(57)【要約】【課題】交流電動機の界磁磁束を強める強め界磁制御と共に矩形波制御を実行する状態へ移行する際に、電動機のコイルに流れる電流のオーバーシュートや電動機が発生させるトルクの振動を抑制することができる電動機駆動装置の制御装置を実現する。【解決手段】通常界磁制御と共にパルス幅変調制御を実行する通常界磁・パルス幅変調制御モードＡ１から、強め界磁制御と共に矩形波制御を実行する強め界磁・矩形波制御モードＡ３へ移行する間に、強め界磁制御と共にパルス幅変調制御を実行する強め界磁・パルス幅変調制御モードＡ２を経る強め界磁移行制御を実行するモード制御部を備える。【選択図】図３
2011115033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を交流電圧に変換して交流電動機に供給する直流交流変換部を備えた電動機駆動装置の制御を行う制御装置であって、
前記交流電動機の目標トルクに基づいて、前記直流交流変換部から前記交流電動機に供給する電流の指令値である電流指令値を決定する電流指令決定部と、
前記交流電動機の界磁磁束を強めるように前記電流指令値に対する調整を行う強め界磁制御及び前記電流指令値に対する調整を行わない通常界磁制御をそれぞれ実行するための界磁調整指令値を決定する界磁調整部と、
前記交流電動機の回転速度、前記電流指令値、及び前記界磁調整指令値に基づいて、前記直流交流変換部から前記交流電動機に供給する電圧の指令値である電圧指令値を決定する電圧指令決定部と、
前記電圧指令値に基づいて前記直流交流変換部を制御し、パルス幅変調制御及び矩形波制御をそれぞれ実行する電圧波形制御部と、
前記通常界磁制御と共に前記パルス幅変調制御を実行する通常界磁・パルス幅変調制御モードから、前記強め界磁制御と共に前記矩形波制御を実行する強め界磁・矩形波制御モードへ移行する間に、前記強め界磁制御と共に前記パルス幅変調制御を実行する強め界磁・パルス幅変調制御モードを経る強め界磁移行制御を実行するモード制御部と、
を備える電動機駆動装置の制御装置。
【請求項２】
前記パルス幅変調制御は、前記電圧指令値に基づく交流電圧波形の振幅がキャリア波形の振幅を超える過変調パルス幅変調制御と、前記交流電圧波形の振幅が前記キャリア波形の振幅以下である通常パルス幅変調制御とを含み、
前記モード制御部は、前記強め界磁・パルス幅変調制御モードとして、前記強め界磁制御と共に前記過変調パルス幅変調制御を実行する強め界磁・過変調パルス幅変調制御モードを少なくとも実行する請求項１に記載の電動機駆動装置の制御装置。
【請求項３】
前記モード制御部は、前記強め界磁・パルス幅変調制御モードとして、前記直流電圧に対する前記電圧指令値の大きさを表す電圧指標の上昇に伴って、前記強め界磁制御と共に前記通常パルス幅変調制御を実行する強め界磁・通常パルス幅変調制御モードを実行した後、前記強め界磁・過変調パルス幅変調制御モードを実行する請求項２に記載の電動機駆動装置の制御装置。
【請求項４】
前記モード制御部は、前記直流電圧に対する前記電圧指令値の大きさを表す電圧指標が所定の矩形波切替しきい値以上の状態では前記電圧波形制御部に前記矩形波制御を実行させ、前記電圧指標が前記矩形波切替しきい値未満の状態では前記電圧波形制御部に前記パルス幅変調制御を実行させ、
更に、前記モード制御部は、前記界磁調整指令値が前記交流電動機の界磁磁束を強める方向に所定の終了しきい値以上となった場合には、前記強め界磁制御を終了して前記通常界磁制御を実行するように前記界磁調整指令値を決定することで前記電圧指標を前記矩形波切替しきい値未満とし、前記電圧波形制御部に前記パルス幅変調制御を行わせる請求項１から３のいずれか一項に記載の電動機駆動装置の制御装置。
【請求項５】
前記モード制御部は、前記交流電動機の目標トルクが所定の強め界磁許容トルク範囲から外れている場合には、前記強め界磁制御を実行しないように前記界磁調整指令値を決定する請求項１から４のいずれか一項に記載の電動機駆動装置の制御装置。
【請求項６】
前記直流電圧に対する前記電圧指令値の大きさを表す電圧指標の変化速度が予め定めた規制速度以下となるように規制する変化速度規制部を更に備え、
前記電圧指令決定部は、前記界磁調整指令値が前記通常界磁制御を実行するための基準値から前記界磁磁束を強める方向に変化するに従って前記電圧指令値を増大させ、
前記モード制御部は、前記電圧指標が所定の矩形波切替しきい値以上の状態では前記電圧波形制御部に前記矩形波制御を実行させ、前記電圧指標が前記矩形波切替しきい値未満の状態では前記電圧波形制御部に前記パルス幅変調制御を実行させ、
更に、前記モード制御部は、前記強め界磁移行制御では、前記強め界磁制御の開始後に、前記変化速度規制部により前記電圧指標の変化速度を規制し、前記電圧指標が前記矩形波切替しきい値に到達するまでの時間に前記強め界磁・パルス幅変調制御モードを実行する請求項１から５のいずれか一項に記載の電動機駆動装置の制御装置。
【請求項７】
前記変化速度規制部は、前記電圧指標の指令値である指令電圧指標を設定する指令電圧指標設定部を備え、
前記界磁調整部は、前記電圧指標から前記指令電圧指標を引いた差である電圧指標偏差が所定の強め界磁しきい値以上ゼロ未満の状態では前記界磁磁束を強める方向に前記界磁調整指令値を変化させ、前記電圧指標偏差がゼロより大きい状態では前記界磁磁束を弱める方向に前記界磁調整指令値を変化させ、前記電圧指標偏差が前記強め界磁しきい値未満の状態及び前記電圧指標偏差がゼロの状態では前記界磁磁束を変化させないように前記界磁調整指令値を決定し、
前記モード制御部は、前記指令電圧指標の初期値である指令電圧指標初期値と前記電圧指標との関係に基づいて前記指令電圧指標設定部に前記指令電圧指標の上昇を開始させ、
前記指令電圧指標設定部は、前記指令電圧指標初期値から前記矩形波切替しきい値に到達するまで所定の変化速度で前記指令電圧指標を上昇させる請求項６に記載の電動機駆動装置の制御装置。
【請求項８】
前記指令電圧指標初期値は、前記交流電動機の回転速度及び目標トルクの少なくとも一方に応じて、前記通常界磁制御を実行した場合における前記電圧指標より大きくなるように設定される請求項７に記載の電動機駆動装置の制御装置。
【請求項９】
前記指令電圧指標設定部は、前記指令電圧指標が前記指令電圧指標初期値から前記矩形波切替しきい値に到達するまでの時間を前記指令電圧指標初期値に関わらず一定とするように、前記指令電圧指標の変化速度を設定する請求項８に記載の電動機駆動装置の制御装置。
【請求項１０】
前記変化速度規制部は、前記電圧指標が前記矩形波切替しきい値となるような目標界磁調整指令値を決定する目標界磁調整指令値決定部と、前記目標界磁調整指令値に到達するまで所定の変化速度で変化する前記界磁調整指令値を決定する移行制御用界磁調整部と、を備え、
前記界磁調整部は、前記電圧指標から前記矩形波切替しきい値を引いた差である電圧指標偏差が所定の強め界磁しきい値以上ゼロ未満の状態では前記界磁磁束を強める方向に前記界磁調整指令値を変化させ、前記電圧指標偏差がゼロより大きい状態では前記界磁磁束を弱める方向に前記界磁調整指令値を変化させ、前記電圧指標偏差が前記強め界磁しきい値未満の状態及び前記電圧指標偏差がゼロの状態では前記界磁磁束を変化させないように前記界磁調整指令値を決定し、
前記モード制御部は、前記電圧指標が所定の強め界磁開始電圧指標以上となった際に前記目標界磁調整指令値決定部に前記目標界磁調整指令値を決定させ、当該目標界磁調整指令値が決定されてから前記電圧指標が前記矩形波切替しきい値になるまでの間、前記界磁調整部が決定した界磁調整指令値に代えて前記移行制御用界磁調整部が決定した前記界磁調整指令値を前記電圧指令決定部に入力する請求項６に記載の電動機駆動装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電圧を交流電圧に変換して交流電動機に供給する直流交流変換部を備えた電動機駆動装置の制御を行う制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電源からの直流電圧をインバータにより交流電圧に変換して交流電動機を駆動する電動機駆動装置が一般的に用いられている。このような電動機駆動装置では、交流電動機の各相のコイルに正弦波状の交流電圧を供給して効率的にトルクを発生させるために、ベクトル制御に基づく正弦波ＰＷＭ（パルス幅変調）制御及び最大トルク制御が多く行われている。ところで、電動機は、回転速度が高くなるに従って誘起電圧が高くなり、電動機を駆動するために必要となる交流電圧（以下「必要電圧」という。）も高くなる。そして、この必要電圧が、インバータから出力し得る最大の交流電圧（以下「最大出力電圧」という。）を超えると、コイルに必要な電流を流すことができなり、電動機を適切に制御することができない。そこで、この誘起電圧を下げるために、電動機の界磁磁束を弱める弱め界磁制御が行われる。しかし、弱め界磁制御を行うと、最大トルク制御を行うことができなくなるために出力可能な最大トルクが低下するとともに効率も低下する。このような問題に対して、下記の特許文献１には、電動機の回転速度が上昇して誘起電圧が高くなるに従って、正弦波ＰＷＭ制御から過変調ＰＷＭ制御、更には矩形波制御に移行する電動機駆動装置の制御装置の技術が記載されている。
【０００３】
ここで、直流電源電圧（システム電圧）に対する交流電圧波形の基本波成分の実効値の比率である変調率に関して、正弦波ＰＷＭ制御では変調率の上限が０．６１である。これに対して、過変調ＰＷＭ制御では変調率を０．６１〜０．７８の範囲まで高めることができ、矩形波制御では変調率が最大の０．７８となる。従って、この特許文献１に記載された制御装置によれば、過変調ＰＷＭ制御又は矩形波制御によって交流電動機に供給する交流電圧波形の基本波成分の振幅を大きくする（変調率を高める）ことにより、正弦波ＰＷＭ制御のみを行う構成に比べて、直流電圧を有効利用して最大トルク制御を行うことが可能な回転速度領域を拡大している。そして、電動機の必要電圧が最大出力電圧より低い状態では正弦波ＰＷＭ制御又は過変調ＰＷＭ制御と共に最大トルク制御を行い、電動機の必要電圧が最大出力電圧に達すると矩形波制御と共に弱め界磁制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１１７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の制御装置では、最大トルク制御を行うことが可能な動作領域においてＰＷＭ制御が行われるが、このようなＰＷＭ制御はインバータを構成するスイッチング素子のオンオフ回数が多いため、スイッチング損失が大きくなり易い。電動機の効率を更に向上させるためには、このようなスイッチング損失を抑制することが効果的である。一方、矩形波制御によればスイッチング素子のオンオフ回数をＰＷＭ制御に比べて大幅に少なくすることができるため、スイッチング損失を抑制することが可能である。しかし、上記のとおり矩形波制御では変調率が固定されるため、直流電圧が一定の場合、電動機の回転速度に応じて出力トルクが定まるため、目標トルクに応じたトルクを電動機に出力させることができない。
【０００６】
そこで、本願の発明者らは、最大トルク制御を行うことが可能な動作領域においても、交流電動機の界磁磁束を強める強め界磁制御を行うように界磁調整指令値を決定することによって変調率を最大の０．７８とし、矩形波制御を行うことを考案した。これにより、矩形波制御が行われる電動機の運転領域を広げ、インバータにおけるスイッチング損失を低減して効率を高めることが可能である。しかし、最大トルク制御と共にＰＷＭ制御を行っている状態から、急激に強め界磁制御と共に矩形波制御を行う状態に移行させると、電動機のコイルに流す電流の指令値である電流指令値が急激に変化する場合がある。そのため、電動機のコイルに流れる電流がオーバーシュートして振動し、更には電動機が発生させるトルクに振動が生じる可能性がある。
【０００７】
そこで、交流電動機の界磁磁束を強める強め界磁制御と共に矩形波制御を実行する状態へ移行する際に、電動機のコイルに流れる電流のオーバーシュートや電動機が発生させるトルクの振動を抑制することができる電動機駆動装置の制御装置を実現することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る、直流電圧を交流電圧に変換して交流電動機に供給する直流交流変換部を備えた電動機駆動装置の制御を行う制御装置の特徴構成は、前記交流電動機の目標トルクに基づいて、前記直流交流変換部から前記交流電動機に供給する電流の指令値である電流指令値を決定する電流指令決定部と、前記交流電動機の界磁磁束を強めるように前記電流指令値に対する調整を行う強め界磁制御及び前記電流指令値に対する調整を行わない通常界磁制御をそれぞれ実行するための界磁調整指令値を決定する界磁調整部と、前記交流電動機の回転速度、前記電流指令値、及び前記界磁調整指令値に基づいて、前記直流交流変換部から前記交流電動機に供給する電圧の指令値である電圧指令値を決定する電圧指令決定部と、前記電圧指令値に基づいて前記直流交流変換部を制御し、パルス幅変調制御及び矩形波制御をそれぞれ実行する電圧波形制御部と、前記通常界磁制御と共に前記パルス幅変調制御を実行する通常界磁・パルス幅変調制御モードから、前記強め界磁制御と共に前記矩形波制御を実行する強め界磁・矩形波制御モードへ移行する間に、前記強め界磁制御と共に前記パルス幅変調制御を実行する強め界磁・パルス幅変調制御モードを経る強め界磁移行制御を実行するモード制御部と、を備える点にある。
【０００９】
この特徴構成によれば、強め界磁制御と共に矩形波制御を実行する強め界磁・矩形波制御モードを実行することにより、電動機における矩形波制御が行われる運転領域を広げることができ、直流交流変換部におけるスイッチング損失を低減して効率を高めることができる。またこの際、界磁調整部により界磁調整指令値を適切に決定して強め界磁の程度を変化させることにより、電動機の回転速度に関わらず目標トルクに応じたトルクを適切に電動機に出力させることができる。そして、通常界磁・パルス幅変調制御モードから強め界磁・矩形波制御モードへ移行する間に、強め界磁制御と共にパルス幅変調制御を実行する強め界磁・パルス幅変調制御モードを経る強め界磁移行制御を実行することにより、電動機のコイルに流す電流の指令値である電流指令値が急激に変化することを抑制できる。従って、電動機のコイルに流れる電流のオーバーシュートや電動機が発生させるトルクの振動を抑制することができる。
【００１０】
ここで、前記パルス幅変調制御が、前記電圧指令値に基づく交流電圧波形の振幅がキャリア波形の振幅を超える過変調パルス幅変調制御と、前記交流電圧波形の振幅が前記キャリア波形の振幅以下である通常パルス幅変調制御とを含む構成とすると好適である。この場合において、前記モード制御部は、前記強め界磁・パルス幅変調制御モードとして、前記強め界磁制御と共に前記過変調パルス幅変調制御を実行する強め界磁・過変調パルス幅変調制御モードを少なくとも実行する構成とすると好適である。この際、前記モード制御部は、前記強め界磁・パルス幅変調制御モードとして、前記直流電圧に対する前記電圧指令値の大きさを表す電圧指標の上昇に伴って、前記強め界磁制御と共に前記通常パルス幅変調制御を実行する強め界磁・通常パルス幅変調制御モードを実行した後、前記強め界磁・過変調パルス幅変調制御モードを実行しても好適である。或いは、前記モード制御部は、前記強め界磁・パルス幅変調制御モードとして、前記強め界磁・過変調パルス幅変調制御モードのみを実行しても好適である。
【００１１】
これにより、パルス幅変調制御が、過変調パルス幅変調制御と通常パルス幅変調制御とを含む場合においても、適切に強め界磁移行制御を実行することができる。
【００１２】
また、前記モード制御部は、前記直流電圧に対する前記電圧指令値の大きさを表す電圧指標が所定の矩形波切替しきい値以上の状態では前記電圧波形制御部に前記矩形波制御を実行させ、前記電圧指標が前記矩形波切替しきい値未満の状態では前記電圧波形制御部に前記パルス幅変調制御を実行させる構成とすると好適である。この場合において、前記モード制御部は、前記界磁調整指令値が前記交流電動機の界磁磁束を強める方向に所定の終了しきい値以上となった場合には、前記強め界磁制御を終了して前記通常界磁制御を実行するように前記界磁調整指令値を決定することで前記電圧指標を前記矩形波切替しきい値未満とし、前記電圧波形制御部に前記パルス幅変調制御を行わせる構成とすると好適である。
【００１３】
この構成によれば、強め界磁制御を行うことにより強制的に矩形波切替しきい値とされる電圧指標に関わらず、適切に強め界磁制御及び矩形波制御を終了して通常界磁制御及びパルス幅変調制御に復帰させることができる。また、この際、界磁調整指令値の値に基づいて強め界磁制御の終了を決定するため、強め界磁の程度が大きくなることによる効率低下が拡大することを抑制できる。なお、強め界磁制御を終了するための界磁調整指令値のしきい値となる終了しきい値は、矩形波制御によるスイッチング損失の低減に伴う効率向上が強め界磁の程度が大きくなることによる効率低下を上回る範囲内に設定するのが好適である。
【００１４】
また、前記モード制御部は、前記交流電動機の目標トルクが所定の強め界磁許容トルク範囲から外れている場合には、前記強め界磁制御を実行しないように前記界磁調整指令値を決定する構成とすると好適である。
【００１５】
ここで、矩形波制御ではコイルに流れる電流に含まれる基本波成分以外の高調波成分が大きくなり易い。そのため、交流電動機の目標トルクの値によっては、強め界磁制御を行うことによって矩形波制御に移行することが適切でない場合がある。この構成によれば、強め界磁制御を行うことを許容するトルク範囲を制限することにより、矩形波制御に移行することが適切な状態でのみ強め界磁を行い、よって適切に矩形波制御を実行することができる。
【００１６】
ここで、前記直流電圧に対する前記電圧指令値の大きさを表す電圧指標の変化速度が予め定めた規制速度以下となるように規制する変化速度規制部を更に備え、前記電圧指令決定部は、前記界磁調整指令値が前記通常界磁制御を実行するための基準値から前記界磁磁束を強める方向に変化するに従って前記電圧指令値を増大させ、前記モード制御部は、前記電圧指標が所定の矩形波切替しきい値以上の状態では前記電圧波形制御部に前記矩形波制御を実行させ、前記電圧指標が前記矩形波切替しきい値未満の状態では前記電圧波形制御部に前記パルス幅変調制御を実行させ、更に、前記モード制御部は、前記強め界磁移行制御では、前記強め界磁制御の開始後に、前記変化速度規制部により前記電圧指標の変化速度を規制し、前記電圧指標が前記矩形波切替しきい値に到達するまでの時間に前記強め界磁・パルス幅変調制御モードを実行する構成とすると好適である。
【００１７】
この構成によれば、強め界磁移行制御に際して、強め界磁制御の開始後に、変化速度規制部により電圧指標の変化速度を規制するので、電圧指標が矩形波切替しきい値に到達するまでの時間を比較的長く確保することができる。これにより、電圧指標が矩形波切替しきい値に到達して強め界磁・矩形波制御モードが実行されるまでの時間に、適切に強め界磁・パルス幅変調制御モードを実行することができる。従って、電流指令値が急激に変化することを抑制でき、電動機のコイルに流れる電流のオーバーシュートや電動機が発生させるトルクの振動を抑制することができる。
【００１８】
また、前記変化速度規制部は、前記電圧指標の指令値である指令電圧指標を設定する指令電圧指標設定部を備え、前記界磁調整部は、前記電圧指標から前記指令電圧指標を引いた差である電圧指標偏差が所定の強め界磁しきい値以上ゼロ未満の状態では前記界磁磁束を強める方向に前記界磁調整指令値を変化させ、前記電圧指標偏差がゼロより大きい状態では前記界磁磁束を弱める方向に前記界磁調整指令値を変化させ、前記電圧指標偏差が前記強め界磁しきい値未満の状態及び前記電圧指標偏差がゼロの状態では前記界磁磁束を変化させないように前記界磁調整指令値を決定し、前記モード制御部は、前記指令電圧指標の初期値である指令電圧指標初期値と前記電圧指標との関係に基づいて前記指令電圧指標設定部に前記指令電圧指標の上昇を開始させ、前記指令電圧指標設定部は、前記指令電圧指標初期値から前記矩形波切替しきい値に到達するまで所定の変化速度で前記指令電圧指標を上昇させる構成とすると好適である。
【００１９】
