(57)【要約】【課題】複数の入力の誤差を個別に補正する場合よりも演算負荷を小さく抑えつつ、磁束推定誤差を低減する交流電動機の制御装置を提供する。【解決手段】ＭＧ制御装置２０１の磁束推定部４１は、ＭＧ８０の永久磁石の磁束についての磁束推定値φｅｓｔを複数の入力パラメータに基づいて算出する。誤差補正値出力部５０は、磁束推定値φｅｓｔの誤差を補償する誤差補正値φｃｏｍｐを、ＭＧ８０の動作状態に関するパラメータを入力とするマップで記憶しており、当該パラメータの入力に応じて誤差補正値φｃｏｍｐを出力する。磁束推定値補正部５５は、磁束推定部４１が算出した磁束推定値φｅｓｔを誤差補正値φｃｏｍｐにより補正し、補正後磁束推定値φｅｓｔ＃として出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石式の交流電動機（８０）の通電を制御する制御装置であって、
前記交流電動機に対するトルク指令に基づいて電圧指令値（Ｖｄ*、Ｖｑ*）を演算する電圧指令演算部（２４）と、
前記電圧指令値に基づいて直流電力を交流電力に変換し、前記交流電動機に供給する電力変換器（６２）と、
前記交流電動機の永久磁石の磁束についての磁束推定値（φｅｓｔ）を複数の入力パラメータに基づいて算出する磁束推定部（４１、４２、４３）と、
前記磁束推定値の誤差を補償する誤差補正値（φｃｏｍｐ）を、前記交流電動機の動作状態に関するパラメータを入力とするマップで記憶しており、当該パラメータの入力に応じて前記誤差補正値を出力する誤差補正値出力部（５０）と、
前記磁束推定部が算出した磁束推定値を前記誤差補正値により補正し、補正後磁束推定値（φｅｓｔ＃）として出力する磁束推定値補正部（５５）と、
を備える交流電動機の制御装置。
【請求項２】
前記誤差補正値出力部は、
少なくとも、前記交流電動機の角速度（ω）、及び、前記交流電動機のトルクもしくは電流に基づいて前記誤差補正値を出力する請求項１に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項３】
前記誤差補正値出力部は、
さらに、磁束推定に用いられるセンサ値を検出する一つ以上のセンサの温度（Ｔ＿ｓｎｓ）、前記交流電動機の温度（Ｔ＿ｍｇ）、又は、前記電力変換器の温度（Ｔ＿ｉｎｖ）のうち一つ以上の温度に基づいて前記誤差補正値を出力する請求項２に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項４】
前記誤差補正値出力部は、
さらに、前記電力変換器に入力される直流電圧（Ｖｄｃ）に基づいて前記誤差補正値を出力する請求項２または３に記載の交流電動機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石式の交流電動機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石式の交流電動機の制御装置において、永久磁石の磁束を推定する技術が知られている。例えば特許文献１に開示された突極型永久磁石モータの制御装置は、ｑ軸電圧、ｑ軸電流、ｄ軸電流のセンサ値や機器定数等の複数の入力に基づいて永久磁石の磁束を推定し、減磁故障の検出やトルク誤差の補正をする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９４３６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術において、複数の入力に基づいて推定した磁束と実際の磁束との間に推定誤差が生じる可能性がある。例えば、磁束推定に用いる電流センサの応答遅れにより角速度等の動作状態に応じた誤差が生じること等がその要因として挙げられる。そこで、磁束推定に用いる複数の入力を個別に補正して入力誤差を抑制することで、磁束推定誤差を低減する対策が考えられる。しかし、複数の入力を個別に補正すると演算負荷が大きくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、複数の入力の誤差を個別に補正する場合よりも演算負荷を小さく抑えつつ、磁束推定誤差を低減する交流電動機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による交流電動機の制御装置は、永久磁石式の交流電動機（８０）の通電を制御する制御装置であって、電圧指令値演算部（２４）と、電力変換器（６２）と、磁束推定部（４１、４２、４３）と、誤差補正値出力部（５０）と、磁束推定値補正部（５５）と、を備える。電圧指令値演算部は、交流電動機に対するトルク指令に基づいて電圧指令値（Ｖｄ*、Ｖｑ*）を演算する。電力変換器は、電圧指令値に基づいて直流電力を交流電力に変換し、交流電動機に供給する。
【０００７】
磁束推定部は、交流電動機の永久磁石の磁束についての磁束推定値（φｅｓｔ）を複数の入力パラメータに基づいて算出する。誤差補正値出力部は、磁束推定値の誤差を補償する誤差補正値（φｃｏｍｐ）を、交流電動機の動作状態に関するパラメータを入力とするマップで記憶しており、当該パラメータの入力に応じて誤差補正値を出力する。磁束推定値補正部は、磁束推定部が算出した磁束推定値を誤差補正値により補正し、補正後磁束推定値（φｅｓｔ＃）として出力する。
【０００８】
本発明では、センサ値等の複数の入力毎に補正をするのでなく、結果として生じる磁束推定誤差の次元でまとめて補正できるため、演算負荷又は容量を低減することができる。また、交流電動機の動作状態に基づいて再現性のある磁束推定誤差を打ち消すことができるため、磁束推定精度が向上する。
【０００９】
磁束推定値補正部は、少なくとも、交流電動機の角速度（ω）、及び、交流電動機のトルクもしくは電流に基づいて誤差補正値を出力することが好ましい。さらに磁束推定値補正部は、磁束推定に用いられるセンサ値を検出する一つ以上のセンサの温度（Ｔ＿ｓｎｓ）、交流電動機の温度（Ｔ＿ｍｇ）、又は、電力変換器の温度（Ｔ＿ｉｎｖ）のうち一つ以上の温度に基づいて誤差補正値を出力してもよい。或いは、磁束推定値補正部は、電力変換器に入力される直流電圧（Ｖｄｃ）に基づいて誤差補正値を出力してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】各実施形態のＭＧ制御装置が適用されるＭＧ駆動システムの全体構成図。
【図２】第１実施形態によるＭＧ制御装置の制御ブロック図。
【図３】第１実施形態による磁束推定部のブロック図。
【図４】磁束推定誤差補正値出力部のブロック図。
