(57)【要約】【課題】電源電圧や回転速度に急激な変動が生じた場合でも安定的に弱め磁束制御が可能なモータ制御装置及びモータ制御方法を提供する。【解決手段】このモータ制御装置１００及びモータ制御方法は、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超えた場合に、その電圧差分ΔＶに応じた追加ｄ軸電流値ΔＩｄを出力しｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の方向に増加させモータ電圧値Ｖａを低減する。また、このモータ制御装置１００及びモータ制御方法は、上記の構成に加えｑ軸電流指令値補正部４６８がｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値を減少させる。これにより、モータ電圧値Ｖａをさらに低減することができる。これにより、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超過した状態を速やかに解消することができ、急激な電源電圧Ｖｄｃの低下や電気角速度ωの変動に対しても継続して安定した弱め磁束制御を行うことができる。【選択図】図４
2019170052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＭモータを正弦波ＰＷＭで制御する正弦波制御部を少なくとも備えたモータ制御装置において、
前記正弦波制御部は、
前記ＰＭモータのトルク値Ｔを算出するトルク計算部と、
外部からのトルク指令値Ｔ＊と前記トルク値Ｔとに基づいて電流指令値Ｉａ＊を設定する電流指令値設定部と、
前記電流指令値Ｉａ＊に基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊を生成する電流指令値生成部と、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑを生成する電圧指令値生成部と、を有し、
前記電流指令値生成部は、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の元となるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成するｓｉｎ部と、
前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の元となるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成するｃｏｓ部と、
前記電流指令値Ｉａ＊にて最大のトルクを出力する電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）を設定し前記ｓｉｎ部及びｃｏｓ部に出力する位相角設定部と、
前記ＰＭモータのモータ電圧値Ｖａと、前記ＰＭモータが安定的に動作可能な最大の電圧値である目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、に基づいて電圧差分ΔＶを算出する電圧差分計算部と、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の方向に増加させる追加ｄ軸電流指令値ΔＩｄを前記電圧差分ΔＶに基づいて算出する追加ｄ軸電流値生成部と、
前記電圧差分ΔＶに基づいて前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値を減少させるｑ軸電流指令値補正部と、を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
所定のオフセット値を電圧差分ΔＶに合算してｑ軸電流指令値補正部に出力することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
ｑ軸電流指令値補正部が、電圧差分ΔＶに基づいて追加電流位相角Δθｉを設定するとともに、ｃｏｓ部は電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）と前記追加電流位相角Δθｉとが合算した補正位相角θｉに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
ｑ軸電流指令値補正部が、電圧差分ΔＶに基づいて追加電流位相角Δθｉを設定するとともに、ｓｉｎ部及びｃｏｓ部は電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）と前記追加電流位相角Δθｉとが合算した補正位相角θｉに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
電圧差分計算部が、目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を算出する目標電圧値算出部と、モータ電圧値Ｖａを算出するモータ電圧値算出部と、を備え、
前記目標電圧値算出部が算出した目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、前記モータ電圧値算出部が算出したモータ電圧値Ｖａに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項６】
電圧差分計算部が、予め設定された目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、電圧指令値生成部が生成したｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項７】
正弦波制御部が、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づいてモータ電圧値Ｖａを生成する極座標変換部をさらに有し、
電圧差分計算部が、予め設定された目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、前記極座標変換部が生成したモータ電圧値Ｖａとに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項８】
電流指令値生成部からのｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊がそれぞれ入力するｄ軸ローパスフィルタと、ｑ軸ローパスフィルタと、をさらに有し、
前記ｄ軸ローパスフィルタ及びｑ軸ローパスフィルタは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が減少する際には迅速に伝達するとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が増加する際にはその増加速度を遅らせ、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が増加する際には迅速に伝達するとともに、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が減少する際にはその減少速度をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の増加速度よりも遅らせることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項９】
ｑ軸電流指令値補正部が、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値を減少させる追加ｑ軸電流指令値ΔＩｑを電圧差分ΔＶに基づいて設定し、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に加算することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
電流指令値生成部からのｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊がそれぞれ入力するｄ軸ローパスフィルタと、ｑ軸ローパスフィルタと、をさらに有し、
前記ｄ軸ローパスフィルタ及びｑ軸ローパスフィルタは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が減少する際には迅速に伝達するとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が増加する際にはその増加速度を遅らせ、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が増加する際には迅速に伝達するとともに、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が減少する際にはその減少速度をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の増加速度よりも遅らせることを特徴とする請求項９記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
ＰＭモータを正弦波ＰＷＭで制御する正弦波制御部を少なくとも備えたモータ制御装置のモータ制御方法であって、
前記正弦波制御部は、
前記ＰＭモータのトルク値Ｔを算出するトルク計算ステップと、
外部からのトルク指令値Ｔ＊と前記トルク値Ｔとに基づいて電流指令値Ｉａ＊を設定する電流指令値設定ステップと、
前記電流指令値Ｉａ＊に基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊を生成するｄｑ電流指令値生成ステップと、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑを生成する電圧指令値生成ステップと、を少なくとも実行し、
前記ｄｑ電流指令値生成ステップは、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の元となるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成するｄ軸電流指令値生成ステップと、
前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の元となるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成するｑ軸電流指令値生成ステップと、
前記ｄ軸電流指令値生成ステップとｑ軸電流指令値生成ステップとで用いられ、前記電流指令値Ｉａ＊にて最大のトルクを出力する電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）を設定する位相角設定ステップと、
前記ＰＭモータのモータ電圧値Ｖａと、前記ＰＭモータが安定的に動作可能な最大の電圧値である目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、に基づいて電圧差分ΔＶを算出する電圧差分計算ステップと、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の方向に増加させる追加ｄ軸電流指令値ΔＩｄを前記電圧差分ΔＶに基づいて算出する追加ｄ軸電流値生成ステップと、
前記電圧差分ΔＶに基づいて前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値を減少させるｑ軸電流指令値補正ステップと、を有することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１２】
所定のオフセット値を電圧差分ΔＶに合算してｑ軸電流指令値補正ステップを行うことを特徴とする請求項１１記載のモータ制御方法。
【請求項１３】