この構成によれば、界磁調整部が、電圧指標と指令電圧指標との差に応じて交流電動機の界磁磁束を調整するための界磁調整指令値を決定する構成において、指令電圧指標設定部が、指令電圧指標初期値から矩形波切替しきい値に到達するまで所定の変化速度で指令電圧指標を上昇させるので、当該指令電圧指標に追従する実際の電圧指標も所定の変化速度で上昇することになる。またこの際、指令電圧指標初期値と電圧指標との関係に基づいて指令電圧指標の上昇が開始されるため、実際の電圧指標に対して適切な指令電圧指標を常に設定することができる。そして、このように電圧指標の上昇速度を規制することにより、電圧指標が矩形波切替しきい値に到達するまでの時間を比較的長く確保することができる。これにより、当該電圧指標が矩形波切替しきい値に到達して強め界磁・矩形波制御モードが実行されるまでの時間に、適切に強め界磁・パルス幅変調制御モードを実行することができる。従って、電流指令値が急激に変化することを抑制でき、電動機のコイルに流れる電流のオーバーシュートや電動機が発生させるトルクの振動を抑制することができる。
【００２０】
前記指令電圧指標初期値は、前記交流電動機の回転速度及び目標トルクの少なくとも一方に応じて、前記通常界磁制御を実行した場合における前記電圧指標より大きくなるように設定されると好適である。
【００２１】
この構成によれば、強め界磁移行制御を実行する際に、電圧指標偏差がゼロより大きい状態となって界磁磁束を弱める方向に界磁調整指令値が変化することを防止し、適切に強め界磁制御が開始されるように指令電圧指標初期値を設定することができる。
【００２２】
また、前記指令電圧指標設定部は、前記指令電圧指標が前記指令電圧指標初期値から前記矩形波切替しきい値に到達するまでの時間を前記指令電圧指標初期値に関わらず一定とするように、前記指令電圧指標の変化速度を設定すると好適である。
【００２３】
この構成によれば、交流電動機の回転速度及び目標トルクの少なくとも一方に応じて指令電圧指標初期値を変動させる場合においても、当該指令電圧指標初期値に関わらず指令電圧指標が矩形波切替しきい値に到達するまでに一定の時間を確保することができる。これにより、電圧指標が矩形波切替しきい値に到達するまでに必ず一定の時間を確保することができ、その時間に適切に強め界磁・パルス幅変調制御モードを実行することができる。
【００２４】
或いは、前記変化速度規制部が上述した指令電圧指標設定部を備える構成に代えて、前記変化速度規制部は、前記電圧指標が前記矩形波切替しきい値となるような目標界磁調整指令値を決定する目標界磁調整指令値決定部と、前記目標界磁調整指令値に到達するまで所定の変化速度で変化する前記界磁調整指令値を決定する移行制御用界磁調整部と、を備え、前記界磁調整部は、前記電圧指標から前記矩形波切替しきい値を引いた差である電圧指標偏差が所定の強め界磁しきい値以上ゼロ未満の状態では前記界磁磁束を強める方向に前記界磁調整指令値を変化させ、前記電圧指標偏差がゼロより大きい状態では前記界磁磁束を弱める方向に前記界磁調整指令値を変化させ、前記電圧指標偏差が前記強め界磁しきい値未満の状態及び前記電圧指標偏差がゼロの状態では前記界磁磁束を変化させないように前記界磁調整指令値を決定し、前記モード制御部は、前記電圧指標が所定の強め界磁開始電圧指標以上となった際に前記目標界磁調整指令値決定部に前記目標界磁調整指令値を決定させ、当該目標界磁調整指令値が決定されてから前記電圧指標が前記矩形波切替しきい値になるまでの間、前記界磁調整部が決定した界磁調整指令値に代えて前記移行制御用界磁調整部が決定した前記界磁調整指令値を前記電圧指令決定部に入力する構成としても好適である。
【００２５】
この構成によれば、界磁調整部が、電圧指標と指令電圧指標との差に応じて交流電動機の界磁磁束を調整するための界磁調整指令値を決定する構成において、電圧指標が矩形波切替しきい値となるような目標界磁調整指令値を決定し、電圧指標が矩形波切替しきい値に到達するまでの間、通常の界磁調整部が決定した界磁調整指令値に代えて移行制御用界磁調整部が決定した界磁調整指令値を電圧指令決定部に入力する。この際、移行制御用界磁調整部が決定する界磁調整指令値は、目標界磁調整指令値に到達するまで所定の変化速度で変化する。従って、このような界磁調整指令値が反映される電圧指令値の上昇速度を規制して電圧指標が矩形波切替しきい値に到達するまでの時間を比較的長く確保することができる。これにより、当該電圧指標が矩形波切替しきい値に到達して強め界磁・矩形波制御モードが実行されるまでの時間に、適切に強め界磁・パルス幅変調制御モードを実行することができる。従って、電流指令値が急激に変化することを抑制でき、電動機のコイルに流れる電流のオーバーシュートや電動機が発生させるトルクの振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る電動機駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２】第一の実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図３】第一の実施形態に係る制御モードマップの例を示す図である
【図４】第一の実施形態に係る基本ｄ軸電流指令値マップの例を示す図である。
【図５】第一の実施形態に係るｑ軸電流指令値マップの例を示す図である。
【図６】第一の実施形態に係る積分入力調整部において用いられる変換マップの例を示す図である。
【図７】第一の実施形態に係る指令変調率設定部において用いられる指令変調率マップの例を示す図である。
【図８】第一の実施形態に係る制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】第一の実施形態に係る制御装置における、目標トルク及び回転速度の変化に伴うｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値の変化の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図１１】第二の実施形態に係る目標ｄ軸電流調整指令値決定部において用いられるｄ軸電流調整指令値マップの例を示す図である。
【図１２】第二の実施形態に係る制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
１．第一の実施形態
まず、本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態においては、電動機駆動装置１が、三相交流により動作する交流電動機としての埋込磁石構造の同期電動機４（ＩＰＭＳＭ、以下単に「電動機４」という。）を駆動する装置として構成されている場合を例として説明する。この電動機４は、必要に応じて発電機としても動作するように構成されている。この電動機４は、例えば、電動車両やハイブリッド車両等の駆動力源として用いられる。電動機駆動装置１は、直流電圧Ｖｄｃを交流に変換して電動機４に供給するインバータ６を有して構成されている。そして、本実施形態では、図２に示すように、制御装置２は、電動機駆動装置１を制御することにより、ベクトル制御法を用いて電動機４の電流フィードバック制御を行う。この際、制御装置２は、電圧波形制御として、パルス幅変調（Pulse Width Modulation、以下「ＰＷＭ」という）制御及び矩形波制御を実行可能に構成されている。また、制御装置２は、界磁調整制御として、目標トルクＴＭに基づいて決定された電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂに対する調整を行わない通常界磁制御、電動機４の界磁磁束を弱めるように電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂに対する調整を行う弱め界磁制御、及び界磁磁束を強めるように電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂに対する調整を行う強め界磁制御を実行可能に構成されている。そして、図３に示すように、この制御装置２は、通常界磁制御と共にＰＷＭ制御を実行する通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１から、強め界磁制御と共に矩形波制御を実行する強め界磁・矩形波制御モードＡ３へ移行する間に、強め界磁制御と共にＰＷＭ制御を実行する強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２を経る強め界磁移行制御を実行可能に構成されている点に特徴を有している。以下、本実施形態に係る電動機駆動装置１及びその制御装置２について詳細に説明する。
【００２８】
１−１．電動機駆動装置の構成
まず、本実施形態に係る電動機駆動装置１の構成について図１に基づいて説明する。この電動機駆動装置１は、直流電圧Ｖｄｃを交流電圧に変換して電動機４に供給するインバータ６を備えている。また、電動機駆動装置１は、直流電圧Ｖｄｃを発生させる直流電源３と、直流電源３からの直流電圧Ｖｄｃを平滑化する平滑コンデンサＣ１と、を備えている。直流電源３としては、例えば、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等の各種二次電池、キャパシタ、或いはこれらの組合せ等が用いられる。直流電源３の電圧である直流電圧Ｖｄｃは、電圧センサ４１により検出されて制御装置２へ出力される。
【００２９】
インバータ６は、直流の直流電圧Ｖｄｃを交流電圧に変換して電動機４に供給するための装置であり、本発明における直流交流変換部に相当する。インバータ６は、複数組のスイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６と、ダイオードＤ１〜Ｄ６と、を備えている。ここでは、インバータ６は、電動機４の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）のそれぞれについて一対のスイッチング素子、具体的には、Ｕ相用上アーム素子Ｅ１及びＵ相用下アーム素子Ｅ２、Ｖ相用上アーム素子Ｅ３及びＶ相用下アーム素子Ｅ４、並びにＷ相用上アーム素子Ｅ５及びＷ相用下アーム素子Ｅ６を備えている。これらのスイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６として、本例では、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いる。各相用の上アーム素子Ｅ１、Ｅ３、Ｅ５のエミッタと下アーム素子Ｅ２、Ｅ４、Ｅ６のコレクタとが、電動機４の各相のコイルにそれぞれ接続されている。また、各相用の上アーム素子Ｅ１、Ｅ３、Ｅ５のコレクタはシステム電圧線５１に接続され、各相用の下アーム素子Ｅ２、Ｅ４、Ｅ６のエミッタは負極線５２に接続されている。また、各スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６には、それぞれフリーホイールダイオードとして機能するダイオードＤ１〜Ｄ６が並列接続されている。なお、スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６としては、ＩＧＢＴの他に、バイポーラ型、電界効果型、ＭＯＳ型など種々の構造のパワートランジスタを用いることができる。
【００３０】
スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６のそれぞれは、制御装置２から出力されるスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６に従ってオンオフ動作を行う。これにより、インバータ６は、直流電圧Ｖｄｃを交流電圧に変換して電動機４に供給し、目標トルクＴＭに応じたトルクを電動機４に出力させる。この際、各スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６は、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６に従って、後述するＰＷＭ制御又は矩形波制御に従ったスイッチング動作を行う。本実施形態では、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６は、各スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６のゲートを駆動するゲート駆動信号である。一方、電動機４が発電機として機能する際には、インバータ６は、発電された交流電圧を直流電圧に変換してシステム電圧線５１に供給する。電動機４の各相のコイルに流れる各相電流、具体的には、Ｕ相電流Ｉｕｒ、Ｖ相電流Ｉｖｒ、及びＷ相電流Ｉｗｒは、電流センサ４２により検出されて制御装置２へ出力される。
【００３１】
また、電動機４のロータの各時点での磁極位置θは、回転センサ４３により検出されて制御装置２へ出力される。回転センサ４３は、例えばレゾルバ等により構成される。ここで、磁極位置θは、電気角上でのロータの回転角度を表している。電動機４の目標トルクＴＭは、図示しない車両制御装置等の他の制御装置等からの要求信号として制御装置２に入力される。
【００３２】
１−２．制御装置の構成
次に、図１に示される制御装置２の機能について、図２〜図７を用いて詳細に説明する。以下に説明する制御装置２の各機能部は、マイクロコンピュータ等の論理回路を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うためのハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により構成されている。上記のとおり、制御装置２には、目標トルクＴＭ及び磁極位置θが入力される。更に、制御装置２には、Ｕ相電流Ｉｕｒ、Ｖ相電流Ｉｖｒ、及びＷ相電流Ｉｗｒも入力される。そこで、図２に示すように、制御装置２は、これらの目標トルクＴＭ、磁極位置θ、磁極位置θから導出される電動機４の回転速度ω、及び各相電流Ｉｕｒ、Ｉｖｒ、Ｉｗｒに基づいて、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御を行い、電動機４に供給する電圧の指令値である電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑを決定する。そして、この電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑに基づいてインバータ６を駆動するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成して出力し、当該インバータ６を介して電動機４の駆動制御を行う。この際、制御装置２は、電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑに基づいてインバータ６を制御して行う電圧波形制御に関してＰＷＭ制御及び矩形波制御を実行可能に構成され、電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂに対して電動機４の界磁磁束を調整するように界磁調整指令値を決定することにより行う界磁制御に関して通常界磁制御、強め界磁制御、及び弱め界磁制御を実行可能に構成されている。そして、制御装置２は、これらの電圧波形制御と界磁制御とを組み合わせて複数の制御モードの何れかを切り替えて実行する。
【００３３】
ＰＷＭ制御では、インバータ６の各スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６のオンオフを、電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑに基づく交流電圧波形Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ（図２参照）に基づいて制御する。具体的には、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相のインバータ６の出力電圧波形（ＰＷＭ波形）が、上アーム素子Ｅ１、Ｅ３、Ｅ５がオン状態となるハイレベル期間と、下アーム素子Ｅ２、Ｅ４、Ｅ６がオン状態となるローレベル期間とにより構成されるパルスの集合で構成されると共に、その基本波成分が一定期間で略正弦波状となるように、各パルスのデューティ比を制御する。本実施形態では、ＰＷＭ制御には、通常ＰＷＭ制御と過変調ＰＷＭ制御の２つの制御方式が含まれる。
【００３４】
通常ＰＷＭ制御は、交流電圧波形Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗがキャリア波形の振幅以下であるＰＷＭ制御である。このような通常ＰＷＭ制御としては、正弦波ＰＷＭ制御が代表的であるが、本実施形態では、正弦波ＰＷＭ制御の各相の基本波に対して中性点バイアス電圧を印加する空間ベクトルＰＷＭ（Space Vector PWM、以下「ＳＶＰＷＭ」という）制御を用いる。なお、ＳＶＰＷＭ制御では、キャリアとの比較によらずにデジタル演算により直接ＰＷＭ波形を生成するが、その場合でも交流電圧波形Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは仮想的なキャリア波形の振幅以下である。本発明においては、このようにキャリアを用いずにＰＷＭ波形を生成する方式も、仮想的なキャリア波形の振幅との比較で通常ＰＷＭ制御又は過変調ＰＷＭ制御に含めることとする。直流電圧Ｖｄｃに対するインバータ６の出力電圧波形の基本波成分の実効値の比率を変調率Ｍ（後述する式（４）参照）とすると、通常ＰＷＭ制御としてのＳＶＰＷＭ制御では、変調率Ｍは「０〜０．７１」の範囲で変化させることができる。
【００３５】
過変調ＰＷＭ制御は、交流電圧波形Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの振幅がキャリア波形の振幅を超えるＰＷＭ制御である。過変調ＰＷＭ制御では、通常ＰＷＭ制御に比べて、各パルスのデューティ比を基本波成分の山側で大きく谷側で小さくすることにより、インバータ６の出力電圧波形の基本波成分の波形を歪ませ、振幅が通常ＰＷＭ制御よりも大きくなるように制御する。このような過変調ＰＷＭ制御としては、例えば、各スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６のオン及びオフが電動機４の電気角１周期につきＭ回（Ｍは２以上の整数）ずつ行われ、各相について電気角半周期につきＭ回のパルスが出力されるＭパルス制御（例えば、３パルス制御や５パルス制御）がある。Ｍパルス制御は、電気角半周期につきＭ回のパルスが出力される制御であり、各パルスの幅は電気角の位相に応じて予め定められている。このとき、各相の出力電圧波形は、互いに１２０°位相をずらして出力される。過変調ＰＷＭ制御では、変調率Ｍは「０．７１〜０．７８」の範囲で変化させることができる。
【００３６】
矩形波制御では、各スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６のオン及びオフが電動機４の電気角１周期につき１回ずつ行われ、各相について電気角半周期につき１回のパルスが出力される。すなわち、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相のインバータ６の出力電圧波形が、１周期につき前記ハイレベル期間と前記ローレベル期間とが１回ずつ交互に表れるとともにこれらのハイレベル期間とローレベル期間との比が１：１の矩形波となるように制御する。このとき、各相の出力電圧波形は、互いに１２０°位相をずらして出力される。これにより、矩形波制御は、インバータ６に矩形波状電圧を出力させる。矩形波制御では、変調率Ｍは最大変調率Ｍｍａｘである「０．７８」で固定される。すなわち、変調率Ｍが最大変調率Ｍｍａｘに到達すると矩形波制御が実行される。このため、本実施形態においては、矩形波制御を実行させるための変調率Ｍのしきい値である矩形波切替しきい値Ｍｂは、最大変調率Ｍｍａｘに設定されている。
【００３７】