【図５】相電流のセンサ応答遅れ、応答遅れによるｄｑ軸電流の位相ずれ、角速度と位相ずれとの関係を示す図。
【図６】（ａ）還流ダイオードの電圧降下、（ｂ）スイッチング素子の電圧降下を示す特性図。
【図７】（ａ）デッドタイムの温度特性図、（ｂ）電圧降下の温度特性図。
【図８】（ａ）電流−デッドタイム、（ｂ）トルク指令−電流振幅の関係を示す図。
【図９】第１実施形態における磁束推定誤差の要因分析図。
【図１０】第１実施形態における磁束推定誤差と動作状態に関する各パラメータとの対応関係を示す表。
【図１１】第２実施形態によるＭＧ制御装置の制御ブロック図。
【図１２】第２実施形態による磁束推定部のブロック図。
【図１３】第２実施形態における磁束推定誤差の要因分析図。
【図１４】第２実施形態における磁束推定誤差と動作状態に関する各パラメータとの対応関係を示す表。
【図１５】第３実施形態によるＭＧ制御装置の制御ブロック図。
【図１６】第３実施形態による磁束推定部のブロック図。
【図１７】第３実施形態における磁束推定誤差の要因分析図。
【図１８】第３実施形態における磁束推定誤差と動作状態に関する各パラメータとの対応関係を示す表。
【図１９】ｄ軸電圧及びｑ軸電圧に基づく磁束変化量の推定を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、交流電動機の制御装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。また、第１〜第３実施形態を包括して「本実施形態」という。本実施形態の交流電動機の制御装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車の動力源であるモータジェネレータ（以下「ＭＧ」）を駆動するシステムにおいて、永久磁石式の交流電動機であるＭＧの通電を制御する装置である。各実施形態の「ＭＧ」及び「ＭＧ制御装置」は、「交流電動機」及び「交流電動機の制御装置」に相当する。
【００１２】
［ＭＧ駆動システムの構成］
図１を参照し、ＭＧ駆動システム９０の全体構成について説明する。図１においてＭＧ制御装置２０は、一般的な構成に係る部分のみを示し、後述する本実施形態に特有の構成に係る記載を省略する。ＭＧ制御装置２０は、主に電圧指令演算部２４、変調器６１及びインバータ６２を備える。ＭＧ８０は、永久磁石式同期型三相交流電動機である。基本的にはＩＰＭＳＭ（埋込永久磁石型同期モータ）を想定するがＳＰＭＳＭ（表面永久磁石型同期モータ）であってもよい。本実施形態のＭＧ８０は、ハイブリッド自動車の駆動輪を駆動するトルクを発生する電動機としての機能、及び、エンジンや駆動輪から伝達されるトルクを発電によってエネルギー回収する発電機としての機能を兼ね備える。
【００１３】
電流センサ７０は、ＭＧ８０の三相巻線８１、８２、８３のうち二相又は三相に流れる相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。なお、二相の電流を検出する構成では、他の一相の電流は、キルヒホッフの法則により算出される。回転角センサ８５は、レゾルバ等の回転角センサであり、ＭＧ８０の電気角θを検出する。以下の説明では、回転角センサ８５を主に「角度センサ８５」という。
【００１４】
「電力変換器」としてのインバータ６２は、上下アームの６つのスイッチング素子６３−６８がブリッジ接続されている。詳しくは、スイッチング素子６３、６４、６５は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の上アームのスイッチング素子であり、スイッチング素子６６、６７、６８は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の下アームのスイッチング素子である。スイッチング素子６３−６８は、例えばＩＧＢＴで構成され、低電位側から高電位側へ向かう電流を許容する還流ダイオードが並列に接続されている。ＩＧＢＴ及び還流ダイオードは、パワーカードの形態で構成されてもよい。
【００１５】
平滑コンデンサ１５は、インバータ６２の入力部に設けられ、バッテリ１０から入力される直流電圧Ｖｄｃを平滑化する。なお、バッテリ１０とインバータ６２との間に昇圧コンバータが設けられてもよい。インバータ６２は、ＭＧ制御装置２０から指令されるスイッチングパルス（図中「ＳＷパルス」）信号に従ってスイッチング素子６３−６８が動作することで、直流電力を三相交流電力に変換する。そして、インバータ６２は、三相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、ＶｗをＭＧ８０の各相巻線８１、８２、８３に印加する。
【００１６】
ＭＧ制御装置２０の電圧指令演算部２４及び変調器６１は、マイコン等により構成され、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を内部に備えている。マイコンは、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理による制御を実行する。
【００１７】
電圧指令演算部２４は、図示しない上位ＥＣＵからのトルク指令Ｔｒｑ*、並びに、電流センサ７０及び角度センサ８５からフィードバックされる相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、電気角θの情報に基づいて、ＭＧ８０に印加する電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*を演算する。変調器６１は、直流電圧Ｖｄｃ、電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*、電気角θ等に基づいてスイッチングパルス信号を生成し、インバータ６２のスイッチング素子６３−６８に指令する。
【００１８】
次に、ＭＧ制御装置の構成について実施形態毎に説明する。各実施形態のＭＧ制御装置の符号には、「２０」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。各実施形態は磁束推定演算の構成が異なり、第１実施形態ではｑ軸電圧指令Ｖｑに基づいて、第２実施形態では入力電力に基づいて、第３実施形態では磁気センサ値に基づいて磁束を推定する。そのため、各実施形態の磁束推定部の符号を「４１」、「４２」、「４３」というように区別する。誤差補正値出力部については共通の符号「５０」を付す。
【００１９】
（第１実施形態）
