特許 7588452 モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-14

(45)【発行日】2024-11-22

(54)【発明の名称】モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/08 20060101AFI20241115BHJP

【ＦＩ】

H02P27/08

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2024554240

(86)(22)【出願日】2024-05-10

(86)【国際出願番号】 JP2024017489

【審査請求日】2024-09-11

(31)【優先権主張番号】P 2023087133

(32)【優先日】2023-05-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】523207386

【氏名又は名称】ＮＳＫステアリング＆コントロール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】吉田 圭太

(72)【発明者】

【氏名】澤田 英樹

【審査官】島倉 理

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００６／０９８５１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－６４５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１３５６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１７９２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの発生トルクを制御するための基本ｑ軸電流指令値を設定するトルク制御部と、
前記基本ｑ軸電流指令値と前記モータの回転速度とに基づいて弱め界磁用の第１ｄ軸電流指令値を設定するｄ軸電流指令値演算部と、
前記ｄ軸電流指令値演算部の後段に設けられて、前記モータの駆動電流が前記モータの定格電流を超えないように前記第１ｄ軸電流指令値に応じて前記基本ｑ軸電流指令値を制限することにより第１ｑ軸電流指令値を演算する第１電流制限部と、
前記第１電流制限部の後段に設けられて、バッテリの出力電流が所定の許容上限を超えないように前記第１ｄ軸電流指令値と前記第１ｑ軸電流指令値をそれぞれ制限することにより第２ｄ軸電流指令値と第２ｑ軸電流指令値を演算する第２電流制限部と、
前記第２ｄ軸電流指令値と前記第２ｑ軸電流指令値とに基づいて第１ｄ軸電圧指令値と第１ｑ軸電圧指令値を演算する電圧指令値演算部と、
前記第１ｄ軸電圧指令値と前記第１ｑ軸電圧指令値とに基づくＰＷＭ制御のデューティ比の飽和を抑制するように前記第１ｄ軸電圧指令値と前記第１ｑ軸電圧指令値をそれぞれ制限することにより第２ｄ軸電圧指令値と第２ｑ軸電圧指令値を演算する電圧制限部と、
前記第２ｄ軸電圧指令値と前記第２ｑ軸電圧指令値とに基づいて前記モータを駆動する駆動回路と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。

【請求項2】

前記ｄ軸電流指令値演算部は、前記第２ｄ軸電流指令値の過去値に基づいて前記モータの駆動電流が前記モータの定格電流を超えないように前記基本ｑ軸電流指令値を制限して得られたｑ軸電流指令値に応じて前記第１ｄ軸電流指令値を演算することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。

【請求項3】

前記ｄ軸電流指令値演算部は、前記第２ｄ軸電流指令値の過去値に基づいて前記バッテリの出力電流が前記許容上限を超えないように前記基本ｑ軸電流指令値を制限して得られたｑ軸電流指令値に応じて前記第１ｄ軸電流指令値を演算することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。

【請求項4】

前記ｄ軸電流指令値演算部は、前記モータの回転速度に基づいて前記第１ｄ軸電流指令値の上限を制限することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。

【請求項5】

前記電圧制限部は、
前記モータの印加電圧の上限値である電圧上限値を設定する電圧上限値設定部と、
前記電圧上限値に応じた電圧制限ゲインを設定する電圧制限ゲイン設定部と、
を備え、前記電圧制限ゲインに応じて前記第１ｄ軸電圧指令値と前記第１ｑ軸電圧指令値をそれぞれ制限することにより第２ｄ軸電圧指令値と第２ｑ軸電圧指令値を演算することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。

【請求項6】

前記電圧上限値設定部は、多相モータである前記モータの多相電圧指令値に三次高調波を重畳することによる電圧利用効率向上分、デッドタイムによる電圧降下、デッドタイム補償に起因するデューティ比対モータ端子電圧比の低下分の少なくとも１つに基づいて電圧上限値を設定する、ことを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。

【請求項7】

前記電圧制限部は、
前記第１ｄ軸電圧指令値と第１遅延要素の出力との和に前記電圧制限ゲインを乗算して得られた第１乗算結果と、前記第１ｑ軸電圧指令値と第２遅延要素の出力との和に前記電圧制限ゲインを乗算して得られた第２乗算結果を出力するとともに、前記第１乗算結果と前記第２乗算結果とをそれぞれ前記第１遅延要素及び前記第２遅延要素に入力する外乱電圧抑制部を備え、前記第１乗算結果を含んだ前記第２ｄ軸電圧指令値と前記第２乗算結果を含んだ前記第２ｑ軸電圧指令値と、を出力することを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。

【請求項8】

前記電圧制限ゲイン設定部は、前記電圧上限値と、前記第１ｄ軸電圧指令値及び前記第１遅延要素の出力との前記和と、前記第１ｑ軸電圧指令値及び前記第２遅延要素の出力との前記和と、に基づいて前記電圧制限ゲインを設定する、
ことを特徴とする請求項７に記載のモータ制御装置。

【請求項9】

前記電圧指令値演算部は、前記第２ｄ軸電流指令値に対する前記モータの駆動電流のｄ軸電流の検出値の偏差の積分成分であるｄ軸積分成分と、前記第２ｑ軸電流指令値に対する前記モータの駆動電流のｑ軸電流の検出値の偏差の積分成分であるｑ軸積分成分とをそれぞれ含んだ前記第１ｄ軸電圧指令値と前記第１ｑ軸電圧指令値を出力し、前記電圧制限ゲインに基づいて前記ｄ軸積分成分と前記ｑ軸積分成分を抑制することを特徴とする請求項７又は８に記載のモータ制御装置。

【請求項10】

前記第１ｄ軸電圧指令値は、前記第２ｄ軸電流指令値に基づくフィードフォワード制御により演算されたフィードフォワードｄ軸電圧指令値と、前記第２ｄ軸電流指令値に対する前記モータの駆動電流のｄ軸電流の検出値の偏差に基づくフィードバック制御により演算されたフィードバックｄ軸電圧指令値と、を含み、
前記第１ｑ軸電圧指令値は、前記第２ｑ軸電流指令値に基づくフィードフォワード制御により演算されたフィードフォワードｑ軸電圧指令値と、前記第２ｑ軸電流指令値に対する前記モータの駆動電流のｑ軸電流の検出値の偏差に基づくフィードバック制御により演算されたフィードバックｑ軸電圧指令値と、を含み、
前記外乱電圧抑制部は、
前記フィードバックｄ軸電圧指令値と前記第１遅延要素の出力との和に前記電圧制限ゲインを乗算して得られた前記第１乗算結果と、前記フィードバックｑ軸電圧指令値と前記第２遅延要素の出力との和に前記電圧制限ゲインを乗算して得られた前記第２乗算結果を出力するとともに、前記第１乗算結果と前記第２乗算結果とをそれぞれ前記第１遅延要素及び前記第２遅延要素に入力し、
前記電圧制限ゲイン設定部は、前記電圧上限値と、前記フィードバックｄ軸電圧指令値、前記第１遅延要素の出力及び前記フィードフォワードｄ軸電圧指令値の和と、前記フィードバックｑ軸電圧指令値、前記第２遅延要素の出力及び前記フィードフォワードｑ軸電圧指令値の和と、に基づいて前記電圧制限ゲインを設定し、
前記電圧制限部は、前記フィードフォワードｄ軸電圧指令値に前記電圧制限ゲインを乗算して得られた第３乗算結果と前記第１乗算結果とを含んだ前記第２ｄ軸電圧指令値を出力するとともに、前記フィードフォワードｑ軸電圧指令値に前記電圧制限ゲインを乗算して得られた第４乗算結果と前記第２乗算結果とを含んだ前記第２ｑ軸電圧指令値を出力する、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載のモータ制御装置。

