(57)【要約】【課題】出力の向上およびトルクリプルの低減を図ることができるモータ制御装置の提供。【解決手段】モータ制御装置６１０は、相間で独立して巻かれた巻線２０１〜２０３を有するモータ２００の駆動電流を、トルク指令値Ｔ＊とモータ２００の角速度ωおよび回転子位置θとに基づいて制御する。そして、駆動電流（ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ）における零相電流の比率をトルク指令値Ｔ＊の大きさに応じて変化させる。その結果、出力の向上が図れると共に、トルク指令値Ｔ＊が小さくなると駆動電流における零相電流の比率が小さくなりトルクリプルが抑制される。【選択図】図３
2018102077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相間で独立して巻かれた巻線を有するモータの駆動電流を、トルク指令値とモータの角速度および回転子位置とに基づいて制御するモータ制御装置であって、
前記駆動電流における零相電流の比率を前記トルク指令値の大きさに応じて変化させる、モータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
各相電圧の総和である零相電圧を制御することにより前記比率を変化させる、モータ制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータ制御装置において、
前記駆動電流が所定電流値以下となるように前記零相電流の比率を変化させる、モータ制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記トルク指令値が所定トルク閾値よりも小さい場合、または、前記トルク指令値に基づく駆動電流指令値が所定電流閾値よりも小さい場合には、前記駆動電流における零相電流をゼロとする、モータ制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記駆動電流と前記回転子位置とに基づいて、前記巻線に誘起される電圧の零相電圧を算出し、
前記トルク指令値と前記モータの角速度および回転子位置とに基づく零相電圧指令値に前記零相電圧を加算したもので前記零相電流を制御する、モータ制御装置。
【請求項６】
相間で独立して巻かれた巻線を有するモータと、
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のモータ制御装置とを備える電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ制御装置および電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車は、駆動力向上の観点からモータ出力の向上が要求されている。例えば、特許文献１に記載の発明では、モータの駆動電流に擬似矩形波電流を用いることにより電流実効値を増加させ、出力を向上させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３６１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、モータの駆動電流を常に疑似矩形波としているため、トルクリプルの増大を招くおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、モータ制御装置は、相間で独立して巻かれた巻線を有するモータの駆動電流を、トルク指令値とモータの角速度および回転子位置とに基づいて制御するモータ制御装置であって、前記駆動電流における零相電流の比率を前記トルク指令値の大きさに応じて変化させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、出力の向上およびトルクリプルの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態のモータを搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、モータ制御装置の詳細を示すブロック図である。
【図４】図４は、電流指令演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、駆動電流を説明する図である。
