特許 6436005 回転電機制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6436005

(24)【登録日】2018年11月22日

(45)【発行日】2018年12月12日

(54)【発明の名称】回転電機制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/22 20160101AFI20181203BHJP

   H02P 21/05 20060101ALI20181203BHJP

   H02P 27/06 20060101ALI20181203BHJP

【ＦＩ】

   H02P21/22

   H02P21/05

   H02P27/06

【請求項の数】5

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-133703(P2015-133703)

(22)【出願日】2015年7月2日

(65)【公開番号】特開2017-17899(P2017-17899A)

(43)【公開日】2017年1月19日

【審査請求日】2017年10月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100093779

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】竹▲崎▼ 朗

(72)【発明者】

【氏名】中島 信頼

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１８００７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５０６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６７５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５０１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２５３５４３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２１／２２

Ｈ０２Ｐ ２１／０５

Ｈ０２Ｐ ２７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インバータ（２０）によって印加電圧が制御される回転電機（８０）の駆動を制御する回転電機制御装置であって、
前記回転電機に通電される電流の電流検出値および電流指令値に基づき、制限前電圧指令値を演算する制限前電圧指令値演算部（４２、４３）と、
出力可能な最大電圧を超えないように前記制限前電圧指令値を制限し、制限後電圧指令値を演算する電圧制限部（４４、４５）と、
電流リップルと逆位相のリップル補正値を演算する補正値演算部（４６、５６、６６）と、
前記リップル補正値により前記制限後電圧指令値を補正する補正部（４７）と、
を備え、
前記制限前電圧指令値の制限に係る不感帯を規定する値の絶対値の大きい方の値を第１制限値、絶対値が小さい方の値を第２制限値とすると、
前記電圧制限部は、
前記制限前電圧指令値の絶対値が前記第２制限値の絶対値より大きく、かつ、前回の演算における前記制限後電圧指令値の絶対値が、前記第２制限値の絶対値以上、前記第１制限値の絶対値以下である場合、今回の前記制限後電圧指令値として前回値を引き継ぐことを特徴とする回転電機制御装置。

【請求項2】

前記電圧制限部は、第１の電圧制限部であって、
出力可能な最大電圧を超えないように、前記補正部にて補正された前記制限後電圧指令値を制限する第２の電圧制限部（４８）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の回転電機制御装置。

【請求項3】

インバータ（２０）によって印加電圧が制御される回転電機（８０）の駆動を制御する回転電機制御装置であって、
前記回転電機に通電される電流の電流検出値および電流指令値に基づき、制限前電圧指令値を演算する制限前電圧指令値演算部（４２、４３）と、
出力可能な最大電圧を超えないように前記制限前電圧指令値を制限し、制限後電圧指令値を演算する電圧制限部（４４、４５）と、
電流リップルと逆位相のリップル補正値を演算する補正値演算部（４６、５６、６６）と、
前記リップル補正値により前記制限後電圧指令値を補正する補正部（４７）と、
を備え、
前記電圧制限部は、第１の電圧制限部であって、
出力可能な最大電圧を超えないように、前記補正部にて補正された前記制限後電圧指令値を制限する第２の電圧制限部（４８）をさらに備えることを特徴とする回転電機制御装置。

【請求項4】

前記補正値演算部（４６、５６）は、前記電流検出値および前記電流指令値に基づき、前記リップル補正値を演算することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。

【請求項5】

前記補正値演算部（６６）は、前記電流検出値および前記電流検出値を用いて演算される電流推定値に基づき、前記リップル補正値を演算することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、インバータを経由して電動機に通電される電流を制御する電流制御装置が知られている。例えば特許文献１では、インバータの出力電圧が飽和しないように、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値の２乗和が一定となるようにそれぞれの軸の電圧を制限している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−１９１６００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のように、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値の２乗和が一定となるように制御すると、ｄ軸電圧指令値の変動に伴って、ｑ軸電圧指令値が変動し、ｑ軸電流が変動することで、音や振動が発生する虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発生する音や振動を抑制可能な回転電機制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の回転電機制御装置は、インバータによって印加電圧が制御される回転電機の駆動を制御するものであって、制限前電圧指令値演算部と、電圧制限部と、補正値演算部と、補正部と、を備える。
制限前電圧指令値演算部は、回転電機に通電される電流の電流検出値および電流指令値に基づき、制限前電圧指令値を演算する。
電圧制限部は、出力可能な最大電圧を超えないように制限前電圧指令値を制限し、制限後電圧指令値を演算する。
補正値演算部は、電流リップルと逆位相のリップル補正値を演算する。
補正部は、リップル補正値により、制限後電圧指令値を補正する。
第１の態様では、制限前電圧指令値の制限に係る不感帯を規定する値の絶対値の大きい方の値を第１制限値、絶対値が小さい方の値を第２制限値とすると、電圧制限部は、制限前電圧指令値の絶対値が第２制限値の絶対値より大きく、かつ、前回の演算における制限後電圧指令値の絶対値が、第２制限値の絶対値以上、第１制限値の絶対値以下である場合、今回の制限後電圧指令値として前回値を引き継ぐ。
第２の態様では、電圧制限部は、第１の電圧制限部であって、出力可能な最大電圧を超えないように、補正部にて補正された制限後電圧指令値を制限する第２の電圧制限部をさらに備える。

