(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石型電動機の出力トルクを指示するトルク指令と、前記永久磁石型電動機の特性を示す定数とに基づいて前記永久磁石型電動機に供給する電流を指示する電流指令を算出する電流指令演算手段と、
前記永久磁石型電動機に流れる電流が前記電流指令に追従するように前記永久磁石型電動機に供給する電圧を指示する電圧指令を調整する電流制御手段と、
前記永久磁石型電動機に与えられる電流および電圧に基づいて、前記定数を推定する定数推定手段であって、前記トルク指令に対する前記永久磁石型電動機の出力トルクの乖離の程度を示すトルク乖離係数を前記永久磁石型電動機のｄ軸電圧、ｄ軸電流、ｑ軸電圧、ｑ軸電流、電機子抵抗および回転子の回転角速度に基づいて推定する定数推定手段と
を具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２】
永久磁石型電動機の出力トルクを指示するトルク指令と、前記永久磁石型電動機の特性を示す定数とに基づいて前記永久磁石型電動機に供給する電流を指示する電流指令を算出する電流指令演算手段と、
前記永久磁石型電動機に流れる電流が前記電流指令に追従するように前記永久磁石型電動機に供給する電圧を指示する電圧指令を調整する電流制御手段と、
前記永久磁石型電動機に与えられる電流および電圧に基づいて、前記定数を推定する定数推定手段であって、前記定数として、前記永久磁石型電動機のｑ軸インダクタンスを前記永久磁石型電動機のｄ軸電圧、ｄ軸電流、電機子抵抗および回転子の回転角速度に基づいて推定する定数推定手段とを具備し、
前記電流指令演算手段は、前記トルク指令と、前記定数推定手段において推定した前記永久磁石型電動機のｑ軸インダクタンスおよび前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数とに基づいて前記電流指令を算出することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項３】
前記電流指令演算手段は、前記トルク指令と、前記定数推定手段において推定した前記永久磁石型電動機のｑ軸インダクタンスおよび前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数とに基づいて前記電流指令を算出することを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項４】
永久磁石型電動機の出力トルクを指示するトルク指令と、前記永久磁石型電動機の特性を示す定数とに基づいて前記永久磁石型電動機に供給する電流を指示する電流指令を算出する電流指令演算手段と、
前記永久磁石型電動機に流れる電流が前記電流指令に追従するように前記永久磁石型電動機に供給する電圧を指示する電圧指令を調整する電流制御手段と、
前記永久磁石型電動機に与えられる電流および電圧に基づいて、前記定数を推定する定数推定手段と、
前記定数推定手段によって推定された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数を記憶する定数記憶手段とを具備し、
前記定数推定手段によって推定された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数または前記定数記憶手段に記憶された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数を前記電流指令演算手段に供給することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項５】
永久磁石型電動機の出力トルクを指示するトルク指令と、前記永久磁石型電動機の特性を示す定数とに基づいて前記永久磁石型電動機に供給する電流を指示する電流指令を算出する電流指令演算手段と、
前記永久磁石型電動機に流れる電流が前記電流指令に追従するように前記永久磁石型電動機に供給する電圧を指示する電圧指令を調整する電流制御手段と、
前記永久磁石型電動機に与えられる電流および電圧に基づいて、前記定数を推定する定数推定手段であって、前記定数として、前記永久磁石型電動機のｑ軸インダクタンスを前記永久磁石型電動機のｄ軸電圧、ｄ軸電流、電機子抵抗および回転子の回転角速度に基づいて推定する定数推定手段と、
前記定数推定手段によって推定された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数を記憶する定数記憶手段とを具備し、
前記定数推定手段によって推定された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数または前記定数記憶手段に記憶された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数を前記電流指令演算手段に供給することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項６】
前記定数推定手段によって推定された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数を記憶する定数記憶手段を具備し、
前記定数推定手段によって推定された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数または前記定数記憶手段に記憶された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数を前記電流指令演算手段に供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の電動機制御装置。
【請求項７】
前記永久磁石型電動機の回転子の回転角速度が所定の回転角速度以上の場合、前記定数推定手段に推定させた前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数を前記定数記憶手段に記憶させるとともに前記電流指令演算手段に供給し、前記永久磁石型電動機の回転子の回転角速度が所定の回転角速度未満の場合、前記定数記憶手段に記憶された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数の推定値を前記電流指令演算手段に供給する動作判断手段を具備することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１の請求項に記載の電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、永久磁石型電動機の運転を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期電動機の出力トルクを推定して、推定した出力トルクと外部から供給されるトルク指令とにより同期電動機をベクトル制御する制御装置が、例えば特許文献１および２に開示されている。【０００３】
図５は、特許文献１の制御装置を含む電動機制御システムの構成を示すブロック図である。特許文献１の制御装置では、まず、同期電動機に供給される各相電圧と電流検出器により検出される同期電動機の各相電流とにより同期電動機の消費電力を算出する。次に、回転角検出器により検出される同期電動機の回転子の回転角から回転角速度を算出し、同期電動機の消費電力を回転角速度により除算して同期電動機の出力トルクの推定値を求める。そして、この出力トルクの推定値が出力トルクの目標値を指示するトルク指令と等しくなるように、同期電動機の各相電流を決定するトルク指令を調整する。【０００４】
図６は、特許文献２の制御装置を含む電動機制御システムの構成を示すブロック図である。特許文献２の制御装置では、同期電動機に供給される各相電圧から同期電動機の電機子巻線に鎖交する鎖交磁束をベクトル表現した鎖交磁束ベクトルを求め、この鎖交磁束ベクトルと電機子巻線に流れる電流をベクトル表現した電流ベクトルとの外積を求める。また、単位時間あたりの回転子の磁極位置の変化量に対する鎖交磁束ベクトルと電流ベクトルとの内積の変化量を求める。これら鎖交磁束ベクトルと電流ベクトルとの外積と、鎖交磁束ベクトルと電流ベクトルとの内積の変化量とから出力トルクを推定する。そして、この出力トルクの推定値を用いて出力トルクの補正を行う。【０００５】
