(57)【要約】【課題】モデル予測制御を行う場合にあって、インバータのスイッチング損失の増大を招くおそれがあること。【解決手段】インバータＩＶの操作状態を各電圧ベクトルＶｎに設定した場合のそれぞれについて、モータジェネレータを流れる電流を予測する（ステップＳ１０〜Ｓ１８）。そしてこれら予測される電流と指令電流との偏差が最も小さくなる電圧ベクトルを選択する（ステップＳ２２）。この選択によって電圧ベクトルが切り替えられる場合であって且つ選択された電圧ベクトルがゼロベクトルである場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、スイッチング状態の切り替え数が小さくなる方のゼロベクトルを採用する(ステップＳ２８、Ｓ３０)。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機の端子に直流電源の正極及び負極のそれぞれを電気的に接続するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作することで前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、
前記電力変換回路の操作状態を複数通りに設定した場合のそれぞれについて前記回転機の電気的な状態量を予測し、該予測に基づき前記電力変換回路を操作するモデル予測制御手段を備え、
該モデル予測制御手段は、前記電力変換回路の操作状態をゼロベクトルへと切り替える場合、一対のゼロベクトルのうち、前記電力変換回路のスイッチング素子のスイッチング状態の切替数を小さくすることのできる方を用いることを特徴とする回転機の制御装置。
【請求項２】
前記モデル予測制御手段は、前記電力変換回路の操作状態を複数通りのそれぞれに設定した場合に前記回転機に流れる電流をそれぞれ予測する手段を備え、該予測される電流とその目標値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定して前記電力変換回路を操作することを特徴とする請求項１記載の回転機の制御装置。
【請求項３】
前記モデル予測制御手段は、前記予測される電流が許容範囲から外れるものに対応する操作状態となるものを避けて前記電力変換回路を操作することを特徴とする請求項２記載の回転機の制御装置。
【請求項４】
前記モデル予測制御手段は、前記電力変換回路の操作状態を複数通りのそれぞれに設定した場合に前記回転機のトルクをそれぞれ予測する手段を備え、該予測されるトルクとその目標値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定して前記電力変換回路を操作することを特徴とする請求項１記載の回転機の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転機の制御装置と、
前記電力変換回路とを備えることを特徴とする回転機の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機の端子に直流電源の正極及び負極のそれぞれを電気的に接続するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作することで前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置及び制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、３相電動機の各相に流れる電流を指令値にフィードバック制御すべく、各相の指令電圧を算出し、算出される指令電圧と三角波形状のキャリアとの大小に基づきインバータのスイッチング素子を操作する三角波比較ＰＷＭ制御を行うものも提案され、実用化されている。
【０００３】
ただし、上記三角波比較ＰＭＷ制御を、その指令電圧がインバータの入力電圧よりも大きくなる領域においても行う場合、インバータの出力電圧に大きな高調波が含まれ、これが３相電動機を流れる電流の応答性に影響を及ぼす問題がある。この問題は、インバータの出力電圧を指令電圧とすることができると仮定して電流制御系を設計していることに起因するものである。
【０００４】
そこで従来、例えば下記非特許文献１に見られるように、インバータの操作状態を様々に設定した場合についての３相電動機を流れる電流をそれぞれ予測し、予測される電流と指令電流との偏差を最小化することのできる操作状態にてインバータを操作するいわゆるモデル予測制御を行うものも提案されている。これによれば、インバータの実際の出力電圧に基づき予測される電流の挙動を最適化するようにインバータを操作するため、上記の問題を回避することができる。
