(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ（２０）に電気的に接続された回転電機（１０）の制御装置において、
前記回転電機のトルクを指令トルクにフィードバック制御するための操作量として、前記回転電機に印加される電圧ベクトルの位相である電圧位相（δ）を算出する位相算出部（３０）と、
前記回転電機に流れる電流を前記指令トルクに応じた指令電流（Ｉλ＊）にフィードバック制御するための操作量として、前記電圧ベクトルの大きさである電圧振幅（Ｖｒ）を算出する振幅算出部（３０）と、
前記電圧位相及び前記電圧振幅に基づいて前記インバータを操作することにより、前記トルクを前記指令トルクに制御する制御部（３０）と、を備え、
前記電圧位相を入力とし、前記トルクを出力とする前記回転電機の周波数特性を表す伝達関数が第１伝達関数（Ｇδｔ）として定義されており、
前記電圧振幅を入力とし、前記トルクを出力とする前記回転電機の周波数特性を表す伝達関数が第２伝達関数（Ｇｖｔ）として定義されており、
前記電圧位相を入力とし、前記指令電流を出力とする前記回転電機の周波数特性を表す伝達関数が第３伝達関数（Ｇδλ）として定義されており、
前記電圧振幅を入力とし、前記指令電流を出力とする前記回転電機の周波数特性を表す伝達関数が第４伝達関数（Ｇｖλ）として定義されており、
前記電圧位相を入力とし、前記トルクを出力とする前記回転電機の周波数特性を表して、かつ、前記第１伝達関数及び前記第２伝達関数を含む伝達関数が位相側伝達関数（Ａδｔ）として定義されており、
前記電圧振幅を入力とし、前記指令電流を出力とする前記回転電機の周波数特性を表して、かつ、前記第３伝達関数及び前記第４伝達関数を含む伝達関数が振幅側伝達関数（Ｂｖλ）として定義されており、
前記電圧位相を入力とし、前記トルク又は該トルクから高周波成分が除去された値を出力として、かつ、前記位相算出部のフィードバック制御の伝達関数と前記位相側伝達関数とを含む一巡伝達関数が第１一巡伝達関数（Ｇａ）として定義されており、
前記電圧振幅を入力とし、前記指令電流又は該指令電流から高周波成分が除去された値を出力として、かつ、前記振幅算出部のフィードバック制御の伝達関数と前記振幅側伝達関数とを含む一巡伝達関数が第２一巡伝達関数（Ｇｂ）として定義されており、
前記第１一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン余裕及び位相余裕が確保されるとの第１条件、及び前記第１一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン交差角周波数が、前記第１伝達関数及び前記第２伝達関数それぞれの周波数特性における共振角周波数未満になるとの第２条件を満たすように、前記位相算出部のフィードバック制御で用いられる位相フィードバックゲインを設定する位相ゲイン設定部（３０）と、
前記第２一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン余裕及び位相余裕が確保されるとの第３条件、及び前記第２一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン交差角周波数が、前記第３伝達関数及び前記第４伝達関数それぞれの周波数特性における共振角周波数未満になるとの第４条件を満たすように、前記振幅算出部のフィードバック制御で用いられる振幅フィードバックゲインを設定する振幅ゲイン設定部（３０）と、を備える回転電機の制御装置。
【請求項２】
前記位相側伝達関数は、定常状態における前記第１伝達関数及び前記第２伝達関数のそれぞれを含み、
前記振幅側伝達関数は、定常状態における前記第３伝達関数及び前記第４伝達関数のそれぞれを含む請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項３】
前記位相側伝達関数において、前記第２伝達関数には、前記電圧振幅の変化量（ΔＶｒ）が前記電圧位相の変化量（Δδ）で除算された値が乗算されており、
前記電圧位相に基づく前記インバータの操作時に前記電圧振幅が固定されているか否かを判定する判定部（３０）を備え、
前記位相ゲイン設定部は、前記判定部により前記電圧振幅が固定されていると判定された場合、前記第２伝達関数が除かれた前記位相側伝達関数を含む前記第１一巡伝達関数を前記位相フィードバックゲインの設定に用いる請求項１又は２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項４】
前記位相側伝達関数において、前記第２伝達関数には、前記電圧振幅の変化量（ΔＶｒ）が前記電圧位相の変化量（Δδ）で除算された値が乗算されており、