このようにして、特許文献１および２の制御装置は、出力トルクがトルク指令から乖離するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３１１７７０号公報
【特許文献２】特開２００９−２６８２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１および２の電動機制御装置には、共に２つの問題がある。第１の問題は、同期電動機の動作点と最適な動作点との間にずれが生じることを防止することができず、同期電動機を高効率で運転することができない、というものである。【０００８】
この第１の問題について詳細に説明する。一般に、ベクトル制御ではトルク指令から電流指令を算出する手段を設けている。このトルク指令から電流指令を算出する手段では、トルク指令から電流振幅が最小となるように電流の位相角と電流の振幅を決定し、この位相角をもった電流をｄｑ軸座標系におけるｄ軸およびｑ軸に投影しｄ軸電流指令およびｑ軸電流指令を算出している。このトルク指令から決定する電流の位相角と電流の振幅のことを動作点と呼び、電流振幅が最小となるときの電流の位相角のことを最適な動作点と呼ぶ。また、トルク指令から電流指令を算出する手段では、同期電動機の特性（例えばインダクタンスなど）を示す定数は事前に決定され固定された値として電流指令を算出している。【０００９】
このような従来の電動機制御装置に同期電動機が接続されて同期電動機が過負荷となった場合、同期電動機内部の磁気回路に磁気飽和が発生することがある。特に、電気車駆動用の電動機として設計される永久磁石型電動機では、当該電動機をコンパクトに設計するため、磁気飽和が発生し易い。同期電動機内部に磁気飽和が発生すると、同期電動機の定数が変化し（特にｑ軸インダクタンスが変化し）、この同期電動機の定数の変化により出力トルクが変化する。また、同期電動機の定数が変化すると、トルク指令に対する電流が最小となる最適な動作点が変化することとなる。これに対して、トルク指令から電流指令を算出する手段では、同期電動機の定数を固定値として電流指令を算出するため、同期電動機の定数の変化が電流指令に反映されない。すなわち、同期電動機の定数を固定値として決定した動作点と実際の同期電動機の定数の変化により変化した最適な動作点とがずれることとなる。これにより、実際の最適な動作点とは異なる動作点において同期電動機を運転することになるため、同期電動機に必要以上の電流を流さなければならず、同期電動機を高効率で運転することができない。【００１０】
第２の問題は、同期電動機の回転子の回転角速度が低い場合、出力トルクの推定を精度良く行うことができない、というものである。特に回転角速度がゼロ近傍の値の場合、出力トルクを推定することができない。このため、低回転角速度の場合には、出力トルクの推定値とトルク指令との間の乖離がなくなるように行う出力トルクの補正を精度良く行うことができない。【００１１】
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、同期電動機を高効率で運転することができる制御装置を提供することを第１の目的とし、同期電動機の回転子の回転角速度が低い場合においても高精度で出力トルクの補正をすることができる制御装置を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、永久磁石型電動機の出力トルクを指示するトルク指令と、前記永久磁石型電動機の特性を示す定数とに基づいて前記永久磁石型電動機に供給する電流を指示する電流指令を算出する電流指令演算手段と、前記永久磁石型電動機に流れる電流が前記電流指令に追従するように前記永久磁石型電動機に供給する電圧を指示する電圧指令を調整する電流制御手段と、前記永久磁石型電動機に与えられる電流および電圧に基づいて、前記定数を推定する定数推定手段とを具備することを特徴とする電動機制御装置を提供する。【００１３】
この発明によれば、永久磁石型電動機の定数を推定し、この定数の推定値を用いて電流指令を算出するため、永久磁石型電動機の動作点が最適な動作点からずれることを防止することができ、永久磁石型電動機を高効率で運転することができる。【００１４】
また、この発明は、前記定数推定手段によって推定された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数を記憶する定数記憶手段を具備し、前記永久磁石型電動機の回転子の回転角速度が所定の回転角速度以上の場合、前記定数推定手段に推定させた前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数を前記定数記憶手段に記憶させるとともに前記電流指令演算手段に供給し、前記永久磁石型電動機の回転子の回転角速度が所定の回転角速度未満の場合、前記定数記憶手段に記憶された前記定数および前記永久磁石型電動機のトルク乖離係数の推定値を前記電流指令演算手段に供給する動作判断手段をさらに具備することを特徴とする電動機制御装置を提供する。【００１５】
この発明によれば、永久磁石型電動機の回転角速度が所定回転角速度未満の場合、永久磁石型電動機の定数の推定およびトルク乖離係数の推定を行わず、高回転角速度において推定した永久磁石型電動機の定数およびトルク乖離係数を電流指令演算手段に供給して電流指令を算出するため、低回転角速度においても高精度で出力トルクの補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の第１実施形態である電動機制御装置５０Ａを含む電動機制御システムＡの構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態である電動機制御装置５０Ａの動作判断部４４の動作を示す図である。
【図３】この発明の第２実施形態である電動機制御装置５０Ｂを含む電動機制御システムＢの構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の第３実施形態である電動機制御装置５０Ｃを含む電動機制御システムＣの構成を示すブロック図である。
【図５】特許文献１の制御装置を含む電動機制御システムの構成を示すブロック図である。
【図６】特許文献２の制御装置を含む電動機制御システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態による電動機制御装置５０Ａを含む電動機制御システムＡの構成を示すブロック図である。電動機制御システムＡは、ＰＭＳＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｍｏｔｏｒ；永久磁石型同期電動機）１、インバータ１２、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；パルス幅変調）回路１１、電流検出器１４および１５、位置検出器２および電動機制御装置５０Ａを有する。本実施形態による電動機制御装置５０Ａは、ＰＷＭ回路１１を制御することによりインバータ１２を動作させ、これをもってＰＭＳＭ１の運転を制御する。
【００１８】
インバータ１２は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などのスイッチング素子を有し、スイッチング素子をオン／オフすることにより直流電圧をＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相交流電圧に変換する電力変換装置である。インバータ１２のＵ相、Ｖ相およびＷ相の各出力端には、ＰＭＳＭ１が接続される。ＰＷＭ回路１１は、電動機制御装置５０Ａから供給されるＵ相電圧Ｖｕ、Ｖ相電圧ＶｖおよびＷ相電圧Ｖｗに基づいてインバータ１２のスイッチング素子をオン／オフさせるＰＷＭ信号を生成する回路である。
