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(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】
(24)【登録日】2024-10-07
(45)【発行日】2024-10-16
(54)【発明の名称】制御装置
(51)【国際特許分類】
H02P 27/08 20060101AFI20241008BHJP
H02P 6/15 20160101ALI20241008BHJP
【ＦＩ】
H02P27/08
H02P6/15
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021090356
(22)【出願日】2021-05-28
(65)【公開番号】P2022182669
(43)【公開日】2022-12-08
【審査請求日】2024-02-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087480
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 修平
(72)【発明者】
【氏名】平野 晃佑
(72)【発明者】
【氏名】小柳 博之
【審査官】谿花 正由輝
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１４８７２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１３７２１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０３８９１２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｐ ２７／０８
Ｈ０２Ｐ ６／１５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源から入力される直流電流を交流電流に変換してモータに出力するインバータの変調率を算出し、前記変調率に応じて前記インバータのＰＷＭ制御及び矩形波制御の何れを選択して実行する第１制御部と、前記第１制御部が前記ＰＷＭ制御を実行中、前記モータに要求されるトルク、前記モータの電流実効値、及び前記モータの電流進角の関係を示す第１進角制御データに基づき、前記モータに要求されるトルクに応じて前記モータの電流実効値及び電流進角を制御する第２制御部とを有し、
前記第２制御部は、
前記第１進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御中、前記モータまたは前記電源の状態に関する所定条件が満たされた場合、前記第１進角制御データより弱め界磁側の電流進角における前記関係を示す第２進角制御データに基づき、前記モータに要求されるトルクに応じて前記モータの電流実効値及び電流進角を制御し、
前記第２進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御中、前記第１進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御する場合の前記変調率を予測し、
予測した前記変調率が閾値以上である場合、前記第１進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御し、
予測した前記変調率が閾値未満である場合、前記第２進角制御データに基づく前記モータの電流実効値及び電流進角の制御を継続する、
制御装置。
【請求項2】
前記第２制御部は、前記モータに要求されるトルクから、前記第１進角制御データ及び前記第２進角制御データの各々に対応した前記モータのインダクタンス及び電流指令値をそれぞれ算出し、
前記モータのインダクタンス及び電流指令値により前記モータに印加される電圧の振幅を算出し、
前記電圧の振幅と、前記電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータから前記インバータに入力される入力電圧との比から前記変調率を予測する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記第２制御部は、前記モータのインダクタンス、電流指令値、及び抵抗値により前記電圧の振幅を算出する、請求項２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記第２制御部は、前記インバータのスイッチング動作のデッドタイムによる前記電圧の変化分により前記電圧を補正する、請求項２または３に記載の制御装置。
【請求項5】
前記第２制御部は、前記第１進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御する場合より前記モータの損失を増加させるとき、前記第２進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御する、請求項１乃至４の何れかに記載の制御装置。
【請求項6】
前記第２制御部は、前記第１進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御する場合より前記モータの効率を増加させるとき、前記第２進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御する、請求項１乃至４の何れかに記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えばハイブリッド車や電気自動車などの電動車両には、車輪を駆動するモータ、モータに三相交流電流を出力するインバータ、及び、インバータを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの制御装置が搭載される。ＥＣＵはインバータの変調率に応じてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御及び矩形波制御を使い分ける。
【0003】
また、ＥＣＵは、モータのトルク指令に基づいて、モータの電流実効値が最小となるように電流進角を制御する。このとき、ＥＣＵは、例えばモータやインバータの損失が小さくなるように変調率に応じて電流進角を補正する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１８－５０４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のようにＥＣＵが電流進角を弱め界磁側に制御すると、トルク指令値及び回転数の関係を示すマップにおいて、ＰＷＭ制御を適用可能な領域は増加するが、矩形波制御を適用可能な領域は減少する。ここでモータの効率はＰＷＭ制御の場合より矩形波制御の場合のほうが高くなる。
【0006】
このため、弱め界磁側の電流進角制御が実行されているとき、インバータのスイッチング制御がＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替わる適切なタイミングで進角制御を電流最適進角制御に戻す必要がある。しかし、電流進角が弱め界磁側に進角するほど、インバータの変調率は低下して高精度に変調率を算出することが難しくなる。
【0007】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、モータの電流進角を適切なタイミングで制御することができる制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本明細書に記載の制御装置は、電源から入力される直流電流を交流電流に変換してモータに出力するインバータの変調率を算出し、前記変調率に応じて前記インバータのＰＷＭ制御及び矩形波制御の何れを選択して実行する第１制御部と、前記第１制御部が前記ＰＷＭ制御を実行中、前記モータに要求されるトルク、前記モータの電流実効値、及び前記モータの電流進角の関係を示す第１進角制御データに基づき、前記モータに要求されるトルクに応じて前記モータの電流実効値及び電流進角を制御する第２制御部とを有し、前記第２制御部は、前記第１進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御中、前記モータまたは前記電源の状態に関する所定条件が満たされた場合、前記第１進角制御データより弱め界磁側の電流進角における前記関係を示す第２進角制御データに基づき、前記モータに要求されるトルクに応じて前記モータの電流実効値及び電流進角を制御し、前記第２進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御中、前記第１進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御する場合の前記変調率を予測し、予測した前記変調率が閾値以上である場合、前記第１進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御し、予測した前記変調率が閾値未満である場合、前記第２進角制御データに基づく前記モータの電流実効値及び電流進角の制御を継続する。
【0009】