【図６】図６は、零相逆起電圧補償部の詳細を説明するブロック図である。
【図７】図７は、変形例１を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、変形例１における駆動電流、駆動電流の正弦波成分および零相電流を示す図である。
【図９】図９は、変形例２のモータ制御装置を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態のモータを搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図である。車両１００には、エンジン１２０とモータ２００とバッテリ１８０とが搭載されている。バッテリ１８０は、モータ２００による駆動力が必要な場合には電力変換装置６００を介してモータ２００に直流電力を供給し、回生走行時にはモータ２００から直流電力を受ける。バッテリ１８０とモータ２００との間の直流電力の授受は、電力変換装置６００を介して行われる。また、図示していないが、車両１００には低電圧電力（例えば、１４ボルト系電力）を供給するバッテリが搭載されており、例えば、制御系の電源として用いられる。
【００１０】
エンジン１２０およびモータ２００による回転トルクは、変速機１３０とデファレンシャルギア１６０を介して前輪１１０に伝達される。変速機１３０は変速機制御装置１３４により制御される。エンジン１２０はエンジン制御装置１２４により制御される。バッテリ１８０は、バッテリ制御装置１８４により制御される。変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４、バッテリ制御装置１８４、電力変換装置６００および統合制御装置１７０は、通信回線１７４によって接続されている。
【００１１】
統合制御装置１７０は、変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４、電力変換装置６００およびバッテリ制御装置１８４よりも上位の制御装置である。統合制御装置１７０は、変速機制御装置１３４，エンジン制御装置１２４，電力変換装置６００およびバッテリ制御装置１８４の各状態を表す情報を、通信回線１７４を介してそれらからそれぞれ受け取る。統合制御装置１７０は、取得したそれらの情報に基づき各制御装置の制御指令を演算する。演算された制御指令は通信回線１７４を介してそれぞれの制御装置へ送信される。
【００１２】
高電圧のバッテリ１８０はリチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの２次電池で構成され、２５０ボルトから６００ボルト、あるいはそれ以上の高電圧の直流電力を出力する。バッテリ制御装置１８４は、バッテリ１８０の充放電状況やバッテリ１８０を構成する各単位セル電池の状態を、通信回線１７４を介して統合制御装置１７０に出力する。
【００１３】
統合制御装置１７０は、バッテリ制御装置１８４からの情報に基づいてバッテリ１８０の充電が必要と判断すると、電力変換装置６００に発電運転の指示を出す。また、統合制御装置１７０は、主に、エンジン１２０およびモータ２００の出力トルクの管理、エンジン１２０の出力トルクとモータ２００の出力トルクとの総合トルクやトルク分配比の演算処理を行い、その演算処理結果に基づく制御指令を、変速機制御装置１３４，エンジン制御装置１２４および電力変換装置６００へ送信する。電力変換装置６００は、統合制御装置１７０からのトルク指令に基づき、指令通りのトルク出力あるいは発電電力が発生するようにモータ２００を制御する。
【００１４】
電力変換装置６００には、後述するように、モータ２００を運転するためのインバータや、インバータへのスイッチング信号を生成するモータ制御装置を備えている。電力変換装置６００は、統合制御装置１７０からの指令に基づきインバータを制御することで、モータ２００を電動機としてあるいは発電機として動作させる。
【００１５】