【００１９】
電流検出器１４は、インバータ１２からＰＭＳＭ１に供給されるＶ相電流ｉｖを検出する装置である。電流検出器１５は、インバータ１２からＰＭＳＭ１に供給されるＷ相電流ｉｗを検出する装置である。位置検出器２は、ＰＭＳＭ１の回転子の位置（回転角度）θを検出する装置である。電流検出器１４および１５により検出されたＶ相電流ｉｖおよびＷ相電流ｉｗ、位置検出器２により検出された回転子の位置θの各々の情報は電動機制御装置５０Ａに送られる。
【００２０】
電動機制御装置５０Ａは、電流指令演算部２０、ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２１、減算器２２および２３、電流制御器（ＡＣＲ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）２５および２６、ｄｑ→ｕｖｗ座標変換部２８、微分演算回路１６、定数推定部４３、定数記憶部４２および動作判断部４４を有する。
【００２１】
電流指令演算部２０は、例えば、最小の電流で最大のトルクをＰＭＳＭ１に発生させるように制御する最大トルク／電流制御などの公知の制御則に基づいて、外部から供給されるトルク指令Ｔｒｑ＊からｄ軸電流指令ｉｄ＊およびｑ軸電流指令ｉｑ＊をそれぞれ算出する。このとき、電流指令演算部２０は、ＰＭＳＭ１の定数であるｑ軸インダクタンスＬｑとして、定数記憶部４２から供給されるｑ軸インダクタンスＬｑの推定値を用いる。また、電流指令演算部２０は、トルク指令Ｔｒｑ＊と出力トルクの関係を示す係数として、定数記憶部４２から供給されるトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定値を用いる。なお、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定方法については後述する。
【００２２】
ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２１は、位置検出器２により検出された回転子の位置θを用いて、Ｖ相電流検出器１４により検出されたＰＭＳＭ１のＶ相電流ｉｖおよびＷ相電流検出器１５により検出されたＰＭＳＭ１のＷ相電流ｉｗを、ｄｑ軸座標系におけるｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑに座標変換する。このとき、ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２１では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各相電流の和がゼロであることを利用して、Ｖ相電流検出器１４からのＶ相電流ｉｖとＷ相電流検出器１５からのＷ相電流ｉｗとからＵ相電流ｉｕを算出した後に、これらＵ相電流ｉｕ、Ｖ相電流ｉｖおよびＷ相電流ｉｗをｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑに変換する。
【００２３】
減算器２２は、電流指令演算部２０にて算出されたｄ軸電流指令ｉｄ＊から、ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２１にて算出されたｄ軸電流ｉｄを減算し、減算結果を電流制御器２５に出力する。また、減算器２３は、電流指令演算部２０にて算出されたｑ軸電流指令ｉｑ＊から、ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２１にて算出されたｑ軸電流ｉｑを減算し、減算結果を電流制御器２６に出力する。
【００２４】
電流制御器２５は、減算器２２の減算結果（すなわち、ｄ軸電流指令ｉｄ＊とｄ軸電流ｉｄとの電流差）がゼロとなるようにｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を調節して出力する。また、電流制御器２６は、減算器２３の減算結果（すなわち、ｑ軸電流指令ｉｑ＊とｑ軸電流ｉｑとの電流差）がゼロとなるようにｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を調節して出力する。
【００２５】
ｄｑ→ｕｖｗ座標変換部２８は、位置検出器２により検出された回転子の位置θを用いて、電流制御器２５により調節されたｄ軸電圧指令Ｖｄ＊および電流制御器２６により調節されたｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を、三相（ＵＶＷ）座標系におけるＵ相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ＊およびＷ相電圧指令Ｖｗ＊に変換する。そしてｄｑ→ｕｖｗ座標変換部２８は、Ｕ相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ＊およびＷ相電圧指令Ｖｗ＊をそれぞれＵ相電圧Ｖｕ、Ｖ相電圧ＶｖおよびＷ相電圧Ｖｗとして出力する。
【００２６】
微分演算回路１６は、位置検出器２により検出されたＰＭＳＭ１の回転子の位置θを微分演算して、ＰＭＳＭ１の回転子の回転角速度ωを算出する。
【００２７】
定数推定部４３は、ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２１にて算出されたｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑ、電流制御器２５にて調節されたｄ軸電圧指令Ｖｄ＊、電流制御器２６にて調節されたｑ軸電圧指令Ｖｑ＊、微分演算回路１６にて算出された回転角速度ωおよび外部から供給されたトルク指令Ｔｒｑ＊の各情報を用いて、ＰＭＳＭ１の定数のひとつであるｑ軸インダクタンスＬｑの推定値および出力トルクの推定値とトルク指令との乖離の程度を示すトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定値のそれぞれを算出する。なお、この明細書では、ｑ軸インダクタンスＬｑの推定値の算出をｑ軸インダクタンスＬｑの推定、トルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定値の算出をトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定と呼ぶこともある。また、これらｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定は、動作判断部４４からの指示により実行される。ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定については後に詳述する。
【００２８】
定数記憶部４２は、動作判断部４４からの指示により、定数推定部４３にて推定されたｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを記憶する。また、定数記憶部４２は、動作判断部４４からの指示により、定数推定部４３にて推定されたｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑまたは定数記憶部４２に記憶されたｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑのいずれかを電流指令演算部２０に供給する。定数記憶部４２の動作については後に詳述する。
【００２９】
動作判断部４４は、微分演算回路１６にて算出した回転角速度ωが所定回転角速度以上であるか否かにより、定数推定部４３においてｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの算出を行うか否かの判断および定数記憶部４２においてｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの記憶を行うか否かの判断を行い、これら判断結果に基づく指示を定数推定部４３および定数記憶部４２に対して行う。動作判断部４４が行う判断については後に詳述する。