【0006】

本発明では、電流リップルと逆位相のリップル補正値を用いて制限後電圧指令値を補正しているので、電流リップルを低減することができる。これにより、電流リップルに起因する音や振動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の第１実施形態による回転電機制御装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の第１実施形態によるｑ軸ＰＩ演算部および補正値演算部を説明するブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態によるｄ軸制限処理を説明するフローチャートである。

【図4】本発明の第１実施形態による第１ｑ軸制限処理を説明するフローチャートである。

【図5】本発明の第１実施形態による不感帯を説明する説明図である。

【図6】本発明の第１実施形態による第２ｑ軸制限処理を説明するフローチャートである。

【図7】本発明の第１実施形態による補正演算を説明するタイムチャートである。

【図8】本発明の第２実施形態による補正値演算部を説明するブロック図である。

【図9】本発明の第３実施形態による補正値演算部を説明するブロック図である。

【図10】本発明の第３実施形態による補正演算を説明するタイムチャートである。

【図11】本発明の第４実施形態による第２ｑ軸制限処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明による回転電機制御装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による回転電機制御装置を図１〜図７に示す。
図１に示すように、回転電機制御装置１は、回転電機としてのモータ８０の駆動を制御するものであって、モータ８０とともに、例えば車両のステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置に適用される。
モータ８０は、３相ブラシレスモータであり、図示しないバッテリの電力を用いて駆動される。
回転電機制御装置１は、インバータ２０、電流センサ３０、および、制御部４０等を備える。

【0009】

インバータ２０は、３相インバータであり、図示しない６つのスイッチング素子がブリッジ接続されている。スイッチング素子は、例えば電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）である。また、スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴに限らず、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）やサイリスタ等であってもよい。２つのスイッチング素子は、一方が高電位側、他方が低電位側に接続され、１つのスイッチング素子対を構成する。３つのスイッチング素子対における高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子との接続点は、それぞれ、モータ８０のＵ相コイル、Ｖ相コイル、および、Ｗ相コイルに接続される。
インバータ２０の各スイッチング素子は、プリドライバ２５を介し、制御部４０によりオンオフ作動が制御され、図示しないバッテリから供給される直流電力を交流電力に変換し、モータ８０に供給する。

【0010】

電流センサ３０には、シャント抵抗やホールＩＣが用いられる。電流センサ３０は、Ｕ相コイルに通電されるＵ相電流、Ｖ相コイルに通電されるＶ相電流、および、Ｗ相コイルに通電されるＷ相電流を検出する。電流センサ３０の検出値は、増幅回路３１を経由して、制御部４０へ出力される。

【0011】

制御部４０は、回転電機制御装置１全体の制御を司るものであって、各種演算処理を実行するマイクロコンピュータを主体とするものである。制御部４０における各処理は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。制御部４０は、機能ブロックとして、３相２相変換部４１、ＰＩ制御部４２、４３、ｄ軸制限部４４、第１ｑ軸制限部４５、補正値演算部４６、補正部４７、第２ｑ軸制限部４８、２相３相変換部４９、および、ＰＷＭ変換部５０等を有する。

【0012】

３相２相変換部４１は、Ｕ相電流検出値Ｉｕ、Ｖ相電流検出値Ｉｖ、および、Ｗ相電流検出値Ｉｗを、増幅回路３１を介して電流センサ３０から取得する。Ｕ相電流検出値Ｉｕ、Ｖ相電流検出値Ｉｖ、または、Ｗ相電流検出値Ｉｗのいずれか１つは、３相和＝０より、残りの２相の検出値から演算してもよい。
３相２相変換部４１では、図示しない回転角センサにて検出される電気角θに基づき、ｄｑ変換により、Ｕ相電流検出値Ｉｕ、Ｖ相電流検出値Ｉｖ、および、Ｗ相電流検出値Ｉｗを、ｄ軸電流検出値Ｉｄおよびｑ軸電流検出値Ｉｑに変換する。これにより、Ｕ相電流検出値Ｉｕ、Ｖ相電流検出値Ｉｖ、および、Ｗ相電流検出値Ｉｗは、３相座標からｄｑ座標に変換される。

【0013】

ｄ軸ＰＩ制御部４２は、ｄ軸電流検出値Ｉｄをｄ軸電流指令値Ｉｄ^*に追従させるべく、ＰＩ演算等により、制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄを演算する。
ｑ軸ＰＩ制御部４３は、ｑ軸電流検出値Ｉｑをｑ軸電流指令値Ｉｑ^*に追従させるべく、ＰＩ演算等により、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑを演算する。
ｄ軸電流指令値Ｉｄ^*およびｑ軸電流指令値Ｉｑ^*は、例えば操舵トルクや車速等に応じ、図示しない指令演算部にて演算される。

【0014】

ｄ軸制限部４４は、インバータ２０からの出力電圧が飽和しないように、制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄを制限するｄ軸制限処理を行い、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*を演算する。
第１ｑ軸制限部４５は、インバータ２０からの出力電圧が飽和しないように、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑを制限する第１ｑ軸制限処理を行い、制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑを演算する。
ｄ軸制限処理および第１ｑ軸制限処理の詳細は後述する。