前記位相ゲイン設定部は、前記電圧位相及び前記電圧振幅に基づいて前記インバータが操作されている場合における前記電圧振幅及び前記電圧位相それぞれの変化量に基づいて、前記位相フィードバックゲインの設定に用いる前記位相側伝達関数を算出する請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項５】
前記指令電流は、最小電流最大トルク制御に基づいて算出される値であり、
前記電圧振幅の変化量（ΔＶｒ）、及び前記電圧位相の変化量（Δδ）は、前記最小電流最大トルク制御を実現する電流指令上を微小変化したときの変化量として定義される請求項４に記載の回転電機の制御装置。
【請求項６】
前記回転電機の電気角周波数情報、前記回転電機のトルク情報及び前記インバータの電源電圧情報のうち、少なくとも１つを含む前記回転電機の動作点情報を取得する情報取得部（３０）と、
前記動作点情報と関係付けられて、かつ、前記第１条件及び前記第２条件を満たす前記位相フィードバックゲインを記憶している位相記憶部（３０）と、
前記動作点情報と関係付けられて、かつ、前記第３条件及び前記第４条件を満たす前記振幅フィードバックゲインを記憶している振幅記憶部（３０）と、を備え、
前記位相ゲイン設定部は、前記情報取得部により取得された動作点情報、及び前記位相記憶部の記憶情報に基づいて、前記位相フィードバックゲインを設定し、
前記振幅ゲイン設定部は、前記情報取得部により取得された動作点情報、及び前記振幅記憶部の記憶情報に基づいて、前記振幅フィードバックゲインを設定する請求項１又は２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項７】
前記回転電機の電気角周波数情報及び前記インバータの電源電圧情報を少なくとも含む前記回転電機の動作点情報を取得する情報取得部（３０）と、
前記電源電圧に対する前記電気角周波数の比の情報である比率情報と関係付けられて、かつ、前記第１条件及び前記第２条件を満たす前記位相フィードバックゲインを記憶している位相記憶部（３０）と、
前記比率情報と関係付けられて、かつ、前記第３条件及び前記第４条件を満たす前記振幅フィードバックゲインを記憶している振幅記憶部（３０）と、を備え、
前記位相ゲイン設定部は、前記情報取得部により取得された動作点情報、及び前記位相記憶部の記憶情報に基づいて、前記位相フィードバックゲインを設定し、
前記振幅ゲイン設定部は、前記情報取得部により取得された動作点情報、及び前記振幅記憶部の記憶情報に基づいて、前記振幅フィードバックゲインを設定する請求項１又は２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項８】
前記第１一巡伝達関数及び前記第２一巡伝達関数のそれぞれには、前記トルクを前記指令トルクにフィードバック制御する制御系におけるむだ時間要素が含まれている請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項９】
前記第１伝達関数、前記第２伝達関数、前記第３伝達関数及び前記第４伝達関数のそれぞれは、前記回転電機の動作点により定まる伝達関数であり、
前記回転電機の動作点情報を取得する情報取得部（３０）を備え、
前記位相ゲイン設定部は、前記情報取得部により取得された動作点情報に基づいて、前記位相フィードバックゲインを設定し、
前記振幅ゲイン設定部は、前記情報取得部により取得された動作点情報に基づいて、前記振幅フィードバックゲインを設定する請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１０】
前記回転電機の回転座標系において前記電圧位相が微小変化した場合の前記回転電機に流れる電流ベクトルの変化分が０となる方向の座標軸が非干渉軸として定義されており、
前記指令電流は、前記電流ベクトルの前記非干渉軸方向成分の電流である請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータに電気的に接続された回転電機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置としては、回転電機に印加される電圧ベクトルの位相である電圧位相に基づいてインバータを操作する位相制御を行うものが知られている。これにより、回転電機のトルクを指令トルクにフィードバック制御する。ここで、このフィードバック制御で用いられるフィードバックゲインの設定手法としては、下記特許文献１に開示されているものがある。この手法は、電圧位相を入力とし、トルクを出力とする１入力１出力の回転電機のモデルを用いたものである。詳しくは、この手法では、回転電機の矩形波駆動時において、回転電機の周波数特性を示す伝達関数を、回転電機の定常状態におけるトルク及び電圧位相の関係から定数に近似してゲインを設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３９７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転電機の制御装置としては、電圧位相に加えて、電圧ベクトルの大きさである電圧振幅に基づいてインバータを操作する位相振幅制御を行うものもある。位相振幅制御が行われる場合、電圧振幅に基づく指令電流制御と、電圧位相に基づくトルク制御とが相互に干渉し、回転電機のトルク制御性が低下するおそれがある。相互干渉が発生する構成には、上記特許文献１に記載された１入力１出力を前提としたフィードバックゲインの設定手法を適用することはできない。