以上が、本実施形態による電動機制御装置５０Ａおよびその電動機制御装置５０Ａを含む電動機制御システムＡの構成である。
【００３０】
次に、定数推定部４３におけるｑ軸インダクタンスＬｑの推定について説明する。ＰＭＳＭ１に電流を流すことにより電動機内部鉄心に磁気飽和が生じた場合、ＰＭＳＭ１の定数が変化し、ＰＭＳＭ１の電流が変化する。例えば、ｑ軸インダクタンスＬｑの変化により電流が変化し、ｄ軸電流ｉｄとｄ軸電流指令ｉｄ＊との間に誤差が生じる。本実施形態による電動機制御装置５０Ａでは、図１に示すように、減算器２２においてｄ軸電流ｉｄとｄ軸電流指令ｉｄ＊との間に生じる誤差を算出し、電流制御器２５においてそのｄ軸電流ｉｄとｄ軸電流指令ｉｄ＊との間に生じる誤差がなくなるようにｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を調整して出力している（換言すると、ｄ軸電流ｉｄをｄ軸電流指令ｉｄ＊に追従させている）。このため、電流制御器２５から出力されるｄ軸電圧指令Ｖｄ＊には、ｄ軸電流ｉｄとｄ軸電流指令ｉｄ＊との間の誤差が反映されており、結果として、ＰＭＳＭ１のｑ軸インダクタンスＬｑの変化が反映されている。このｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を用いて演算を行うことにより、磁気飽和により変化した後のＰＭＳＭ１のｑ軸インダクタンスＬｑを推定することができる。変化後のＰＭＳＭ１のｑ軸インダクタンスＬｑを推定することができれば、その推定値を用いて電流指令を算出することにより動作点が最適動作点からずれることを防止することができる。そこで、本実施形態による電動機制御装置５０Ａでは、このｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を定数推定部４３に供給し、定数推定部４３においてｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を用いた演算処理を行うことにより、ＰＭＳＭ１の定数であるｑ軸インダクタンスＬｑを推定している。なお、ＰＭＳＭ１の定数のうちｑ軸インダクタンスＬｑを推定しているのは、磁気飽和が発生した場合に動作点が最適な動作点からずれる影響が他のＰＭＳＭ１の定数に比べ大きいからである。
【００３１】
ｑ軸インダクタンスＬｑの推定についてより詳細に説明する。ｄｑ軸座標系におけるＰＭＳＭ１の電圧方程式は以下の式（１Ａ）および（１Ｂ）で表すことができる。
【数１】
0005910757.tif 000002
ここで、ＲａはＰＭＳＭ１の電機子抵抗（巻き線抵抗）、Ψａは永久磁石による磁束成分、ωはＰＭＳＭ１の回転子の回転角速度、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑはｑ軸インダクタンス、ｉｄはｄ軸電流、ｉｑはｑ軸電流、Ｖｄはｄ軸電圧、Ｖｑはｑ軸電圧である。
【００３２】
ＰＭＳＭ１が安定に回転している場合、ｄ軸電流の変化（ｄｉｄ／ｄｔ）およびｑ軸電流の変化（ｄｉｑ／ｄｔ）をゼロとすると、上記式（１Ａ）および（１Ｂ）は下記式（２Ａ）および（２Ｂ）に簡略化することができる。
【数２】
0005910757.tif 000003
【００３３】
そして、上記式（２Ａ）は、ｑ軸インダクタンスＬｑについて下記式（３）のように変形することができる。
【数３】
0005910757.tif 000004
式（３）に示すように、ｑ軸インダクタンスＬｑは、電機子抵抗Ｒａ、回転角速度ω、ｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑおよびｄ軸電圧Ｖｄから求めることができる。このため、本実施形態による電動機制御装置５０Ａの定数推定部４３では、上記式（３）に基づいて電機子抵抗Ｒａ、回転角速度ω、ｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑおよびｄ軸電圧Ｖｄからｑ軸インダクタンスＬｑを推定する。
【００３４】
さらに詳細に説明すると、式（３）における電機子抵抗Ｒａは予め測定した値を用い、回転角速度ωは位置検出器２の検出結果を微分演算した値を用いる。また、式（３）におけるｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑは、電流検出器１４および１５の検出結果をｄｑ座標に変換した値を各々用いる。また、式（３）におけるｄ軸電圧Ｖｄは、電流制御器２５の出力であるｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を用いる。
【００３５】
ここで、式（３）におけるｄ軸電圧Ｖｄとして用いるｄ軸電圧指令Ｖｄ＊についてさらに詳細に説明する。式（３）におけるｄ軸電圧ＶｄはＰＭＳＭ１へ入力する各相電圧をｄｑ軸座標系に変換したｄ軸電圧であるが、本実施形態による電動機制御システムＡのようにＰＭＳＭ１の入力電圧を検出する手段を設けていない場合には、式（３）におけるｄ軸電圧Ｖｄとしてｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を用いることができる。このとき、ｄ軸電圧Ｖｄとｄ軸電圧指令Ｖｄ＊との間に誤差が存在する可能性がある。この誤差の主な原因は、インバータ１２のスイッチングデバイスの貫通電流を防止するためにＰＷＭ信号に挿入したいわゆるデッドタイムである。本実施形態による電動機制御システムＡでは、このデッドタイムによるｄ軸電圧Ｖｄとｄ軸電圧指令Ｖｄ＊との間の誤差を補正する手段をＰＷＭ回路１１に含んでいる（図示略）。具体的には、デッドタイムはインバータ１２のスイッチング素子をオンさせるためのパルス幅を短くして設けるため、パルス幅が短くなった分に相当する電圧分だけｄ軸電圧Ｖｄはｄ軸電圧指令Ｖｄ＊より低下する。ＰＷＭ回路１１は、この電圧の低下がなくなるようにｄ軸電圧Ｖｄを補正し、補正したｄ軸電圧Ｖｄを出力するようなＰＷＭ信号を生成する。これにより、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊はｄ軸電圧Ｖｄと同等とみなすことができるため、式（３）におけるｄ軸電圧Ｖｄとして電流制御器２５の出力であるｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を直接用いることができる。
【００３６】
このようにして推定したｑ軸インダクタンスＬｑは、電流指令演算部２０に供給されて電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊の算出に利用される。推定したｑ軸インダクタンスＬｑを用いて電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊を算出し、この電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊をＰＭＳＭ１の制御に用いることにより、ＰＭＳＭ１を磁気飽和による変化後の定数（ｑ軸インダクタンスＬｑ）に応じた最適な動作点で運転することができる。
以上がｑ軸インダクタンスＬｑの推定の詳細である。
【００３７】