上記の構成において、前記第２制御部は、前記モータに要求されるトルクから、前記第１進角制御データ及び前記第２進角制御データの各々に対応した前記モータのインダクタンス及び電流指令値をそれぞれ算出し、前記モータのインダクタンス及び電流指令値により前記モータに印加される電圧の振幅を算出し、前記電圧の振幅と、前記電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータから前記インバータに入力される入力電圧との比から前記変調率を予測してもよい。
【0010】
上記の構成において、前記第２制御部は、前記モータのインダクタンス、電流指令値、及び抵抗値により前記電圧の振幅を算出してもよい。
【0011】
上記の構成において、前記第２制御部は、前記インバータのスイッチング動作のデッドタイムによる前記電圧の変化分により前記電圧を補正してもよい。
【0012】
上記の構成において、前記第１進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御する場合より前記モータの損失を増加させるとき、前記第２進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御してもよい。
【0013】
上記の構成において、前記第２制御部は、前記第１進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御する場合より前記モータの効率を増加させるとき、前記第２進角制御データに基づき前記モータの電流実効値及び電流進角を制御してもよい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、モータの電流進角を適切なタイミングで制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】モータシステムの一例を示す構成図である。
【図2】モータの電流進角及びトルク指令値の関係の一例を示す図である。
【図3】モータの回転数及びトルク指令値の関係の一例を示す図である。
【図4】スイッチング制御部の制御切り替え動作の一例を示すフローチャートである。
【図5】ＰＷＭ制御の一例を示すフローチャートである。
【図6】モータの電流実効値及び電流進角の算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図7】矩形波制御の一例を示すフローチャートである。
【図8】効率最適進角制御または損失増加進角制御への切り替え制御の一例を示すフローチャートである。
【図9】電流最適進角制御への切り戻し制御の一例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】
【0016】
（モータシステムの構成）
図１は、モータシステム９の一例を示す構成図である。モータシステム９は、例えばハイブリッド車や電気自動車などの電動車両に搭載される。モータシステム９は、電源回路１、モータ２、直流電源３、電圧センサ４０、回転位置センサ４１、電流センサ４２、アクセルセンサ４３、ブレーキセンサ４４、バッテリセンサ４５、及びＥＣＵ５を有する。
図１は、モータシステム９の一例を示す構成図である。モータシステム９は、例えばハイブリッド車や電気自動車などの電動車両に搭載される。モータシステム９は、電源回路１、モータ２、直流電源３、電圧センサ４０、回転位置センサ４１、電流センサ４２、アクセルセンサ４３、ブレーキセンサ４４、バッテリセンサ４５、及びＥＣＵ５を有する。
【0017】
モータ２は不図示の車輪を駆動する。モータ２は、例えばブラシレスモータであり、ステータに三相の巻線２０ａ，２０ｂ，２０ｃを有する。三相の巻線２０ａ，２０ｂ，２０ｃには、電源回路１から出力された三相交流電流が流れる。
【0018】
回転位置センサ４１は、例えばレゾルバであり、モータ２の回転子の回転位置を検出して、その検出値をＥＣＵ５に出力する。電流センサ４２は、巻線２０ｂ，２０ｃに流れる三相交流電流の各電流値をそれぞれ検出し、その検出値をＥＣＵ５に出力する。
【0019】
電源回路１は、インバータ１０、昇圧コンバータ１１、及びフィルタコンデンサ１４，１５を含む。電源回路１は、直流電源３とモータ２の間に電気的に接続されている。直流電源３は電源の一例であり、例えばリチウムイオン電池である。
【0020】
インバータ１０は、直流電源３から入力される直流電流によりモータ２をそれぞれ駆動する。インバータ１０は直流電流を三相交流電流に変換してモータ２に出力する。
【0021】
インバータ１０は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）１０１ａ～１０１ｃ，１０２ａ～１０２ｃ及び還流ダイオード１０３ａ～１０３ｃ，１０４ａ～１０４ｃを含む。ＩＧＢＴ１０１ａ，１０２ａは、モータ２の巻線２０ａにそれぞれ接続される上アーム及び下アームである。ＩＧＢＴ１０１ｂ，１０２ｂは、モータ２の巻線２０ｂにそれぞれ接続される上アーム及び下アームである。ＩＧＢＴ１０１ｃ，１０２ｃは、モータ２の巻線２０ｃにそれぞれ接続される上アーム及び下アームである。
【0022】
還流ダイオード１０３ａ～１０３ｃ，１０４ａ～１０４ｃはＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃ，１０２ａ～１０２ｃにそれぞれ並列接続されている。還流ダイオード１０３ａ～１０３ｃ，１０４ａ～１０４ｃには、三相の巻線２０ａ，２０ｂ，２０ｃから回生電流が流れる。また、還流ダイオード１０３ａ～１０３ｃ，１０４ａ～１０４ｃは、ＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃ，１０２ａ～１０２ｃがオフ制御されたときに生ずるサージ電圧が流れる。
【0023】
ＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃのコレクタ端子は直流電源３の正極端子に接続され、ＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃのエミッタ端子は、ＩＧＢＴ１０２ａ～１０２ｃのコレクタ端子にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１０２ａ～１０２ｃのエミッタ端子は直流電源３の負極端子に接続されている。
【0024】
ＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃ，１０２ａ～１０２ｃのゲート端子には、ＥＣＵ５からスイッチング信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ～Ｓ２ｃがそれぞれ入力される。ＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃ，１０２ａ～１０２ｃは、スイッチング信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ～Ｓ２ｃによりそれぞれオンオフされる。これにより、インバータ１０は直流電源３の直流電流から三相交流電流を生成してモータ２に出力する。なお、インバータ１０は、ＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃ，１０２ａ～１０２ｃに代えて、他種のトランジスタを含んでもよい。
【0025】
昇圧コンバータ１１は、直流電源３とインバータ１０の間に電気的に接続されている。昇圧コンバータ１１は、直流電源３からインバータ１０に印加される電圧を昇圧する。
【0026】
昇圧コンバータ１１は、リアクトル１２、ＩＧＢＴ１１０，１１１、及び還流ダイオード１１２，１１３を含む。ＩＧＢＴ１１０，１１１は直列接続されている。ＩＧＢＴ１１０のコレクタ端子はインバータ１０のＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃのコレクタ端子に接続され、ＩＧＢＴ１１０のエミッタ端子はＩＧＢＴ１１１のコレクタ端子に接続されている。ＩＧＢＴ１１１のエミッタ端子は直流電源３の負極端子及びＩＧＢＴ１０２ａ～１０２ｃのエミッタ端子に接続されている。
【0027】
リアクトル１２の一端はＩＧＢＴ１１０，１１１の接続点に接続され、リアクトル１２の他端は直流電源３の正極端子に接続されている。リアクトル１２は、ＩＧＢＴ１１０，１１１のスイッチング動作に従って直流電源３から入力されるエネルギーを蓄積して放出する。
【0028】
還流ダイオード１１２，１１３はＩＧＢＴ１１０，１１１にそれぞれ並列接続されている。還流ダイオード１１２，１１３は、ＩＧＢＴ１１０，１１１がオフ制御されたときに直流電源３の直流電流を流す。
【0029】
ＩＧＢＴ１１０，１１１のゲート端子には、ＥＣＵ５からスイッチング信号Ｓ１ｕ，Ｓ２ｕがそれぞれ入力される。ＩＧＢＴ１１０，１１１は、スイッチング信号Ｓ１ｕ，Ｓ２ｕによりそれぞれオンオフされる。これにより、昇圧コンバータ１１は直流電圧を昇圧する。なお、昇圧コンバータ１１は、ＩＧＢＴ１１０，１１１に代えて他種のトランジスタを含んでもよい。
【0030】
フィルタコンデンサ１４は直流電源３と並列接続されている。フィルタコンデンサ１４は、直流電源３と昇圧コンバータ１１を互いに接続する供給ラインＬｐ，Ｌｎの間に接続されている。フィルタコンデンサ１４は、昇圧コンバータ１１から直流電源３に加わる電圧変動を平滑化する。
【0031】
直流電源３にはバッテリセンサ４５が並列接続されている。バッテリセンサ４５は直流電源３の出力電圧及び出力電流を検出し、その検出値はＥＣＵ５に出力する。
