(57)【要約】  第１巻線及び第２巻線を有する電動機の制御装置は、第１巻線に電圧印加する第１電力変換器、第２巻線に電圧印加する第２電力変換器、第１電力変換器に電力供給する第１電源回路、第２電力変換器に電力供給する第２電源回路、電流指令演算部、第１電流制御部、及び第２電流制御部を備え、第２電源回路は、第１電源回路よりも高電圧で電力供給し、電流指令演算部は、第１電源回路で電力供給時に出力される電源電圧に対する第１電力変換器の出力電圧の大きさ、に相関する指標値である第１電圧利用状態を演算し、第２電流指令を第１電圧利用状態に基づいて演算する。
2019180795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１巻線及び第２巻線を有する永久磁石同期電動機の制御装置において、
前記第１巻線に電圧を印加する第１電力変換器と、
前記第２巻線に電圧を印加する第２電力変換器と、
前記第１電力変換器に電力供給する第１電源回路と、
前記第１電源回路よりも高電圧で前記第２電力変換器に電力供給する第２電源回路と、
前記第１巻線に通電する電流の目標値である第１電流指令、及び前記第２巻線に通電する電流の目標値である第２電流指令を演算する電流指令演算部と、
前記第１電流指令に応じて前記第１電力変換器の出力電圧を制御する第１電流制御部と、
前記第２電流指令に応じて前記第２電力変換器の出力電圧を制御する第２電流制御部と、
を備え、
前記電流指令演算部は、前記第１電源回路で電力供給時に出力される電源電圧に対する前記第１電力変換器の出力電圧の大きさ、に相関する指標値である第１電圧利用状態を演算し、前記第２電流指令を当該第１電圧利用状態に基づいて演算する
永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項２】
前記永久磁石同期電動機は、前記第１巻線と前記第２巻線との間に相互インダクタンスを有し、
前記電流指令演算部は、前記第１電流指令として、回転座標軸上の第１ｄ軸電流指令及び第１ｑ軸電流指令を演算すると共に、前記第２電流指令として、回転座標軸上の第２ｄ軸電流指令及び第２ｑ軸電流指令を演算し、当該第２ｄ軸電流指令を前記第１電圧利用状態に基づいて演算する
請求項１に記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項３】
前記電流指令演算部は、前記第１電圧利用状態が判定値よりも大きい場合に、前記第２ｄ軸電流指令の絶対値を、前記第１ｄ軸電流指令の絶対値よりも、大きい値で算出する
請求項２に記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項４】
前記電流指令演算部は、前記第１電流指令として、回転座標軸上の第１ｄ軸電流指令及び第１ｑ軸電流指令を演算すると共に、前記第２電流指令として、回転座標軸上の第２ｄ軸電流指令及び第２ｑ軸電流指令を演算し、前記第１電圧利用状態が判定値よりも大きい場合に、前記第２ｑ軸電流指令の絶対値を、前記第１ｑ軸電流指令の絶対値よりも、大きい値で算出する
請求項１〜３の何れか１項に記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項５】
前記電流指令演算部は、前記第２ｄ軸電流指令の絶対値を、前記第１ｄ軸電流指令の絶対値よりも、小さい値で算出する
請求項４に記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項６】
前記電流指令演算部は、前記第１ｄ軸電流指令の二乗と前記第１ｑ軸電流指令の二乗との和である第１電流二乗和と、前記第２ｄ軸電流指令の二乗と前記第２ｑ軸電流指令の二乗との和である第２電流二乗和と、を等しくする演算する
請求項４又は５に記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項７】
前記電流指令演算部は、前記第２ｑ軸電流指令の絶対値について、前記第１電圧利用状態に基づいて、前記第１ｑ軸電流指令の絶対値と前記第２ｑ軸電流指令の絶対値との平均値よりも、ｑ軸電流調整値Δｉだけ大きく演算し、当該第１ｑ軸電流指令の絶対値について、当該平均値よりも、当該ｑ軸電流調整値Δｉだけ小さく演算する
請求項４〜６の何れか１項に記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の永久磁石同期電動機の制御装置における当該永久磁石同期電動機及び当該制御装置を備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記電流指令演算部は、運転者の操舵トルクに基づいて、前記第１電流指令及び前記第２電流指令を演算する
電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
請求項１〜７の何れか１項に記載の永久磁石同期電動機の制御装置における当該永久磁石同期電動機及び当該制御装置を備えた電動車両であって、
前記電流指令演算部は、運転者のアクセルペダルの操作量に基づいて、前記第１電流指令及び前記第２電流指令を演算する
電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２系統の電源回路からの電力供給に基づく異なる出力電圧により永久磁石同期電動機を駆動する永久磁石同期電動機の制御装置、電動パワーステアリング装置、及び電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石同期電動機は、回転速度が高い程、誘起電圧が大きくなり、電源電圧の制約によって所望の電圧を印加できなくなる状態（以下、電圧飽和と呼ぶ）が生じる。この結果、所望の電流を通電することができず、出力トルクが下がることが知られている。【０００３】
その対策として、モータの回転子位相に基づいて直流電圧電源からの直流入力電流を交流電流に変換して出力するインバータを備えたモータ制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、トルク電流を保持しつつ、インバータへの入力電流が所定の上限値を超えない範囲で、最大となる弱め界磁電流を演算し、通流するようにしている。これにより、特許文献１では、弱め磁束制御を行って電圧を低減し、高速回転域の出力トルクを向上させている。【０００４】
また、故障に対する冗長性を持たせ、故障時に機器の構成、及び機器の制御方式を切り替えて継続運転を行う従来技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。このような従来技術を適用する場合には、同一の機器を２つ用いるよりも、異なる２種類の機器を用いる方が、より故障に対する信頼性が増す。特許文献２記載の多重巻線回転電機の制御装置では、１２Ｖと４８Ｖとの電源回路（バッテリ）を組み合わせて電力を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１７９０９号公報
【特許文献２】特許第６１６４１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下の説明では、一般的な二重巻線の永久磁石同期電動機を対象とする。更に、制御装置において、２系統の電源回路から供給された電力に基づいて、異なる出力電圧により、永久磁石同期電動機を駆動する際の周知な電流指令演算方法を想定する。この場合、従来の制御方法では、出力電圧が低電圧側よりも余裕のある高電圧側の電源について、電圧の余剰分を積極的に利用して高速回転域の出力トルクを十分に向上させることができない。【０００７】
例えば特許文献２に係る多重巻線回転電機の制御装置では、１２Ｖの電源回路と４８Ｖの電源回路とを２つの電力変換器に個別に接続した構成としている。ところが、この制御装置では、高い電圧を有効に利用した電流指令の生成を行っていない。【０００８】
電流指令の生成方法として、２系統の電力変換器について、２系統で同じ電流指令に基づいて駆動する周知の手法がある。しかしながら、この周知の手法では、電源電圧が低い側の系統で電圧飽和が発生し、所望の電流を通電することができないので、出力トルクが低下してしまうという問題がある。【０００９】
また、特許文献１に係るモータ制御装置では、２系統の電力変換器に対する弱め磁束電流を個別に設定できる。このような個別設定を行う目的は、発熱の抑制にある。しかしながら、特許文献１のように、単に低電圧側の弱め磁束電流と高電圧側の弱め磁束電流とをそれぞれ個別に設定しただけでは、高い電圧を有効に利用して高速回転域の出力トルクを十分に向上させることはできない。【００１０】
その理由は、上述した個別設定だけでは、低電圧側の弱め磁束電流は、低電圧側の電源電圧に基づいて決まってしまい、高電圧側の弱め磁束電流は、高電圧側の電源電圧に基づいて決まってしまうことによる。これにより、高速回転時に高電圧側によって発生する出力トルクを維持できたとしても、低電圧側によって発生するトルクが低下してしまう。この結果、高速回転域の出力トルクを十分に向上させることができない。【００１１】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、高速回転域の出力トルクを十分に向上させることができる永久磁石同期電動機の制御装置、電動パワーステアリング装置、及び電動車両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】