ｑ軸電流指令値補正ステップが、電圧差分ΔＶに基づいて追加電流位相角Δθｉを設定するとともに、ｑ軸電流指令値生成ステップは電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）と前記追加電流位相角Δθｉとが合算した補正位相角θｉに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のモータ制御方法。
【請求項１４】
ｑ軸電流指令値補正ステップが、電圧差分ΔＶに基づいて追加電流位相角Δθｉを設定するとともに、ｄ軸電流指令値生成ステップ、ｑ軸電流指令値生成ステップは電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）と前記追加電流位相角Δθｉとが合算した補正位相角θｉに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のモータ制御方法。
【請求項１５】
電圧差分計算ステップが、目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を算出する目標電圧値算出ステップと、モータ電圧値Ｖａを算出するモータ電圧値算出ステップと、を備え、
前記目標電圧値算出ステップで算出した目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、前記モータ電圧値算出ステップで算出したモータ電圧値Ｖａに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれかに記載のモータ制御方法。
【請求項１６】
電圧差分計算ステップが、予め設定された目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、電圧指令値生成ステップで生成したｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれかに記載のモータ制御方法。
【請求項１７】
正弦波制御部が、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づいてモータ電圧値Ｖａを生成する極座標変換部をさらに有し、
電圧差分計算ステップが、予め設定された目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、前記極座標変換部が生成したモータ電圧値Ｖａとに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれかに記載のモータ制御方法。
【請求項１８】
ｄｑ電流指令値生成ステップで生成されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊がそれぞれ入力するｄ軸ローパスフィルタと、ｑ軸ローパスフィルタと、をさらに有し、
前記ｄ軸ローパスフィルタ及びｑ軸ローパスフィルタは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が減少する際には迅速に伝達するとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が増加する際にはその増加速度を遅らせ、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が増加する際には迅速に伝達するとともに、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が減少する際にはその減少速度をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の増加速度よりも遅らせることを特徴とする請求項１１乃至請求項１７のいずれかに記載のモータ制御方法。
【請求項１９】
ｑ軸電流指令値補正ステップが、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値を減少させる追加ｑ軸電流指令値ΔＩｑを電圧差分ΔＶに基づいて設定し、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に加算することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のモータ制御方法。
【請求項２０】
ｄｑ電流指令値生成ステップで生成されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊がそれぞれ入力するｄ軸ローパスフィルタと、ｑ軸ローパスフィルタと、をさらに有し、
前記ｄ軸ローパスフィルタ及びｑ軸ローパスフィルタは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が減少する際には迅速に伝達するとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が増加する際にはその増加速度を遅らせ、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が増加する際には迅速に伝達するとともに、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が減少する際にはその減少速度をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の増加速度よりも遅らせることを特徴とする請求項１９記載のモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＭモータの制御において、特に弱め磁束制御を安定的に行う事が可能なモータ制御装置及びモータ制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くの家電や機械設備の動力源として電動モータが使用されている。このうち、回転子側に永久磁石を設け、固定子側に電機子巻線を設け、この電機子巻線の磁界を制御することで回転子を回転させるＰＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）モータ（永久磁石モータ）は、界磁損失が存在しないため低損失、高効率であり、近年の省エネルギー化の流れから大型の機械機器にも多く採用されている。そして、このＰＭモータの制御方法としては、中・低速回転の動作領域ではモータ効率の高い正弦波パターンを用いた正弦波制御（ＰＷＭ制御）によって動作制御を行い、高速回転・高トルクの動作領域では出力電圧が高く高出力が可能な矩形波パターンを用いた矩形波制御にて動作制御を行うことが一般的である。
【０００３】
しかしながら、永久磁石は磁束が一定のため回転数が上昇するにつれ逆起電力が増大し、ある回転数に達するとこの逆起電力がモータの印加電圧と等しくなり、これ以上電流を流せなくなる。このため、この現象が生じる正弦波制御の高速回転領域では電機子巻線に電流を流下して永久磁石とは逆向きの磁束を発生させ、上記逆起電力を低減する弱め磁束制御を行うのが一般的である。このような弱め磁束制御の例として下記［特許文献１］では、モータのトルクを演算によって求めてトルク制御を行い、このときの電圧位相を操作することで弱め磁束制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２９９２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この［特許文献１］に記載の発明では、トルク指令値とトルク推定値との偏差を低減するための補正値の生成にローパスフィルタを用いている。これにより、補正値の急激な変化を抑制することができる。しかしながら、ローパスフィルタを用いた場合、応答性に遅れが生じる場合があり、更なる改善が望まれる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電源電圧や回転速度に急激な変動が生じた場合でも安定的に弱め磁束制御が可能なモータ制御装置及びモータ制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）ＰＭモータ１０を正弦波ＰＷＭで制御する正弦波制御部４０を少なくとも備えたモータ制御装置において、
前記正弦波制御部４０は、
前記ＰＭモータ１０のトルク値Ｔを算出するトルク計算部４０４と、
外部からのトルク指令値Ｔ＊と前記トルク値Ｔとに基づいて電流指令値Ｉａ＊を設定する電流指令値設定部４０２と、
前記電流指令値Ｉａ＊に基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊を生成する電流指令値生成部４０６と、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑを生成する電圧指令値生成部４１６と、を有し、
前記電流指令値生成部４０６は、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の元となるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成するｓｉｎ部４６４Ａと、
前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の元となるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成するｃｏｓ部４６４Ｂと、
前記電流指令値Ｉａ＊にて最大のトルクを出力する電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）を設定し前記ｓｉｎ部４６４Ａ及びｃｏｓ部４６４Ｂに出力する位相角設定部４６２と、
前記ＰＭモータ１０のモータ電圧値Ｖａと、前記ＰＭモータ１０が安定的に動作可能な最大の電圧値である目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、に基づいて電圧差分ΔＶを算出する電圧差分計算部４０８と、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の方向に増加させる追加ｄ軸電流指令値ΔＩｄを前記電圧差分ΔＶに基づいて算出する追加ｄ軸電流値生成部４６６と、
前記電圧差分ΔＶに基づいて前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値を減少させるｑ軸電流指令値補正部４６８と、を有することを特徴とするモータ制御装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）所定のオフセット値ａを電圧差分ΔＶに合算してｑ軸電流指令値補正部４６８に出力することを特徴とする上記（１）記載のモータ制御装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）ｑ軸電流指令値補正部４６８ａが、電圧差分ΔＶに基づいて追加電流位相角Δθｉを設定するとともに、ｃｏｓ部４６４Ｂは電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）と前記追加電流位相角Δθｉとが合算した補正位相角θｉに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成することを特徴とする上記（１）または（２）に記載のモータ制御装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）ｑ軸電流指令値補正部４６８ａが、電圧差分ΔＶに基づいて追加電流位相角Δθｉを設定するとともに、ｓｉｎ部４６４Ａ及びｃｏｓ部４６４Ｂは電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）と前記追加電流位相角Δθｉとが合算した補正位相角θｉに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成することを特徴とする上記（１）または（２）に記載のモータ制御装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）電圧差分計算部４０８ｃが、目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を算出する目標電圧値算出部４８４と、モータ電圧値Ｖａを算出するモータ電圧値算出部４８２ｂと、を備え、