【0032】
フィルタコンデンサ１５はインバータ１０と並列接続されている。フィルタコンデンサ１５は、インバータ１０から直流電源３に加わる電圧変動を平滑化する。フィルタコンデンサ１５には、昇圧コンバータ１１により昇圧された入力電圧ＶＨが印加される。
【0033】
電圧センサ４０は、フィルタコンデンサ１５の両端間に接続され、フィルタコンデンサ１４に印加されている入力電圧ＶＨを検出する。電圧センサ４０は、入力電圧ＶＨの検出値をＥＣＵ５に出力する。
【0034】
アクセルセンサ４３は車両のアクセルペダル（不図示）の踏み込み量を検出し、その検出値をＥＣＵ５に出力する。ブレーキセンサ４４は車両のブレーキペダル（不図示）の踏み込み量を検出し、その検出値をＥＣＵ５に出力する。
【0035】
ＥＣＵ５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ及びメモリなどを有するコンピュータであり、モータ２の状態に応じて電源回路１の動作を制御する。ＥＣＵ５は、車両制御部５０、スイッチング制御部５１、進角制御部５２、電源制御部５３、及び格納部５４を有する。なお、ＥＣＵ５は制御装置の一例である。
【0036】
車両制御部５０、スイッチング制御部５１、進角制御部５２、及び電源制御部５３は、例えばプロセッサを駆動するプログラムにより形成される機能であるが、これに限定されず、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specified Integrated Circuit）などのハードウェアで実現される回路であってもよい。なお、車両制御部５０、スイッチング制御部５１、進角制御部５２、及び電源制御部５３は、互いに独立したコンピュータであってもよい。
【0037】
格納部５４は、例えばメモリなどの記憶回路である。格納部５４は、電流最適進角制御マップデータ５１０、効率最適進角制御マップデータ５１１、損失増加進角制御マップデータ５１２、電流指令マップデータ５１３ａ～５１３ｃ、及びインダクタンスマップデータ５１４ａ～５１４ｃを格納する。
【0038】
車両制御部５０は、アクセルセンサ４３及びブレーキセンサ４４の各検出値から、モータ２に要求されるトルク（以下、要求トルクと表記）を算出する。車両制御部５０は、要求トルクをスイッチング制御部５１及び進角制御部５２に通知する。スイッチング制御部５１及び進角制御部５２は要求トルクをトルク指令値に設定する。
【0039】
電源制御部５３は、バッテリセンサ４５の検出値から直流電源３に充電可能な上限電力値Ｗｉｎを算出する。電源制御部５３は、例えば直流電源３の充電容量と出力電圧及び出力電流から上限電力値Ｗｉｎを算出する。電源制御部５３は、上限電力値Ｗｉｎを進角制御部５２に通知する。
【0040】
スイッチング制御部５１は、第１制御部の一例であり、インバータ１０の変調率Ｋａを算出し、変調率Ｋａに応じてインバータ１０のＰＷＭ制御及び矩形波制御の何れを選択して実行する。スイッチング制御部５１は、例えばモータ２のｄ軸電圧及びｑ軸電圧とインバータ１０の入力電圧ＶＨから変調率Ｋａを算出する。
【0041】
スイッチング制御部５１は、ＰＷＭ制御を実行中、一例として変調率Ｋａが０．７８以上である場合、インバータ１０の制御をＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替える。また、スイッチング制御部５１は、矩形波制御の実行中、一例として変調率Ｋａが０．７０以下である場合、インバータ１０の制御を矩形波制御からＰＷＭ制御に切り替える。
【0042】
スイッチング制御部５１は、ＰＷＭ制御を実行中、モータ２の巻線２０ａ～２０ｃの電圧が正弦波状となるようにスイッチング信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ～Ｓ２ｃを生成し、インバータ１０のＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃ，１０２ａ～１０２ｃに出力する。ＰＷＭ制御には、正弦波ＰＷＭ制御と過変調ＰＷＭ制御が含まれる。
【0043】
スイッチング制御部５１は、正弦波ＰＷＭ制御の場合、ＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃ，１０２ａ～１０２ｃが、正弦波状の電圧指令値と搬送波（例えば三角波）との電圧比較の結果に従ってオンオフされるようにスイッチング信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ～Ｓ２ｃのデューティ比を制御する。この結果、上アームのＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃのオン期間と、下アームのＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃのオン期間とを合わせた所定の制御周期内で巻線２０ａ～２０ｃの電圧の基本波成分が正弦波状交流電圧となる。これにより、変調率Ｋａは０．６１まで高めることができる。
【0044】
スイッチング制御部５１は、過変調制御の場合、正弦波ＰＷＭ制御と同様に正弦波状の電圧指令値と搬送波（例えば三角波）との電圧比較の結果に従ってスイッチング信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ～Ｓ２ｃのデューティ比を制御する。ただし、電圧指令値が搬送波よりも大きくなる領域で比較的大きなデューティ比の矩形パルスが生成されるため、正弦波状の基本波成分の振幅を拡張することができる。これにより変調率Ｋａは０ ．６１～０．７８の範囲で高めることができる。
【0045】
スイッチング制御部５１は、矩形波制御の場合、所定の制御周期内においてＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃ，１０２ａ～１０２ｃのハイレベル及びローレベルの各期間の比が１：１である１パルス分の矩形波としてスイッチング信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ～Ｓ２ｃを生成する。矩形波制御では、巻線２０ａ～２０ｃの電圧の基本波成分の振幅が固定されるため、電力演算によって推定したトルクとトルク指令値との偏差に基づく、矩形波パルスの電圧位相が制御される。これにより、変調率Ｋａは０．７８まで高められる。
【0046】
また、スイッチング制御部５１は、要求トルクに応じて入力電圧ＶＨの目標値を算出し、昇圧コンバータ１１が直流電源３の電圧を昇圧するように昇圧コンバータ１１のＩＧＢＴ１１０，１１１をオンオフ制御する。
【0047】
進角制御部５２は、第２制御部の一例であり、スイッチング制御部５１がＰＷＭ制御を実行中、電流最適進角制御マップデータ５１０に基づき、モータ２の要求トルクに応じてモータ２の電流実効値及び電流進角を制御する。進角制御部５２は、格納部５４から電流最適進角制御マップデータ５１０を読みだす。
【0048】
電流最適進角制御マップデータ５１０は、モータ２の要求トルク、モータ２の電流実効値、及びモータ２の電流進角の関係を示す第１進角制御データの一例である。進角制御部５２は、電流最適進角制御マップデータ５１０を用いることにより、モータ２のトルクが要求トルクを満たす電流実効値が最小となるように電流進角を制御することができる。この電流最適進角制御マップデータ５１０に基づく進角制御を「電流最適進角制御」と表記する。
【0049】
進角制御部５２は、電流最適進角制御を実行中、モータ２の状態に関する所定条件が満たされた場合、効率最適進角制御マップデータ５１１に基づき、モータ２の要求トルクに応じてモータ２の電流実効値及び電流進角を制御する。進角制御部５２は、格納部５４から効率最適進角制御マップデータ５１１を読みだす。
【0050】
効率最適進角制御マップデータ５１１は、電流最適進角制御マップデータ５１０より弱め界磁側の電流進角における、モータ２の要求トルク、モータ２の電流実効値、及びモータ２の電流進角の関係を示す第２進角制御データの一例である。進角制御部５２は、効率最適進角制御マップデータ５１１を用いることにより、電流最適進角制御を実行する場合よりモータ２の効率が増加するように電流進角を制御することができる。この効率最適進角制御マップデータ５１１に基づく進角制御を「効率最適進角制御」と表記する。
【0051】
進角制御部５２は、電流最適進角制御を実行中、直流電源３の状態に関する所定条件が満たされた場合、損失増加進角制御マップデータ５１２に基づき、モータ２の要求トルクに応じてモータ２の電流実効値及び電流進角を制御する。進角制御部５２は、格納部５４から損失増加進角制御マップデータ５１２を読みだす。
【0052】
損失増加進角制御マップデータ５１２は、電流最適進角制御マップデータ５１０より弱め界磁側の電流進角における、モータ２の要求トルク、モータ２の電流実効値、及びモータ２の電流進角の関係を示す第２進角制御データの一例である。進角制御部５２は、損失増加進角制御マップデータ５１２を用いることにより、電流最適進角制御を実行する場合よりモータ２の損失が増加するように電流進角を制御することができる。この損失増加進角制御マップデータ５１２に基づく進角制御を「損失増加進角制御」と表記する。
【0053】
