く検出するこ
とができる。従って、第２実施例のモータ制御装置によ
れば、トルクや回転数の不規則な変動を生じることなく
滑らかにモータ４０を運転することが可能となる。

【０１１２】（４）モータ制御装置の適用例：本実施例
におけるモータ制御装置の有用性を示すため、これらの
適用例について図１７を用いて説明する。図１７はハイ
ブリッドカーの概略構成を示す説明図である。ハイブリ
ッドカーとは、エンジンとモータの双方を動力源として
搭載した車両をいう。図１７に示すハイブリッドカーは
以下で説明する通り、エンジンの動力を直接駆動輪に伝
達可能な構成となっている。かかるハイブリッドカーを
特にパラレル・ハイブリッドカーと呼ぶ。

【０１１３】まず、図１７に示したハイブリッドカーの
概略構成を説明する。このハイブリッドカーの動力系統
は、エンジンＥＧ、クラッチモータＣＭ、アシストモー
タＡＭから構成されている。エンジンＥＧは通常の車両
に用いられているガソリンエンジンまたはディーゼルエ
ンジンである。クラッチモータＣＭとは、インナロータ
ＲＩとアウタロータＲＯとがそれぞれ相対的に回転可能
な対ロータ電動機である。クラッチモータＣＭのインナ
ロータＲＩにはエンジンのクランクシャフトＣＳが結合
され、アウタロータＲＯには車軸ＤＳが結合されてい
る。

【０１１４】アシストモータＡＭ、クラッチモータＣＭ
はバッテリＢＴと電力のやりとりを行いながら、ぞれぞ
れ駆動回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２により駆動される。これ
らの運転は制御ユニットＣＵにより制御されている。エ
ンジンＥＧの運転は直接的にはＥＦＩＥＣＵにより制御
されるが、制御ユニットＣＵは、エンジンを制御するた
めに必要となる情報をＥＦＩＥＣＵに出力することによ
り、間接的にエンジンＥＧの運転をも制御している。制
御ユニットＣＵが図２における制御ユニット１００に、
駆動回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２がそれぞれインバータ１３
０に、モータＣＭ，ＡＭがモータ４０にそれぞれ対応す
る。なお、各種センサについては図１７では図示を省略
した。モータ制御装置は、第１実施例および第２実施例
のいずれを適用しても構わない。

【０１１５】上記構成によるハイブリッドカーでは、エ
ンジンＥＧから出力される動力の一部はクラッチモータ
ＣＭのインナロータＲＩとアウタロータＲＯの電磁的な
結合により車軸ＤＳに伝達される。この際、両ロータ間
の相対的な滑りを制御することによって、クランクシャ
フトＣＳの回転数を車軸ＤＳに要求された回転数に変換
する。クラッチモータＣＭは、両ロータの相対的な滑り
により一部の動力を電力として回生する。一方、アシス
トモータＡＭは電力の供給を受けて車軸ＤＳに出力され
るトルクが要求トルクに一致するようにトルクを付加す
る。この電力には、クラッチモータＣＭで回生された電
力が用いられる。かかるハイブリッドカーは、クラッチ
モータＣＭ、アシストモータＡＭを用いることにより、
エンジンＥＧから出力された動力を要求回転数、トルク
に変換して出力可能であるため、効率の高いポイントを
選択してエンジンＥＧを運転することができる。なお、
このハイブリッドカーは、その他、エンジンＥＧの運転
を停止してモータＡＭから出力される動力のみを用いて
走行するなど、種々の運転モードによる走行が可能とな
っている。

【０１１６】かかるハイブリッドカーにおいて、車両の
乗り心地および運転効率の向上を図るためには、クラッ
チモータＣＭおよびアシストモータＡＭを適切に制御す
ることが要求される。先に説明したモータ制御装置をハ
イブリッドカーに適用すれば、クラッチモータＣＭおよ
びアシストモータＡＭを精度良く制御することができる
ため、乗り心地および運転効率が良好なハイブリッドカ
ーを提供することが可能となる。このように先に説明し
たモータ制御装置は、ハイブリッドカーに有効に適用可
能である。