上記のとおり、本実施形態における界磁制御には、通常界磁制御、強め界磁制御、及び弱め界磁制御が含まれる。後述するように、電流指令決定部７において、電動機４の目標トルクＴＭに基づいて、インバータ６から電動機４に供給する電流の指令値である電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂが決定される。界磁制御は、このように決定された電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂを適切に調整するように界磁調整指令値を決定することにより、電動機４の界磁磁束を適切に調整する制御である。具体的には、電流指令決定部７は、目標トルクＴＭに基づいて、電流指令値としての基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂ及び基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂを決定する。ここで、電流ベクトル制御法においては、ｄ軸は界磁の磁束方向に設定し、ｑ軸は界磁の向きに対して電気角でπ／２進んだ方向に設定する。そのため、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂを調整するｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを界磁調整指令値として適切に決定することにより、電動機４の界磁磁束を調整することができる。
【００３８】
後述するように、電流指令決定部７は、最大トルク制御を行うように電流指令値（基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂ及び基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂ）を決定する。ここで、最大トルク制御は、同一電流に対して電動機４の出力トルクが最大となるように電流位相を調節する制御である。この最大トルク制御では、電動機４の電機子コイルに流す電流に対して最も効率的にトルクを発生させることができる。なお、この電流位相とは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ（基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂを含む）とｑ軸電流指令値Ｉｑ（基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂを含む）との合成ベクトルのｑ軸に対する位相である。通常界磁制御は、電流指令決定部７により決定された電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂに対する調整を行わない界磁制御である。すなわち、通常界磁制御では、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂに対する調整を行わないようにゼロ（ΔＩｄ＝０）に設定される。従って、本実施形態においては、制御装置２は、通常界磁制御の実行中には、最大トルク制御を行うことになる。言い換えれば、本実施形態に係る通常界磁制御は最大トルク制御である。
【００３９】
強め界磁制御は、通常界磁制御（最大トルク制御）に比べて電動機４の界磁磁束を強めるように電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂに対する調整を行う界磁制御である。すなわち、強め界磁制御は、電動機４の界磁磁束を強める方向の磁束が電機子コイルから発生するように電流位相を調節する制御である。ここでは、強め界磁制御では、通常界磁制御よりも電流位相を遅らせるようにｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを設定する。具体的には、強め界磁制御では、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂを正方向に変化させる（増加させる）ように正の値（ΔＩｄ＞０）に設定される。
【００４０】
弱め界磁制御は、通常界磁制御（最大トルク制御）に比べて電動機４の界磁磁束を弱めるように電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂに対する調整を行う界磁制御である。すなわち、弱め界磁制御は、電動機４の界磁磁束を弱める方向の磁束が電機子コイルから発生するように電流位相を調節する制御である。ここでは、弱め界磁制御では、通常界磁制御よりも電流位相を進めるようにｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを設定する。具体的には、弱め界磁制御では、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂを負方向に変化させる（減少させる）ように負の値（ΔＩｄ＜０）に設定される。
【００４１】
図３は、回転速度ωと目標トルクＴＭとにより規定される電動機４の動作可能領域の中における各制御モードが実行される領域を規定した制御モードマップの例を示す図である。この図に示すように、本実施形態においては、制御装置２は、通常界磁制御と共にＰＷＭ制御を実行する通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１、強め界磁制御と共にＰＷＭ制御を実行する強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２、強め界磁制御と共に矩形波制御を実行する強め界磁・矩形波制御モードＡ３、弱め界磁制御と共に矩形波制御を実行する弱め界磁・矩形波制御モードＡ５を実行可能に構成されている。更に、この制御装置２は、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２及び強め界磁・矩形波制御モードＡ３を経ずに弱め界磁・矩形波制御モードＡ５へ移行する場合には、通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１と弱め界磁・矩形波制御モードＡ５との間で、弱め界磁制御と共にＰＷＭ制御を実行する弱め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ４を実行可能に構成されている。図３のマップに示される領域Ｆは、本発明における特徴的な制御が行われる強め界磁制御領域であり、この強め界磁制御領域Ｆでは、まず強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２が実行され、その後強め界磁・矩形波制御モードＡ３へ移行する強め界磁移行制御が行なわれる。
【００４２】
また、上記のとおり、本実施形態ではＰＷＭ制御として通常ＰＷＭ制御及び過変調ＰＷＭ制御の２つの電圧波形制御を実行する。そのため、通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１は、通常界磁制御と共に通常ＰＷＭ制御を実行する通常界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ１ａと、通常界磁制御と共に過変調ＰＷＭ制御を実行する通常界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ１ｂとを含んでいる。また、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２は、強め界磁制御と共に通常ＰＷＭ制御を実行する強め界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ２ａと、強め界磁制御と共に過変調ＰＷＭ制御を実行する強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ２ｂとを含んでいる。更にここでは、弱め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ４は、弱め界磁制御と共に過変調ＰＷＭ制御を実行する弱め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ４ａとされている。
【００４３】
図３に示す制御モードマップの例おいて、曲線Ｌ１〜Ｌ４は、いずれも通常界磁制御（最大トルク制御）中における変調率Ｍがある値になるときの電動機４の回転速度ω及び目標トルクＴＭにより定まる線である。曲線Ｌ１は、通常界磁制御中における変調率Ｍが、最大変調率Ｍｍａｘ（＝０．７８）となる線である。曲線Ｌ２は、通常界磁制御中における変調率Ｍが、通常ＰＷＭ制御と過変調ＰＷＭ制御との境界の値に設定された過変調切替変調率Ｍｏ（＝０．７１）となる線である。曲線Ｌ３は、通常界磁制御中における変調率Ｍが、過変調切替変調率Ｍｏ（＝０．７１）より低い値に設定された強め界磁開始変調率Ｍｓ（例えば、Ｍｓ＝０．６４）となる線である。なお、強め界磁開始変調率Ｍｓは、後述する指令変調率初期値ＭＴｓと強め界磁しきい値ΔＭｓとの双方の設定によって定まる。曲線Ｌ４は、通常界磁制御中における変調率Ｍが、過変調切替変調率Ｍｏと最大変調率Ｍｍａｘとの間に設定された値（例えば、０．７６）となる線である。
【００４４】
ところで、電動機４は、回転速度ωが高くなるに従って誘起電圧が高くなり、電動機４を駆動するために必要となる交流電圧（以下「必要電圧」という。）も高くなる。そして、この必要電圧が、そのときの直流電圧Ｖｄｃを変換してインバータ６から出力し得る最大の交流電圧（以下「最大出力電圧」という。）を超えると、コイルに必要な電流を流すことができなり、電動機４を適切に制御することができない。そこで、直流電圧Ｖｄｃに基づく最大出力電圧に対する電動機４の必要電圧を表す変調率Ｍが、最大変調率Ｍｍａｘに達する曲線Ｌ１より高回転側の領域では、弱め界磁・矩形波制御モードＡ５が実行される。なお、上記の必要電圧及び最大出力電圧は、共に交流電圧の実効値として互いに比較することができる。
【００４５】
更に、本実施形態においては、変調率Ｍが最大変調率Ｍｍａｘより低い状態でも、所定の条件を満たす場合には、強め界磁制御と共に矩形波制御を実行する強め界磁・矩形波制御モードＡ３を実行する。また、この際に、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる調整後の電流指令値Ｉｄ、Ｉｑが急激に変化することによってコイルに流れる電流のオーバーシュートや電動機４が発生させるトルクの振動が発生することを抑制するために、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２を経て強め界磁・矩形波制御モードＡ３に移行させる強め界磁移行制御を実行する。強め界磁制御は、通常界磁制御を行うとすれば変調率Ｍが最大変調率Ｍｍａｘより低くなる状態で目標トルクＴＭに応じたトルクを電動機４に出力させつつ矩形波制御を行うために実行される。
【００４６】
図３に示すように、強め界磁制御領域Ｆは、目標トルクＴＭについて規定された強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲ内に設定されている。すなわち、強め界磁制御領域Ｆは、強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲ内であって、通常界磁制御中における変調率Ｍが強め界磁開始変調率Ｍｓから最大変調率Ｍｍａｘまでとなる領域（Ｍｓ≦Ｍ＜Ｍｍａｘ）に設定されている。電動機４の回転速度ω及び目標トルクＴＭにより定まる動作点が、通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１の領域から領域Ｆ内に入った場合には、制御装置２は、後述する方法により強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２を所定時間実行してから強め界磁・矩形波制御モードＡ３へ移行する強め界磁移行制御を行なう。強め界磁・矩形波制御モードＡ３へ移行した後も、電動機４の回転速度ω及び目標トルクＴＭがこの領域Ｆ内に留まっている場合には、強め界磁・矩形波制御モードＡ３の実行状態が継続される。このような強め界磁制御領域Ｆを設定していることにより、従来からある弱め界磁・矩形波制御モードＡ５だけを有する場合に比べて、電動機４の動作可能領域の中における矩形波制御が実行される領域が拡大されている。なお、図３において強め界磁制御領域Ｆ内を区画する破線は、電動機４の回転速度ω又は目標トルクＴＭが所定の変化速度で変化した場合に、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２が実行される領域と強め界磁・矩形波制御モードＡ３が実行される領域とが切り替わる境界の一例を示している。この境界の位置は、回転速度ω又は目標トルクＴＭの変化速度によって異なる位置となる。よって、制御モードマップとしては、強め界磁制御領域Ｆの全体が、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２を所定時間実行した後で強め界磁・矩形波制御モードＡ３へ移行する強め界磁移行制御を行なう領域として設定されている。
【００４７】
強め界磁制御領域Ｆでは、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２として、少なくとも強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ２ｂを実行する。また、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２として、変調率Ｍの上昇に伴って、強め界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ２ａを実行した後、強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ２ｂを実行する構成としても好適である。ここで、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２として、強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ２ｂのみを実行するか、強め界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ２ａと強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ２ｂとの双方を順に実行するかは、後述する指令変調率初期値ＭＴｓの設定によって定まる。すなわち、指令変調率初期値ＭＴｓが過変調切替変調率Ｍｏ（＝０．７１）以上の値に設定されている場合には、基本的に強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ２ｂのみが実行される。なお、この場合にも、変調率Ｍが過変調切替変調率Ｍｏに到達するまでの極短時間、強め界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ２ａが実行される場合もあるが、本願では、このような極短時間の制御モードの実行は、積極的に当該制御モードを実行するものではないので除外して考えるものとする。一方、指令変調率初期値ＭＴｓが過変調切替変調率Ｍｏ（＝０．７１）未満の値に設定されている場合には、所定の変化速度での指令変調率ＭＴの上昇に応じて、強め界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ２ａが実行された後、強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ２ｂが実行される。本実施形態においては、指令変調率初期値ＭＴｓが過変調切替変調率Ｍｏ（＝０．７１）以上の値に設定され、従って、基本的に強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ２ｂのみを実行する場合を例として説明する。
【００４８】
強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲ以外では曲線Ｌ２より低回転側の領域、強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲ内では曲線Ｌ３より低回転側の領域で、通常界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ１ａが実行される。また、強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲ以外では、曲線Ｌ２より高回転側であって曲線Ｌ４より低回転側の領域で、通常界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ１ｂが実行される。更に、強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲ以外では、曲線Ｌ４より高回転側であって曲線Ｌ１より低回転側の領域で弱め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ４ａ（弱め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ４）が実行される。この弱め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ４ａは、通常界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ１ｂから急激に弱め界磁制御と共に矩形波制御を行う状態に移行させることにより、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる調整後の電流指令値Ｉｄ、Ｉｑが急激に変化することを抑制するために実行される。これにより、コイルに流れる電流のオーバーシュートや電動機４が発生させるトルクの振動が発生することを抑制することができる。
【００４９】
次に、図２に示す制御装置２の機能ブロック図に基づいて、制御装置２の機能について説明する。図２に示すように、ｄ軸電流指令値導出部２１には、目標トルクＴＭが入力される。ｄ軸電流指令値導出部２１は、入力された目標トルクＴＭに基づいて基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂを導出する。ここで、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂは、最大トルク制御を行う場合におけるｄ軸電流の指令値に相当する。本実施形態では、ｄ軸電流指令値導出部２１は、図４に示す基本ｄ軸電流指令値マップを用いて、目標トルクＴＭの値に応じた基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂを導出する。図示の例では、目標トルクＴＭとして「ＴＭ１」の値が入力された場合には、これに応じて、ｄ軸電流指令値導出部２１は、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂとして「Ｉｄ１」を導出する。同様に、ｄ軸電流指令値導出部２１は、目標トルクＴＭとして「ＴＭ３」、「ＴＭ５」の値が入力された場合には、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂとして「Ｉｄ３」、「Ｉｄ５」をそれぞれ導出する。このように導出された基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂは、加算器２３へ入力される。加算器２３には、後述する積分器３２により導出されたｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが更に入力される。加算器２３は、下記の式（１）に示すように、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂにｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを加算し、調整後のｄ軸電流指令値Ｉｄを導出する。
Ｉｄ＝Ｉｄｂ＋ΔＩｄ・・・（１）
【００５０】