進角制御部５２は、効率最適進角制御または損失増加進角制御を実行中、電流最適進角制御を実行した場合の変調率Ｋｓを予測する。進角制御部５２は、電流指令マップデータ５１３ａ～５１３ｃ及びインダクタンスマップデータ５１４ａ～５１４ｃを変調率Ｋｓの予測に用いる。
【0054】
電流指令マップデータ５１３ａ～５１３ｃは、モータ２のトルク指令値及び電流指令値の関係を示す。電流指令値はｄ軸及びｑ軸の各指令値を含む。電流指令マップデータ５１３ａは電流最適進角制御の実行時のトルク指令値及び電流指令値の関係を示す。電流指令マップデータ５１３ａは電流最適進角制御の実行時のトルク指令値及び電流指令値の関係を示す。電流指令マップデータ５１３ｂは効率最適進角制御の実行時のトルク指令値及び電流指令値の関係を示す。電流指令マップデータ５１３ｃは損失増加進角制御の実行時のトルク指令値及び電流指令値の関係を示す。
【0055】
インダクタンスマップデータ５１４ａ～５１４ｃは、モータ２のトルク指令値及びインダクタンスの関係を示す。インダクタンスにはｄ軸及びｑ軸の各インダクタンスが含まれる。インダクタンスマップデータ５１４ａは電流最適進角制御の実行時のトルク指令値及びインダクタンスの関係を示す。インダクタンスマップデータ５１４ｂは効率最適進角の実行時のトルク指令値及びインダクタンスの関係を示す。インダクタンスマップデータ５１４ｃは損失増加進角制御の実行時のトルク指令値及びインダクタンスの関係を示す。なお、電流指令マップデータ５１３ａ～５１３ｃ及びインダクタンスマップデータ５１４ａ～５１４ｃは予め数値シミュレーションや実験結果により生成される。
【0056】
（進角制御の例）
図２は、モータ２の電流進角（deg.）及びトルク指令値（N・m）の関係の一例を示す図である。点線は、モータ２からトルク指令値に応じたトルクを出力させるときのモータ２の電流実効値を示す。
図２は、モータ２の電流進角（deg.）及びトルク指令値（N・m）の関係の一例を示す図である。点線は、モータ２からトルク指令値に応じたトルクを出力させるときのモータ２の電流実効値を示す。
【0057】
進角制御部５２は、電流最適進角制御を実行中、電流最適ラインＬａに沿ってトルク指令値に基づき電流実効値及び電流進角を制御する。電流最適ラインＬａが示すトルク指令値、電流実効値、及び電流進角の関係は電流最適進角制御マップデータ５１０に登録されている。
【0058】
また、進角制御部５２は、効率最適進角制御を実行中、電流最適ラインＬａの弱め界磁側（図２の紙面右側）の効率最適ラインＬｂに沿ってトルク指令値に基づき電流実効値及び電流進角を制御する。効率最適ラインＬｂが示すトルク指令値、電流実効値、及び電流進角の関係は効率最適進角制御マップデータ５１１に登録されている。
【0059】
また、進角制御部５２は、損失増加進角制御を実行中、電流最適ラインＬａ及び効率最適ラインＬｂの弱め界磁側の損失増加ラインＬｃに沿ってトルク指令値に基づき電流実効値及び電流進角を制御する。損失増加ラインＬｃが示すトルク指令値、電流実効値、及び電流進角の関係は損失増加進角制御マップデータ５１２に登録されている。
【0060】
進角制御部５２は、通常、電流最適ラインＬａに沿って電流最適進角制御を行う。例えば進角制御部５２は、トルク指令値Ｔｍ＊に対応するように電流最適ラインＬａ上の動作点Ｐａでモータ２を動作させる。進角制御部５２は、モータ２の状態に関する所定条件が満たされた場合、モータ２の動作点を電流最適ラインＬａ上の動作点Ｐａから効率最適ラインＬｂ上の動作点Ｐｂに変更する。また、進角制御部５２は、直流電源３の状態に関する所定条件が満たされた場合、モータ２の動作点を電流最適ラインＬａ上の動作点Ｐａから損失増加ラインＬｃ上の動作点Ｐｃに変更する。
【0061】
このように、進角制御部５２が弱め界磁側に進角を進めると、モータ２のｄ軸電流がマイナス方向に増加することによりｄ軸電圧が低下するため、変調率Ｋａが小さくなる。
【0062】
図３は、モータ２の回転数（rpm）及びトルク指令値（N・m）の関係の一例を示す図である。トルク指令値の上限値Ｔｍａｘはモータ２の回転数に応じて決定される。回転数が所定値以上となる領域では、回転数が増加するほどトルク指令値の上限値Ｔｍａｘは低下する。
【0063】
ＰＷＭ制御領域Ｓａは、ＰＷＭ制御の適用可能領域であり、矩形波制御領域Ｓｂは矩形波制御の適用可能領域である。電流最適進角制御が実行されている場合、符号Ｇ１ａで示されるように、ラインＴａがＰＷＭ制御領域Ｓａ及び矩形波制御領域Ｓｂの境界となる。
【0064】
効率最適進角制御が実行されている場合、符号Ｇ１ｂで示されるように、ラインＴｂがＰＷＭ制御領域Ｓａ及び矩形波制御領域Ｓｂの境界となる。損失増加進角制御が実行されている場合、符号Ｇ１ｃで示されるように、ラインＴｃがＰＷＭ制御領域Ｓａ及び矩形波制御領域Ｓｂの境界となる。
【0065】
ＰＷＭ制御領域Ｓａは、電流最適進角制御の場合に最も狭く、損失増加進角制御の場合に最も広くなる。矩形波制御領域Ｓｂは、ＰＷＭ制御領域Ｓａとは逆に、電流最適進角制御の場合に最も広く、損失増加進角制御の場合に最も狭くなる。すなわち、進角制御部５２が電流進角を弱め界磁側に進めるほど、ＰＷＭ制御領域Ｓａは拡張し、矩形波制御領域Ｓｂは縮小する。
【0066】
ここでモータ２の効率はＰＷＭ制御の場合より矩形波制御の場合のほうが高くなる。このため、スイッチング制御部５１がＰＷＭ制御を実行している場合、進角制御部５２は、効率最適進角制御または損失増加進角制御を実行中、インバータ１０のスイッチング制御がＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替わる適切なタイミングで進角制御を電流最適進角制御に戻す必要がある。しかし、電流進角が弱め界磁側に進角するほど、インバータ１０の変調率は低下して高精度に変調率を算出することが難しくなる。
【0067】
そこで、進角制御部５２は、効率最適進角制御または損失増加進角制御の実行中電流最適進角制御を実行する場合の変調率Ｋｓを予測する。なお、以降の説明では、進角制御部５２が予測した変調率Ｋｓを予測変調率Ｋｓと表記する。進角制御部５２は、予測変調率Ｋｓが閾値Ｋｔｈ以上である場合、電流最適進角制御を実行し、予測変調率Ｋｓが閾値Ｋｔｈ未満である場合、効率最適進角制御または損失増加進角制御を継続する。
【0068】
このため、進角制御部５２は、電流最適進角制御の実行する場合にインバータ１０のスイッチング制御がＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替わる適切なタイミングで進角制御を効率最適進角制御または損失増加進角制御から電流最適進角制御に戻すことができる。したがって、ＥＣＵ５はモータ２の電流進角を適切なタイミングで制御することができる。
【0069】
（予測変調率Ｋｓの算出例）
進角制御部５２は、電流指令マップデータ５１３ａ～５１３ｃ及びインダクタンスマップデータ５１４ａ～５１４ｃを用いて予測変調率Ｋｓを算出する。
進角制御部５２は、電流指令マップデータ５１３ａ～５１３ｃ及びインダクタンスマップデータ５１４ａ～５１４ｃを用いて予測変調率Ｋｓを算出する。
【0070】
Ｋｓ＝Ｖａｍｐ／ＶＨ ・・・（１）
【0071】
進角制御部５２は、上記の式（１）から予測変調率Ｋｓを算出する。式（１）においてＶａｍｐは、電流最適進角制御を実行する場合にインバータ１０からモータ２に印加される電圧の振幅の予測値（以下、予測電圧振幅と表記）である。
【0072】
Ｖａｍｐ＝Ｖｄ＿ｓ×ｃｏｓ（φｉ＿ｓ）＋Ｖｑ＿ｓ×ｓｉｎ（φｉ＿ｓ）
・・・（２）
φｉ＿ｓ＝ａｔａｎ（Ｖｑ＿ｓ／Ｖｄ＿ｓ） ・・・（３）
・・・（２）
φｉ＿ｓ＝ａｔａｎ（Ｖｑ＿ｓ／Ｖｄ＿ｓ） ・・・（３）
【0073】
進角制御部５２は、上記の式（２）からモータ２の予測電圧振幅Ｖａｍｐを算出する。式（２）において、Ｖｄ＿ｓ及びＶｑ＿ｓは、それぞれ、電流最適進角制御を実行する場合のモータ２のｄ軸電圧及びｑ軸電圧の各予測値（以下、予測ｄ軸電圧及び予測ｑ軸電圧と表記）である。
【0074】
φｉ＿ｓは電流最適進角制御を実行する場合のモータ２のｄ軸電圧の基準位相の予測値（以降、予測ｄ軸基準電圧位相と表記）である。進角制御部５２は、上記の式（３）から予測ｄ軸基準電圧位相φｉ＿ｓを算出する。
【0075】
Ｖｄ＿ｓ＝Ｖｄ－ω・Ｌｑ＿ｓ・ＩｑＣ＿ｓ＋ω・Ｌｑ・ＩｑＣ・・・（４）
Ｖｑ＿ｓ＝Ｖｑ＋ω・Ｌｄ＿ｓ・ＩｄＣ＿ｓ－ω・Ｌｄ・ＩｄＣ・・・（５）
Ｖｑ＿ｓ＝Ｖｑ＋ω・Ｌｄ＿ｓ・ＩｄＣ＿ｓ－ω・Ｌｄ・ＩｄＣ・・・（５）
【0076】
進角制御部５２は、上記の式（４）から予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓを算出し、上記の式（５）から予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓを算出する。以下に式（４）及び式（５）内の各パラメータについて説明する。
【0077】
Ｖｄ及びＶｑは、それぞれ、モータ２のｄ軸電圧及びｑ軸電圧である。進角制御部５２は、例えばスイッチング制御部５１からＰＷＭ制御における電圧指令値のフィードバック制御のパラメータを取得してｄ軸電圧Ｖｄ及びｑ軸電圧を算出する。また、ωはモータ２の三相交流電流の電気角周波数である。進角制御部５２は、スイッチング制御部５１から三相交流電流の位相を取得して、位相から電気角周波数を算出する。
【0078】