【0015】

補正値演算部４６は、ｑ軸電流のリップルを抑制するためのｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算する。
ここで、ｑ軸ＰＩ制御部４３および補正値演算部４６の詳細を図２に示す。
図２に示すように、ｑ軸ＰＩ制御部４３は、減算器４３１、遅延素子４３２、減算器４３３、Ｐ演算部４３４、加算器４３５、Ｉ演算部４３６、遅延素子４３７、および、加算器４３８を有する。

【0016】

減算器４３１は、ｑ軸電流検出値Ｉｑとｑ軸電流指令値Ｉｑ^*との差分であるｑ軸電流偏差ΔＩｑを演算する。
遅延素子４３２は、ｑ軸電流偏差ΔＩｑの前回値を、減算器４３３および加算器４３５に出力する。以下、各演算において、前回値と今回値とを区別する必要がある場合、前回値には_(n-1)、今回値には_(n)を付す。

【0017】

減算器４３３は、今回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n)と前回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n-1)との偏差を演算する。
Ｐ演算部４３４は、フィードバック演算用のＰゲインを用い、今回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n)と前回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n-1)との偏差に基づいてＰ制御値ＰＦＢｑを演算する。

【0018】

加算器４３５は、今回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n)と前回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n-1)との和を演算する。
Ｉ演算部４３６は、フィードバック演算用のＩゲインを用い、今回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n)と前回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n-1)との和に基づいてＩ制御値ＩＦＢｑを演算する。
遅延素子４３７は、前回の制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑ_(n-1)を加算器４３８に出力する。
加算器４３８は、前回の制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑ_(n-1)に、Ｐ制御値ＰＦＢｑおよびＩ制御値ＩＦＢｑを加算し、今回の制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑ_(n)を演算する。

【0019】

補正値演算部４６は、感応ゲイン乗算部４６１および調整ゲイン乗算部４６２を有し、Ｐ制御値ＰＦＢｑに基づき、ｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算する。
感応ゲイン乗算部４６１は、電源電圧による応答性への影響を軽減するための感応ゲインを乗算する。
調整ゲイン乗算部４６２は、応答性を調整するための調整ゲインを乗算する。

【0020】

本実施形態では、Ｐ制御値ＰＦＢｑに、感応ゲインおよび調整ゲインを乗じた値をｑ軸補正値ＷＦＢｑとする。Ｐ制御値ＰＦＢｑに乗じるゲインは、感応ゲインまたは調整ゲインのいずれか一方であってもよい。また、補正値演算部４６は、Ｐ制御値ＰＦＢｑに替えて、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑに感応ゲインおよび調整ゲインを乗じることで、ｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算してもよい。

【0021】

図１に戻り、補正部４７は、制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑをｑ軸補正値ＷＦＢｑで補正する補正演算を行い、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑを演算する。本実施形態の補正部４７は、加算器であって、制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑとｑ軸補正値ＷＦＢｑとを加算し、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑを演算する。

【0022】

第２ｑ軸制限部４８は、インバータ２０からの出力電圧が飽和しないように、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑを制限する第２ｑ軸制限処理を行い、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を演算する。第２ｑ軸制限処理の詳細は、後述する。

【0023】

２相３相変換部４９は、電気角θに基づき、逆ｄｑ変換により、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を、３相の電圧指令値であるＵ相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ^*およびＷ相電圧指令値Ｖｗ^*に変換する。
ＰＷＭ変換部５０は、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ^*、および、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ^*に基づき、各相のスイッチング素子のオン期間の割合に対応するＵ相デューティＤｕ、Ｖ相デューティＤｖ、および、Ｗ相デューティＤｗを演算する。
ＰＷＭ変換部５０から出力されたＵ相デューティＤｕ、Ｖ相デューティＤｖ、および、Ｗ相デューティＤｗは、プリドライバ２５にて駆動信号に変換される。そして、当該駆動信号に基づき、インバータ２０のスイッチング素子のオンオフ作動が制御される。
これにより、制御部４０は、インバータ２０を介したＰＷＭ制御により、モータ８０の駆動を制御する。

【0024】

ｄ軸制限部４４におけるｄ軸制限処理を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
最初のステップＳ１０１では、ｄ軸制限部４４は、制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄが正側のｄ軸飽和ガード値Ｖｄ＿ｍａｘより大きいか否かを判断する。以下、「ステップＳ１０１」の「ステップ」を省略し、「Ｓ１０１」と記載する。他のステップについても同様とする。ｄ軸飽和ガード値Ｖｄ＿ｍａｘは、インバータ２０からの出力電圧が飽和しないように決定される最大電圧Ｖ＿ｍａｘに基づき、許容される進角に応じて決定される定数である（図５参照）。制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄが正側のｄ軸飽和ガード値Ｖｄ＿ｍａｘより大きいと判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄが正側のｄ軸飽和ガード値Ｖｄ＿ｍａｘ以下であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０２へ移行する。

【0025】

Ｓ１０２では、ｄ軸制限部４４は、制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄが負側のｄ軸飽和ガード値−Ｖｄ＿ｍａｘより小さいか否かを判断する。制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄが負側のｄ軸飽和ガード値−Ｖｄ＿ｍａｘより小さいと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄが負側のｄ軸飽和ガード値−Ｖｄ＿ｍａｘ以上であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０５へ移行する。