【０００５】
本発明は、位相振幅制御時のトルク制御性の低下を回避できる回転電機の制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００７】
本発明は、インバータ（２０）に電気的に接続された回転電機（１０）の制御装置において、前記回転電機のトルクを指令トルクにフィードバック制御するための操作量として、前記回転電機に印加される電圧ベクトルの位相である電圧位相（δ）を算出する位相算出部（３０）と、前記回転電機に流れる電流を前記指令トルクに応じた指令電流（Ｉλ＊）にフィードバック制御するための操作量として、前記電圧ベクトルの大きさである電圧振幅（Ｖｒ）を算出する振幅算出部（３０）と、前記電圧位相及び前記電圧振幅に基づいて前記インバータを操作することにより、前記トルクを前記指令トルクに制御する制御部（３０）と、を備える。なお、回転電機において、指令トルクを実現可能な範囲で最適な電流条件、例えば、最小の電流量で最大トルクを実現するよう、電圧ベクトルが制御される。
【０００８】
また本発明では、前記電圧位相を入力とし、前記トルクを出力とする前記回転電機の周波数特性を表す伝達関数が第１伝達関数（Ｇδｔ）として定義されており、前記電圧振幅を入力とし、前記トルクを出力とする前記回転電機の周波数特性を表す伝達関数が第２伝達関数（Ｇｖｔ）として定義されており、前記電圧位相を入力とし、前記指令電流を出力とする前記回転電機の周波数特性を表す伝達関数が第３伝達関数（Ｇδλ）として定義されており、前記電圧振幅を入力とし、前記指令電流を出力とする前記回転電機の周波数特性を表す伝達関数が第４伝達関数（Ｇｖλ）として定義されており、前記電圧位相を入力とし、前記トルクを出力とする前記回転電機の周波数特性を表して、かつ、前記第１伝達関数及び前記第２伝達関数を含む伝達関数が位相側伝達関数（Ａδｔ）として定義されており、前記電圧振幅を入力とし、前記指令電流を出力とする前記回転電機の周波数特性を表して、かつ、前記第３伝達関数及び前記第４伝達関数を含む伝達関数が振幅側伝達関数（Ｂｖλ）として定義されており、前記電圧位相を入力とし、前記トルク又は該トルクから高周波成分が除去された値を出力として、かつ、前記位相算出部のフィードバック制御の伝達関数と前記位相側伝達関数とを含む一巡伝達関数が第１一巡伝達関数（Ｇａ）として定義されており、前記電圧振幅を入力とし、前記指令電流又は該指令電流から高周波成分が除去された値を出力として、かつ、前記振幅算出部のフィードバック制御の伝達関数と前記振幅側伝達関数とを含む一巡伝達関数が第２一巡伝達関数（Ｇｂ）として定義されている。
【０００９】
本発明は、前記第１一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン余裕及び位相余裕が確保されるとの第１条件、及び前記第１一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン交差角周波数が、前記第１伝達関数及び前記第２伝達関数それぞれの周波数特性における共振角周波数未満になるとの第２条件を満たすように、前記位相算出部のフィードバック制御で用いられる位相フィードバックゲインを設定する位相ゲイン設定部（３０）と、前記第２一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン余裕及び位相余裕が確保されるとの第３条件、及び前記第２一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン交差角周波数が、前記第３伝達関数及び前記第４伝達関数それぞれの周波数特性における共振角周波数未満になるとの第４条件を満たすように、前記振幅算出部のフィードバック制御で用いられる振幅フィードバックゲインを設定する振幅ゲイン設定部（３０）と、を備える。
【００１０】
上記発明では、電圧位相を入力とし、回転電機のトルクを出力とする回転電機の周波数特性を表して、かつ、第１，第２伝達関数を含む伝達関数が位相側伝達関数として定義されている。
【００１１】
回転電機の位相振幅制御時の電圧位相、及び指令電流の周波数が第１，第２伝達関数の共振角周波数よりも低い低周波数領域において、第１，第２伝達関数のゲイン周波数特性、及び位相周波数特性は、入力とする電圧位相、または指令電流の周波数変化に対して大きく変化しない。このため、第１，第２伝達関数を含む位相側伝達関数のゲイン周波数特性、及び位相周波数特性は、低周波数領域においては、電圧位相、及び指令電流周波数の大小により大きく変化しない。
