(57)【要約】【課題】交流電動機の停止時、且つ、電気角及び電流指令ベクトルの位相に応じてセンサ相の電流検出値がゼロとなるとき、交流電動機を安定して駆動可能な交流電動機の制御装置を提供する。【解決手段】３相のうち１相のセンサ相（Ｗ相）に流れる電流を検出する電動機制御装置において、制御部は、交流電動機の停止時、電流指令ベクトルとＷ相軸とが３相座標上で直交しているか否かを判定し、直交している場合、電流指令位相φを操作することで、電流指令ベクトルの位相角（電気角θｅ＋位相φ＋９０°）をＷ相軸と非直交化する。電流指令ベクトルとＷ相軸とが直交していると、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが常にゼロで検出されることとなり、その結果、１相制御では交流電動機を安定して駆動することができなくなる。そこで、電流指令ベクトルとＷ相軸とを非直交化することで、交流電動機の停止位置によらず非ゼロのセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓを常に検出可能とする。【選択図】図７
2014155337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相の交流電動機（２）を駆動するインバータ（１２）と、
前記交流電動機の３相のうち１相のセンサ相に流れる電流を検出する電流センサ（１３）と、
前記インバータを構成する複数のスイッチング素子のオン／オフを切り替えて前記交流電動機の通電を制御する制御手段（１５１、１５２、１５３）と、
を備え、
前記制御手段は、前記交流電動機の停止時、
３相のうちいずれかの相を基準とする電気角をθｅとしｄｑ軸を基準とする位相をφとすると位相角が（θｅ＋φ＋Ｃ（Ｃは定数））で表される電流指令ベクトルについて、当該電流指令ベクトルと前記センサ相の軸とが３相座標上で直交しているか否かを判定し、
前記電流指令ベクトルと前記センサ相の軸とが直交していると判定したとき、前記電流指令ベクトルの位相角における前記位相（φ）又は前記電気角（θｅ）を操作することで、前記電流指令ベクトルと前記センサ相の軸とを非直交化する非直交化処理を実行することを特徴とする交流電動機の制御装置（１０）。
【請求項２】
前記制御手段（１５１、１５２）は、前記非直交化処理において、
ｄｑ軸電流指令を補正し、前記電流指令ベクトルの位相角における前記位相（φ）を操作することを特徴とする請求項１に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記非直交化処理において前記位相を操作するとき、当該電流指令ベクトルに基づき発生するトルクを一定に保つように電流振幅を変更しつつ、前記位相を操作することを特徴とする請求項２に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、通常制御でのｄｑ軸電流指令の演算と補正後のｄｑ軸電流指令の演算とを常時並行計算することを特徴とする請求項２または３に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段（１５３）は、前記非直交化処理において、
前記電流指令ベクトルの位相角における前記電気角（θｅ）を操作することを特徴とする請求項１に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段（１５１）は、前記１相のセンサ相の電流検出値に基づいてｄｑ軸電流推定値を推定する電流推定手段（３０）を有し、
前記電流推定手段によって推定された電流推定値をｄｑ軸電流指令に対してフィードバック制御することにより、前記インバータに出力されるｄｑ軸電圧指令を演算することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項７】
前記制御手段（１５２）は、ｄｑ軸電流指令に基づく演算により、前記インバータに出力されるｄｑ軸電圧指令を演算することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の交流電動機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相のうち１相の相電流を電流センサにより検出して交流電動機の通電を制御する交流電動機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の動力源として交流電動機を搭載した電気自動車やハイブリッド自動車が注目されている。例えば、ハイブリッド自動車においては、二次電池等からなる直流電源と交流電動機とを、インバータ等で構成された電力変換装置を介して接続し、直流電源の直流電圧をインバータで交流電圧に変換して交流電動機を駆動するようにしたものがある。
【０００３】
このようなハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される交流電動機の制御装置において、相電流を検出する電流センサを１相のみに設け、１相の電流検出値に基づき推定した電流推定値をフィードバックすることで交流電動機の通電を制御する「１相制御」の技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。電流センサを１相のみに設けることで、電流センサの数を減らし、インバータの３相出力端子近傍の小型化や交流電動機の制御系統のコスト低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８６１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術に基づく電流フィードバック制御によれば、ｄ軸及びｑ軸（以下、適宜、「ｄｑ軸」という）電流指令を逆ｄｑ変換して得られる３相電流指令値のうちセンサ相以外の２相の電流指令値を推定値として扱う。そして、１相のセンサ相（例えばＷ相）の電流検出値と、他の２相（例えばＵ相とＶ相）の電流推定値とをｄｑ変換して得られるｄｑ軸電流推定値をｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*に対してフィードバックする。
ところで、交流電動機が停止し、且つ、非ゼロの電流指令が指令されている状態を想定する。電気角及び電流指令ベクトルの位相によっては、センサ相の相電流がゼロとなる位置で停止する場合があり得る。この場合、センサ相の電流検出値は常にゼロで検出されることとなる。
【０００６】
ここで、「停止」には、所定回転数以下の低回転状態を含むものとする。また、電流について「ゼロ」というとき、厳密な０［Ａ］のみでなく、検出誤差や機器の分解能を考慮し、実質的に０［Ａ］と同等の範囲の値を含む。また、「非ゼロ」というとき、厳密な０［Ａ］のみを除くのではなく、実質的に０［Ａ］と同等の範囲以外の値を意味する。
【０００７】
このように、センサ相の電流検出値が常にゼロで検出されるとき、特許文献１の技術に基づく電流フィードバック制御では、センサ相の電流検出値であるゼロ値と、他の２相の電流推定値とからｄｑ変換して得られるｄｑ軸電流推定値は、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*に一致する。したがって、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*をそのままｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*に対してフィードバックすることとなり、ｄｑ軸電流偏差Δｉｄ、Δｉｑがゼロとなるため、フィードバック制御がされていないのと同然の状態となる。
【０００８】
そのため、電気角及び電流指令ベクトルの位相に応じて、センサ相の電流検出値が常にゼロで検出される位置で交流電動機が停止したとき、特許文献１の技術に基づく電流フィードバック制御では、交流電動機の駆動制御が不安定となるおそれがある。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、３相のうち１相のセンサ相に流れる電流を検出する交流電動機の制御装置において、交流電動機の停止時、且つ、電気角及び電流指令ベクトルの位相に応じてセンサ相の電流検出値がゼロとなるとき、交流電動機を安定して駆動可能な交流電動機の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】
【００１０】
本発明は、３相の交流電動機を駆動するインバータと、交流電動機の３相のうち１相のセンサ相に流れる電流を検出する電流センサと、インバータを構成する複数のスイッチング素子のオン／オフを切り替えて交流電動機の通電を制御する制御手段とを備える交流電動機の制御装置に係る発明である。
【００１１】
制御手段は、交流電動機の停止時、３相のうちいずれかの相を基準とする電気角をθｅとしｄｑ軸を基準とする位相をφとすると位相角が（θｅ＋φ＋Ｃ（Ｃは定数））で表される電流指令ベクトルについて、当該電流指令ベクトルとセンサ相の軸とが３相座標上で直交しているか否かを判定する。
そして、電流指令ベクトルとセンサ相の軸とが直交していると判定したとき、電流指令ベクトルの位相角における位相（φ）又は電気角（θｅ）を操作することで、電流指令ベクトルとセンサ相の軸とを非直交化する「非直交化処理」を実行する。
【００１２】
ここで、「交流電動機の停止時」の「停止」とは、回転数が厳密に０［ｒｐｍ］の場合のみでなく、回転数が所定の回転数以下の低回転状態を含む。例えば、制御周期又は電流センサのサンプリング間隔に比べて電気角周期が十分に長いときを「停止」という。
また、「電流指令ベクトルとセンサ相の軸とが直交している」の「直交」とは、交差角度が厳密に９０［°］の場合のみでなく、交差角度が９０［°］付近の所定範囲である場合を含む。また、「非直交」とは、交差角度が厳密に９０［°］の位置のみを除くのではなく、交差角度が９０［°］付近の所定範囲以外であることを意味する。