図２は、電力変換装置６００の構成を示すブロック図である。電力変換装置６００は、モータ制御装置６１０と、インバータ６２０と、電流センサ２２０とを備えている。モータ２００は中性点が接続されていない埋込磁石同期モータなどにより構成される。モータ２００には、回転子の位置を検出し、検出した回転子位置θを出力する位置センサ２１０が設けられている。電流センサ２２０は、モータ２００の固定子に巻かれたＵ相巻線２０１、Ｖ相巻線２０２およびＷ相巻線２０３に流れる電流を検出し、検出した三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを出力する。
【００１６】
インバータ６２０には、Ｕ相フルブリッジインバータ６２１、Ｖ相フルブリッジインバータ６２２およびＷ相フルブリッジインバータ６２３が設けられており、それらは直流電源であるバッテリ１８０に並列接続されている。モータ２００のＵ相巻線２０１はＵ相フルブリッジインバータ６２１の出力端子に接続され、Ｖ相巻線２０２はＶ相フルブリッジインバータ６２２の出力端子に接続され、Ｗ相巻線２０３はＷ相フルブリッジインバータ６２３の出力端子に接続される。モータ２００は中性点が接続されておらず、Ｕ相巻線２０１、Ｖ相巻線２０２およびＷ相巻線２０３に流れる電流をそれぞれ独立に制御することができる。
【００１７】
Ｕ相フルブリッジインバータ６２１は、スイッチング素子６２１ａ〜６２１ｄにより構成される。スイッチング素子６２１ａはＵ相左レグ上アームに配置される。スイッチング素子６２１ｂはＵ相左レグ下アームに配置される。スイッチング素子６２１ｃはＵ相右レグ上アームに配置される。スイッチング素子６２１ｄはＵ相右レグ下アームに配置される。
【００１８】
Ｖ相フルブリッジインバータ６２２は、スイッチング素子６２２ａ〜６２２ｄにより構成される。スイッチング素子６２２ａはＶ相左レグ上アームに配置される。スイッチング素子６２２ｂはＶ相左レグ下アームに配置される。スイッチング素子６２２ｃはＶ相右レグ上アームに配置される。スイッチング素子６２２ｄはＶ相右レグ下アームに配置される。
【００１９】
Ｗ相フルブリッジインバータ６２３は、スイッチング素子６２３ａ〜６２３ｄにより構成される。スイッチング素子６２３ａはＷ相左レグ上アームに配置される。スイッチング素子６２３ｂはＷ相左レグ下アームに配置される。スイッチング素子６２３ｃはＷ相右レグ上アームに配置される。スイッチング素子６２３ｄはＷ相右レグ下アームに配置される。
【００２０】
スイッチング素子６２１ａ〜６２１ｄと、スイッチング素子６２２ａ〜６２２ｄと、スイッチング素子６２３ａ〜６２３ｄは、金属酸化膜型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）や絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などと、ダイオードを組み合わせて構成される。本実施形態では、ＭＯＳＦＥＴとダイオードを用いる構成で説明する。
【００２１】
スイッチング素子６２１ａ〜６２１ｄと、スイッチング素子６２２ａ〜６２２ｄと、スイッチング素子６２３ａ〜６２３ｄとをモータ制御装置６１０で生成されたスイッチング信号に基づいてオンもしくはオフすることで、インバータ６２０は、バッテリ１８０から印加された直流電圧を交流電圧に変換する。変換された交流電圧は、モータ２００の固定子に巻かれた３相巻線２０１〜２０３に印加され、３相交流電流を発生させる。この３相交流電流がモータ２００に回転磁界を発生させ、モータ２００の回転子が回転する。モータ制御装置６１０は、統合制御装置１７０からのトルク指令値Ｔ＊、電流センサ２２０で検出された三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、位置センサ２１０で検出された回転子位置θに基づいてインバータ６２０をＰＷＭ制御する。
【００２２】
図３は、モータ制御装置６１０の詳細を示すブロック図である。モータ制御装置６１０は、電流指令演算部１０、ｄｑ軸電流制御部２０、スイッチング信号生成部３０、ｄｑ変換部４０、零相電流算出部５０、零相電流制御部６０、速度変換部７０および零相逆起電圧補償部８０を備えている。
【００２３】
ｄｑ変換部４０は、電流センサ２２０で検出された三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと、位置センサ２１０で検出された回転子位置θとに基づいて、ｄｑ軸電流検出値ｉｄ、ｉｑを出力する。速度変換部７０は、位置センサ２１０で検出された回転子位置θに基づいて、回転子の角速度ωを出力する。零相電流算出部５０は、入力された三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに基づいて零相電流ｉｚを算出する。零相電流ｉｚは次式（１）のように算出される。