【００１２】
一方、上記発明では、電圧振幅を入力とし、指令電流を出力とする回転電機の周波数特性を表して、かつ、第３，第４伝達関数を含む伝達関数が振幅側伝達関数として定義されている。
【００１３】
位相振幅制御時の電圧位相、及び指令電流の周波数が第３，第４伝達関数の共振角周波数よりも低い低周波数領域において、第３，第４伝達関数のゲイン周波数特性、及び位相周波数特性は、入力とする電圧位相、または指令電流の周波数変化に対して大きく変化しない。このため、第３，第４伝達関数を含む位相側伝達関数のゲイン周波数特性、及び位相周波数特性は、低周波数領域においては、電圧位相、及び指令電流周波数の大小により大きく変化しない。
【００１４】
位相側伝達関数及び振幅側伝達関数の上述した周波数特性を利用することにより、電圧振幅に基づく指令電流制御と電圧位相に基づくトルク制御との相互干渉の影響を抑制できることに本願発明者は着目した。相互干渉の影響を抑制できると、位相側伝達関数を含む第１一巡伝達関数と、振幅側伝達関数を含む第２一巡伝達関数とのそれぞれを独立して設計でき、トルク制御性の低下を回避できるフィードバックゲインの設計を個別に実施できる。
【００１５】
そこで上記発明では、位相ゲイン設定部により、第１一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン余裕及び位相余裕が確保されるとの第１条件、及び第１一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン交差角周波数が、第１，第２伝達関数それぞれの周波数特性における共振角周波数未満になるとの第２条件を満たすように、位相算出部のフィードバック制御で用いられる位相フィードバックゲインが設定される。また、振幅ゲイン設定部により、第２一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン余裕及び位相余裕が確保されるとの第３条件、及び第２一巡伝達関数の周波数特性におけるゲイン交差角周波数が、第３，第４伝達関数それぞれの周波数特性における共振角周波数未満になるとの第４条件を満たすように、振幅算出部のフィードバック制御で用いられる振幅フィードバックゲインが設定される。このように設定された各フィードバックゲインに基づいてトルク制御が行われることにより、位相振幅制御時のトルク制御性の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係るモータ制御システムの全体構成図。
【図２】モータ制御処理を示す機能ブロック図。
【図３】電圧ベクトルの変化に伴う電流ベクトルの変化を示す図。
【図４】ｄ軸とλ軸とのなす角度の算出手法を示す図。
【図５】λ軸を説明するための図。
【図６】λ軸電流の算出手法を示す図。
【図７】最小電流最大トルク制御時の電流ベクトルの軌跡、定電圧楕円及び定トルク曲線を示す図。
【図８】トルクフィードバック制御系のブロック線図。
【図９】モータジェネレータの各伝達関数の周波数特性を示す図。
【図１０】非干渉化されたモータジェネレータの伝達関数の周波数特性を示す図。
【図１１】非干渉化されたトルクフィードバック制御系のブロック線図。
【図１２】ゲイン設定処理の手順を示すフローチャート。
【図１３】位相振幅制御時及び位相制御時の電流，電圧ベクトルの挙動を示す図。
【図１４】第２実施形態に係るモータ制御処理を示す機能ブロック図。
【図１５】記憶部に記憶されたゲインのマップ情報を示す図。
【図１６】ゲイン設定処理の手順を示すフローチャート。
【図１７】第３実施形態に係る記憶部に記憶されたゲインのマップ情報を示す図。
【図１８】第４実施形態に係る非干渉化されたトルクフィードバック制御系のブロック線図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る制御装置は、３相回転電機に接続された３相インバータに適用される。制御装置及び回転電機は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される。
【００１８】
図１に示すように、モータ制御システムは、モータジェネレータ１０、３相インバータ２０、及び制御装置３０を備えている。本実施形態において、モータジェネレータ１０は、車載主機であり、そのロータが図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。本実施形態では、モータジェネレータ１０として、同期機を用いており、より具体的にはＩＰＭＳＭを用いている。
【００１９】