【請求項11】

請求項１に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置により制御されるモータと、を備え、
前記モータによって車両の操舵系に操舵補助力を付与することを特徴とする電動パワーステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電動モータを制御するモータ制御装置は、制御出力に補正が必要な場合がある。例えば、電動パワーステアリングに搭載するモータ制御装置では、システム要件や顧客要求によって制御出力に補正を行っている。下記特許文献１には、モータのＰＷＭ制御のデューティ飽和（すなわち駆動回路に印加可能な最大電圧を電圧指令値が超える状態）を回避しつつｄ軸電流を任意の値に制限するモータ制御装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０２０／０９５４７９号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１のモータ制御装置では、高負荷状態においてデューティ比が飽和したり、高回転速度域においてデューティ比が減少する等の問題が発生していた。
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、モータ制御装置の制御出力の補正に伴う高負荷状態におけるデューティ比の飽和や高回転速度域におけるデューティ比の減少を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するために、本発明の一態様によるモータ制御装置は、モータの発生トルクを制御するための基本ｑ軸電流指令値を設定するトルク制御部と、基本ｑ軸電流指令値とモータの回転速度とに基づいて弱め界磁用の第１ｄ軸電流指令値を設定するｄ軸電流指令値演算部と、ｄ軸電流指令値演算部の後段に設けられて、モータの駆動電流がモータの定格電流を超えないように第１ｄ軸電流指令値に応じて基本ｑ軸電流指令値を制限することにより第１ｑ軸電流指令値を演算する第１電流制限部と、第１電流制限部の後段に設けられて、バッテリの出力電流が所定の許容上限を超えないように第１ｄ軸電流指令値と第１ｑ軸電流指令値をそれぞれ制限することにより第２ｄ軸電流指令値と第２ｑ軸電流指令値を演算する第２電流制限部と、第２ｄ軸電流指令値と第２ｑ軸電流指令値とに基づいて第１ｄ軸電圧指令値と第１ｑ軸電圧指令値を演算する電圧指令値演算部と、第１ｄ軸電圧指令値と第１ｑ軸電圧指令値とに基づくＰＷＭ制御のデューティ比の飽和を抑制するように第１ｄ軸電圧指令値と第１ｑ軸電圧指令値をそれぞれ制限することにより第２ｄ軸電圧指令値と第２ｑ軸電圧指令値を演算する電圧制限部と、第２ｄ軸電圧指令値と第２ｑ軸電圧指令値とに基づいてモータを駆動する駆動回路と、を備える。

【0006】

本発明の他の一態様による電動パワーステアリング装置は、上記のモータ制御装置により制御されるモータにより、車両の操舵系に操舵補助力を付与する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、モータ制御装置の制御出力の補正に伴う高負荷状態におけるデューティ飽和や高回転速度域におけるデューティ比の減少を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。

【図2】図１に記載されるコントローラの機能構成の一例を示すブロック図である。

【図3】ｄ軸電流指令値演算部の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図4】（ａ）は界磁電流制限部により設定されるｄ軸電流上限値の一例の設定例を示す図であり、（ｂ）はｄ軸電流指令値の制限の一例のタイムチャートである。

【図5】フィードバック（ＦＢ）制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図6】電圧制限部の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図7】電圧上限値設定部の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図8】（ａ）及び（ｂ）は第１判定ゲインの設定例の第１例及び第２例の模式図であり、（ｃ）及び（ｄ）は第２判定ゲインの設定例の第１例及び第２例の模式図である。

【図9】実施形態のモータ制御方法の一例のフローチャートである。

【図10】本発明のモータ制御装置を用いる直動テーブル装置の一例の概要を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構成、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

【0010】

（構成）
図１は、実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。ステアリングホイール（操向ハンドル）１の操舵軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速機構を構成する減速ギア（ウォームギア）３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ、６ｂを経て、更にハブユニット７ａ、７ｂを介して操向車輪８Ｌ、８Ｒに連結されている。

【0011】

ピニオンラック機構５は、ユニバーサルジョイント４ｂから操舵力が伝達されるピニオンシャフトに連結されたピニオン５ａと、このピニオン５ａに噛合するラック５ｂとを有し、ピニオン５ａに伝達された回転運動をラック５ｂで車幅方向の直進運動に変換する。
操舵軸２には操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ１０が設けられている。また、操舵軸２には、ステアリングホイール１の操舵角θｈを検出する操舵角センサ１４が設けられている。

【0012】

また、ステアリングホイール１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介して操舵軸２に連結されている。電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置を制御するコントローラ３０には、バッテリ１３から電力が供給されるとともに、イグニション（ＩＧＮ）キー１１を経てイグニションキー信号が入力される。
モータ２０は、多相交流モータでありコントローラ３０によるベクトル制御によって駆動される。本実施形態では、モータ２０が３相交流モータである場合を例示する。

【0013】

コントローラ３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと、車速センサ１２で検出された車速Ｖｈと、操舵角センサ１４で検出された操舵角θｈに基づいてアシスト制御指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧指令値Ｖｒｅｆによってモータ２０に供給する電流を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。
なお、操舵角センサ１４は必須のものではなく、モータ２０の回転軸の回転角度を検出する回転角度センサから得られる回転角度に、トルクセンサ１０のトーションバーの捩れ角を加えて操舵角θｈを算出してもよい。
また、操舵角θｈに代えて、操向車輪８Ｌ、８Ｒの転舵角を用いてもよい。例えばラック５ｂの変位量を検出することにより転舵角を検出してもよい。

【0014】

コントローラ３０は、例えば、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含むコンピュータを備えてよい。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）であってよい。
記憶装置は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んでよい。
以下に説明するコントローラ３０の機能は、例えばコントローラ３０のプロセッサが、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。

【0015】

なお、コントローラ３０を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、コントローラ３０は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ３０はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field-Programmable Gate Array）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）等を有していてもよい。

【0016】

次に、コントローラ３０が実行するモータ２０の制御出力の制限機能の課題について説明する。モータ２０の制御出力の制限機能は、（１）ステアリングホイールの操舵に対する操向車輪の転舵角の追従性能要求を満たすための弱め界磁電流量を算出すること、（２）システム電流上限、バッテリ電流上限を満たすこと、（３）デューティ飽和を防止することを目的として開発されてきた。

【0017】

しかしながら、上記特許文献１のモータ制御装置には、下記の課題１及び課題２が残されている。
（課題１）高負荷状態においてデューティ飽和を防止できないことがある。
（課題２）高回転速度域においてデューティ比の減少が発生することがある。
そこで、実施形態のモータ制御装置ではこれらの課題１及び課題２を解決することを目的とする。

【0018】

さらに、実施形態のモータ制御装置では課題１及び課題２に加えて、下記の課題３及び課題４を解決することを目的とする。
（課題３）後述するように、実施形態のモータ制御装置ではモータ電流のフィードバック制御において積分器を使用しているため、積分値が過剰に蓄積される虞がある。
（課題４）最近の高出力化要求に伴い、低いインダクタンスやイナーシャを持つモータの使用が普及している。このため、高速回転時の逆起電圧による過電流に対する対策手段が必要となる。

【0019】

本発明では、上記課題１～４に対して以下の方針に基づいて解決手段を構成する。
高負荷状態におけるデューティ飽和（課題１）は、モータ電流のフィードバック制御の定常偏差や過渡特性による誤差、電流制限を行っている位置が適切でないこと、電流次元においてデューティ次元の制限をかけようとしていること等が要因と考えられる。このため、電圧指令値の制限によってデューティ飽和の防止を実現する。

【0020】

高回転速度域におけるデューティ比の減少（課題２）は、ｑ軸電流指令値の過剰な制限が要因と考えられる。このため、ｑ軸電流指令値の制限方法を見直してｑ軸電流指令値を優先して制限する。
モータ電流のフィードバック制御における積分値の過剰な蓄積（課題３）に対しては、新たにアンチワインドアップ機能を追加する。
過電流対策（課題４）としては、高速回転時において可能な限り大きなｄ軸電流指令値を流すことにより弱め界磁によって逆起電圧を低減する。可能な限りｄ軸電流指令値を流すためにｑ軸電流指令値を優先して制限する。

【0021】

これらの対応方針を実現するために、本発明の発明者らはコントローラ３０の各機能構成の再構築と配置変更を行った。図２は、コントローラ３０の機能構成の一例を示すブロック図である。コントローラ３０は、トルク制御部４０と、ｄ軸電流指令値演算部４１と、角加速度レギュレータ４２と、第１電流制限部４３と、第２電流制限部４４と、フィードフォワード（ＦＦ）制御部４５と、３相／２相変換部４６と、フィードバック（ＦＢ）制御部４７と、電圧制限部４８と、２相／３相変換部４９と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部５０と、インバータ（ＩＮＶ）５１と、を備える。