さらに、位相角を定義した電流指令ベクトルについては、位相角を観念することができない「ゼロベクトル」、すなわち振幅ゼロのベクトルを除外する。
【００１３】
交流電動機の停止時にセンサ相の電流検出値が常にゼロで検出されるのは、電流指令ベクトルとセンサ相の軸とが３相座標上で直交するときである。したがって、電流指令ベクトルとセンサ相の軸とが３相座標上で直交しているか否かを判定することにより、センサ相の電流検出値が常にゼロで検出される位置にあるか否かを判定することができる。
逆に、交流電動機の停止時に、電流指令ベクトルとセンサ相の軸とを非直交となるようにすれば、非ゼロであるセンサ相の電流検出値を常に検出可能となる。
【００１４】
本発明によれば、交流電動機の停止時であって、電流指令ベクトルとセンサ相の軸とが３相座標上で直交している場合、非直交化処理によって、電流指令ベクトルとセンサ相の軸とを非直交化することで、交流電動機の停止位置によらず非ゼロのセンサ値を常に検出可能とすることができる。これにより、特に交流電動機の始動時や低回転域での推定精度を向上することができ、交流電動機を安定して駆動することができる。
【００１５】
非直交化処理において電流指令位相（φ）を操作する場合は、ｄｑ軸電流指令を補正する。これにより、電流指令ベクトルとセンサ相の軸とを非直交化し、センサ相の電流値を常に検出可能とすることができる。
この場合、電流指令ベクトルに基づき発生するトルクを一定に保つように電流振幅を変更しつつ、電流指令位相を操作することが好ましい。具体的には、ｄｑ座標上の等トルクライン上で電流指令ベクトルを移動させるとよい。
【００１６】
非直交化処理の実行中は、補正後のｄｑ軸電流指令に基づいて交流電動機の通電が制御される。そして、非直交化処理により電流指令ベクトルがセンサ相の軸と非直交となったときには、当初のｄｑ軸電流指令による通常制御に戻してよい。この切替え時における急変を避けるため、制御手段は、補正前のｄｑ軸電流指令の演算と補正後のｄｑ軸電流指令の演算とを常時並行計算することが好ましい。
【００１７】
非直交化処理において電気角（θｅ）を操作する場合は、トルクを発生させ交流電動機を回転させる。これにより、電流指令ベクトルとセンサ相の軸とを非直交化し、センサ相の電流値を常に検出可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１〜第３実施形態による交流電動機の制御装置が適用される電動機駆動システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１〜第３実施形態による交流電動機の制御装置の全体構成図である。
【図３】交流電動機の低回転時における１相制御の問題点を説明する相電流波形の模式図である。
【図４】交流電動機の停止時における相電流の直流化を説明する模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態による交流電動機の制御装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】図５の電流指令確定部の詳細なブロック図である。
【図７】本発明の第１、第２実施形態による非直交化処理である電流指令位相操作を説明する説明図である。
【図８】電流指令位相操作のタイムチャートである。
【図９】電流指令位相操作において、等トルクラインに沿って電流指令ベクトルを動かす例を説明する説明図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による交流電動機の通電制御のフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態による交流電動機の制御装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態による交流電動機の通電制御のフローチャートである。
【図１３】本発明の第３実施形態による交流電動機の制御装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３実施形態による非直交化処理である電気角操作を説明する説明図である。
【図１５】電気角操作におけるｄｑ軸電流指令の操作を説明する説明図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による交流電動機の通電制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による交流電動機の制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、複数の実施形態に共通の構成について、図１、図２を参照して説明する。この実施形態による「交流電動機の制御装置」としての電動機制御装置１０は、ハイブリッド自動車を駆動する電動機駆動システムに適用される。
【００２０】
［交流電動機の制御装置の構成］
図１に示すように、電動機駆動システム１は、交流電動機２、直流電源８、及び電動機制御装置１０等を備える。
交流電動機２は、例えば電動車両の駆動輪６を駆動するためのトルクを発生する電動機である。本実施形態の交流電動機２は、永久磁石式同期型の三相交流電動機である。
電動車両には、ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池車等、電気エネルギによって駆動輪６を駆動する車両が含まれるものとする。本実施形態の電動車両は、エンジン３を備えたハイブリッド車両であり、交流電動機２は、駆動輪６を駆動するためのトルクを発生する電動機としての機能、及び、エンジン３や駆動輪６から伝わる車両の運動エネルギにより駆動されて発電可能な発電機としての機能を有する、所謂モータジェネレータ（図中、「ＭＧ」と記す。）である。
【００２１】
交流電動機２は、例えば変速機等のギア４を介して車軸５に接続される。これにより、交流電動機２の駆動力は、ギア４を介して車軸５を回転させることにより、駆動輪６を駆動する。
直流電源８は、例えばニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池や電気二重層キャパシタ等、充放電可能な蓄電装置である。直流電源８は、電動機制御装置１０のインバータ１２（図２参照）と接続され、インバータ１２を介して交流電動機２と電力の授受可能に構成されている
【００２２】
車両制御回路９は、マイクロコンピュータ等により構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらを接続するバスライン等を備えている。車両制御回路９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や、専用の電子回路によるハードウェア処理により、電動車両全体を制御する。
【００２３】
車両制御回路９は、いずれも図示しないアクセルセンサからのアクセル信号、ブレーキスイッチからのブレーキ信号、及び、シフトスイッチからのシフト信号等の各種センサやスイッチ等から信号を取得可能に構成されている。車両制御回路９は、取得されたこれらの信号等に基づいて車両の運転状態を検出し、運転状態に応じたトルク指令値ｔｒｑ*を電動機制御装置１０に出力する。また、車両制御回路９は、エンジン３の運転を制御する図示しないエンジン制御回路に対し、指令信号を出力する。
【００２４】
図２に示すように、電動機制御装置１０は、インバータ１２、電流センサ１３、及び「制御手段」としての制御部１５を備える。
インバータ１２には、図示しない昇圧コンバータによる直流電源の昇圧電圧がインバータ入力電圧ＶＨとして入力される。インバータ１２は、ブリッジ接続される図示しない６つのスイッチング素子を有する。スイッチング素子には、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、バイポーラトランジスタ等を用いることができる。制御部１５のＰＷＭ信号生成部２５から出力されるＰＷＭ信号ＵＵ、ＵＬ、ＶＵ、ＶＬ、ＷＵ、ＷＬに基づいてスイッチング素子のオン／オフが制御される。これにより、インバータ１２は、交流電動機２に印加される３相交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを制御する。交流電動機２は、インバータ１２により生成された３相交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗが印加されることにより駆動が制御される。
【００２５】
電流センサ１３は、交流電動機２のいずれか１相に設けられる。電流センサ１３が設けられる相を「センサ相」という。電流センサ１３は、センサ相の相電流を検出し、電流検出値を制御部１５に出力する。「センサ相の電流検出値」を「センサ値」という。
本実施形態では、電流センサ１３がＷ相に設けられている構成を前提として説明する。すなわち、「Ｗ相」は「センサ相」と同義であり、「Ｗ相のセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓ」が「センサ相の電流検出値」に相当する。また、３相座標におけるＷ相軸が「センサ相の軸」に相当する。なお、他の実施形態では、Ｕ相又はＶ相をセンサ相としてもよい。
【００２６】
回転角センサ１４は、交流電動機２の図示しないロータ近傍に設けられ、電気角θｅを検出し、制御部１５に出力する。また、回転角センサ１４により検出された電気角θｅに基づき、交流電動機２のロータの回転数Ｎが算出される。以下、「交流電動機２のロータの回転数Ｎ」を、単に「交流電動機２の回転数Ｎ」という。
本実施形態の回転角センサ１４は、レゾルバであるが、その他の実施形態では、ロータリエンコーダ等、他種のセンサを用いてもよい。
【００２７】
制御部１５は、マイクロコンピュータ等により構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。制御部１５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や、専用の電子回路によるハードウェア処理により、交流電動機２の動作を制御する。