前記目標電圧値算出部４８４が算出した目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、前記モータ電圧値算出部４８２ｂが算出したモータ電圧値Ｖａに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のモータ制御装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（６）電圧差分計算部４０８ａが、予め設定された目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、電圧指令値生成部４１６が生成したｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のモータ制御装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（７）正弦波制御部４０が、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づいてモータ電圧値Ｖａを生成する極座標変換部４１８をさらに有し、
電圧差分計算部４０８ｂが、予め設定された目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、前記極座標変換部４１８が生成したモータ電圧値Ｖａとに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のモータ制御装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（８）電流指令値生成部４０６からのｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊がそれぞれ入力するｄ軸ローパスフィルタ４９０Ａと、ｑ軸ローパスフィルタ４９０Ｂと、をさらに有し、
前記ｄ軸ローパスフィルタ４９０Ａ及びｑ軸ローパスフィルタ４９０Ｂは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が減少する際には迅速に伝達するとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が増加する際にはその増加速度を遅らせ、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が増加する際には迅速に伝達するとともに、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が減少する際にはその減少速度をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の増加速度よりも遅らせることを特徴とする上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のモータ制御装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（９）ｑ軸電流指令値補正部４６８ｂが、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値を減少させる追加ｑ軸電流指令値ΔＩｑを電圧差分ΔＶに基づいて設定し、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に加算することを特徴とする上記（１）または（２）に記載のモータ制御装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（１０）電流指令値生成部４０６からのｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊がそれぞれ入力するｄ軸ローパスフィルタ４９０Ａと、ｑ軸ローパスフィルタ４９０Ｂと、をさらに有し、
前記ｄ軸ローパスフィルタ４９０Ａ及びｑ軸ローパスフィルタ４９０Ｂは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が減少する際には迅速に伝達するとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が増加する際にはその増加速度を遅らせ、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が増加する際には迅速に伝達するとともに、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が減少する際にはその減少速度をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の増加速度よりも遅らせることを特徴とする上記（９）記載のモータ制御装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（１１）ＰＭモータ１０を正弦波ＰＷＭで制御する正弦波制御部４０を少なくとも備えたモータ制御装置のモータ制御方法であって、
前記正弦波制御部４０は、
前記ＰＭモータ１０のトルク値Ｔを算出するトルク計算ステップと、
外部からのトルク指令値Ｔ＊と前記トルク値Ｔとに基づいて電流指令値Ｉａ＊を設定する電流指令値設定ステップと、
前記電流指令値Ｉａ＊に基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊を生成するｄｑ電流指令値生成ステップと、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑを生成する電圧指令値生成ステップと、を少なくとも実行し、
前記ｄｑ電流指令値生成ステップは、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の元となるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成するｄ軸電流指令値生成ステップと、
前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の元となるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成するｑ軸電流指令値生成ステップと、
前記ｄ軸電流指令値生成ステップとｑ軸電流指令値生成ステップとで用いられ、前記電流指令値Ｉａ＊にて最大のトルクを出力する電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）を設定する位相角設定ステップと、
前記ＰＭモータ１０のモータ電圧値Ｖａと、前記ＰＭモータ１０が安定的に動作可能な最大の電圧値である目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、に基づいて電圧差分ΔＶを算出する電圧差分計算ステップと、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の方向に増加させる追加ｄ軸電流指令値ΔＩｄを前記電圧差分ΔＶに基づいて算出する追加ｄ軸電流値生成ステップと、
前記電圧差分ΔＶに基づいて前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値を減少させるｑ軸電流指令値補正ステップと、を有することを特徴とするモータ制御方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（１２）所定のオフセット値ａを電圧差分ΔＶに合算してｑ軸電流指令値補正ステップを行うことを特徴とする上記（１１）記載のモータ制御方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（１３）ｑ軸電流指令値補正ステップが、電圧差分ΔＶに基づいて追加電流位相角Δθｉを設定するとともに、ｑ軸電流指令値生成ステップは電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）と前記追加電流位相角Δθｉとが合算した補正位相角θｉに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成することを特徴とする上記（１１）または（１２）に記載のモータ制御方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（１４）ｑ軸電流指令値補正ステップが、電圧差分ΔＶに基づいて追加電流位相角Δθｉを設定するとともに、ｄ軸電流指令値生成ステップ、ｑ軸電流指令値生成ステップは電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）と前記追加電流位相角Δθｉとが合算した補正位相角θｉに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成することを特徴とする上記（１１）または（１２）に記載のモータ制御方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（１５）電圧差分計算ステップが、目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を算出する目標電圧値算出ステップと、モータ電圧値Ｖａを算出するモータ電圧値算出ステップと、を備え、
前記目標電圧値算出ステップで算出した目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、前記モータ電圧値算出ステップで算出したモータ電圧値Ｖａに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする上記（１１）乃至（１４）のいずれかに記載のモータ制御方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（１６）電圧差分計算ステップが、予め設定された目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、電圧指令値生成ステップで生成したｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする上記（１１）乃至（１４）のいずれかに記載のモータ制御方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（１７）正弦波制御部４０が、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づいてモータ電圧値Ｖａを生成する極座標変換部４１８をさらに有し、
電圧差分計算ステップが、予め設定された目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と、前記極座標変換部４１８が生成したモータ電圧値Ｖａとに基づいて電圧差分ΔＶを算出することを特徴とする上記（１１）乃至（１４）のいずれかに記載のモータ制御方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（１８）ｄｑ電流指令値生成ステップで生成されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊がそれぞれ入力するｄ軸ローパスフィルタ４９０Ａと、ｑ軸ローパスフィルタ４９０Ｂと、をさらに有し、