【００１２】
上記技術的課題を解決するため、本発明に係る第１巻線及び第２巻線を有する永久磁石同期電動機の制御装置は、第１巻線に電圧を印加する第１電力変換器と、第２巻線に電圧を印加する第２電力変換器と、第１電力変換器に電力供給する第１電源回路と、第１電源回路よりも高電圧で第２電力変換器に電力供給する第２電源回路と、第１巻線に通電する電流の目標値である第１電流指令、及び第２巻線に通電する電流の目標値である第２電流指令を演算する電流指令演算部と、第１電流指令に応じて第１電力変換器の出力電圧を制御する第１電流制御部と、第２電流指令に応じて第２電力変換器の出力電圧を制御する第２電流制御部と、を備え、第１電源回路で電力供給時に出力される電源電圧に対する第１電力変換器の出力電圧の大きさ、に相関する指標値である第１電圧利用状態を演算し、第２電流指令を第１電圧利用状態に基づいて演算する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記構成により、高速回転域の出力トルクを十分に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る永久磁石同期電動機の制御装置の基本構成を示した回路ブロック図である。
【図２】図１に示す永久磁石同期電動機の第１巻線及び第２巻線を抽出して示した斜視図である。
【図３】図１に示す制御装置に備えられる第１電流制御部の概略構成を示した回路ブロック図である。
【図４】図１に示す制御装置に備えられる第２電流制御部の概略構成を示した回路ブロック図である。
【図５】図１に示す制御装置に備えられる電流指令演算部の概略構成を示した回路ブロック図である。
【図６】図５に示す電流指令演算部に備えられる第１電圧利用状態演算部の概略構成を示した回路ブロック図である。
【図７】図５に示す電流指令演算部での第１電流指令及び第２電流指令の演算処理を示したフローチャートである。
【図８】周知の制御装置により、２系統で同じ電流指令に基づいて永久磁石同期電動機を駆動したときの回転速度に対する諸特性を対比して示した波形のタイミングチャートである。Ａは、出力トルクの特性図。Ｂは、ｄ軸電流の特性図。Ｃは、ｑ軸電流の特性図。Ｄは、電流二乗和の特性図。Ｅは、第１出力電圧の特性図。Ｆは、第２出力電圧の特性図。
【図９】図１に示す制御装置により、永久磁石同期電動機を駆動したときの回転速度に対する諸特性を対比して示した波形のタイミングチャートである。Ａは、出力トルクの特性図。Ｂは、ｄ軸電流の特性図。Ｃは、ｑ軸電流の特性図。Ｄは、電流二乗和の特性図。Ｅは、第１出力電圧の特性図。Ｆは、第２出力電圧の特性図。
【図１０】図１に示す制御装置によって永久磁石同期電動機を駆動したときの回転速度に対する出力トルクの特性を周知技術の特性と対比して示した図である。
【図１１】図６に示した第１電圧利用状態演算部の他例の概略構成を示した回路ブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る電流指令演算部の概略構成を示した回路ブロック図である。
【図１３】図１２に示す電流指令演算部での第１電流指令及び第２電流指令の演算処理を示したフローチャートである。
【図１４】周知技術の一例に係る制御装置により、永久磁石同期電動機を駆動したときの回転速度に対する諸特性を対比して示した波形のタイミングチャートである。Ａは、出力トルクの特性図。Ｂは、ｄ軸電流の特性図。Ｃは、ｑ軸電流の特性図。Ｄは、電流二乗和の特性図。Ｅは、第１出力電圧の特性図。Ｆは、第２出力電圧の特性図。
【図１５】周知技術の他例に係る制御装置により、永久磁石同期電動機を駆動したときの回転速度に対する諸特性を対比して示した波形のタイミングチャートである。Ａは、出力トルクの特性図。Ｂは、ｄ軸電流の特性図。Ｃは、ｑ軸電流の特性図。Ｄは、電流二乗和の特性図。Ｅは、第１出力電圧の特性図。Ｆは、第２出力電圧の特性図。
【図１６】本発明の実施の形態２に係る制御装置により、永久磁石同期電動機を駆動したときの回転速度に対する諸特性を対比して示した波形のタイミングチャートである。Ａは、出力トルクの特性図。Ｂは、ｄ軸電流の特性図。Ｃは、ｑ軸電流の特性図。Ｄは、電流二乗和の特性図。Ｅは、第１出力電圧の特性図。Ｆは、第２出力電圧の特性図。
【図１７】本発明の実施の形態２に係る制御装置により、永久磁石同期電動機を駆動したときの回転速度に対する出力トルクの特性を図１５及び図１６の場合の周知技術の特性と対比して示した図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示した図である。
【図１９】本発明の実施の形態４に係る電動車両の概略構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の永久磁石同期電動機の制御装置、電動パワーステアリング装置、及び電動車両に係る幾つかの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る永久磁石同期電動機１の制御装置２の基本構成を示した回路ブロック図である。
【００１７】
図１を参照すれば、永久磁石同期電動機１は、２組の三相巻線として、二重巻線を成す第１巻線１１及び第２巻線１２を有している。更に、永久磁石同期電動機１は、永久磁石又は界磁巻線によって界磁磁束が生じるように、固定子の内部に回転子が配置された構成となっている。永久磁石同期電動機１には、回転子の回転角θを検出する角度検出器１３が取り付けられる。
【００１８】
永久磁石同期電動機１には、一般的によく知られた表面磁石型同期モータ（ＳＰＭ）や埋込磁石型同期モータ（ＩＰＭ）を用いることができる。角度検出器１３には、レゾルバ、ホールセンサ等の周知の角度検出器を用いることができる。
【００１９】
尚、本実施の形態１での永久磁石同期電動機１は、２組の三相巻線を有する場合を例示して説明するが、四相以上の巻線を有する構成であっても良い。また、回転角θは、角度検出器１３による検出値でなく、電圧方程式等から推定した値を用いても良い。
【００２０】
制御装置２は、第１電源回路３１、第２電源回路３２、第１電力変換器４１、第２電力変換器４２、第１電流制御部６１、第２電流制御部６２、及び電流指令演算部５を備えて構成される。このうち、第１巻線１１に係る第１電源回路３１、第１電力変換器４１、及び第１電流制御部６１を第１系統と呼び、第２巻線１２に係る第２電源回路３２、第２電力変換器４２、及び第２電流制御部６２を第２系統と呼ぶ。
【００２１】
第１電源回路３１は、第１電力変換器４１に電力供給するために、第１直流電源電圧Ｖdc1を出力する。第２電源回路３２は、第２電力変換器４２に電力供給するために、直流電源電圧Ｖdc1よりも高い電圧である第２直流電源電圧Ｖdc2を出力する。即ち、第１系統は、低電圧側であり、第２系統は、高電圧側である。第１電源回路３１、第２電源回路３２には、それぞれ第１直流電源電圧Ｖdc1、第２直流電源電圧Ｖdc2を出力する電池を用いても良く、または、交流電圧から第１直流電源電圧Ｖdc1、第２直流電源電圧Ｖdc2に変換する回路を用いても良い。更に、第１直流電源電圧Ｖdc1、第２直流電源電圧Ｖdc2を出力する電池に対して、ノイズ低減等を目的としたフィルタ回路を接続した構成を適用しても良い。
【００２２】
第１電力変換器４１は、第１電源回路３１から出力される第１直流電源電圧Ｖdc1を、第１巻線１１に印加する第１三相電圧ｖu1、ｖv1、ｖw1に変換する。第２電力変換器４２は、第２電源回路３２から出力される第２直流電源電圧Ｖdc2を、第２巻線１２に印加する第２三相電圧ｖu2、ｖv2、ｖw2に変換する。第１電力変換器４１、第２電力変換器４２は、インバータやマトリックスコンバータ等の周知の電力変換器を用いて構成することができる。
【００２３】
第１電力変換器４１は、入力される第１三相電圧指令ｖu1*、ｖv1*、ｖw1*に基づいて、周知の変調処理を施すことにより、第１巻線１１のｕ相巻線ｕ１、ｖ相巻線ｖ１、及びｗ相巻線ｗ１のそれぞれに交流電圧を印加する。同様に、第２電力変換器４２は、入力される第２三相電圧指令ｖu2*、ｖv2*、ｖw2*に基づいて、周知の変調処理を施すことにより、第２巻線１２のｕ相巻線ｕ２、ｖ相巻線ｖ２、及びｗ相巻線ｗ２のそれぞれに交流電圧を印加する。
【００２４】
尚、第１電力変換器４１、第２電力変換器４２のそれぞれによって行われる周知の変調処理としては、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式等が挙げられる。
【００２５】
第１電力変換器４１には、第１電流検出器が取り付けられる。この第１電流検出器は、第１ｕ相巻線ｕ１の電流ｉu1、第１ｖ相巻線ｖ１の電流ｉv1、第１ｗ相巻線ｗ１の電流ｉw1を検出して第１電流制御部６１へ送出する。これらの電流ｉu1、ｉv1、ｉw1は、総称して第１三相巻線電流とみなすことができる。