【００２８】
電動機制御装置１０は、回転角センサ１４が検出した電気角θｅに基づく交流電動機２の回転数Ｎ、及び、車両制御回路９からのトルク指令値ｔｒｑ*に応じて、交流電動機２を「電動機としての力行動作」により電力を消費し、又は「発電機としての回生動作」により電力を生成する。具体的には、回転数Ｎ及びトルク指令値ｔｒｑ*の正負によって、以下の４つのパターンで動作を切り替える。
＜１．正転力行＞  回転数Ｎが正でトルク指令値ｔｒｑ*が正のとき、電力消費。
＜２．正転回生＞  回転数Ｎが正でトルク指令値ｔｒｑ*が負のとき、発電。
＜３．逆転力行＞  回転数Ｎが負でトルク指令値ｔｒｑ*が負のとき、電力消費。
＜４．逆転回生＞  回転数Ｎが負でトルク指令値ｔｒｑ*が正のとき、発電。
【００２９】
回転数Ｎ＞０（正転）で、トルク指令値ｔｒｑ*＞０である場合、または、回転数Ｎ＜０（逆転）でトルク指令値ｔｒｑ*＜０である場合、インバータ１２は、スイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源８側から供給される直流電力を交流電力に変換してトルクを出力する（力行動作する）ように、交流電動機２を駆動する。
一方、回転数Ｎ＞０（正転）で、トルク指令値ｔｒｑ*＜０である場合、または、回転数Ｎ＜０（逆転）でトルク指令値ｔｒｑ*＞０である場合、インバータ１２は、スイッチング素子のスイッチング動作により、交流電動機２が発電した交流電力を直流電力に変換し、直流電源８側へ供給することにより、回生動作する。
【００３０】
以下、本発明の実施形態の特徴的な構成、作用を説明するにあたり、用語の解釈に関する留意点を予め説明しておく。
ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*、又はセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓ等の電流について「ゼロ」というとき、厳密な０［Ａ］のみでなく、検出誤差や機器の分解能を考慮し、実質的に０［Ａ］と同等の範囲の値を含む。また、「非ゼロ」というとき、厳密な０［Ａ］のみを除くのではなく、実質的に０［Ａ］と同等の範囲以外の値を意味する。
また、特に言及しない限り、以下の説明では、ｄ軸電流指令ｉｄ*、及びｑ軸電流指令ｉｑ*の少なくとも一方は非ゼロであることを前提とする。言い換えれば、電流指令ベクトルの振幅Ｉａが非ゼロであることを前提とする。以下、「ｄ軸電流及びｑ軸電流」を適宜「ｄｑ軸電流」のように表す。
【００３１】
座標上での位置関係について「直交」というとき、交差角度が厳密に９０［°］の場合のみでなく、交差角度が９０［°］付近の所定範囲である場合を含む。また、「非直交」というとき、交差角度が厳密に９０［°］の位置のみを除くのではなく、交差角度が９０［°］付近の所定範囲以外であることを意味する。
交流電動機２のロータの回転について「停止」というとき、回転数Ｎが厳密に０［ｒｐｍ］の場合のみでなく、回転数Ｎが所定の回転数以下の低回転状態を含む。例えば、制御周期又は電流センサ１３のサンプリング間隔Ｔｓ（図３参照）に比べて電気角周期が十分に大きいときを「停止」という。また、「停止時」、「停止状態」等の用語中の「停止」もこれと同じ意味で解釈する。
【００３２】
本発明の実施形態では、電流センサ１３を１相のみに設けることで、２相又は３相に電流センサを設ける構成に比べ、電流センサの数を減らし、インバータ１２の３相出力端子近傍の小型化や交流電動機２の制御系統のコスト低減を図ることができる。
その反面、交流電動機２の通電を制御するにあたり、１相のセンサ値に基づく「１相制御」を行う必要がある。１相制御にはいくつかの方法があるが、いずれの制御方法でも、２相のセンサ値に基づく２相制御に比べて実機情報が乏しくなる傾向がある。
【００３３】
低回転時における１相制御の問題点について、図３、図４を参照して説明する。
図３は、Ｗ相電流波形について、回転数Ｎの違いによる、電流センサ１３のサンプリング間隔Ｔｓと、電気角移動量Δθｅ及び電流変化量Δｉｗとの関係を模式的に示した図である。（ａ）は高回転時、（ｂ）は中回転時、（ｃ）は低回転時の相電流波形を示す。ここでの「高回転、中回転、低回転」は、相対的な意味でのみ用い、具体的な回転数を意味しない。また、サンプリング間隔Ｔｓは、回転数Ｎによらず一定とする。
【００３４】
高回転時は、サンプリング間隔Ｔｓにおける電気角移動量Δθｅ及び電流変化量Δｉｗが比較的大きな値となっており、実機情報がよく反映されるため、比較的精度の高い１相制御が可能である。
中回転時は、サンプリング間隔Ｔｓにおける電気角移動量Δθｅ及び電流変化量Δｉｗが高回転時よりも減少するため、実機情報がやや不足し、１相制御での精度が低下する。
低回転時は、サンプリング間隔Ｔｓにおける電気角移動量Δθｅ及び電流変化量Δｉｗがさらに減少し、電流変化量Δｉｗがゼロに近くなる。そのため、実機情報が乏しくなり、１相制御が成立しない場合があり得る。
【００３５】
さらに、交流電動機２の回転数Ｎがゼロとなり停止すると、電気角θｅは一定となる。また、電流指令位相φも一定と仮定すれば、図４（ａ）に示すように各相の電流は一定となり、直流化される。図４（ａ）において、Ｕ相電流ｉｕ、Ｖ相電流ｉｖは、実電流を示し、実際には検出されない。Ｗ相電流は、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓである。
なお、３相の相電流にはキルヒホッフの法則により、式（１）が成立している。
ｉｕ＋ｉｖ＋ｉｗ＝０    ・・・（１）
【００３６】
また、図４（ｂ）に示すように、交流電動機２が停止したとき、電気角θｅ及び電流指令位相φによって、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが「常に」ゼロとなる場合がある。どういう場合にセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓがゼロとなるかについて、詳しくは後述する。
ここで、上述のように、「停止」には、停止に近い低回転状態を含む。交流電動機２が非常にゆっくり回転する場合には、いずれ、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが「ゼロ」の範囲から脱するときがくると推察される。したがって、「常にゼロである」という表現は、「永久にゼロである」という意味でなく、「制御周期に対し十分長い期間ゼロの状態を継続する」という意味で解釈する。
【００３７】
また、上述したとおり、ｄ軸電流指令ｉｄ*、及びｑ軸電流指令ｉｑ*が共にゼロである場合を考慮しない。つまり、ｄ軸電流指令ｉｄ*、及びｑ軸電流指令ｉｑ*が共にゼロである場合、電流振幅がゼロとなり、３相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗはいずれもゼロとなるから、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓは当然にゼロとなるが、このような場合を考慮しない。特に言及しない限り、「センサ値ｉｗ＿ｓｎｓがゼロ」とは、図４（ｂ）に示すように、Ｕ相電流ｉｕ、Ｖ相電流ｉｖが非ゼロであり、且つ、Ｗ相のセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓがゼロである状態を意味するものとする。
【００３８】
このように、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが常にゼロで検出されるとき、例えば、特許文献１の技術を用いてフィードバック制御する場合、１相のセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓであるゼロ値と、他の２相の電流推定値とからｄｑ変換して得られるｄｑ軸電流推定値は、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*に一致する。したがって、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*をそのままｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*に対してフィードバックすることとなり、ｄｑ軸電流偏差Δｉｄ、Δｉｑがゼロとなるため、フィードバック制御がされていないのと同然の状態となる。
以上のように、交流電動機２が停止しているとき、１相制御では、交流電動機２の駆動制御が不安定になるという問題がある。
【００３９】
［制御部の構成と作用効果］
そこで、本発明の実施形態による電動機制御装置１０は、交流電動機２が停止したときの電気角θｅ及び電流指令位相φによらず、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓを常に非ゼロ値で検出可能とするための制御部１５の構成を特徴としている。以下、制御部１５の構成及び作用効果を第１〜第３実施形態毎に説明する。第１、第２、第３実施形態の制御部の符号を、それぞれ、１５１（図５）、１５２（図１１）、１５３（図１３）とする。
【００４０】
（第１実施形態）
第１実施形態の制御部１５１の構成について、図５〜図９を参照して説明する。
図５に示すように、制御部１５１は、電流指令演算部２１、電流減算器２２、ＰＩ演算部２３、逆ｄｑ変換部２４、ＰＷＭ信号生成部２５、電流推定部３０、及び、電流指令確定部５１を有する。
【００４１】
電流指令演算部２１は、車両制御回路９から取得したトルク指令値ｔｒｑ*に基づき、交流電動機２の回転座標系（ｄｑ座標系）におけるｄ軸電流指令ｉｄ*、及びｑ軸電流指令ｉｑ*を演算する。  本実施形態では、予め記憶されているマップを参照してｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*を演算するが、他の実施形態では、数式等から演算するようにしてもよい。
【００４２】
ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*は、電流減算器２２に直接入力されず、一旦、電流指令確定部５１に入力される。図６に示すように、電流指令確定部５１は、電流指令補正部５１１、電流指令位相変換部５１２、電流指令選択部５１３を有している。
電流指令補正部５１１は、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*による電流指令ベクトルについて、後述するように、Ｗ相軸との「直交判定」を行い、直交している場合、「非直交化処理」を実行する。また、非直交化処理において、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*を補正したｄｑ軸電流指令ｉｄ**、ｉｑ**を演算する。
【００４３】
電流指令位相変換部５１２は、当初のｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*から変換した電流指令位相φを電流指令選択部５１３に出力する。
電流指令選択部５１３は、電気角θｅ、電流指令位相φ、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓの情報を取得し、当初のｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*、又は補正後のｄｑ軸電流指令ｉｄ**、ｉｑ**を選択してｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘとして出力する。電流指令選択部５１３は、非直交化処理を実行する場合、補正後のｄｑ軸電流指令ｉｄ**、ｉｑ**を選択する。
【００４４】
電流指令確定部５１で選択されたｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘは、電流減算器２２及び電流推定部３０に入力される。以下は、ｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘに基づく電流フィードバック制御に係る構成である。
電流減算器２２は、ｄ軸電流減算器２２１及びｑ軸電流減算器２２２を有する。ｄ軸電流減算器２２１では、電流推定部３０にて算出されてフィードバックされるｄ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔとｄ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘとの差であるｄ軸電流偏差Δｉｄを算出する。また、ｑ軸電流減算器２２２では、電流推定部３０にて算出されてフィードバックされるｑ軸電流推定値ｉｑ＿ｅｓｔとｑ軸電流指令確定値ｉｑ＿ｆｉｘとの差であるｑ軸電流偏差Δｉｑを算出する。
【００４５】
ＰＩ演算部２３は、ｄ軸ＰＩ演算部２３１及びｑ軸ＰＩ演算部２３２を有する。ｄ軸ＰＩ演算部２３１では、ｄ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔをｄ軸電流指令ｉｄ*に追従させるべく、ｄ軸電流偏差Δｉｄがゼロに収束するようにｄ軸電圧指令ｖｄ*をＰＩ演算により算出する。また、ｑ軸ＰＩ演算部２３２では、ｑ軸電流推定値ｉｑ＿ｅｓｔをｑ軸電流推定値ｉｑ*に追従させるべく、ｑ軸電流偏差Δｉｑがゼロに収束するようにｑ軸電圧指令ｖｑ*をＰＩ演算により算出する。
逆ｄｑ変換部２４では、回転角センサ１４から取得される電気角θｅに基づき、ｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を、Ｕ相電圧指令ｖｕ*、Ｖ相電圧指令ｖｖ*、及びＷ相電圧指令ｖｗ*に変換する。
【００４６】
ＰＷＭ信号生成部２５では、インバータ１２のスイッチング素子のオン／オフの切替えに係るＰＷＭ信号ＵＵ、ＵＬ、ＶＵ、ＶＬ、ＷＵ、ＷＬを、３相電圧指令ｖｕ*、ｖｖ*、ｖｗ*、及び、インバータ１２に印加されるインバータ入力電圧ＶＨに基づいて算出する。
そして、ＰＷＭ信号ＵＵ、ＵＬ、ＶＵ、ＶＬ、ＷＵ、ＷＬに基づいてインバータ１２のスイッチング素子のオン／オフが制御されることより、３相交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗが生成され、この３相交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗが交流電動機２に印加されることにより、トルク指令値ｔｒｑ*に応じたトルクが出力されるように、交流電動機２の駆動が制御される。
【００４７】
電流推定部３０は、１相のセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓ、電気角θｅ、及び電流指令確定部５１から出力されたｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘが入力される。電流推定部３０は、これらの情報に基づき、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを推定し、電流減算器２２にフィードバックする。
【００４８】
本実施形態にて例示する電流推定部３０は、従来技術である特許文献１（特開２００８−８６１３９号公報）の技術を用いてｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを推定する。すなわち、ｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘを逆ｄｑ変換して得られる３相電流指令値のうちＵ相及びＶ相の電流指令値を、Ｕ相及びＶ相の電流推定値ｉｕ＿ｅｓｔ、ｉｖ＿ｅｓｔとする。そして、Ｕ相及びＶ相の電流推定値ｉｕ＿ｅｓｔ、ｉｖ＿ｅｓｔ、及びＷ相のセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓをｄｑ変換することで、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出する。
【００４９】
仮に、電流指令確定部５１が設けられておらず、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*が電流減算器２２に直接入力される構成では、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが常にゼロで検出される場合、電流推定部３０にてセンサ値であるゼロ値と他の２相の電流推定値とをｄｑ変換して得られるｄｑ軸電流推定値がｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*と一致することとなる。したがって、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*に対してそのままの値をフィードバックすることとなるため、フィードバック制御がされていないのと同然の状態が生じる。
【００５０】
なお、電流推定部３０が、入力された上記情報に基づいて他の１相又は２相の電流値を推定する方法には、これ以外の方法もあり、どの推定方法を採用してもよい。その他の推定方法について、明細書の最後に「その他の実施形態」として記載する。
【００５１】
次に、電流指令補正部５１１による直交判定、及び非直交化処理について、図７（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
上述したように、交流電動機２の停止位置によって、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*の少なくとも一方が非ゼロであるにもかかわらず、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが常にゼロで検出される場合がある。この状態は、図７（ａ）のように３相座標で示される。
【００５２】
図７（ａ）では、Ｕ相軸を基準とする電気角θｅを、０［°］から反時計回り方向に定義する。Ｗ相軸は、Ｕ相軸に対し電気角２４０［°］ずれている。また、ｄｑ座標にてｄ軸成分ｉｄ*、及びｑ軸成分ｉｑ*からなる振幅Ｉａの電流指令ベクトルの「位相φ」をｑ軸から反時計回り方向に定義する。Ｕ相軸を基準とする電流指令ベクトルの位相角は、Ｕ相軸を基準とする＋ｄ軸の電気角θｅを用いて、（θｅ＋φ＋９０［°］）と示される。
なお、基準の取り方を特定しない場合には、定数Ｃを用いて、電流指令ベクトルの位相角を一般的に（θｅ＋φ＋Ｃ）と表すことができる。
【００５３】
ここで、電流指令ベクトルのＷ相軸方向の成分がゼロであるとき、Ｗ相のセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓはゼロで検出される。つまり、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓがゼロで検出されるのは、電流指令ベクトルが、Ｗ相軸と直交するＣＷ軸上に位置するときである。具体的には、位相角が１５０［°］付近、又は３３０［°］付近となるときである。
すなわち、電流指令ベクトルとＷ相軸とが直交した状態で交流電動機２が停止すると、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが常にゼロで検出されることとなる。そのため、電流推定部３０が特許文献１の技術を用いて電流推定値をフィードバックする構成では、上述したように、フィードバック制御がされていないのと同然の状態となり、交流電動機２の駆動制御が不安定になる。
【００５４】
そこで、本発明による電動機制御装置１０は、交流電動機２の停止状態において、電流指令ベクトルとＷ相軸とが３相座標上で直交しているか否かを判定し、直交している場合には「非直交化処理」を実行する。そして、第１実施形態、及び次の第２実施形態では、「電流指令位相φを操作」することで、非直交化処理を実行する。