【0026】

制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄが正側のｄ軸飽和ガード値Ｖｄ＿ｍａｘより大きいと判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）に移行するＳ１０３では、ｄ軸制限部４４は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*を、正側のｄ軸飽和ガード値Ｖｄ＿ｍａｘとする。
制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄが負側のｄ軸飽和ガード値−Ｖｄ＿ｍａｘより小さいと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）に移行するＳ１０４では、ｄ軸制限部４４は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*を、負側のｄ軸飽和ガード値−Ｖｄ＿ｍａｘとする。
制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄが、負側のｄ軸飽和ガード値−Ｖｄ＿ｍａｘ以上、正側のｄ軸飽和ガード値Ｖｄ＿ｍａｘ以下であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ、かつ、Ｓ１０２：ＮＯ）に移行するＳ１０５では、ｄ軸制限部４４は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*を、制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄとする。
ｄ軸制限部４４にて演算されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*は、第１ｑ軸制限部４５および２相３相変換部４９に出力される。

【0027】

次に、第１ｑ軸制限部４５における第１ｑ軸制限処理を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ２０１では、第１ｑ軸制限部４５は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*に基づき、第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ、および、第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌを演算する。第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈを式（１）、第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌを式（１）に示す。式中のΔＶは、任意に設定される不感帯幅である。

【0028】

【数1】

【0029】

飽和ガード値について、図５に基づいて説明する。ここでは、ｄ軸電圧およびｑ軸電圧に係る各値が正である場合を例に説明することとし、適宜「正側の」の記載を省略する。
図５（ａ）に示すように、制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄがｄ軸飽和ガード値Ｖｄ＿ｍａｘ以下である場合、ｄ軸制限部４４は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*を、制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄとする。また、図５（ｂ）に示すように、制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄがｄ軸飽和ガード値Ｖｄ＿ｍａｘより大きい場合、ｄ軸制限部４４は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*を、ｄ軸飽和ガード値Ｖｄ＿ｍａｘとする。
第１ｑ軸制限部４５は、最大電圧Ｖ＿ｍａｘおよびｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*に基づき、第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈを演算する。また、第１ｑ軸制限部４５は、第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈから不感帯幅ΔＶを減算し、第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌを演算する。
本実施形態では、第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌを超えている状態を「飽和状態」とし、第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌと第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈとの間の領域を「飽和領域」とする。

【0030】

図４に戻り、Ｓ２０２では、第１ｑ軸制限部４５は、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより大きいか否かを判断する。制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以下であると判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、Ｓ２０８へ移行する。制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより大きいと判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｓ２０３へ移行する。以下、Ｓ２０３〜Ｓ２０７は、正側における制限処理である。

【0031】

Ｓ２０３では、第１ｑ軸制限部４５は、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が、正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより大きいか否かを判断する。前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより大きいと判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、Ｓ２０５へ移行する。前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以下であると判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０４へ移行する。

【0032】

Ｓ２０４では、第１ｑ軸制限部４５は、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより小さいか否かを判断する。前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより小さいと判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、Ｓ２０６へ移行する。前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以上であると判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、Ｓ２０７へ移行する。

【0033】

前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより大きいと判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）に移行するＳ２０５では、第１ｑ軸制限部４５は、今回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n)を、正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈとする。

【0034】

前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより小さいと判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）に移行するＳ２０６では、第１ｑ軸制限部４５は、今回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n)を、正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌとする。

【0035】

前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以上、正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以下であると判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ、かつ、Ｓ２０４：ＮＯ）に移行するＳ２０７では、第１ｑ軸制限部４５は、今回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n)を、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)とする。

【0036】

制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以下であると判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）に移行するＳ２０８では、第１ｑ軸制限部４５は、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより小さいか否かを判断する。制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以上であると判断された場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、Ｓ２１４へ移行する。制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより小さいと判断された場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、Ｓ２０９へ移行する。以下、Ｓ２０９〜Ｓ２１３は、負側における制限処理である。

【0037】

Ｓ２０９では、第１ｑ軸制限部４５は、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより小さいか否かを判断する。前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより小さいと判断された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、Ｓ２１１へ移行する。前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が負側の第１軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以上であると判断された場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、Ｓ２１０へ移行する。

【0038】

Ｓ２１０では、第１ｑ軸制限部４５は、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が負側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより大きいか否かを判断する。前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより大きいと判断された場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ２１２へ移行する。前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以下であると判断された場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、Ｓ２１３へ移行する。

【0039】

前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより小さいと判断された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）に移行するＳ２１１では、第１ｑ軸制限部４５は、今回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n)を、負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈとする。

【0040】

前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより大きいと判断された場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）に移行するＳ２１２では、第１ｑ軸制限部４５は、今回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n)を、負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌとする。

【0041】

前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以上、負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以下であると判断された場合（Ｓ２０９：ＮＯ、かつ、Ｓ２１０：ＮＯ）に移行するＳ２１３では、第１ｑ軸制限部４５は、今回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n)を、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)がとする。

【0042】

制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以上、正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以下である場合（Ｓ２０２：ＮＯ、かつ、Ｓ２０８：ＮＯ）に移行するＳ２１４では、第１ｑ軸制限部４５は、今回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n)を、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑとする。

【0043】

第２ｑ軸制限部４８における第２ｑ軸制限処理を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ３０１では、第２ｑ軸制限部４８は、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが、正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより大きいか否かを判断する。制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以下であると判断された場合（Ｓ３０１：ＮＯ）、Ｓ３０７へ移行する。制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより大きいと判断された場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、Ｓ３０２へ移行する。