【０１１７】以上で説明した通り、本発明のモータ制御
装置は、電源電圧の検出値に含まれるオフセット誤差を
補正して、適切にモータを運転することができる点で非
常に有用である。上記説明では、一例としてハイブリッ
ドカーを挙げたが、本発明のモータ制御装置の適用例は
これに限定されるものではなく、鉄道車両や産業機械な
ど同期モータを活用した種々の装置に適用可能である。
また、以上の実施例では、同期モータを制御対象として
説明したが、本発明は、その他種々の交流モータおよび
直流モータに適用可能である。

【０１１８】以上、本発明の種々の実施例について説明
してきたが、本発明はこれらに限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の形態による実
施が可能である。例えば、上記実施例で説明した種々の
処理は、その一部または全部をハードウェアで実現して
もよい。上記実施例では、モータ４０の起動時にのみ電
圧補正処理を実行するものとした（図５参照）。これに
対し、モータ４０の通常運転を開始した後も繰り返し電
圧補正処理を実行するものとしても構わない。上記実施
例では、電圧の検出値にオフセット誤差が生じている場
合を例にとって説明したが、本発明はかかる要因に基づ
く誤差に関わらず適用可能であることはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例としてのモータ制御装置１０の機能ブロ
ックを示す説明図である。

【図２】モータ制御装置１０の概略構成を示す説明図で
ある。

【図３】三相同期モータ４０の概略構成を示す説明図で
ある。

【図４】三相同期モータ４０の等価回路を示す説明図で
ある。

【図５】モータ制御処理のフローチャートである。

【図６】電圧補正処理ルーチンのフローチャートであ
る。

【図７】オフセット補正処理に使用される電圧補正テー
ブルの内容を示す説明図である。

【図８】Ｕ相について、検出用電圧の印加に応じた電流
変化量を示すグラフである。

【図９】Ｖ相について、検出用電圧の印加に応じた電流
変化量を示すグラフである。

【図１０】Ｗ相について、検出用電圧の印加に応じた電
流変化量を示すグラフである。

【図１１】変形例の電圧補正処理のフローチャートであ
る。

【図１２】ｄ軸に生じる電圧変化量と電気角との関係を
示すグラフである。

【図１３】電源電圧にオフセット誤差がある場合にｄ軸
に生じる電圧変化量を示すグラフである。

【図１４】第２実施例としてのモータ制御装置１０の機
能ブロックを示す説明図である。

【図１５】所定の検出用電圧を印加した場合の各相の電
流値を示すグラフである。

【図１６】電気角検出処理ルーチンのフローチャートで
ある。

【図１７】ハイブリッドカーの概略構成を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１０…モータ制御装置 １５…バッテリ ２２…ティース ２４…スロット ３０…ステータ ３２…コイル ４０…同期モータ ５０…ロータ ５１，５２…永久磁石 ７１…突極 １００…制御ユニット １０２，１０３…電流センサ １０６，１０７…フィルタ １１２，１１３…ＡＤＣ １０８…電圧センサ １０９…電気角センサ １１６…入力ポート １１８…出力ポート １２０…ＣＰＵ １２２…ＲＯＭ １２４…ＲＡＭ １２６…クロック １３０…インバータ ２００…電気角検出部 ２０２…電流検出部 ２０４…電圧印加制御部 ２０６…電圧補正部 ２０８…電圧補正テーブル ２１０…電源電圧検出部 ２１２…トルク電圧設定部 ２１４…電気角演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 英治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H560 AA08 BB04 BB12 DC12 DC13 EB01 GG04 JJ08 JJ09 TT08 TT12 XA05 XA13 XB05 5H570 AA01 BB02 CC01 DD04 FF03 GG01 HA06 HB07 JJ03 KK06 LL02 LL03 MM08 MM09