「電流指令位相φを操作する」とは、電流指令ベクトルの位相をφ（図７（ａ））からφ’（図７（ｂ））に進角又は遅角させることをいう。図７（ｂ）の電流指令ベクトルは、ｄ軸成分ｉｄ**、及びｑ軸成分ｉｑ**からなり、位相角が（θｅ＋φ’＋９０［°］）と表される。電気角θｅは、操作前と同じである。図７（ｂ）の電流指令ベクトルは、Ｗ相軸と直交するＣＷ軸からずれており、Ｗ相軸と非直交となっている。
【００５５】
このように、電流指令確定部５１の電流指令補正部５１１は、電流指令ベクトルとＷ相軸とが直交しているとき、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*をｄｑ軸電流指令ｉｄ**、ｉｑ**に補正することで、電流指令位相をφからφ’に操作し、電流指令ベクトルとＷ相軸とを非直交化する。
【００５６】
Ｗ相軸と直交するＣＷ軸の角度を０［°］と仮定すると、電流指令ベクトルがＣＷ軸上に位置するとき、電流指令ベクトルのＷ相軸方向の成分は、
Ｉａ×ｓｉｎ（０［°］）＝０［Ａ］
で表される。例えば、この状態から電流指令ベクトルの位相φを３０［°］ずらしたとき、電流指令ベクトルのＷ相軸方向の成分は、
Ｉａ×ｓｉｎ（３０［°］）＝（１／２）Ｉａ［Ａ］
となる。よって、非ゼロのセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓを検出可能となる。
【００５７】
続いて、図８は、非直交化処理による図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態への変化を表したタイムチャートである。
図８の時間軸において、切替タイミングｔｘ以前は、図７（ａ）に対応する非直交化前の状態を示しており、切替タイミングｔｘにて、図７（ｂ）に対応する非直交化処理が行われたことを示している。
切替タイミングｔｘ以前は、図７（ａ）に示すように電流指令ベクトルがＷ相軸と直交した状態で停止しているため、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓは、常にゼロである。したがって、ｄ軸電流指令ｉｄ*、及びｑ軸電流指令ｉｑ*がいずれも非ゼロであるにもかかわらず、交流電動機２は駆動されず、回転数Ｎがゼロのままである。
【００５８】
切替タイミングｔｘにおいて、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*がｄｑ軸電流指令ｉｄ**、ｉｑ**に補正され、電流指令位相がφからφ’に操作される。これにより、電流指令ベクトルがＷ相軸と非直交となり、非ゼロのセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓを検出可能となる。
すると、電流推定部３０は、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓを反映したｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを推定しフィードバックすることができるようになるため、電流指令ｉｄ*、ｉｑ*に基づいて適正なｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*に基づく電圧がインバータ１２に印加され、交流電動機２が駆動される。そのため、切替タイミングｔｘ以後、回転数Ｎは上昇し、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓは、正弦波形で変化する。
【００５９】
そして、電流指令ベクトルがＷ相軸と非直交となったとき、或いは、回転数Ｎが所定回転数以上となったとき、電流指令選択部５１３は、当初のｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*を選択し、ｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘとして出力することで、通常制御に戻すことができる。
【００６０】
また、制御部１５１は、通常制御用のｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*の演算と、補正後のｄｑ軸電流指令ｉｄ**、ｉｑ**の演算とを常時並行計算することが好ましい。こうすることで、電流指令選択部５１３が電流指令の選択を切り替えるとき、切り替えた結果のｄｑ軸電流指令を予め把握しておくことができる。さらに、ｄｑ軸電流指令の切替え時の急変を避けるため、電流指令選択部５１３にフィルタを設けてもよい。
【００６１】
ところで、図７（ａ）、（ｂ）では、電流指令位相φの操作処理前後での電流指令ベクトルの振幅Ｉａを同等に図示している。しかし、振幅Ｉａが同じでも電流指令位相φが変われば、発生するトルクが変わる。そこで、電流指令位相φを操作すると共に、トルクが変わらないように振幅Ｉａを適切に変更することがより好ましい。
次に、電流指令位相φの操作に係る好ましい構成について図９を参照して説明する。
【００６２】
図９において、ＴＬａ、ＴＬｂ、ＴＬｃは、それぞれ、トルクＴａ、Ｔｂ、Ｔｃに対応する等トルクラインを示す。等トルクラインは、下式（２）から計算してもよいし、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*を引数とする推定マップを持っておき、位相操作後のｄｑ軸電流指令ｉｄ**、ｉｑ**に基づくトルク推定値が基のトルクと同じになるように、ｄｑ軸電流指令ベクトルの振幅を補正するようにしてもよい。
【００６３】
Ｔ＝ｐ×｛ｉｑ×ψ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）×ｉｄ×ｉｑ｝    ・・・（２）
記号は、以下のとおりである。
ｐ：交流電動機の極対数
Ｌｄ、Ｌｑ：ｄ軸自己インダクタンス、ｑ軸自己インダクタンス
ψ：永久磁石の電機子鎖交磁束
また、ＣＬ０は、当初の電流指令ラインであり、トルク指令ｔｒｑ*の変化に応じて、このラインに沿って電流指令ベクトルを最適に変化させる。ＣＬ１、ＣＬ２は、当初のＣＬ０から位相φを遅角又は進角させたときに想定される電流指令ラインである。
【００６４】
例えば、当初の電流指令ベクトルが、電流指令ラインＣＬ０上でトルクＴｂに対応する点Ｐ０ｂにあり、そのときの位相がφ０ｂであるとする。非直交化処理では、電流指令ベクトルを等トルクラインＴＬｂ上の点Ｐ１ｂに移動させることで位相をφ０ｂからφ１ｂに操作する。或いは、電流指令ベクトルを等トルクラインＴＬｂ上の点Ｐ２ｂに移動させることで位相をφ０ｂからφ２ｂに操作する。この操作により、電流振幅Ｉａは適切に変更される。
【００６５】
次に、制御部１５１による交流電動機２の通電制御ルーチンについて、図１０のフローチャートを参照して説明する。以下のフローチャートの説明で、記号「Ｓ」はステップを意味する。
Ｓ０１では、回転角センサ１４から取得した電気角θｅに基づき回転数Ｎを取得する。そして、取得した回転数Ｎが、非直交化処理を必要とする所定の回転数以下であることを確認する。この所定の回転数は、非直交化の必要性に応じて設定してよい。
Ｓ０２では、電流センサ１３からセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓを取得する。
【００６６】
Ｓ０３では、電気角θｅとｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*の位相φから電流指令ベクトルの位相角（θｅ＋φ＋Ｃ）を算出する。Ｓ０４では、電流指令ベクトルとＷ相軸とが直交しているか否かについて「直交判定」する。
Ｓ０４にて、電流指令ベクトルとＷ相軸とが非直交であると判定したとき（Ｓ０４：ＮＯ）、Ｓ１１で、電流指令演算部２１が指令した当初のｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*の位相φを維持し、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*をｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘとして、Ｓ１３に移行する。
【００６７】
一方、Ｓ０４にて、電流指令ベクトルとセンサ相軸とが直交していると判定したとき（Ｓ０４：ＹＥＳ）、Ｓ１２で、ｄｑ軸電流指令をｉｄ**、ｉｑ**に補正することで電流指令位相φをφ’に操作する。そして、補正後のｄｑ軸電流指令ｉｄ**、ｉｑ**をｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘとして、Ｓ１３に移行する。
【００６８】
第１実施形態に特有のステップであるＳ１３では、ｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘに対する電流フィードバック制御によりｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。詳しくは、電流推定部３０によって算出されたｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔをｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘにフィードバックし、ｄｑ軸電流偏差Δｉｄ、Δｉｑをゼロに収束させるように、ＰＩ制御演算によりｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。
【００６９】
Ｓ０５では、逆ｄｑ変換部２４にて、ｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を３相電圧指令ｖｕ*、ｖｖ*、ｖｗ*に変換する。Ｓ０６では、３相電圧指令ｖｕ*、ｖｖ*、ｖｗ*をインバータ１２に指令し、交流電動機２に３相交流電圧を印加する。
以上で、制御部１５１による交流電動機２の通電制御ルーチンを終了する。
【００７０】
本実施形態の電動機制御装置の作用効果について説明する。