ｉｚ＝ｉｕ／√３＋ｉｖ／√３＋ｉｗ／√３      …（１）
【００２４】
電流指令演算部１０は、入力されたトルク指令値Ｔ＊と、角速度ωと、回転子位置θとに基づき、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊および零相電流指令値ｉｚ＊を算出する。本実施の形態では、電流指令演算部１０における演算処理に特徴があり、詳細処理については後述する。
【００２５】
ｄｑ軸電流制御部２０は、電流指令演算部１０から入力されたｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊と、ｄｑ変換部４０から入力されたｄｑ軸電流検出値ｉｄ、ｉｑに基づき、比例制御や積分制御などを用いてｄｑ軸電圧指令値ｖｄ＊、ｖｑ＊を出力する。零相電流制御部６０は、電流指令演算部１０から入力された零相電流指令値ｉｚ＊と、零相電流算出部５０で算出された零相電流ｉｚとに基づき、比例制御や積分制御などを用いて零相電圧指令値ｖｚ＊を出力する。
【００２６】
零相電流制御部６０から出力された零相電圧指令値ｖｚ＊は、零相逆起電圧補償部８０から出力された零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊と足し合わされ、信号（ｖｚ＊＋ｖｚ＊＊）がスイッチング信号生成部３０に入力される。零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊は零相電流指令値ｉｚ＊と検出された零相電流ｉｚとの乖離を低減するためのものであり、逆起電圧の零相成分を打ち消すように零相電圧指令値ｖｚ＊を補償する。零相逆起電圧補償部８０の詳細処理については後述する。
【００２７】
スイッチング信号生成部３０には、ｄｑ軸電圧指令値ｖｄ＊、ｖｑ＊と、零相電圧指令値ｖｚ＊と零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊との和である（ｖｚ＊＋ｖｚ＊＊）とが入力される。スイッチング信号生成部３０は、これらの値に基づいてスイッチング素子６２１ａ〜６２１ｄ、６２２ａ〜６２２ｄおよび６２３ａ〜６２３ｄを、オンもしくはオフするスイッチング信号を生成する。スイッチング信号はインバータ６２０に入力され、スイッチング素子６２１ａ〜６２１ｄ、６２２ａ〜６２２ｄおよび６２３ａ〜６２３ｄのオンオフ動作によって、モータ駆動電流がモータ２００の３相巻線２０１〜２０３に流れる。
【００２８】
一般的に、モータ駆動電流は正弦波に制御され、駆動に必要な回転磁界を生成している。しかし、駆動電流を正弦波に制御している場合は、正弦波の最大値が所定の電流に達した後は駆動電流の実効値を増加させることができず、出力を向上させることができない。本発明では、以下に説明するようにモータの運転条件（トルク指令値Ｔ＊の大きさ）に応じて零相電流ｉｚを流すことで出力向上を図ると共に、トルクリプルの増加を抑制するようにした。
【００２９】
（電流指令演算部１０の説明）
図４は、電流指令演算部１０の処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１では、トルク指令値Ｔ＊、角速度ωおよび回転子位置θに基づき、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊を算出する。ｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊の計算方法としては、最大トルク電流制御や弱め界磁制御などがあるが、周知のため説明を省略する。なお、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊の計算には、予め設定したテーブルを使用してもよい。
【００３０】
ステップＳ２では、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊と検出された回転子位置θとに基づき、ＵＶＷ相電流指令値ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊を算出する。
