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公開番号2025092143
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023207836
出願日2023-12-08
発明の名称モータ制御方法及びモータ制御装置
出願人日産自動車株式会社
代理人弁理士法人後藤特許事務所
主分類H02P 21/26 20160101AFI20250612BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】重畳させる高周波信号の周波数を可変としても、磁極位置の推定精度及びモータの制御安定性を確保することのできるセンサレス制御を実現する。
【解決手段】
基本電力指令値に高周波信号を重畳して電力指令値を定め、電流検出値i_{d_det},i_{q_det}に基づいてモータ200の磁極位置θを推定し、推定した磁極位置θ及び電力指令値に基づいてモータ200を制御するモータ制御方法において、複数の周波数成分を含む高周波信号を電力指令値に重畳し、上記応答電流の強度がピークとなるピーク周波数f_kを算出し、電流検出値から最大ピーク周波数f_maxに対応する高周波電流成分を抽出して、抽出した高周波電流成分に基づいて磁極位置θを推定し、電流検出値から高周波電流成分を除去した補正電流検出値i´_{d_det},i´_{q_det}を算出し、補正電流検出値に基づいて基本電力指令値を算出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
所定の基本電力指令値に高周波信号を重畳して電力指令値を定め、前記電力指令値の入力に対する応答電流を検出し、得られた電流検出値に基づいてモータの磁極位置を推定し、推定した前記磁極位置及び前記電力指令値に基づいて前記モータを制御するモータ制御方法であって、
複数の周波数成分を含む前記高周波信号を前記基本電力指令値に重畳し、
前記応答電流の強度がピークとなる周波数を表すピーク周波数を算出し、
前記電流検出値から前記ピーク周波数に対応する高周波電流成分を抽出して、抽出した前記高周波電流成分に基づいて前記磁極位置を推定し、
前記電流検出値から前記高周波電流成分を除去した補正電流検出値を算出し、
前記補正電流検出値に基づいて前記基本電力指令値を算出する、
モータ制御方法。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御方法であって、
前記高周波信号の周波数を切り替えつつ前記基本電力指令値に重畳させ、
切り替え対象となる各周波数及びそれぞれの周波数に対応する前記高周波信号を重畳させる時間に基づいて、前記応答電流の強度が最大となる最大ピーク周波数を算出し、
前記電流検出値から、前記最大ピーク周波数に対応する前記高周波電流成分を除去して前記補正電流検出値を算出する、
モータ制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載のモータ制御方法であって、
切り替え対象となる前記各周波数は、所定の第１周波数と前記第１周波数とは異なる第２周波数を含み、
重畳させる前記高周波信号の周波数を前記第１周波数と前記第２周波数との間で切り替え、
重畳させる前記第１周波数の前記高周波信号の周期数を示唆する第１係数に定め、
重畳させる前記第２周波数の前記高周波信号の周期数を示唆する第２係数に定め、
前記最大ピーク周波数を、前記第１周波数、前記第２周波数、前記第１係数、及び前記第２係数に基づいて算出する、
モータ制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載のモータ制御方法であって、
前記ピーク周波数の内、前記応答電流の強度が所定の強度閾値以上となる除去対象周波数を抽出し、
前記補正電流検出値を、前記電流検出値から前記除去対象周波数に対応する前記高周波電流成分を除去することで算出する、
モータ制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載のモータ制御方法であって、
切り替え対象となる前記各周波数は、所定の第１周波数と前記第１周波数とは異なる第２周波数を含み、
重畳させる前記高周波信号の周波数を前記第１周波数と前記第２周波数との間で切り替え、
前記第１周波数の前記高周波信号を重畳させる時間を所定の第１係数に定め、
前記第２周波数の前記高周波信号を重畳させる時間を所定の第２係数に定め、
前記応答電流の強度が最大となる最大ピーク周波数を、前記第１周波数、前記第２周波数、前記第１係数、及び前記第２係数に基づいて算出し、
前記最大ピーク周波数、前記第１係数、及び前記第２係数に基づいて、前記最大ピーク周波数を含む複数の前記ピーク周波数を算出し、
複数の前記ピーク周波数の内、前記応答電流の強度が前記強度閾値以上となるものを前記除去対象周波数として抽出する、
モータ制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載のモータ制御方法であって、
前記第１係数及び／又は前記第２係数は、所定時間以下に設定される、
モータ制御方法。
【請求項７】