（１）制御部１５１は、交流電動機２の停止時、電流指令ベクトルとＷ相軸とが３相座標上で直交しているか否かを判定し、直交している場合、電流指令ベクトルとＷ相軸とを非直交化する。電流指令ベクトルとＷ相軸とが直交していると、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが常にゼロで検出されることとなり、その結果、１相制御では交流電動機２の駆動制御が不安定になる。そこで、電流指令ベクトルとＷ相軸とを非直交化することで、交流電動機２の停止位置によらず非ゼロのセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓを常に検出可能とすることができる。これにより、特に交流電動機２の始動時や低回転域での推定精度を向上することができ、交流電動機２を安定して駆動することができる。
【００７１】
（２）本実施形態では、電流指令位相φを操作することで、電流指令ベクトルの位相角（θｅ＋φ＋９０［°］）をＷ相軸と非直交化する。電気角θｅを操作しないため、交流電動機２のロータを回転させることなく非直交化処理を実行することができる。
【００７２】
（３）電流位相指令φを操作するとき、電流指令ベクトルに基づき発生するトルクを一定に保つように、等トルクラインに沿って操作することで、電流指令位相φの操作前後におけるトルクの変化を抑制することができる。そのため、ユーザの違和感を回避することができる。また、例えば、他の制御回路（例えばマイコン）で交流電動機の実行トルクを監視しているシステムにおいて、意図しない異常判定を回避することができる。
【００７３】
（４）通常制御での当初のｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*の演算と、補正後のｄｑ軸電流指令ｉｄ**、ｉｑ**の演算とを常時並行計算することで、電流指令選択部５１３がｄｑ軸電流指令の選択を切り替えるとき、切り替えた結果のｄｑ軸電流指令を予め把握しておくことができる。さらに、電流指令選択部５１３にフィルタを設けることで、ｄｑ軸電流指令の切替え時の急変を避けることができる。
【００７４】
次に、本発明の第２、第３実施形態の電動機制御装置について、図１１〜図１６を参照して説明する。以下の実施形態のブロック図及びフローチャートの説明では、第１実施形態と実質的に同一の構成、同一のステップについては、同一の符号、ステップ番号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる点について詳細に説明する。
【００７５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の電動機制御装置について図１１、図１２を参照して説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対し、直交判定処理及び非直交化処理は同様であり、選択されたｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘに基づいてｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する構成が異なる。
【００７６】
図１１に示すように、第２実施形態の電動機制御装置の制御部１５２は、第１実施形態の制御部１５１（図５）に対し、電流フィードバック制御の構成である電流減算器２２、ＰＩ演算部２３及び電流推定部３０を有しておらず、その代わり、ｄｑ軸電圧指令演算部４１及び角速度算出部４２を有している。加えて、制御部１５２は、３相電流指令演算部３１及び振幅補正係数演算部３３を有している。
【００７７】
ｄｑ軸電圧指令演算部４１は、電圧方程式を用いて、ｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。まず、電動機の電圧方程式は、一般に式（３．１）、（３．２）で表される。
ｖｄ＝Ｒａ×ｉｄ＋Ｌｄ×（ｄ／ｄｔ）ｉｄ−ω×Ｌｑ×ｉｑ  ・・・（３．１）
ｖｑ＝Ｒａ×ｉｑ＋Ｌｑ×（ｄ／ｄｔ）ｉｑ＋ω×Ｌｄ×ｉｄ＋ω×ψ
・・・（３．２）
【００７８】
記号は、以下のとおりである。
Ｒａ：電機子抵抗
Ｌｄ、Ｌｑ：ｄ軸自己インダクタンス、ｑ軸自己インダクタンス
ω：電気角速度
ψ：永久磁石の電機子鎖交磁束
【００７９】
ここで、交流電動機２の機器定数である電機子抵抗Ｒａ、ｄ軸自己インダクタンスＬｄ、ｑ軸自己インダクタンスＬｑ、及び電機子鎖交磁束ψは、固定値としてもよいし、計算にて算出してもよい。また、実際の特性に近い値や実測値をマップ化しておき、トルク指令値ｔｒｑ*、又はｄ軸電流指令値ｉｄ*及びｑ軸電流指令値ｉｑ*に基づいて演算してもよい。
【００８０】
また、過渡特性を表す時間微分（ｄ／ｄｔ）項を無視し、ｄｑ軸電圧としてｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を用い、ｄｑ軸電流としてｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘを用いると、式（３．１）、（３．２）は、式（４．１）、（４．２）のように書き換えられる。
ｖｄ*＝Ｒａ×ｉｄ＿ｆｉｘ−ω×Ｌｑ×ｉｑ＿ｆｉｘ          ・・・（４．１）
ｖｑ*＝Ｒａ×ｉｑ＿ｆｉｘ＋ω×Ｌｄ×ｉｄ＿ｆｉｘ＋ω×ψ  ・・・（４．２）
【００８１】
さらに、式（４．１）、（４．２）においてω≒０［ｒａｄ／ｓ］のとき、式（４．３）、（４．４）のとおり電機子抵抗Ｒａ項のみが残る。そのため、ｄ軸電圧指令ｖｄ*はｄ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘのみによって、ｑ軸電圧指令ｖｑ*はｑ軸電流指令確定値ｉｑ＿ｆｉｘのみによって決まる。
ｖｄ*＝Ｒａ×ｉｄ＿ｆｉｘ・・・（４．３）
ｖｑ*＝Ｒａ×ｉｑ＿ｆｉｘ・・・（４．４）
【００８２】
ｄｑ軸電圧指令演算部４１は、角速度算出部４２にて電気角θｅを変換して得られた電気角速度ωを取得し、ω≒０であることを確認する。そして、ｄｑ軸電圧指令演算部４１は、式（４．３）、（４．４）の右辺に、さらに後述する「振幅補正係数Ｋａ」を乗算した式（４．５）、（４．６）を用いてｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。この演算を、「フィードフォワード電圧指令演算」といい、フィードフォワード電圧指令演算の中で、振幅補正係数Ｋａを乗算することを「振幅補正」という。
ｖｄ*＝Ｋａ×Ｒａ×ｉｄ＿ｆｉｘ    ・・・（４．５）
ｖｑ*＝Ｋａ×Ｒａ×ｉｑ＿ｆｉｘ    ・・・（４．６）
【００８３】
次に、振幅補正について説明する。
式（４．５）、（４．６）における電機子抵抗Ｒａは、温度特性によりばらつく可能性がある。また、その他にも交流電動機２や電動機制御装置等に関する物理的な要因等によって、指令通りのトルクが得られる電圧指令値がフィードフォワード電圧指令演算による電圧指令演算値と乖離する可能性がある。したがって、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓを用いることで、実機の情報を反映した補正をすることが好ましい。そこで、本実施形態のフィードフォワード電圧指令演算では、振幅補正を採用している。
【００８４】
３相電流指令演算部３１は、電気角θｅに基づいて、ｄｑ軸電流指令確定値ｉｄ＿ｆｉｘ、ｉｑ＿ｆｉｘを逆ｄｑ変換し、３相電流指令ｉｕ*、ｉｖ*、ｉｗ*を演算する。振幅補正係数演算部３３は、３相電流指令演算部３１にて演算されたＷ相の電流指令値ｉｗ*と、電流センサ１３が検出したＷ相の電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとを取得し、式（５）により、Ｗ相の電流指令値ｉｗ*と電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとの比率である振幅補正係数Ｋａを算出する。
Ｋａ＝ｉｗ*／ｉｗ＿ｓｎｓ  ・・・（５）
【００８５】
ここで、仮にセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓが常にゼロで検出されると、式（５）の分母である電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓがゼロとなる「ゼロ割り」により演算エラーが発生する。したがって、振幅補正をするためには、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが常に非ゼロで検出されることが必要条件となる。本実施形態では、電流指令確定部５１において、電流指令ベクトルをセンサ相軸と非直交化することにより、非ゼロのセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓを検出可能としているため、振幅補正の条件を満たしている。
【００８６】
図１２に示すフローチャートは、第１実施形態のフローチャート（図１０）のＳ１３に代えて、上記のフィードフォワード電圧指令演算を用いてｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算するＳ１４のステップが異なっている。なお、Ｓ１４の「フィードフォワード電圧指令演算」には、上記振幅補正が含まれる。
【００８７】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様、電流指令位相φを操作することで電流指令ベクトルとセンサ相軸とを非直交化し、非ゼロのセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓを検出可能となる。したがって、振幅補正係数Ｋａの演算において「ゼロ割り」による演算エラーを回避し、振幅補正を含むフィードフォワード電圧指令演算を好適に実行することができる。或いは、振幅補正以外にセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓに基づく演算を行う場合も同様に、ゼロで除算する「ゼロ割り」やゼロで乗算する「ゼロ掛け」を回避することができる。