【００３１】
ステップＳ３では、ステップＳ２で算出したＵＶＷ相電流指令値ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊の内、振幅の絶対値が最も大きい電流指令値を最大相電流指令値ｉｍａｘ＊とし、振幅の絶対値が最も小さい電流指令値を最小相電流指令値ｉｍｉｎ＊とし、残りを中間相電流指令値ｉｍｉｄ＊とする。
【００３２】
ステップＳ４では、最大相電流指令値ｉｍａｘ＊の絶対値が所定電流値ｉｒａｔｅｄ以上か否かを判定する。ここで、所定電流値ｉｒａｔｅｄとは、インバータ６２０およびモータ２００の故障を防止するために設定された最大電流値を意味する。本実施の形態では、モータ駆動電流は所定電流値以下に制御される。
【００３３】
ステップＳ４で|ｉｍａｘ＊|≧ｉｒａｔｅｄと判定された場合には、ステップＳ５に進んで、次式（２）式により最大相電流指令値ｉｍａｘ＊＊を再計算する。なお、式（２）においてsgn(ｉｍａｘ＊)はｉｍａｘ＊の正負を表しており、sgn(ｉｍａｘ＊)の正負に応じてマイナス又はプラスの符号を取る。
ｉｍａｘ＊＊＝sgn(ｉｍａｘ＊)×ｉｒａｔｅｄ      …（２）
【００３４】
ステップＳ６では、中間相電流指令値ｉｍｉｄ＊＊を次式（３）により再計算する。
ｉｍｉｄ＊＊＝ｉｍｉｄ＊−（ｉｍａｘ＊−ｉｒａｔｅｄ）      …（３）
【００３５】
ステップＳ７では、最小相電流指令値ｉｍｉｎ＊＊を次式（４）により再計算する。
ｉｍｉｎ＊＊＝ｉｍｉｎ＊−（ｉｍａｘ＊−ｉｒａｔｅｄ）      …（４）
【００３６】
図５は、ステップＳ３からステップＳ７までの処理により得られるｉｍａｘ＊＊、ｉｍｉｄ＊＊、ｉｍｉｎ＊＊を図示したものである。細線で示す正弦波曲線はステップＳ２で算出されるＵ相電流指令値、Ｖ相電流指令値およびＷ相電流指令値である。回転子位置θ１では、ＵＶＷ相電流指令値における振幅の絶対値の大小関係は|ｉｕ＊|＞|ｉｗ＊|＞|ｉｖ＊|となっているので、ｉｕ＊が最大相電流指令値ｉｍａｘ＊となり、ｉｗ＊が中間相電流指令値ｉｍｉｄ＊となり、ｉｖ＊が最小相電流指令値ｉｍｉｎ＊となる。このとき、ｉｕ＊＊，ｉｖ＊＊，ｉｗ＊＊は次式（５）〜（７）のように表される。
ｉｕ＊＊＝ｉｍａｘ＊＊＝ｉｒａｔｅｄ      …（５）
ｉｖ＊＊＝ｉｍｉｎ＊＊＝ｉｖ＊−（ｉｕ＊−ｉｒａｔｅｄ）      …（６）
ｉｗ＊＊＝ｉｍｉｄ＊＊＝ｉｗ＊−（ｉｕ＊−ｉｒａｔｅｄ）      …（７）
【００３７】
一方、回転子位置θ２のタイミングでは、ＵＶＷ相電流指令値における振幅の絶対値の大小関係は|ｉｗ＊|＞|ｉｕ＊|＞|ｉｖ＊|となっているので、ｉｗ＊が最大相電流指令値ｉｍａｘ＊となり、ｉｕ＊が中間相電流指令値ｉｍｉｄ＊となり、ｉｖ＊が最小相電流指令値ｉｍｉｎ＊となる。この場合には、ｉｕ＊＊，ｉｖ＊＊，ｉｗ＊＊は次式（８）〜（１０）のように表される。
ｉｕ＊＊＝ｉｍｉｄ＊＊＝ｉｕ＊−（ｉｗ＊−ｉｒａｔｅｄ）
＝ｉｕ＊＋（ｉｒａｔｅｄ−ｉｗ＊）      …（８）
ｉｖ＊＊＝ｉｍｉｎ＊＊＝ｉｖ＊−（ｉｗ＊−ｉｒａｔｅｄ）
＝ｉｖ＊＋（ｉｒａｔｅｄ−ｉｗ＊）      …（９）
ｉｗ＊＊＝ｉｍａｘ＊＊＝−ｉｒａｔｅｄ      …（１０）
【００３８】
ステップＳ５〜ステップＳ７で最大相電流指令値ｉｍａｘ＊＊、中間相電流指令値ｉｍｉｄ＊＊および最小相電流指令値ｉｍｉｎ＊＊を算出したならば、ステップＳ８において、最大相電流指令値ｉｍａｘ＊＊、中間相電流指令値ｉｍｉｄ＊＊および最小相電流指令値ｉｍｉｎ＊＊に基づきｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊および零相電流指令値ｉｚ＊を算出する。そして、算出されたｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊をｄｑ軸電流制御部２０へ出力し、零相電流指令値ｉｚ＊を零相電流制御部６０へ出力する。
【００３９】
一方、ステップＳ４において、ステップＳ３で算出された最大相電流指令値ｉｍａｘ＊の絶対値が所定電流値ｉｒａｔｅｄよりも小さいと判定された場合には、ステップＳ９へ進んで零相電流指令値ｉｚ＊をｉｚ＊＝０に設定する。この場合、ステップＳ１で算出されたｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊がｄｑ軸電流制御部２０へ出力され、ステップＳ９で算出された零相電流指令値ｉｚ＊＝０が零相電流制御部６０へ出力される。