【００２６】
同様に、第２電力変換器４２には、第２電流検出器が取り付けられる。この第２電流検出器は、第２ｕ相巻線ｕ２の電流ｉu2、第２ｖ相巻線ｖ２の電流ｉv2、第２ｗ相巻線ｗ２の電流ｉw2を検出して第２電流制御部６２へ送出する。これらの電流ｉu2、ｉv2、ｉw2は、総称して第２三相巻線電流とみなすことができる。
【００２７】
第１電流検出器、第２電流検出器のそれぞれは、シャント抵抗、ホール素子等を用いた周知の電流検出器を用いて構成される。尚、第１三相巻線電流ｉu1、ｉv1、ｉw1と第２三相巻線電流ｉu2、ｉv2、ｉw2とは、それぞれ第１電流検出器と第２電流検出器とから検出値として得る場合を説明したが、これらの検出値でなく、電圧方程式等から推定した値を用いても良い。
【００２８】
電流指令演算部５は、第１電源回路３１から出力される第１直流電源電圧Ｖdc1と、第１電流制御部６１から出力される第１三相電圧指令ｖu1*、ｖv1*、ｖw1*と、を読み取る。そして、電流指令演算部５は、第１直流電源電圧Ｖdc1及び第１三相電圧指令ｖu1*、ｖv1*、ｖw1*に基づいて、第１巻線１１に通電する電流の目標値である第１電流指令、及び第２巻線１２に通電する電流の目標値である第２電流指令を演算する。
【００２９】
電流指令演算部５は、第１電流指令として、回転座標軸であるｄｑ軸上の第１ｄ軸電流指令ｉd1*及び第１ｑ軸電流指令ｉq1*を演算する。また、電流指令演算部５は、第２電流指令として、回転座標軸であるｄｑ軸上の第２ｄ軸電流指令ｉd2*及び第２ｑ軸電流指令ｉq1*を演算する。ここで、電流指令演算部５は、上述した第１直流電源電圧Ｖdc1及び第１三相電圧指令ｖu1*、ｖv1*、ｖw1*に基づいて、第１電力変換器４１の出力電圧の大きさに相関する指標値としての第１電圧利用状態ｘ1を演算する。そして、第１電圧利用状態ｘ1に基づいて、出力電圧の飽和を回避するように、第２電流指令を演算することを技術的特徴としている。尚、第１電圧利用状態ｘ1、第１電流指令及び第２電流指令の詳細な演算方法については、後文で詳述する。
【００３０】
第１電流制御部６１は、第１電力変換器４１からの第１三相巻線電流ｉu1、ｉv1、ｉw1、角度検出器１３からの回転角θ、及び電流指令演算部５からの第１電流指令である第１ｄ軸電流指令ｉd1*、第１ｑ軸電流指令ｉq1*を入力する。そして、第１電流制御部６１は、これらの入力に応じて第１三相電圧指令ｖu1*、ｖv1*、ｖw1*を生成し、第１電力変換器４１に出力する。
【００３１】
第２電流制御部６２は、第２電力変換器４２からの第２三相巻線電流ｉu2、ｉv2、ｉw2、角度検出器１３からの回転角θ、及び電流指令演算部５からの第２電流指令である第２ｄ軸電流指令ｉd2*、第２ｑ軸電流指令ｉq2*を入力する。そして、第２電流制御部６２は、これらの入力に応じて第２三相電圧指令ｖu2*、ｖv2*、ｖw2*を生成し、第２電力変換器４２に出力する。
【００３２】
図２は、永久磁石同期電動機１の第１巻線１１及び第２巻線１２を抽出して示した斜視図である。図２を参照すれば、永久磁石同期電動機１の第１巻線１１は、ｕ相巻線ｕ１、ｖ相巻線ｖ１、及びｗ相巻線ｗ１から構成される。第２巻線１２についても、ｕ相巻線ｕ２、ｖ相巻線ｖ２、及びｗ相巻線ｗ２から構成される。因みに、本実施の形態１で使用する永久磁石同期電動機１は、第１巻線１１及び第２巻線１２の間に相互インダクタンスが介在しないものとする。
【００３３】
図３は、制御装置２に備えられる第１電流制御部６１の概略構成を示した回路ブロック図である。
【００３４】
図３を参照すれば、第１電流制御部６１は、第１座標変換部６１３と、第１電圧指令演算部６１４と、を備える。第１座標変換部６１３は、第１ｄ軸電圧指令ｖd1*、及び第１ｑ軸電圧指令ｖq1*を、角度検出器１３からの回転角θに基づいて座標変換することにより、第１ｕ相電圧指令ｖu1*、第１ｖ相電圧指令ｖv1*、及び第１ｗ相電圧指令ｖw1*を生成する。また、第１座標変換部６１３は、ｕ相検出電流ｉu1、ｖ相検出電流ｉv1、及びｗ相検出電流ｉw1を、角度検出器１３からの回転角θに基づいて座標変換することにより、第１ｄ軸検出電流ｉd1、及び第１ｑ軸検出電流ｉq1を生成する。尚、第１ｄ軸検出電流ｉd1及び第１ｑ軸検出電流ｉq1は、総称して第１検出電流とみなせる。
【００３５】
第１電圧指令演算部６１４は、第１電流指令と第１検出電流との偏差が小さくなるように第１ｄ軸電圧指令ｖd1*、及び第１ｑ軸電圧指令ｖq1*を演算する。第１ｄ軸電圧指令ｖd1*、及び第１ｑ軸電圧指令ｖq1*の演算方法は、特に限定せず、周知の電圧指令の演算方法を用いれば良い。図３では、第１ｄ軸電流指令ｉd1*と第１ｄ軸検出電流ｉd1との偏差に対するフィードバック制御器として、比例・積分制御器のＰＩ制御器６１４ｄを使用し、第１ｄ軸電圧指令ｖd1*を演算する構成を例示している。同様に、第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第１ｑ軸検出電流ｉq1との偏差に対するフィードバック制御器として、比例・積分制御器のＰＩ制御器６１４ｑを使用し、第１ｑ軸電圧指令ｖq1*を演算する構成を例示している。
【００３６】
図４は、制御装置２に備えられる第２電流制御部６２の概略構成を示した回路ブロック図である。
【００３７】
図４を参照すれば、第２電流制御部６２は、第２座標変換部６２３と、第２電圧指令演算部６２４と、を備える。第２座標変換部６２３は、第２ｄ軸電圧指令ｖd2*、及び第２ｑ軸電圧指令ｖq2*を、角度検出器１３からの回転角θに基づいて座標変換することにより、第２ｕ相電圧指令ｖu2*、第２ｖ相電圧指令ｖv2*、及び第２ｗ相電圧指令ｖw2*を生成する。また、第２座標変換部６２３は、ｕ相検出電流ｉu2、ｖ相検出電流ｉv2、及びｗ相検出電流ｉw2を、角度検出器１３からの回転角θに基づいて座標変換することにより、第２ｄ軸検出電流ｉd2、及び第２ｑ軸検出電流ｉq2を生成する。尚、第２ｄ軸検出電流ｉd2及び第２ｑ軸検出電流ｉq2は、総称して第２検出電流とみなせる。
【００３８】
第２電圧指令演算部６２４は、第２電流指令と第２検出電流との偏差が小さくなるように第２ｄ軸電圧指令ｖd2*、及び第２ｑ軸電圧指令ｖq2*を演算する。第２ｄ軸電圧指令ｖd2*、及び第２ｑ軸電圧指令ｖq2*の演算方法は、特に限定せず、周知の電圧指令の演算方法を用いれば良い。図４では、第２ｄ軸電流指令ｉd2*と第２ｄ軸検出電流ｉd2との偏差に対するフィードバック制御器として、比例・積分制御器のＰＩ制御器６２４ｄを使用し、第２ｄ軸電圧指令ｖd2*を演算する構成を例示している。同様に、第２ｑ軸電流指令ｉq2*と第２ｑ軸検出電流ｉq2との偏差に対するフィードバック制御器として、比例・積分制御器のＰＩ制御器６２４ｑを使用し、第２ｑ軸電圧指令ｖq2*を演算する構成を例示している。
【００３９】
電流指令演算部５は、第１電流指令として回転座標軸であるｄｑ軸上の第１ｄ軸電流指令ｉd1*、及び第１ｑ軸電流指令ｉq1*を演算し、第２電流指令として回転座標軸であるｄｑ軸上の第２ｄ軸電流指令ｉd2*、及び第２ｑ軸電流指令ｉq2*を演算する。
【００４０】
図５は、制御装置２に備えられる電流指令演算部５の概略構成を示した回路ブロック図である。
【００４１】
図５を参照すれば、電流指令演算部５は、第１電圧利用状態演算部５３と、ｑ軸電流調整値演算部５４と、ｑ軸電流指令演算部５５と、を備える。このうち、まず、第１電圧利用状態演算部５３について説明する。
【００４２】
図６は、電流指令演算部５に備えられる第１電圧利用状態演算部５３の概略構成を示した回路ブロック図である。
【００４３】
図６を参照すれば、第１電圧利用状態演算部５３は、低電圧側の第１系統に関して、第１直流電源電圧Ｖdc1と第１三相電圧指令ｖu1*、ｖv1*、ｖw1*とから、第１電圧利用状態ｘ1を演算する。まず、第１電圧利用状態演算部５３は、第１直流電源電圧Ｖdc1から第１電源回路３１の第１電源電圧Ｖc1を下式（１）によって演算する。
【００４４】
【数１】
2019180795.tif 000003
【００４５】
但し、ここでの第１電源電圧Ｖc1は、第１直流電源電圧Ｖdc1によって出力可能な最大電圧に関する値とする。ｋmaxは、最大変調率であり、ここでは、ｋmax＝１とする。
【００４６】
尚、第２電源回路３２の第２電源電圧Ｖc2は、第２直流電源電圧Ｖdc2から下式（２）によって演算される。
【００４７】
【数２】
2019180795.tif 000004
【００４８】
但し、ここでの第２電源電圧Ｖc2は、第２直流電源電圧Ｖdc2によって出力可能な最大電圧に関する値とする。ｋmaxは、最大変調率であり、ここでは、ｋmax＝１とする。
【００４９】
次に、第１電圧利用状態演算部５３は、第１電力変換器４１の出力電圧の大きさに関する値である第１出力電圧Ｖs1、及び第２電力変換器４２の出力電圧の大きさに関する値である第２出力電圧Ｖs2を、下式（３）によって演算する。
【００５０】