【０００５】
なお、上記問題に対処する別の技術としては、下記特許文献２に記載されているものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２３５９０号公報
【特許文献２】特開平１０−１７４４５３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】河合、残間、石田、「モデル予測制御を用いたＰＭＳＭの最適制御」、電気学会全国大会、平成１９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記モデル予測制御によれば、インバータの実際の出力電圧を考慮しつつ電流制御を行うことができるとはいえ、これによって実現されるインバータのスイッチング状態の切替数が増大し、ひいてはスイッチング損失が増大したり、サージが増大したりする問題が生じるおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回転機の端子に直流電源の正極及び負極のそれぞれを電気的に接続するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作することで前記回転機の制御量を制御するに際し、電力変換回路のスイッチング損失の増大を好適に抑制することのできる回転機の制御装置及び制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【００１１】
請求項１記載の発明は、回転機の端子に直流電源の正極及び負極のそれぞれを電気的に接続するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作することで前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、前記電力変換回路の操作状態を複数通りに設定した場合のそれぞれについて前記回転機の電気的な状態量を予測し、該予測に基づき前記電力変換回路を操作するモデル予測制御手段を備え、該モデル予測制御手段は、前記電力変換回路の操作状態をゼロベクトルへと切り替える場合、一対のゼロベクトルのうち、前記電力変換回路のスイッチング素子のスイッチング状態の切替数を小さくすることのできる方を用いることを特徴とする。
【００１２】
電力変換回路の操作状態を一対のゼロベクトルのいずれか一方とする場合と他方とする場合とでは、電力変換回路の出力電圧に差が生じないため、これらのいずれのゼロベクトルを用いる場合であっても、モデル予測制御によって予測される状態量は同一である。このため、予測される状態量からは一対のゼロベクトルのいずれを用いることが望ましいかを判断することができない。
【００１３】
一方、電力変換回路のスイッチング状態の切替に際しては、切り替えられるスイッチング素子数が多いほど、電力変換回路の電力損失が増大する。上記発明では、この点に鑑み、スイッチング状態の切替数を小さくすることのできる方を用いることで、電力損失の増大を好適に抑制することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記モデル予測制御手段は、前記電力変換回路の操作状態を複数通りのそれぞれに設定した場合に前記回転機に流れる電流をそれぞれ予測する手段を備え、該予測される電流とその目標値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定して前記電力変換回路を操作することを特徴とする。
【００１５】
上記発明では、予測される電流に基づき電力変換回路を操作するため、回転機を実際に流れる電流を目標値に基づき制御することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記モデル予測制御手段は、前記予測される電流が許容範囲から外れるものに対応する操作状態となるものを避けて前記電力変換回路を操作することを特徴とする。
【００１７】
上記発明では、回転機を流れる電流が想定外のものとなることを回避することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記モデル予測制御手段は、前記電力変換回路の操作状態を複数通りのそれぞれに設定した場合に前記回転機のトルクをそれぞれ予測する手段を備え、該予測されるトルクとその目標値とに基づき、前記電力変換回路の実際の操作状態を決定して前記電力変換回路を操作することを特徴とする。