ｑ軸電流指令値導出部２２には、目標トルクＴＭ及びｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが入力される。ｑ軸電流指令値導出部２２は、入力された目標トルクＴＭとｄ軸電流調整指令値ΔＩｄとに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑを導出する。本実施形態では、ｑ軸電流指令値導出部２２は、図５に示すｑ軸電流指令値マップを用いて、目標トルクＴＭ及びｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの値に応じたｑ軸電流指令値Ｉｑを導出する。図５において、細い実線は、ＴＭ１〜ＴＭ５の各トルクを出力するためのｄ軸電流及びｑ軸電流の値を示す等トルク線６１であり、太い実線は最大トルク制御を行うためのｄ軸電流及びｑ軸電流の値を示す最大トルク制御線６２である。また、図５において、太い一点鎖線は、そのときの電動機４の回転速度ω及び直流電圧Ｖｄｃにより制限されるｄ軸電流及びｑ軸電流が取り得る値の範囲を示す電圧制限楕円６３である。この電圧制限楕円６３の径は、電動機４の回転速度ωに反比例し、直流電圧Ｖｄｃに比例する。ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑがこの電圧制限楕円６３上の値をとる際には、変調率Ｍは最大変調率Ｍｍａｘ（＝０．７８）となる。このとき、制御装置２は電圧波形制御部１０に矩形波制御を行わせる。
【００５１】
また、図５にハッチングを施して示す強め界磁制御領域Ｆは、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２及び強め界磁・矩形波制御モードＡ３が実行される領域を示している。この強め界磁制御領域Ｆの上限は最大トルク制御線６２が電圧制限楕円６３と交差する点で規定される。また、この強め界磁制御領域Ｆの下限は正のｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの大きさで規定され、ここでは図５に示される最大トルク制御線６２上から電圧制限楕円６３上に移行するためのｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが所定の終了しきい値ΔＩｄｓ未満である領域として規定される。言い換えれば、強め界磁制御領域Ｆは、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄがゼロより大きく終了しきい値ΔＩｄｓ未満の領域として規定される（０＜ΔＩｄ＜ΔＩｄｓ）。ここで、終了しきい値ΔＩｄｓは、強め界磁制御を終了するためのｄ軸電流調整指令値ΔＩｄのしきい値であり、矩形波制御によるスイッチング損失の低減に伴う効率向上が強め界磁電流の増大（強め界磁の程度の増大）による効率低下を上回る範囲内に設定すると好適である。
【００５２】
図示の例では、目標トルクＴＭとして「ＴＭ１」の値が入力された場合には、ｑ軸電流指令値導出部２２は、目標トルクＴＭ＝ＴＭ１の等トルク線６１と最大トルク制御線６２との交点のｑ軸電流の値である「Ｉｑ１」を基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂとして導出する。この場合、弱め界磁制御及び強め界磁制御の双方が行われず、後述する積分器３２から入力されるｄ軸電流調整指令値ΔＩｄはゼロ（ΔＩｄ＝０）である。従って、ｑ軸電流指令値Ｉｑは基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂと同じ値となる。このとき制御装置２は、通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１を実行する。
【００５３】
また、目標トルクＴＭとして「ＴＭ３」の値が入力された場合には、ｑ軸電流指令値導出部２２は、目標トルクＴＭ＝ＴＭ３の等トルク線６１と最大トルク制御線６２との交点のｑ軸電流の値である「Ｉｑ３」を基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂとして導出する。ここで、基本ｑ軸電流指令値は、最大トルク制御を行う場合におけるｄ軸電流の指令値に相当する。この際、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂ及び基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂは、強め界磁制御領域Ｆ内に入っているため強め界磁制御が行われる。この場合、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄとして正の値、ここでは「ΔＩｄ１」（ΔＩｄ１＞０）が後述する積分器３２から入力される。従って、ｑ軸電流指令値導出部２２は、目標トルクＴＭ＝ＴＭ３の等トルク線６１に沿ってｄ軸の正方向に「ΔＩｄ１」だけ移動した電圧制限楕円６３上のｑ軸電流の値である「Ｉｑ４」をｑ軸電流指令値Ｉｑとして導出する。但し、後述するように、モード制御部５は、指令変調率設定部３３により、指令変調率初期値ＭＴｓから最大変調率Ｍｍａｘに設定された矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまで所定の変化速度で指令変調率ＭＴを上昇させる。これにより、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの変化速度が規制されるので、ｑ軸電流指令値Ｉｑも「Ｉｑ３」から「Ｉｑ４」まで変化する際の変化速度が規制される。
【００５４】
また、目標トルクＴＭとして「ＴＭ５」の値が入力された場合には、ｑ軸電流指令値導出部２２は、目標トルクＴＭ＝ＴＭ５の等トルク線６１と最大トルク制御線６２との交点のｑ軸電流の値である「Ｉｑ５」を基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂとして導出する。この際、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂ及び基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂは、電圧制限楕円６３よりも外側にあるため、弱め界磁制御が行われる。この場合、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄとして負の値、ここでは「−ΔＩｄ２」（−ΔＩｄ２＜０）が後述する積分器３２から入力される。従って、ｑ軸電流指令値導出部２２は、目標トルクＴＭ＝ＴＭ５の等トルク線６１に沿ってｄ軸の負方向に「−ΔＩｄ２」だけ移動した電圧制限楕円６３上のｑ軸電流の値である「Ｉｑ６」をｑ軸電流指令値Ｉｑとして導出する。このとき制御装置２は、弱め界磁・矩形波制御モードＡ５を実行する。
【００５５】
なお、図５のｑ軸電流指令値マップにより求められる基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂ（Ｉｑ１、Ｉｑ３、Ｉｑ５）に対応するｄ軸電流の値（Ｉｄ１、Ｉｄ３、Ｉｄ５）は、図４に示す基本ｄ軸電流指令値マップを用いて求められる基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂの値と一致する。よって、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂをこの図５に示すマップにより求めることも可能である。本実施形態においては、電動機４の目標トルクＴＭに基づいて基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂ及び基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂを決定するｄ軸電流指令値導出部２１及びｑ軸電流指令値導出部２２が、本発明における電流指令決定部７を構成している。そして、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂ及び基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂが、インバータ６から電動機４に供給する電流の指令値である、本発明における電流指令値となる。
【００５６】
電流制御部２４には、上記のように導出されたｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑが入力される。更に、電流制御部２４には、三相二相変換部２７から実ｄ軸電流Ｉｄｒ及び実ｑ軸電流Ｉｑｒが入力され、回転速度導出部２８から電動機４の回転速度ωが入力される。実ｄ軸電流Ｉｄｒ及び実ｑ軸電流Ｉｑｒは、電流センサ４２（図１参照）により検出されたＵ相電流Ｉｕｒ、Ｖ相電流Ｉｖｒ、及びＷ相電流Ｉｗｒと回転センサ４３（図１参照）により検出された磁極位置θとに基づいて、三相二相変換部２７により三相二相変換を行って導出される。また、電動機４の回転速度ωは、回転センサ４３（図１参照）により検出された磁極位置θに基づいて回転速度導出部２８により導出される。
【００５７】
電流制御部２４は、ｄ軸電流指令値Ｉｄと実ｄ軸電流Ｉｄｒとの偏差であるｄ軸電流偏差δＩｄ、及びｑ軸電流指令値Ｉｑと実ｑ軸電流Ｉｑｒとの偏差であるｑ軸電流偏差δＩｑを導出する。そして、電流制御部２４は、ｄ軸電流偏差δＩｄに基づいて比例積分制御演算（ＰＩ制御演算）を行って電圧降下のｄ軸成分であるｄ軸電圧降下Ｖｚｄを導出すると共に、ｑ軸電流偏差δＩｑに基づいて比例積分制御演算を行って電圧降下のｑ軸成分であるｑ軸電圧降下Ｖｚｑを導出する。なお、これらの比例積分制御演算に代えて比例積分微分制御演算（ＰＩＤ制御演算）を行っても好適である。
【００５８】
そして、電流制御部２４は、下記の式（２）に示すように、ｄ軸電圧降下Ｖｚｄからｑ軸電機子反作用Ｅｑを減算してｄ軸電圧指令値Ｖｄを導出する。
Ｖｄ＝Ｖｚｄ−Ｅｑ
＝Ｖｚｄ−ω・Ｌｑ・Ｉｑｒ・・・（２）
この式（２）に示されるように、ｑ軸電機子反作用Ｅｑは、電動機４の回転速度ω、実ｑ軸電流Ｉｑｒ、及びｑ軸インダクタンスＬｑに基づいて導出される。
【００５９】
更に、電流制御部２４は、下記の式（３）に示すように、ｑ軸電圧降下Ｖｚｑにｄ軸電機子反作用Ｅｄ及び永久磁石の電機子鎖交磁束による誘起電圧Ｅｍを加算してｑ軸電圧指令値Ｖｑを導出する。
Ｖｑ＝Ｖｚｑ＋Ｅｄ＋Ｅｍ
＝Ｖｚｑ＋ω・Ｌｄ・Ｉｄｒ＋ω・ＭＩｆ・・・（３）
この式（３）に示されるように、ｄ軸電機子反作用Ｅｄは、電動機４の回転速度ω、実ｄ軸電流Ｉｄｒ、及びｄ軸インダクタンスＬｄに基づいて導出される。また、誘起電圧Ｅｍは、永久磁石の電機子鎖交磁束の実効値により定まる誘起電圧定数ＭＩｆ及び電動機４の回転速度ωに基づいて導出される。
【００６０】
本実施形態においては、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑを、インバータ６から電動機４に供給する電圧の指令値である電圧指令値とする。なお、ｄ軸電流指令値導出部２１及びｑ軸電流指令値導出部２２において決定された基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂ及び基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂは、加算器２３及びｑ軸電流指令値導出部２２においてｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる調整後のｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑとされる。そして、これら調整後のｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑと、電動機４の回転速度ωとに基づいて、電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑが決定される。よって、これらの加算器２３、ｑ軸電流指令値導出部２２、及び電流制御部２４により、電動機４の回転速度ω、電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂ、及びｄ軸電流調整指令値ΔＩｄに基づいて電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑを決定する電圧指令決定部９が構成されている。
【００６１】
変調率導出部２９には、電流制御部２４により導出されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑが入力される。また、変調率導出部２９には、電圧センサ４１により検出された直流電圧Ｖｄｃの値が入力される。変調率導出部２９は、これらの値に基づいて変調率Ｍを、下記の式（４）に従って導出する。
Ｍ＝√（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）／Ｖｄｃ・・・（４）
本実施形態では、変調率Ｍは、直流電圧Ｖｄｃに対するインバータ６の出力電圧波形の基本波成分の実効値の比率であり、ここでは、３相の線間電圧実効値を直流電圧Ｖｄｃの値で除算した値として導出される。本実施形態においては、この変調率Ｍが、そのときの直流電圧Ｖｄｃに対する電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑの大きさを表す電圧指標に相当する。上記のとおり、変調率Ｍの最大値（最大変調率Ｍｍａｘ）は、矩形波制御を実行している際の変調率Ｍに相当する「０．７８」である。
【００６２】
減算器３０には、変調率導出部２９により導出された変調率Ｍと、指令変調率設定部３３により設定された指令変調率ＭＴとが入力される。減算器３０は、下記の式（５）に示すように、変調率Ｍから指令変調率ＭＴを減算した変調率偏差ΔＭを導出する。
ΔＭ＝Ｍ−ＭＴ・・・（５）
本実施形態では、変調率偏差ΔＭは、電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑがそのときの直流電圧Ｖｄｃによって出力し得る最大の交流電圧の値を超えている程度を表す。従って、変調率偏差ΔＭは、実質的には直流電圧Ｖｄｃの不足の程度を表す電圧不足指標として機能する。指令変調率設定部３３による指令変調率ＭＴの設定方法については後述する。
【００６３】
積分入力調整部３１には、減算器３０により導出された変調率偏差ΔＭが入力される。積分入力調整部３１は、変調率偏差ΔＭの値に対して所定の調整を行い、当該調整後の値である調整値Ｙを積分器３２へ出力する。図６は、この積分入力調整部３１により用いられる変換マップの一例を示す図である。この図に示すように、本実施形態においては、積分入力調整部３１は、変調率偏差ΔＭが所定の強め界磁しきい値ΔＭｓ（ΔＭｓ＜０）以上ゼロ未満の状態（ΔＭｓ≦ΔＭ＜０）では正の調整値Ｙ（Ｙ＞０）を出力し、変調率偏差ΔＭがゼロより大きい状態（０＜ΔＭ）では負の調整値Ｙ（Ｙ＜０）を出力し、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ未満の状態（ΔＭ＜ΔＭｓ）及び変調率偏差ΔＭがゼロの状態（ΔＭ＝０）では調整値Ｙとしてゼロ（Ｙ＝０）を出力する。より詳しくは、積分入力調整部３１は、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ以上であって中間しきい値ΔＭｓｍ未満の状態（ΔＭｓ≦ΔＭ＜ΔＭｓｍ）では、変調率偏差ΔＭが増加するに従って増加する調整値Ｙを出力する。この範囲では、変調率偏差ΔＭと調整値Ｙとの関係は一次関数により表すことができる。このように変調率偏差ΔＭの増加に従って調整値Ｙが増加する変換マップの領域を設定することにより、強め界磁制御を開始した直後にｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが急激に上昇することを抑制できる。よって、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる調整後の電流指令値Ｉｄ、Ｉｑが急激に変化してコイルに流れる電流がオーバーシュートしたり、電動機４が発生させるトルクの振動が発生することを抑制できる。
【００６４】
また、積分入力調整部３１は、変調率偏差ΔＭが中間しきい値ΔＭｓｍ以上の状態（ΔＭｓｍ≦ΔＭ）では、変調率偏差ΔＭが増加するに従って減少する調整値Ｙを出力する。この範囲では、調整値Ｙは変調率偏差ΔＭに比例し、比例定数は負の値となる。ここで、強め界磁しきい値ΔＭｓは、強め界磁制御を開始するための変調率偏差ΔＭのしきい値であり、ゼロ未満の値に設定される。この強め界磁しきい値ΔＭｓは、指令変調率初期値ＭＴｓと合わせて決定される強め界磁開始変調率Ｍｓが矩形波制御によるスイッチング損失の低減に伴う効率向上が強め界磁電流が大きい（強め界磁の程度が大きい）ことによる効率低下を上回るように設定すると好適である。また、中間しきい値ΔＭｓｍは、強め界磁しきい値ΔＭｓより大きくゼロ未満の値に設定される。例えば、強め界磁しきい値ΔＭｓを「−０．０７」に設定し、中間しきい値ΔＭｓｍを「−０．０３」に設定することができる。この強め界磁しきい値ΔＭｓは、指令変調率初期値ＭＴｓと合わせて強め界磁制御の開始条件を構成する。
【００６５】
積分器３２には積分入力調整部３１により導出された調整値Ｙが入力される。積分器３２は、この調整値Ｙを所定のゲインを用いて積分し、当該積分値をｄ軸電流調整指令値ΔＩｄとして導出する。本実施形態では、このｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが、電動機４の界磁磁束を調整するための界磁調整指令値に相当する。このｄ軸電流調整指令値ΔＩｄは、変調率導出部２９、指令変調率設定部３３、減算器３０、積分入力調整部３１、及び積分器３２により決定される。よって、本実施形態では、変調率導出部２９、指令変調率設定部３３、減算器３０、積分入力調整部３１、及び積分器３２により、界磁調整部８が構成されている。そして、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄに応じて、通常界磁制御（最大トルク制御）、強め界磁制御、及び弱め界磁制御がそれぞれ選択的に実行される。ここで、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄがゼロである場合（ΔＩｄ＝０）には通常界磁制御（最大トルク制御）が行われる。ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが正の値をとる場合（ΔＩｄ＞０）、電動機４の界磁磁束を強めるように電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂに対する調整を行う。すなわち正のｄ軸電流調整指令値ΔＩｄである強め界磁電流が流れることにより、通常界磁制御に比べて電動機４の界磁磁束が強められ、強め界磁制御が行われる。ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが負の値をとる場合（ΔＩｄ＜０）、電動機４の界磁磁束を弱めるように電流指令値Ｉｄｂ、Ｉｑｂに対する調整を行う。すなわち負のｄ軸電流調整指令値ΔＩｄである弱め界磁電流が流れることにより、通常界磁制御に比べて電動機４の界磁磁束が弱められ、弱め界磁制御が行われる。
【００６６】
上記のように、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ以上ゼロ未満の状態（ΔＭｓ≦ΔＭ＜０）では、調整値Ｙとして正の値（Ｙ＞０）が出力されるので、積分器３２により導出されるｄ軸電流調整指令値ΔＩｄは増加（正方向に変化）し、電動機４の界磁磁束を強める方向にｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが変化する。また、変調率偏差ΔＭがゼロより大きい状態（０＜ΔＭ）では、調整値Ｙとして負の値（Ｙ＜０）が出力されるので、積分器３２により導出されるｄ軸電流調整指令値ΔＩｄは減少（負方向に変化）し、電動機４の界磁磁束を弱める方向にｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが変化する。変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ未満（ΔＭ＜ΔＭｓ）及び変調率偏差ΔＭがゼロの状態（ΔＭ＝０）では、調整値Ｙとしてゼロ（Ｙ＝０）が出力されるので、積分器３２により導出されるｄ軸電流調整指令値ΔＩｄは変化せず、電動機４の界磁磁束を変化させないようにｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが決定される。
【００６７】