【数３】
2019180795.tif 000005
【００５１】
但し、ここでの第１出力電圧Ｖs1は、第１三相電圧指令ｖu1*、ｖv1*、ｖw1*の二乗和、第２出力電圧Ｖs2は、第２三相電圧指令ｖu2*、ｖv2*、ｖw2*の二乗和とする。
【００５２】
第１電圧利用状態ｘ1、及び第２電圧利用状態ｘ2は、下式（４）で演算される。
【００５３】
【数４】
2019180795.tif 000006
【００５４】
但し、ここでのｍは、第１電源電圧Ｖc1に対するマージンを示している。電流指令値の演算の段階で第１出力電圧Ｖs1＝第１電源電圧Ｖc1にすると、微分項及び電圧外乱の影響によって第１出力電圧Ｖs1が増加して、瞬時的に電圧飽和が発生する場合もある。その場合には、ｍを大きくすれば、第１電源電圧Ｖc1に対するマージンを確保でき、電圧飽和を回避できる。ここでは、簡単のため、ｍ＝０とする。上式（４）は、第１電圧利用状態ｘ1を、第１直流電源電圧Ｖdc1及び第１三相電圧指令ｖu1*、ｖv1*、ｖw1*に基づいて、第１出力電圧ＶS1の大きさに相関する電圧値として得ることができることを示す。
【００５５】
また、ここで、第１出力電圧Ｖs1≦第１電源電圧Ｖc1ならば、第１電力変換器４１の出力電圧は、電源電圧による制限を受けない。しかしながら、第１出力電圧Ｖs1＞第１電源電圧Ｖc1ならば、第１電力変換器４１は、電源電圧による制限によって所望の出力電圧を生成できず、所望の電流を通電させることができない。従って、第１電圧利用状態ｘ1が予め設定された判定値α１よりも大きいとき、即ち、第１出力電圧Ｖs1−第１電源電圧Ｖc1＞α１のときには、電流指令演算部５は、第１出力電圧Ｖs1を第１電源電圧Ｖc1以下にするような電流指令を演算することになる。ここでは、判定値α１＝０とする。
【００５６】
このように、電流指令演算部５は、第１電圧利用状態ｘ1を演算することで、第１電源電圧Ｖc1に対する第１出力電圧Ｖs1の比率を得ることができる。また、電流指令演算部５は、第１電圧利用状態ｘ1が判定値α１よりも大きいとき、出力電圧の飽和を回避するような電流指令の演算方法が必要であることも判断できる。
【００５７】
次に、第１電圧利用状態ｘ1に基づいてｑ軸電流調整値演算部５４から電流調整値Δｉが付与されるｑ軸電流指令演算部５５の演算について説明する。尚、ｑ軸電流調整値演算部５４によって演算される電流調整値Δｉについては、後述する。
【００５８】
ｑ軸電流指令演算部５５で演算する第１ｑ軸電流指令ｉq1*、及び第２ｑ軸電流指令ｉq2*は、基本ｑ軸電流指令Ｉq*に基づいて決定される。基本ｑ軸電流指令Ｉq*は、永久磁石同期電動機１が所望の出力トルクＴを発生するために設定された値であり、例えば、出力トルクＴに比例する値として、Ｉq*＝Ｔ／Ｋｔで与えられる。ここで、Ｋｔは、トルク定数である。第１ｑ軸電流指令ｉq1*、及び第２ｑ軸電流指令ｉq2*は、２つの和が基本ｑ軸電流指令Ｉｑ*となるように、即ち、Ｉq*＝ｉq1*＋ｉq2*となるように設定される。
【００５９】
図７は、電流指令演算部５での第１電流指令及び第２電流指令の演算処理を示したフローチャートである。
【００６０】
図７を参照すれば、まずステップＳ１において、電流指令演算部５は、第１電圧利用状態ｘ1が判定値α１よりも大きいか否かの判定を行う。この判定の結果、第１電圧利用状態ｘ1が判定値α１よりも大きくない場合は、永久磁石同期電動機１の回転速度が遅いときに該当する。この場合、ステップＳ２に進み、電流指令演算部５は、電流調整値Δｉ＝０とする。この後、電流指令演算部５は、ステップＳ３に進み、第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第２ｑ軸電流指令ｉq2*とについて、下式（５）のように、第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第２ｑ軸電流指令ｉq2*とを等しく設定する。
【００６１】
【数５】
2019180795.tif 000007
【００６２】
但し、（Ｉq*／２）は、第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第２ｑ軸電流指令ｉq2*との平均値を示している。また、第１ｄ軸電流指令ｉd1*と第２ｄ軸電流指令ｉd2*とは、ｉd1*＝ｉd2*＝０で与えられる。即ち、電流指令演算部５は、電流調整値Δｉを０とした後は、ｉq1*＝ｉd2*＝（Ｉq*／２）とする処理を行ってから、演算処理を終了する。
【００６３】
これに対し、ステップＳ１による判定の結果、第１電圧利用状態ｘ1が判定値α１よりも大きい場合は、永久磁石同期電動機１の回転速度が速いときに該当する。この場合、誘起電圧の影響で出力電圧が増大し、出力電圧が電源電圧の制約によって飽和し易くなる。電源電圧の低い第１系統は、電源電圧の高い第２系統に比べて、出力電圧が飽和し易く、出力電圧が飽和すると、電流を指令値通りに通電できなくなり、出力トルクＴが低下してしまう。そこで、本実施の形態１では、このような問題の対策を、ステップＳ４及びステップＳ５において実施する。第１系統及び第２系統のｄｑ軸電圧方程式は、下式（６）及び（７）で表される。
【００６４】
【数６】
2019180795.tif 000008
【００６５】
但し、上式（６）及び（７）において、ｖd1は、第１系統の第１ｄ軸電圧、ｖd2は、第２系統の第２ｄ軸電圧、ｖq1は、第１系統の第１ｑ軸電圧、ｖq2は、第２系統の第２ｑ軸電圧である。また、ｉd1は、第１系統の第１ｄ軸電流、ｉd2は、第２系統の第２ｄ軸電流、ｉq1は、第１系統の第１ｑ軸電流、ｉq2は、第２系統の第２ｑ軸電流である。更に、Ｒは、巻線抵抗、Ｌdは、ｄ軸インダクタンス、Ｌqは、ｑ軸インダクタンス、φは、磁束鎖交数、ωは、電気角速度、ｐは、微分演算子を示す。尚、以下の説明では、ωのことを単に回転速度と称す。
【００６６】
加えて、定常状態における第１系統のｄｑ軸電圧方程式は、微分演算子ｐ＝０として下式（８）で表される。
【００６７】
【数７】
2019180795.tif 000009
【００６８】
但し、本実施の形態１では、ｑ軸電流を利用して出力電圧の飽和を回避する。このため、以下は、説明を簡単にするために、ｉd1*＝ｉd2*＝０とする。このとき、ｄｑ軸電圧方程式は、下式（９）で表される。
【００６９】
【数８】
2019180795.tif 000010
【００７０】
上式（９）からは、回転速度ωが大きくなると、第１巻線１１の第１ｄ軸電圧ｖd1の絶対値、及び第１巻線１１の第１ｑ軸電圧ｖq1の絶対値が大きくなることが判る。また、上式（９）からは、第１ｑ軸電流ｉq1の絶対値が小さい程、第１ｄ軸電圧ｖd1の絶対値、及び第１ｑ軸電圧ｖq1の絶対値が小さくなることも判る。これにより、出力電圧の飽和を回避するためには、第１ｑ軸電流ｉq1の絶対値を小さくすれば良いことが判る。
【００７１】
これに対し、出力トルクＴは、第１ｑ軸電流ｉq1と第２ｑ軸電流ｉq2との和である基本ｑ軸電流Ｉq（Ｉq＝ｉq1＋ｉq2）によって決まる。このため、第１ｑ軸電流ｉq1の絶対値を小さくすると出力トルクＴが小さくなってしまうという問題が発生する。そこで、
本実施の形態１に係る電流指令演算部５は、電源電圧が高く、余裕のある第２系統に関して、第２巻線１２に係る第２ｑ軸電流ｉq2を大きくする演算処理を行う。この結果、基本ｑ軸電流Ｉqを所望の値に維持し、所望の出力トルクＴを発生させることができる。
【００７２】
以下は、出力電圧の飽和を回避しつつ所望の出力トルクＴを得るための手法を説明する。この手法は、永久磁石同期電動機１の回転速度ωが速いとき、即ち、第１電圧利用状態ｘ1が判定値α１よりも大きいときに実施すれば良いものである。第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第２ｑ軸電流指令ｉq2*とは、下式（１０）で表される。
【００７３】
【数９】
2019180795.tif 000011
【００７４】
但し、これらの第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第２ｑ軸電流指令ｉq2*とは、ｑ軸電流調整値演算部５４で生成されるｑ軸電流調整値Δｉに基づいて演算される。
【００７５】
具体的には、ｑ軸電流指令演算部５５は、第１系統の出力電圧の飽和を回避するために、以下の演算を行う。まず、ｑ軸電流指令演算部５５は、第１巻線１１の第１ｑ軸電流ｉq1の目標値である第１ｑ軸電流指令ｉq1*を、第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第２ｑ軸電流指令ｉq2*との平均値であるＩq*／２よりも、ｑ軸電流調整値Δｉだけ小さく演算する。また、所望の出力トルクＴを発生させるためには、基本ｑ軸電流Ｉqの目標値である基本ｑ軸電流指令Ｉq*を所望の値に維持する必要がある。このため、ｑ軸電流指令演算部５５は、第２巻線１２の第２ｑ軸電流ｉq2の目標値である第２ｑ軸電流指令ｉq2*を、第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第２ｑ軸電流指令ｉq2*との平均値であるＩq*／２よりも、ｑ軸電流調整値Δｉだけ大きくする。