前記ｄ軸ローパスフィルタ４９０Ａ及びｑ軸ローパスフィルタ４９０Ｂは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が減少する際には迅速に伝達するとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が増加する際にはその増加速度を遅らせ、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が増加する際には迅速に伝達するとともに、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が減少する際にはその減少速度をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の増加速度よりも遅らせることを特徴とする上記（１１）乃至（１７）のいずれかに記載のモータ制御方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（１９）ｑ軸電流指令値補正ステップが、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値を減少させる追加ｑ軸電流指令値ΔＩｑを電圧差分ΔＶに基づいて設定し、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に加算することを特徴とする上記（１１）または（１２）に記載のモータ制御方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（２０）ｄｑ電流指令値生成ステップで生成されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊がそれぞれ入力するｄ軸ローパスフィルタ４９０Ａと、ｑ軸ローパスフィルタ４９０Ｂと、をさらに有し、
前記ｄ軸ローパスフィルタ４９０Ａ及びｑ軸ローパスフィルタ４９０Ｂは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が減少する際には迅速に伝達するとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が増加する際にはその増加速度を遅らせ、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が増加する際には迅速に伝達するとともに、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が減少する際にはその減少速度をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の増加速度よりも遅らせることを特徴とする上記（１９）記載のモータ制御方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るモータ制御装置及びモータ制御方法は、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超えた場合に、その電圧差分ΔＶに応じた追加ｄ軸電流値ΔＩｄを出力しｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の方向に増加させ、モータ電圧値Ｖａを低減する。これにより、ＰＭモータ１０を安定制御が可能でかつ最大トルクとなるモータ電圧値Ｖａで動作させることができる。また、本発明に係るモータ制御装置及びモータ制御方法は、上記の構成に加え、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値を減少させるｑ軸電流指令値補正部を有している。これにより、モータ電圧値Ｖａをさらに低減することができる。これにより、モータ電流を制御するためのマージンをさらに確保することができ、急激な電源電圧Ｖｄｃの低下や電気角速度ωの変動に対しても継続して安定した弱め磁束制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るモータ制御装置の全体的なブロック図である。
【図２】本発明に係るモータ制御装置の特徴部分のブロック図である。
【図３】本発明に係るモータ制御装置の電圧差分計算部の他の例を示す図である。
【図４】本発明に係るモータ制御装置の電圧差分計算部の他の例を示す図である。
【図５】本発明に係るモータ制御装置の電流指令値生成部の他の例を示す図である。
【図６】本発明に係るモータ制御装置の電流指令値生成部の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るモータ制御装置１００及びモータ制御方法の実施の形態について図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係るモータ制御装置１００の全体的なブロック図である。本発明に係るモータ制御装置１００は、ＰＭモータ（永久磁石モータ）１０の動作を制御するものであり、ＰＭモータ１０を正弦波ＰＷＭで制御する正弦波制御部４０を少なくとも備えている。また、本発明を適用するモータ制御装置１００は、その他の基本的な構成としてＰＭモータ１０に３相交流の駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを流下させるインバータ２０と、この駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、（Ｉｗ）の値を取得する駆動電流検出部１２ｕ、１２ｖと、ＰＭモータ１０の電気角θを取得する角度検出部１４と、駆動電流検出部１２ｕ、１２ｖが取得した駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、（Ｉｗ）をｄ軸フィードバック電流値Ｉｄ、ｑ軸フィードバック電流値Ｉｑに変換する３相／ｄｑ変換部２２と、外部（システムの上位の制御部等）から指示されるトルク指令値Ｔ＊に基づいて矩形波制御モードにおけるｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑを生成する周知の矩形波制御部５０と、ＰＭモータ１０の制御を正弦波制御部４０と矩形波制御部５０とで切り替える切替部２４と、正弦波制御部４０もしくは矩形波制御部５０から出力されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値ＶｑをＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換するｄｑ／３相変換部３２と、三相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗと所定の周期の三角波とを比較してインバータ２０をスイッチングする駆動信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗを生成する駆動信号生成部３６と、を有している。尚、ｄｑ／３相変換部３２と駆動信号生成部３６とが制御信号生成部３０を構成する。
【００１１】
モータ制御装置１００を構成するインバータ２０は駆動信号生成部３６から出力されるＨｉ−Ｌｏｗの駆動信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗによってスイッチング動作して、バッテリ等の周知の直流電源部１８からの直流電力を駆動信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗに基づく３相の交流電圧に変換して出力する。これにより、ＰＭモータ１０の電機子巻線には位相が１／３周期（２／３π（ｒａｄ））づつずれた３相の駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗがそれぞれ流下する。
【００１２】
また、ＰＭモータ１０は、前述のように回転子側に永久磁石を設けるとともに、固定子側に３相の電機子巻線を設け、この３相の電機子巻線に前述の駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをそれぞれ流下させることで各電機子巻線の磁極及び磁束を連続的に変化させ、回転子を回転させるものである。尚、ＰＭモータ１０としては永久磁石を回転子に埋め込んだＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）モータを用いることが好ましい。
【００１３】
また、ＰＭモータ１０には周知の冷却機構１０１を設けることが好ましい。ここで、冷却機構１０１は、例えばＰＭモータ１０の周囲に設けられ冷却水を流下することでＰＭモータ１０を冷却するウォータージャケット１０２と、このウォータージャケット１０２に流下する冷却水を循環させるポンプ手段１０４と、冷却水を所定の熱交換によって冷却するラジエータ等の熱交換手段１０６と、冷却水の水温を取得する周知の温度取得手段１０８と、を有している。尚、冷却機構１０１の冷却水はＰＭモータ１０を冷却するとともに、インバータ２０内のパワー素子（スイッチング素子）等の冷却に用いることが好ましい。また、温度取得手段１０８は冷却水の水温Ｔｅｍｐにより、間接的にＰＭモータ１０の永久磁石の温度（推定温度）を取得するものであり、インバータ２０を冷却した後の水温を取得することが好ましい。この構成によれば、温度取得手段１０８をインバータ２０の近傍に設置することが可能となり、温度取得手段１０８の信号配線を短くすることができる。これにより、信号配線の取り回しが容易となる他、断線に対する信頼性を向上することができる。また、インバータ２０冷却後の冷却水の水温Ｔｅｍｐから永久磁石の推定温度を取得することにより、短期的に温度が増減するＰＭモータ１０の電機子巻線の温度変化の影響を低減することができる。また、温度取得手段１０８で取得された水温Ｔｅｍｐは誘起電圧定数補正部１１０に入力し、誘起電圧定数補正部１１０は入力した水温ＴｅｍｐからＰＭモータ１０の永久磁石の推定温度を間接的に取得し、この永久磁石の推定温度によってＰＭモータ１０の誘起電圧定数φａを補正し出力する。このとき、誘起電圧定数補正部１１０は、トルク計算用と電圧計算用とで推定温度の異なる誘起電圧定数φａ（Ｔ）、φａ（Ｖａ）を出力することが好ましい。
【００１４】
また、駆動電流検出部１２ｕ、１２ｖはインバータ２０のスイッチング動作により流下する駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを非接触で取得可能な周知の電流センサを用いることができる。尚、本例では駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのうちの２つの駆動電流Ｉｕ、Ｉｖを取得し、ｄ軸、ｑ軸フィードバック電流値Ｉｄ、Ｉｑに変換する例を示している。
【００１５】
また、角度検出部１４としては、回転子の角度を取得可能な周知の角度センサを用いることができる。中でもレゾルバ回転角センサを用いて、ＰＭモータ１０の電気角θを取得することが特に好ましい。尚、上記の電気角θと駆動電流Ｉｕ、Ｉｖの取得は、三角波の頂点と谷の両方のタイミングで行い、三角波の半周期毎にモータ制御装置１００の各部にて使用することが好ましい。そして、角度検出部１４が取得した電気角θは角速度演算部１６にも出力され、この角速度演算部１６は入力した電気角θから電気角速度ω（ｒａｄ／ｓ）を算出し、モータ制御装置１００の各部に出力する。
【００１６】
また、３相／ｄｑ変換部２２は、角度検出部１４が取得したＰＭモータ１０の電気角θ（ｒａｄ）に基づいて駆動電流検出部１２ｕ、１２ｖが取得した駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、（Ｉｗ）の値に対する３相２相変換及び回転座標変換を行い、駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、（Ｉｗ）をｄ軸電流値（磁束分電流値）Ｉｄとｑ軸電流値（トルク分電流値）Ｉｑとに変換する。そして、これらをｄ軸フィードバック電流値Ｉｄ、ｑ軸フィードバック電流値Ｉｑとして切替部２４に出力する。