次に、定数推定部４３におけるトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定について説明する。先に述べたように、電動機内部鉄心に磁気飽和が生じた場合、ＰＭＳＭ１の定数が変化し、ＰＭＳＭ１の出力トルクも変化することとなる。このため、出力トルクと外部からのトルク指令との間に乖離が生じる。本実施形態による電動機制御装置５０Ａでは、先に述べたように、電流制御器２５においてｄ軸電流ｉｄとｄ軸電流指令ｉｄ＊との間に生じる誤差がなくなるようにｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を調整しているため、ＰＭＳＭ１の定数の変化によるｄ軸電流ｉｄの変化はｄ軸電圧指令Ｖｄ＊に反映されている。同様に、電動機制御装置５０Ａでは、電流制御器２６においてｑ軸電流ｉｑとｑ軸電流指令ｉｑ＊との間に生じる誤差がなくなるようにｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を調整しているため、ＰＭＳＭ１の定数の変化によるｑ軸電流ｉｑの変化はｑ軸電圧指令Ｖｑ＊に反映されている。このｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を用いて演算することにより、変化した後の出力トルクを推定することができる。そして、出力トルクを推定することができれば、出力トルクを補正することができる。そこで、本実施形態による電動機制御装置５０Ａでは、定数推定部４３において、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を用いて出力トルクを推定している。そして、本実施形態による電動機制御装置５０Ａでは、推定した出力トルクと外部から入力されたトルク指令Ｔｒｑ＊とからトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定している。
【００３８】
トルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定についてより詳細に説明する。ｄｑ軸座標系におけるＰＭＳＭ１の出力トルクは以下の式（４）で表すことができる。
【数４】
0005910757.tif 000005
【００３９】
ここで、ＰｎはＰＭＳＭ１の極対数であり、他の変数は前掲式（１Ａ）および（１Ｂ）〜（３）と同様である。また、前掲式（２Ａ）および（２Ｂ）は、以下の式（５Ａ）および（５Ｂ）に整理することができる。
【数５】
0005910757.tif 000006
回転角速度ωがゼロでないときに、上記式（５Ａ）および（５Ｂ）を上記式（４）に代入すると、ＰＭＳＭ１の出力トルクは、以下の式（６）で表すことができる。
【数６】
0005910757.tif 000007
式（６）に示すように、出力トルクＴは、電機子抵抗Ｒａ、回転角速度ω、ｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑ、ｄ軸電圧Ｖｄおよびｑ軸電圧Ｖｑから求めることができる。このため、本実施形態による電動機制御装置５０Ａの定数推定部４３では、上記式（６）に基づいて出力トルクを推定する。
【００４０】
さらに詳細に説明すると、式（６）におけるｄ軸電圧Ｖｄは、電流制御器２５の出力であるｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を用い、ｑ軸電圧Ｖｑは、電流制御器２６の出力であるｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を用いる。ここで、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を用いることができることについてはｑ軸インダクタンスＬｑの算出において説明したのと同様である。また、その他の変数についてはｑ軸インダクタンスＬｑの推定と同様である。
【００４１】
さらに、トルク乖離係数Ｋｔｒｑは、式（６）により求める出力トルクの推定値と外部からのトルク指令Ｔｒｑ＊とにより、以下の式（７）で表すことができる。
【数７】
0005910757.tif 000008
このため、本実施形態による電動機制御装置５０Ａの定数推定部４３では、上記式（７）に基づいてトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定する。
【００４２】
このようにして推定したトルク乖離係数Ｋｔｒｑは、電流指令演算部２０に供給されて電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊の算出に利用される。推定したトルク乖離係数Ｋｔｒｑを用いて電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊を補正することにより、トルク指令と同じ出力トルクでＰＭＳＭ１を運転することができる。
以上がトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定の詳細である。
【００４３】
次に、動作判断部４４および定数記憶部４２について説明する。前掲式（３）および式（６）（式（７））に示すように、ｑ軸インダクタンスＬｑおよび出力トルク（トルク乖離係数Ｋｔｒｑ）を推定するにあたり、ＰＭＳＭ１の回転子の回転角速度ωが式の分母にある。このことより、回転角速度ωが高い場合には、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑは正確に演算することができて演算精度が高いが、回転角速度ωが低い場合には、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを正確に演算することができない。特に、回転角速度ωがゼロである場合、すなわちＰＭＳＭ１の回転子が停止している場合には、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑは演算不能となる。このように、回転角速度ωが低いまたはゼロである場合、回転角速度ωが高い場合に比べ、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定精度が低下し、これにより電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊の算出精度が低下する。そこで、本実施形態による電動機制御装置５０Ａでは、回転角速度ωが低いまたはゼロであるときにおける電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊の算出精度が低下することを防止するために、動作判断部４４および定数記憶部４２を設けている。
【００４４】
図２は、動作判断部４４の動作を示す図である。図２に示すように、回転角速度ωが所定値ω０以上の場合（所定回転角速度ω０より高回転角速度の場合）、動作判断部４４は、定数推定部４３に対してｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定を行う旨の指示を行う。そして、この場合、動作判断部４４は、定数記憶部４２に対して定数推定部４３において推定されたｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの記憶を行う旨の指示を行い、加えて、この推定されたｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを電流指令演算部２０に出力する旨の指示を行う。
【００４５】
一方、回転角速度ωの値が所定値ω０未満の場合（所定回転角速度ω０より低回転角速度の場合）、動作判断部４４は、定数推定部４３に対してｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定を行わない旨の指示を行う。そして、この場合、動作判断部４４は、定数記憶部４２に対してｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの記憶を行わない旨の指示を行い、加えて、回転角速度ωが所定値ω０以上のときに記憶したｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを電流指令演算部２０に出力する旨の指示を行う。このように、本実施形態では、回転角速度ωが所定回転角速度ω０より低回転角速度の場合、高回転角速度において推定したｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを電流指令演算部２０に出力する。
【００４６】