【００７６】
ｑ軸電流調整値Δｉは、低電圧側の第１系統の出力電圧の飽和を回避するために、第１電圧利用状態ｘ1に基づいて、ｑ軸電流調整値演算部５４によって算出される。ｑ軸電流調整値演算部５４は、第１電圧利用状態ｘ１が判定値α１より大きいときに、下式（１１）により、ｑ軸電流調整値Δｉを演算する。
【００７７】
【数１０】
2019180795.tif 000012
【００７８】
但し、ｋqは、Δｉを演算するための比例ゲインである。上式（１１）に示すように、ｑ軸電流調整値Δｉは、第１電圧利用状態ｘ1が大きい程、大きくなり、この結果、第１ｑ軸電流指令ｉq1*がｑ軸電流調整値Δｉだけ小さくなるので、第１系統の電圧を低減させる効果が得られる。更に、第２ｑ軸電圧指令ｖq2*は、ｑ軸電流調整値Δｉだけ大きくなるので、出力トルクＴを一定に維持できる効果が得られる。
【００７９】
以上の内容に基づいて、図７の演算処理において、電流指令演算部５は、第１電圧利用状態ｘ1が判定値α１よりも大きいと判断した場合には、ステップＳ４へ進む。そして、ステップＳ４において、電流指令演算部５は、上式（１１）に従って、ｑ軸電流調整値Δｉを演算する。その後、ステップＳ５において、電流指令演算部５は、上式（１０）に従って、第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第２ｑ軸電流指令ｉq2*とを演算した後、一連の演算処理を終了する。
【００８０】
以下は、永久磁石同期電動機１を周知手法によって駆動した場合と、本実施の形態１に係る手法によって駆動した場合とを比較し、本実施の形態１による手法の効果を示す。
【００８１】
図８は、周知の制御装置により、２系統で同じ電流指令に基づいて永久磁石同期電動機１を駆動したときの回転速度ωに対する諸特性を対比して示した波形のタイミングチャートである。図９は、本実施の形態１に係る制御装置２により、永久磁石同期電動機１を駆動したときの回転速度ωに対する諸特性を対比して示した波形のタイミングチャートである。何れの場合も、Ａは、出力トルクＴの特性図、Ｂは、ｄ軸電流の特性図、Ｃは、ｑ軸電流の特性図を示す。また、Ｄは、電流二乗和の特性図、Ｅは、第１出力電圧Ｖs1の特性図、Ｆは、第２出力電圧Ｖs2の特性図を示す。
【００８２】
図８Ａ〜図８Ｆを参照すれば、周知の制御装置では、第１ｑ軸電流指令ｉq1*及び第２ｑ軸電流指令ｉq2*を、ｉq1*＝ｉq2*＝（Ｉq*／２）で与えている。このため、第１出力電圧Ｖs1が第１電源電圧Ｖc1に達する回転速度ω１以上の回転速度ωにおいて、電圧飽和によって目標値通りの電流が通電できない。これにより、回転速度ωが回転速度ω１から増加するに従って、第１ｑ軸電流ｉq1が低下し始め、出力トルクＴが低下する。このとき、第２出力電圧Ｖs2は、第２電源電圧Ｖc2に対して十分小さく、出力電圧は、電源電圧に対して余裕がある。
【００８３】
これに対し、図９Ａ〜図９Ｆを参照すれば、本実施の形態１による手法では、第１ｑ軸電流ｉq1の低下を第２ｑ軸電流ｉq2の増加によって補っている。このため、回転速度ωが回転速度ω１よりも高い回転速度ω２まで、出力トルクＴを一定に維持できている。このとき、第２系統において、第２ｑ軸電流ｉq2の増加によって第２出力電圧Ｖs2は、図８Ｆの場合よりも増加する。但し、図９Ｆに示すように、第２出力電圧Ｖs2は、第２電源電圧Ｖc2よりも小さいため、出力電圧の飽和は、発生しない。
【００８４】
図１０は、制御装置２によって永久磁石同期電動機１を駆動したときの回転速度ωに対する出力トルクＴの特性Ｃ１を、図８Ａ〜図８Ｆに示した周知技術の特性Ｃ２と対比して示した図である。
【００８５】
図１０を参照すれば、回転速度ωが回転速度ω１に到達するまでの間は、特性Ｃ１及び特性Ｃ２とも、出力トルクＴが一定に保たれている。しかしながら、回転速度ω１を超過し、回転速度ω２に至るまでの高速回転域では、周知技術の特性Ｃ２の場合には、出力トルクＴが低下している様子が判る。これに対し、本実施の形態１の特性Ｃ１の場合には、係る高速回転域で出力トルクＴが一定に保たれており、周知技術と比較して、出力トルクＴが十分に向上していることが判る。
【００８６】
以上に説明した実施の形態１に係る制御装置によれば、低電圧側の第１系統の第１電圧利用状態ｘ1に基づいて高電圧側の第２系統の電流指令を演算している。これにより、高電圧側の余裕のある電圧分を有効に利用して、低電圧側の第１系統の出力電圧の飽和を回避するような電流指令の演算を行うことができる。このため、高速回転域の出力トルクＴを十分に向上させることができる。
【００８７】
また、実施の形態１に係る電流指令演算部は、第１電圧利用状態ｘ1が判定値α１より大きい場合に、第２ｑ軸電流指令ｉq2*の絶対値を、第１ｑ軸電流指令ｉq1*の絶対値よりも、大きい値で算出している。これにより、第１ｑ軸電流ｉq1の絶対値を小さくすることで、低電圧側の第１系統の出力電圧の飽和を回避しつつ、第２ｑ軸電流ｉq2の絶対値を大きくすることによって、出力トルクＴを十分に向上させことができる。
【００８８】
更に、電流指令演算部は、第２ｑ軸電流指令ｉq2*の絶対値について、第１電圧利用状態ｘ1に基づいて、第１ｑ軸電流指令ｉq1*の絶対値と第２ｑ軸電流指令ｉq2*の絶対値との平均値よりも、ｑ軸電流調整値Δｉだけ大きく演算している。また、電流指令演算部は、第１ｑ軸電流指令ｉq1*の絶対値について、第１電圧利用状態ｘ1に基づいて、その平均値よりもｑ軸電流調整値Δｉだけ小さく演算している。これにより、第１ｑ軸電流ｉq1の絶対値を小さくすることで、低電圧側の第１系統の出力電圧の飽和を回避しつつ、第２ｑ軸電流ｉq2の絶対値を大きくすることによって、出力トルクＴを十分に向上させることができる。
【００８９】
ところで、本実施の形態１では、説明を簡単にするため、第１ｄ軸電流指令ｉd1*＝０として説明した。しかし、弱め磁束制御によって第１ｄ軸電流指令ｉd1*＜０とする場合には、ｑ軸電流調整値Δｉによって得られる効果に加え、弱め磁束制御の効果によって更に高い回転速度ωまで出力トルクＴを向上させることができる。
【００９０】
こうした場合、第１ｄ軸電流指令ｉd1*は、第１電流二乗和Ｉs1と第２電流二乗和Ｉs2とが等しいことを表す下式（１２）から求めた下式（１３）で与えられる。
【００９１】
【数１１】
2019180795.tif 000013
【００９２】
但し、ここでの第１電流二乗和Ｉs1は、第１ｄ軸電流指令ｉd1*の二乗と第１ｑ軸電流指令ｉq1*の二乗との和であり、第２電流二乗和Ｉs2は、第２ｄ軸電流指令ｉd2*の二乗と第２ｑ軸電流指令ｉq2*の二乗との和である。
【００９３】
更に、第２ｄ軸電流指令ｉd2*は、第２系統に対する弱め磁束制御を行うため、第２電圧利用状態ｘ2に基づいて、下式（１４）で与えられる。
【００９４】
【数１２】
2019180795.tif 000014
【００９５】
但し、ここで、ｋd2は、第２ｄ軸電流指令ｉd2*を演算するための比例ゲインである。
【００９６】
第１ｄ軸電流指令ｉd1*は、第１電圧利用状態ｘ1が大きくなる程、絶対値が大きくなり、弱め磁束制御の効果が大きくなる。また、上式（１３）は、第１電流二乗和Ｉs1と第２電流二乗和Ｉs2とが等しいという条件を変形して得たものである。このため、第１電流二乗和Ｉs1と第２電流二乗和Ｉs2とが等しくなるように第１ｄ軸電流指令ｉd1*を決定できる。第１電流二乗和Ｉs1と第２電流二乗和Ｉs2とが等しければ、発熱が片方の系統に偏ることなく、発熱を抑制できる効果が得られる。
【００９７】
尚、第１電圧利用状態ｘ1は、変調率を用いて演算することもできる。図１１は、第１電圧利用状態演算部５３′の他例の概略構成を示した回路ブロック図である。この第１電圧利用状態演算部５３′で用いられる変調率ｋは、第１三相電圧指令ｖu1*、ｖv1*、ｖw1*の二乗和と、第１直流電源電圧Ｖdc1から演算した第１電源電圧Ｖc1とに基づいて、下式（１５）のように演算される。
【００９８】
【数１３】
2019180795.tif 000015
【００９９】
但し、ここでの目標変調率ｋ*は、ｋmax以下に設定すれば良い。ここでは、電源電圧を最大限に利用するため、ｋ*＝ｋmaxとする。尚、電源電圧に余裕を持たせたい場合には、ｋ*＝ｋmax×０．９等に設定すれば良い。このように、変調率ｋを用いた場合にも、第１電圧利用状態ｘ1を、第１直流電源電圧Ｖdc1及び第１三相電圧指令ｖu1*、ｖv1*、ｖw1*に基づいて、第１出力電圧ＶS1の大きさに相関する媒介変数値として得ることができる。
【０１００】
また、上記実施の形態１の制御装置２では、異なる電圧として予め高電圧と低電圧とを出力する２種類の電源回路、即ち、第１電源回路３１、第２電源回路３２を有する構成とした。これに対し、同じ電圧を出力する２つの電源回路を備えるように制御装置２を構成しても良い。この構成の場合、電源回路の片方が故障して電圧低下することで、高電圧側と低電圧側との２種類の電源回路を有する構成となるが、実施の形態１による電流指令演算部を適用することで、基本機能が維持される。因みに、ここでの故障は、断線等の完全に使用不能な状態ではなく、性能劣化等で支障を来しているものの、継続した使用が可能である状態を示すものとする。