Ｌｄ及びＬｑは、それぞれ、モータ２のｄ軸インダクタンス及びｑ軸インダクタンスである。進角制御部５２は、トルク指令値からインダクタンスマップデータ５１４ｂまたはインダクタンスマップデータ５１４ｃに基づきｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑを算出する。このとき、進角制御部５２は、効率最適進角制御を実行中、インダクタンスマップデータ５１４ｂを用い、損失増加進角を実行中、インダクタンスマップデータ５１４ｃを用いる。なお、進角制御部５２は、これに限定されず、トルク指令値から所定の算出式に従ってｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑを算出してもよい。
【0079】
Ｌｄ＿ｓ及びＬｑ＿ｓは、それぞれ、進角制御部５２が電流最適進角制御を実行する場合のモータ２のｄ軸インダクタンス及びｑ軸インダクタンスの予測値（以下、予測ｄ軸インダクタンスＬｄ＿ｓ及び予測ｑ軸インダクタンスＬｑ＿ｓと表記）である。進角制御部５２は、トルク指令値からインダクタンスマップデータ５１４ａに基づき予測ｄ軸インダクタンスＬｄ＿ｓ及び予測ｑ軸インダクタンスＬｑ＿ｓを算出する。なお、進角制御部５２は、これに限定されず、トルク指令値から所定の算出式に従って予測ｄ軸インダクタンスＬｄ＿ｓ及び予測ｑ軸インダクタンスＬｑ＿ｓを算出してもよい。
【0080】
ＩｄＣ及びＩｑＣは、それぞれ、モータ２のｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値である。進角制御部５２は、トルク指令値から電流指令マップデータ５１３ｂまたは電流指令マップデータ５１３ｃに基づきｄ軸電流指令値ＩｄＣ及びｑ軸電流指令値ＩｑＣを算出する。このとき、進角制御部５２は、効率最適進角制御を実行中、電流指令マップデータ５１３ｂを用い、損失増加進角を実行中、電流指令マップデータ５１３ｃを用いる。なお、進角制御部５２は、これに限定されず、トルク指令値から所定の算出式に従ってｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を算出してもよい。
【0081】
ＩｄＣ＿ｓ及びＩｑＣ＿ｓは、それぞれ、進角制御部５２が電流最適進角制御を実行する場合のモータ２のｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値の予測値（以下、予測ｄ軸電流指令値及び予測ｑ軸電流指令値と表記）である。進角制御部５２は、トルク指令値から電流指令マップデータ５１３ａに基づき予測ｄ軸電流指令値ＩｄＣ＿ｓ及び予測ｑ軸電流指令値ＩｑＣ＿ｓを算出する。なお、進角制御部５２は、これに限定されず、トルク指令値から所定の算出式に従って予測ｄ軸電流指令値ＩｄＣ＿ｓ及び予測ｑ軸電流指令値ＩｑＣ＿ｓを算出してもよい。
【0082】
このように、進角制御部５２は、トルク指令値から、電流最適進角制御を実行した場合の予測ｄ軸電流指令値ＩｄＣ＿ｓ及び予測ｑ軸電流指令値ＩｑＣ＿ｓと、効率最適進角制御または損失増加進角制御を実行している場合のｄ軸電流指令値ＩｄＣ及びｑ軸電流指令値ＩｑＣとそれぞれを算出する。ここで、予測ｄ軸電流指令値ＩｄＣ＿ｓ及び予測ｑ軸電流指令値ＩｑＣ＿ｓは、電流最適進角制御マップデータ５１０に対応したモータ２の電流指令値の一例である。また、ｄ軸電流指令値ＩｄＣ及びｑ軸電流指令値ＩｑＣは、効率最適進角制御マップデータ５１１または損失増加進角制御マップデータ５１２に対応したモータ２の電流指令値の一例である。
【0083】
また、進角制御部５２は、トルク指令値から、電流最適進角制御を実行した場合の予測ｄ軸インダクタンスＬｄ＿ｓ及び予測ｑ軸インダクタンスＬｑ＿ｓと、効率最適進角制御または損失増加進角制御を実行している場合のｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑとそれぞれを算出する。ここで、予測ｄ軸インダクタンスＬｄ＿ｓ及び予測ｑ軸インダクタンスＬｑ＿ｓは、電流最適進角制御マップデータ５１０に対応したモータ２のインダクタンスの一例である。また、ｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑは、効率最適進角制御マップデータ５１１または損失増加進角制御マップデータ５１２に対応したモータ２のインダクタンスの一例である。
【0084】
さらに進角制御部５２は、予測ｄ軸インダクタンスＬｄ＿ｓ及び予測ｑ軸インダクタンスＬｑ＿ｓと、ｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑと、予測ｄ軸電流指令値ＩｄＣ＿ｓ及び予測ｑ軸電流指令値ＩｑＣ＿ｓと、ｄ軸電流指令値ＩｄＣ及びｑ軸電流指令値ＩｑＣとにより予測電圧振幅Ｖａｍｐを算出する。予測電圧振幅Ｖａｍｐは、モータ２に印加される電圧の振幅の一例である。進角制御部５２は、予測電圧振幅Ｖａｍｐと、入力電圧ＶＨとの比から予測変調率Ｋｓを算出する。
【0085】
したがって、以下に述べるように電圧方程式から予測変調率Ｋｓを算出する場合と比べると、効率最適進角制御または損失増加進角制御の実行中のｄ軸電流指令値ＩｄＣ及びｑ軸電流指令値ＩｑＣ及びｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑが算出に用いられることで、電流センサ４２のオフセット誤差の影響などを抑制し、高精度に予測変調率Ｋｓを算出することができる。
【0086】
Ｖｄ＿ｓ＝－ω×Ｌｑ＿ｓ×ＩｑＣ＿ｓ ・・・（６）
Ｖｑ＿ｓ＝ω×Ｌｄ＿ｓ×ＩｄＣ＿ｓ＋ω×φａ ・・・（７）
Ｖｑ＿ｓ＝ω×Ｌｄ＿ｓ×ＩｄＣ＿ｓ＋ω×φａ ・・・（７）
【0087】
進角制御部５２は、上記の例とは異なり、予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓ及び予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓを例えば電圧方程式である上記の式（６）及び式（７）からそれぞれ算出することができる。ここでφａはモータ２の誘起電圧定数である。
【0088】
Ｖｄ＿ｓ’＝－ω×Ｌｑ＿ｓ×（ＩｑＣ＿ｓ－１０） ・・・（８）
Ｖｑ＿ｓ’＝ω×Ｌｄ＿ｓ×（ＩｄＣ＿ｓ－１０）＋ω×φａ ・・・（９）
Ｖｑ＿ｓ’＝ω×Ｌｄ＿ｓ×（ＩｄＣ＿ｓ－１０）＋ω×φａ ・・・（９）
【0089】
一例として電流センサ４２のオフセット誤差を１０（A）であると仮定すると、誤差を除いた正確な予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓ’及び予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓ’は上記の式（８）及び式（９）によりそれぞれ表される。
【0090】
ΔＶｄ’＝Ｖｄ＿ｓ－Ｖｄ＿ｓ’＝ω×Ｌｑ＿ｓ×１０ ・・・（１０）
【0091】
したがって、予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓの誤差ΔＶｄ’は上記の式（１０）から算出することができる。
【0092】
Ｖｄ＝－ω×Ｌｑ×（ＩｑＣ－１０） ・・・（１１）
Ｖｄ＿ｓ＝Ｖｄ－ω・Ｌｑ＿ｓ・ＩｑＣ＿ｓ＋ω・Ｌｑ・ＩｑＣ
＝－ω×Ｌｑ×（ＩｑＣ－１０）－ω・Ｌｑ＿ｓ・ＩｑＣ＿ｓ＋ω・Ｌｑ・ＩｑＣ
＝ω×Ｌｑ×１０－ω・Ｌｑ＿ｓ・ＩｑＣ＿ｓ ・・・（１２）
Ｖｄ＿ｓ＝Ｖｄ－ω・Ｌｑ＿ｓ・ＩｑＣ＿ｓ＋ω・Ｌｑ・ＩｑＣ
＝－ω×Ｌｑ×（ＩｑＣ－１０）－ω・Ｌｑ＿ｓ・ＩｑＣ＿ｓ＋ω・Ｌｑ・ＩｑＣ
＝ω×Ｌｑ×１０－ω・Ｌｑ＿ｓ・ＩｑＣ＿ｓ ・・・（１２）
【0093】
また、上記の式（４）において、ｄ軸電圧Ｖｄは、電流センサ４２のオフセット誤差を反映したｄ軸電流指令値ＩｄＣから上記の式（１１）により近似的に表される。したがって、予測ｄ軸電圧は、式（４）のｄ軸電圧Ｖｄから上記の式（１２）により表される。
【0094】
ΔＶｄ＝Ｖｄ＿ｓ－Ｖｄ＿ｓ＝ω×Ｌｑ＿ｓ×１０－ω×Ｌｑ×１０
＝ω×（Ｌｑ＿ｓ－Ｌｑ）×１０ ・・・（１３）
＝ω×（Ｌｑ＿ｓ－Ｌｑ）×１０ ・・・（１３）
【0095】
したがって、予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓの誤差ΔＶｄは上記の式（１３）から算出することができる。ここで、ω×（Ｌｑ＿ｓ－Ｌｑ）×１０＜ω×Ｌｑ×１０が成立するため、上記の式（４）により算出される予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓは、上記の式（６）により算出される予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓ’より高精度である。また、上記の式（５）により算出した予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓのほうが、上記の式（７）により算出する予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓ’より高精度となる。なお、式（７）の誘起電圧定Φａは温度により変動するため、誘起電圧定Φａによっても予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓ’の精度は低くなる。
【0096】