【0022】

トルク制御部４０は、少なくとも操舵トルクＴｈと車速Ｖｈに基づいて、モータ２０の発生トルクを制御するための電流指令値である基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ０を演算する。
ｄ軸電流指令値演算部４１は、基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ０と、モータ２０の回転速度ωと、バッテリ１３により供給される電源電圧ＶＲと、に基づいて弱め界磁用の第１ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ１を設定する。

【0023】

図３は、ｄ軸電流指令値演算部４１の機能構成の一例を示すブロック図である。ｄ軸電流指令値演算部４１は、電流指令値設定部４１ａと、界磁電流指令値演算部４１ｂと、界磁電流制限部４１ｃと、を備える。
電流指令値設定部４１ａは、基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ０と、回転速度ωと、電源電圧ＶＲと、ｄ軸電流指令値の過去値Ｉｄｚとに基づいて、後段の界磁電流指令値演算部４１ｂで基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ０の算出に用いるｑ軸電流指令値Ｉｑｔを設定する。
ここでは、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ０が、モータ２０の定格電流の条件とバッテリ１３の許容上限電流の条件を満たすのに適したｑ軸電流指令値Ｉｑｔを設定する。

【0024】

なお、ｄ軸電流指令値の過去値Ｉｄｚとしては、後述するように第２電流制限部４４が演算する第２ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ２の過去値（例えば前回の制御周期において演算した第２ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ２）を用いてよい。
以下の説明においてモータ２０の定格電流の条件を「システム電流制限」と表記し、バッテリ１３の許容上限電流の条件を「バッテリ電流制限」と表記することがある。

【0025】

システム電流制限に関して電流指令値設定部４１ａは、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値が、システム最大電流Ｉｍａｘ（例えばモータの定格電流）以下となるように、次式（１）にしたがってｑ軸電流指令値に対する制限ゲインＧｑ１を設定する。
なお、式（１）の演算過程では「０」割り防止の処理を行う。また、演算結果が１をこえないように、リミッタ処理（０～１）を施す。

【0026】

【数1】

【0027】

バッテリ電流制限に関して電流指令値設定部４１ａは、バッテリ１３から出力されるバッテリ電流Ｉｂａｔが、所定の許容上限Ｉｂａｔｍａｘ以下となるように、ｑ軸電流指令値に対する制限ゲインＧｑ２を設定する。電流指令値設定部４１ａは、ｄ軸電流指令値のみで許容上限Ｉｂａｔｍａｘを超えないように次式（２）にしたがってｄ軸電流指令値に対する制限ゲインＧｄ１を設定する。なお、式（２）においても「０」割り防止処理、リミッタ処理を施す。

【0028】

【数2】

【0029】

なお、定数Ｒはモータ２０の各相巻線の抵抗値を示し、Ｐｌｏｓｓは鉄損や摩擦等による損失を示す。電流指令値設定部４１ａは、上式（２）で設定した制限ゲインＧｄ１に基づいて、次式（３）によりｑ軸電流指令値に対する制限ゲインＧｑ２を設定する。なお、定数Ｋｔはモータ２０のトルク定数を示す。なお、式（３）においても「０」割り防止処理及びリミッタ処理を施す。

【0030】

【数3】

【0031】

電流指令値設定部４１ａは、制限ゲインＧｑ１、Ｇｑ２のうちいずれか小さい一方のゲインを基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ０に乗算してｑ軸電流指令値Ｉｑｔ＝ｍｉｎ（Ｇｑ１，Ｇｑ２）×Ｉｑｒ０を演算する。
界磁電流指令値演算部４１ｂは、電流指令値設定部４１ａが設定したｑ軸電流指令値Ｉｑｔと、回転速度ωと、電源電圧ＶＲとに基づいて、次式（４）にしたがって弱め界磁用の界磁電流指令値である基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ０を算出する。なお、定数Ｌは、モータ１相当たりのインダクタンスを示し、定数Ψはモータにより定まる磁束鎖交数を示す。

【0032】

【数4】

【0033】

界磁電流制限部４１ｃは、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ０を弱め界磁電流の方向のみに制限することで、第１ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ１を演算する。
ｄ軸電流指令値の制限値は、ステアリングホイールの操舵に対する転舵角の追従性能の要求と作動音のバランスを勘定して決定されるが、本実施形態では上記課題４（過電流対策）のために、可能な限り大きなｄ軸電流指令値を流す必要がある。

【0034】

そこで界磁電流制限部４１ｃは、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ０をｄ軸電流上限値ＩｄＵＬ以下に制限することにより第１ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ１を演算し、回転速度ωに応じてｄ軸電流上限値ＩｄＵＬを変更する。
図４（ａ）は、界磁電流制限部４１ｃにより設定されるｄ軸電流上限値ＩｄＵＬの一例の設定例を示す図である。回転速度ωが閾値ωｔｈ未満の範囲ではｄ軸電流上限値ＩｄＵＬは比較的小さな第１制限値Ｉｄ１に設定され、回転速度ωが閾値ωｔｈ以上の範囲では第１制限値Ｉｄ１よりも大きな第２制限値Ｉｄ２に設定される。

【0035】

例えば閾値ωｔｈは、緊急回避等において発生しうると想定される最大操舵角速度をモータ２０の回転速度に換算して設定してよい。これにより、通常操舵時おける作動音の静寂性と緊急回避等におけるステアリングホイールの操舵に対する転舵角の追従性能のバランスを図ることができる。
界磁電流制限部４１ｃは、第１ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ１の時間変化を制限するレートリミッタを備えていてもよい。

【0036】

図４（ｂ）は、第１ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ１の制限の一例のタイムチャートである。時点ｔ１において基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ０が投入されると、第１ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ１はレートリミッタによって増加速度が制限されて漸増し、時点ｔ２で第１制限値Ｉｄ１に至る。
その後、モータ２０の回転速度ωが上昇して時点ｔ３で閾値ωｔｈを超えると、ｄ軸電流上限値ＩｄＵＬは第２制限値Ｉｄ２に増加する。この結果、第１ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ１はレートリミッタによって増加速度が制限されて漸増し、時点ｔ４で第２制限値Ｉｄ２に至る。

【0037】

図２を参照する。角加速度レギュレータ４２は、モータ２０の回転速度ωに基づいてトルク変動を抑制するためのｑ軸電流指令値の補償値Δｑを設定する。
第１電流制限部４３は、基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ０を補償値Δｑで補償し、モータ２０の駆動電流がシステム電流制限を超えないように補償後の基本ｑ軸電流指令値（Ｉｑｒ０＋Δｑ）を制限することにより、第１ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ１を演算する。
具体的には、次式（５）にしたがって制限ゲインＧｑ３を設定する。なお、式（５）においても「０」割り防止処理及びリミッタ処理を施す。

【0038】

【数5】

【0039】

第１電流制限部４３は、基本ｑ軸電流指令値（Ｉｑｒ０＋Δｑ）に制限ゲインＧｑ３を乗算することにより、第１ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ１＝Ｇｑ３×（Ｉｑｒ０＋Δｑ）を演算する。
第２電流制限部４４は、バッテリ電流Ｉｂａｔがバッテリ電流制限を超えないように、第１ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ１と第１ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ１をそれぞれ制限することにより第２ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ２と第２ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ２を演算する。
具体的には、次式（６）及び（７）にしたがってｄ軸電流指令値に対する制限ゲインＧｄ２とｑ軸電流指令値に対する制限ゲインＧｑ４を設定する。なお、式（６）及び（７）においても「０」割り防止処理及びリミッタ処理を施す。

【0040】

【数6】

【0041】

第２電流制限部４４は、第１ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ１に制限ゲインＧｄ２を乗算することにより第２ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ２＝Ｇｄ２×Ｉｄｒ１を演算し、第１ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ１に制限ゲインＧｑ４を乗算することにより第２ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ２＝Ｇｑ４×Ｉｑｒ１を演算する。
ＦＦ制御部４５は、第２ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ２と第２ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ２とにそれぞれ基づくフィードフォワード制御によって、モータ２０に対する電圧指令値であるＦＦｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｆと、ＦＦｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｆを演算する。

【0042】

例えばＦＦ制御部４５は、ＦＦｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｆと、ＦＦｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｆとして、ｄ軸とｑ軸との間で互いに干渉する干渉電圧を打ち消すｄｑ軸非干渉電圧指令値を演算してよい。
また例えばＦＦ制御部４５は、２自由度制御構成によるフィードフォワード出力をＦＦｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｆと、ＦＦｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｆｄ軸として演算してもよい。
ＦＦｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｆ及びＦＦｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｆは、それぞれ特許請求の範囲に記載の「第１ｄ軸電圧指令値」及び「第１ｑ軸電圧指令値」の一例である。