第１実施形態のＭＧ制御装置について、図２−図１０を参照して説明する。まず、ＭＧ制御装置２０１の構成を図２に示す。図２では、電流フィードバック制御により電圧指令値を演算する構成を例示するが、トルクフィードバック制御により電圧指令値を演算する方式に適用されてもよい。ＭＧ制御装置２０１は、一般的な電流フィードバック制御の構成として、電圧指令演算部２４、ｄｑ変換部２９、変調器６１、インバータ６２、角速度演算部８６等を含む。また、ＭＧ制御装置２０１は、本実施形態に特有の構成として磁束推定部４１、誤差補正値出力部５０及び磁束推定値補正部５５を含む。なお、回転座標系のｄｑ座標を用いるベクトル制御は周知技術であり、ＭＧ制御装置２０１の制御演算に用いられる電圧、電流は、特にことわらない限り、ｄｑ軸の電圧、電流を表すものとする。
【００２０】
電圧指令演算部２４は、電流指令演算部２１、電流偏差算出部２２、制御器２３を含む。電流指令演算部２１は、トルク指令Ｔｒｑ*に基づいて、電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*を演算する。電流偏差算出部２２は、電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*と、ｄｑ変換部２９からフィードバックされた電流検出値Ｉｄ、Ｉｑとの電流偏差を算出する。制御器２３は、電流偏差を０に近づけるように、ＰＩ制御により、電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*を演算する。ｄｑ変換部２９は、電気角θに基づいて３相電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをｄｑ軸電流値Ｉｄ、Ｉｑにｄｑ変換し、電流偏差算出部２２にフィードバックする。
【００２１】
変調器６１は、直流電圧Ｖｄｃ、電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*、電気角θ等に基づいてスイッチングパルス信号を生成し、インバータ６２に出力する。変調器６１は、変調率やＭＧ８０の回転数−トルク特性に応じて、ＰＷＭ制御による三相変調又は二相変調方式、パルスパターン方式、矩形波制御方式等の変調方式を切り替える。インバータ６２は、変調器６１から出力されるスイッチングパルス信号に従ってスイッチング素子６３−６８が動作することでバッテリ１０の直流電力を交流電力に変換し、ＭＧ８０に供給する。
【００２２】
また、電流センサ７０の温度Ｔ＿ｓｎｓを検出する温度センサ７４、角度センサ８５の温度Ｔ＿ｓｎｓを検出する温度センサ７５、ＭＧ８０の温度Ｔ＿ｍｇを検出する温度センサ７８、インバータ６２の温度Ｔ＿ｉｎｖを検出する温度センサ７６等が設けられる。なお、電流センサ７０及び角度センサ８５の温度については、記号の区別を省略し同じ記号Ｔ＿ｓｎｓを用いるが、それぞれのセンサ温度は異なってもよい。インバータ６２の温度センサ７６は基板等に設けられ、各スイッチング素子６３−６８の温度を代表するものとして扱われてもよい。或いは、個々のスイッチング素子の温度が感温ダイオード等により検出されてもよい。
【００２３】
角速度演算部８６は、角度センサ８５が検出した電気角θを時間微分して電気角速度ωを出力する。以下、電気角速度ωを、単に「角速度ω」と記す。
【００２４】
磁束推定部４１は、ＭＧ８０の永久磁石磁束についての磁束推定値φｅｓｔを、複数の入力パラメータに基づいて算出する。第１実施形態の磁束推定部４１は、複数のパラメータとして角速度ω、ｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑ及びｑ軸電圧指令Ｖｑ*が入力される。そして磁束推定部４１は、ＭＧ８０の機器定数である巻線抵抗Ｒｍ及びｄ軸インダクタンスＬｄを含む式（１）により、ｑ軸電圧指令Ｖｑ*に基づいた磁束推定を行う。具体的な磁束推定の内容については後述する。
【００２５】
【数１】
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【００２６】
以下、ｄｑ軸電流の記号について、基本的には「Ｉｄ、Ｉｑ」を用い、特にセンサ値であることを明示する場合には、図３等に示すように「Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓ」を用いる。単に「Ｉｄ、Ｉｑ」と記載した場合でも、明細書や図面の記載に基づきセンサ値を指していると解釈される場合には、適宜、「Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓ」と読み替えてよい。
【００２７】
ところで、磁束推定部により永久磁石の磁束φを推定する構成は、特許文献１（特許第２９４３６５７号公報）にも記載されている。しかし、入力される複数のパラメータにはそれぞれ誤差が含まれており、複数の入力に基づいて推定した磁束と実際の磁束との間に推定誤差が生じる可能性がある。例えば、磁束推定に用いる電流センサの応答遅れにより角速度等の動作状態に応じた誤差が生じること等がその要因として挙げられる。そこで、磁束推定に用いる複数の入力を個別に補正して入力誤差を抑制することで、磁束推定誤差を低減する対策が考えられる。しかし、複数の入力を個別に補正すると演算負荷が大きくなるという問題がある。
【００２８】
本実施形態では、各入力の誤差の組み合わせにより最終的に生じる磁束推定誤差が動作状態に応じて一意に決まる点に着目する。そして、動作状態に応じた磁束推定誤差補正値φｃｏｍｐを算出する構成として、磁束推定誤差補正値出力部５０が設けられる。また、磁束推定部４１が算出した磁束推定値φｅｓｔを磁束推定誤差補正値φｃｏｍｐにより補正する構成として、磁束推定値補正部５５が設けられる。以下、「磁束推定誤差補正値出力部５０」及び「磁束推定誤差補正値φｃｏｍｐ」を省略し、「誤差補正値出力部５０」及び「誤差補正値φｃｏｍｐ」と記す。
【００２９】
誤差補正値出力部５０は、磁束推定値φｅｓｔの誤差を補償する誤差補正値φｃｏｍｐを、ＭＧ８０の動作状態に関するパラメータを入力とするマップで記憶しており、当該パラメータの入力に応じて誤差補正値φｃｏｍｐを出力する。以下、「ＭＧ８０の動作状態に関するパラメータ」を省略し、単に「動作状態に関するパラメータ」と記す。これらのパラメータは、磁束推定部４１に入力される複数のパラメータの誤差を推定可能なパラメータである。
【００３０】