請求項４に記載のモータ制御方法であって、
抽出された前記除去対象周波数が所定の周波数閾値以上である場合には、前記電流検出値を第１フィルタで処理して前記補正電流検出値を算出し、
前記除去対象周波数が前記周波数閾値未満である場合には、前記電流検出値を第２フィルタで処理して前記補正電流検出値を算出し、
前記第２フィルタは、前記第１フィルタに対して前記除去対象周波数を中心とする阻止帯域幅が狭く設定される、
モータ制御方法。
【請求項８】
所定の基本電力指令値に高周波信号を重畳して電力指令値を定め、前記電力指令値の入力に対する応答電流を検出し、得られた電流検出値に基づいてモータの磁極位置を推定し、推定した前記磁極位置及び前記電力指令値に基づいて前記モータを制御するモータ制御装置であって、
複数の周波数成分を含む前記高周波信号を前記電力指令値に重畳する重畳部と、
前記応答電流の強度がピークとなる周波数を表すピーク周波数を算出する周波数算出部、
前記電流検出値から前記ピーク周波数に対応する高周波電流成分を抽出し、抽出した前記高周波電流成分に基づいて前記磁極位置を推定する推定部と、
前記電流検出値から前記高周波電流成分を除去した補正電流検出値を算出する補正電流算出部と、
前記補正電流検出値に基づいて前記基本電力指令値を算出する電力指令値算出部と、を有する、
モータ制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御方法及びモータ制御装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、モータを駆動するために印加する駆動用電力（基本電力指令値）に、駆動用電力の周波数よりも高い周波数の高周波信号（高周波電圧）を重畳させてモータに供給し、その応答である高周波電流を抽出・処理してモータの回転子位相（磁極位置）を推定する制御方法（センサレス制御）が知られている。特に、特許文献１には、重畳させる高周波電圧の周波数を可変として、モータからの電磁騒音を低減する制御方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－３４３８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、重畳させる高周波電圧の周波数を可変とすると、応答電流に含まれる高周波電流成分が、モータに要求される出力（駆動力）に応じて定まる基本電流に干渉して、制御安定性が低下することがある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、重畳させる高周波信号の周波数を可変としても、磁極位置の推定精度及びモータの制御安定性を確保することのできるセンサレス制御を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、所定の基本電力指令値に高周波信号を重畳して電力指令値を定め、電力指令値の入力に対する応答電流を検出し、得られた電流検出値に基づいてモータの磁極位置を推定し、推定した磁極位置及び電力指令値に基づいてモータを制御するモータ制御方法が提供される。
【０００７】
特に、このモータ制御方法では、複数の周波数成分を含む高周波信号を基本電力指令値に重畳し、応答電流の強度がピークとなる周波数を表すピーク周波数を算出し、電流検出値からピーク周波数に対応する高周波電流成分を抽出して、高周波電流成分に基づいて磁極位置を推定し、電流検出値から高周波電流成分を除去した補正電流検出値を算出し、補正電流検出値に基づいて電力指令値を算出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、重畳させる高周波信号の周波数を可変としても、磁極位置の推定精度及びモータの制御安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本発明の各実施形態によるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
図２は、各実施形態による位相／回転数推定部における処理の流れを示すフローチャートである。
図３は、第１実施形態による高周波信号除去部における処理の流れを示すフローチャートである。
図４は、比較例１及び実施例１のモータ制御方法による制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
図５は、各ピーク周波数と応答電流強度との間に定まる関係の一例を示す図である。
図６は、第２実施形態による高周波信号除去部における処理の流れを示すフローチャートである。
図７は、比較例２及び実施例２のモータ制御方法による制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
図８は、第３実施形態による高周波信号除去部における処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の各実施形態について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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