【００１９】
上記発明では、予測されるトルクに基づき電力変換回路を操作するため、回転機の実際のトルクを目標値に基づき制御することができる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転機の制御装置と、前記電力変換回路とを備えることを特徴とする回転機の制御システムである。
【００２１】
上記発明では、上記モデル予測制御手段を備えることで、モデル予測制御を行いつつも、電力変換回路のスイッチング損失を好適に抑制することができるシステムを実現している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態にかかるシステム構成図。
【図２】同実施形態にかかる指令電流の設定態様を示す図。
【図３】電圧ベクトルを示す図。
【図４】上記実施形態にかかるモータジェネレータの制御に関する処理手順を示す流れ図。
【図５】第２の実施形態にかかるモータジェネレータの制御に関する処理手順を示す流れ図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる回転機の制御装置をハイブリッド車の制御装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１に、本実施形態にかかるモータジェネレータの制御システムの全体構成を示す。モータジェネレータ１０は、３相の永久磁石同期モータである。また、モータジェネレータ１０は、突極性を有する回転機（突極機）である。詳しくは、モータジェネレータ１０は、埋め込み磁石同期モータ（ＩＰＭＳＭ）である。
【００２５】
モータジェネレータ１０は、インバータＩＶ及び昇圧コンバータＣＶを介して高圧バッテリ１２に接続されている。ここで、昇圧コンバータＣＶは、高圧バッテリ１２の電圧(例えば「２８８Ｖ」)を所定の電圧(例えば「６６６Ｖ」)を上限として昇圧するものである。一方、インバータＩＶは、スイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｕｎの直列接続体と、スイッチング素子Ｓｖｐ，Ｓｖｎの直列接続体と、スイッチング素子Ｓｗｐ，Ｓｗｎの直列接続体とを備えており、これら各直列接続体の接続点がモータジェネレータ１０のＵ，Ｖ，Ｗ相にそれぞれ接続されている。これらスイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎとして、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられている。そして、これらにはそれぞれ、ダイオードＤｕｐ，Ｄｕｎ，Ｄｖｐ，Ｄｖｎ，Ｄｗｐ，Ｄｗｎが逆並列に接続されている。
【００２６】
本実施形態では、モータジェネレータ１０やインバータＩＶの状態を検出する検出手段として、以下のものを備えている。まずモータジェネレータ１０の回転角度θ（電気角）を検出する回転角度センサ１５を備えている。また、モータジェネレータ１０の各相を流れる電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを検出する電流センサ１６，１７，１８を備えている。更に、インバータＩＶの入力電圧(電源電圧ＶＤＣ)を検出する電圧センサ１９を備えている。
【００２７】
上記各種センサの検出値は、インターフェース１３を介して低圧システムを構成する制御装置１４に取り込まれる。制御装置１４では、これら各種センサの検出値に基づき、インバータＩＶやコンバータＣＶを操作する操作信号を生成して出力する。ここで、インバータＩＶのスイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎを操作する信号が、操作信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎである。また、昇圧コンバータＣＶの２つのスイッチング素子を操作する信号が、操作信号ｇｕｐ，ｇｃｎである。
【００２８】
上記制御装置１４は、モータジェネレータ１０に対する要求トルクを実現するための指令電流となるように、インバータＩＶを操作する。図２に、本実施形態にかかる指令電流の設定を示す。
【００２９】