第１実施形態では、誤差補正値出力部５０には、動作状態に関するパラメータとしてトルクＴｒｑ、角速度ω、各部の温度Ｔ＿ｓｎｓ、Ｔ＿ｍｇ、Ｔ＿ｉｎｖ、直流電圧Ｖｄｃが入力される。なお、直流電圧Ｖｄｃは第１及び第２実施形態で適用され、第３実施形態では用いられない。トルクＴｒｑは、図２に示すトルク指令Ｔｒｑ*に限らず、トルクセンサによる検出トルクでもよい。各部の温度には、磁束推定に用いられるセンサ値を検出する電流センサ７０や角度センサ８５等の一つ以上のセンサの温度Ｔ＿ｓｎｓ、ＭＧ８０の温度Ｔ＿ｍｇ、インバータ６２の温度Ｔ＿ｉｎｖのうち一つ以上の温度が含まれる。
【００３１】
磁束推定値補正部５５は、磁束推定部４１が算出した磁束推定値φｅｓｔに誤差補正値φｃｏｍｐを加算し、補正後磁束推定値φｅｓｔ＃として出力する。補正後磁束推定値φｅｓｔ＃は、例えば永久磁石の減磁や増磁が発生したことの判定等に用いられる。ただし本実施形態では、補正後磁束推定値φｅｓｔ＃の情報の使われ方については問わない。
【００３２】
図３に、第１実施形態の磁束推定部４１の構成を示す。電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓ及び角速度ωはＲＬ項演算部４１１に入力される。ここで、式（１）の右辺の分子においてＶｑから減じられる部分をまとめて、「ｑ軸電圧のＲＬ項ＶｑRL」と定義する。ｑ軸電圧のＲＬ項ＶｑRLは、ｑ軸電圧方程式のＲ項とＬ項との和に相当する。ＲＬ項演算部４１１は、マップ、又は、式（２．１）によりｑ軸電圧のＲＬ項ＶｑRLを算出する。
ＶｑRL＝Ｒｍ×Ｉｑ＿ｓｎｓ＋ω×Ｌｄ×Ｉｄ＿ｓｎｓ  ・・・（２．１）
【００３３】
減算器４１２はｑ軸電圧指令Ｖｑ*からＲＬ項ＶｑRLを減算し、除算器４１３は、減算後の値を角速度ωで除算して磁束推定値φｅｓｔを算出する。減算器４１２及び除算器４１３の演算は、式（２．２）で表される。
φｅｓｔ＝（Ｖｑ*−ＶｑRL）／ω  ・・・（２．２）
【００３４】
図４に示すように、誤差補正値出力部５０の構成は、動作状態に関するパラメータを入力（すなわち引数）とするマップで表される。第３実施形態において入力パラメータから直流電圧Ｖｄｃが除かれる点を除き、図３は、第２、第３実施形態にも共通する。マップの縦軸である誤差補正値φｃｏｍｐは、各動作状態における再現性のある値である。図４の例では、角速度ω及びトルクＴｒｑ（単位［Ｎｍ］）に対する誤差補正値φｃｏｍｐのマップが、複数の温度（単位［℃］）毎、及び、複数の直流電圧（単位「Ｖ」）毎に記憶されている。
【００３５】
このように第１実施形態のＭＧ制御装置２０１は、磁束推定部４１に入力される複数のパラメータを個別に補正することなく、誤差補正値出力部５０のマップで磁束推定誤差をまとめて補正することで、演算負荷又は容量を小さくすることができる。また、誤差補正値出力部５０は、ＭＧ８０の動作状態に基づいて再現性のある磁束推定誤差を打ち消すことができるため、磁束推定誤差が低減する。さらに、誤差補正値出力部５０は、動作状態に関するパラメータとして、磁束推定部４１に入力される複数のパラメータの誤差を推定可能なパラメータを用いる。これにより、複数の入力パラメータの誤差の組み合わせ結果として生じる磁束推定誤差を一意に特定して補正することができる。
【００３６】
次に、誤差補正値出力部５０に用いられる「動作状態に関する各パラメータ」の技術的意義について詳しく説明する。本実施形態の誤差補正値出力部５０は、少なくとも「角速度」及び「トルク又は電流」をマップの引数として誤差補正値φｃｏｍｐを出力する。そのため、まず、「角速度」及び「トルク又は電流」に基づいて磁束推定誤差が一意に決まる理由について説明する。
【００３７】
＜１＞「角速度」及び「トルク又は電流」
「トルク又は電流」について、基本的にはトルク（例えばトルク指令）と電流（例えば電流指令）とは１対１に対応しており、電流をトルクに置き換え可能である。ただし、厳密には、磁束推定式のパラメータである電流に応じて磁束推定誤差が決まるため、トルクと電流とが１対１に対応しない状況では、トルクではなく電流に応じた補正をする必要がある。
【００３８】
磁束推定の式（１）の右辺において、Ｒｍ及びＬｄは磁束推定に用いられる機器定数であり、実値とのずれはない。また、ω、Ｉｄ、Ｉｑ及びＶｑは、磁束推定に用いられる変数パラメータであり、主に「角速度」及び「トルク又は電流」に基づいて実値が決まる。すなわち、ωは角速度そのものであり、Ｉｄ、Ｉｑは電流そのものである。Ｖｑは、ｑ軸の電圧方程式である式（３）により、電流、角速度、及び機器定数Ｒｍ、Ｌｄにより一意に決まる。
Ｖｑ＝Ｒｍ×Ｉｑ＋ω×Ｌｄ×Ｉｄ＋ω×φ  ・・・（３）
【００３９】
ここで、上記の説明は、あくまで基本的な原則を述べたものである。補足すると、機器定数Ｒｍ、Ｌｄは、厳密には温度特性により実値がずれる場合があり、それについては次項で説明する。また、インダクタンスＬｄは厳密には電流依存性を有するため変数パラメータとしてもよい。
【００４０】
また、所定の基準状態におけるＭＧ８０の永久磁石の磁束を「基準磁束」と定義する。ここで基準状態とは、例えば、「基準となる特定のＭＧが基準温度になっている状態」と定義される。磁石磁束が減磁等によって基準磁束から変化した場合、Ｖｑは、「角速度」及び「トルク又は電流」によって決まる値から変化するため、厳密には磁束推定誤差も変化する。この場合、「角速度」及び「トルク又は電流」に応じた補正値を加えた際の磁束推定誤差の低減効果が多少低下する可能性がある。ただし、補正をしない場合と比較すると磁束推定誤差の低減効果はある。
【００４１】
さらに、センサ値の応答遅れについて検討する。角速度ωについては、角度センサの応答遅れの影響はなく、実値とずれなくセンシング可能である。なお厳密には、角速度ωが急激に変化している間は、角度センサの応答遅れなどにより角速度センサ値にずれが生じる可能性がある。ただし、そのような急変中は、センサ応答遅れ以外にも様々な要因により磁束推定誤差が大きくなりやすいため、そもそも磁束推定演算を停止することも考慮される。したがって本実施形態では、そのような急変中を除外して考えるものとする。
【００４２】
一方、Ｖｑ、Ｉｑ及びＩｄについては、センサの応答遅れの影響があり、応答遅れによる実値とのずれ量は角速度ωに応じて決まる。そのメカニズムについて、図５を参照して説明する。図５の上段に示すように、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのセンサ値は、電流センサ７０の応答遅れにより、実電流に対して遅れる。相電流をｄｑ変換すると、中段に示すように、センサ値の位相は実電流の位相に対して遅れる。この位相ずれを角速度ωと対応づけると、下段に示すように、角速度ωが大きいほど、位相ずれは角速度ωに比例して負方向に大きくなる。したがって、Ｉｑ及びＩｄの応答遅れによる実値とのずれ量は角速度ωに応じて決まる。また、角度センサ値、電圧センサ値についても同様に角速度ωに応じたずれが生じる。