【0044】

Ｓ３０２では、第２ｑ軸制限部４８は、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより大きいか否かを判断する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより大きいと判断された場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、Ｓ３０４へ移行する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以下であると判断された場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、Ｓ３０３へ移行する。

【0045】

Ｓ３０３では、第２ｑ軸制限部４８は、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより小さいか否かを判断する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより小さいと判断された場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、Ｓ３０５へ移行する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以上であると判断された場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、Ｓ３０６へ移行する。

【0046】

補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより大きいと判断された場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）に移行するＳ３０４では、第２ｑ軸制限部４８は、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を、第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈとする。
補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより小さいと判断された場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）に移行するＳ３０５では、第２ｑ軸制限部４８は、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を、第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌとする。
補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以上、正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以下である場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ、かつ、Ｓ３０３：ＹＥＳ）に移行するＳ３０６では、第２ｑ軸制限部４８は、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑとする。

【0047】

制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが、正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以下であると判断された場合（Ｓ３０１：ＮＯ）に移行するＳ３０７では、第２ｑ軸制限部４８は、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが負側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより小さいか否かを判断する。制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが負側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以上であると判断された場合（Ｓ３０７：ＮＯ）、Ｓ３１３へ移行する。制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより小さいと判断された場合（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、Ｓ３０８へ移行する。

【0048】

Ｓ３０８では、第２ｑ軸制限部４８は、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより小さいか否かを判断する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより小さいと判断された場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、Ｓ３１０へ移行する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以上であると判断された場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、Ｓ３０９へ移行する。

【0049】

Ｓ３０９では、第２ｑ軸制限部４８は、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより大きいか否かを判断する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより大きいと判断された場合（Ｓ３０９：ＹＥＳ）、Ｓ３１１へ移行する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以下であると判断された場合（Ｓ３０９：ＮＯ）、Ｓ３１２へ移行する。

【0050】

補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより小さいと判断された場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）に移行するＳ３１０では、第２ｑ軸制限部４８は、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を、負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈとする。
補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより大きいと判断された場合（Ｓ３０９：ＹＥＳ）に移行するＳ３１１では、第２ｑ軸制限部４８は、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を、負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌとする。
補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以上、負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以下であると判断された場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ、かつ、Ｓ３０９：ＹＥＳ）に移行するＳ３１２では、第２ｑ軸制限部４８は、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑとする。

【0051】

制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが、負側の第２ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以上、正側の第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以下であると判断された場合（Ｓ３０１：ＮＯ、かつ、Ｓ３０７：ＮＯ）に移行するＳ３１３では、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑとする。

【0052】

ここで、電圧指令演算を、図７に示すタイムチャートに基づいて説明する。図７では、各電流および電圧が正の場合を例に説明する。図７において、（ａ）はｑ軸電流検出値Ｉｑを示し、（ｂ）はＰ制御値ＰＦＢｑおよびｑ軸補正値ＷＦＢｑを示す。図７（ｃ）では、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を実線、第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈおよび第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌを破線、制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑを一点鎖線、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑを２点鎖線で示す。

【0053】

図７（ａ）に示すように、フィードバック制御により指令に追従させるよう制御するため、ｑ軸電流検出値Ｉｑは、経時的に変動する。ここで、インバータ２０の出力電圧が飽和しないように、例えばｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値の２乗和が所定値以下となるようにｑ軸電圧指令値を制限すると、ｄ軸電圧指令値の変動につられて、ｑ軸電圧指令値が変動し、ｑ軸電流の変動が大きくなる虞がある。
そこで本実施形態では、第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈと第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌとの間を不感帯とすることで、ｑ軸電流の変動を抑制している。

【0054】

具体的には、図７（ｃ）に示すように、例えば、時刻ｘ１０を前回、時刻ｘ１１を今回とすると、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が、第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌ以上、第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以下である場合、今回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n)を、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)とする。
また例えば、時刻ｘ２０を前回、時刻ｘ２１を今回とすると、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が、第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌより小さい場合、今回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n)を、第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌとする。

【0055】

また例えば、時刻ｘ３０を前回、時刻ｘ３１を今回とすると、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が、第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより大きい場合、今回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n)を、第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈとする。
すなわち、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)が不感帯内であれば、制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑとして、前回値を引き継いでいる。これにより、飽和ガード値を１つの値にて規定し、不感帯を設けない場合と比較し、ｑ軸電流の変動を抑制することができるので、音や振動を低減することができる。

【0056】

また、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｐ制御値ＰＦＢｑに基づいて演算されるｑ軸補正値ＷＦＢｑは、ｑ軸電流検出値Ｉｑの振動に対して逆位相となっている。具体的には、ｑ軸電流検出値Ｉｑが増加するとき、ｑ軸補正値ＷＦＢｑが減少し、ｑ軸電流検出値Ｉｑが減少するとき、ｑ軸補正値ＷＦＢｑが増加する。

【0057】

図７（ｃ）に示すように、本実施形態では、ｑ軸補正値ＷＦＢｑを制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑに加算することで、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが演算される。換言すると、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑは、ｑ軸電流検出値Ｉｑと逆位相のｑ軸補正値ＷＦＢｑにより制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑを補正して演算される。これにより、ｑ軸電流のリップルを抑制することができる。
また、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑに対して第２ｑ軸制限処理を行うことで、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*が演算される。