【００１７】
切替部２４はＰＭモータ１０の運転状況（トルク、回転数）に応じてｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑの生成方法を切り替える切り替え回路であり、ＰＭモータ１０が所定の中・低速回転で動作する場合には正弦波制御部４０による正弦波制御モードによってＰＭモータ１０を動作させる。また、ＰＭモータ１０が所定の高回転速度、高トルクで動作する場合にはＰＭモータ１０の制御を矩形波制御部５０に切り替えて矩形波制御モードによって動作させる。
【００１８】
また、矩形波制御部５０は、ｄ軸フィードバック電流値Ｉｄ、ｑ軸フィードバック電流値ＩｑからＰＭモータ１０のトルクＴを算出して、このトルクＴと外部から指示されるトルク指令値Ｔ＊とに基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑを周知の手法によって生成し、切替部２４を介して制御信号生成部３０に出力する。この際、矩形波制御モードにおける電圧指令値｜Ｖａ｜及び後述するキャリア設定情報Ｓｃを制御信号生成部３０に出力するようにしても良い。
【００１９】
次に、正弦波制御部４０は、電流指令値設定部４０２と、トルク計算部４０４と、電流指令値生成部４０６と、電圧差分計算部４０８と、電圧指令値生成部４１６と、を基本構成として有している。また、正弦波制御部４０は、極座標変換部４１８と、同期制御部４１９と、を有している。
【００２０】
正弦波制御部４０を構成する電圧指令値生成部４１６は、電流指令値生成部４０６から入力するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊と３相／ｄｑ変換部２２から入力するｄ軸フィードバック電流値Ｉｄ、ｑ軸フィードバック電流値Ｉｑとに基づいて、周知の演算処理を行いｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑを生成し切替部２４を介して制御信号生成部３０に出力する（電圧指令値生成ステップ）。
【００２１】
また、極座標変換部４１８は電圧指令値生成部４１６で生成されるｄ軸、ｑ軸電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑ（周知の電流積分制御と非干渉制御の出力値により生成され電流比例制御による値が加算される前のものが好ましい）に対し極座標変換を施して、電圧位相θｖと電圧指令値｜Ｖａ｜とを取得する。そして、極座標変換部４１８は電圧位相θｖを同期制御部４１９に出力する。また、制御信号生成部３０が線形補正部３８を有する場合には、電圧指令値｜Ｖａ｜を線形補正部３８に出力し、ｄ軸、ｑ軸電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑ及び電圧指令値｜Ｖａ｜と、インバータ出力電圧の基本波成分との非線形性を補正するようにしても良い。
【００２２】
また、同期制御部４１９は、極座標変換部４１８で得られた電圧位相θｖと電気角速度ωと電気角θとから三角波のキャリア設定情報Ｓｃを生成し駆動信号生成部３６の三角波生成部３４に出力する。尚、キャリア設定情報Ｓｃは三角波生成部３４で生成される三角波の周波数を適切な状態に維持するために用いられる。
【００２３】
そして、制御信号生成部３０を構成するｄｑ／３相変換部３２には上記のｄ軸、ｑ軸電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑと、角度検出部１４からの電気角θと角速度演算部１６からの電気角速度ωが入力し、この電気角θと電気角速度ωとに基づいてインバータ２０がスイッチング動作を行う新たなタイミングの予測電気角θ’を算出し、この予測電気角θ’に基づいてｄ軸、ｑ軸電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑを三相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換し、駆動信号生成部３６に出力する。
【００２４】
また、駆動信号生成部３６は三角波生成部３４を有しており、この三角波生成部３４には前述のキャリア設定情報Ｓｃが入力して、このキャリア設定情報Ｓｃに基づいた周期の三角波を生成する。そして、駆動信号生成部３６はこの三角波と三相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとをそれぞれ三角波比較する。これにより、Ｈｉ−Ｌｏｗの駆動信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗが生成される。
【００２５】
そして、インバータ２０は駆動信号生成部３６から出力される駆動信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗにより内部のスイッチング素子がオン・オフし、直流電源部１８からの直流電力を駆動信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗに基づく交流電圧に変換して出力する。これにより、ＰＭモータ１０の電機子巻線には位相が１／３周期（２／３π（ｒａｄ））づつずれた交流の駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗがそれぞれ流下する。これにより、ＰＭモータ１０がトルク指令値Ｔ＊に応じたトルクで回転動作する。
【００２６】
次に、正弦波制御部４０を構成する電流指令値設定部４０２、トルク計算部４０４、電流指令値生成部４０６（４０６ａ〜４０６ｃ）、電圧差分計算部４０８（４０８ａ〜４０８ｃ）の構成を図２〜図６に示す部分拡大図を用いて説明する。ここで、図２〜図６は図１中のブロックＡの部分拡大図である。
【００２７】
先ず、トルク計算部４０４には電流指令値生成部４０６で生成されたｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、Ｉｑ＊＊が入力する。そして、トルク計算部４０４は入力したｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、Ｉｑ＊＊をベクトル合成し、その絶対値である電流指令絶対値｜Ｉａ＊＊｜と、その位相角である電流指令位相角θｉ’とを算出する。そして、予め設定されているインダクタンスマップ４４２を参照し、算出された電流指令絶対値Ｉａ＊＊と電流指令位相角θｉ’とに対応する（Ｌｄ−Ｌｑ）の値を取得する。尚、（Ｌｄ−Ｌｑ）はＰＭモータ１０のｄ軸インダクタンスＬｄとｑ軸インダクタンスＬｑとの差分である。また、トルク計算部４０４は予め設定されているトルク補正マップ４４４を参照し、算出された電流指令絶対値Ｉａ＊＊と電流指令位相角θｉ’とに対応するトルク補正値ＡＴを取得する。さらに、トルク計算部４０４には誘起電圧定数補正部１１０からの誘起電圧定数φａ（Ｔ）が入力する。そして、トルク計算部４０４は、これらｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、Ｉｑ＊＊、誘起電圧定数φａ（Ｔ）、Ｌｄ−Ｌｑ、トルク補正値ＡＴとからＰＭモータ１０のトルクＴを例えば下記（Ａ）式に基づいて算出する。
Ｔ＝Ｐ（ＡＴφａ（Ｔ）Ｉｑ＊＊＋（Ｌｄ−Ｌｑ）Ｉｄ＊＊Ｉｑ＊＊）[Ｎ・ｍ]・・(A)
尚、ＰはＰＭモータの永久磁石の極対数である。そして、トルク計算部４０４は算出したトルクＴを電流指令値設定部４０２に出力する（トルク計算ステップ）。
【００２８】
尚、トルク計算部４０４は電流指令値生成部４０６で生成されたｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、Ｉｑ＊＊に基づいてトルクＴを算出するため、追加ｄ軸電流値生成部４６６、ｑ軸電流指令値補正部４６８がｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊を増減した場合でも、ＰＭモータ１０のトルクをトルク指令値Ｔ＊に一致させることができる。
【００２９】
また、電流指令値設定部４０２はトルクリミッタ部４２０、電流指令値演算部４２４、電流リミッタ部４２２、トルクリミットマップ４２０ａ、電流リミットマップ４２２ａを有しており、外部からのトルク指令値Ｔ＊は先ずトルクリミッタ部４２０に入力する。また、トルクリミットマップ４２０ａ、電流リミットマップ４２２ａには直流電源部１８の電源電圧Ｖｄｃ及びＰＭモータ１０の電気角速度ωが入力し、トルクリミットマップ４２０ａは入力した電源電圧Ｖｄｃ、電気角速度ωにおける動作時に安定的に制御が可能な上限のトルクリミット値を予め設定されたデータマップから選択し、トルクリミッタ部４２０に出力する。そして、トルクリミッタ部４２０は入力したトルク指令値Ｔ＊がトルクリミット値を超えている場合、トルク指令値Ｔ＊をこのトルクリミット値に制限する。そして、このトルク指令値Ｔ＊はトルク計算部４０４から入力したトルクＴが減算され、その差分ΔＴが電流指令値演算部４２４に入力する。
【００３０】
また、電流リミットマップ４２２ａは入力した電源電圧Ｖｄｃ、電気角速度ωにおける動作時に安定的に制御が可能な上限の電流リミット値を予め設定されたデータマップから選択し、電流指令値演算部４２４及び電流リミッタ部４２２に出力する。
【００３１】
そして、電流指令値演算部４２４は入力した差分ΔＴに対して周知の積分制御、比例制御等を行い電流指令値Ｉａ＊を生成する。尚、この際の積分制御には前述の電流リミット値による制限が行われる。算出された電流指令値Ｉａ＊は電流リミッタ部４２２に出力され、電流リミッタ部４２２は入力した電流指令値Ｉａ＊が電流リミット値を超えている場合、この電流リミット値に制限して電流指令値生成部４０６に出力する（電流指令値設定ステップ）。
【００３２】
次に、本発明の特徴的な構成である電流指令値生成部４０６及び電圧差分計算部４０８の構成を説明する。先ず、図２を用いて第１の形態の電圧差分計算部４０８ａを説明する。図２に示す第１の形態の電圧差分計算部４０８ａは目標電圧値設定部４８０を有しており、この目標電圧値設定部４８０には予め実測等で取得された目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）が電圧利用率Ｋ毎に設定されている。尚、目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）とは電圧利用率ＫでＰＭモータ１０を動作させる際に安定的に動作可能な最大の電圧値である。
【００３３】
また、電圧差分計算部４０８ａは第１の形態のモータ電圧値算出部４８２ａを有しており、この第１の形態のモータ電圧値算出部４８２ａには電圧指令値生成部４１６で生成されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑが入力する。そして、モータ電圧値算出部４８２ａは下記式に基づいてモータ電圧値Ｖａを算出する。
Ｖａ＝（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２
また、目標電圧値設定部４８０は電圧利用率Ｋと対応する目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を選択する。尚、電圧利用率Ｋは後述の電圧利用率データマップ４８４ｂ等から直流電源部１８の電源電圧Ｖｄｃと対応した電圧利用率Ｋを選択して設定しても良い。
【００３４】
そして、第１の形態の電圧差分計算部４０８ａは、モータ電圧値算出部４８２ａが算出したモータ電圧値Ｖａから目標電圧値設定部４８０が選択した目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を減算することで電圧差分ΔＶを生成し、電流指令値生成部４０６に出力する。