【0043】

３相／２相変換部４６は、モータ電流検出器２１で検出されたモータ２０の３相電流の検出値を、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに変換する。
ＦＢ制御部４７は、第２ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ２に対するモータ２０の駆動電流のｄ軸電流の検出値ｉｄの電流偏差ΔＩｄに基づくフィードバック制御によって、モータ２０に対するｄ軸電圧指令値であるＦＢｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｂを演算する。

【0044】

またＦＢ制御部４７は、第２ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ２に対するモータ２０の駆動電流のｑ軸電流の検出値ｉｑの電流偏差ΔＩｑに基づくフィードバック制御によって、モータ２０に対するｑ軸電圧指令値であるＦＢｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂを演算する。
ＦＢｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｂ及びＦＢｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂは、それぞれ特許請求の範囲に記載の「第１ｄ軸電圧指令値」及び「第１ｑ軸電圧指令値」の一例である。

【0045】

ＦＢ制御部４７は、電流偏差ΔＩｄ、ΔＩｑに基づく比例制御（Ｐ制御）、積分制御（Ｉ制御）又は微分制御（Ｄ制御）の少なくとも１つ又はこれらの組合せによって、ＦＢｄ軸電圧指令値ＶｄｆｂとＦＢｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂを演算する。
図５は、比例積分微分（ＰＩＤ）制御によりＦＢｄ軸電圧指令値ＶｄｆｂとＦＢｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂを演算する場合のＦＢ制御部４７の機能構成の一例を示すブロック図である。

【0046】

ＦＢ制御部４７は、減算器４７ａと、ゲイン乗算部４７ｂ、４７ｄ及び４７ｆと、近似微分部４７ｃと、積分器４７ｅと、加算器４７ｇを備える。
減算器４７ａは、第２ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ２に対するｄ軸電流の検出値ｉｄの電流偏差ΔＩｄ＝（Ｉｄｒ２－ｉｄ）と、第２ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ２に対するｑ軸電流の検出値ｉｑの電流偏差ΔＩｑ＝（Ｉｑｒ２－ｉｑ）を算出する。
ゲイン乗算部４７ｂは、電流偏差ΔＩｄと比例ゲインＫｐの乗算結果と、電流偏差ΔＩｑと比例ゲインＫｐの乗算結果を加算器４７ｇへ出力する。

【0047】

近似微分部４７ｃは、電流偏差ΔＩｄ、ΔＩｑの微分値を演算する。例えば近似微分部４７ｃは、微分演算とローパスフィルタとを組み合わせた伝達関数ｓ／（Ｔｓ＋１）を電流偏差ΔＩｄ、ΔＩｑに乗算することにより微分値を演算してよい。ゲイン乗算部４７ｄは、電流偏差ΔＩｄの微分値と微分ゲインＫｄの乗算結果と、電流偏差ΔＩｑの微分値と微分ゲインＫｄの乗算結果を加算器４７ｇへ出力する。

【0048】

積分器４７ｅは、電流偏差ΔＩｄ、ΔＩｑの積分値を演算する。ゲイン乗算部４７ｆは、電流偏差ΔＩｄの積分値と積分ゲインＫｉの乗算結果と、電流偏差ΔＩｑの積分値と積分ゲインＫｉの乗算結果を加算器４７ｇへ出力する。
加算器４７ｇは、電流偏差ΔＩｄと比例ゲインＫｐの乗算結果と、電流偏差ΔＩｄの微分値と微分ゲインＫｄの乗算結果と、電流偏差ΔＩｄの積分値と積分ゲインＫｉの乗算結果の和を、ＦＢｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｂとして出力する。
また加算器４７ｇは、電流偏差ΔＩｑと比例ゲインＫｐの乗算結果と、電流偏差ΔＩｑの微分値と微分ゲインＫｄの乗算結果と、電流偏差ΔＩｑの積分値と積分ゲインＫｉの乗算結果の和を、ＦＢｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂとして出力する。

【0049】

積分器４７ｅは、遅延要素４７ｅ１と、加算器４７ｅ２と、ゲイン乗算部４７ｅ３を備える。
遅延要素４７ｅ１は、積分器４７ｅの出力である電流偏差ΔＩｄの積分成分と電流偏差ΔＩｑの積分成分とを遅延させてから加算器４７ｅ２に入力する。すなわち遅延要素４７ｅ１は、積分器４７ｅの出力の過去値（前回値）を加算器４７ｅ２に入力する。

【0050】

加算器４７ｅ２は、電流偏差ΔＩｄと遅延要素４７ｅ１の出力の和と、ΔＩｑと遅延要素４７ｅ１の出力の和を出力する。具体的には、電流偏差ΔＩｄの積分成分の過去値に電流偏差ΔＩｄを追加した和を出力する。また、電流偏差ΔＩｑの積分成分の過去値に電流偏差ΔＩｑを追加した和を出力する。
ゲイン乗算部４７ｅ３は、電圧制限部４８が設定した後述の電圧制限ゲインＧｖを加算器４７ｅ２の出力のそれぞれに乗算した乗算結果を、積分器４７ｅの出力（すなわち電流偏差ΔＩｄ、ΔＩｑの積分成分）として算出し、ゲイン乗算部４７ｆに出力するとともに遅延要素４７ｅ１に入力する。

【0051】

電圧制限ゲインＧｖを加算器４７ｅ２の出力に乗算することによって、積分器４７ｅにおける積分値を減少させることができるので、積分値のアンチワインドアップ機能を実現できる。
例えば、後述するように電圧制限ゲインＧｖを値「１」よりも小さな値に設定することにより積分器４７ｅによる積分値の蓄積を抑制できる。また例えば電圧制限ゲインＧｖを値「０」に設定することにより、積分器４７ｅによる積分値を「０」にリセットできる。

【0052】

図２を参照する。電圧制限部４８は、ＦＦｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｆ、ＦＢｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｂ、ＦＦｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｆ及びＦＢｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂに基づくＰＷＭ制御のデューティ比の飽和を抑制するように、これら電圧指令値Ｖｄｆｆ、Ｖｄｆｂ、Ｖｑｆｆ及びＶｑｆｂを制限することにより、第２ｄ軸電圧指令値Ｖｄと第２ｑ軸電圧指令値Ｖｑを演算する。

【0053】

図６は、電圧制限部４８の機能構成の一例を示すブロック図である。電圧制限部４８は、電圧上限値設定部４８ａと、外乱電圧抑制部４８ｂと、電圧制限ゲイン設定部４８ｃと、リミッタ４８ｄと、乗算器４８ｅと、加算器４８ｆを備える。
電圧上限値設定部４８ａは、デューティ飽和を発生させない電圧指令値の上限値である電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘを設定する。モータ２０の力行時と回生時においてインバータ５１のデッドタイムが上限値に作用する方向が異なるため、電圧上限値設定部４８ａは、次式（８）にしたがって力行時の電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘを設定し、次式（９）にしたがって回生時の電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘを設定する。

【0054】

【数7】

【0055】

モータ２０の３相電圧指令値に三次高調波を重畳することによる電圧利用効率が向上するため、電圧指令値の上限値を電源電圧ＶＲの（２／√３）倍に増加できる。ＰＷＭ制御のデューティ比の範囲０～１００［％］は、印加電圧のマイナス側電圧の下限値からプラス側電圧の上限値までの範囲に対応する。このため、上式（８）及び（９）ではプラス及びマイナスの各々の片側の上限値に相当する係数（１／√３）を電源電圧ＶＲに乗算している。

【0056】

また、インバータ５１のデッドタイムＤｅａｄＴｉｍｅによる減少分（２×ＤｅａｄＴｉｍｅ／ＰＷＭＴｉｍｅ）を、モータ２０が力行状態であるか回生状態であるか否かに応じて減算又は加算している。なお、ＰＷＭＴｉｍｅはＰＷＭ制御部５０のＰＷＭ周期を示す。デッドタイムＤｅａｄＴｉｍｅは、設計値と実際値との間に乖離があることが多いため、適宜設定したデッドタイム補償値を力行状態であるか回生状態であるか否かに応じて減算又は加算してよい。