上記のとおり、本実施形態に係る通常界磁制御では、同一電流に対して電動機４の出力トルクが最大となるように電流位相を調節する最大トルク制御が行われる。そのため、通常界磁制御を実行するためのｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの基準値（ΔＩｄ＝０）から、電動機４の界磁磁束を強める方向にｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが変化するに従って、同一トルクを出力するために必要とされる調整後の電流指令値Ｉｄ、Ｉｑは増加し、それに基づいて導出される電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑ及び変調率Ｍは増加する。言い換えると、電圧指令決定部９は、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが基準値（ΔＩｄ＝０）から増加する（正方向に変化する）に従って電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑを増大させる。また、変調率導出部２９は、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが基準値（ΔＩｄ＝０）から増加する（正方向に変化する）に従って変調率Ｍを増大させる。
【００６８】
指令変調率設定部３３は、変調率Ｍの指令値である指令変調率ＭＴを設定する。本実施形態では、指令変調率ＭＴは可変値とされ、指令変調率設定部３３は、指令変調率マップに従って時間Ｔと共に変化する指令変調率ＭＴを減算器３０へ出力する。図７は、この指令変調率マップの一例を示す図である。この図に示すように、指令変調率設定部３３は、指令変調率ＭＴの初期値である指令変調率初期値ＭＴｓから矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまで、所定の変化速度で指令変調率ＭＴを上昇させる。ここで、指令変調率初期値ＭＴｓは、電動機４の回転速度ω及び目標トルクＴＭに応じてモード制御部５により設定される。この際、通常界磁制御を実行した場合における、当該回転速度ω及び目標トルクＴＭでの変調率Ｍより大きくなるように設定される。すなわち、指令変調率初期値ＭＴｓは、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる界磁磁束の調整を行わない場合に、回転速度ω及び目標トルクＴＭに応じて変調率導出部２９が導出する変調率Ｍより大きい値に設定される。言い換えると、指令変調率初期値ＭＴｓは、通常界磁制御を行うことが可能な領域の全体で強め界磁制御を行わずに通常界磁制御（最大トルク制御）を行ったと仮定した場合における各回転速度ω及び目標トルクＴＭでの変調率Ｍよりも大きい値に設定される。図７には、このように変化する指令変調率初期値ＭＴｓの複数の値（ＭＴｓ１〜ＭＴｓ４）を例示している。指令変調率初期値ＭＴｓは、図示のように回転速度ω及び目標トルクＴＭに応じて段階的に変化するように設定されてもよいし、回転速度ω及び目標トルクＴＭに応じて連続的に変化するように設定されてもよい。このように指令変調率初期値ＭＴｓを可変設定することにより、電動機４の回転速度ω及び目標トルクＴＭにより規定される動作点が図３に示すいずれの領域から強め界磁制御領域Ｆに入った場合にも、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまでの時間を確保できる。よって、強め界磁制御領域Ｆに入る前の電動機４の動作点に因らず、適切に強め界磁移行制御を行なうことができる。従って、例えば、電動機４の動作点が通常界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ１ｂにある状態から強め界磁制御領域Ｆに入った場合にも、適切に強め界磁移行制御を行なうことができる。一方、矩形波切替しきい値Ｍｂは、上記のとおり最大変調率Ｍｍａｘ（＝０．７８）に設定されている。
【００６９】
そして、指令変調率設定部３３は、上記のように設定された指令変調率初期値ＭＴｓから矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまで時間Ｔの経過に従って次第に上昇（増加）するよう変化する指令変調率ＭＴを出力する。ここでは、指令変調率ＭＴの変化速度は一定とされている。更に、本実施形態においては、指令変調率設定部３３は、指令変調率ＭＴが指令変調率初期値ＭＴｓから矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまでの時間、すなわち指令変調率ＭＴが変化中である時間（以下、「指令変調率変化時間ΔＴ」とする）を指令変調率初期値ＭＴｓに関わらず一定とするように、指令変調率ＭＴの変化速度を設定する。これにより、指令変調率初期値ＭＴｓに応じて異なる指令変調率ＭＴの変化速度が設定されることになるが、各指令変調率初期値ＭＴｓについてみれば、指令変調率ＭＴの変化速度は指令変調率変化時間ΔＴの全域にわたって一定に設定されている。この指令変調率変化時間ΔＴは、電動機４の応答特性に応じて設定すると好適である。ここで用いる電動機４の応答特性としては、電動機４の電気的時定数を用いると好適である。この指令変調率変化時間ΔＴは、通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１から強め界磁・矩形波制御モードＡ３へ移行する際の強め界磁移行制御において、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２を実行する時間に対応する。すなわち、この指令変調率変化時間ΔＴが長くなるに従って、強め界磁・矩形波制御モードＡ３へ移行する前に強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２が実行される時間が長くなる。指令変調率設定部３３は、指令変調率ＭＴを矩形波切替しきい値Ｍｂまで上昇させた後は、モード制御部５が強め界磁制御又は弱め界磁制御を終了して通常界磁制御に戻るまでの間、指令変調率ＭＴを矩形波切替しきい値Ｍｂに一致させた状態に維持する。
【００７０】
指令変調率設定部３３により指令変調率ＭＴの変化を開始させるタイミングは、モード制御部５により決定される。すなわち、モード制御部５は、電動機４の回転速度ω及び目標トルクＴＭに応じて指令変調率初期値ＭＴｓを設定すると共に、指令変調率初期値ＭＴｓと変調率導出部２９により導出された変調率Ｍとの関係に基づいて指令変調率設定部３３に指令変調率ＭＴの上昇を開始させる。本実施形態においては、モード制御部５は、変調率Ｍが指令変調率初期値ＭＴｓに一致した際に指令変調率設定部３３による指令変調率ＭＴの上昇を開始させる。なお、指令変調率初期値ＭＴｓと変調率Ｍとの関係に基づいて、例えば、指令変調率初期値ＭＴｓと変調率Ｍとの差が所定のしきい値以下となった時に、指令変調率ＭＴの上昇を開始させる構成としても好適である。
【００７１】
上記のとおり、指令変調率初期値ＭＴｓは、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる界磁磁束の調整が行われていない状態での変調率Ｍより大きい値となるように設定されている。そして、変調率Ｍが指令変調率初期値ＭＴｓに一致した時から指令変調率ＭＴを一定の変化速度で次第に上昇させることにより、強め界磁制御の開始後における変調率Ｍも一定の変化速度で次第に上昇させることができる。すなわち、電動機４の回転速度ωや目標トルクＴＭが次第に上昇することにより変調率Ｍが次第に上昇する状況において、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ以上となった場合には、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄは増加（正方向に変化）して強め界磁制御を実行する。この強め界磁制御により、変調率Ｍが指令変調率ＭＴと一致するまでｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが増加するため、変調率Ｍは、指令変調率ＭＴに追従して変化し、最終的に矩形波切替しきい値Ｍｂに一致する。このように指令変調率ＭＴは変調率Ｍの制御目標となるため、指令変調率ＭＴを一定の変化速度で変化させることにより、変調率Ｍも同様に変化させることができる。基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂ（電流指令値）及び基本ｑ軸電流指令値Ｉｑｂに変動がない理想的な状態では、変調率Ｍは指令変調率ＭＴと同じ変化速度で変化する。従って、本実施形態では、指令変調率設定部３３及びこれを制御するモード制御部５により、変調率Ｍの変化速度が予め定めた規制速度以下となるように規制する変化速度規制部１１が構成されている。なお、このとき、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄは、変調率偏差ΔＭの調整値Ｙの積分値として導出されるため、指令変調率ＭＴを一定の変化速度で次第に上昇させることにより、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄも所定の変化速度で変化することになる。
【００７２】
以上のように、変調率Ｍが上昇する際における変調率Ｍの変化速度を規制することにより、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）に到達するまでの時間を一定時間確保することができる。本実施形態では、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまでに、少なくとも指令変調率変化時間ΔＴ以上の時間を確保することができる。そして、制御装置２は、このような変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまでの時間に、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２を実行する。その後、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂに到達すると、強め界磁・矩形波制御モードＡ３が実行される。これにより、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる調整後の電流指令値Ｉｄ、Ｉｑが急激に変化することを抑制でき、電動機のコイルに流れる電流のオーバーシュートや電動機が発生させるトルクの振動を抑制することができる。
【００７３】
モード制御部５は、回転速度ω及び目標トルクＴＭを含む電動機４の動作状態に基づいて複数の制御モードの中から実行する制御モードを決定し、当該制御モードに応じて制御装置２の各部の動作状態を制御する。ここでは、図２に示すように、モード制御部５には、回転速度ω、目標トルクＴＭ、変調率Ｍ、及びｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが入力され、これらに基づいてモード制御部５の制御動作が行われる。本実施形態では、モード制御部５は、図３に示す制御モードマップに従って制御モードを決定する。従って、モード制御部５は、強め界磁制御領域Ｆを除いて、電動機４の回転速度ω及び目標トルクＴＭが高くなるに従って、通常界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ１ａ、通常界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ１ｂ、弱め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ４ａ、弱め界磁・矩形波制御モードＡ５の順に制御モードを移行させる。上記のとおり、これらの各制御モード間の境界（曲線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４）は、通常界磁制御（最大トルク制御）中における変調率Ｍが一定となる位置に設定されている。この中で、曲線Ｌ１は、通常界磁制御中における変調率Ｍが最大変調率Ｍｍａｘ（＝０．７８）となる位置に設定されており、回転速度ω及び目標トルクＴＭに基づいて通常界磁制御を行うべく導出した変調率Ｍが最大変調率Ｍｍａｘを超える状態では、制御装置２は、弱め界磁・矩形波制御モードＡ５を実行する。
【００７４】
強め界磁制御領域Ｆは、目標トルクＴＭについて規定された強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲ内であって、通常界磁制御を行うことが可能な領域の全体で強め界磁制御を行わずに通常界磁制御を行ったと仮定した場合における変調率Ｍが、強め界磁開始変調率Ｍｓ（曲線Ｌ３）から最大変調率Ｍｍａｘ（曲線Ｌ１）までとなる領域（Ｍｓ≦Ｍ＜Ｍｍａｘ）に設定されている。ここで、強め界磁開始変調率Ｍｓは、指令変調率初期値ＭＴｓと強め界磁しきい値ΔＭｓとの双方の設定によって定まる。すなわち、変調率Ｍが次第に上昇して指令変調率ＭＴに近づく状況において、積分入力調整部３１は、上記のとおり、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ（ΔＭｓ＜０）以上ゼロ未満の状態（ΔＭｓ≦ΔＭ＜０）で正の調整値Ｙ（Ｙ＞０）を出力する。そして、変調率偏差ΔＭは、上記式（５）に示すように、変調率Ｍから指令変調率ＭＴを減算して求められる。従って、強め界磁制御を開始するときの変調率Ｍの値である強め界磁開始変調率Ｍｓは、下記の式（６）に示すように、指令変調率ＭＴに強め界磁しきい値ΔＭｓを加算して求められる。
Ｍｓ＝ＭＴｓ＋ΔＭｓ・・・（６）
よって、例えば、指令変調率初期値ＭＴｓを「０．７１」に設定し、強め界磁しきい値ΔＭｓを「−０．０７」に設定した場合、強め界磁開始変調率Ｍｓは「０．６４」となる。図３に示す例では、強め界磁開始変調率Ｍｓは、通常界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ１ａと通常界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ１ｂとの境界の値に設定された過変調切替変調率Ｍｏ（＝０．７１）より小さく設定されているため、強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲ内では、モード制御部５は、通常界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ１ａから強め界磁制御領域Ｆにおける強め界磁制御を開始する。
【００７５】
また、モード制御部５は、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）以上の状態では電圧波形制御部１０に矩形波制御を実行させ、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ未満の状態では電圧波形制御部１０にＰＷＭ制御を実行させる。更に本実施形態では、ＰＷＭ制御には通常ＰＷＭ制御と過変調ＰＷＭ制御の２つが含まれるため、モード制御部５は、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ未満の状態であって、過変調切替変調率Ｍｏ（＝０．７１）以下の状態では電圧波形制御部１０に通常ＰＷＭ制御を実行させ、過変調切替変調率Ｍｏ（＝０．７１）より大きい状態では電圧波形制御部１０に過変調ＰＷＭ制御を実行させる。ここで、電圧波形制御部１０は、三相二相変換部２５及び制御信号生成部２６を備えて構成されている。これらの三相二相変換部２５及び制御信号生成部２６の動作については後述する。
【００７６】
回転速度ω及び目標トルクＴＭにより定まる電動機４の動作点が強め界磁制御領域Ｆに入った場合には、上記のような指令変調率初期値ＭＴｓ及び強め界磁しきい値ΔＭｓの設定によって、積分入力調整部３１から正の調整値Ｙが出力され、積分器３２により正のｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが出力される。これにより強め界磁制御が開始される。ここで、強め界磁制御領域Ｆを規定する強め界磁開始変調率Ｍｓ（曲線Ｌ３）は、指令変調率初期値ＭＴｓ及び強め界磁しきい値ΔＭｓにより定まる。モード制御部５は、このうちの指令変調率初期値ＭＴｓを電動機４の回転速度ω及び目標トルクＴＭに応じて可変設定することにより、強め界磁制御の開始を制御する。また、モード制御部５は、指令変調率初期値ＭＴｓと変調率Ｍとの関係に基づいて指令変調率設定部３３に指令変調率ＭＴの上昇を開始させる。本実施形態においては、モード制御部５は、変調率Ｍが指令変調率初期値ＭＴｓに一致した際に、指令変調率設定部３３に対して指令変調率ＭＴの上昇を開始させる。
【００７７】
指令変調率設定部３３は、モード制御部５から指令変調率ＭＴの上昇開始指令を受け取った後、指令変調率初期値ＭＴｓから矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）に到達するまで所定の変化速度で指令変調率ＭＴを上昇させる。これにより、変調率Ｍの変化速度（上昇速度）を規制し、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまでの時間を所定時間確保する。そして、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまでの間に、モード制御部５は、電圧波形制御部１０にＰＷＭ制御を実行させる。本実施形態では、指令変調率初期値ＭＴｓを過変調切替変調率Ｍｏ（＝０．７１）以上の値に設定しているため、モード制御部５は、強め界磁制御領域Ｆでは、基本的に過変調ＰＷＭ制御を実行する。すなわち、モード制御部５は、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまでの時間に、強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ２ｂを実行する。その後、指令変調率設定部３３が指令変調率ＭＴを次第に上昇させることにより、変調率Ｍも次第に上昇し、最終的には矩形波切替しきい値Ｍｂに到達する。変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ以上となった場合には、モード制御部５は、電圧波形制御部１０に矩形波制御を実行させる。これにより、強め界磁・矩形波制御モードＡ３が実行される。
【００７８】
以上のように、モード制御部５は、強め界磁制御の開始後における変調率Ｍの変化速度を規制することにより、通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１から強め界磁・矩形波制御モードＡ３へ移行する間に、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２を経る強め界磁移行制御を実行するように構成されている。
【００７９】
上記のとおり、指令変調率ＭＴは、矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）まで上昇した後は矩形波切替しきい値Ｍｂに一致した状態に維持される。従って、強め界磁制御中の変調率Ｍは、最終的には最大変調率Ｍｍａｘ（＝０．７８）に収束する。そして、この状態から、電動機４の目標トルクＴＭや回転速度ωが変化することに伴って変調率Ｍが変化した場合、当該変調率Ｍの変化に応じて変調率偏差ΔＭも変化し、界磁磁束を強める方向又は弱める方向にｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが適宜変更される。これにより、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄは、強め界磁制御が行われる正の値から弱め界磁制御が行われる負の値まで適宜変化する。ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが負の値になった状態では、弱め界磁制御が実行される。強め界磁制御及び弱め界磁制御のいずれが行われる場合においても、変調率Ｍは指令変調率ＭＴとして設定された矩形波切替しきい値Ｍｂに収束し、モード制御部５が電圧波形制御部１０に矩形波制御を実行させる状態が維持される。