【００３５】
尚、電圧差分計算部４０８は図３の第２の形態の電圧差分計算部４０８ｂに示すように極座標変換部４１８等で算出された電圧指令値｜Ｖａ｜を直接取得してモータ電圧値Ｖａとし、電圧差分ΔＶを生成するようにしても良い。
【００３６】
また、電圧差分計算部は図４の第３の形態の電圧差分計算部４０８ｃに示すように目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）とモータ電圧値Ｖａとを計算で求めるようにしても良い。ここで、第３の形態の電圧差分計算部４０８ｃは、目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を算出する目標電圧値算出部４８４と、モータ電圧値Ｖａを算出する第２の形態のモータ電圧値算出部４８２ｂとを有している。そして、目標電圧値算出部４８４には電源電圧Ｖｄｃとｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、Ｉｑ＊＊が入力する。そして、下記式に基づいて電流指令絶対値Ｉａ＊＊を算出する。
Ｉａ＊＊＝（Ｉｄ＊＊２＋Ｉｑ＊＊２）１／２
そして、算出した電流指令絶対値Ｉａ＊＊と対応する電圧降下値Ｖ（ｄｒｏｐ）を電圧降下データマップ４８４ａより取得する。尚、電圧降下値Ｖ（ｄｒｏｐ）は流下電流に応じて変化するインバータ２０のスイッチング素子に関する電圧降下の値であり、電圧降下データマップ４８４ａはスイッチング素子の特性データシート等に基づいて作成される。
【００３７】
また、目標電圧値算出部４８４は入力した電源電圧Ｖｄｃに対応した電圧利用率Ｋを電圧利用率データマップ４８４ｂから取得して、下記式に基づいて目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を算出する（目標電圧値算出ステップ）。
Ｖａ（ｒｅｆ）＝Ｋ・（Ｖｄｃ−Ｖ（ｄｒｏｐ））
【００３８】
また、第２の形態のモータ電圧値算出部４８２ｂは、モータ電圧値Ｖａを算出する演算部４８９と、ｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑが記録されたインダクタンスマップ４８８と、ｑ軸インダクタンス補正係数が記録されたｑ軸インダクタンス補正係数マップ４８６と、を有している。そして、ｑ軸インダクタンス補正係数マップ４８６には、温度取得手段１０８で取得された冷却水の水温Ｔｅｍｐと、極座標変換部４１８で算出された電圧指令値｜Ｖａ｜と、ＰＭモータ１０の巻線温度Ｔｃと、が入力し、これら水温Ｔｅｍｐ、電圧指令値｜Ｖａ｜、巻線温度Ｔｃと対応するｑ軸インダクタンス補正係数ＣＬｑを予め設定されているデータマップから選択し演算部４８９に出力する。尚、巻線温度Ｔｃは例えばＰＭモータ１０の電機子巻線にサーミスタ等の温度センサを設けることで取得することができる。
【００３９】
また、演算部４８９には、ｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、Ｉｑ＊＊が入力し、演算部４８９は入力したｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、Ｉｑ＊＊に基づいて電流指令絶対値Ｉａ＊＊と電流指令位相角θｉ’とを算出する。そして、インダクタンスマップ４８８を参照し、算出された電流指令絶対値Ｉａ＊＊、電流指令位相角θｉ’と対応するｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑの値を取得する。またこのとき、演算部４８９は電圧補正マップを参照し、電流指令絶対値Ｉａ＊＊、電流指令位相角θｉ’と対応する電圧補正値を取得し、モータ電圧値Ｖａの補正を行うようにしても良い。
【００４０】
また、演算部４８９には、誘起電圧定数補正部１１０からＰＭモータ１０の磁石の推定温度と対応した誘起電圧定数φａ（Ｖａ）と、ＰＭモータ１０の電気角速度ωとが入力し、演算部４８９はこれらの数値と予め設定されているＰＭモータ１０の電機子巻線抵抗Ｒａとから下記式に基づいてモータ電圧値Ｖａを算出する（モータ電圧値算出ステップ）。尚、電機子巻線抵抗Ｒａは巻線温度Ｔｃに基づいて温度補正を行うようにしても良い。
Ｖｄ’＝ＲａＩｄ＊＊−ω（ＣＬｑＬｑ）Ｉｑ＊＊
Ｖｑ’＝ＲａＩｑ＊＊＋ωφａ（Ｖａ）＋ωＬｄＩｄ＊＊
Ｖａ＝｛（Ｖｄ’）２＋（Ｖｑ’）２｝１／２
【００４１】
そして、第３の形態の電圧差分計算部４０８ｃは、この演算部４８９（第２のモータ電圧値算出部４８２ｂ）によって算出されたモータ電圧値Ｖａから目標電圧値算出部４８４で算出されたＶａ（ｒｅｆ）を減算することで電圧差分ΔＶを算出する（以上、電圧差分計算ステップ）。
【００４２】
尚、第３の形態の電圧差分計算部４０８ｃでは電圧差分ΔＶの応答が速いため、図４に示すように電流指令値生成部４０６の出力側にｄ軸ローパスフィルタ４９０Ａ及びｑ軸ローパスフィルタ４９０Ｂを設け、ｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、Ｉｑ＊＊をこのローパスフィルタ４９０Ａ、４９０Ｂを介して電圧指令値生成部４１６に出力することが好ましい。この際、ｑ軸ローパスフィルタ４９０Ｂの時定数を最適化して、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が減少する際にはそのｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊を大きな遅延が生じないよう迅速に伝達するとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値が増加する際にはその増加速度を、システムに要求されるトルクＴの応答性が満足できる範囲内で遅らせて出力することが好ましい。また、ｄ軸ローパスフィルタ４９０Ａの時定数を最適化して、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が増加する際にはそのｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊を大きな遅延が生じないよう迅速に伝達するとともに、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が減少する際にはその減少速度をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の増加速度よりも遅らせて出力することが好ましい。即ち、ｄ軸ローパスフィルタ４９０Ａのｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の増加時の時定数をτｄ（ｕｐ）、減少時の時定数をτｄ（ｄｏｗｎ）とし、ｑ軸ローパスフィルタ４９０Ｂのｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の増加時の時定数をτｑ（ｕｐ）、減少時の時定数をτｑ（ｄｏｗｎ）としたときに、
τｄ（ｕｐ）＜τｑ（ｕｐ）＜τｄ（ｄｏｗｎ）
τｑ（ｄｏｗｎ）＜τｑ（ｕｐ）
とすることが好ましい。尚、これらのことは後述の電流指令値生成部４０６ｂ、４０６ｃにおいても同様である。
【００４３】
尚、後述するようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が増加し、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊が減少する場合とは、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超えた場合であり、制御が不安定となる可能性がある。よって、このような場合には、ｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、Ｉｑ＊＊の変化を迅速に電圧指令値生成部４１６へ出力し、モータ電圧値Ｖａの低減措置を迅速に行う。これにより、モータ電圧値Ｖａが過大な状態を速やかに解消することができる。また反対に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の絶対値が減少し、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊が増加する場合とは、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）に満たない場合であり、この場合にはＰＭモータ１０は安定的に制御されている。よって、この場合にはモータ電圧値Ｖａが再度目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超えないようｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊＊、Ｉｑ＊＊の変化をゆっくりと行い、モータ電圧値Ｖａを緩やかに増加させる。
【００４４】
次に、電流指令値生成部４０６（４０６ａ〜４０６ｃ）の構成及びｄｑ電流指令値生成ステップに関して説明する。尚、正弦波制御部４０による制御時に直流電源部１８の電源電圧Ｖｄｃが急激に低下したり、ＰＭモータ１０の回転速度（電気角速度ω）が急激に上昇したりした場合、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超過して電圧不足が発生し安定的な制御が行えなくなる可能性が有る。本発明を構成する電流指令値生成部４０６は、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超えた場合に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊を負の方向に増加させてｑ軸電圧指令値Ｖｑを減少させるとともに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値を減少させてｄ軸電圧指令値Ｖｄを減少させ、これによりモータ電圧値Ｖａを低減して目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）に抑えることを目的とするものである。
【００４５】
先ず、本発明を構成する電流指令値生成部４０６は、電流−位相角マップを備えた位相角設定部４６２と、ｓｉｎ部４６４Ａと、ｃｏｓ部４６４Ｂと、電流リミッタ部４７２と、誘起電圧用ｄ軸電流値生成部４７０と、追加ｄ軸電流値生成部４６６と、ｑ軸電流指令値補正部４６８（４６８ａ、４６８ｂ）と、オフセット部４６９と、を有している。そして、電圧差分計算部４０８から入力した電圧差分ΔＶは２分岐され、一方は追加ｄ軸電流値生成部４６６に入力する。また、他方にはオフセット部４６９から所定のオフセット値ａ（固定値）が減算された後、ｑ軸電流指令値補正部４６８に入力する。
【００４６】
そして、電流指令値生成部４０６の位相角設定部４６２は、電流指令値設定部４０２から入力した電流指令値Ｉａ＊に基づいて電流−位相角マップを参照し、この電流指令値Ｉａ＊と対応する電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）を取得する（位相角設定ステップ）。尚、この電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）は電流指令値Ｉａ＊にて最大のトルクを出力する電流位相角であり、電流指令値Ｉａ＊ごとに予め設定されている。そして、図２〜図４に示す第１の形態の電流指令値生成部４０６ａでは、電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）はｓｉｎ部４６４Ａに入力し、ｃｏｓ部４６４Ｂには電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）に後述の追加位相角Δθｉが加算された補正位相角θｉが入力する。
【００４７】