【００８８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態の電動機制御装置について図１３〜図１６を参照して説明する。第３実施形態は、第１、第２実施形態に対し、非直交化処理の構成が異なる。すなわち、電流指令ベクトルとＷ相軸とが直交しているとき、電流指令位相φを操作するのでなく、電気角θｅを操作することで非直交化する。
【００８９】
図１３に示すように、第３実施形態の電動機制御装置の制御部１５３は、ｄｑ軸電圧指令演算部４３、電気角操作部５２１、電流指令位相変換部５２２、ｄｑ軸電圧指令選択部５２３を有している。
ｄｑ軸電圧指令演算部４３は、電流指令演算部２１が指令した当初のｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*に基づいて、通常制御用のｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。この演算は、第１実施形態と同様の電流フィードバック制御演算でもよく、第２実施形態と同様のフィードフォワード電圧指令演算でもよい。ｄｑ軸電圧指令演算部４３のブロックは、両方の演算の構成を包括して示すものとする。ブロックに入力されるセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓ及び電気角θｅは、演算方法に応じて適宜選択され、或いは、回転数Ｎ、電気角速度ω等の値に変換されるものとする。なお、フィードフォワード電圧指令演算の場合の振幅補正の構成は第２実施形態と同様であり、図示を省略する。
【００９０】
電気角操作部５２１は、電流指令ベクトルとセンサ相軸とが直交しているとき、電気角θｅを操作しθｅ’とすることで非直交化する。そして、操作後電気角θｅ’に基づいて電気角移動用のｄｑ軸電圧指令ｖｄ**、ｖｑ**を演算する。
電流指令位相変換部５２２は、当初のｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*から変換した電流指令位相φをｄｑ軸電圧指令選択部５２３に出力する。
ｄｑ軸電圧指令選択部５２３は、電気角θｅ、電流指令位相φ、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓの情報を取得し、ｄｑ軸電圧指令演算部４３で演算された通常制御用のｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*、又は、電気角操作部５２１で演算された電気角移動用のｄｑ軸電圧指令ｖｄ**、ｖｑ**を選択し、ｄｑ軸電圧指令確定値ｖｄ＿ｆｉｘ、ｖｑ＿ｆｉｘとして逆ｄｑ変換部２４へ出力する。電流指令選択部５２３は、非直交化処理を実行する場合、電気角移動用のｄｑ軸電圧指令ｖｄ**、ｖｑ**を選択する。
【００９１】
電気角移動用のｄｑ軸電圧指令ｖｄ**、ｖｑ**を選択した場合に逆ｄｑ変換部２４で変換されて得られる３相電圧指令は、通常制御用のｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を選択した場合に逆ｄｑ変換部２４で変換されて得られる３相電圧指令に対して所定の位相がずれることとなる。その結果、非ゼロのセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓを検出可能となる。
【００９２】
第３実施形態の非直交化処理について、図１４、図１５を参照して説明する。
図１４（ａ）は、第１実施形態の図７（ａ）と基本的に同一であり、電流指令ベクトルがＷ相軸と直交する位置で停止した状態を示している。このとき、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓは常にゼロとなり、交流電動機２を安定して駆動させることができない。
特に第３実施形態では、交流電動機２の停止位置に着目し、図１４（ａ）にて、Ｕ相軸を基準とした＋ｄ軸の電気角θｅを「現在の停止位置」と表している。上述したとおり、「停止」とは、厳密に回転数が０［ｒｐｍ］の状態のみでなく、制御周期に対する電気角移動量Δθｅが小さい低回転状態を含む。第３実施形態では、電気角θｅを操作し、停止位置を移動させることで、非直交化を実現する。
【００９３】
図１４（ｂ）に示すように、電気角操作部５２１は、交流電動機２を電気角θｅに対応する「現在の停止位置」から電気角θｅ’に対応する「目標停止位置」まで回転させる。電流位相指令φは変更しない。その結果、操作後の電流指令ベクトルの位相角は（θｅ’＋φ＋９０［°］）となり、Ｗ相軸に対して非直交化される。
【００９４】
電流位相指令φを操作する場合と同様に、例えば、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが０［Ａ］である停止位置から電気角θｅを３０［°］ずらしたとき、電流指令ベクトルのＷ相軸方向の成分は、（１／２）Ｉａとなる。よって、非ゼロのセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓを検出可能となる。
電気角θｅを操作するためには、位置決め制御やｑ軸電流指令操作によって微小トルクを発生させることにより、交流電動機２のロータを回転させる。ロータ回転角（機械角）は、（電気角／極対数）に等しいため、例えば極対数が４のとき、電気角の３０［°］をロータ回転角に換算すると７．５［°］となる。
【００９５】
ここで、ハイブリッド自動車等の電動車両に搭載される交流電動機のように出力軸が車軸と機械的に直結されている場合には、ロータ回転に伴って発生するトルクにより、ユーザが違和感を持つ可能性がある。そこで、非直交化処理における電気角操作量は、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが検出可能となる最小の移動量に設定することが好ましい。
操作手順としては、電流ベクトルを僅かに操作し、ロータ位置を微動させることが好ましい。詳しくは、現在の停止位置の電気角θｅをホールドしておき、目標停止位置の電気角θｅ’まで、電流指令ラインＣＬ０に沿ってｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*を操作し、それによりｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*に基づく電圧を印加してトルクを発生させることで停止位置を操作する（図１５（ａ）参照）。
【００９６】
また、停止時（ω＝０）には、電圧方程式が式（６．１）、（６．２）のようになることから、ｄ軸電流ｉｄはｄ軸電圧ｖｄによって、ｑ軸電流ｉｑはｑ軸電圧ｖｑによって決まる。すなわち、ｄｑ軸電流とｄｑ軸電圧とは同位相となる。
ｖｄ＝Ｒａ×ｉｄ    ・・・（６．１）
ｖｑ＝Ｒａ×ｉｑ    ・・・（６．２）
或いは、ｑ軸電流指令ｉｑ*のみを操作し、それによりｑ軸電圧指令ｖｑ*に基づく電圧のみを印加することでトルクを発生させてもよい（図１５（ｂ）参照）。
【００９７】
なお、停止時にロータの停止位置を僅かに動かすためのトルクは十分小さくてもよく、
センサ値ｉｗ＿ｓｎｓが検出可能となりさえすれば、操作量についての厳密な精度も要求されない。したがって、例えば、電気角移動量Δθｅを見ながらｄｑ軸電圧指令を１ＬＳＢ（分解能）ずつ増減する等の方法で、ｄｑ軸電圧指令を適宜操作すればよい。
また、上記の式（６．１）、（６．２）を計算で求めたり、トルク指令や電流指令に対する電圧指令をマップに格納しておいたり、角度移動量等の諸量を元に電圧指令の増減を直接操作したりすることによっても目的を達成できる。
さらに、目標停止位置θｅ’の設定や、目標停止位置θｅ’までの操作レートの設定について、ユーザの違和感を防止するため、上限値を設けてもよい。
【００９８】
図１６に示すフローチャートは、第１実施形態のフローチャート（図１０）に対し、Ｓ２１〜Ｓ２４のステップが異なっている。
Ｓ０４にて、電流指令ベクトルとＷ相軸とが非直交であると判定したとき（Ｓ０４：ＮＯ）、Ｓ２１で現在の電気角θｅを維持し、Ｓ２２で、電気角θｅに基づくｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*をｄｑ軸電圧指令確定値ｖｄ＿ｆｉｘ、ｖｑ＿ｆｉｘとして、Ｓ０５に移行する。
【００９９】
一方、Ｓ０４にて、電流指令ベクトルとセンサ相軸とが直交していると判定したとき（Ｓ０４：ＹＥＳ）、Ｓ２３で電気角θｅをθｅ’に操作する。そして、Ｓ２４で、操作後電気角θｅ’に基づくｄｑ軸電圧指令ｖｄ**、ｖｑ**をｄｑ軸電圧指令確定値ｖｄ＿ｆｉｘ、ｖｑ＿ｆｉｘとして、Ｓ０５に移行する。
その他のステップは、第１実施形態と同様である。
【０１００】
以上のように、第３実施形態では、電気角θｅを操作することで電流指令ベクトルとセンサ相軸とを非直交化し、非ゼロのセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓを検出可能となる。よって、交流電動機２の始動時や低回転域での推定精度を向上することができる。また、振幅補正等、センサ値ｉｗ＿ｓｎｓに基づく演算を行う場合、「ゼロ掛け」、「ゼロ割り」を回避することができる。
ユーザの違和感を防止するという観点から言えば、例えば、現在交流電動機２が停止しており、次回始動時の電流指令ベクトルがＷ相軸と直交することが予めわかっているとき、次回始動時に備えて非直交化しておく場合に有効である。或いは、電動機の出力軸とユーザが操作する操作軸とが連結されていないシステムに有効に使用することができる。
【０１０１】
（その他の実施形態）
（ア）電流センサにより相電流を検出するセンサ相は、上記実施形態のＷ相に限らず、Ｕ相又はＶ相としてもよい。また、３相座標での電気角θｅの基準をＵ相軸以外の相の軸としてもよく、ｄｑ座標での電流指令位相φの基準をｑ軸でなくｄ軸としてもよい。
【０１０２】