【００４３】
なお、磁束推定演算の際に、例えばｄｑ軸電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓに代えて電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*を用いた場合でも、指令値が実値に追従する過程でセンサ値を用いる場合にはセンサの応答遅れずれの影響を受けることになる。したがって、センサ値を用いて磁束推定するときと同様に扱うことができる。
【００４４】
＜２＞「各部の温度」
次に、「角速度」及び「トルク又は電流」に加え「各部の温度」に基づいて誤差補正値φｃｏｍｐを出力する理由について説明する。磁束推定に用いられる電流センサ、角度センサ、電圧センサ等の各センサは、各センサ温度Ｔ＿ｓｎｓに応じた温度特性を有する。また、機器定数である巻線抵抗Ｒｍ及びインダクタンスＬｄ、Ｌｑは、主にＭＧ温度Ｔ＿ｍｇに応じた温度特性を有する。さらに、電圧指令値と実電圧との電圧ずれの主要因である「デッドタイム」及び「スイッチング素子の電圧降下」は、主にインバータ温度Ｔ＿ｉｎｖに応じた温度特性を有する。したがって、誤差補正値出力部５０は、各センサ温度Ｔ＿ｓｎｓ、ＭＧ温度Ｔ＿ｍｇ、インバータ温度Ｔ＿ｉｎｖ等を考慮して誤差補正値φｃｏｍｐを出力することで、温度特性による磁束推定誤差を適切に補正することができる。
【００４５】
以下、本明細書及び図面において「電圧ずれ」とは、「電圧指令と実電圧とのずれ」を意味するものとする。電圧ずれの主要因である「デッドタイム」及び「スイッチング素子の電圧降下」のうち「デッドタイム」については次項で説明し、「スイッチング素子の電圧降下」について、ここで説明する。ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*と実電圧Ｖｄ、Ｖｑとの間には、インバータ６２を構成するスイッチング素子６３−６８の直流電圧降下による電圧誤差が生じる。スイッチング素子の直流電圧降下には、還流ダイオードの電圧降下Ｖｆ、及び、スイッチング素子本体のコレクタエミッタ間の電圧降下Ｖｃｅが含まれる。例えばＩＧＢＴ及び還流ダイオードがセットされたパワーカードの形態で用いられる場合、パワーカードの直流電圧降下として考えてもよい。
【００４６】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、還流ダイオードの電圧降下Ｖｆ、スイッチング素子本体の電圧降下Ｖｃｅの振幅は、いずれもスイッチング素子６３−６８に流れる電流の振幅に対し正の相関を有する。なお、還流ダイオードの電圧降下Ｖｆ及びスイッチング素子本体の電圧降下Ｖｃｅの特性は、厳密には異なるものの大きな違いはないため、いずれか一方の値が代表として用いられてもよい。このように、スイッチング素子の電圧降下の振幅はトルク又は電流により決まる。
【００４７】
図７（ａ）に実デッドタイムの温度特性の例を示し、図７（ｂ）に電圧降下振幅の温度特性の例を示す。実デッドタイムは、指令デッドタイムに対し実際のスイッチング素子のＯＮ遅れ時間及びＯＦＦ遅れ時間が加減された時間であり、実デッドタイムの温度特性は、ＯＮ遅れ時間の温度特性とＯＦＦ遅れ時間の温度特性との組み合わせにより得られる。例えば１００℃での実デッドタイムは、０℃での実デッドタイムより小さくなる。電圧降下振幅は、電流振幅又はトルク指令が小さいときには、０℃と１００℃との差は小さく、電流振幅又はトルク指令が大きくなるほど、１００℃での電圧降下振幅が０℃での電圧降下振幅に比べて大きくなる。
【００４８】
＜３＞「直流電圧」
次に、「角速度」及び「トルク又は電流」に加え「直流電圧」に基づいて誤差補正値φｃｏｍｐを出力する理由について説明する。直流電圧は、電圧ずれの主要因の一つである「デッドタイム」に関連する。デッドタイムは、インバータ６２を構成する同相の上下アームのスイッチング素子が短絡防止のため同時にＯＦＦする期間である。デッドタイム自体は周知技術であるため詳細な説明は省略するが、図８（ａ）、図８（ｂ）を参照して簡単に説明する。
【００４９】
図８（ａ）において、スイッチングパルスは、上アーム素子に対する指令として変調器６１から出力される。スイッチングパルスは、時刻ｔ１に立ち下がり、時刻ｔ３に立ち上がる。上アーム素子は時刻ｔ１にＯＦＦし、時刻ｔ３からデッドタイムＴｄｅａｄ後の時刻ｔ４にＯＮする。下アーム素子は時刻ｔ１からデッドタイムＴｄｅａｄ後の時刻ｔ２にＯＮし、時刻ｔ３にＯＦＦする。
【００５０】
電流方向が正のとき、出力電圧は上アーム素子のＯＮ時に直流電圧Ｖｄｃとなり、上アーム素子のＯＦＦ時に０となる。したがって、スイッチングパルスに対し、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間の出力電圧がマイナスする。一方、電流方向が負のとき、出力電圧は下アーム素子のＯＦＦ時に直流電圧Ｖｄｃとなり、下アーム素子のＯＮ時に０となる。したがって、スイッチングパルスに対し、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間の出力電圧がプラスされる。
【００５１】
図８（ｂ）に正弦波ＰＷＭ制御の三相変調におけるスイッチングパルス、電流、及び、デッドタイムによる電圧誤差の関係を示す。電圧誤差の平均は、インバータ６２に入力される直流電圧Ｖｄｃとスイッチング周波数ＦｓｗとデッドタイムＴｄｅａｄとの積（＝Ｖｄｃ×Ｆｓｗ×Ｔｄｅａｄ）となる。このように、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*と実電圧Ｖｄ、Ｖｑとの間に電圧誤差が生じる。そして、三相変調の場合、この電圧誤差を補正するためのデッドタイム補正値として、ｄ軸成分Ｖｄ＿ｃｏｍｐDT及びｑ軸成分Ｖｑ＿ｃｏｍｐDTは、ｄ軸基準の電流位相βｄに基づき、式（４）で表される。
【００５２】
【数２】
2019129573.tif 000004
【００５３】