低回転角速度の場合においても高回転角速度において推定したトルク乖離係数Ｋｔｒｑを利用することができるのは、トルク乖離係数Ｋｔｒｑは、ほぼ出力トルクにのみ依存し回転角速度に依存しないからである。また、本実施形態において、出力トルクの推定値をそのまま電流指令演算部２０に供給せずに出力トルクの推定値からトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定してから電流指令演算部２０に供給している理由は、この低速回転角速度の場合に高速回転角速度において推定した結果を利用するためである。なお、ｑ軸インダクタンスＬｑにおいてもトルク乖離係数Ｋｔｒｑと同様に回転角速度に依存しない。
【００４７】
このようにして、低回転角速度におけるｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定は行わず、精度良く算出される高回転角速度におけるｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定結果を低回転角速度において利用することで、電流指令演算部２０において算出する電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊の算出精度が低下することを防止している。
【００４８】
次に、定数記憶部４２について説明する。定数記憶部４２は、先に述べたように、動作判断部４４の指示に従って定数推定部４３により推定されたｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの記憶および出力を行う。このｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑのそれぞれを示す情報をどのような態様の情報として記憶するかは、種々考えられる。推定したｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑをそのまま直接記憶する態様の他、推定したｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを別のパラメータとして間接的に記憶する態様も考えられる。間接的に記憶する態様として、例えば、近似方程式の係数としてｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを示す情報を記憶する態様がある。
【００４９】
本実施形態では、ｑ軸インダクタンスＬｑを１次の近似方程式に近似し、その近似方程式の係数をｑ軸インダクタンスＬｑを示す情報として定数記憶部４２に記憶する。より詳細に説明すると、ｑ軸インダクタンスＬｑは、以下の式（８）で近似することができる。
【数８】
0005910757.tif 000009
ただし、ｉｑはｑ軸電流、Ｌｑ０はｑ軸電流がゼロの時のｑ軸インダクタンス、Ｋはｑ軸インダクタンスＬｑの変化を表すｑ軸磁気飽和係数である。
【００５０】
定数記憶部４２は、定数推定部４３にて推定されたｑ軸インダクタンスＬｑが入力されると、その推定されたｑ軸インダクタンスＬｑとそれに対応するｑ軸電流ｉｑとを上記式（８）に当てはめてｑ軸磁気飽和係数Ｋを算出する。そして、定数記憶部４２は、算出したｑ軸磁気飽和係数Ｋをｑ軸インダクタンスＬｑを示す情報として記憶する。このように、ｑ軸磁気飽和係数Ｋを記憶することでｑ軸インダクタンスＬｑを間接的に記憶することができる。なお、ｑ軸インダクタンスＬｑについて説明したが、トルク乖離係数Ｋｔｒｑについても、直接にまたは間接的に記憶することができる。
【００５１】
また、本実施形態による電動機制御装置５０Ａでは、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定が安定して行われるように、電動機制御システムＡの動作開始時等においてｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定値を予め調整するようにしても良い。例えば、トルク指令Ｔｒｑ＊を、５０％、１００％、１５０％、２００％というように変化させたときのそれぞれのトルク指令Ｔｒｑ＊に対応する出力トルクを推定し、これらのトルク指令Ｔｒｑ＊とそれに対応する出力トルクの推定値からトルク乖離係数Ｋｔｒｑを調整するという具合である。これによりｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定が安定して行われることとなり、ＰＭＳＭ１の動作点の補正および出力トルクの補正が安定して行われることになる。
【００５２】
このように、本実施形態による電動機駆動装置５０Ａでは、定数推定部４３においてＰＭＳＭ１の定数であるｑ軸インダクタンスＬｑとトルク乖離係数Ｋｔｒｑとを推定し、推定したｑ軸インダクタンスＬｑとトルク乖離係数Ｋｔｒｑとを用いて電流指令演算部２０において電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊を算出する。これにより、ＰＭＳＭ１の電動機内部鉄心に磁気飽和が生じＰＭＳＭ１の定数であるｑ軸インダクタンスＬｑが変化したとしても、その変化したｑ軸インダクタンスＬｑを定数推定部４３で推定し、その推定したｑ軸インダクタンスＬｑを用いて電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊を算出するため、ｑ軸インダクタンスＬｑの変化を電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊に反映させることができる。このため、ｑ軸インダクタンスＬｑの変化によりＰＭＳＭ１の動作点が最適な動作点からずれることを防止することができ、ＰＭＳＭ１を高効率で運転することができる。また、出力トルクが変化したとしても、その変化した出力トルクを定数推定部４３で推定してトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定し、その推定したトルク乖離係数Ｋｔｒｑを用いて電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊を算出するため、トルク乖離係数Ｋｔｒｑを電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊に反映させることができる。このため、出力トルクがトルク指令Ｔｒｑ＊から乖離することを防止することができ、ＰＭＳＭ１を適正な出力トルクで運転することができる。
【００５３】
さらに、本実施形態による電動機駆動装置５０Ａでは、回転角速度ωが高い場合、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定し、推定したｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを定数記憶部４２に記憶するとともに推定したｑ軸インダクタンスＬｑとトルク乖離係数Ｋｔｒｑとを用いて電流指令演算部２０において電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊を算出する。一方、回転角速度ωが低い場合、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定は行わず、高回転角速度のときに記憶したｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを用いて電流指令演算部２０にて電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊を算出する。これにより、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを用いて算出する電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊の算出精度が低回転角速度のときに低下することを防止することができ、高回転角速度から低回転角速度の全動作範囲において高精度な出力トルクの補正を行うことができる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、電圧指令の制御をｄｑ軸座標系における電流指令で行っていた。