【0058】

制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑをｑ軸補正値ＷＦＢｑで補正する処理は、ｑ軸電流のリップルを抑制するために、通常のフィードバック制御とは別途に実行されるリップル抑制のためのフィードバック制御である、と捉えることができる。ｑ軸電流のリップルを抑制するためのフィードバック制御を行い、通常のフィードバック制御における制御量の変化分、電圧指令を変化させることで、ｑ軸電流のリップルが抑制される。

【0059】

本実施形態では、飽和領域を不感帯とすることで、ｄ軸電流の変動に伴うｑ軸電流の変動を抑制した上で、制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑをリップル補正値ＷＦＢｑで補正することでｑ軸電流のリップルを抑制している。これにより、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが飽和状態であったとしても、インバータ２０にて出力可能な電圧の範囲内にて、可及的に高出力を確保しつつ、ｑ軸電流のリップルを抑制することができる。

【0060】

以上詳述したように、本実施形態の回転電機制御装置１は、インバータ２０によって印加電圧が制御されるモータ８０の駆動を制御するものであって、ＰＩ制御部４２、４３と、制限部４４、４５と、補正値演算部４６と、補正部４７と、を備える。
ｄ軸ＰＩ制御部４２は、モータ８０に通電される電流のｄ軸電流検出値Ｉｄおよびｄ軸電流指令値Ｉｄ^*に基づき、制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄを演算する。
ｑ軸ＰＩ制御部４３は、モータ８０に通電される電流のｑ軸電流検出値Ｉｑおよびｑ軸電流指令値Ｉｑ^*に基づき、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑを演算する。

【0061】

ｄ軸制限部４４は、出力可能な最大電圧Ｖ＿ｍａｘを超えないように、制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄを制限し、制限後ｄ軸電圧指令値であるｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*を演算する。
第１ｑ軸制限部４５は、出力可能な最大電圧Ｖ＿ｍａｘを超えないように、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑを制限し、制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑを演算する。

【0062】

補正値演算部４６では、ｑ軸電流の電流リップルと逆位相のｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算する。ここで、電流リップルの位相とリップル補正値の位相とは、厳密な逆位相に限らず、電流リップルを低減可能な程度の位相ずれは許容されるものとする。
補正部４７は、ｑ軸補正値ＷＦＢｑにより制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑを補正する。

【0063】

本実施形態では、電流リップルと逆位相のリップル補正値を用いて制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑを補正しているので、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが飽和状態であっても、電流リップルを低減することができる。これにより、電流リップルに起因する音や振動を抑制することができる。

【0064】

補正値演算部４６は、ｑ軸電流検出値Ｉｑおよびｑ軸電流指令値Ｉｑ^*に基づき、制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑを補正するｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算する。詳細には、補正値演算部４６は、ｑ軸電流検出値Ｉｑとｑ軸電流指令値Ｉｑ^*との偏差であるｑ軸電流偏差ΔＩｑに基づいて演算されるＰ制御値ＰＦＢｑに基づき、ｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算する。Ｐ制御値ＰＦＢｑは、第１ｑ軸制限処理前の演算値であるため、ｑ軸電流の偏差分の動きに依存した値であり、飽和ガードの影響を受けていない。これにより、ｑ軸電流のリップルに応じ、ｑ軸補正値ＷＦＢｑを適切に演算することができる。また、従来のフィードバック演算であるｑ軸ＰＩ制御部４３にて演算される値を用いてｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算しているので、演算負荷を低減することができる。

【0065】

本実施形態では、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑの制限に係る不感帯を規定する値の絶対値の大きい方の値を第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ、絶対値が小さい方の値を第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌとする。
第１ｑ軸制限部４５は、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑの絶対値が第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌの絶対値より大きく、かつ、前回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑ_(n-1)の絶対値が、第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌの絶対値以上、第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈの絶対値以下である場合、今回の制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑとして、前回値（すなわちＧＦＢｑ_(n-1)）を引き継ぐ。
これにより、第１ｑ軸制限処理におけるｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*の変動に伴うトルク変動が抑制され、音や振動を低減することができる。

【0066】

回転電機制御装置１は、第１ｑ軸制限部４５、および、第２ｑ軸制限部４８を備える。第２ｑ軸制限部４８は、出力可能な最大電圧を超えないように、補正部４７にて補正された補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑを制限する。これにより、インバータ２０からの出力電圧が飽和しない範囲内にて、モータ８０の駆動を適切に制御することができる。

【0067】

本実施形態では、ｄ軸ＰＩ制御部４２およびｑ軸ＰＩ制御部４３が「制限前電圧指令値演算部」に対応し、ｄ軸制限部４４および第１ｑ軸制限部４５が「電圧制限部」に対応し、補正値演算部４６が「補正値演算部」に対応し、補正部４７が「補正部」に対応する。また、第１ｑ軸制限部４５が「第１の電圧制限部」に対応し、第２ｑ軸制限部４８が「第２の電圧制限部」に対応する。
また、制限前ｄ軸電圧指令値ＦＢｄおよび制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑが「制限前電圧指令値」に対応し、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*および制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑが「制限後電圧指令値」に対応し、ｑ軸補正値ＷＦＢｑが「リップル補正値」に対応する。また、第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈが「第１制限値」に対応し、第２ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｌが「第２制限値」に対応する。