【0057】

また、デッドタイム補償に起因してデューティ比の変化に対するモータ２０の端子電圧の変化の比率（傾き）が低下する。これを補償するために変換係数ＶＲＤｕｔｙＣｏｎｖＦａｃｔｏｒの逆数が上式（８）及び（９）の計算式に乗算されている。変換係数ＶＲＤｕｔｙＣｏｎｖＦａｃｔｏｒは、デューティ比への変換の際に電圧指令値を小さくする方向に作用するため、電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘを増加させることでその減少分を補償する。
また、定数ＤｕｔｙＭａｘＲａｔｅは、後段の計算による量子化誤差と電流検出精度の確保のためのマージンを値「１」から減算して設定する（すなわち、ＤｕｔｙＭａｘＲａｔｅ＝１００［％］－量子化誤差－マージン）。

【0058】

図７は、電圧上限値設定部４８ａの機能構成の一例を示すブロック図である。電圧上限値設定部４８ａは、第１ゲイン設定部４８ａ１と、第２ゲイン設定部４８ａ２と、選択器４８ａ３と、乗算器４８ａ４、４８ａ６及び４８ａ７と、減算器４８ａ５を備える。
第１ゲイン設定部４８ａ１は、バッテリ電流Ｉｂａｔに基づいてモータ２０が力行状態であるか回生状態であるかを判定し、判定結果を示す第１判定ゲインＧ１を出力する。モータ２０が力行状態である場合に第１判定ゲインＧ１は値「１」を有し、回生状態である場合に第１判定ゲインＧ１は値「－１」を有する。

【0059】

図８（ａ）は、第１判定ゲインＧ１の設定例の第１例の模式図である。例えば第１判定ゲインＧ１は、バッテリ電流Ｉｂａｔが値「０」より小さい値Ｉ１以下の場合に値「－１」に設定され、バッテリ電流Ｉｂａｔが値「０」以上の場合に値「１」に設定され、バッテリ電流Ｉｂａｔが値Ｉ１から値「０」までの範囲では、バッテリ電流Ｉｂａｔの増加にしたがって値「－１」から値「１」まで線形に漸増してもよく、非線形に漸増してよい。

【0060】

第１判定ゲインＧ１が値「１」に設定されるバッテリ電流Ｉｂａｔにマージンを設けて「０」よりも小さな値Ｉ２に設定してもよい。図８（ｂ）は、第１判定ゲインＧ１の設定例の第２例の模式図である。第１判定ゲインＧ１の符号が誤って設定されるとデューティ飽和を招くためである。
例えば値Ｉ１よりも大きく値「０」未満の値Ｉ２を設定し、バッテリ電流Ｉｂａｔが、値Ｉ２以上の場合に第１判定ゲインＧ１を値「１」に設定し、バッテリ電流Ｉｂａｔが値Ｉ１から値Ｉ２までの範囲では、バッテリ電流Ｉｂａｔの増加にしたがって値「－１」から値「１」まで第１判定ゲインＧ１を線形又は非線形に漸増してよい。

【0061】

図７を参照する。第２ゲイン設定部４８ａ２は、後述の電圧制限ゲインＧｖに基づいてデューティ比が上限近くであるか否かを判定し、判定結果を示す第２判定ゲインＧ２を出力する。デューティ比が上限近くである場合に第２判定ゲインＧ２は値「１」を有し、デューティ比が上限近くでない場合に第２判定ゲインＧ２は値「－１」を有する。

【0062】

図８（ｃ）は、第２判定ゲインＧ２の設定例の第１例の模式図である。例えば第２判定ゲインＧ２は、電圧制限ゲインＧｖが値「１」より小さい値Ｇｖ１以下の場合に値「－１」に設定され、電圧制限ゲインＧｖが値「１」以上の場合に値「１」に設定され、電圧制限ゲインＧｖが値Ｇｖ１から値「１」までの範囲では、電圧制限ゲインＧｖの増加にしたがって値「－１」から値「１」まで線形に漸増してもよく、非線形に漸増してよい。

【0063】

第２判定ゲインＧ２が値「１」に設定される電圧制限ゲインＧｖにマージンを設けて、「１」よりも小さな値Ｇｖ２に設定してもよい。図８（ｄ）は、第２判定ゲインＧ２の設定例の第２例の模式図である。第２判定ゲインＧ２の符号が誤って設定されるとデューティ飽和を招くためである。
例えば値Ｇｖ１よりも大きく値「１」未満の値Ｇｖ２を設定し、電圧制限ゲインＧｖが値Ｇｖ２以上の場合に第２判定ゲインＧ２を値「１」に設定し、電圧制限ゲインＧｖが値Ｇｖ１から値Ｇｖ２までの範囲では、電圧制限ゲインＧｖの増加にしたがって値「－１」から値「１」まで第２判定ゲインＧ２を線形に又は非線形に漸増してよい。

【0064】

図７を参照する。選択器４８ａ３は、第１判定ゲインＧ１及び第２判定ゲインＧ２のうちいずれか大きい一方のゲインを乗算器４８ａ４に出力する。乗算器４８ａ４、４８ａ６及び４８ａ７並びに減算器４８ａ５は、上式（８）及び（９）の計算式にしたがって電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘを算出する。

【0065】

図６を参照する。外乱電圧抑制部４８ｂは、ＦＢ制御部４７の後段に設けられて、逆起電圧やその他の外乱電圧がＦＢｄ軸電圧指令値ＶｄｆｂやＦＢｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂに及ぼす影響を抑制する電圧外乱オブザーバとして機能する。
外乱電圧抑制部４８ｂは、遅延要素４８ｂ１と、加算器４８ｂ２と、フィルタ４８ｂ３と、乗算器４８ｂ４と、を備える。遅延要素４８ｂ１は、特許請求の範囲に記載の「第１遅延要素」及び「第２遅延要素」の一例である。

【0066】

遅延要素４８ｂ１は、外乱電圧抑制部４８ｂから出力されるｄ軸電圧指令値（Ｇｖ×Ｖｄｏｂｓ）とｑ軸電圧指令値（Ｇｖ×Ｖｑｏｂｓ）を遅延させてから加算器４８ｂ２に入力する。すなわち遅延要素４８ｂ１は、ｄ軸電圧指令値（Ｇｖ×Ｖｄｏｂｓ）とｑ軸電圧指令値（Ｇｖ×Ｖｑｏｂｓ）の過去値（前回値）を加算器４８ｂ２に入力する。
加算器４８ｂ２は、ｄ軸電圧指令値（Ｇｖ×Ｖｄｏｂｓ）の過去値にＦＢｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｂを加えた和を出力する。また、ｑ軸電圧指令値（Ｇｖ×Ｖｑｏｂｓ）の過去値にＦＢｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂを加えた和を出力する。

【0067】

フィルタ４８ｂ３は、ノイズ低減のためのフィルタ処理を加算器４８ｂ２の出力に施して得られるｄ軸電圧指令値Ｖｄｏｂｓとｑ軸電圧指令値Ｖｑｏｂｓを、電圧外乱オブザーバの出力として演算する。
具体的には、ｄ軸電圧指令値（Ｇｖ×Ｖｄｏｂｓ）の過去値とＦＢｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｂの和にフィルタ処理を施してｄ軸電圧指令値Ｖｄｏｂｓを演算する。また、ｑ軸電圧指令値（Ｇｖ×Ｖｑｏｂｓ）の過去値とＦＢｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂの和にフィルタ処理を施してｑ軸電圧指令値Ｖｑｏｂｓを演算する。例えばフィルタ４８ｂ３は、ローパスフィルタであってよい。

【0068】

電圧制限ゲイン設定部４８ｃは、電圧外乱オブザーバの出力Ｖｄｏｂｓ及びＶｑｏｂｓと、ＦＦｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｆと、ＦＦｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｆと、電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘとに基づいて、電圧指令値を電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘ以下に制限するための電圧制限ゲインＧｖを設定する。
具体的には電圧制限ゲイン設定部４８ｃは、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値の合成ベクトルと電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘとの比により電圧制限ゲインＧｖを演算する（次式（１０））。リミッタ４８ｄは、電圧制限ゲインＧｖの上限値を「１」に制限し、下限値を「０」に制限する。