【００８０】
ここで、弱め界磁制御は、電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑに対して直流電圧Ｖｄｃが不足する状態で実行される制御であるため、負のｄ軸電流調整指令値ΔＩｄ（弱め界磁電流の値）の大きさに関わらず実行する必要がある。しかし、電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑに対して直流電圧Ｖｄｃが足りている状態で強制的に矩形波制御を行うために実行される強め界磁制御は、正のｄ軸電流調整指令値ΔＩｄ（強め界磁電流）が増大することによる効率低下が矩形波制御によるスイッチング損失の低減に伴う効率向上を上回るまでに終了し、通常界磁制御（最大トルク制御）及びＰＷＭ制御に移行することが望ましい。しかし、上記のとおり、強め界磁制御中は変調率偏差ΔＭがゼロ（変調率Ｍ＝０．７８）に固定されるため、一旦強め界磁制御に入ると、電動機４の目標トルクＴＭや回転速度ωが低下してもｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの値が正方向に大きくなるだけで、通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１に復帰することができない。そこで、本実施形態においては、モード制御部５は、強め界磁制御を強制的に終了するための強め界磁終了制御も実行するように構成されている。また、本実施形態においては、この強め界磁終了制御を用いて、強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲ以外で強め界磁制御を行わないように制御している。
【００８１】
すなわち、モード制御部５は、目標トルクＴＭとｄ軸電流調整指令値ΔＩｄに基づいて、強め界磁制御を終了する条件である強め界磁終了条件を判定し、強め界磁終了条件を満たす場合には、強め界磁制御を終了するようにｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを決定する。具体的には、モード制御部５は、強め界磁終了条件を満たす場合には、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄをゼロとする制御を行う。本実施形態においては、強め界磁終了条件は、以下の（ａ）及び（ｂ）の２つの条件のいずれかを満たすこととしている。
（ａ）ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄ≧終了しきい値ΔＩｄｓであること
（ｂ）目標トルクＴＭが強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲ外であること
ここで、強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲは、例えば、電動機４に流れる交流電流の基本波成分以外の高調波成分が大きくなり易い矩形波制御を行った際に、当該電動機４に流れる電流が制限値を超えないような目標トルクＴＭの上限値付近を範囲の上限とすると好適である。また、強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲは、出力トルクが小さすぎるために矩形波制御を行うのに適さないトルク範囲を除外するように下限を設定すると好適である。
【００８２】
モード制御部５は、上記の強め界磁終了条件を満たす場合には、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄをゼロとする指令を積分器３２へ出力し、積分器３２が出力するｄ軸電流調整指令値ΔＩｄをゼロとする。この際、モード制御部５は、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが一定の変化速度でゼロになるまで変化するようにｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを制御する。これにより、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる調整後の電流指令値Ｉｄ、Ｉｑが急激に変化することを抑制でき、電動機のコイルに流れる電流のオーバーシュートや電動機が発生させるトルクの振動を抑制することができる。そして、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄをゼロにすることにより変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）未満となる。これに伴い、強め界磁・矩形波制御モードＡ３が終了されて通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１が実行される。モード制御部５は、上記強め界磁終了条件（ａ）及び（ｂ）の双方が満たされなくなったときには、強め界磁制御を強制的に終了する制御を停止する。これにより、積分器３２が調整値Ｙを積分してｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを導出する制御が再開される。
【００８３】
電圧波形制御部１０は、電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑに基づいてインバータ６を制御し、ＰＷＭ制御及び矩形波制御をそれぞれ選択的に実行する。上記のとおり、電圧波形制御部１０には、三相二相変換部２５及び制御信号生成部２６が含まれる。二相三相変換部２５には、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑが入力される。また、二相三相変換部２５には、回転センサ４３（図１参照）により検出された磁極位置θも入力される。二相三相変換部２５は、磁極位置θを用いてｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑに対して二相三相変換を行い、三相の交流電圧指令値、すなわちＵ相電圧指令値Ｖｕ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ、及びＷ相電圧指令値Ｖｗを導出する。但し、これらの交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの波形は、制御モード毎に異なるため、二相三相変換部２５は、制御モード毎に異なる電圧波形の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを制御信号生成部２６に出力する。具体的には、二相三相変換部２５は、モード制御部５から通常ＰＷＭ制御の実行指令を受けた場合には、当該通常ＰＷＭ制御に応じた交流電圧波形の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを出力する。ここでは、通常ＰＷＭ制御はＳＶＰＷＭ制御とされているので、当該ＳＶＰＷＭ制御用の交流電圧波形に従って交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを出力する。また、二相三相変換部２５は、モード制御部５から過変調ＰＷＭ制御の実行指令を受けた場合には、当該過変調ＰＷＭ制御に応じた交流電圧波形の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを出力する。また、二相三相変換部２５は、モード制御部５から矩形波制御の実行指令を受けた場合には、当該矩形波制御に応じた交流電圧波形の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを出力する。ここで、矩形波制御を実行する際の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、インバータ６の各スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６のオンオフ切替位相の指令値とすることができる。この指令値は、各スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６のオンオフ制御信号に対応し、各スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６のオン又はオフを切り替えるタイミングを表す磁極位置θの位相を表す指令値である。
【００８４】
制御信号生成部２６には、三相二相変換部２５により生成されたＵ相電圧指令値Ｖｕ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ、及びＷ相電圧指令値Ｖｗが入力される。制御信号生成部２６は、それらの交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに従って、図１に示すインバータ６の各スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６を制御するスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成する。そして、インバータ６は、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６に従って各スイッチング素子Ｅ１〜Ｅ６のオンオフ動作を行う。これにより、電動機４のＰＷＭ制御（通常ＰＷＭ制御又は過変調ＰＷＭ制御）又は矩形波制御が行われる。
【００８５】
１−３．制御装置の動作
次に、制御装置２の各部の動作について、図８及び図９を用いて詳細に説明する。図７は、本実施形態に係る制御装置２の各部の動作の流れを示すフローチャートである。
【００８６】
図８に示すように、制御装置２は、まず、変調率導出部２９により変調率Ｍを導出する（ステップ＃０１）。次に、モード制御部５により、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄがゼロであるか否かを判定する（ステップ＃０２）。ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄがゼロである場合には（ステップ＃０２：Ｙｅｓ）、モード制御部５は、通常界磁制御中であると判定する。この場合、制御装置２は、モード制御部５により、電動機４の回転速度ω及び目標トルクＴＭに応じて指令変調率初期値ＭＴｓを設定する（ステップ＃０３）。その後、変調率導出部２９により導出された変調率Ｍが指令変調率初期値ＭＴｓ以上であるか否かを判定する（ステップ＃０４）。ここでは、指令変調率初期値ＭＴｓは、通常界磁制御を行うことが可能な領域の全体で通常界磁制御（最大トルク制御）を行った場合における各回転速度ω及び目標トルクＴＭでの変調率Ｍよりも大きい値に設定される。従って、通常界磁制御の実行中は、変調率Ｍは指令変調率初期値ＭＴｓ未満となる（ステップ＃０４：Ｎｏ）。この状態では、指令変調率設定部３３は、指令変調率初期値ＭＴｓを指令変調率ＭＴとして設定する（ステップ＃０５）。
【００８７】
一方、通常界磁制御の実行中に回転速度ω及び目標トルクＴＭが上昇して変調率Ｍが上昇することにより、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ以上となった場合には、正のｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが決定され、強め界磁制御が実行される。これにより、変調率Ｍは更に上昇し、指令変調率初期値ＭＴｓに到達する。変調率Ｍが指令変調率初期値ＭＴｓ以上となった場合には（ステップ＃０４：Ｙｅｓ）、指令変調率設定部３３は、指令変調率初期値ＭＴｓから矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまで所定の変化速度で指令変調率ＭＴを次第に上昇させる（ステップ＃０６）。この場合、以降のステップでは、時間Ｔの経過に従って次第に上昇する指令変調率ＭＴが用いられる。従って、強め界磁制御が実行されて変調率Ｍが上昇する状態では、当該変調率Ｍの上昇が指令変調率ＭＴの変化速度に応じて規制される。よって、強め界磁制御の実行中であって変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）に到達しない状態が一定時間確保され、その間に強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２が実行される。
【００８８】
また、上記のように強め界磁制御が開始された後は、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが正の値（ΔＩｄ＞０）となり、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄがゼロでなくなるため（ステップ＃０２：Ｎｏ）、次に、モード制御部５は、上記のように所定の変化速度で上昇する指令変調率ＭＴが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）に到達したか否かを判定する（ステップ＃０７）。指令変調率ＭＴが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）に未だ達していない場合には（ステップ＃０７：Ｎｏ）、処理はステップ＃０６へ進み、指令変調率ＭＴを所定の変化速度で更に上昇させる。そして、指令変調率ＭＴが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）に達した場合には（ステップ＃０７：Ｙｅｓ）、以降のステップでは、指令変調率ＭＴとして当該矩形波切替しきい値Ｍｂが用いられる。従って、後述するステップ＃１５によりｄ軸電流調整指令値ΔＩｄがゼロとされて通常界磁制御に戻されるまでは、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂとなるような制御が維持され、矩形波制御が実行される。
【００８９】
上記のように指令変調率ＭＴが決定された後は、減算器３０により、変調率Ｍから指令変調率ＭＴを減算した変調率偏差ΔＭ（＝Ｍ−ＭＴ）を導出する（ステップ＃０８）。その後、制御装置２は、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄがゼロより大きい（ΔＩｄ＞０）か否かを判定する（ステップ＃０９）。この判定は、そのときに制御装置２が強め界磁制御中であるか否かを判定するものである。ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄがゼロ以下（ΔＩｄ≦０）である場合には（ステップ＃０９：Ｎｏ）、制御装置２が通常界磁制御中又は弱め界磁制御中であると判定できる。そこで次に、変調率偏差ΔＭがゼロ未満（ΔＭ＜０）であるか否かを判定する（ステップ＃１０）。この判定は、変調率Ｍが指令変調率ＭＴ未満であるか否かを判定するものである。変調率偏差ΔＭがゼロ以上（ΔＭ≧０）である場合には（ステップ＃１０：Ｎｏ）、処理はステップ＃１２へ進み、当該変調率偏差ΔＭに基づいて積分入力調整部３１から出力されるゼロ以下の調整値Ｙ（図６参照）を積分器３２により積分し、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを導出する（ステップ＃１２）。これにより、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄは負方向、すなわち電動機４の界磁磁束を弱める方向に変化する。このとき、通常界磁制御中であれば弱め界磁制御が開始され、弱め界磁制御中であれば弱め界磁の程度が増大する。
【００９０】
変調率偏差ΔＭがゼロ未満（ΔＭ＜０）である場合には（ステップ＃１０：Ｙｅｓ）、次に、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ以上（ΔＭ≧ΔＭｓ）であるか否かを判定する（ステップ＃１１）。変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ未満（ΔＭ＜ΔＭｓ）である場合には（ステップ＃１１：Ｎｏ）、積分入力調整部３１により調整値Ｙとしてゼロが出力される（図６参照）。従って、積分器３２による調整値Ｙの積分は行わず、処理はステップ＃１６へ進む。よって、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄは変化しない。このとき、通常界磁制御中であれば当該通常界磁制御が継続され、弱め界磁制御中であれば当該弱め界磁制御が継続される。変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ以上（ΔＭ≧ΔＭｓ）である場合には（ステップ＃１１：Ｙｅｓ）、積分入力調整部３１により調整値Ｙとして正の値が出力される（図６参照）。そこで、積分器３２により正の調整値Ｙを積分し、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを導出する（ステップ＃１２）。これにより、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄは正方向、すなわち電動機４の界磁磁束を強める方向に変化する。このとき、通常界磁制御中であれば強め界磁制御が開始され、弱め界磁制御中であれば弱め界磁の程度が減少し或いは強め界磁制御に移行する。
【００９１】
一方、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄがゼロより大きい（ΔＩｄ＞０）場合には（ステップ＃０９：Ｙｅｓ）、制御装置２が強め界磁制御中であると判定できる。そこで次に、モード制御部５により、強め界磁終了条件を判定する。具体的には、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが終了しきい値ΔＩｄｓ以上（ΔＩｄ≧ΔＩｄｓ）であるか否か（ステップ＃１３）、及び目標トルクＴＭが強め界磁許容トルク範囲ＴＭＲ外か否か（ステップ＃１４）を判定する。これらいずれかの条件を満たす場合（ステップ＃１３：Ｙｅｓ又はステップ＃１４：Ｙｅｓ）には、強め界磁制御を終了するために、モード制御部５によりｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを一定の変化速度でゼロにする（ステップ＃１５）。これにより、強め界磁制御が終了し、通常界磁制御が実行される。上記のいずれの条件も満たさない場合（ステップ＃１３：Ｎｏ及びステップ＃１４：Ｎｏ）には、強め界磁制御を継続することとし、処理はステップ＃１２へ進む。従って、変調率偏差ΔＭに応じて積分入力調整部３１により出力された調整値Ｙを積分器３２により積分し、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを導出する（ステップ＃１２）。これにより、強め界磁制御中も、変調率偏差ΔＭに応じてｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが適切に調整される。この際、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが負方向に変化して強め界磁制御から弱め界磁制御へ移行することもある。
【００９２】
その後、ｄ軸電流指令値導出部２１により導出された基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂと積分器３２により導出されたｄ軸電流調整指令値ΔＩｄとを加算してｄ軸電流指令値Ｉｄを導出する（ステップ＃１６）。また、ｑ軸電流指令値導出部２２によりｑ軸電流指令値Ｉｑを導出する（ステップ＃１７）。そして、これらのｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑに基づいて、電流制御部２４により電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑを導出する（ステップ＃１８）。以上で処理を終了する。
【００９３】