そこで、磁束推定部４１は、式（４）により算出されたデッドタイム補正値によりｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*を補正することが好ましい。しかし、磁束推定部４１でこの補正を省略した場合、残った電圧ずれにより磁束推定誤差が生じるため、誤差補正値出力部５０において誤差補正値φｃｏｍｐに反映させる。式（４）の通り、デッドタイムによる電圧ずれは、直流電圧Ｖｄｃに比例する。したがって、誤差補正値出力部５０は、さらに直流電圧Ｖｄｃに応じて誤差補正値φｃｏｍｐを出力することで、磁束推定誤差をより適切に補正することができる。
【００５４】
補足として、式（４）における直流電圧Ｖｄｃ以外の変数について考察する。スイッチング周波数Ｆｓｗは、基本的には回転数ωとトルクＴｒｑに応じて決まるため、推定誤差補正のパラメータとして陽に追加する必要は無いと判断される。また、変調方式について、二相変調やパルスパターン等の三相変調以外の変調方式の場合には、デッドタイムによる電圧ずれの影響が三相変調の場合と異なる。しかし、変調方式は、概ね回転数ω、トルクＴｒｑ、直流電圧Ｖｄｃにより定まるため、推定誤差補正のパラメータとして陽に追加する必要は無いと判断される。
【００５５】
以上が、誤差補正値出力部５０に用いられる「動作状態に関する各パラメータ」の技術的意義に関する説明である。このように各パラメータは、磁束推定に用いられる複数のパラメータの誤差と対応づけられる。各パラメータには、少なくとも、磁束推定に用いられる複数のパラメータの誤差を推定可能なパラメータが含まれる。それに加えて、各パラメータによる誤差の影響度を判定するパラメータが含まれてもよい。上記の説明は、一部を除き、次の第２、第３実施形態にも同様に当てはまる。
【００５６】
続いて、第１実施形態に関するまとめとして、図９、図１０を参照し、磁束推定誤差の要因分析、及び、磁束推定誤差の要因と、動作状態に関するパラメータとの対応関係について説明する。図９に、磁束推定部４１の磁束推定に用いられるセンサ値、指令値、機器定数がずれる要因、すなわち磁束推定誤差の要因として抽出される項目を示す。磁束推定誤差の要因には「磁束推定式のパラメータのずれ」がある。「磁束推定式のパラメータのずれ」の要因には「電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓの誤差」及び「ｑ軸電圧指令Ｖｑ*の誤差」が含まれる。
【００５７】
「電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓの誤差」の要因には「電流センサの応答遅れ、温度特性」及び「角度センサの応答遅れ、温度特性」がある。「磁束推定式のパラメータのずれ」の他の要因には「インダクタンスＬｄの電流依存性、温度特性」及び「巻線抵抗Ｒｍの温度特性」がある。「ｑ軸電圧指令Ｖｑ*の誤差」の要因には「デッドタイムによる電圧ずれ」及び「スイッチング素子の電圧降下による電圧ずれ」がある。
【００５８】
なお、図９に抽出されていない誤差要因とその理由について補足する。一つ目には、製造ばらつきによる特性ずれである。仮に個体毎に、各動作状態における磁束推定誤差の補正値を調整すれば対応可能であるが、ここでは個体毎の調整は行わず、全個体で同じ補正値を採用し、製造ばらつきによる特性ずれには対応しないことを想定している。二つ目には、特異な状況以外では影響が極微小の誤差要因であり、例えば、センサの電源電圧特性や、 その他センサ、機器の誤差特性等が考えられる。しかし、特異な状況においてまで磁束推定精度を向上させるメリットは低いと判断して除外する。
【００５９】
図１０に、第１実施形態において誤差補正値出力部５０により補正される磁束推定誤差の要因と、動作状態に関するパラメータとの対応を示す。磁束推定部４１では、角速度ω及びトルク又は電流Ｉｄ、Ｉｑに基づく磁束推定演算式により磁束φｅｓｔが推定されるため、磁束推定演算式の誤差要因は、「角速度」及び「トルク又は電流」に対応する。
【００６０】
磁束推定誤差の要因として、「電流センサずれ」、「角度センサずれ」、「磁気センサずれ」、「インダクタンスずれ」、「巻線抵抗のずれ」、「スイッチング素子（図中「ＳＷ素子」）の電圧降下による電圧ずれ」、「インダクタンスずれ」の６項目が挙げられる。角速度は、「電流センサずれ」及び「角度センサずれ」の応答遅れに対応する。トルク又は電流は、「インダクタンスずれ」の電流依存性、及び、「デッドタイムによる電圧ずれ」及び「スイッチング素子の電圧降下による電圧ずれ」の振幅及び位相に対応する。温度は、全ての要因の温度特性に対応する。また、「デッドタイムによる電圧ずれ」の振幅は直流電圧に比例する。
【００６１】
続いて第２、第３実施形態について、第１実施形態の図２、図３、図９、図１０に対応する各図を参照して説明する。第２、第３実施形態のいずれも第１実施形態と同様の作用効果を奏する。すなわち、複数の入力の誤差を個別に補正する場合よりも複数の演算負荷を小さくしつつ、磁束推定誤差を低減することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
第２実施形態のＭＧ制御装置について、図１１−図１４を参照して説明する。図１１に示すように、第２実施形態のＭＧ制御装置２０２の磁束推定部４２には複数のパラメータとして、角速度ω、ｄｑ軸電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓ及びｄｑ軸電圧指令Ｖｄ*、Ｖｑ*が入力される。ｄｑ軸の電流及び電圧、すなわち電力が入力されることにより、磁束推定部４２は、入力電力に基づいた磁束推定を行う。誤差補正値出力部５０に入力される動作状態に関するパラメータは、第１実施形態と同様である。
【００６３】
図１２に磁束推定部４２の構成を示す。電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓ及び電圧指令Ｖｄ*、Ｖｑ*は電力算出部４２１に入力され、角速度ωはトルク推定部４２２に入力される。また、電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓは基準トルク推定部４２３に入力される。さらに、ｑ軸電流抽出部４２５を経由して、ｑ軸電流センサ値Ｉｑ＿ｓｎｓは磁束変化量推定部４２６に入力される。
【００６４】
電力算出部４２１は、式（５．１）により入力電力Ｐを算出する。
Ｐ＝Ｖｄ*×Ｉｄ＿ｓｎｓ＋Ｖｑ*×Ｉｑ＿ｓｎｓ  ・・・（５．１）
【００６５】
トルク推定部４２２は、式（５．２）によりトルク推定値Ｔｒｑ＿ｅｓｔを算出する。
Ｔｒｑ＿ｅｓｔ＝Ｐ／ω  ・・・（５．２）
【００６６】