したがって、進角制御部５２は、電流最適進角制御を実行した場合の予測ｄ軸電流指令値ＩｄＣ＿ｓ及び予測ｑ軸電流指令値ＩｑＣ＿ｓと予測ｄ軸インダクタンスＬｄ＿ｓ及び予測ｑ軸インダクタンスＬｑ＿ｓだけでなく、実行中の効率最適進角制御または損失増加進角制御におけるｄ軸電流指令値ＩｄＣ及びｑ軸電流指令値ＩｑＣとｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑを用いて予測変調率Ｋｓを算出することで、電流センサ４２のオフセット誤差を相殺して精度を向上することができる。
【0097】
（予測変調率Ｋｓの他の算出例）
進角制御部５２は、上記の式（４）及び式（５）に、モータ２のモータ抵抗及びインバータ１０のスイッチング動作のデッドタイムに関する演算を追加することにより、さらに高精度に予測変調率Ｋｓを算出してもよい。なお、本例では、モータ２のモータ抵抗及びインバータ１０のスイッチング動作のデッドタイムの両方に関する演算を予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓ及び予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓの算出に用いる例を挙げるが、何れか一方に関する演算だけを算出に用いてもよい。
進角制御部５２は、上記の式（４）及び式（５）に、モータ２のモータ抵抗及びインバータ１０のスイッチング動作のデッドタイムに関する演算を追加することにより、さらに高精度に予測変調率Ｋｓを算出してもよい。なお、本例では、モータ２のモータ抵抗及びインバータ１０のスイッチング動作のデッドタイムの両方に関する演算を予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓ及び予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓの算出に用いる例を挙げるが、何れか一方に関する演算だけを算出に用いてもよい。
【0098】
Ｖｄ＿ｓ＝Ｖｄ－ω・Ｌｑ＿ｓ・ＩｑＣ＿ｓ＋ω・Ｌｑ・ＩｑＣ＋Ｒ・ＩｄＣ＿ｓ
－Ｒ・ＩｄＣ＋ＤＴｄ＿ｓ－ＤＴｄ ・・・（１４）
Ｖｑ＿ｓ＝Ｖｑ－ω・Ｌｄ＿ｓ・ＩｄＣ＿ｓ－ω・Ｌｄ・ＩｄＣ＋Ｒ・ＩｑＣ＿ｓ
－Ｒ・ＩｑＣ＋ＤＴｑ＿ｓ－ＤＴｑ ・・・（１５）
－Ｒ・ＩｄＣ＋ＤＴｄ＿ｓ－ＤＴｄ ・・・（１４）
Ｖｑ＿ｓ＝Ｖｑ－ω・Ｌｄ＿ｓ・ＩｄＣ＿ｓ－ω・Ｌｄ・ＩｄＣ＋Ｒ・ＩｑＣ＿ｓ
－Ｒ・ＩｑＣ＋ＤＴｑ＿ｓ－ＤＴｑ ・・・（１５）
【0099】
進角制御部５２は、例えば上記の式（１４）及び式（１５）により予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓ及び予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓをそれぞれ算出する。Ｒはモータ２の巻線２ａ～２ｃの電気抵抗値（モータ抵抗）である。抵抗値Ｒはモータ２の抵抗値の一例である。また、ＤＴｄ及びＤＴｑは、それぞれ、インバータ１０のデッドタイムに応じたｄ軸電圧Ｖｄ及びｑ軸電圧Ｖｑの各補正値（以下、ｄ軸電圧補正値及びｑ軸電圧補正値と表記）である。
【0100】
ＤＴｄ＝ＶＨ／２×３（１／２）×Ｔｄ／Ｔ×２×ｃｏｓ（Φｉ） ・・・（１６）
ＤＴｑ＝ＶＨ／２×３（１／２）×Ｔｄ／Ｔ×２×ｓｉｎ（Φｉ） ・・・（１７）
Φｉ＝ａｔａｎ（ＩｑＣ／ＩｄＣ） ・・・（１８）
ＤＴｑ＝ＶＨ／２×３（１／２）×Ｔｄ／Ｔ×２×ｓｉｎ（Φｉ） ・・・（１７）
Φｉ＝ａｔａｎ（ＩｑＣ／ＩｄＣ） ・・・（１８）
【0101】
進角制御部５２は、上記の式（１６）及び式（１７）からｄ軸電圧補正値ＤＴｄ及びｑ軸電圧補正値ＤＴｑをそれぞれ算出する。また、Φｉはモータ２のｄ軸電流の基準位相（以下、ｄ軸電流基準位相と表記）である。進角制御部５２は、上記の式（１８）からｄ軸電流基準位相Φｉを算出する。
【0102】
また、Ｔｄはインバータ１０のデッドタイムである。Ｔは、インバータ１０のＰＷＭ制御に用いられるキャリア信号の周波数の逆数（つまり周期）である。進角制御部５２は、スイッチング制御部５１からキャリア信号の周波数を取得してその逆数Ｔを算出する。
【0103】
ＤＴｄ＿ｓ＝ＶＨ／２×３（１／２）×Ｔｄ／Ｔ×２×ｃｏｓ（Φｉ＿ｓ）・・・（１９）
ＤＴｑ＿ｓ＝ＶＨ／２×３（１／２）×Ｔｄ／Ｔ×２×ｓｉｎ（Φｉ＿ｓ）・・・（２０）
Φｉ＿ｓ＝ａｔａｎ（ＩｑＣ＿ｓ／ＩｄＣ＿ｓ） ・・・（２１）
ＤＴｑ＿ｓ＝ＶＨ／２×３（１／２）×Ｔｄ／Ｔ×２×ｓｉｎ（Φｉ＿ｓ）・・・（２０）
Φｉ＿ｓ＝ａｔａｎ（ＩｑＣ＿ｓ／ＩｄＣ＿ｓ） ・・・（２１）
【0104】
ＤＴｄ＿ｓ及びＤＴｑ＿ｓは、それぞれ、進角制御部５２が電流最適進角制御を実行する場合のインバータ１０のデッドタイムＴｄに応じたｄ軸電圧Ｖｄ及びｑ軸電圧Ｖｑの各補正値の予測値（以下、予測ｄ軸電圧補正値及び予測ｑ軸電圧補正値と表記）である。進角制御部５２は、上記の式（１９）及び式（２０）から予測ｄ軸電圧補正値ＤＴｄ＿ｓ及び予測ｑ軸電圧補正値ＤＴｑ＿ｓをそれぞれ算出する。
【0105】
Φｉ＿ｓは電流最適進角制御を実行する場合のモータ２のｄ軸電流の基準位相の予測値（以下、予測ｄ軸電流基準位相と表記）である。進角制御部５２は、上記の式（２１）から予測ｄ軸電流基準位相Φｉ＿ｓを算出する。
【0106】
このように、進角制御部５２は、モータ２の抵抗値Ｒを用いて予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓ及び予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓを算出し、予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓ及び予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓから式（２）に基づき予測電圧振幅Ｖａｍｐを算出する。このため、進角制御部５２は、モータ２の抵抗値Ｒによる電圧変化分を予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓ及び予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓに反映することができる。
【0107】
また、進角制御部５２は、インバータ１０のスイッチング動作のデッドタイムによるｄ軸電圧Ｖｄ及びｑ軸電圧Ｖｑの変化分によりｄ軸電圧Ｖｄ及びｑ軸電圧Ｖｑを補正する。このため、進角制御部５２は、デッドタイムによるｄ軸電圧Ｖｄ及びｑ軸電圧Ｖｑの変化分を予測ｄ軸電圧Ｖｄ＿ｓ及び予測ｑ軸電圧Ｖｑ＿ｓに反映することができる。なお、上述したモータ２のモータ抵抗及びインバータ１０のスイッチング動作のデッドタイムに関する演算は、上記の式（６）及び式（７）の電圧方程式にも適用することができる。
【0108】
（スイッチング制御部の制御切り替え動作）
図４は、スイッチング制御部５１の制御切り替え動作の一例を示すフローチャートである。スイッチング制御部５１は、ＥＣＵ５の起動時、ＰＷＭ制御を選択する（ステップＳｔ１）。これにより初期状態においてＰＷＭ制御が実行される。
図４は、スイッチング制御部５１の制御切り替え動作の一例を示すフローチャートである。スイッチング制御部５１は、ＥＣＵ５の起動時、ＰＷＭ制御を選択する（ステップＳｔ１）。これにより初期状態においてＰＷＭ制御が実行される。
【0109】
次にスイッチング制御部５１はＰＷＭ制御を実行中であるか否かを判定する（ステップＳｔ２）。スイッチング制御部５１はＰＷＭ制御を実行中である場合（ステップＳｔ２のＹｅｓ）、変調率Ｋａを算出する（ステップＳｔ３）。このとき、スイッチング制御部５１は、上記の式（３）と同様にｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値からモータ２の電圧位相を算出して、上記の式（２）と同様に電圧位相から電圧振幅を算出する。さらにスイッチング制御部５１は、上記の式（１）と同様に電圧振幅及び入力電圧ＶＨから変調率Ｋａを算出する。
【0110】
次にスイッチング制御部５１は、変調率Ｋａが０．７８以上であるか否かを判定する（ステップＳｔ４）。変調率Ｋａが０．７８以上である場合（ステップＳｔ４のＹｅｓ）、スイッチング制御部５１は矩形波制御を選択する（ステップＳｔ５）。これにより矩形波制御が実行される。また、変調率Ｋａが０．７８未満である場合（ステップＳｔ４のＮｏ）、スイッチング制御部５１はＰＷＭ制御を継続する。
【0111】
次にスイッチング制御部５１は、例えば不図示のイグニッションスイッチのオンオフ状態から処理を終了するか否かを判定する（ステップＳｔ６）。スイッチング制御部５１が処理を終了すると判定した場合（ステップＳｔ６のＹｅｓ）、処理は終了する。また、スイッチング制御部５１が処理を継続すると判定した場合（ステップＳｔ６のＮｏ）、再びステップＳｔ２以降の各処理が実行される。
【0112】
また、スイッチング制御部５１は、矩形波制御を実行中である場合（ステップＳｔ２のＮｏ）、変調率Ｋａを算出する（ステップＳｔ７）。
【0113】
Ｖｄ＿ｅｓｔ＝Ｖｄ－ω×Ｌｑ×ＩｑＣ＋ω×Ｌｑ×Ｉｑ ・・・（２２）
Ｖｑ＿ｅｓｔ＝Ｖｑ＋ω×Ｌｄ×ＩｄＣ－ω×Ｌｄ×Ｉｄ ・・・（２３）
Ｖｑ＿ｅｓｔ＝Ｖｑ＋ω×Ｌｄ×ＩｄＣ－ω×Ｌｄ×Ｉｄ ・・・（２３）
【0114】