【0069】

【数8】

【0070】

外乱電圧抑制部４８ｂの乗算器４８ｂ４は、電圧外乱オブザーバの出力Ｖｄｏｂｓ及びＶｑｏｂｓにそれぞれ電圧制限ゲインＧｖを乗算し、乗算結果（Ｇｖ×Ｖｄｏｂｓ）及び（Ｇｖ×Ｖｑｏｂｓ）を遅延要素４８ｂ１に入力するとともに加算器４８ｆに出力する。
乗算器４８ｅは、ＦＦｄ軸電圧指令値ＶｄｆｆとＦＦｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｆにそれぞれ電圧制限ゲインＧｖを乗算し、乗算結果（Ｇｖ×Ｖｄｆｆ）及び（Ｇｖ×Ｖｑｆｆ）を加算器４８ｆに出力する。

【0071】

加算器４８ｆは、乗算結果（Ｇｖ×Ｖｄｏｂｓ）と（Ｇｖ×Ｖｄｆｆ）の和を第２ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＝Ｇｖ×（Ｖｄｏｂｓ＋Ｖｄｆｆ）として算出し、乗算結果（Ｇｖ×Ｖｑｏｂｓ）と（Ｇｖ×Ｖｑｆｆ）の和を第２ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＝Ｇｖ×（Ｖｑｏｂｓ＋Ｖｑｆｆ）として算出する。
このように、電圧制限ゲインＧｖを乗算して電圧指令値を制限することにより、第２ｄ軸電圧指令値Ｖｄ及び第２ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づくＰＷＭ制御においてデューティ比が１００％に飽和するのを抑制できる。

【0072】

図２を参照する。２相／３相変換部４９は、第２ｄ軸電圧指令値Ｖｄ及び第２ｑ軸電圧指令値Ｖｑを３相電圧指令値に変換する。
３相電圧指令値は、ＰＷＭ制御部５０に入力され、更にインバータ５１を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の駆動電流はモータ電流検出器２１で検出され、３相／２相変換部４６によりｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに変換されて、ＦＢ制御部４７の減算器４７ａにフィードバックされる。

【0073】

（作用）
ｄ軸電流指令値演算部４１は、上式（４）に基づいて基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ０を演算する。式中の定数ＲやＬにはノミナル値が設定されるため、物理パラメータのばらつきや温度変化等による誤差が生じる。また、モータ２０の回転速度ωの検出値も遅れやノイズ等による誤差が生じる。このため、ｄ軸電流指令値の制限によってデューティ飽和を完全に防止することは難しい。
そこで本実施形態では、デューティ飽和の抑制は後段の電圧制限部４８で行い、ｄ軸電流指令値演算部４１では最適なｄ軸電流指令値の算出を試みることにした。

【0074】

このように本実施形態では、ｄ軸電流指令値演算部４１ではデューティ飽和を考慮しないが、上式（４）によるｄ軸電流指令値をそのまま使用するとｄ軸電流指令値が過剰に算出されてしまう虞がある。このため、上式（４）に基づいて各入力パラメータがｄ軸電流指令値に対してどう影響するかを検討する。ｄ軸電流指令値がマイナス方向に増加する(弱め界磁制御を強くする)ためには、上式（４）から、モータの回転速度ωが高くなるか、電源電圧ＶＲが低下するか、ｑ軸電流指令値Ｉｑｔが大きくなればよいことが分かる。

【0075】

次に、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ０を算出するときに使用するｑ軸電流指令値Ｉｑｔと、電圧指令値の算出に実際に使用する第２ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ２が乖離した場合の影響を検討する。
第２ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ２が大きくなる側に乖離すると、ｄ軸電流指令値が不足するためデューティ飽和が発生する。この事象が起こる要因としては、角加速度レギュレータ４２の出力Δｑが基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ０に加算された場合が考えられる。しかし、角加速度レギュレータの出力Δｑは変化が急峻であるのに対し、ｄ軸電流指令値はレートリミッタ等で制限されるため、急激な変化に追従できないと推察される。よって、第２ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ２が大きくなる側に乖離する時間は短くその影響も限定的である。このため、第２ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ２が大きくなる側に乖離する場合は考慮しない。

【0076】

第２ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ２が小さくなる側に乖離すると、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ０が過剰となり、デューティ比を上限まで使うことができなくなる。要因としては後段でｑ軸電流指令値が制限される場合が考えられる。後段におけるｑ軸電流指令値の制限は、上式（５）の制限ゲインＧｑ３によるシステム電流制限と、上式（７）の制限ゲインＧｑ４によるバッテリ電流制限である。
したがって、電流指令値設定部４１ａにおいてこれらの制限がかかった場合のｑ軸電流指令値Ｉｑｔを上式（１）及び（３）によって算出して、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ０の算出に用いることにより最適なｑ軸電流指令値を算出する。

【0077】

また、電圧制限部４８では、電圧制限をかけるための電圧制限ゲインＧｖを算出し、電圧指令値に乗算している。この電圧制限ゲインＧｖを、電圧外乱オブザーバとして機能する外乱電圧抑制部４８ｂにおいて電圧指令値に乗算すると、電圧外乱オブザーバを構成する積分器の上限値を制限できるため、実質的にアンチワインドアップ機能として働く。

【0078】

なお、電圧制限部４８では、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令とに同じ値のゲイン（電圧制限ゲインＧｖ）を乗算して制限している。これは電圧外乱オブザーバが積分器で構成されているため、ｑ軸を優先して制限するとｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値の合成ベクトルが上限値で制限されても、ｄ軸電圧指令値が上限値まで上がり続け、それに合わせてｑ軸電圧指令値が急激に制限されてしまい出力の急変を招く虞があるためである。

【0079】

また、電圧上限値設定部４８ａによる電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘの設定に関して、デッドタイムは、力行時はデューティを小さく、回生時にはデューティを大きくするように作用する。
上式（８）は力行時における電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘの算出式であり、回生時の作用方向の切り替えを考慮しないとデューティ比の上限に乖離が発生する虞がある。このため本実施形態では、力行と回生とを判定し、デッドタイムによる減少分の符号を切り替える。

【0080】

しかしながら、単純に符号を切り替えてしまうとデューティ比の急変が生じてしまうため、過電流や作動音が生じる虞がある。そこで、回生の条件判定としてバッテリ電流Ｉｂａｔを使用するとともに、デューティの条件判定として電圧制限ゲインＧｖを使用し、これらに基づいて判定ゲインＧ１、Ｇ２を算出する。ただし、これらの条件判定のどちらが満足するかは分からないため、判定ゲインＧ１及びＧ２の最大値に基づいて符号を切り替えることで、これら２つの判定ゲインＧ１及びＧ２の間のフェード切り替えを実現する。

【0081】

また、ＦＢ制御部４７は、積分器４７ｅにおける積分値のアンチワインドアップ機能を備える。一般的にアンチワインドアップ機能の目的は、積分器を含む制御器の出力が何らかの理由により制限された場合に、過剰に積分値が溜まってしまうのを防ぐことである。
アンチワインドアップ機能の一般的な構成では、制限される前後の出力の差分値に何らかの処理を加えてフィードバックし、積分値の上限を制限している。

【0082】

本実施形態では、ＦＢ制御部４７の出力が電圧上限値を超えることは少なく、ほとんどの場合は後段に設けられた外乱電圧抑制部（電圧外乱オブザーバ）４８ｂの出力が電圧上限値を超える。そのため、一般的なアンチワインドアップの構成をそのまま用いることはできない。
また、電圧指令値が電圧上限値によって制限されている状態であっても、ＦＢ制御部４７の出力と外乱電圧抑制部４８ｂの出力の比率は変化できることが好ましい（例えば、モータ２０の回転速度ωが下がってトルクが上がる状況では、逆起電圧が下がりｑ軸電流が上がるので、ＦＢ制御部４７の出力の比率が大きくなり外乱電圧抑制部４８ｂの出力の比率が小さくなるのが好ましい)。
このため、本実施形態ではＦＢ制御部４７の積分器４７ｅの積分値と、外乱電圧抑制部４８ｂの電圧外乱オブザーバの出力Ｖｄｏｂｓ及びＶｑｏｂとを同じ値のゲイン（電圧制限ゲインＧｖ）を乗算して制限して、ＦＢ制御部４７と外乱電圧抑制部４８ｂとの間で負担を等分している。