【0068】

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図８に基づいて説明する。
図８に示すように、本実施形態は、補正値演算部５６が上記実施形態と異なる。補正値演算部５６は、リップル補正用Ｐ演算部５６１、リップル補正用Ｉ演算部５６２、遅延素子５６３、および、加算器５６４を有する。

【0069】

リップル補正用Ｐ演算部５６１は、リップル補正用のＰゲインを用い、今回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n)と前回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n-1)との偏差に基づいてリップル補正用Ｐ制御値ＲＰＦＢｑを演算する。
リップル補正用Ｉ演算部５６２は、リップル補正用のＩゲインを用い、今回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n)と前回のｑ軸電流偏差ΔＩｑ_(n-1)との和に基づいてリップル補正用Ｉ制御値ＲＩＦＢｑを演算する。

【0070】

遅延素子５６３は、前回のｑ軸補正値ＷＦＢｑ_(n-1)を加算器５６４に出力する。
加算器５６４は、前回のｑ軸補正値ＷＦＢｑ_(n-1)に、リップル補正用Ｐ制御値ＲＰＦＢｑおよびリップル補正用Ｉ制御値ＲＩＦＢｑを加算し、今回のｑ軸補正値ＷＦＢｑ_(n)を演算する。

【0071】

本実施形態では、制限前ｑ軸電圧指令値ＦＢｑを導出するためのＰＩ演算とは別途に、リップル補正用のＰＩ演算を行っている。リップル補正用Ｐ演算部５６１では、Ｐ演算部４３４にて用いるＰゲインよりも大きい値を用いて応答性を高めることで、従来の電流フィードバック制御では抑制できない電流リップルを抑制可能である。リップル補正用Ｉ演算部５６２についても同様である。なお、補正値演算部５６において、リップル補正用Ｉ演算部５６２を省略し、Ｉ演算を行わなくてもよい。

【0072】

本実施形態の補正値演算部５６は、ｑ軸電流検出値Ｉｑおよびｑ軸電流指令値Ｉｑ^*に基づき、ｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算する。詳細には、補正値演算部５６は、ｑ軸電流検出値Ｉｑとｑ軸電流指令値Ｉｑ^*の偏差であるｑ軸電流偏差ΔＩｑの前回値と今回値との偏差に基づき、ｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算する。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、補正値演算部５６が「補正値演算部」に対応する。

【0073】

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図９および図１０に基づいて説明する。
図９および図１０に示すように、本実施形態は、補正値演算部６６が上記実施形態と異なる。
図９に示すように、補正値演算部６６は、電流推定部６６１、減算器６６２、ＰＩ制御部６６３、および、感応ゲイン乗算部６６４を有する。

【0074】

電流推定部６６１は、ｑ軸電流検出値Ｉｑに基づき、ｑ軸電流推定値Ｉｑ＿ｅを演算する。ｑ軸電流推定値Ｉｑ＿ｅは、ｑ軸電流の振動抑制後の目標値である。本実施形態では、ｑ軸電流推定値Ｉｑ＿ｅは、ｑ軸電流検出値Ｉｑをローパスフィルタ処理した値とする。また、ｑ軸電流推定値Ｉｑ＿ｅは、所定期間におけるｑ軸電流検出値Ｉｑの移動平均値としてもよい。

【0075】

減算器６６２は、ｑ軸電流推定値Ｉｑ＿ｅとｑ軸電流検出値Ｉｑとの偏差である推定電流偏差ΔＩｑ＿ｅを演算する。
ＰＩ制御部６６３は、推定電流偏差ΔＩｑ＿ｅをゼロに収束させるべく、ＰＩ演算を行う。
感応ゲイン乗算部６６４は、電源電圧による応答性への影響を軽減するための感応ゲインを乗算し、ｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算する。

【0076】

本実施形態では、ｑ軸電流推定値Ｉｑ＿ｅからｑ軸電流検出値Ｉｑを減算した推定電流偏差ΔＩｑ＿ｅに基づいてｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算する。そのため、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、ｑ軸電流推定値Ｉｑ＿ｅに対するｑ軸電流検出値Ｉｑの位相と、ｑ軸補正値ＷＦＢｑの位相とは、逆位相となる。また、図１０（ｃ）に示すように、制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑに対する制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑにｑ軸補正値ＷＦＢｑを加算した加算値である補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑの位相も、ｑ軸電流推定値Ｉｑ＿ｅに対するｑ軸電流検出値Ｉｑの位相と逆位相になる。制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑをｑ軸電流検出値Ｉｑと逆位相のｑ軸補正値ＷＦＢｑで補正することで、ｑ軸電流のリップルを低減することができる。

【0077】

本実施形態の補正値演算部６６は、ｑ軸電流検出値Ｉｑ、および、ｑ軸電流検出値Ｉｑを用いて演算されるｑ軸電流推定値Ｉｑ＿ｅに基づき、制限後ｑ軸電圧指令値ＧＦＢｑを補正するｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算する。本実施形態では、ｑ軸電流推定値Ｉｑ＿ｅとｑ軸電流検出値Ｉｑとの偏差が目標値内となるようにｑ軸補正値ＷＦＢｑを演算する。
このようにしても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、補正値演算部６６が「補正値演算部」に対応する。