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源からモータのコイルに印加される電
   圧を制御して、該モータの運転を制御するモータ制御装
   置であって、 前記電源の電圧値を推定する電圧推定手段と、 該推定された電圧値に基づいて所定の検出用電圧を前記
   コイルに印加する検出用電圧印加手段と、 該検出用電圧に応じて前記コイルに流れる電流値を検出
   する電流検出手段と、 前記検出された電圧値と、電流値とに基づいて推定され
   た電圧値の誤差を特定する誤差特定手段と、 前記特定された誤差を反映して、前記モータの運転状態
   に応じた所定の電圧を前記コイルに印加する電圧印加制
   御手段とを備えるモータ制御装置。
2. 【請求項２】 前記電圧推定手段は、前記電源の電圧値
   の検出結果に基づいて前記推定を行う手段である請求項
   １記載のモータ制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のモータ制御装置であっ
   て、 前記誤差特定手段は、 前記電圧値と電流値との関係を記憶する記憶手段と、 該関係を参照して前記誤差を求める誤差演算手段とを備
   えるモータ制御装置。
4. 【請求項４】 前記記憶手段は、前記電圧値に応じた前
   記電流値を記憶するテーブルである請求項３記載のモー
   タ制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のモータ制御装置であっ
   て、 前記モータは多相交流によって回転するモータであり、 前記モータのロータについて電気角を検出する電気角検
   出手段を備え、 前記検出用電圧印加手段は、前記電圧値に応じた電流値
   の変化が顕著に現れる相として、前記電気角ごとに予め
   設定された相に検出用電圧を印加する手段であるモータ
   制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載のモータ制御装置であっ
   て、 前記モータは多相交流によって回転するモータであり、 前記モータのロータについて電気角を検出する電気角検
   出手段を備え、 前記検出用電圧印加手段は、前記ロータの回転に伴って
   回転し、前記電気角によって特定される所定の方向に検
   出用電圧を印加する手段であるモータ制御装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載のモータ制御装置であっ
   て、 前記モータは同期モータであり、 前記所定の方向は、前記ロータの回転中心を通り、該ロ
   ータの磁束と一致する方向であるモータ制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載のモータ制御装置であっ
   て、 前記モータが回転を開始する起動時に、前記電圧推定手
   段、検出用電圧印加手段、電流検出手段、および誤差特
   定手段を用いて前記誤差の特定を行う誤差特定制御手段
   を備えるモータ制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１記載のモータ制御装置であっ
   て、 前記誤差特定手段により特定された誤差を前記電圧推定
   手段における推定に反映させつつ、該電圧推定手段、検
   出用電圧印加手段、電流検出手段、および誤差特定手段
   を繰り返し用いて、前記誤差を所定範囲内に収束させる
   誤差収束制御手段を備えるモータ制御装置。
10. 【請求項１０】 請求項１記載のモータ制御装置であっ
    て、 前記電圧印加制御手段は、 該モータが出力すべきトルクに応じて前記コイルに印加
    されるべきトルク電圧を設定するトルク電圧設定手段
    と、 前記誤差を反映して、該トルク電圧を印加する手段とを
    備えるモータ制御装置。
11. 【請求項１１】 請求項１記載のモータ制御装置であっ
    て、 前記モータは突極型の同期モータであり、 前記コイルに印加された所定の電気角検出用電圧と、該
    電圧に応じて流れた電流に基づいて前記コイルの電気角
    を算出する電気角算出手段を備え、 前記電圧印加制御手段は、前記誤差を反映して前記電気
    角検出用電圧を印加する手段であるモータ制御装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載のモータ制御装置であ
    って、 前記電気角検出手段は、前記モータの停止時において
    は、電気角検出用電圧に含まれる誤差の影響を受けない
    物理量をパラメータとして電気角を算出する手段である
    モータ制御装置。
13. 【請求項１３】 電源からモータのコイルに印加される
    電圧を制御して、該モータの運転を制御するモータ制御
    方法であって、（ａ）前記電源の電圧値を推定する工程
    と、（ｂ）該推定された電圧値に基づいて所定の検出用
    電圧を前記コイルに印加する工程と、（ｃ）該検出用電
    圧に応じて前記コイルに流れる電流値を検出する工程
    と、（ｄ）前記検出された電圧値と、電流値とに基づい
    て推定された電圧値の誤差を特定する工程と、（ｅ）前
    記特定された誤差を反映して、前記モータの運転状態に
    応じた所定の電圧を前記コイルに印加する工程とを備え
    るモータ制御方法。