また、入力した電流指令値Ｉａ＊は２分岐して一方はｓｉｎ部４６４Ａに、他方はｃｏｓ部４６４Ｂに入力する。そして、第１の形態の電流指令値生成部４０６ａではｓｉｎ部４６４Ａは下記式に基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する（ｄ軸電流指令値生成ステップ）。
Ｉｄ＊＝Ｉａ＊・ｓｉｎ（θｉ（ｂａｓｅ））
また、ｃｏｓ部４６４Ｂは下記式に基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する（ｑ軸電流指令値生成ステップ）。
Ｉｑ＊＝Ｉａ＊・ｃｏｓ（θｉ）
尚、電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）、補正位相角θｉはｑ軸とのなす角であり、後述の位相角リミッタにより０°〜上限位相角（９０°〜８５°程度）に制限される。また、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は常に負の値をとり、またｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は電流指令値Ｉａ＊と同符号の値をとるよう制御される。
【００４８】
また、電流指令値生成部４０６の誘起電圧用ｄ軸電流値生成部４７０には直流電源部１８の電源電圧Ｖｄｃ及びＰＭモータ１０の電気角速度ωが入力する。尚、誘起電圧用ｄ軸電流値生成部４７０は電源電圧Ｖｄｃ及び電気角速度ω毎に設定された弱め磁束制御用の誘起電圧用ｄ軸電流値ΔＩｄ’のデータマップ（図示せず）を有しており、誘起電圧用ｄ軸電流値生成部４７０は入力した電源電圧Ｖｄｃ、電気角速度ωに応じた誘起電圧用ｄ軸電流値ΔＩｄ’をこのデータマップから選択してｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に加算する。尚、誘起電圧用ｄ軸電流値ΔＩｄ’は負の値をとる。よって、誘起電圧用ｄ軸電流値ΔＩｄ’の加算によりｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は負の方向に増加し、その絶対値は増大する。尚、誘起電圧用ｄ軸電流値生成部４７０は前述のようにデータマップの読み出しにより誘起電圧用ｄ軸電流値ΔＩｄ’を設定する。よって、積分制御が必要な追加ｄ軸電流値ΔＩｄよりも応答性が速く、急激な電源電圧Ｖｄｃの低下や電気角速度ωの変動に即応して誘起電圧用ｄ軸電流値ΔＩｄ’を出力することができる。これにより、モータ電圧値Ｖａの超過状態をある程度低減することができる。
【００４９】
また、電流指令値生成部４０６を構成する追加ｄ軸電流値生成部４６６には、電圧差分計算部４０８から電圧差分ΔＶが入力する。そして、この電圧差分ΔＶが正の値の場合、即ちモータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超えている場合、入力した電圧差分ΔＶに対し周知の積分制御、比例制御等を行い追加ｄ軸電流値ΔＩｄを生成する。尚、この際の積分制御及び生成された追加ｄ軸電流値ΔＩｄに対しては後述する所定の電流リミット値による制限が行われる。そして、生成された追加ｄ軸電流値ΔＩｄはｓｉｎ部４６４Ａから出力したｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に加算される。尚、この追加ｄ軸電流値ΔＩｄも負の値をとる。よって、追加ｄ軸電流値ΔＩｄの加算によりｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は負の方向に増加し、その絶対値は増大する。また、追加ｄ軸電流値ΔＩｄが出力されている状態で電圧差分ΔＶが負となった場合、追加ｄ軸電流値生成部４６６は積分制御のみで追加ｄ軸電流値ΔＩｄを生成する。これにより、追加ｄ軸電流値ΔＩｄは負の電圧差分ΔＶの値が反映されてその絶対値は徐々に減少し、最終的に“０”となる。尚、比例制御を行わないことで追加ｄ軸電流値ΔＩｄには急激な変動成分が加算されず、追加ｄ軸電流値ΔＩｄの急激な減少によるモータ電圧値Ｖａの再超過を防止することができる。また、追加ｄ軸電流値ΔＩｄが出力されていない状態で負の電圧差分ΔＶが入力した場合、追加ｄ軸電流値生成部４６６は動作せず、追加ｄ軸電流値ΔＩｄは生成されない（追加ｄ軸電流値生成ステップ）。
【００５０】
そして、追加ｄ軸電流値ΔＩｄと誘起電圧用ｄ軸電流値ΔＩｄ’とが加算されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊’は電流リミッタ部４７２に出力され、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊’が電流リミッタ部４７２の電流リミット値以下であれば、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊’はそのままｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊として電圧指令値生成部４１６へと出力される。また、電流リミット値を超えていれば電流リミット値に制限され電圧指令値生成部４１６へ出力される。尚、電流リミッタ部４７２のリミット値はｄ軸電流指令値Ｉｄ＊’及び後述のｑ軸電流指令値Ｉｑ＊ごとに個別に設定しても良いし、ｄ軸、ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊’、Ｉｑ＊の合成ベクトルの角度を維持したまま、その合成ベクトルの大きさで設定しても良い。また、その双方で行っても良い。
【００５１】
ここで、モータ電圧値Ｖａと電流指令値生成部４０６の関係を第３の形態の電流指令値生成部４０６ｃの構成に沿って、下記（１）、（２）、（３）式を用いて説明する。先ず、モータ電圧値Ｖａは下記（１）式で求められ、
Ｖａ＝（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）１／２  ・・・（１）
ｄ軸電圧指令値Ｖｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑは下記（２）（３）式で求められる（係数、補正値等の記載は省略する）。
Ｖｄ＝ＲａＩｄ＊＊−ωＬｑＩｑ＊＊  ・・・（２）
Ｖｑ＝ＲａＩｑ＊＊＋ωφａ＋ωＬｄＩｄ＊＊  ・・・（３）
そして、電源電圧Ｖｄｃが減少したり電気角速度ωが上昇するなどして弱め磁束制御領域となった場合、先ず誘起電圧用ｄ軸電流値生成部４７０が電源電圧Ｖｄｃ、電気角速度ωと対応した誘起電圧用ｄ軸電流値ΔＩｄ’をｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に加算する。これにより、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊は負の方向に増加し、上記（３）式のωＬｄＩｄ＊＊も負の方向に増大する。これにより、ｑ軸電圧指令値Ｖｑは減少し、モータ電圧値Ｖａは減少する。
【００５２】
またこのとき、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超えている場合、電圧差分ΔＶが正となり追加ｄ軸電流値生成部４６６が動作して追加ｄ軸電流値ΔＩｄが出力されｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に加算される。これによりｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊は負の方向にさらに増加し、その結果、上記（３）式のωＬｄＩｄ＊＊も負の方向にさらに増大してｑ軸電圧指令値Ｖｑは減少する。これにより、モータ電圧値Ｖａが減少する。そして、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）と等しくなると電圧差分ΔＶは“０”となり追加ｄ軸電流値生成部４６６の動作は停止する。これにより、ＰＭモータ１０を安定制御が可能でかつ最大トルクとなるモータ電圧値Ｖａ（目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ））で動作させることができる。尚、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊の変化により（２）式のＲａＩｄ＊＊の項も変動するが、この項は電気角速度ωが関与しないのでその変動量は他の項に比べて小さく、モータ電圧値Ｖａへの影響は小さい。
【００５３】
ここで、例えばｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊及び電気角速度ωが正の場合には、上記（３）式の（ＲａＩｑ＊＊＋ωφａ）は正の値をとり、（ωＬｄＩｄ＊＊）は負の値をとる。そして、追加ｄ軸電流値ΔＩｄが負の方向に増大し、上記（３）式の（ＲａＩｑ＊＊＋ωφａ）と（ωＬｄＩｄ＊＊）とが釣り合った場合、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＊では、これ以上モータ電圧値Ｖａを減少することができない。従って、追加ｄ軸電流値生成部４６６と並行して、以下に示すｑ軸電流指令値補正部４６８ａ、４６８ｂによるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の減少措置が講じられる。
【００５４】
尚、前述のように、（ＲａＩｑ＊＊＋ωφａ）と（ωＬｄＩｄ＊＊）とが釣り合うと、これ以上モータ電圧値Ｖａを減少することができない。よって、追加ｄ軸電流値ΔＩｄは追加ｄ軸電流値生成部４６６内の電流リミッタにより、上記の（ＲａＩｑ＊＊＋ωφａ）と（ωＬｄ（Ｉｄ＊＋ΔＩｄ’＋ΔＩｄ））とが釣り合う以上の追加ｄ軸電流値ΔＩｄが流下しないよう制限することが好ましい。また、追加ｄ軸電流値生成部４６６内の電流リミッタは、（Ｉｄ＊＋ΔＩｄ’＋ΔＩｄ）が電源電圧Ｖｄｃと電気角速度ωごとに最大のトルクを出力する電流値となるように追加ｄ軸電流値ΔＩｄの電流値を制限するようにしても良い。
【００５５】
次に、第１の形態のｑ軸電流指令値補正部４６８ａを説明する。先ず、第１の形態のｑ軸電流指令値補正部４６８ａには、オフセット部４６９によってオフセット値ａが減算された電圧差分ΔＶ（以後、これを偏差と記述する。）が入力する。ここで、追加ｄ軸電流値生成部４６６とｑ軸電流指令値補正部４６８（４６８ａ、４６８ｂ）とが同時に動作してｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とに対する補正動作が同時に開始するとモータ電圧値Ｖａが過剰に低下したり振動的に上下動するなど、制御が不安定となる可能性が有る。このため、本発明に係るモータ制御装置１００では、ｑ軸電流指令値補正部４６８の入力にオフセット値ａを付加して動作を開始する電圧差分ΔＶの値を異なるものとし、追加ｄ軸電流値生成部４６６とｑ軸電流指令値補正部４６８とが同時に動作を開始しないよう制御する。これにより、モータ電圧値Ｖａの低減動作は追加ｄ軸電流値生成部４６６が先に主体的に行い、ｑ軸電流指令値補正部４６８はモータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）からさらにオフセット分、上昇したときに動作を開始する。
【００５６】
そして、第１の形態のｑ軸電流指令値補正部４６８ａは偏差が正の値の場合、即ちモータ電圧値Ｖａが（Ｖａ（ｒｅｆ）＋ａ）を超えている場合、入力した偏差に対し周知の積分制御、比例制御等を行って追加位相角Δθｉを生成する。尚、この際の積分制御及び生成された追加位相角Δθｉに対しては所定の位相角リミッタによる制限が行われる。この位相角リミッタにおける位相角リミット値は、下記式で示すように位相角設定部４６２で出力される電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）によって変化する値とすることが好ましい。