次に、図８に示すフローチャートに従う制御装置２の動作の具体例について、図３及び図９を用いて説明する。図９は、時間Ｔの経過に従って図３に示す点ｔ０からｔ６へ向かって順に電動機４の動作点を変化させ、その後点ｔ７からｔ１３へ向かって順に電動機４の動作点を変化させた際における、目標トルクＴＭ、回転速度ω、及びｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる調整後の電流指令値Ｉｄ、Ｉｑの変化の一例を示す図である。具体的には、図９（ａ）は時間軸Ｔに沿った目標トルクＴＭの変化、図９（ｂ）はそのとき回転速度ωの変化、図９（ｃ）はそのときのｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑの変化をそれぞれ示している。
【００９４】
本例では、時点ｔ０〜ｔ１では、目標トルクＴＭがゼロの状態で回転速度ωをゼロからω１まで上昇させる。このとき、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑはゼロのままである。時点ｔ１〜ｔ２では、回転速度ωをω１で一定とした状態で目標トルクＴＭをゼロからＴＭ６まで上昇させる。このとき、ｄ軸電流指令値Ｉｄは目標トルクＴＭに比例してＩｄ８まで減少し、ｑ軸電流指令値Ｉｑは目標トルクＴＭに比例してＩｑ８まで増加する。時点ｔ２〜ｔ６では、目標トルクＴＭをＴＭ６で一定とした状態で回転速度ωをω１からω２まで上昇させる。このとき、電動機４の動作点が強め界磁制御領域Ｆに入るまでの時点ｔ２〜ｔ３では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑは一定に維持される。時点ｔ０〜ｔ３では、通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１（通常界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ１ａ）が実行される。電動機４の動作点が強め界磁制御領域Ｆに入ってからの時点ｔ３〜ｔ４で、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが増加することにより強め界磁制御が実行され、ｄ軸電流指令値ＩｄはＩｄ８からＩｄ９まで増加し、ｑ軸電流指令値ＩｑはＩｑ８からＩｑ９まで増加する。このとき、上述したように指令変調率ＭＴの変化速度が一定速度に規制されることによってｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの増加速度が規制されるため、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる調整後のｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑの増加速度も規制されて緩やかな曲線を描くように増加する。これにより、変調率Ｍの変化速度（上昇速度）が規制され、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまでの時間が確保されるので、この間（時点ｔ３〜ｔ４）に強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２が実行される。
【００９５】
その後、時点ｔ４〜ｔ５では、回転速度ωが上昇することによって図５に示す電圧制限楕円６３の径が縮小するため、矩形波制御中に電圧制限楕円６３上に設定されるｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑが共に減少する。具体的には、ｄ軸電流指令値ＩｄはＩｄ９からＩｄ８まで減少し、ｑ軸電流指令値ＩｑはＩｑ９からＩｑ８まで減少する。このとき、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄも減少する。時点ｔ４〜ｔ５では強め界磁・矩形波制御モードＡ３が実行される。そして、時点ｔ５でｄ軸電流調整指令値ΔＩｄがゼロとなり強め界磁制御が終了する。強め界磁制御領域Ｆから出てからの時点ｔ５〜ｔ６では、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが更に減少して負の値になることにより弱め界磁制御が実行され、ｄ軸電流指令値ＩｄはＩｄ８からＩｄ７まで減少し、ｑ軸電流指令値ＩｑはＩｑ８からＩｑ７まで減少する。時点ｔ６〜ｔ７では、回転速度ω及び目標トルクＴＭの双方が一定に維持されるため、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑは共に変化しない。
【００９６】
時点ｔ７〜ｔ１１では、目標トルクＴＭをＴＭ６で一定とした状態で回転速度ωをω２からω１まで下降させる。このとき、電動機４の動作点が強め界磁制御領域Ｆに入るまでの時点ｔ７〜ｔ８では、弱め界磁制御が実行されつつｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが次第に増加し、ｄ軸電流指令値ＩｄはＩｄ７からＩｄ８まで増加し、ｑ軸電流指令値ＩｑはＩｑ７からＩｑ８まで増加する。そして、時点ｔ８でｄ軸電流調整指令値ΔＩｄがゼロとなり弱め界磁制御が終了する。時点ｔ５〜ｔ８では弱め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ４が実行される。電動機４の動作点が強め界磁制御領域Ｆに入ってからの時点ｔ８〜ｔ９では、回転速度ωが下降することによって図５に示す電圧制限楕円６３の径が拡大するため、矩形波制御中に電圧制限楕円６３上に設定されるｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑが共に増加する。具体的には、ｄ軸電流指令値ＩｄはＩｄ８からＩｄ９まで増加し、ｑ軸電流指令値ＩｑはＩｑ８からＩｑ９まで増加する。このとき、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄも増加する。時点ｔ８〜ｔ９では強め界磁・矩形波制御モードＡ３が実行される。本例では、時点ｔ９でｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが終了しきい値ΔＩｄｓに到達し、その後時点ｔ１０までの間に、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを一定の変化速度（減少速度）でゼロにする。これにより、ｄ軸電流指令値ＩｄはＩｄ９からＩｄ８まで減少し、ｑ軸電流指令値ＩｑはＩｑ９からＩｑ８まで減少する。このようにｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの減少速度が規制されるため、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる調整後のｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑの減少速度も規制されて緩やかな曲線を描くように増加する。これにより、変調率Ｍの変化速度（下降速度）が規制され、変調率Ｍが強め界磁開始変調率Ｍｓ（図３の曲線Ｌ３）に到達するまでに所定の時間が確保されるので、この間（時点ｔ９〜ｔ１０）に強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２が実行される。
【００９７】
電動機４の動作点が強め界磁制御領域Ｆから出てからの時点ｔ１０〜ｔ１１では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑは一定に維持される。時点ｔ１１〜ｔ１２では、回転速度ωをω１で一定とした状態で目標トルクＴＭをＴＭ６からゼロまで下降させる。このとき、ｄ軸電流指令値Ｉｄは目標トルクＴＭに比例してＩｄ８からゼロまで増加し、ｑ軸電流指令値Ｉｑは目標トルクＴＭに比例してＩｑ８からゼロまで減少する。時点ｔ１２〜ｔ１３では、目標トルクＴＭがゼロの状態で回転速度ωをω１からゼロまで下降させる。このとき、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑはゼロのままである。時点ｔ１０〜ｔ３では、通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１（通常界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ１ａ）が実行される。
【００９８】
２．第二の実施形態
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図１０は、本実施形態に係る制御装置２の機能ブロック図である。この制御装置２は、変化速度規制部１１及びそれに関連する部分の構成が上記第一の実施形態と異なっている。すなわち、上記第一の実施形態に係る制御装置２は、指令変調率設定部３３により指令変調率ＭＴを所定の変化速度で変化させることによって変調率Ｍの変化速度を規制し、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２を実行する時間を確保する構成となっている。これに対して、本実施形態に係る制御装置２は、強め界磁制御を開始する際におけるｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの変化速度を規制することによって変調率Ｍの変化速度を規制し、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２を実行する時間を確保する構成となっている。このため、本実施形態に係る制御装置２は、変化速度規制部１１として目標ｄ軸電流調整指令決定部（以下「目標ΔＩｄ決定部」とする）３５及びｄ軸電流調整指令値変化率制限部（以下「ΔＩｄ変化率制限部」とする）３６を備えている。以下では、本実施形態に係る制御装置２について、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
【００９９】
２−１．制御装置の構成
まず、図１０に示す制御装置２の機能ブロック図に基づいて、上記第一の実施形態と異なる制御装置２の機能について説明する。本実施形態では、減算器３０には、変調率Ｍ及び最大変調率Ｍｍａｘの値である「０．７８」が入力される。減算器３０は、下記の式（７）に示すように、変調率Ｍから固定値である最大変調率Ｍｍａｘ（矩形波切替しきい値Ｍｂ）の値「０．７８」を減算した変調率偏差ΔＭを導出する。
ΔＭ＝Ｍ−０．７８・・・（７）
本実施形態においては、変調率偏差ΔＭは、電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑがそのときの直流電圧Ｖｄｃによって出力し得る最大の交流電圧の値を超えている程度を表す。従って、変調率偏差ΔＭは、実質的には直流電圧Ｖｄｃの不足の程度を表す電圧不足指標として機能する。
【０１００】
積分入力調整部３１には、減算器３０により導出された変調率偏差ΔＭが入力される。積分入力調整部３１は、変調率偏差ΔＭの値に対して所定の調整を行い、当該調整後の値である調整値Ｙを積分器３２へ出力する。本実施形態においても、上記第一の実施形態と同様に、積分入力調整部３１は、変調率偏差ΔＭが所定の強め界磁しきい値ΔＭｓ（ΔＭｓ＜０）以上ゼロ未満の状態（ΔＭｓ≦ΔＭ＜０）では正の調整値Ｙ（Ｙ＞０）を出力し、変調率偏差ΔＭがゼロより大きい状態（０＜ΔＭ）では負の調整値Ｙ（Ｙ＜０）を出力し、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ未満の状態（ΔＭ＜ΔＭｓ）及び変調率偏差ΔＭがゼロの状態（ΔＭ＝０）では調整値Ｙとしてゼロ（Ｙ＝０）を出力する。但し、本実施形態では、この積分入力調整部３１により用いられる変換マップが上記第一の実施形態とは相違している。図１０に示すように、この変換マップは、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ未満では調整値Ｙをゼロとし、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ以上では該変調率偏差ΔＭの符号を反転した値を調整値Ｙとするように構成されている。従って、積分入力調整部３１は、入力された変調率偏差ΔＭが所定の強め界磁しきい値ΔＭｓ以上である場合には、当該変調率偏差ΔＭの符号を反転した値を調整値Ｙとして出力する。一方、積分入力調整部３１は、入力された変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ未満である場合には調整値Ｙとしてゼロ（Ｙ＝０）を出力する。上記第一の実施形態と同様、強め界磁しきい値ΔＭｓは、強め界磁制御を開始するための変調率偏差ΔＭのしきい値であり、ゼロ未満の値（例えば「−０．０７」）に設定される。なお、積分入力調整部３１が、変調率偏差ΔＭに所定の定数（ゲイン）を乗算した値を調整値Ｙとして出力する構成としても好適である。
【０１０１】
積分器３２は、上記第一の実施形態と同様に、積分入力調整部３１により導出された調整値Ｙを所定のゲインを用いて積分し、当該積分値をｄ軸電流調整指令値ΔＩｄとして導出する。本実施形態では、変調率導出部２９、減算器３０、積分入力調整部３１、及び積分器３２により、界磁調整部８が構成されている。
【０１０２】
目標ΔＩｄ決定部３５は、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂとなるようなｄ軸電流調整指令値ΔＩｄである目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔを決定する。この目標ΔＩｄ決定部３５が、本発明における目標界磁調整指令値決定部に相当する。目標ΔＩｄ決定部３５には、回転速度ω、目標トルクＴＭ、及び直流電圧Ｖｄｃが入力される。目標ΔＩｄ決定部３５は、これらに基づいて目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔを決定する。この際、本実施形態では、目標ΔＩｄ決定部３５は、目標ｄ軸電流調整指令値マップを用いて目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔを決定する。図１１は、この目標ｄ軸電流調整指令値マップの一例を示す図である。この図に示すように、目標ｄ軸電流調整指令値マップは、ｑ軸電流指令値導出部２２が用いるｑ軸電流指令値マップ（図５参照）と同様のマップとなっている。すなわち、図１１において、細い実線は等トルク線６１であり、太い実線は最大トルク制御を行うための最大トルク制御線６２であり、太い一点鎖線は、回転速度ω及び直流電圧Ｖｄｃにより制限されるｄ軸電流及びｑ軸電流が取り得る値の範囲を示す電圧制限楕円６３である。この電圧制限楕円６３の径は、電動機４の回転速度ωに反比例し、直流電圧Ｖｄｃに比例する。図１１には、回転速度ωと直流電圧Ｖｄｃとがω１とＶｄｃ１の組、ω２とＶｄｃ２の組、ω３とＶｄｃ３の組のそれぞれについての電圧制限楕円６３を例示している。なお、本例では、以下の式（８）の関係が成立する。
（Ｖｄｃ１／ω１）＜（Ｖｄｃ２／ω２）＜（Ｖｄｃ３／ω３）・・・（８）
それぞれの回転速度ω及び直流電圧Ｖｄｃの条件において、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑが電圧制限楕円６３上の値をとる際には、変調率Ｍは矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）となる。このとき、制御装置２は電圧波形制御部１０に矩形波制御を行わせる。
【０１０３】
目標ΔＩｄ決定部３５は、まず、入力された目標トルクＴＭに基づいて最大トルク制御を行うための最大トルク制御時ｄ軸電流指令値ＩｄＭを求める。これは、目標ｄ軸電流調整指令値マップにおいて、入力された目標トルクＴＭに対応する等トルク線６１と最大トルク制御線６２との交点のｄ軸電流指令値Ｉｄとなる。次に、目標ΔＩｄ決定部３５は、入力された目標トルクＴＭを出力可能であって変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂとなる矩形波制御時ｄ軸電流指令値ＩｄＮを求める。これは、目標ｄ軸電流調整指令値マップにおいて、入力された目標トルクＴＭに対応する等トルク線６１と、入力された回転速度ω及び直流電圧Ｖｄｃに対応する電圧制限楕円６３との交点のｄ軸電流指令値Ｉｄとなる。そして、矩形波制御時ｄ軸電流指令値ＩｄＮと最大トルク制御時ｄ軸電流指令値ＩｄＭとの差を目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔとして決定する。図１１には、目標トルクＴＭとして「ＴＭ３」、回転速度ωとして「ω２」、直流電圧Ｖｄｃとして「Ｖｄｃ２」がそれぞれ入力された場合の例を示している。この場合、目標ΔＩｄ決定部３５は、目標トルクＴＭ＝ＴＭ３の等トルク線６１と最大トルク制御線６２との交点のｄ軸電流指令値Ｉｄである「Ｉｄ１１」を最大トルク制御時ｄ軸電流指令値ＩｄＭとして求める。また、目標ΔＩｄ決定部３５は、目標トルクＴＭ＝ＴＭ３の等トルク線６１と回転速度ω＝ω２及び直流電圧Ｖｄｃ＝Ｖｄｃ２の電圧制限楕円６３との交点のｄ軸電流指令値Ｉｄである「Ｉｄ１２」を矩形波制御時ｄ軸電流指令値ＩｄＮとして求める。そして、最大トルク制御時ｄ軸電流指令値Ｉｄ１１（ＩｄＭ）から矩形波制御時ｄ軸電流指令値Ｉｄ１２（ＩｄＮ）を減算した差分値を目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔとして決定する。
【０１０４】
ΔＩｄ変化率制限部３６は、目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔに到達するまで所定の変化速度で変化するｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを決定する。ΔＩｄ変化率制限部３６には、目標ΔＩｄ決定部３５が決定した目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔが入力される。ΔＩｄ変化率制限部３６は、所定の初期値から目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔに到達するまで所定の変化速度でｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを上昇させるように変化させる。この際、ΔＩｄ変化率制限部３６は、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの変化率を一定に保つことにより、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの変化速度を一定に規制する。ここで、初期値は、通常界磁制御（最大トルク制御）を行うときのｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの値、ここではゼロに設定される。従って、ΔＩｄ変化率制限部３６は、初期値（ゼロ）から目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔに到達するまで時間Ｔの経過に従って次第に上昇（増加）するよう変化するｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを出力する。この際のｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの変化速度は一定とする。本実施形態においては、このΔＩｄ変化率制限部３６が、本発明における移行制御用界磁調整部に相当する。
【０１０５】
切替部３７は、界磁調整部８が決定したｄ軸電流調整指令値ΔＩｄと、移行制御用界磁調整部としてのΔＩｄ変化率制限部３６が決定したｄ軸電流調整指令値ΔＩｄとのいずれを電圧指令決定部９において用いるかを切り替える。この切替部３７の動作は、モード制御部５により制御される。界磁調整部８が決定したｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを用いる場合には、積分器３２により導出されたｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが、電圧指令決定部９を構成するｑ軸電流指令値導出部２２及び加算器２３に入力される。ΔＩｄ変化率制限部３６が決定したｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを用いる場合には、当該ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが、電圧指令決定部９を構成するｑ軸電流指令値導出部２２及び加算器２３に入力される。