図２中、１点鎖線は、最小の電流で最大のトルクを実現する最大トルク制御によって定まる指令電流を、回転２次元座標系（ｄｑ座標系）の電流として示した最大トルク曲線である。一方、破線は、電源電圧ＶＤＣ及び電気角速度ωによって実現できる電流の上限値を示す電流制限楕円である。これは、以下の式（ｃ１）、(ｃ２)に示す電圧方程式において、出力電圧ベクトル（ｖｄ、ｖｑ）のノルムが電源電圧ＶＤＣに対応する上限値となる際の電流ベクトル（ｉｄ，ｉｑ）の軌跡として導出することができる。
ｖｄ＝（Ｒ＋ｐＬｄ）ｉｄ  −ωＬｑｉｑ                …（ｃ１）
ｖｑ＝ωＬｄｉｄ          （Ｒ＋ｐＬｑ）ｉｑ  ＋ωΦ  …（ｃ２）
ちなみに、上記の式（ｃ１）、(ｃ２)において、電気角速度ω、微分演算子ｐ、ｄ軸インダクタンスＬｄ，ｑ軸インダクタンスＬｑ及び電機子鎖交磁束定数Φを用いた。
【００３０】
また、図２中、２点鎖線は、最大トルク曲線と電流制限楕円との交点Ｐにおけるトルクと同一のトルクを生成可能な電流を示す等トルク曲線である。ここで、等トルク曲線のうち、交点Ｐよりもｄ軸電流を減らす側（負のｄ軸電流を増やす側）については、電流制限楕円によって囲われた領域に入るものの、交点Ｐよりもｄ軸電流を増やす側（負のｄ軸電流を減らす側）については、電流制限楕円によって囲われた領域から外れる。換言すれば、交点Ｐよりもｄ軸電流を減らす側については、電源電圧ＶＤＣによって実現可能であるものの、交点Ｐよりもｄ軸電流を増やす側については、電源電圧ＶＤＣによって実現不可能である。これは、上記の式（ｃ２）において、ｄ軸電流を負で大きくすることで、ｄ軸電圧に対する誘起電圧ωΦの寄与を低減することができることによる。
【００３１】
上記に鑑み、本実施形態では、指令電流を実線にて定義する。すなわち、要求トルクを実現するための最大トルク曲線上の点が電流制限楕円内の領域にある場合には、最大トルク曲線を指令電流とし、ない場合には、等トルク曲線のうちｄ軸方向の磁束を弱める弱め界磁制御を行う部分を指令電流とする。なお、電流制限楕円は、電源電圧ＶＤＣ及び電気角速度ωに依存するものであるため、指令電流は、電源電圧ＶＤＣ及び電気角速度ωに応じて可変設定されるものとなる。
【００３２】
モータジェネレータ１０を流れる電流を指令電流に制御すべく、本実施形態では、インバータＩＶの操作状態を設定した場合にモータジェネレータ１０を流れる電流を予測し、この予測電流が指令電流に近くなる操作状態となるようにインバータＩＶを操作するモデル予測制御を行う。ここでは、まずインバータＩＶの操作状態について説明する。
【００３３】
インバータＩＶの操作状態は、図３に示す８つの電圧ベクトルによって表現できる。ここで例えば、低電位側のスイッチング素子Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎがオン状態となる操作状態（図中、「下」と表記）を表現する電圧ベクトルが電圧ベクトルＶ０であり、高電位側のスイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐがオン状態となる操作状態（図中、「上」と表記）を表現する電圧ベクトルが電圧ベクトルＶ７である。これら、電圧ベクトルＶ０，Ｖ７は、モータジェネレータ１０の全相を短絡させるものであり、インバータＩＶからモータジェネレータ１０に印加する電圧がゼロとなるものであるため、ゼロベクトルと呼ばれている。これに対し、残りの６つの電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６は、上側アーム及び下側アームの双方にオン状態となるスイッチング素子が存在する操作パターンによって規定されるものであり、非ゼロベクトルと呼ばれている。なお、図３（ｂ）に示すように、電圧ベクトルＶ１、Ｖ３，Ｖ５のそれぞれがＵ相、Ｖ相、Ｗ相の正側にそれぞれ対応している。
【００３４】
本実施形態では、インバータＩＶの操作状態をこれら８つの電圧ベクトルＶ０〜Ｖ７のそれぞれとした場合にモータジェネレータ１０に流れる電流を予測し、これに基づき実際の操作状態とする電圧ベクトルを選択する。
【００３５】
図４に、本実施形態にかかるモデル予測制御の処理手順を示す。図４に示す処理は、制御装置１４によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００３６】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、電圧ベクトルＶ０〜Ｖ７を指定するパラメータｎをゼロとする。続くステップＳ１２では、インバータＩＶの操作状態を電圧ベクトルＶｎとした際の電流を予測する（電流ｉｄｅ，ｉｑｅを算出する）。これは、上記の式（ｃ１）、（ｃ２）を、電流の微分項について解いた下記の状態方程式（式（ｃ３）、（ｃ４））を離散化し、１ステップ先の電流を予測することで行うことができる。