【００４０】
（零相逆起電圧補償部８０の説明）
図６は、零相逆起電圧補償部８０の詳細を説明するブロック図である。図２に示す構成において零相電流を制御する際、モータ駆動時に発生する逆起電圧の零相成分により零相電流指令値ｉｚ＊と検出された零相電流値ｉｚとの差が増大し、トルクリプルが増大するおそれがある。本実施の形態では、零相電流指令値ｉｚ＊と零相電流ｉｚとの乖離を低減するために、零相逆起電圧補償部８０で算出した零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊により、逆起電圧の零相成分を打ち消すように零相電圧指令値ｖｚ＊を補償する。
【００４１】
零相逆起電圧算出部８１では、零相電流検出値ｉｚと回転子位置θとに基づき、巻線抵抗Ｒによる電圧降下と、ｚ軸インダクタンスＬｚによる電圧降下と、磁石磁束ψｚによる零相誘起電圧との和である零相逆起電圧ｖＺｚを、次式（１１）のように算出する。なお、ｚ軸インダクタンスＬｚや磁石磁束ψｚなどのモータパラメータは、回転子位置θやモータ２００の駆動電流および温度等によって変化するため、予め設定したテーブルや近似式を用いて算出してもよい。
ｖＺｚ＝Ｒｉｚ＋Ｌｚ（ｄｉｚ／ｄｔ)＋ｄψｚ／ｄｔ      …（１１）
【００４２】
ｄ軸干渉電圧算出部８２では、ｄ軸電流検出値ｉｄと回転子位置θに基づき、ｄ−ｚ軸間干渉インダクタンスＬｄｚに起因して発生するｄ軸干渉電圧ｖｄｚを算出する。ｄ軸干渉電圧ｖｄｚは、次式（１２）により算出される。
ｖｄｚ＝Ｌｄｚ（ｄｉｄ／ｄｔ)      …（１２）
【００４３】
ｑ軸干渉電圧算出部８３では、ｑ軸電流検出値ｉｑと回転子位置θとに基づき、ｑ−ｚ軸間干渉インダクタンスＬｑｚに起因して発生するｑ軸干渉電圧ｖｑｚを算出する。ｑ軸干渉電圧ｖｑｚは、次式（１３）により算出される。
ｖｑｚ＝Ｌｑｚ（ｄｉｑ／ｄｔ)      …（１３）
【００４４】
なお、式（１１）〜（１３）には表されていない非線形要素を予め設定したテーブルを用いて考慮することにより、零相電流指令値ｉｚ＊と零相電流検出値ｉｚとの乖離をさらに低減することが可能である。
【００４５】
零相逆起電圧補償部８０からは、零相逆起電圧算出部８１で算出された零相逆起電圧ｖＺｚに、ｄ軸干渉電圧算出部８２から出力されたｄ軸干渉電圧ｖｄｚとｑ軸干渉電圧算出部８３から出力されたｑ軸干渉電圧ｖｑｚとを加算したものが、零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊（＝ｖＺｚ＋ｖｄｚ＋ｖｑｚ）として出力される。そして、零相電流制御部６０から出力された零相電圧指令値ｖｚ＊に零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊を加算したものが、零相電圧指令値ｖｚ＊の代わりにスイッチング信号生成部３０に入力される。すなわち、巻線２０１〜２０３に誘起された逆起電圧の零相成分を打ち消すように、零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊の分だけより大きな零相電流ｉｚが生成されるように零相電圧指令値ｖｚ＊が調整される。
【００４６】
（Ｃ１）以上説明したように、モータ制御装置６１０は、相間で独立して巻かれた巻線２０１〜２０３を有するモータ２００の駆動電流を、トルク指令値Ｔ＊とモータ２００の角速度ωおよび回転子位置θとに基づいて制御する。そして、駆動電流（ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ）における零相電流ｉｚの比率をトルク指令値Ｔ＊の大きさに応じて変化させる。すなわち、トルク指令値Ｔ＊が大きいほど図５のΔｉは大きくなり、それに応じて零相電流ｉｚの比率が大きくなって出力の向上が図れる。逆に、トルク指令値Ｔ＊が小さい場合には、Δｉが小さくなるので零相電流ｉｚの比率も小さくなり、上述した特許文献１の発明のように疑似矩形波の駆動電流で制御する場合に比べてトルクリプルの低減を図ることができる。
【００４７】