位相角リミット値＝上限位相角−電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）
そして、上記の上限位相角を９０°〜８５°程度とすることで、電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）に追加位相角Δθｉを加算した補正位相角θｉを常に上限位相角（９０°）以下とすることができる。また、上限位相角を９０°よりも小さく設定することで、電気角θに誤差が生じた場合でも、補正位相角θｉを９０°以下とすることができる。
【００５７】
このようにして第１の形態のｑ軸電流指令値補正部４６８ａで生成された追加位相角Δθｉは位相角設定部４６２から出力された電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）に加算され補正位相角θｉとなってｃｏｓ部４６４Ｂに入力する。そして、ｃｏｓ部４６４Ｂは補正位相角θｉに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出し、電流リミッタ部４７２に出力する。電流リミッタ部４７２ではｑ軸電流指令値Ｉｑ＊がの電流リミット値以下であれば、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊をそのままｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊として電圧指令値生成部４１６へ出力する。また、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が電流リミット値を超えていれば電流リミット値に制限して電圧指令値生成部４１６へ出力する。
【００５８】
ここで、追加位相角Δθｉは正であり、補正位相角θｉは位相角リミッタにより９０°以下に制限されるから、よって補正位相角θｉは  ９０°＞θｉ＞θｉ（ｂａｓｅ）となる。従って、ｃｏｓ部４６４Ｂが出力する  Ｉｑ＊＝Ｉａ＊・ｃｏｓ（θｉ）  は
Ｉｑ＊＝Ｉａ＊・ｃｏｓ（θｉ（ｂａｓｅ））  よりも小さくなる。
これにより、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊（Ｉｑ＊＊）は減少し、上記（２）式の（ωＬｑＩｑ＊＊）の項の絶対値が小さくなる。これにより、ｄ軸電圧指令値Ｖｄが減少し、モータ電圧値Ｖａを低減することができる。
【００５９】
また、上記のように正の追加位相角Δθｉが出力されている状態で偏差が負となった場合、ｑ軸電流指令値補正部４６８ａは積分制御のみで追加位相角Δθｉを生成する。これにより、追加位相角Δθｉは負の偏差の値が反映されて徐々に低下し、最終的に“０”となる。尚、比例制御を行わないことで追加位相角Δθｉには急激な変動成分が加算されず、偏差の急激な減少によるモータ電圧値Ｖａの再超過を防止することができる。また、追加位相角Δθｉが“０”となった状態ではｑ軸電流指令値補正部４６８ａは動作しない。従って、追加位相角Δθｉが出力されていない状態で負の偏差が入力してもｑ軸電流指令値補正部４６８ａは動作しない。これは、後述の第２の形態のｑ軸電流指令値補正部４６８ｂにおいても同様である。
【００６０】
次に、第２の形態のｑ軸電流指令値補正部４６８ｂを用いた電流指令値生成部４０６ｂの構成に関して図５を用いて説明する。先ず、第２の形態の電流指令値生成部４０６ｂは、ｃｏｓ部４６４Ｂに位相角設定部４６２からの電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）が入力し、ｓｉｎ部４６４Ａと同様に電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）に基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が算出される。
【００６１】
また、第２の形態のｑ軸電流指令値補正部４６８ｂでは、入力した偏差に対し追加ｄ軸電流値生成部４６６と同様の周知の積分制御、比例制御、リミッタ制限等を行い偏差に準じた追加ｑ軸電流値ΔＩｑを生成する。そして、この追加ｑ軸電流値ΔＩｑをｑ軸電流指令値Ｉｑ＊から減算する。これによりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊は減少し、ｄ軸電圧指令値Ｖｄが減少する。これにより、モータ電圧値Ｖａが低減する（以上、ｑ軸電流指令値補正ステップ）。
【００６２】
このように、本発明に係るモータ制御装置１００では、追加ｄ軸電流値ΔＩｄによるモータ電圧値Ｖａの低減に加え、ｑ軸電流指令値補正部４６８（４６８ａ、４６８ｂ）がｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を減少させるため、更なるモータ電圧値Ｖａの低減が可能となる。これにより、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超過した状態を速やかに解消することができ、急激な電源電圧Ｖｄｃの低下や電気角速度ωの変動に対しても継続して安定した弱め磁束制御を行うことができる。
【００６３】
尚、ｑ軸電流指令値補正部４６８の積分制御は、積分値が増大する方向（偏差が正の値の場合）での積分ゲインを大きく設定し、積分値が減少する方向（偏差が負の値の場合）での積分ゲインを小さく設定することが好ましい。この構成によれば、モータ電圧値Ｖａが（Ｖａ（ｒｅｆ）＋ａ）を超えてモータ電圧の不足が想定される際に、大きな積分ゲインによって積分値（追加位相角Δθｉもしくは追加ｑ軸電流値ΔＩｑ）を迅速に増大させることができる。これにより、モータ電圧値Ｖａを速やかに低減しモータ電圧の不足を事前もしくは迅速に解消することができる。また、積分値が減少する方向では小さな積分ゲインで積分値（追加位相角Δθｉもしくは追加ｑ軸電流値ΔＩｑ）を緩やかに減少させ、モータ電圧値Ｖａの急上昇を防止して目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を再度超過することを防ぐことができる。
【００６４】
さらに、ｑ軸電流指令値補正部４６８では偏差の値が予め設定した所定の閾値を上回った場合、通常の積分制御における積分値に予め設定された割増位相角Δθｉ’もしくは割増ｑ軸電流値ΔＩｑ’を加算して追加位相角Δθｉ、追加ｑ軸電流値ΔＩｑを生成してもよい。この構成によれば、モータ電圧値Ｖａが（Ｖａ（ｒｅｆ）＋ａ）を著しく超過して閾値を超えるような大きな電圧差分ΔＶが入力した場合に、積分値を速やかに上昇させる割増位相角Δθｉ’、割増ｑ軸電流値ΔＩｑ’を加算した追加位相角Δθｉ、追加ｑ軸電流値ΔＩｑを出力することができるため、モータ電圧値Ｖａを迅速かつ緊急措置的に低減することが可能となる。
【００６５】
また、電流指令値生成部４０６、４０６ａは図６に示す第３の形態の電流指令値生成部４０６ｃとしても良い。この図６に示す第３の形態の電流指令値生成部４０６ｃは、ｓｉｎ部４６４Ａ、ｃｏｓ部４６４Ｂの双方に補正位相角θｉが入力する。よって、第２の形態の電流指令値生成部４０６ａのｓｉｎ部４６４Ａは補正位相角θｉに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する。尚、補正位相角θｉに基づくｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は、電流位相角θｉ（ｂａｓｅ）に基づくｄ軸電流指令値Ｉｄ＊よりも絶対値が大きくなる。
【００６６】
ここで、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊が減少すると、上記（Ａ）式に示すトルクＴが減少する。しかしながら、第３の形態の電流指令値生成部４０６ｂでは、補正位相角θｉに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出するから、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊（Ｉｄ＊＊）の絶対値は増加し、前述の（ＲａＩｑ＊＊＋ωφａ）と（ωＬｄＩｄ＊＊）とが釣り合う状態に達していなければ、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の減少によるトルクＴの減少を抑制することができる。また、減少したｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の値に基づいてトルク計算部４０４がトルクＴを算出し、このトルクＴの値に応じて電流指令値設定部４０２が電流指令値Ｉａ＊の値を増加させることで、トルクＴの減少分を補償する動作が行われる。
【００６７】
以上のように、本発明に係るモータ制御装置１００及びモータ制御方法は、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超えた場合に、その電圧差分ΔＶに応じた追加ｄ軸電流値ΔＩｄを出力しｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の方向に増加させ、モータ電圧値Ｖａを低減する。これにより、ＰＭモータ１０を安定制御が可能でかつ最大トルクとなるモータ電圧値Ｖａ（目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ））で動作させることができる。また、本発明に係るモータ制御装置１００及びモータ制御方法は、上記の構成に加え、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊＊の絶対値を減少させるｑ軸電流指令値補正部４６８を有している。これにより、モータ電圧値Ｖａをさらに低減することができる。これにより、モータ電圧値Ｖａが目標電圧値Ｖａ（ｒｅｆ）を超過した状態を速やかに解消することができ、急激な電源電圧Ｖｄｃの低下や電気角速度ωの変動に対しても継続して安定した弱め磁束制御を行うことができる。
【００６８】
また、温度取得手段１０８によりＰＭモータ１０の永久磁石の温度を推定する構成では、磁石の推定温度によるモータパラメータの変動を補正することができるため、誤差の少ないより精度の高い動作制御を行うことができる。
【００６９】
尚、本例で示したモータ制御装置１００及びモータ制御方法は一例であり各部の構成、動作、各ステップの構成等は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１０    ＰＭモータ
４０    正弦波制御部
４１８  極座標変換部
４０２  電流指令値設定部
４０４  トルク計算部
４０６  電流指令値生成部
４０８、４０８ａ〜４０８ｃ  電圧差分計算部
４１６  電圧指令値生成部
４６２  位相角設定部
４６４Ａ  ｓｉｎ部
４６４Ｂ  ｃｏｓ部
４６６  追加ｄ軸電流値生成部
４６８、４６８ａ、４６８ｂ  ｑ軸電流指令値補正部
４８２ｂ  モータ電圧値算出部
４８４  目標電圧値算出部
４９０Ａ  ｄ軸ローパスフィルタ
４９０Ｂ  ｑ軸ローパスフィルタ
１００  モータ制御装置
Ｔ      トルク値
Ｔ＊    トルク指令値
Ｉａ＊  電流指令値
Ｉｄ＊、Ｉｄ＊＊  ｄ軸電流指令値
Ｉｑ＊、Ｉｑ＊＊  ｑ軸電流指令値
ΔＩｄ  追加ｄ軸電流指令値
ΔＩｑ  追加ｑ軸電流指令値
Ｖａ    モータ電圧値
Ｖａ（ｒｅｆ）  目標電圧値
ΔＶ    電圧差分
Ｖｄ    ｄ軸電圧指令値
Ｖｑ    ｑ軸電圧指令値
θｉ（ｂａｓｅ）  電流位相角
θｉ    補正位相角
Δθｉ  追加電流位相角
ａ      オフセット値
【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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