ｐｉｄ
＝−（Ｒ／Ｌｄ）ｉｄ    ＋ω（Ｌｑ／Ｌｄ）ｉｑ  ＋ｖｄ／Ｌｄ        …（ｃ３）
ｐｉｑ
＝−ω（Ｌｄ／Ｌｑ）ｉｄ−（Ｒｄ／Ｌｑ）ｉｑ＋ｖｑ／Ｌｑ−ωΦ／Ｌｑ…（ｃ４）
ちなみに、上記の式（ｃ３）、（ｃ４）にて表現される状態方程式において、出力電圧ベクトル（ｖｄ、ｖｑ）は、インバータＩＶの操作状態としてゼロベクトル（Ｖ０，Ｖ７）を選択する場合にはゼロベクトルとし、非ゼロベクトルを選択する場合には、先の図３（ｂ）に示したベクトルのノルムを電源電圧ＶＤＣとして、これをｄｑ変換したベクトルとすればよい。また、電気角速度ωは、上記回転角度センサ１５によって検出される回転角度の時間微分演算に基づき算出された値を用いればよい。更に、電流の初期値は、現在の電流の検出値ｉｄ，ｉｑとする。詳しくは、電流センサ１６〜１８によって検出される実電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを３相変換することで得られる実電流ｉｄ，ｉｑとする。
【００３７】
更に、このステップＳ１２においては、予測された電流ｉｄｅ，ｉｑｅを３相変換することで、３相の電流（ｉｕｅ，ｉｖｅ，ｉｗｅ）を予測する。
【００３８】
続くステップＳ１４においては、予測された３相電流ｉｕｅ，ｉｖｅ，ｉｗｅの最大値が、閾値電流Ｉｔｈを超えるか否かを判断する。ここで閾値電流Ｉｔｈは、インバータＩＶの許容最大電流である。ここで最大許容電流とは、インバータＩＶの構造上、その信頼性を維持することのできる上限値としてもよい。また、インバータＩＶを駆動する駆動回路等に、インバータＩＶを流れる電流が過度に大きくなることでインバータＩＶを強制的にシャットダウンする機能が搭載されている場合には、シャットダウンがなされることのない電流の上限値としてもよい。そして、ステップＳ１４において肯定判断される場合、ステップＳ１６において、電圧ベクトルＶｎを、インバータＩＶの実際の操作状態の候補から排除する。
【００３９】
ステップＳ１６の処理が完了する場合やステップＳ１４において否定判断される場合には、ステップＳ１８において、パラメータｎが「７」であるか否かを判断する。この処理は、電圧ベクトルＶ０〜Ｖ７の全てについて、これらをインバータＩＶの操作状態とした場合の電流の予測が完了したか否かを判断するためのものである。そして、ステップＳ１８において否定判断される場合、ステップＳ２０においてパラメータｎを「１」インクリメントし、ステップＳ１２に戻る。
【００４０】
上記ステップＳ１８においてパラメータｎが「７」であると判断される場合、ステップＳ２２において、インバータＩＶの操作状態のうち、指令電流と予測される電流との偏差が最小となる電圧ベクトルを選択する。続くステップＳ２４においては、電圧ベクトルが前回とは相違する切替時であって且つ、選択された電流ベクトルがゼロベクトルであるか否かを判断する。そして、ステップＳ２４において肯定判断される場合、現在の電圧ベクトルが奇数ベクトルである場合には（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、電圧ベクトルＶ０を選択し（ステップＳ２８）、偶数ベクトルである場合には（ステップＳ２６：ＮＯ），電圧ベクトルＶ７を選択する(ステップＳ３０)。
【００４１】
上記ステップＳ２８、Ｓ３０の処理が完了する場合や、ステップＳ２４において否定判断される場合には、ステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２においては、インバータＩＶの操作状態が選択された電圧ベクトルとなるように、インバータＩＶを操作する。
【００４２】
なお、ステップＳ３２の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００４３】
上述した処理によれば、電流の偏差を最小とすることのできる電圧ベクトルがゼロベクトルである場合、電流の偏差を最小とする要請にとっては電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のいずれを用いても良いのであるが、敢えてスイッチング状態が切り替わるスイッチング素子数が少ない方が選択されることとなる。このため、スイッチング状態の切り替えに起因する損失を低減したり、スイッチングに伴うサージを抑制したりすることができる。