（Ｃ２）このように駆動電流における零相電流の比率を変化させる際には、図３に示すように、零相電圧指令値ｖｚ＊を調整して各相電圧の総和である零相電圧を制御することにより比率を変化させる、
【００４８】
（Ｃ３）また、駆動電流が所定電流値（所定電流値ｉｒａｔｅｄ）以下となるように零相電流の比率を変化させることで、過剰電流によるモータ２００やインバータ６２０の故障を防止することができる。
【００４９】
（変形例１）
なお、図３，４で説明した例では、駆動電流に零相電流ｉｚを含ませるか否かを、最大相電流指令値ｉｍａｘ＊の絶対値が所定電流値ｉｒａｔｅｄ以上か否かで判定したが、図７のフローチャートに示す例のように、トルク指令値Ｔ＊の大きさに基づいて駆動電流に零相電流ｉｚを含ませるか否かの判定を行っても良い。
【００５０】
図７に示すフローチャートでは、まず、ステップＳ１０１において図４のステップＳ１と同様に、トルク指令値Ｔ＊、角速度ωおよび回転子位置θに基づき、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊を算出する。
【００５１】
ステップＳ１０２では、トルク指令値Ｔ＊が所定トルクＴth以上か否かを判定する。ここで所定トルクＴthとは、インバータ６２０およびモータ２００の故障を防止するために設定された最大トルク値を意味する。
【００５２】
ステップＳ１０２においてＴ＊≧Ｔthと判定されると、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、上述したステップＳ２の場合と同様に、ステップＳ１０１で算出したｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊と検出された回転子位置θとに基づき、ＵＶＷ相電流指令値ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊を算出する。
【００５３】
ステップＳ１０４では、Ｂ４では、ＵＶＷ相電流指令値ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊と回転子位置θとに基づき、零相電流指令値ｉｚ＊を算出する。零相電流指令値ｉｚ＊は次式（１４）で算出される。
ｉｚ＊＝Ａ・sin(３θ＋３α)      …（１４）
【００５４】
式（１４）において、ＡはＵＶＷ相電流指令値ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊の最大値を所定電流値ｉｒａｔｅｄ以下に低減するために必要な電流振幅値を意味しており、αはＵＶＷ相電流指令値ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊と回転子位置θから求められる電流位相を意味する。なお、式（１４）では、零相電流指令値ｉｚ＊の周波数をＵＶＷ相電流指令値ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊の３倍としたが、３倍でなくても良い。
【００５５】
図８は、式（１４）の零相電流指令値ｉｚ＊を用いた場合の駆動電流（Ｕ相電流ｉｕ）を示す図である。なお、曲線Ｌ１はＵ相電流ｉｕに含まれる正弦波成分を示し、曲線Ｌ２はＵ相電流ｉｕに含まれる零相電流ｉｚを示している。このように、零相電流ｉｚを含ませることで、駆動電流を所定電流値ｉｒａｔｅｄ以内に納めつつ出力の向上を図ることができる。
【００５６】
一方、ステップＳ１０２において、トルク指令値Ｔ＊が所定トルクＴthより小さいと判定された場合には、ステップＳ１０５へ進んで零相電流指令値ｉｚ＊をｉｚ＊＝０に設定する。図７で示す処理の場合の所定トルクＴthは図４の場合における所定電流値ｉｒａｔｅｄに対応しており、ほぼ同一のタイミングで零相電流ｉｚを含む状態へと切り替わる。また、図８における駆動電流において、正弦波成分（曲線Ｌ１）に対する零相電流ｉｚ（曲線Ｌ２）の比率は、トルク指令値Ｔ＊が大きくなるほど大きくなり、変形例１においても上述した実施の形態の場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００５７】