このとき、スイッチング制御部５１は、上記の式（２２）及び式（２３）から推定ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｅｓｔ及び推定ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｅｓｔを算出する。式（２２）及び式（２３）はＰＷＭ制御を実行中の電圧方程式と矩形波制御を実行中の電圧方程式の差分から導出される。ここで、Ｉｑ及びＩｄは、それぞれ、モータ２のｄ軸電流及びｑ軸電流である。なお、式（２２）及び式（２３）中の他のパラメータは上述したとおりである。
【0115】
スイッチング制御部５１は、上記の式（３）と同様に推定ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｅｓｔ及び推定ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｅｓｔからモータ２の電圧位相を算出して、上記の式（２）と同様に電圧位相から電圧振幅を算出する。さらにスイッチング制御部５１は、上記の式（１）と同様に電圧振幅及び入力電圧ＶＨから変調率Ｋａを算出する。
【0116】
次にスイッチング制御部５１は、変調率Ｋａが０．７以下であるか否かを判定する（ステップＳｔ８）。変調率Ｋａが０．７以下である場合（ステップＳｔ８のＹｅｓ）、スイッチング制御部５１はＰＷＭ制御を選択する（ステップＳｔ９）。これによりＰＷＭ制御が実行される。また、変調率Ｋａが０．７より大きい場合（ステップＳｔ８のＮｏ）、スイッチング制御部５１は矩形波制御を継続する。その後、ステップＳｔ６の処理が実行される。
【0117】
このようにスイッチング制御部５１は、インバータ１０の変調率Ｋａを算出し、変調率Ｋａに応じてインバータ１０のＰＷＭ制御及び矩形波制御の何れを選択して実行する。なお、ＰＷＭ制御及び矩形波制御の選択のための変調率Ｋａの判定値（０．７８及び０．７）は一例であり、インバータ１０の設計に応じて定められる。
【0118】
（ＰＷＭ制御）
図５は、ＰＷＭ制御の一例を示すフローチャートである。スイッチング制御部５１は、ＰＷＭ制御を選択中、以下のステップＳｔ１１～Ｓｔ１７の各処理を周期的に実行する。
図５は、ＰＷＭ制御の一例を示すフローチャートである。スイッチング制御部５１は、ＰＷＭ制御を選択中、以下のステップＳｔ１１～Ｓｔ１７の各処理を周期的に実行する。
【0119】
進角制御部５２は、トルク指令値に基づきモータ２の電流実効値及び電流進角を算出する（ステップＳｔ１１）。電流実効値及び電流進角の算出処理は後述する。なお、進角制御部５２は、電流実効値及び電流進角をスイッチング制御部５１に通知する。
【0120】
次にスイッチング制御部５１は、モータ２の電流実効値及び電流進角からｄ軸電流指令値ＩｄＣ及びｑ軸電流指令値ＩｑＣを算出する（ステップＳｔ１２）。ここで、電流実効値は、ｄ軸電流指令値ＩｄＣの二乗とｑ軸電流指令値ＩｑＣの二乗との和の平方根を３の平方根で除算した値に相当し、電流進角値は、ｄ－ｑ座標系においてｄ軸電流指令値ＩｄＣ及びｑ軸電流指令値ＩｑＣに基づく電流ベクトルのｑ軸に対する角度（進角値）である。この関係に基づいて、スイッチング制御部５１は、電流実効値及び電流進角値からｄ軸電流指令値ＩｄＣ及びｑ軸電流指令値ＩｑＣを算出する。
【0121】
次にスイッチング制御部５１は、電流センサ４２の検出値から三相交流電流の各電流値（例えばｕ相とｖ相）を取得する（ステップＳｔ１３）。次にスイッチング制御部５１は、モータ２の電気角を用いて三相交流電流の各電流値を３相－２相変換することによりｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する（ステップＳｔ１４）。このとき、スイッチング制御部５１は、回転位置センサ４１の検出値から電気角を算出する。
【0122】
次にスイッチング制御部５１は、ｄ軸電流指令値ＩｄＣ及びｑ軸電流指令値ＩｑＣとｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑのそれぞれの差分をフィードバック制御することによりモータ２のｄ軸電圧指令値ＶｄＣ及びｑ軸電圧指令値ＶｑＣを算出する（ステップＳｔ１５）。次にスイッチング制御部５１は、モータ２の電気角を用いてｄ軸電圧指令値ＶｄＣ及びｑ軸電圧指令値ＶｑＣを２相－３相変換することによりモータ２の三相交流電圧の各相（ｕ相、ｖ相、及びｗ相）の電圧指令値を算出する（ステップＳｔ１６）。
【0123】
次にスイッチング制御部５１は、各相の電圧指令値に基づき、インバータ１０に出力するスイッチング信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ～Ｓ２ｃとしてＰＷＭ信号を生成する（ステップＳｔ１７）。このとき、スイッチング制御部５１は、電圧指令値からＰＷＭ信号のデューティ演算を行う。
【0124】
スイッチング制御部５１は、符号Ｇ２で示されるように、時間軸において、三角波状に変化するキャリア信号を生成して、正弦波状に変化する各相の電圧指令値とキャリア信号の信号値を比較する。キャリア信号は、ＰＷＭ信号（スイッチング信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ～Ｓ２ｃ）のオンオフタイミングを決めるための信号であり、キャリア信号の信号値が電圧指令値以上である場合、ＰＷＭ信号はオフとなり、キャリア信号の信号値が電圧指令値未満である場合、ＰＷＭ信号はオフとなる。
【0125】
スイッチング制御部５１は、ＰＷＭ信号がオンとなる時間Ｔｏｎ、及びＰＷＭ信号がオフとなる時間Ｔｏｆｆを算出する。この時間Ｔｏｎ，ＴｏｆｆによりＰＷＭ信号のデューティ比が決定される。このようにしてイＰＷＭ制御処は実行される。
【0126】
（電流実効値及び電流進角の算出）
図６は、モータ２の電流実効値及び電流進角の算出処理の一例を示すフローチャートである。本処理は、上記のステップＳｔ１１において実行される。
図６は、モータ２の電流実効値及び電流進角の算出処理の一例を示すフローチャートである。本処理は、上記のステップＳｔ１１において実行される。
【0127】
進角制御部５２は、損失増加進角制御を実行中であるか否かを判定する（ステップＳｔ１１１）。進角制御部５２は、損失増加進角制御を実行中である場合（ステップＳｔ１１１のＹｅｓ）、格納部５４から損失増加進角制御マップデータ５１２を読み出す（ステップＳｔ１１２）。
【0128】
また、進角制御部５２は、損失増加進角制御を実行中ではない場合（ステップＳｔ１１１のＮｏ）、効率最適進角制御を実行中であるか否かを判定する（ステップＳｔ１１４）。進角制御部５２は、効率最適進角制御を実行中である場合（ステップＳｔ１１４のＹｅｓ）、格納部５４から効率最適進角制御マップデータ５１１を読み出す（ステップＳｔ１１５）。
【0129】
また、進角制御部５２は、効率最適進角制御を実行中ではない場合（ステップＳｔ１１４のＮｏ）、電流最適進角制御を実行中であると判定し、格納部５４から電流最適進角制御マップデータ５１０を読み出す（ステップＳｔ１１６）。
【0130】
次に進角制御部５２は、電流最適進角制御マップデータ５１０、効率最適進角制御マップデータ５１１、及び損失増加進角制御マップデータ５１２のうち、格納部５４から読み出したマップデータからトルク指令値に応じたモータ２の電流実効値及び電流進角を算出する（ステップＳｔ１１３）。これにより、進角制御部５２は、電流最適進角制御マップデータ５１０に基づき電流最適ラインＬａに沿って電流実効値及び電流進角を制御し、効率最適進角制御マップデータ５１１に基づき効率最適ラインＬｂに沿って電流実効値及び電流進角を制御し、損失増加進角制御マップデータ５１２に基づき損失増加ラインＬｃに沿って電流実効値及び電流進角を制御する。
【0131】
（矩形波制御）
図７は、矩形波制御の一例を示すフローチャートである。スイッチング制御部５１は、矩形波制御を選択中、以下のステップＳｔ２１～Ｓｔ２５の各処理を周期的に実行する。
図７は、矩形波制御の一例を示すフローチャートである。スイッチング制御部５１は、矩形波制御を選択中、以下のステップＳｔ２１～Ｓｔ２５の各処理を周期的に実行する。
【0132】
スイッチング制御部５１は、電流センサ４２の検出値から三相交流電流の各電流値（例えばｕ相とｖ相）を取得する（ステップＳｔ２１）。次にスイッチング制御部５１は、モータ２の電気角を用いて三相交流電流の各電流値を３相－２相変換することによりｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する（ステップＳｔ２２）。このとき、スイッチング制御部５１は、回転位置センサ４１の検出値から電気角を算出する。
【0133】
次にスイッチング制御部５１は、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑからモータ２の出力トルクを推定する（ステップＳｔ２３）。このとき、スイッチング制御部５１は、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑから所定の算出式から出力トルクを算出してもよいし、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと出力トルクの関係を示すマップデータから出力トルクを算出してもよい。
【0134】