【0078】

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１１に基づいて説明する。
本実施形態では、第２ｑ軸制限処理が上記実施形態と異なる。ｑ軸補正値ＷＦＢｑの演算は、第１実施形態〜第３実施形態のいずれのものとしてもよい。
Ｓ４０１では、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが、正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより大きいか否かを判断する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより大きいと判断された場合（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、Ｓ４０３へ移行する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以下であると判断された場合（Ｓ４０１：ＮＯ）、Ｓ４０２へ移行する。

【0079】

Ｓ４０２では、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより小さいか否かを判断する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより小さいと判断された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、Ｓ４０４へ移行する。補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以上であると判断された場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、Ｓ４０５へ移行する。

【0080】

補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより大きいと判断された場合（Ｓ４０１：ＹＥＳ）に移行するＳ４０３では、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を、正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈとする。
補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈより小さいと判断された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）に移行するＳ４０４では、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を、負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈとする。
補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑが負側の第１ｑ軸飽和ガード値−Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以上、正側の第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈ以下であると判断された場合（Ｓ４０１：ＮＯ、かつ、Ｓ４０２：ＮＯ）に移行するＳ４０５では、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑとする。

【0081】

本実施形態の第２ｑ軸制限処理では、インバータ２０の出力電圧が第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈを超えた場合に、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を第１ｑ軸飽和ガード値Ｖｑ＿ｍａｘ＿Ｈに制限し、その他の場合は、補正後ｑ軸電圧指令値ＡＦＢｑをｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*としている。これにより、インバータ２０にて出力可能な電圧の範囲内にて、ｑ軸電流のリップルを抑制することができる。また、第２ｑ軸制限処理に係る演算を簡略化することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0082】

（他の実施形態）
（ア）制限処理
上記実施形態では、電圧制限部は、電圧ベースの値を用いて制限処理を行う。他の実施形態では、電圧制限部は、最大電圧に対する各値の割合を飽和率とし、飽和率に基づいて制限処理を行ってもよい。第２の電圧制限部における制限処理も同様である。

【0083】

上記実施形態では、不感帯幅は、所定値である。他の実施形態では、不感帯幅を、モータの回転角速度に応じて可変としてもよい。例えば、高速回転時における不感帯幅を、低速回転時における不感帯幅よりも小さくすることで、高速回転時において、音や振動の抑制よりも出力を優先させることができる。

【0084】

また、他の実施形態では、不感帯幅を、ｄ軸電圧指令値に応じて可変としてもよい。例えば、ｄ軸電圧指令値の絶対値が大きい場合の不感帯幅を大きくすることで、ｄ軸電圧指令値が電圧最大値付近である場合における音や振動をより抑制することができる。また、ｄ軸電圧指令値の絶対値が小さい場合の不感帯幅を小さくすることで、ｄ軸電圧指令値が０付近である場合における出力低下を抑制することができる。

【0085】

他の実施形態では、不感帯幅は、モータの回転角速度またはｄ軸電圧指令値以外の値に応じて可変としてもよい。また、第１ｑ軸制限処理における不感帯幅と、第２ｑ軸制限処理における不感帯幅とは、異なっていてもよい。
他の実施形態では、第１ｑ軸制限処理においても、不感帯幅を設けず、１つの飽和ガード値に基づいて制限処理を行ってもよい。また、第２ｑ軸制限処理を省略してもよい。

【0086】

（ウ）補正部
上記実施形態では、制限前ｑ軸電流指令値にｑ軸補正値を加算する加算器が補正部に対応する。他の実施形態では、補正部が加算器とは異なる演算器であり、リップル補正値により制限後電圧指令値を補正する演算を加算以外の演算としてもよい。
上記実施形態では、補正値演算部は、ｑ軸のリップル補正値を演算し、補正部は、ｑ軸の制限後ｑ軸電圧指令値を補正する。他の実施形態では、ｑ軸とは異なる軸のリップル電流を補正するように、リップル補正値の演算、および、制限後電圧指令値の補正を行ってもよい。

【0087】

第１実施形態および第２実施形態では、電流検出値および電流指令値に基づくＰ演算（またはＰＩ演算）によりリップル補正値を演算し、第３実施形態では、電流推定値を用いてリップル補正値を演算する。他の実施形態では、電流検出値および電流指令値に基づくＰ演算（またはＰＩ演算）により演算されるリップル補正値、および、電流推定値を用いて演算されるリップル補正値を共に用いて、制限後電圧指令値を補正してもよい。

【0088】

（イ）回転電機
上記実施形態では、回転電機は、３相ブラシレスモータである。他の実施形態の回転電機は、３相ブラシレスモータに限らず、どのようなモータであってもよい。上記実施形態では、回転電機がモータ（電動機）である。他の実施形態では、回転電機は、電動機および発電機の機能を併せ持つ、所謂モータジェネレータであってもよい。
上記実施形態では、回転電機制御装置は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、回転電機制御装置を電動パワーステアリング装置以外のどのような装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0089】

１・・・回転電機制御装置
２０・・・インバータ
４０・・・制御部
４２、４３・・・ＰＩ制御部（制限前電圧指令値演算部）
４４・・・ｄ軸制限部（電圧制限部）
４５・・・第１ｑ軸制限部（電圧制限部、第１の電圧制限部）
４６、５６、６６・・・補正値演算部
４７・・・加算器（補正部）
４８・・・第２ｑ軸制限部（第２の電圧制限部）
９０・・・モータ（回転電機）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】