（Ｃ４）さらに、図４，７に示す制御では、トルク指令値Ｔ＊が所定トルク閾値（所定トルクＴth）よりも小さい場合、または、トルク指令値Ｔ＊に基づく最大相電流指令値ｉｍａｘ＊の絶対値が所定電流値ｉｒａｔｅｄよりも小さい場合には零相電流ｉｚをゼロとしているので、そのような運転状況においては零相電流ｉｚに起因するトルクリプルの発生を防止することができる。
【００５８】
（Ｃ５）さらに、図６に示すように、零相逆起電圧補償部８０は、駆動電流（ｉｄ、ｉｑ、ｉｚ）と回転子位置θとに基づいて、巻線２０１〜２０３に誘起される電圧の零相電圧（零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊）を算出し、トルク指令値Ｔ＊とモータ２００の角速度ωおよび回転子位置θとに基づく零相電圧指令値ｉｚ＊に零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊を加算したもので零相電流ｉｚを制御するのが好ましい。
【００５９】
駆動電流に零相電流ｉｚを含ませる場合、モータ駆動時に発生する逆起電圧の零相成分により、零相電流指令値ｉｚ＊と零相電流検出値ｉｚとの差が増大し、トルクリプルが増大するおそれがある。しかし、上述のように、零相電圧指令値ｉｚ＊に零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊を加算することにより、巻線２０１〜２０３に誘起された逆起電圧の零相成分を打ち消すように零相電圧指令値ｖｚ＊が調整される。その結果、トルクリプルのさらなる低減を図ることができる。
【００６０】
（変形例２）
図９は変形例２を示す図であり、モータ制御装置６１０の詳細を示すブロック図である。図９では、図３に示すモータ制御装置６１０の構成にＵＶＷ変換部９０が追加されている。ＵＶＷ変換部９０は、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊と回転子位置θとに基づき三相電圧指令値ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊を出力する。
【００６１】
スイッチング信号生成部３０には、三相電圧指令値ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊に零相電圧指令値ｖｚ＊と零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊との和（ｖｚ＊＋ｖｚ＊＊）を加算したものが入力される。すなわち、ｉｕ＊＋（ｖｚ＊＋ｖｚ＊＊）、ｉｖ＊＋（ｖｚ＊＋ｖｚ＊＊）およびｉｗ＊＋（ｖｚ＊＋ｖｚ＊＊）の３つの信号が入力される。
【００６２】
また、零相逆起電圧補償部８０では、ｄｑ軸電流検出値ｉｄ、ｉｑと零相電流検出値ｉｚの代わりに、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊と零相電流指令値ｉｚ＊を用いて零相逆起電圧補償値ｖｚ＊＊が算出される。
【００６３】
このような構成においても、図３に示す構成の場合と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、駆動電流における零相電流の比率をトルク指令値の大きさに応じて変化させることにより、出力の向上を図れると共に、トルクリプルの低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１００…車両、１０…電流指令演算部、２０…ｄｑ軸電流制御部、３０…スイッチング信号生成部、４０…ｄｑ変換部、５０…零相電流算出部、６０…零相電流制御部、７０…速度変換部、８０…零相逆起電圧補償部、２００…モータ、２２０…電流センサ、６００…電力変換装置、６１０…モータ制御装置、６２０…インバータ、６２１…Ｕ相フルブリッジインバータ、６２２…Ｖ相フルブリッジインバータ、６２３…Ｗ相フルブリッジインバータ
【図１】
2018102077.tif 000003
【図２】
2018102077.tif 000004
【図３】
2018102077.tif 000005
【図４】
2018102077.tif 000006
【図５】
2018102077.tif 000007
【図６】
2018102077.tif 000008
【図７】
2018102077.tif 000009
【図８】
2018102077.tif 000010
【図９】
2018102077.tif 000011