次にスイッチング制御部５１は、推定した出力トルクとトルク指令値の差分が減少するようにフィードバック制御を行うことによりモータ２の電圧位相指令値を算出する（ステップＳｔ２４）。電圧位相指令値は、ｄ－ｑ座標系においてモータ２に印加される電圧のｑ軸に対する角度の指令値である。
【0135】
次にスイッチング制御部５１は、インバータ１０に出力するスイッチング信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ～Ｓ２ｃとして、電圧位相指令値に応じた矩形波信号を生成する（ステップＳｔ２５）。矩形波信号は、所定の制御周期内においてオン期間及びオフ期間の比が１：１である１パルス分の矩形波である。つまり、矩形波信号がオンとなる時間Ｔｏｎと、矩形波信号がオフとなる時間Ｔｏｆｆの間隔が実質的に一定となる。インバータ１０のＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃ，１０２ａ～１０２ｃに矩形波信号のスイッチング信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ～Ｓ２ｃが入力されることにより、モータ２の各巻線２ａ～２ｃには上記の制御周期を１周期とする正弦波状の電圧が印加される。
【0136】
（効率最適進角制御または損失増加進角制御への切り替え制御）
図８は、効率最適進角制御または損失増加進角制御への切り替え制御の一例を示すフローチャートである。本制御処理は、例えば所定の周期ごとに実行される。
図８は、効率最適進角制御または損失増加進角制御への切り替え制御の一例を示すフローチャートである。本制御処理は、例えば所定の周期ごとに実行される。
【0137】
進角制御部５２は、直流電源３の上限電力値Ｗｉｎを閾値ＴＨｗと比較する（ステップＳｔ３１）。これにより進角制御部５２は、直流電源３にモータ２の回生電力を充電できるか否かを判定する。
【0138】
進角制御部５２は、上限電力値Ｗｉｎが閾値ＴＨｗ以下である場合（ステップＳｔ３１のＹｅｓ）、回生電力がモータ２及びインバータ１０の損失として消費されるように損失増加進角制御を実行する（ステップＳｔ３２）。これにより進角制御部５２は、図２の損失増加ラインＬｃに沿ってモータ２の実効電流値及び電流進角を制御する。なお、上限電力値Ｗｉｎ≦閾値ＴＨｗの条件は、直流電源３の状態に関する条件の一例であるが、これに限定されない。
【0139】
また、進角制御部５２は、上限電力値Ｗｉｎが閾値ＴＨｗより大きい場合（ステップＳｔ３１のＮｏ）、回転位置センサ４１の検出値からモータ２の回転数Ｎを算出する（ステップＳｔ３３）。進角制御部５２は、回転数Ｎが、モータ２の効率（燃費）が所定値以上となる下限値Ｎｍｉｎ以上かつ上限値Ｎｍａｘ以下の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳｔ３４）。ここで、上限値Ｎｍａｘ及び下限値Ｎｍｉｎは予めシミュレーションや実験などにより定められる。
【0140】
進角制御部５２は、Ｎｍｉｎ≦Ｎ≦Ｎｍａｘが成立する場合（ステップＳｔ３４のＹｅｓ）、効率最適進角制御を実行する（ステップＳｔ３５）。これにより進角制御部５２は、図２の効率最適ラインＬｂに沿ってモータ２の実効電流値及び電流進角を制御する。なお、Ｎｍｉｎ≦Ｎ≦Ｎｍａｘの条件は、モータ２の状態に関する条件の一例であるが、これに限定されない。
【0141】
進角制御部５２は、Ｎ＜ＮｍｉｎまたはＮ＞Ｎｍａｘが成立する場合（ステップＳｔ３４のＮｏ）、電流最適進角制御を実行する（ステップＳｔ３６）。これにより進角制御部５２は、図２の電流最適ラインＬａに沿ってモータ２の実効電流値及び電流進角を制御する。すなわち、ステップＳｔ３１及びステップＳｔ３３の何れの条件も満たされない通常の状態において、進角制御部５２は電流最適進角制御を実行する。
【0142】
このように進角制御部５２はモータ２または直流電源３の状態に関する条件に応じて進角制御の種類を切り替える。損失増加進角制御が実行された場合、モータ２及びインバータ１０の損失は、電流最適進角制御が実行された場合より増加するため、直流電源３にモータ２の回生電力が充電されることが防止される。また、効率最適進角制御が実行された場合、モータ２の効率が、電流最適進角制御が実行された場合より増加する。
【0143】
（電流最適進角制御への切り戻し制御）
図９は、電流最適進角制御への切り戻し制御の一例を示すフローチャートである。本制御処理は、例えば所定の周期ごとに実行される。
図９は、電流最適進角制御への切り戻し制御の一例を示すフローチャートである。本制御処理は、例えば所定の周期ごとに実行される。
【0144】
進角制御部５２は、スイッチング制御部５１がＰＷＭ制御を実行中であるか否かを判定する（ステップＳｔ４１）。進角制御部５２は、矩形波制御が実行中である場合（ステップＳｔ４１のＮｏ）、矩形波制御を継続するため、処理を終了する。
【0145】
また、進角制御部５２は、ＰＷＭ制御が実行中である場合（ステップＳｔ４１のＹｅｓ）、損失増加進角制御を実行中であるか否かを判定する（ステップＳｔ４２）。進角制御部５２は、損失増加進角制御を実行中である場合（ステップＳｔ４２のＹｅｓ）、電流最適進角を実行する場合の予測変調率Ｋｓを算出する（ステップＳｔ４３）。このとき、進角制御部５２は、電流最適進角制御用及び損失増加進角制御用の電流指令マップデータ５１３ａ,５１３ｃ及びインダクタンスマップデータ５１４ａ，５１４ｃを用いて上記の式（１）により予測変調率Ｋｓを算出する。
【0146】
また、進角制御部５２は、損失増加進角制御を実行していない場合（ステップＳｔ４２のＮｏ）、効率最適進角制御を実行中であるか否かを判定する（ステップＳｔ４４）。効率最適進角制御を実行中ではない場合（ステップＳｔ４４のＮｏ）、処理は終了する。
【0147】
進角制御部５２は、効率最適進角制御を実行中である場合（ステップＳｔ４４のＹｅｓ）、電流最適進角を実行する場合の予測変調率Ｋｓを算出する（ステップＳｔ４５）。このとき、進角制御部５２は、電流最適進角制御用及び効率最適進角制御用の電流指令マップデータ５１３ａ,５１３ｂ及びインダクタンスマップデータ５１４ａ，５１４ｂを用いて上記の式（１）により予測変調率Ｋｓを算出する。
【0148】
次に進角制御部５２は、予測変調率Ｋｓを閾値Ｋｔｈと比較する（ステップＳｔ４６）。閾値Ｋｔｈは、一例として０．７０７である。閾値Ｋｔｈは、例えばインバータ１０のＩＧＢＴ１０１ａ～１０１ｃ，１０２ａ～１０２ｃのスイッチング回数の減少により、効率最適進角制御の最適な進角が変化する変調率Ｋａ、または損失増加進角制御の損失の目標値が変化する変調率Ｋａとしてもよいが、これに限定されない。
【0149】
進角制御部５２は、予測変調率Ｋｓが閾値Ｋｔｈ以上である場合（ステップＳｔ４６のＹｅｓ）、電流最適進角制御においてインバータ１０のスイッチング制御がＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替わる可能性が高いと判断して、電流最適進角制御を実行する（ステップＳｔ４７）。このため、図３に示される矩形波制御領域Ｓｂが広がり、モータ２の効率が増加する。
【0150】
また、進角制御部５２は、予測変調率Ｋｓが閾値Ｋｔｈ未満である場合（ステップＳｔ４６のＮｏ）、電流最適進角制御においてインバータ１０のスイッチング制御がＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替わる可能性が低いと判断して、効率最適進角制御または損失増加進角制御を継続して処理を終了する。このようにして進角制御部５２は、効率最適進角制御または損失増加進角制御の実行中、電流最適進角制御への切り戻し制御を行う。
【0151】
このように、進角制御部５２は、予測変調率Ｋｓが閾値Ｋｔｈ以上である場合、電流最適進角制御を実行し、予測変調率Ｋｓが閾値Ｋｔｈ未満である場合、効率最適進角制御または損失増加進角制御を継続する。このため、進角制御部５２は、電流最適進角制御を実行する場合にインバータ１０のスイッチング制御がＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替わる適切なタイミングで進角制御を効率最適進角制御または損失増加進角制御から電流最適進角制御に戻すことができる。したがって、ＥＣＵ５はモータ２の電流進角を適切なタイミングで制御することができる。
【0152】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【0153】
１ 電源回路
２ モータ
５ ＥＣＵ（制御装置）
１０ インバータ
１１ 昇圧コンバータ
５１ スイッチング制御部（第１制御部）
５２ 進角制御部（第２制御部）
５１０ 電流最適進角制御マップデータ（第１進角制御データ）
５１１ 効率最適進角制御マップデータ（第２進角制御データ）
５１２ 損失増加進角制御マップデータ（第２進角制御データ）
２ モータ
５ ＥＣＵ（制御装置）
１０ インバータ
１１ 昇圧コンバータ
５１ スイッチング制御部（第１制御部）
５２ 進角制御部（第２制御部）
５１０ 電流最適進角制御マップデータ（第１進角制御データ）
５１１ 効率最適進角制御マップデータ（第２進角制御データ）
５１２ 損失増加進角制御マップデータ（第２進角制御データ）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】