基準トルク推定部４２３は、マップ、又は、式（５．３）により基準トルクＴｒｑ＿ｓｔｄを算出する。式（５．３）には、基準磁束φｓｔｄ及びインダクタンスＬｄ、Ｌｑが用いられる。基準磁束φｓｔｄは、永久磁石が減磁していないときの基準温度における磁束である。基準トルクＴｒｑ＿ｓｔｄは、永久磁石が減磁していないときの基準温度におけるマグネットトルク及びリラクタンストルクを加算したトルクである。式（５．３）において、一般にＩＰＭＳＭではＬｄ≠Ｌｑであるため、右辺第２項による寄与がある。一方、ＳＰＭＳＭではＬｄ＝Ｌｑであるため、右辺第２項を０とみなしてよい。
Ｔｒｑ＿ｓｔｄ＝φｓｔｄ×Ｉｑ＿ｓｎｓ
＋（Ｌｄ−Ｌｑ）×Ｉｄ＿ｓｎｓ×Ｉｑ＿ｓｎｓ  ・・・（５．３）
【００６７】
マグネットトルク変化量推定部４２４は、式（５．４）により、基準トルクＴｒｑ＿ｓｔｄとトルク推定値Ｔｒｑ＿ｅｓｔとの差分であるマグネットトルク変化量推定値ΔＴｒｑ＿ｍａｇ＿ｅｓｔを算出する。
ΔＴｒｑ＿ｍａｇ＿ｅｓｔ＝Ｔｒｑ＿ｓｔｄ−Ｔｒｑ＿ｅｓｔ  ・・・（５．４）
【００６８】
磁束変化量推定部４２６は、式（５．５）により磁束変化量推定値Δφｅｓｔを算出する。
Δφｅｓｔ＝ΔＴｒｑ＿ｍａｇ＿ｅｓｔ／Ｉｑ＿ｓｎｓ  ・・・（５．５）
【００６９】
磁束推定値算出部４２７は、式（５．６）により、基準磁束φｓｔｄに磁束変化量推定値Δφｅｓｔを加算して磁束推定値φｅｓｔを算出する。
φｅｓｔ＝φｓｔｄ＋Δφｅｓｔ  ・・・（５．６）
【００７０】
図１３に、磁束推定部４２の磁束推定に用いられるセンサ値、指令値、機器定数がずれる要因、すなわち磁束推定誤差の要因として抽出される項目を示す。磁束推定誤差の要因には「入力電力Ｐの誤差」及び「基準トルクＴｒｑ＿ｓｔｄの誤差」がある。「入力電力Ｐの誤差」の要因には「電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓの誤差」及び「電圧指令Ｖｄ*、Ｖｑ*と実電圧とのずれ」がある。また、「電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓの誤差」は「基準トルクＴｒｑ＿ｓｔｄの誤差」の要因でもある。
【００７１】
「電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓ、Ｉｑ＿ｓｎｓの誤差」の要因には「電流センサの応答遅れ、温度特性」及び「角度センサの応答遅れ、温度特性」がある。「基準トルクＴｒｑ＿ｓｔｄの誤差」の他の要因には「インダクタンスＬｄ、Ｌｑの電流依存性、温度特性」がある。「電圧指令Ｖｄ*、Ｖｑ*と実電圧とのずれ」の要因には「デッドタイムによる電圧ずれ」及び「スイッチング素子の電圧降下による電圧ずれ」がある。
【００７２】
図１４に、第２実施形態において誤差補正値出力部５０により補正される磁束推定誤差の要因と、動作状態に関するパラメータとの対応を示す。磁束推定部４２では、入力電力Ｐ及び角速度ωに基づく磁束推定演算式により磁束φｅｓｔが推定される。入力電力Ｐは「電流Ｉｄ、Ｉｑ及び電圧Ｖｄ、Ｖｑ」又は「トルク及び角速度ω」により求められるため、磁束推定演算式の誤差要因は、「角速度」及び「トルク又は電流」に対応する。
【００７３】
磁束推定誤差の要因として、「電流センサずれ」、「角度センサずれ」、「デッドタイムによる電圧ずれ」、「スイッチング素子の電圧降下による電圧ずれ」、「インダクタンスずれ」の５項目が挙げられる。角速度は、「電流センサずれ」及び「角度センサずれ」の応答遅れに対応する。トルク又は電流は、「スイッチング素子の電圧降下による電圧ずれ」の電圧降下の振幅、及び、「インダクタンスずれ」の電流依存性に対応する。温度は、全ての要因の温度特性に対応する。また、「デッドタイムによる電圧ずれ」の振幅は直流電圧に比例する。
【００７４】
（第３実施形態）
第３実施形態のＭＧ制御装置について、図１５−図１８を参照して説明する。図１５に示すように、ＭＧ８０に、永久磁石の磁気を検出する磁気センサ８８が更に設けられる。第３実施形態のＭＧ制御装置２０３の磁束推定部４３には複数のパラメータとして、磁気センサ値のｄ軸成分φｓｎｓ＿ｄ及びｄ軸電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓが入力され、磁束推定部４３は、磁気センサ値に基づいた磁束推定を行う。また、第１、第２実施形態に対し、誤差補正値出力部５０に入力される動作状態に関するパラメータから直流電圧Ｖｄｃが除外される。
【００７５】
図１６に磁束推定部４３の構成を示す。ｄ軸電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓは乗算器４３１に入力される。乗算器４３１は、式（６．１）により、ｄ軸電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓにｄ軸インダクタンスＬｄを乗じて電機子反作用磁束のｄ軸成分φａｒ＿ｄを算出する。なお、記号の「ａｒ」は「ａｒｍａｔｕｒｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎ」を意味する。
φａｒ＿ｄ＝Ｌｄ×Ｉｄ＿ｓｎｓ  ・・・（６．１）
【００７６】
加算器４３２は、式（６．２）により、磁気センサ値のｄ軸成分φｓｎｓ＿ｄに電機子反作用磁束のｄ軸成分φａｒ＿ｄを加算して磁束推定値φｅｓｔを算出する。なお、電機子反作用磁束の補正分であるφａｒ＿ｄを磁束推定部４３内に実装するのでなく、誤差補正値出力部５０の補正値に含めてもよい。
φｅｓｔ＝φｓｎｓ＿ｄ＋φａｒ＿ｄ  ・・・（６．２）
【００７７】
図１７に、磁束推定部４３の磁束推定に用いられるセンサ値、指令値、機器定数がずれる要因、すなわち磁束推定誤差の要因として抽出される項目を示す。磁束推定誤差の要因には「電機子反作用磁束φａｒ＿ｄの誤差」及び「磁気センサ値φｓｎｓ＿ｄの誤差」がある。また、「電機子反作用磁束φａｒ＿ｄの誤差」の要因には「電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓの誤差」がある。
【００７８】
「電流センサ値Ｉｄ＿ｓｎｓの誤差」の要因には「電流センサの応答遅れ、温度特性」及び「角度センサの応答遅れ、温度特性」がある。「電機子反作用磁束φａｒ＿ｄの誤差」の要因には「インダクタンスＬｄの電流依存性、温度特性」がある。「磁気センサ値φｓｎｓ＿ｄの誤差」の要因には「磁気センサの応答遅れ、温度特性」がある。
【００７９】