【０１０６】
モード制御部５の機能は、基本的に上記第一の実施形態と同様である。但し、本実施形態においては、モード制御部５は、指令変調率設定部３３の制御に関する機能を有しておらず、代わりに目標ΔＩｄ決定部３５及びΔＩｄ変化率制限部３６を適切に機能させるための制御を行う機能を有している。まず、モード制御部５は、変調率Ｍが所定の強め界磁開始変調率Ｍｓ以上となった際に目標ΔＩｄ決定部３５に目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔを決定させる。本実施形態では、強め界磁開始変調率Ｍｓは、上述した強め界磁しきい値ΔＭｓの設定に応じて定める。ところで、界磁調整部８においては、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓ（ΔＭｓ＜０）以上となった時に正のｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが出力され、強め界磁制御が開始される。移行制御用界磁調整部としてのΔＩｄ変化率制限部３６は、このような界磁調整部８による強め界磁制御の開始に合わせて一定の変化速度で変化するｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを出力する。従って、このような強め界磁制御を開始するときの変調率Ｍの値である強め界磁開始変調率Ｍｓは、変調率偏差ΔＭが強め界磁しきい値ΔＭｓとなる変調率Ｍに設定される。具体的には、強め界磁開始変調率Ｍｓは、矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）に強め界磁しきい値ΔＭｓ（ΔＭｓ＜０）を加算して求められる。上記のように、強め界磁しきい値ΔＭｓを「−０．０７」に設定した場合、強め界磁開始変調率Ｍｓは「０．７１」となる。
【０１０７】
また、モード制御部５は、目標ΔＩｄ決定部３５により目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔが決定された際には、当該目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔが決定されてから変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）になるまでの間、界磁調整部８が決定したｄ軸電流調整指令値ΔＩｄに代えてΔＩｄ変化率制限部３６が決定したｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを電圧指令決定部９に入力する。モード制御部５は、このようなｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの入力切り替えを、切替部３７を制御することにより行う。すなわち、モード制御部５は、変調率Ｍが所定の強め界磁開始変調率Ｍｓ以上となった時に、目標ΔＩｄ決定部３５に目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔを決定させると共に、切替部３７を制御して、ΔＩｄ変化率制限部３６が決定したｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが電圧指令決定部９に入力される状態とする。そして、モード制御部５は、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂになったときに、切替部３７を制御して、界磁調整部８が決定したｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが電圧指令決定部９に入力される状態とする。本実施形態では、モード制御部５は、変調率Ｍを直接監視し、当該変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ＝０．７８）になったことを検出する構成となっている。当然ながら、変調率偏差ΔＭを監視し、変調率偏差ΔＭがゼロになったことにより変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂになったことを検出する構成としても好適である。上記のとおり、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）となったときに矩形波制御が開始されることから、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）になったことを検出する構成は、矩形波制御が開始されたことを検出する構成に等しい。なお、モード制御部５は、目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔが決定されてから変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂになるまでの間以外は、界磁調整部８が決定したｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを用いるように切替部３７を制御する。
【０１０８】
以上のとおり、本実施形態では、目標ΔＩｄ決定部３５、ΔＩｄ変化率制限部３６、切替部３７、及びこれらを制御するモード制御部５により、変調率Ｍの変化速度が予め定めた規制速度以下となるように規制する変化速度規制部１１が構成されている。
【０１０９】
本実施形態に係る制御装置２によれば、変調率Ｍが所定の強め界磁開始変調率Ｍｓ以上となって強め界磁制御を開始する際に、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの変化速度を規制することによって変調率Ｍの変化速度を規制する。これにより、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）に到達するまでの時間を一定時間確保することができる。そして、制御装置２は、このような変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂに到達するまでの時間に、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２を実行する。その後、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂに到達すると、強め界磁・矩形波制御モードＡ３が実行される。これにより、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる調整後の電流指令値Ｉｄ、Ｉｑが急激に変化することを抑制でき、電動機のコイルに流れる電流のオーバーシュートや電動機が発生させるトルクの振動を抑制することができる。
【０１１０】
２−２．制御装置の動作
次に、制御装置２の各部の動作について、図１２を用いて説明する。図１２は、本実施形態に係る制御装置２の各部の動作の流れを示すフローチャートである。なお、図１２において「（＃０９〜＃１５）」及び「（＃１６〜＃１８）」とあるのは、上記第一の実施形態に係る図８の該当するステップと同じステップである。よって、図１２ではこれらのステップを省略して示している。
【０１１１】
図１２に示すように、制御装置２は、まず、変調率導出部２９により変調率Ｍを導出する（ステップ＃２１）。次に、モード制御部５により、変調率Ｍが強め界磁開始変調率Ｍｓ以上であるか否かを判定する（ステップ＃２２）。変調率Ｍが強め界磁開始変調率Ｍｓ未満である場合には（ステップ＃２２：Ｎｏ）、強め界磁制御を開始しない。よって、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを変化させないまま、処理はステップ＃１６（図８参照）へ進む。このとき、通常界磁・ＰＷＭ制御モードＡ１が実行される。
【０１１２】
一方、変調率Ｍが強め界磁開始変調率Ｍｓ以上である場合には（ステップ＃２２：Ｙｅｓ）、モード制御部５により、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）未満であるか否かを判定する（ステップ＃２３）。そして、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ未満である場合には（ステップ＃２３：Ｙｅｓ）、目標ΔＩｄ決定部３５により目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔを決定する。上記のとおり、この目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔは、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂとなるｄ軸電流調整指令値ΔＩｄである。その後、ΔＩｄ変化率制限部３６によりｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを決定する（ステップ＃２５）。ここで決定されるｄ軸電流調整指令値ΔＩｄは、初期値（ゼロ）からステップ＃２５で決定された目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔに到達するまで、所定の変化速度で変化する値である。これにより強め界磁制御が開始される。そして、以降のステップでは、時間Ｔの経過に従って次第に上昇するｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが用いられる。このように、強め界磁の大きさを規定するｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの上昇速度が規制されることにより、変調率Ｍの上昇も規制される。よって、強め界磁制御の実行中であって変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）に到達しない状態が一定時間確保され、その間に強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２が実行される。ステップ＃２５の後、処理はステップ＃１６（図８参照）へ進む。
【０１１３】
ステップ＃２５により決定されるｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔに到達することにより、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂに到達した後は、電動機４の目標トルクＴＭや回転速度ωが変化することに伴って界磁磁束を強める方向又は弱める方向にｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを適宜変更し、強め界磁制御又は弱め界磁制御を行う。このため、変調率Ｍが矩形波切替しきい値Ｍｂ以上である場合には（ステップ＃２３：Ｎｏ）、減算器３０により、変調率Ｍから矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ＝０．７８）を減算した変調率偏差ΔＭ（＝Ｍ−０．７８）を導出する（ステップ＃２６）。その後、処理はステップ＃０９（図８参照）へ進む。従って、この後の処理は、上記第一の実施形態と同様となる。
【０１１４】
３．その他の実施形態
（１）上記の各実施形態では、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２として強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ２ｂのみを実行する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２として、変調率Ｍの上昇に伴って、強め界磁・通常ＰＷＭ制御モードＡ２ａを実行した後、強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モードＡ２ｂを実行する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。このような制御を行うためには、上記第一の実施形態においては、指令変調率初期値ＭＴｓを過変調切替変調率Ｍｏ（＝０．７１）未満に設定すると好適である。また、上記第二の実施形態においては、強め界磁開始変調率Ｍｓを過変調切替変調率Ｍｏ（＝０．７１）未満に設定すると好適である。
【０１１５】
（２）上記第一の実施形態では、指令変調率初期値ＭＴｓが電動機４の回転速度ω及び目標トルクＴＭに応じて設定される場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、指令変調率初期値ＭＴｓが、電動機４の回転速度ω及び目標トルクＴＭのいずれか一方に応じて設定される構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。いずれの場合においても、指令変調率初期値ＭＴｓは、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄによる界磁磁束の調整が行われていない状態で変調率導出部２９により導出される変調率Ｍより大きい値となるように設定されると好適である。
【０１１６】
（３）上記第一の実施形態では、指令変調率ＭＴの変化速度を、指令変調率変化時間ΔＴが指令変調率初期値ＭＴｓに関わらず一定となるように設定する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、指令変調率ＭＴの変化速度が指令変調率初期値ＭＴｓに関わらず一定となるように設定することも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合、指令変調率ＭＴが変化中となる指令変調率変化時間ΔＴは、指令変調率初期値ＭＴｓに応じて変化する。すなわち、指令変調率初期値ＭＴｓが矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）に近い値となるに従って、指令変調率変化時間ΔＴが短くなる。これにより、指令変調率初期値ＭＴｓに応じて強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２を実行する時間を調整することができる。
【０１１７】
（４）上記第二の実施形態では、移行制御用界磁調整部としてのΔＩｄ変化率制限部３６が、一定の変化速度でｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを変化させる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔに到達するまでの時間、すなわちｄ軸電流調整指令値ΔＩｄの変化時間が目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔに関わらず一定となるように設定することも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが目標ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄｔに到達するまでの時間が一定となるため、強め界磁・ＰＷＭ制御モードＡ２が実行される時間も一定時間が確実に確保される構成とすることができる。
【０１１８】
（５）上記第二の実施形態では、強め界磁開始変調率Ｍｓを、矩形波切替しきい値Ｍｂ（最大変調率Ｍｍａｘ）に強め界磁しきい値ΔＭｓを加算して求める構成とする場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、強め界磁開始変調率Ｍｓを上述した強め界磁しきい値ΔＭｓとは無関係に設定することも、本発明の好適な実施形態の一つである。但し、その場合においても、強め界磁開始変調率Ｍｓが、矩形波切替しきい値Ｍｂに強め界磁しきい値ΔＭｓを加算した値よりも小さい値となるように設定すると好適である。強め界磁開始変調率Ｍｓをこのように設定すれば、界磁調整部８による正のｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが加算器２３に入力される前に、ΔＩｄ変化率制限部３６により生成した正のｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが加算器２３に入力される構成とすることが容易となる。
【０１１９】
（６）上記の実施形態では、電動機駆動装置１が直流電源３からの直流電圧Ｖｄｃをインバータ６へ供給する構成である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、直流電源３からの電源電圧を変換して所望値のシステム電圧を生成するＤＣ−ＤＣコンバータ等の電圧変換部を備え、当該電圧変換部により生成されたシステム電圧を直流交流変換部としてのインバータ６に供給する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合において、電圧変換部は、電源電圧を昇圧する昇圧コンバータとすることができる他、電源電圧を降圧する降圧コンバータとし、或いは電源電圧の昇圧及び降圧の双方を行う昇降圧コンバータとすることもできる。
【０１２０】
（７）上記の実施形態では、交流電動機４が三相交流により動作する埋込磁石構造の同期電動機（ＩＰＭＳＭ）である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、交流電動機４として、表面磁石構造の同期電動機（ＳＰＭＳＭ）を用いることができ、或いは、同期電動機以外にも、例えば、誘導電動機等を用いることもできる。また、このような交流電動機に供給する交流として、三相以外の単相、二相、又は四相以上の多相交流を用いることができる。
【０１２１】
（８）上記の実施形態では、電動機４が電動車両やハイブリッド車両等の駆動力源として用いられる場合を例として説明した。しかし、本実施形態に係る電動機４の用途はこれに限定されるものではなく、あらゆる用途の電動機について、本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、直流電圧を交流電圧に変換して交流電動機に供給する直流交流変換部を備えた電動機駆動装置の制御を行う制御装置に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１：電動機駆動装置
２：制御装置
４：交流電動機
５：モード制御部
６：インバータ（直流交流変換部）
７：電流指令決定部
８：界磁調整部
９：電圧指令決定部
１０：電圧波形制御部
１１：変化速度規制部
３３：指令変調率設定部（指令電圧指標設定部）
３５：目標ΔＩｄ決定部（目標界磁調整指令値決定部）
３６：ΔＩｄ変化率制限部（移行制御用界磁調整部）
Ｖｄｃ：直流電圧
ＴＭ：目標トルク
ω：回転速度
Ｉｄｂ：基本ｄ軸電流指令値（電流指令値）
Ｉｑｂ：基本ｑ軸電流指令値（電流指令値）
Ｉｄ：ｄ軸電流指令値
Ｉｑ：ｑ軸電流指令値
Ｖｄ：ｄ軸電圧指令値（電圧指令値）
Ｖｑ：ｑ軸電圧指令値（電圧指令値）
ΔＩｄ：ｄ軸電流調整指令値（界磁調整指令値）
ΔＩｄｓ：終了しきい値
ΔＩｄｔ：目標ｄ軸電流調整指令値（目標界磁調整指令値）
Ｍ：変調率（電圧指標）
ＭＴ：指令変調率（指令電圧指標）
ＭＴｓ：指令変調率初期値
Ｍｍａｘ：最大変調率
Ｍｂ：矩形波切替しきい値
Ｍｓ：強め界磁開始変調率（強め界磁開始電圧指標）
ΔＭ：変調率偏差（電圧指標偏差）
ΔＭｓ：強め界磁しきい値
ＴＭＲ：強め界磁許容トルク範囲
Ａ１：通常界磁・ＰＷＭ制御モード
Ａ１ａ：通常界磁・通常ＰＷＭ制御モード
Ａ１ｂ：通常界磁・過変調ＰＷＭ制御モード
Ａ２：強め界磁・ＰＷＭ制御モード
Ａ２ａ：強め界磁・通常ＰＷＭ制御モード
Ａ２ｂ：強め界磁・過変調ＰＷＭ制御モード
Ａ３：強め界磁・矩形波制御モード
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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