【0083】

（動作）
図９は、実施形態のモータ制御方法の一例のフローチャートである。
ステップＳ１においてトルクセンサ１０、車速センサ１２及びモータ電流検出器２１は、それぞれ操舵トルクＴｈ、車速Ｖｈ及びモータ２０の駆動電流を検出する。また、電圧センサ及び電流センサは、バッテリ１３により供給される電源電圧ＶＲとバッテリ電流Ｉｂａｔを検出する。

【0084】

ステップＳ２においてトルク制御部４０は、少なくとも操舵トルクＴｈと車速Ｖｈに基づいて基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ０を演算する。
ステップＳ３においてｄ軸電流指令値演算部４１は、基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ０と電源電圧ＶＲとモータ２０の回転速度ωとに基づいて第１ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ１を設定する。
ステップＳ４において第１電流制限部４３は、モータ２０の定格電流に基づいて基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ０を制限することにより第１ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ１を演算する。

【0085】

ステップＳ５において第２電流制限部４４は、バッテリ上限電流Ｉｂａｔｍａｘに基づいて第１ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ１と第１ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ１をそれぞれ制限することにより第２ｄ軸電流指令値Ｉｄｒ２と第２ｑ軸電流指令値Ｉｑｒ２を演算する。
ステップＳ６においてＦＦ制御部４５は、ＦＦｄ軸電圧指令値ＶｄｆｆとＦＦｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｆを演算する。ＦＢ制御部４７は、ＦＢｄ軸電圧指令値ＶｄｆｂとＦＢｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂを演算する。
ステップＳ７において電圧上限値設定部４８ａは、電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘを設定する。

【0086】

ステップＳ８において電圧制限ゲイン設定部４８ｃは、電圧上限値ＶＤｕｔｙＭａｘに基づいて電圧制限ゲインＧｖを設定する。
ステップＳ９において電圧制限部４８は、電圧制限ゲインＧｖによりＦＦｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｆ、ＦＦｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｆ、ＦＢｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｂ及びＦＢｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂを制限することにより第２ｄ軸電圧指令値Ｖｄと第２ｑ軸電圧指令値Ｖｑを演算する。
ステップＳ１０においてＰＷＭ制御部５０とインバータ５１は、第２ｄ軸電圧指令値Ｖｄと第２ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づきモータ２０を駆動する。その後に処理は終了する。

【0087】

（変形例）
本発明に係るモータ制御装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば上記実施形態では、本発明に係るモータ制御装置の適用例として、これを備える電動パワーステアリング装置を例示して説明したが、本発明に係るモータ制御装置の適用範囲はこれに限定されず、モータ制御装置を用いる各種機械装置に適用可能である。

【0088】

図１０は、本発明のモータ制御装置を用いる直動テーブル装置の一例の概要を示す構成図である。
直動テーブル装置は、送りねじ装置と、テーブル７１と、２個のリニアガイド（直動案内装置）と、基台７４を備えている。
送りねじ装置は、ねじ軸７０とナット７６とモータ７７を有し、ねじ軸７０がナット７６に挿通されている。送りねじ装置の送りねじ機構は、ねじ軸７０の螺旋溝とナット７６の螺旋溝がボール（転動体）を介して点接触するボールねじである。ねじ軸７０の軸方向一端にモータ７７が結合されている。

【0089】

２個のリニアガイドは、それぞれ、案内レール７２と２個のスライダ（移動体）７３と複数の転動体を有する。リニアガイドにおいて、案内レール７２およびスライダ７３は、互いに対向する位置に、転動体の転動通路を形成する軌道面をそれぞれ有する。両軌道面は案内レール７２の長手方向に延び、転動通路内を負荷状態で転動する転動体を介して、スライダ７３が案内レール７２に沿って直線移動する。
基台７４上のテーブル７１の移動方向Ｙと垂直な方向の両端に、各リニアガイドが配置され、２個のリニアガイドの間に送りねじ装置が配置されている。案内レール７２とねじ軸７０が、テーブル７１の移動方向Ｙと平行に配置されている。

【0090】

この配置で、案内レール７２が基台７４に固定されている。ねじ軸７０は、それぞれの軸方向両端部に転がり軸受が取り付けられ、転がり軸受の外輪にハウジング７５が固定され、各ハウジング７５が基台７４に固定されている。これにより、ねじ軸７０が、基台７４に対して回転自在に支持されている。
テーブル７１は、各リニアガイドの２個のスライダ７３と送りねじ装置のナット７６の上方に配置され、スライダ７３に対しては直接、ナット７６に対してはブラケットを介して固定されている。すなわち、各リニアガイドの２個のスライダ７３及び送りねじ装置の７６がテーブル７１の一面に固定されている。

【0091】

この直動テーブルでは、モータ７７を駆動して送りねじ装置を稼働させるとねじ軸７０が回転し、ボールねじ機構によりナット７６が直動する。これに伴い、テーブル７１がリニアガイドに案内されながら直動する。
コントローラ７８は、モータ７７を駆動する電流指令値を設定し、上記の実施形態のコントローラ３０と同様の処理により電流指令値から電圧制御指令値Ｖｒｅｆを演算して、モータ２０に供給する電流を制御する。

【0092】

（実施形態の効果）
（１）モータ制御装置は、モータの発生トルクを制御するための基本ｑ軸電流指令値を設定するトルク制御部と、基本ｑ軸電流指令値とモータの回転速度とに基づいて弱め界磁用の第１ｄ軸電流指令値を設定するｄ軸電流指令値演算部と、ｄ軸電流指令値演算部の後段に設けられて、モータの駆動電流がモータの定格電流を超えないように第１ｄ軸電流指令値に応じて基本ｑ軸電流指令値を制限することにより第１ｑ軸電流指令値を演算する第１電流制限部と、第１電流制限部の後段に設けられて、バッテリの出力電流が所定の許容上限を超えないように第１ｄ軸電流指令値と第１ｑ軸電流指令値をそれぞれ制限することにより第２ｄ軸電流指令値と第２ｑ軸電流指令値を演算する第２電流制限部と、第２ｄ軸電流指令値と第２ｑ軸電流指令値とに基づいて第１ｄ軸電圧指令値と第１ｑ軸電圧指令値を演算する電圧指令値演算部と、第１ｄ軸電圧指令値と第１ｑ軸電圧指令値とに基づくＰＷＭ制御のデューティ比の飽和を抑制するように第１ｄ軸電圧指令値と第１ｑ軸電圧指令値をそれぞれ制限することにより第２ｄ軸電圧指令値と第２ｑ軸電圧指令値を演算する電圧制限部と、第２ｄ軸電圧指令値と第２ｑ軸電圧指令値とに基づいてモータを駆動する駆動回路と、を備える。
これにより実施形態のモータ制御装置は、高負荷状態におけるデューティ比の飽和と高回転速度域におけるデューティ比の減少とを抑制できる。

【0093】

（２）ｄ軸電流指令値演算部は、第２ｄ軸電流指令値の過去値に基づいてモータの駆動電流がモータの定格電流を超えないように基本ｑ軸電流指令値を制限して得られたｑ軸電流指令値に応じて第１ｄ軸電流指令値を演算してもよい。
これにより、電圧指令値の演算のために使用されるｑ軸電流指令値をモータの定格電流に基づいて制限しても、第１ｄ軸電流指令値を演算するために使用されるｑ軸電流指令値と、電圧指令値の演算のために使用されるｑ軸指令値との乖離を低減できる。この結果、過大な第１ｄ軸電流指令値が演算されてデューティ比が上限より低く制限されるのを抑制できる。

【0094】

（３）ｄ軸電流指令値演算部は、第２ｄ軸電流指令値の過去値に基づいてバッテリの出力電流が許容上限を超えないように基本ｑ軸電流指令値を制限して得られたｑ軸電流指令値に応じて第１ｄ軸電流指令値を演算してもよい。
これにより、電圧指令値の演算のために使用されるｑ軸電流指令値をバッテリの上限電流に基づいて制限しても、第１ｄ軸電流指令値を演算するために使用されるｑ軸電流指令値と、電圧指令値の演算のために使用されるｑ軸指令値との乖離を低減できる。この結果、過大な第１ｄ軸電流指令値が演算されてデューティ比が上限より低く制限されるのを抑制できる。