これに対して、第２実施形態では、電圧指令の制御を三相（ＵＶＷ）座標系における電流指令で行う。図３は、本実施形態による電動機制御装置５０Ｂを含む電動機制御システムＢの構成を示す図である。図３は、ｄｑ→ｕｖｗ座標変換部２８を削除し、ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２９、ｄｑ→ｕｖｗ座標変換部３０および電流検出器１３を追加し、ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２１に代えてｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２１Ａとし、減算器２２および２３に代えて減算器２２Ａ、２３Ａおよび２４Ａとし、電流制御器（ＡＣＲ）２５および２６に代えて電流制御器（ＡＣＲ）２５Ａ、２６Ａおよび２７Ａとした点で第１実施形態と異なる（図１参照）。
【００５５】
電流検出器１３は、インバータ１２からＰＭＳＭ１に供給されるＵ相電流ｉｕを検出する装置である。
【００５６】
ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２１Ａは、位置検出器２により検出された回転子の位置θを用いて、Ｕ相電流検出器１３により検出されたＵ相電流ｉｕ、Ｖ相電流検出器１４により検出されたＶ相電流ｉｖおよびＷ相電流検出器１５により検出されたＷ相電流ｉｗを、ｄｑ軸座標系におけるｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑに座標変換する。変換したｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑは定数推定部４３に送られる。
【００５７】
ｄｑ→ｕｖｗ変換器３０は、位置検出器２により検出された回転子の位置θを用いて、電流指令演算部２０から出力されたｄ軸電流指令ｉｄ＊およびｑ軸電流指令ｉｑ＊を、三相座標系におけるＵ相電流指令ｉｕ＊、Ｖ相電流指令ｉｖ＊およびＷ相電流指令ｉｗ＊に変換する。
【００５８】
減算器２２Ａは、ｄｑ→ｕｖｗ座標変換部３０から供給されるＵ相電流指令ｉｕ＊から、電流検出器１３により検出されたＵ相電流ｉｕを減算し、減算結果を電流制御器２５Ａに出力する。また、減算器２３Ａは、ｄｑ→ｕｖｗ座標変換部３０から供給されるＶ相電流指令ｉｖ＊から、電流検出器１４により検出されたＶ相電流ｉｖを減算し、減算結果を電流制御器２６Ａに出力する。また、減算器２４Ａは、ｄｑ→ｕｖｗ座標変換部３０から供給されるＷ相電流指令ｉｗ＊から、電流検出器１５により検出されたＷ相電流ｉｗを減算し、減算結果を電流制御器２７Ａに出力する。
【００５９】
電流制御器２５Ａは、減算器２２Ａの減算結果（すなわち、Ｕ相電流指令ｉｕ＊とＵ相電流ｉｕとの電流差）がゼロとなるようにＵ相電圧指令Ｖｕ＊を調節してＵ相電圧Ｖｕとして出力する。また、電流制御器２６Ａは、減算器２３Ａの減算結果（すなわち、Ｖ相電流指令ｉｖ＊とＶ相電流ｉｖとの電流差）がゼロとなるようにＶ相電圧指令Ｖｖ＊を調節してＶ相電圧Ｖｖとして出力する。また、電流制御器２７Ａは、減算器２４Ａの減算結果（すなわち、Ｗ相電流指令ｉｗ＊とＷ相電流ｉｗとの電流差）がゼロとなるようにＷ相電圧指令Ｖｗ＊を調節してＷ相電圧Ｖｗとして出力する。
【００６０】
ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２９は、位置検出器２により検出された回転子の位置θを用いて、電流制御器２５Ａにより調節されたＵ相電圧Ｖｕ、電流制御器２６Ａにより調節されたＶ相電圧Ｖｖおよび電流制御器２７Ａにより調節されたＷ相電圧Ｖｗを、ｄｑ軸座標系におけるｄ軸電圧Ｖｄおよびｑ軸電圧Ｖｑに座標変換する。本実施形態では、電流制御器２５Ａ、２６Ａおよび２７Ａにより三相座標系におけるＵ相電圧Ｖｕ、Ｖ相電圧ＶｖおよびＷ相電圧Ｖｗを調節して出力しているため、これらの電圧Ｖｕ、ＶｖおよびＶｗをｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２９において三相座標系の電圧からｄｑ軸座標系の電圧に変換してから定数推定部４３にｄ軸電圧Ｖｄおよびｑ軸電圧Ｖｑを供給している。
【００６１】
本実施形態における定数推定部４３は、式（３）を用いてｑ軸インダクタンスＬｑを推定する点および式（７）を用いてトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定する点について、第１実施形態における定数推定部４３と同様である。このとき、第１実施形態では、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定するにあたりｄ軸電圧Ｖｄおよびｑ軸電圧Ｖｑに代えてｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を用いていたが、本実施形態では、ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２９から送られるｄ軸電圧Ｖｄおよびｑ軸電圧Ｖｑを用いる。そして、第１実施形態と同様にしてｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定する。
【００６２】
本実施形態における定数記憶部４２および動作判断部４４は、第１実施形態と同様である。
【００６３】
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６４】
＜第３実施形態＞
第２実施形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各電流検出器の検出結果をｕｖｗ→ｄｑ座標変換して得たｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑを用いてｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定を行っていた。これに対して、第３実施形態では、ｄ軸電流指令ｉｄ＊およびｑ軸電流指令ｉｑ＊を用いてｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定を行う。
【００６５】
図４は、本実施形態による電動機制御装置５０Ｃを含む電動機制御システムＣの構成を示す図である。図４は、ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２１Ａを削除し、ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部２１Ａから定数推定部４３に入力されていたｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑに代えて、電流指令演算部２０から出力されるｄ軸電流指令ｉｄ＊およびｑ軸電流指令ｉｑ＊を定数推定部４３に入力する点で第２実施形態と異なる（図３参照）。
【００６６】
本実施形態における定数推定部４３は、式（３）を用いてｑ軸インダクタンスＬｑを求める点および式（７）を用いてトルク乖離係数Ｋｔｒｑを求める点について、第２実施形態における定数推定部４３と同様である。このとき、第２実施形態では、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを求めるにあたりｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑを用いていたが、本実施形態では、ｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑに代えて電流指令演算部２０から送られるｄ軸電流指令ｉｄ＊およびｑ軸電流指令ｉｑ＊を用いる。