【０１０１】
尚、故障した後に、電源電圧の大小関係が第１電源回路３１と第２電源回路３２とで入れ替わった場合であっても良い。例えば、故障前は、第２電源回路３２の電圧の方が第１電源回路３１の電圧よりも低い構成とする。故障発生によって第１電源回路３１の電圧の電圧が低下し、第２電源回路３２の電圧の方が第１電源回路３１の電圧よりも高い構成となった時点で、故障発生後に生じた電源電圧の不足を補うために、基本機能が生かされることになる。
【０１０２】
要するに、第１電源回路３１が出力する第１直流電源電圧Ｖdc1よりも第２電源回路３２が出力する第２直流電源電圧Ｖdc2の方が少しでも高ければ、本実施の形態１に係る効果を得ることができ、その差が大きい程、顕著な効果が得られる。
【０１０３】
上記実施の形態１では、ｑ軸電流調整値Δｉを第１電圧利用状態ｘ1に比例する値として与えて、第２ｑ軸電流指令ｉq2*を演算する手法を採用したが、本発明は、この手法に限定されない。第２ｑ軸電流指令ｉq2*が第１電圧利用状態ｘ1に基づく値で得られれば良い。例えば、第１系統の出力電圧が飽和しないように、第１電圧利用状態ｘ1に基づく等式制約或いは不等式制約を与えた上で、最適化手法を用いて、等式制約或いは不等式制約を満たす第２ｑ軸電流指令ｉq2*を演算するようにしても良い。
【０１０４】
実施の形態２．
本実施の形態２の永久磁石同期電動機１′の制御装置２′は、実施の形態１の制御装置２と比べ、永久磁石同期電動機１′の第１巻線１１及び第２巻線１２の間に相互インダクタンスが介在されることに伴い、電流指令演算部５′の細部構成を変更した点が異なっている。
【０１０５】
本実施の形態２での第１系統及び第２系統のｄｑ軸電圧方程式は、下式（１６）及び（１７）で与えられる。
【０１０６】
【数１４】
2019180795.tif 000016
【０１０７】
但し、上式（１６）及び（１７）において、ｖd1は、第１系統の第１ｄ軸電圧、ｖd2は、第２系統の第２ｄ軸電圧、ｖq1は、第１系統の第１ｑ軸電圧、ｖq2は、第２系統の第２ｑ軸電圧である。また、ｉd1は、第１系統の第１ｄ軸電流、ｉd2は、第２系統の第２ｄ軸電流、ｉq1は、第１系統の第１ｑ軸電流、ｉq2は、第２系統の第２ｑ軸電流である。更に、Ｒは、巻線抵抗、Ｌdは、ｄ軸自己インダクタンス、Ｌqは、ｑ軸自己インダクタンス、Ｍdは、ｄ軸相互インダクタンス、Ｍqは、ｑ軸相互インダクタンス、φは、磁束鎖交数、ωは、回転速度、ｐは、微分演算子を示す。
【０１０８】
本実施の形態２での定常状態における第１系統のｄｑ軸電圧方程式は、微分演算子ｐ＝０として下式（１８）で表される。
【０１０９】
【数１５】
2019180795.tif 000017
【０１１０】
但し、上式（１８）では、第１ｑ軸電流ｉq1＞０、第２ｑ軸電流ｉq2＞０、回転速度ω＞０のとき、第１ｄ軸電流ｉd1、第２ｄ軸電流ｉd2には、弱め磁束電流として負の値を与える。このとき、上式（１８）を、第１ｄ軸電流ｉd1、第２ｄ軸電流ｉd2の絶対値を用いて変形すると、下式（１９）で表される。
【０１１１】
【数１６】
2019180795.tif 000018
【０１１２】
上式（１９）によれば、第１ｄ軸電圧ｖd1は、第１ｄ軸電流ｉd1の絶対値が大きい程、絶対値が大きくなることが判る。しかし、第１ｄ軸電圧ｖd1は、第２ｄ軸電流ｉd2の絶対値には依存しないことが判る。また、第１ｑ軸電圧ｖq1は、第１ｄ軸電流ｉd1の絶対値及び第２ｄ軸電流ｉd2の絶対値が大きい程、小さくなることが判る。これらにより、第２ｄ軸電流ｉd2に負の電流を通電することにより、第１系統に対する弱め磁束制御を実施できる。更に、実施の形態１の場合と同様に、第１ｑ軸電流ｉq1を小さくする手法によっても、第１系統の出力電圧を小さくできる。
【０１１３】
図１２は、実施の形態２に係る電流指令演算部５′の概略構成を示した回路ブロック図である。図１３は、本発明の実施の形態２に係る電流指令演算部５′での第１電流指令及び第２電流指令の演算処理を示したフローチャートである。
【０１１４】
図１２を参照すれば、電流指令演算部５′では、別途に第１電圧利用状態ｘ1に基づいて、第１ｄ軸電流指令ｉd1*、第２ｄ軸電流指令ｉd2*を生成するｄ軸電流指令演算部５６が備えられている。図１３の演算処理を参照すれば、まず、実施の形態１と同様に、電流指令演算部５′は、ステップＳ１１において、第１電圧利用状態ｘ1が判定値α１よりも大きいか否かの判定を行う。この判定の結果、第１電圧利用状態ｘ1が判定値α１よりも大きくない場合には、電流指令演算部５′は、ステップＳ１２に進み、ｑ軸電流調整値Δｉ＝０とする。この後、電流指令演算部５′は、ステップＳ１３に進み、第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第２ｑ軸電流指令ｉq2*とについて、上式（５）のように、第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第２ｑ軸電流指令ｉq2*とを等しく設定する。更に、電流指令演算部５′は、この後にステップＳ１４に進み、第１ｄ軸電流指令ｉd1*と第２ｄ軸電圧指令ｖd2*とを、零としてから、演算処理を終了する。
【０１１５】
これに対し、ステップＳ１１による判定の結果、第１電圧利用状態ｘ1が判定値α１よりも大きい場合、電流指令演算部５′は、ステップＳ１５に進む。そして、ステップＳ１５において、電流指令演算部５′は、上式（１１）に従って、ｑ軸電流調整値Δｉを演算する。その後、ステップＳ１６において、電流指令演算部５′は、上式（１０）に従って、第１ｑ軸電流指令ｉq1*と第２ｑ軸電流指令ｉq2*とを演算する。この後、電流指令演算部５′は、第１ｄ軸電流指令ｉd1*と第２ｄ軸電流指令ｉd2*とを下式（２０）で与えてから、一連の演算処理を終了する。
【０１１６】
【数１７】
2019180795.tif 000019
【０１１７】
但し、ここでのｋd1は、第１ｄ軸電流指令ｉd1*を演算するための比例ゲインであり、ｋd2は、第２ｄ軸電流指令ｉd2*を演算するための比例ゲインである。また、上式（２０）では、ｋd1＞ｋd2とする。
【０１１８】
上式（２０）によれば、第１電圧利用状態ｘ1が大きい程、第１ｄ軸電流指令ｉd1*及び第２ｄ軸電流指令ｉd2*の絶対値が大きくなる。このため、弱め磁束制御の効果が大きくなる。このとき、電流指令演算部５′は、ｑ軸電流調整値Δｉによって、第１ｑ軸電流指令ｉq1*を減らして、第２ｑ軸電流指令ｉq2*を増加させる。この結果、ｋd1＞ｋd2とすることで、第２電流二乗和Ｉs2の増加量を抑制できる。
【０１１９】
上式（２０）では、電流指令演算部５′によって、第１電流二乗和Ｉs1と第２電流二乗和Ｉs2とが等しくなるように、ｋd1＞ｋd2を満たす範囲で比例ゲインｋd1、ｋd2を調整することを示している。即ち、電流指令演算部５′は、第１電流二乗和Ｉs1が第２電流二乗和Ｉs2よりも大きいときは、比例ゲインｋd1を小さくするか、或いは比例ゲインｋd2を大きくする。一方、電流指令演算部５′は、第１電流二乗和Ｉs1が第２電流二乗和Ｉs2よりも小さいときは、比例ゲインｋd1を大きくするか、或いは比例ゲインｋd2を小さくする。
【０１２０】
図１４は、周知技術の一例に係る制御装置により、永久磁石同期電動機１′を駆動したときの回転速度ωに対する諸特性を対比して示した波形のタイミングチャートである。図１５は、周知技術の他例に係る制御装置により、永久磁石同期電動機１′を駆動したときの回転速度ωに対する諸特性を対比して示した波形のタイミングチャートである。図１６は、実施の形態２に係る制御装置２′により、永久磁石同期電動機１′を駆動したときの回転速度ωに対する諸特性を対比して示した波形のタイミングチャートである。何れの図についても、Ａは、出力トルクの特性図、Ｂは、ｄ軸電流の特性図、Ｃは、ｑ軸電流の特性図を示す。また、Ｄは、電流二乗和の特性図、Ｅは、第１出力電圧ＶS1の特性図、Ｆは、第２出力電圧ＶS2の特性図を示す。
【０１２１】
周知技術の一例に係る制御装置では、第１ｑ軸電流指令ｉq1*及び第２ｑ軸電流指令ｉq2*を、ｉq1*＝ｉq2*＝（Ｉq*／２）で与えている。また、第１ｄ軸電流指令ｉd1*を第１電圧利用状態ｘ1に基づいて与え、第２ｄ軸電流指令ｉd2*を第２電圧利用状態ｘ2に基づいて与えている。更に、第２直流電源電圧Ｖdc2が大きく、第２出力電圧Ｖs2は、第２電源電圧Ｖc2よりも十分小さいため、第２ｄ軸電流指令ｉd2*＝０としている。加えて、周知技術の一例に係る制御装置では、第１ｄ軸電流指令ｉd1*が大きくなることで電流二乗和が大きくなるので、過熱状態を防ぐために電流二乗和がＩmaxの二乗以下となるように第１ｑ軸電流指令ｉq1*を制限する。
【０１２２】