【0095】

（４）ｄ軸電流指令値演算部は、モータの回転速度に基づいて第１ｄ軸電流指令値の上限を制限してもよい。
これにより作動音と過電流対策のバランスを図ることができる。

【0096】

（５）電圧制限部は、モータの印加電圧の上限値である電圧上限値を設定する電圧上限値設定部と、電圧上限値に応じた電圧制限ゲインを設定する電圧制限ゲイン設定部と、を備え、電圧制限ゲインに応じて第１ｄ軸電圧指令値と第１ｑ軸電圧指令値をそれぞれ制限することにより第２ｄ軸電圧指令値と第２ｑ軸電圧指令値を演算してよい。
これにより、高負荷状態におけるデューティ比の飽和を抑制できる。

【0097】

（６）電圧上限値設定部は、多相モータであるモータの多相電圧指令値に三次高調波を重畳することによる電圧利用効率向上分、デッドタイムによる電圧降下、デッドタイム補償に起因するデューティ比対モータ端子電圧比の低下分の少なくとも１つに基づいて電圧上限値を設定してよい。
これにより、電圧指令値を制限するための電圧上限値を適切に設定できる。

【0098】

（７）電圧制限部は、第１ｄ軸電圧指令値と第１遅延要素の出力との和に電圧制限ゲインを乗算して得られた第１乗算結果と、第１ｑ軸電圧指令値と第２遅延要素の出力との和に電圧制限ゲインを乗算して得られた第２乗算結果を出力するとともに、第１乗算結果と第２乗算結果とをそれぞれ第１遅延要素及び第２遅延要素に入力する外乱電圧抑制部を備え、第１乗算結果を含んだ第２ｄ軸電圧指令値と第２乗算結果を含んだ第２ｑ軸電圧指令値と、を出力してもよい。
これにより、電圧制限ゲインに基づいて電圧指令値を制限できる。また外乱電圧が第１ｄ軸電圧指令値と第１ｑ軸電圧指令値に及ぼす影響を抑制できる。

【0099】

（８）電圧制限ゲイン設定部は、電圧上限値と、第１ｄ軸電圧指令値及び第１遅延要素の出力との和と、第１ｑ軸電圧指令値及び第２遅延要素の出力との和と、に基づいて電圧制限ゲインを設定してよい。
これにより、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値の合成ベクトルと電圧上限値との比によって電圧制限ゲインを演算できる。

【0100】

（９）電圧指令値演算部は、第２ｄ軸電流指令値に対するモータの駆動電流のｄ軸電流の検出値の偏差の積分成分であるｄ軸積分成分と、第２ｑ軸電流指令値に対するモータの駆動電流のｑ軸電流の検出値の偏差の積分成分であるｑ軸積分成分とをそれぞれ含んだ第１ｄ軸電圧指令値と第１ｑ軸電圧指令値を出力し、電圧制限ゲインに基づいてｄ軸積分成分とｑ軸積分成分を抑制してもよい。
これにより、積分制御により電圧指令値を演算する電圧指令値演算部において、積分値のアンチワインドアップ機能を実現できる。

【0101】

（１０）第１ｄ軸電圧指令値は、第２ｄ軸電流指令値に基づくフィードフォワード制御により演算されたフィードフォワードｄ軸電圧指令値と、第２ｄ軸電流指令値に対するモータの駆動電流のｄ軸電流の検出値の偏差に基づくフィードバック制御により演算されたフィードバックｄ軸電圧指令値と、を含んでもよい。また、第１ｑ軸電圧指令値は、第２ｑ軸電流指令値に基づくフィードフォワード制御により演算されたフィードフォワードｑ軸電圧指令値と、第２ｑ軸電流指令値に対するモータの駆動電流のｑ軸電流の検出値の偏差に基づくフィードバック制御により演算されたフィードバックｑ軸電圧指令値と、を含んでもよい。

【0102】

外乱電圧抑制部は、フィードバックｄ軸電圧指令値と第１遅延要素の出力との和に電圧制限ゲインを乗算して得られた第１乗算結果と、フィードバックｑ軸電圧指令値と第２遅延要素の出力との和に電圧制限ゲインを乗算して得られた第２乗算結果を出力するとともに、第１乗算結果と第２乗算結果とをそれぞれ第１遅延要素及び第２遅延要素に入力してよい。

【0103】

電圧制限ゲイン設定部は、電圧上限値と、フィードバックｄ軸電圧指令値、第１遅延要素の出力及びフィードフォワードｄ軸電圧指令値の和と、フィードバックｑ軸電圧指令値、第２遅延要素の出力及びフィードフォワードｑ軸電圧指令値の和と、に基づいて電圧制限ゲインを設定してもよい。

【0104】

電圧制限部は、フィードフォワードｄ軸電圧指令値に電圧制限ゲインを乗算して得られた第３乗算結果と第１乗算結果とを含んだ第２ｄ軸電圧指令値を出力するとともに、フィードフォワードｑ軸電圧指令値に電圧制限ゲインを乗算して得られた第４乗算結果と第２乗算結果とを含んだ第２ｑ軸電圧指令値を出力してもよい。

【0105】

これにより、フィードフォワード制御による応答性の向上と、フィードバック制御による外乱の影響の抑制とを図ることができる。また、電圧制限ゲインに基づいて電圧指令値を制限できる。また、外乱電圧がフィードバックｄ軸電圧指令値とフィードバックｑ軸電圧指令値に及ぼす影響を抑制できる。また、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値の合成ベクトルと電圧上限値との比によって電圧制限ゲインを演算できる。

【符号の説明】

【0106】

１…ステアリングホイール、２…操舵軸、３…減速ギア、４ａ、４ｂ…ユニバーサルジョイント、５…ピニオンラック機構、５ａ…ピニオン、５ｂ…ラック、６ａ、６ｂ…タイロッド、７ａ、７ｂ…ハブユニット、８Ｌ、８Ｒ…操向車輪、１０…トルクセンサ、１１…イグニションキー、１２…車速センサ、１３…バッテリ、１４…操舵角センサ、２０、７７…モータ、２１…モータ電流検出器、３０…コントローラ、４０…トルク制御部、４１…ｄ軸電流指令値演算部、４１ａ…電流指令値設定部、４１ｂ…界磁電流指令値演算部、４１ｃ…界磁電流制限部、４２…角加速度レギュレータ、４３…第１電流制限部、４４…第２電流制限部、４５…フィードフォワード制御部、４６…３相／２相変換部、４７…フィードバック制御部、４７ａ、４８ａ５…減算器、４７ｂ、４７ｄ、４７ｅ３、４７ｆ…ゲイン乗算部、４７ｃ…近似微分部、４７ｅ…積分器、４７ｅ１、４８ｂ１…遅延要素、４７ｅ２、４７ｇ、４８ｂ２、４８ｆ…加算器、４８…電圧制限部、４８ａ…電圧上限値設定部、４８ａ１…第１ゲイン設定部、４８ａ２…第２ゲイン設定部、４８ａ３…選択器、４８ａ４、４８ａ６、４８ａ７、４８ｂ４、４８ｅ…乗算器、４８ｂ…外乱電圧抑制部、４８ｂ３…フィルタ、４８ｃ…電圧制限ゲイン設定部、４８ｄ…リミッタ、４９…２相／３相変換部、５０…ＰＷＭ制御部、５１…インバータ、７０…ねじ軸、７１…テーブル、７２…案内レール、７３…スライダ、７４…基台、７５…ハウジング、７６…ナット

【要約】

高負荷状態におけるデューティ比の飽和や高回転速度域におけるデューティ比の減少を抑制する。モータ制御装置は、弱め界磁用の第１ｄ軸電流指令値を設定するｄ軸電流指令値演算部（４１）と、ｄ軸電流指令値演算部（４１）の後段に設けられてモータ定格電流の条件を満たすように基本ｑ軸電流指令値を制限して第１ｑ軸電流指令値を演算する第１電流制限部（４３）と、第１電流制限部（４３）の後段に設けられてバッテリ許容上限電流を満たすように超えないように第１ｄ軸電流指令値と第１ｑ軸電流指令値を制限して第２ｄ軸電流指令値と第２ｑ軸電流指令値を演算する第２電流制限部（４４）と、第２ｄ軸電流指令値と第２ｑ軸電流指令値とに基づいて電圧指令値を演算する電圧指令値演算部（４５、４７）と、電圧指令値を制限してデューティ比の飽和を抑制する電圧制限部（４８）を備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】