【００４４】
なお、上記モデル予測制御によれば、電流の偏差を最小とする電圧ベクトルが選択されるため、三角波比較ＰＷＭ制御のように所定周期毎にゼロベクトルが選択されることはない。このため、モータジェネレータ１０の運転領域によっては、三角波比較ＰＷＭ制御よりもスイッチング状態の切り替え頻度を低減することも可能となる。
【００４５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００４６】
（１）モデル予測制御においてインバータＩＶの操作状態をゼロベクトルへと切り替える場合、一対のゼロベクトルのうちインバータＩＶのスイッチング素子のスイッチング状態の切替数を小さくすることのできる方を用いた。これにより、電力損失の増大を好適に抑制することができる。
【００４７】
（２）インバータＩＶの操作状態を複数通りのそれぞれに設定した場合にモータジェネレータ１０に流れる電流をそれぞれ予測し、予測される電流と指令電流との偏差が最小となる操作状態を、インバータＩＶの実際の操作状態とした。これにより、モータジェネレータ１０を実際に流れる電流を指令電流に好適に制御することができる。
【００４８】
（３）予測される電流ｉｕｅ，ｉｖｅ，ｉｗｅが許容範囲から外れるものに対応する操作状態となるものを避けてインバータＩＶを操作した。これにより、モータジェネレータ１０を流れる電流が想定外のものとなることを回避することができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００５０】
図５に、本実施形態にかかるモデル予測制御の処理手順を示す。図５に示す処理は、制御装置１４によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図５において、先の図４に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【００５１】
この一連の処理では、ステップＳ１８において肯定判断されると、ステップＳ４０において、上記ステップＳ１２において予測された電流ｉｄｅ，ｉｑｅに基づき、トルクＴを予測する。ここで、トルクＴは、下記のモデル式（式（ｃ５））を用いることで予測することができる。
【００５２】
Ｔ＝ｐ｛Φ・ｉｄｅ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）・ｉｄｅ・ｉｑｅ｝  …（ｃ５）
続くステップＳ４２においては、予測されたトルクと要求トルクとの偏差が最小となる電圧ベクトルを、インバータＩＶの操作状態に決定し、ステップＳ２４に移行する。
【００５３】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（３）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００５４】
（４）インバータＩＶの操作状態を複数通りのそれぞれに設定した場合についてのモータジェネレータ１０のトルクをそれぞれ予測し、予測されるトルクと要求トルクとの偏差を最小とする操作状態を、インバータＩＶの実際の操作状態とした。これにより、モータジェネレータ１０の実際のトルクを要求トルクに好適に制御することができる。
【００５５】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００５６】
・上記各実施形態では、電圧ベクトルＶ０〜Ｖ７の全てについて、これらのそれぞれをインバータＩＶの操作状態とした場合の電流を予測したがこれに限らない。例えば現在のインバータＩＶの操作状態が奇数ベクトルに対応する場合には、ゼロベクトルＶ７とした場合の予測処理を排除し、また、偶数ベクトルに対応する場合には、ゼロベクトルＶ０とした場合の予測処理を排除してもよい。
【００５７】
更に、非ゼロベクトルＶ１〜Ｖ６についても、これら全てについての電流の予測を行う代わりに、その一部の電流の予測を行うものであってもよい。
【００５８】
・上記各実施形態では、全領域においてモデル予測制御を行ったがこれに限らない。例えば、電圧利用率が所定以下の領域では、三角波比較ＰＷＭ制御を行って且つ、電圧利用率が所定以上となることでモデル予測制御を行ってもよい。また例えば、電圧利用率が所定以下の領域でモデル予測制御を行って且つ、電圧利用率が所定以上となることで、周知の矩形波制御等を行ってもよい。