図１４Ａ〜図１４Ｆを参照すれば、周知技術の一例に係る制御装置では、第１出力電圧Ｖs1が第１電源電圧Ｖc1に達する回転速度ω１から第１ｄ軸電流ｉd1として、負の電流を通電し、弱め磁束制御を行う。こうした場合、第１ｄ軸電流ｉd1の絶対値の増加に伴って、第１電流二乗和Ｉs1が大きくなる。このため、Ｉmaxの二乗に達する回転速度ω３からは、第１ｑ軸電流指令ｉq1*に制限がかかり、第１ｑ軸電流ｉq1は、低下し始め、出力トルクＴが低下する。このとき、第２出力電圧Ｖs2は、第１電源電圧Ｖc1に対して十分小さく、出力電圧は、電源電圧に対して余裕がある。
【０１２３】
周知技術の他例に係る制御装置では、第１ｑ軸電流指令ｉq1*及び第２ｑ軸電流指令ｉq2*を、ｉq1*＝ｉq2*＝（Ｉq*／２）で与えている。また、第１ｄ軸電流指令ｉd1*を第１電圧利用状態ｘ1に基づいて与え、第２ｄ軸電流指令ｉd2*を第１ｄ軸電流指令ｉd1*と同じ値で与えている。係る手法は、図８Ａ〜図８Ｆを参照して説明した場合と共通している。更に、周知技術の他例に係る制御装置では、第１ｄ軸電流指令ｉd1*及び第２ｄ軸電流指令ｉd2*が大きくなることに伴い、電流二乗和が大きくなる。このため、過熱状態を防ぐために、電流二乗和がＩmaxの二乗以下となるように、第１ｑ軸電流指令ｉq1*及び第２ｑ軸電流指令ｉq2*を制限する。
【０１２４】
図１５Ａ〜図１５Ｆを参照すれば、周知技術の他例に係る制御装置では、第１出力電圧Ｖs1が第１電源電圧Ｖc1に達する回転速度ω１から第１ｄ軸電流ｉd1及び第２ｄ軸電流ｉd2として、負の電流を通電し、弱め磁束制御を行う。こうした場合、第１ｄ軸電流ｉd1の絶対値及び第２ｄ軸電流ｉd2の絶対値の増加に伴って、第１電流二乗和Ｉs1及び第２電流二乗和Ｉs2が大きくなる。このため、Ｉmaxの二乗に達する回転速度ω４からは、第１ｑ軸電流指令ｉq1*及び第２ｑ軸電流指令ｉq2*に制限がかかる。この結果、第１ｑ軸電流ｉq1及び第２ｑ軸電流ｉq2は、低下し始め、出力トルクＴが低下する。このとき、第２出力電圧Ｖs2は、第１電源電圧Ｖc1に対して十分小さく、出力電圧は、電源電圧に対して余裕がある。因みに、図１５Ｄの電流二乗和の特性では、第１電流二乗和Ｉs1＝第２電流二乗和Ｉs2の関係となっている。
【０１２５】
これに対し、図１６Ａ〜図１６Ｆの本実施の形態２に係る制御装置２′では、第１出力電圧Ｖs1が第１電源電圧Ｖc1に達する回転速度ω１から第１ｑ軸電流ｉq1を減少させ、その減少分を第２ｑ軸電流ｉq2の増加によって補っている。このため、回転速度ω４以上の高い回転速度まで出力トルクＴを一定に保つことができる。また、本実施の形態２に係る制御装置２′では、第１電圧利用状態ｘ1に基づいて第１ｄ軸電流ｉd1及び第２ｄ軸電流ｉd2を演算している。この第２ｄ軸電流ｉd2によって相互インダクタンスを介して第１系統への弱め磁束制御を行うことができる。このとき、第２ｑ軸電流ｉq2の増加によって、第２出力電圧Ｖs2が図１５Ｆの場合よりも増加するが、第２電源電圧Ｖc2よりも十分小さく、出力電圧の飽和は、発生しない。因みに、図１６Ｄの電流二乗和の特性についても、第１電流二乗和Ｉs1＝第２電流二乗和Ｉs2の関係となっている。
【０１２６】
図１７は、本発明の実施の形態２に係る制御装置２′により、永久磁石同期電動機１′を駆動したときの回転速度ωに対する出力トルクＴの特性Ｃ３を、図１４Ａ〜図１４Ｆの周知技術の一例に係る特性Ｃ４及び図１５Ａ〜図１５Ｆの周知技術の他例に係る特性Ｃ５と対比して示した図である。
【０１２７】
図１７を参照すれば、周知技術の一例に係る特性Ｃ４では、回転速度ωが回転速度ω３を超えた時点で、周知技術の他例に係る特性Ｃ５では、回転速度ω４を超えた時点で、出力トルクＴが低下している。但し、回転速度ωの関係は、回転速度ω４＞回転速度ω３である。これにより、特性Ｃ４よりも特性Ｃ５の方が高速回転域の出力トルクＴが向上していることが判る。これに対し、本実施の形態２に係る特性Ｃ３では、回転速度ω４を超えても出力トルクＴが一定に保たれており、高速回転域で出力トルクＴが一層向上していることが判る。
【０１２８】
本実施の形態２の制御装置では、永久磁石同期電動機１′における第１巻線１１と第２巻線１２との間に相互インダクタンスを介在させることを前提としている。また、電流指令演算部は、第１電流指令として、回転座標軸上の第１ｄ軸電流指令ｉd1*及び第１ｑ軸電流指令ｉq1*を演算する。更に、電流指令演算部は、第２電流指令として、回転座標軸上の第２ｄ軸電流指令ｉd2*及び第２ｑ軸電流指令ｉq2*を演算し、第２ｄ軸電流指令ｉd2*を第１電圧利用状態ｘ1に基づいて演算する。即ち、電流指令演算部は、第１電圧利用状態ｘ1に基づいて、第２ｄ軸電流指令ｉd2*を演算している。このため、第２ｄ軸電流ｉd2によって、相互インダクタンスを介して低電圧側の第１系統の出力電圧に対する弱め磁束制御を行うことができる。この結果、電源電圧の低い第１系統の出力電圧の飽和を回避することができることにより、高速回転域の出力トルクＴを十分に向上させることができる。
【０１２９】
また、電流指令演算部は、第１電圧利用状態ｘ1が判定値α１よりも大きい場合に、第２ｑ軸電流指令ｉq2*の絶対値を、第１ｑ軸電流指令ｉq1*の絶対値よりも、大きい値で算出している。この結果、第１ｑ軸電流ｉq1の絶対値を小さくすることで、低電圧側である第１系統の出力電圧飽和を回避しつつ、第２ｑ軸電流ｉq2の絶対値を大きくすることによって、出力トルクＴを十分に向上させることができる。この制御機能は、実施の形態１の電流指令演算部にも適用させることができる。
【０１３０】
更に、電流指令演算部は、第２ｑ軸電流指令ｉq2*の絶対値について、第１電圧利用状態ｘ1に基づいて、第１ｑ軸電流指令ｉq1*の絶対値と第２ｑ軸電流指令ｉq2*の絶対値との平均値よりも、ｑ軸電流調整値Δｉだけ大きく演算している。また、電流指令演算部は、第１ｑ軸電流指令ｉq1の絶対値について、第１電圧利用状態ｘ1に基づいて、係る平均値よりも、ｑ軸電流調整値Δｉだけ小さく演算している。この結果、第１ｑ軸電流ｉq1の絶対値を小さくすることで、低電圧側の第１系統の出力電圧の飽和を回避しつつ、第２ｑ軸電流ｉq2の絶対値を大きくすることによって、出力トルクＴを十分に向上させることができる。この制御機能は、実施の形態１の電流指令演算部の場合と同様である。
【０１３１】
ところで、上記の例では、第１ｄ軸電流指令ｉd1*、第２ｄ軸電流指令ｉd2*を第１電圧利用状態ｘ1に比例する値で設定した。しかしながら、第１電圧利用状態ｘ1に基づいて算出する方法であれば、他の方法で設定しても良い。第１ｑ軸電流指令ｉq1*、第２ｑ軸電流指令ｉq2*の設定において、第１ｑ軸電流指令ｉq1*の絶対値を第２ｑ軸電流指令ｉq2*の絶対値未満に設定し、第１ｄ軸電流指令ｉd1*の絶対値を第２ｄ軸電流指令ｉd2*の絶対値超過とすれば良い。こうすることで、電流二乗和が第１系統と第２系統との何れかに偏って大きくなることを防ぎ、温度上昇を抑制できる。更に、第１電流二乗和Ｉs1と第２電流二乗和Ｉs2とが等しくなるように設定すれば、第１系統と第２系統との発熱が均等になり、温度上昇を一層安定して抑制できる。
【０１３２】
第１電流二乗和Ｉs1と第２電流二乗和Ｉs2とが等しくなるよう設定するには、例えば、下式（２１）及び（２２）のように設定すれば良い。
【０１３３】
【数１８】
2019180795.tif 000020
【０１３４】
即ち、電流指令演算部は、上式（２１）では、第１電圧利用状態ｘ1に比例する第１ｄ軸電流指令ｉd1*を算出し、上式（２２）では、電流二乗和が等しくなる条件で得られる第２ｄ軸電流指令ｉd2*を算出する。
【０１３５】
電流指令演算部は、第２ｑ軸電流指令ｉq2*の絶対値を大きくする一方、第２ｄ軸電流指令の絶対値を第１ｄ軸電流指令ｉd1*の絶対値より小さくなるように算出する。この結果、第２巻線１２に流れる電流を小さくでき、発熱を抑制できる。この制御機能についても、実施の形態１の電流指令演算部に適用させることができる。
【０１３６】
また、電流指令演算部は、第１ｄ軸電流指令ｉd1*の二乗と第１ｑ軸電流指令ｉq2*との二乗の和である第１電流二乗和Ｉs1と、第２ｄ軸電流指令ｉd2*の二乗と第２ｑ軸電流指令ｉq2*との二乗の和である第２電流二乗和Ｉs2と、が等しくなるようにしている。この結果、第１巻線１１と第２巻線１２との発熱を均等にすることができ、片方の巻線だけに発熱が集中し、過大な温度上昇が発生することを防止することができる。この制御機能は、実施の形態１の電流指令演算部の場合と同様である。
【０１３７】
尚、本実施の形態２では、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令を第１電圧利用状態ｘ1に基づいて演算する方法を示した。しかし、これに代えて、ｄ軸電流指令だけを使用しても良い。即ち、ｑ軸電流指令は、従来の方法のｉq1*＝ｉq2*＝（Ｉq*／２）で与え、ｄ軸電流指令を上式（２０）で与えるようにしても良い。こうした場合にも、第１電圧利用状態ｘ1に基づいて第２ｄ軸電流指令ｉd2*を演算することになる。これにより、制御装置は、第２電流指令によって、第１系統に対する弱め磁束制御を行うことができる。この結果、出力電圧の飽和によって、第１巻線１１及び第２巻線１２において、電流指令に応じた電流が通電されなくなることを回避することができる。