図１８に、第３実施形態において誤差補正値出力部５０により補正される磁束推定誤差の要因と、動作状態に関するパラメータとの対応を示す。第３実施形態は電圧指令に基づいた磁束推定方式ではないため、動作状態に関するパラメータに直流電圧は含まれない。磁束推定部４３では、電流Ｉｄ及び磁気センサ値φｓｎｓ＿ｄに基づく磁束推定演算式により磁束φｅｓｔが推定される。電流Ｉｄはトルクとも対応可であるため、磁束推定演算式の誤差要因は、「トルク又は電流」に対応する。
【００８０】
磁束推定誤差の要因として、「電流センサずれ」、「角度センサずれ」、「磁気センサずれ」、「インダクタンスずれ」の４項目が挙げられる。角速度は、「電流センサずれ」及び「角度センサずれ」の応答遅れに対応する。トルク又は電流は、「インダクタンスずれ」の電流依存性に対応する。温度は、全ての要因の温度特性に対応する。
【００８１】
（その他の実施形態）
（ａ）第１実施形態の磁束推定式では、ｑ軸電圧指令Ｖｑ*に基づいて磁束φを推定している。しかし、ｑ軸電圧指令Ｖｑ*に加えｄ軸電圧指令Ｖｄ*も用いて磁束推定することで、センサ値や機器定数等のずれによる推定誤差への影響を小さくすることができる。その磁束推定演算の概要について、図１９を参照して説明する。
【００８２】
この磁束推定演算では、第２実施形態の式（５．６）と同様に、基準磁束φｓｔｄに磁束変化量推定値Δφｅｓｔを加算して磁束推定値φｅｓｔを算出する。ここで、ＭＧ８０が基準状態にあるとき、すなわち、磁石磁束が基準磁束φｓｔｄであるときにＭＧ８０に印加される電圧を「基準電圧」と定義し、そのｄ軸成分及びｑ軸成分をＶｄ＿ｓｔｄ、Ｖｑ＿ｓｔｄと表す。ｑ軸電圧指令Ｖｑ*のみを用いて磁束推定する「Ｖｑ方式」では、磁束変化量推定値Δφｅｓｔは、式（７）により算出される。式（７）の２番目の式の分子において、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ*からｑ軸基準電圧Ｖｑ＿ｓｔｄが減じた値をｑ軸電圧変化量ΔＶｑ１と表す。
【００８３】
【数３】
2019129573.tif 000005
【００８４】
それに対し、ｄ軸電圧指令Ｖｄ*及びｑ軸電圧指令Ｖｑ*を用いる「ＶｄＶｑ方式」では、式（８）により磁束変化量推定値Δφｅｓｔが算出される。式（８）の２番目の式の分子における「ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*に対するｑ軸電圧指令値Ｖｑ*の比（Ｖｑ*／Ｖｄ*）にｄ軸基準電圧Ｖｄ＿ｓｔｄを乗じた値」をｑ軸実電圧推定値［Ｖｑ］と定義する。そして、ｑ軸実電圧推定値［Ｖｑ］からｑ軸基準電圧Ｖｑ＿ｓｔｄを減じた値をｑ軸電圧変化量ΔＶｑ２と表す。
【００８５】
【数４】
2019129573.tif 000006
【００８６】
図１９は式（８）を反映した図である。原点と電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*とを結ぶ直線を「実電圧推定線」とすると、実電圧推定線の傾きは、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*に対するｑ軸電圧指令値Ｖｑ*の比（Ｖｑ*／Ｖｄ*）で表される。この比（Ｖｑ*／Ｖｄ*）は、電圧指令の位相Ｖθを（１／ｔａｎＶθ）で表現した値と考えてもよい。ｑ軸実電圧推定値［Ｖｑ］は、実電圧推定線上の、ｄ軸基準電圧Ｖｄ＿ｓｔｄに対応する値である。
【００８７】
図１９に示す例では、ｑ軸実電圧推定値［Ｖｑ］がｑ軸基準電圧Ｖｑ＿ｓｔｄより小さく、ｑ軸電圧変化量ΔＶｑ２及び磁束変化量推定値Δφｅｓｔは負の値となる。これは、例えば高温時における永久磁石の「減磁」の場合に相当する。なお、例えば低温時に永久磁石が増磁する場合には、磁束変化量推定値Δφｅｓｔは正の値となる。
【００８８】
Ｖｑ方式では、ｑ軸基準電圧Ｖｑ＿ｓｔｄからｑ軸電圧指令値Ｖｑ*までのｑ軸電圧変化量ΔＶｑ１に基づいて磁束変化量Δφが推定される。それに対し、ＶｄＶｑ方式では、ｑ軸基準電圧Ｖｑ＿ｓｔｄからｑ軸実電圧推定値［Ｖｑ］までのｑ軸電圧変化量ΔＶｑ２に基づいて磁束変化量Δφが推定される。これにより、ブロック矢印で示す量の推定誤差を低減することができる。
【００８９】
（ｂ）磁束推定部の構成は、上記実施形態に示した構成に限らず、複数の入力パラメータに基づいて交流電動機の永久磁石の磁束を推定可能であれば、どのような構成であってもよい。また、誤差補正値出力部に入力される交流電動機の動作状態に関するパラメータは、上記実施形態に示したものに限らず、磁束推定部に入力されるパラメータの誤差を推定可能なパラメータが適宜採用されてよい。
【００９０】
（ｃ）本発明による交流電動機の制御装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車のＭＧに限らず、あらゆる分野の永久磁石式の交流電動機に適用可能である。また、交流電動機の相の数は、三相に限らず何相でもよい。
【００９１】
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００９２】
２０１−２０３・・・ＭＧ制御装置（交流電動機の制御装置）、
２４・・・電圧指令値演算部、
４１、４２、４３・・・磁束推定部、
５０・・・（磁束推定）誤差補正値出力部、
５５・・・磁束推定値補正部、
６２・・・インバータ（電力変換器）、
８０・・・ＭＧ（交流電動機）。
【図１】
2019129573.tif 000007
【図２】
2019129573.tif 000008
【図３】
2019129573.tif 000009
【図４】
2019129573.tif 000010
【図５】
2019129573.tif 000011
【図６】
2019129573.tif 000012
【図７】
2019129573.tif 000013
【図８】
2019129573.tif 000014
【図９】
2019129573.tif 000015
【図１０】
2019129573.tif 000016
【図１１】
2019129573.tif 000017
【図１２】
2019129573.tif 000018
【図１３】
2019129573.tif 000019
【図１４】
2019129573.tif 000020
【図１５】
2019129573.tif 000021
【図１６】
2019129573.tif 000022
【図１７】
2019129573.tif 000023
【図１８】
2019129573.tif 000024
【図１９】
2019129573.tif 000025