【００５９】
・モデル予測制御としては、１制御周期後の電流やトルクの予測に基づきインバータＩＶの操作状態とする電圧ベクトルを設定するものに限らない。例えば、複数の制御周期のそれぞれにおける電圧ベクトルを設定する場合についての各制御周期におけるモータジェネレータ１０の電流やトルクの予測に基づき、これら複数の制御周期のそれぞれにおいてインバータＩＶを操作するための電圧ベクトルを設定するものであってもよい。
【００６０】
・上記第２の実施形態では、予測される電流に基づきトルクを予測したが、これに限らず、例えば、電圧ベクトルを設定する場合に生じる磁束を予測することでトルクを予測してもよい。
【００６１】
・上記第１の実施形態では、モデル予測制御において、電流偏差が最小となる電圧ベクトルを選択してインバータＩＶの実際の操作状態とするようにしたがこれに限らない。例えば、電流偏差と、スイッチング周波数とのそれぞれに所定の係数を乗算して重み付けしたもの同士の和を評価関数としてこれを最小とするものとしてもよい。更に、電圧ベクトルの切替に際してのスイッチング状態が切り替わるスイッチング素子数と電流偏差とのそれぞれに所定の係数を乗算したもの同士の和を評価関数としてこれを最小としてもよい。
【００６２】
・上記第２の実施形態では、各候補のうち推定トルクと要求トルクとの偏差が最小となる電圧ベクトルを選択したがこれに限らない。例えば、最大トルク制御や弱め界磁制御によって要求される指令電流を設定し、実際の電流と指令電流との偏差と、トルクの偏差とのそれぞれに所定の係数を乗算して重み付けしたもの同士の和を評価関数としてこれを最小とするものとしてもよい。
【００６３】
また例えば、トルクの偏差と、スイッチング周波数とのそれぞれに所定の係数を乗算して重み付けしたもの同士の和を評価関数としてこれを最小とするものとしてもよい。更に、電圧ベクトルの切替に際してのスイッチング状態が切り替わるスイッチング素子数とトルクの偏差とのそれぞれに所定の係数を乗算したもの同士の和を評価関数としてこれを最小としてもよい。
【００６４】
・電流を予測するために用いるモデルとしては、基本波を前提としたモデルに限らない。例えば、インダクタンスや誘起電圧について高次成分を含むモデルを用いてもよい。また、電流の予測手段としては、モデル式を用いるものに限らず、マップを用いるものであってもよい。この際、マップの入力パラメータとしては、電圧（ｖｄ、ｖｑ）及び電気角速度ωであってもよく、また温度等を更に含めてもよい。なお、ここでマップとは、入力パラメータについての離散的な値に対応した出力パラメータの値が記憶された記憶手段のこととする。
【００６５】
・電流を予測するために用いるモデルとしては、鉄損を無視したモデルに限らず、これを考慮したモデルであってもよい。
【００６６】
・上記第２の実施形態では、予測された電流に基づき、モデルを用いてトルクを予測したがこれに限らない。例えば、予測される電流を入力パラメータとするマップを用いるものであってもよい。この際、マップの入力パラメータに温度等を更に加えてもよい。
【００６７】
・回転機の制御量としては、トルクに限らず、例えば回転速度であってもよい。
【００６８】
・回転機としては、ＩＰＭＳＭに限らず、表面磁石同期機や、界磁巻線型同期機等、任意の同期機であってもよい。更に、同期機にも限らず、誘導モータ等、誘導回転機であってもよい。
【００６９】
・回転機としては、ハイブリッド車に搭載されるものに限らず、電気自動車に搭載されるものであってもよい。また、回転機としては車両の主機として用いられるものに限らない。
【００７０】
・直流電源としては、コンバータＣＶに限らず、高圧バッテリ１２であってもよい。換言すれば、コンバータＣＶを備えることなく、インバータＩＶの入力端子を高圧バッテリ１２に接続してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１０…モータジェネレータ、１２…高圧バッテリ、１４…制御装置（回転機の制御装置の一実施形態）。
【図１】
2010166716.tif 000003
【図２】
2010166716.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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