【０１３８】
因みに、本実施の形態２において、第２電流指令について、ｑ軸電流調整値Δｉを第１電圧利用状態に比例する値として与えて、第２ｑ軸電流指令を演算すると共に、第２ｄ軸電流指令を第１電圧利用状態ｘ1に比例する値として演算した。しかし、この演算方法に限らず、第２電流指令が第１電圧利用状態ｘ1に基づく値であれば良い。例えば、第１系統の出力電圧が飽和しないように、第１電圧利用状態ｘ1に基づく等式制約或いは不等式制約を与えた上で、最適化手法を用いて、等式制約或いは不等式制約を満たす第２電流指令を演算しても良い。
【０１３９】
実施の形態３．
実施の形態３は、上記実施の形態１、実施の形態２の何れかに係る永久磁石同期電動機１及び制御装置２或いは永久磁石同期電動機１′及び制御装置２′を備えた電動パワーステアリングシステムである。
【０１４０】
図１８は、本発明の実施の形態３に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示した図である。
【０１４１】
図１８を参照すれば、電動パワーステアリングシステムは、構造上でステアリングシャフト１０３における一端側にステアリングホイール１０１が取り付けられ、他端側にラック・ピニオンギヤ１０５を通して車輪１０４が取り付けられる。また、ステアリングシャフト１０３におけるステアリングホイール１０１側には、トルクセンサ１０２が設けられる。更に、ステアリングシャフト１０３におけるラック・ピニオンギヤ１０５側には、シャフト自体の反時計回りの回転方向と垂直な向きで時計回りに回転する軸に実施の形態１或いは実施の形態２で説明した永久磁石同期電動機１、１′が取り付けられる。加えて、トルクセンサ１０２及び永久磁石同期電動機１には、実施の形態１或いは実施の形態２で説明した制御装置２、２′が接続される。
【０１４２】
このうち、永久磁石同期電動機１、１′は、運転者の操舵を補助する役割を担う。トルクセンサ１０２は、運転者の操舵トルクを検出する役割を担う。この電動パワーステアリングシステムでは、運転者からステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクが、トルクセンサ１０２のトーションバー及びステアリングシャフト１０３を通り、ラック・ピニオンギヤ１０５を介してラックに伝達されて車輪１０４を転舵させる。このとき、永久磁石同期電動機１、１′は、制御装置２、２′によって駆動され、出力としてアシスト力を発生する。アシスト力は、ステアリングシャフト１０３に伝達されて操舵時に運転者が加える操舵トルクを軽減する。
【０１４３】
制御装置２、２′における第１電源回路３１を１２Ｖバッテリとし、第２電源回路３２を４８Ｖバッテリとする場合を例示できる。この場合、第１電流指令及び第２電流指令は、トルクセンサ１０２によって検出した運転者の操舵トルクに基づいて算出する。例えば、第１電流指令及び第２電流指令を算出するための基本ｑ軸電流指令Ｉq*を、運転者の操舵トルクに比例する値で算出する。
【０１４４】
このような構成の電動パワーステアリングシステムは、上記実施の形態１、２の何れかに係る制御装置２、２′を備えるため、電流指令演算部５、５′が運転者の操舵トルクに基づいて第１電流指令及び第２電流指令を演算する。このように、運転者の操舵トルクに基づいて、第１電流指令及び第２電流指令を演算すれば、高速操舵時においても、運転者の操舵トルクに応じたアシスト力を永久磁石同期電動機１、１′から得ることができる。この結果、快適に操舵できる電動パワーステアリング装置を提供できる。
【０１４５】
実施の形態４．
実施の形態４は、上記実施の形態１、実施の形態２の何れかに係る永久磁石同期電動機１及び制御装置２、或いは永久磁石同期電動機１′及び制御装置２′を備えた電動車両である。
【０１４６】
図１９を参照すれば、この電動車両は、その一例である電気自動車（ＥＶ）へ適用させるのが好ましい。この電動車両では、永久磁石同期電動機１及び制御装置２、或いは永久磁石同期電動機１′及び制御装置２′が、車体１０６に設置されている。永久磁石同期電動機１、１′で発生する車両駆動用のトルクは、駆動用ギヤ１０７を介して車輪１０４に伝わり、車輪１０４が回転する。この結果、電動車両は、前進・後退する。
【０１４７】
制御装置２、２′では、第１電流指令及び第２電流指令を運転者のアクセルペダルの操作量に基づいて演算することにより、運転者の意図した走行が実現できるような車両駆動用のトルクを得る。例えば、制御装置２、２′は、第１電流指令及び第２電流指令を算出するための基本ｑ軸電流指令Ｉq*を、運転者のアクセルペダルの操作量に比例する値で算出する。
【０１４８】
このような構成の電動車両は、上記実施の形態１、２の何れかに係る制御装置２、２′を備えるため、電流指令演算部５、５′が運転者の操舵トルクに基づいて、第１電流指令及び第２電流指令を演算する。このように、運転者のアクセルペダルの操作量に基づいて第１電流指令及び第２電流指令を演算すれば、高速走行時でも、運転者のアクセルペダルの操作量に応じた車両駆動用のトルクを得ることができる。この結果、快適に走行できる電動車両を提供できる。
【０１４９】
因みに、電動車両が電気自動車の場合には、一般に車両駆動用の永久磁石同期電動機１、１′に接続された第１電力変換器４１、第２電力変換器４２について、何れも４８Ｖのバッテリによる２台を用いて電力供給する構成になる。ところが、バッテリの片方が故障すると、制御装置２、２′において、例えば、４８Ｖを出力する正常側のバッテリである第２電源回路３２と、４８Ｖよりも低い電圧を出力する故障側のバッテリである第１電源回路３１と、を備える構成となる。こうした状況下でも、高速回転域の出力トルクＴを十分に向上させることができる。或いは、故障に拘わらず、４８Ｖを出力する正常側のバッテリである第２電源回路３２と、実施の形態３で説明した電動パワーステアリング装置等に電力供給する１２Ｖバッテリである第１電源回路３１と、を備えた構成としても良い。
【０１５０】
尚、上記した各実施の形態は、上述した構成に限らず、それらを組み合わせても良い。また、従来の方法と組み合わせることも可能である。例えば、ｑ軸電流調整値Δｉ及び第２ｄ軸電流指令ｉd2*を、第１電圧利用状態ｘ1と第２電圧利用状態ｘ2との２つから算出するように構成しても良い。
【０１５１】
即ち、本発明は、上述した各実施の形態に限定されず、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記各実施の形態は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能である。そうした場合にも、これらは、添付した特許請求の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１５２】
１、１′  永久磁石同期電動機、２、２′  制御装置、５、５′  電流指令演算部、１１  第１巻線、１２  第２巻線、１３  角度検出器、３１  第１電源回路、３２  第２電源回路、４１  第１電力変換器、４２  第２電力変換器、５３、５３′  第１電圧利用状態演算部、５４  ｑ軸電流調整値演算部、５５  ｑ軸電流指令演算部、５６  ｄ軸電流指令演算部、６１  第１電流制御部、６２  第２電流制御部、１０１  ステアリングホイール、１０２  トルクセンサ、１０３  ステアリングシャフト、１０４  車輪、１０５  ラック・ピニオンギヤ、１０６  車体、１０７  駆動用ギヤ、６１３  第１座標変換部、６２３  第２座標変換部、６１４  第１電圧指令演算部、６２４  第２電圧指令演算部、６１４ｄ、６１４ｑ、６２４ｄ、６２４ｑ  ＰＩ制御器
【図１】
2019180795.tif 000021
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019180795.tif 000027
【図８】
2019180795.tif 000028
【図９】
2019180795.tif 000029
【図１０】
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【図１１】
2019180795.tif 000031
【図１２】
2019180795.tif 000032
【図１３】
2019180795.tif 000033
【図１４】
2019180795.tif 000034
【図１５】
2019180795.tif 000035
【図１６】
2019180795.tif 000036
【図１７】
2019180795.tif 000037
【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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2019180795.tif 000041
2019180795.tif 000042
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