（イ）直交判定は、上記実施形態のように、３相座標上での電流指令ベクトルとセンサ相軸との角度関係から判定する以外に、非ゼロ値のｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*を逆ｄｑ変換して３相電流指令を算出し、センサ相の電流指令とセンサ値（センサ相がＷ相の場合、Ｗ相の電流指令ｉｗ*とセンサ値ｉｗ＿ｓｎｓ）との比較から判定してもよい。ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*が非ゼロであって、センサ相の電流指令値が継続的にゼロであるとき、電流指令ベクトルとセンサ相軸とが直交していると判定し、非直交化処理が必要であると判断する。
【０１０３】
（ウ）非直交化処理は、第１、第２実施形態による電流指令位相φの操作と、第３実施形態による電気角θｅの操作とを併用してもよい。
（エ）第１実施形態の電流推定部３０による電流推定方法に対し、電流推定部が採用可能なその他の電流推定方法を以下（ｉ）〜（ｉｖ）に例示する。
【０１０４】
（ｉ）電流指令位相角に基づく電流基準角、及び振幅に基づく演算（特開２００４−１５９３９１号公報に開示された技術）
センサ相をＵ相とすると、Ｕ相電流センサ値（Ｉｕ）を「ｄｑ軸電流指令から得られる電流指令位相角と電気角から生成したＵ相電流基準角（θ’）」で除して電流振幅（Ｉａ）を算出し、この電流振幅を、Ｕ相電流基準角から±１２０［°］ずらした電気角におけるｓｉｎ値に乗じて他の２相の電流推定値Ｉｖ、Ｉｗを算出する（式７．１〜７．３）。
Ｉａ＝Ｉｕ／［√（１／３）×（｛−ｓｉｎ（θ’）｝］        ・・・（７．１）
Ｉｖ＝√（１／３）×Ｉａ×｛−ｓｉｎ（θ’＋１２０［°］）｝・・・（７．２）
Ｉｗ＝√（１／３）×Ｉａ×｛−ｓｉｎ（θ’＋２４０［°］）｝・・・（７．３）
この方法において、仮にＵ相電流センサ値が０［Ａ］の位置で交流電動機２が停止した場合、電流振幅を算出することができず、他の２相の推定値を０［Ａ］としてフィードバックすることとなり、有意な推定値を得ることができない。しかし、本発明の非直交化処理を適用し、センサ値を非ゼロ値とすることにより、フィードバック制御が可能となる。
【０１０５】
（ｉｉ）電流指令値を用いたセンサ相基準位相に基づく演算
Ｕ相電流指令値ｉｕ*及びＶ相電流指令値ｉｖ*の少なくとも一方、Ｗ相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓ、及び電気角θｅを用い、センサ相に一致するα軸方向のα軸電流ｉα、及びセンサ相に直交するβ軸方向のβ軸電流ｉβを演算し、式（８）によりセンサ相基準電流位相θｘを算出する。
θｘ＝ｔａｎ-1（ｉβ／ｉα）    ・・・（８）
【０１０６】
また、センサ相基準電流位相θｘ、及びＷ相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓに基づき、Ｕ相電流推定値ｉｕ＿ｅｓｔ又はＶ相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔを演算し、Ｕ相電流推定値ｉｕ＿ｅｓｔ又はＶ相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔ、Ｗ相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓ、及び電気角θｅに基づき、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを演算する。
なお、Ｕ相電流推定値ｉｕ＿ｅｓｔ又はＶ相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔの演算において、
「ゼロ割り」や「ゼロ掛け」を回避するような補正処理を行ってもよい。
【０１０７】
（ｉｉｉ）α軸電流の微分による演算
α軸電流ｉαとβ軸電流ｉβが「ｓｉｎ波とｃｏｓ波」の関係にあり、α軸電流ｉαとβ軸電流ｉβとの位相差が９０［°］であることに着目し、α軸電流微分値Δｉαに基づいてβ軸電流推定値ｉβ＿ｅｓｔを演算する。ここで、制御部における演算が離散系である場合、α軸電流微分値Δｉαは、実際のβ軸電流ｉβに対し、電気角移動量Δθｅの半分だけ遅れる。この点を考慮し、α軸電流ｉαの前回値と今回値との平均値に電気角移動量Δθｅの半分（Δθｅ／２）を乗じた補正量Ｈにて補正したβ軸電流推定値ｉβ＿ｅｓｔとすることが好ましい。そして、α軸電流ｉαおよびβ軸電流推定値ｉβ＿ｅｓｔを用いてセンサ相基準電流位相θｘを演算する。以降の演算は（ｉｉ）と同様である。
【０１０８】
（ｉｖ）漸化式による演算
ｄｑ座標上でＷ相軸が相対的に回転することを利用し、Ｗ相推定誤差Δｉｗ＿ｅｓｔを積算してｄｑ軸電流推定値をｄｑ軸実電流値に漸近させる。
前回のｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔ、及び今回の電気角θｅに基づき、センサ相成分であるＷ相電流基準値ｉｗ＿ｂｆを演算し、Ｗ相電流基準値ｉｗ＿ｂｆとＷ相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとの差であるＷ相推定誤差Δｉｗ＿ｅｓｔを算出する。Ｗ相推定誤差Δｉｗ＿ｅｓｔにフィルタ要素であるゲインＫを乗じた補正後誤差ＫΔｉｗ＿ｅｓｔを算出し、Δｉｕ＝０、Δｉｖ＝０とし、ｄｑ変換によりｄｑ軸補正値ｉｄ＿ｃｒｒ、ｉｑ＿ｃｒｒを演算する。
【０１０９】
そして算出されたｄ軸補正値ｉｄ＿ｃｒｒ及びｑ軸補正値ｉｑ＿ｃｒｒをセンサ相方向の補正ベクトルとし、当該補正ベクトルをｄ−ｑ座標系にて積算することにより、ｄ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ及びｑ軸電流推定値ｉｑ＿ｅｓｔを演算する。
また、センサ相に直交する直交方向補正値をさらに演算し、センサ相方向補正値及び直交方向補正値の合成ベクトルを補正ベクトルとし、当該補正ベクトルをｄｑ座標上で積算するようにしてもよい。
【０１１０】
（オ）上記第２実施形態では、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*と機器定数とを用いてｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を計算していたが、ｄｑ軸電流指令やその他の情報を引数に、実測等に基づき予め記憶しておいたマップを参照することで演算してもよい。またマップに関しては、電圧指令演算に基づく電圧指令値と、指令通りのトルクが得られる電圧指令値との乖離を是正するため、例えばデッドタイムによる電圧誤差の補正等を含めた値を格納しておいてもよい。
【０１１１】
（カ）回転角センサは、電気角θｅを検出し制御部へ出力する形態に限らず、ロータ回転角（機械角）θｍを検出して制御部へ出力し、制御部の内部にて電気角θｅに換算してもよい。また、回転数Ｎは、機械角θｍに基づいて算出してもよい。
（キ）上記実施形態では、制御に用いる電流を検出する「制御用電流センサ」を１相に設ける例について説明した。他の実施形態では、制御用電流センサの他に、制御用電流センサの異常を監視するための独立した「監視用電流センサ」をセンサ相、又はセンサ相以外の相に設けてもよい。例として、１相に制御用電流センサと監視用電流センサを設けた１相２チャンネルの構成や、１相に制御用電流センサを設け、それ以外の相のいずれか１相に監視用電流センサを設けた２相１チャンネルの構成等を採用してもよい。いずれの構成においても、どの相にいくつの電流センサを設けてもよい。
【０１１２】
（ク）上記実施形態の交流電動機は、永久磁石式同期型の三相交流電動機であったが、他の実施形態では、誘導電動機やその他の同期電動機であってもよい。また、上記実施形態の交流電動機は、電動機としての機能及び発電機としての機能を併せ持つ所謂モータジェネレータであったが、他の実施形態では、発電機としての機能を持たなくてもよい。
交流電動機は、エンジンに対して電動機として動作し、エンジンの始動を行うように構成されていてもよい。また、エンジンを設けなくてもよい。さらに、交流電動機を複数設けてもよいし、複数の交流電動機における動力を分割する動力分割機構等をさらに設けてもよい。
【０１１３】
（ケ）本発明による交流電動機の制御装置は、上記実施形態のようにインバータと交流電動機を１組設けたシステムに限らず、インバータと交流電動機を２組以上設けたシステムに適用してもよい。また、１台のインバータに複数台の交流電動機を並列接続させた電車等のシステムに適用してもよい。
【０１１４】
（コ）本発明による交流電動機の制御装置は、図１に示す構成のハイブリッド自動車の交流電動機に限定されず、どのような構成の電動車両の交流電動機に適用してもよい。また、電動車両以外の交流電動機に適用してもよい。
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】
【０１１５】
２・・・交流電動機、
１０・・・電動機制御装置（交流電動機の制御装置）、
１２・・・インバータ、
１３・・・電流センサ、
１５１、１５２、１５３・・・制御部（制御手段）。
【図１】
2014155337.tif 000003
【図２】
2014155337.tif 000004
【図３】
2014155337.tif 000005
【図４】
2014155337.tif 000006
【図５】
2014155337.tif 000007
【図６】
2014155337.tif 000008
【図７】
2014155337.tif 000009
【図８】
2014155337.tif 000010
【図９】
2014155337.tif 000011
【図１０】
2014155337.tif 000012
【図１１】
2014155337.tif 000013
【図１２】
2014155337.tif 000014
【図１３】
2014155337.tif 000015
【図１４】
2014155337.tif 000016
【図１５】
2014155337.tif 000017
【図１６】
2014155337.tif 000018