【００６７】
ここで、本実施形態による電動機制御装置５０Ｃでは、第２実施形態と同様に、Ｕ相電流ｉｕとＵ相電流指令ｉｕ＊との差がゼロになるように電流制御器２５Ａが機能するため、Ｕ相電流ｉｕとＵ相電流指令ｉｕ＊とが等しくなる。同様に、Ｖ相電流ｉｖとＶ相電流指令ｉｖ＊との差がゼロになるように電流制御器２６Ａが機能し、Ｗ相電流ｉｗとＷ相電流指令ｉｗ＊との差がゼロになるように電流制御器２７Ａが機能するため、Ｖ相電流ｉｖとＶ相電流指令ｉｖ＊とが等しくなり、Ｗ相電流ｉｗとＷ相電流指令ｉｗ＊とが等しくなる。すなわち、電流制御器が機能していれば出力電流と電流指令とが等しくなるということであり、ｄ軸電流ｉｄとｄ軸電流指令ｉｄ＊とが等しく、ｑ軸電流ｉｑとｑ軸電流指令ｉｑ＊とが等しくなるということである。このため、本実施形態では、ｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを求めるにあたりｄ軸電流ｉｄの代わりにｄ軸電流指令ｉｄ＊を、ｑ軸電流ｉｑの代わりにｑ軸電流指令ｉｑ＊をそれぞれ用いる。そして、第１および第２実施形態と同様にしてｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定する。
【００６８】
本実施形態における定数記憶部４２および動作判断部４４は、第１および第２実施形態と同様である。
【００６９】
本実施形態においても、第１および第２実施形態と同様の効果が得られる。
【００７０】
＜他の実施形態＞
以上、この発明の第１〜第３実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
【００７１】
（１）第１〜第３実施形態による定数推定部４３では、ＰＭＳＭ１の定数としてｑ軸インダクタンスＬｑを推定していた。しかし、推定するＰＭＳＭ１の定数はｑ軸インダクタンスＬｑに限られず、ＰＭＳＭ１の他の定数（例えば永久磁石磁束など）を推定しても良い。そして、電流指令演算部２０は、この推定したＰＭＳＭ１の他の定数を用いてｄ軸電流指令ｉｄ＊およびｑ軸電流指令ｉｑ＊を算出しても良い。
【００７２】
（２）上記第１〜第３実施形態による電動機制御システムＡ〜Ｃでは、電流制御器２５および２６（２５Ａ、２６Ａおよび２７Ａ）から出力される電圧指令Ｖｄ＊およびＶｑ＊（電圧Ｖｕ、ＶｖおよびＶｗ）を用いてｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定していた。しかし、ＰＭＳＭ１に入力される電圧を検出する手段を設け、この電圧検出手段にて検出される電圧を用いてｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定しても良い。
【００７３】
（３）上記第１〜第３実施形態では、ＰＭＳＭ１の回転子の位置を検出するための位置検出器２を設けて位置情報θを得ていた。しかし、位置検出器２に代えて、ＰＭＳＭ１の回転子の位置を推定する位置推定手段を設け、この位置推定手段を用いて回転子の位置情報θを得ても良い。また、第１〜第３実施形態では、微分演算回路１６を用いて位置情報θから回転角速度ωを得ていた。しかし、微分演算回路１６に代えて、別の速度推定手段を設け、この別の速度推定手段を用いて回転角速度ωを得ても良い。
【００７４】
（４）上記第１〜３実施形態による定数記憶部４２では、１次の近似方程式を用いてｑ軸インダクタンスＬｑを示す情報をｑ軸磁気飽和係数Ｋとして記憶していた。しかし、定数記憶部４２における記憶の態様は、１次の近似方程式に限られない。例えば、２次以上の近似方程式を用いても良い。
【００７５】
また、上記第１〜３実施形態による定数記憶部４２では、推定したｑ軸インダクタンスＬｑを近似方程式に当てはめてｑ軸磁気飽和係数Ｋを算出していた。このとき、算出するｑ軸磁気飽和係数Ｋは、最新のｑ軸インダクタンスＬｑの推定値を用いて算出しても良いし、過去に求めたｑ軸インダクタンスＬｑの推定値を用いて算出しても良い。後者の例として、過去に求めたｑ軸インダクタンスＬｑの推定値の移動平均値を近似方程式に当てはめてｑ軸磁気飽和係数Ｋを算出することなどが挙げられる。
【００７６】
また、定数記憶部４２における記憶の態様は、近似方程式の係数として記憶する態様に限られない。例えば、ｑ軸電流ｉｑに対応するｑ軸インダクタンスＬｑの推定値を複数のｑ軸電流ｉｑの値において推定し、ｑ軸電流ｉｑとｑ軸インダクタンスＬｑの推定値とを対応付けたテーブルとして記憶するようにしても良い。
【００７７】
（５）第１実施形態では、電流検出器１４および１５を用いてＶ相およびＷ相の電流を検出し、ｕｖｗ→ｑｄ座標変換部２１においてＵ相電流を算出していた。しかし、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各々の電流の取得態様はこれに限られない。例えば、Ｕ相電流検出器およびＶ相電流検出器を設けてＵ相およびＶ相の電流を検出し、ｕｖｗ→ｑｄ座標変換部２１においてＷ相電流を算出しても良い。
【００７８】
（６）第１実施形態による電動機制御システムＡでは、デッドタイムに起因するｄ軸電圧Ｖｄとｄ軸電圧指令Ｖｄ＊との間の誤差を補正する手段をＰＷＭ回路１１に含んでいた。しかし、この誤差補正手段がＰＷＭ回路１１に含まれていない場合は、電流制御器２５の出力であるｄ軸電圧指令Ｖｄ＊からデッドタイムによる電圧低下分を減算する処理を定数推定部４３において行うようにすれば良い。そして、この場合、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊から電圧低下分を減算した結果をＰＭＳＭ１へ入力するｄ軸電圧Ｖｄとみなしてｑ軸インダクタンスＬｑおよびトルク乖離係数Ｋｔｒｑを推定すれば良い。
【００７９】
（７）上記第１〜３実施形態による電動機制御システムＡ〜Ｃでは、定数推定部４３においてＰＭＳＭ１の定数（ｑ軸インダクタンスＬｑ）およびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの両方を推定していたが、この両方を推定する態様に限られない。例えば、定数推定部４３においてＰＭＳＭ１の定数のみを推定する態様としても良い。
【００８０】
（８）上記第１〜３実施形態による電動機制御装置５０Ａ〜５０Ｃに学習機能を付与しても良い。例えば、ＰＭＳＭ１の定数およびトルク乖離係数Ｋｔｒｑの推定を行った場合、その推定値をその時点におけるトルク指令Ｔｒｑ＊に対応付けてメモリ（定数記憶部４２など）に記憶させる。これを繰り返すことにより、各種のトルク指令Ｔｒｑ＊に対するＰＭＳＭ１の定数とトルク乖離係数Ｋｔｒｑのマップを生成することができる。十分な種類のトルク指令Ｔｒｑ＊に対応したＰＭＳＭ１の定数とトルク乖離係数Ｋｔｒｑのマップが得られたら、以後は、そのマップを参照することにより、トルク指令Ｔｒｑ＊に対応したＰＭＳＭ１の定数とトルク乖離係数Ｋｔｒｑを求め、電流指令ｉｄ＊およびｉｑ＊の生成に使用する。
【符号の説明】
【００８１】
１…ＰＭＳＭ、２…位置検出器、１１…ＰＷＭ回路、１２…インバータ、１３，１４，１５…電流検出器、１６…微分演算回路、２０…電流指令演算部、２１，２１Ａ，２９…ｕｖｗ→ｄｑ座標変換部、２２，２３，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ…減算器、２５，２６，２５Ａ，２６Ａ，２７Ａ…電流制御器、２８，３０…ｄｑ→ｕｖｗ座標変換部、４２…定数記憶部、４３…定数推定部、４４…動作判断部、５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…電動機制御装置、Ａ，Ｂ，Ｃ…電動機制御システム。
【図１】
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【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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