モータジェネレータ１０は、インバータ２０を介して、直流電源としてのバッテリ２１に接続されている。バッテリ２１の出力電圧は、例えば百Ｖ以上である。なお、バッテリ２１及びインバータ２０の間には、インバータ２０の入力電圧を平滑化する平滑コンデンサ２２が設けられている。ちなみに、バッテリ２１の出力電圧を昇圧してインバータ２０に出力する昇圧コンバータが制御システムに備えられる場合、昇圧コンバータが直流電源に相当する。
【００２０】
インバータ２０は、上アームスイッチＳｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐと下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎとの直列接続体を相数分備えている。各直列接続体は、バッテリ２１に並列接続されている。Ｕ相上，下アームスイッチＳｕｐ，Ｓｕｎの接続点には、モータジェネレータ１０のＵ相が接続されている。Ｖ相上，下アームスイッチＳｖｐ，Ｓｖｎの接続点には、モータジェネレータ１０のＶ相が接続されている。Ｗ相上，下アームスイッチＳｗｐ，Ｓｗｎの接続点には、モータジェネレータ１０のＷ相が接続されている。ちなみに本実施形態では、各スイッチＳｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的には、ＩＧＢＴを用いている。そして、各スイッチＳｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎには、各フリーホイールダイオードＤｕｐ，Ｄｕｎ，Ｄｖｐ，Ｄｖｎ，Ｄｗｐ，Ｄｗｎが逆並列に接続されている。
【００２１】
モータ制御システムは、さらに、モータジェネレータ１０に流れる各相電流のうち、少なくとも２相分の電流を検出する相電流検出部を備えている。本実施形態において、相電流検出部は、モータジェネレータ１０のＶ相に流れる電流を検出するＶ相電流検出部２３Ｖと、Ｗ相に流れる電流を検出するＷ相電流検出部２３Ｗとを含む。また、モータ制御システムは、バッテリ２１の出力電圧をインバータ２０の電源電圧ＶＩＮＶとして検出する電圧検出部２４、及びモータジェネレータ１０の電気角θｅを検出する角度検出部２５を備えている。なお、角度検出部２５としては、例えばレゾルバを用いることができる。
【００２２】
各種検出部の検出値は、図示しないＡＤ変換器等を介して制御装置３０に入力される。制御装置３０は、マイコンを主体として構成され、モータジェネレータ１０のトルクを指令トルクＴｒｑ＊にフィードバック制御すべく、インバータ２０を操作する。制御装置３０は、インバータ２０を構成する各スイッチＳｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎをオンオフ操作すべく、上記各種検出部の検出値に基づいて、各操作信号ｇＵｐ，ｇＵｎ，ｇＶｐ，ｇＶｎ，ｇＷｐ，ｇＷｎを生成する。制御装置３０は、生成した各操作信号ｇＵｐ，ｇＵｎ，ｇＶｐ，ｇＶｎ，ｇＷｐ，ｇＷｎを各スイッチに対応する各駆動回路Ｄｒに対して出力する。ここで、上アーム側の操作信号ｇＵｐ，ｇＶｐ，ｇＷｐと、対応する下アーム側の操作信号ｇＵｎ，ｇＶｎ，ｇＷｎとは、互いに相補的な信号となっている。すなわち、上アームスイッチと、対応する下アームスイッチとは、交互にオン状態とされる。なお、指令トルクＴｒｑ＊は、例えば、制御装置３０の外部に設けられた制御装置であって、制御装置３０よりも上位の制御装置から出力される。
【００２３】
続いて、図２を用いて、制御装置３０によって実行されるモータジェネレータ１０のトルク制御について説明する。
【００２４】
２相変換部３０ａは、Ｖ相電流検出部２３Ｖにより検出されたＶ相電流ＩＶ、Ｗ相電流検出部２３Ｗにより検出されたＷ相電流ＩＷ及び電気角θｅに基づいて、モータジェネレータ１０の３相固定座標系におけるＵ相電流ＩＵ，Ｖ相電流ＩＶ，Ｗ相電流ＩＷを、２相回転座標系であるｄｑ座標系におけるｄ，ｑ軸電流Ｉｄｃ，Ｉｑｃに変換する。
【００２５】
フィルタ部３０ｂは、２相変換部３０ａから出力されたｄ，ｑ軸電流Ｉｄｃ，Ｉｑｃに、減衰域における周波数成分を除去するフィルタ処理を施して、ｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ，Ｉｑｒを出力する。
【００２６】
トルク推定部３０ｃは、フィルタ部３０ｂから出力されたｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ，Ｉｑｒに基づいて、モータジェネレータ１０の推定トルクＴｅを算出する。ここで、推定トルクＴｅは、ｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ，Ｉｑｒと推定トルクＴｅとが関係付けられたマップ又はモデル式を用いて算出されればよい。
【００２７】
トルク偏差算出部３０ｄは、指令トルクＴｒｑ＊から推定トルクＴｅを減算することにより、トルク偏差ΔＴを算出する。
【００２８】
位相算出部３０ｅは、トルク偏差算出部３０ｄによって算出されたトルク偏差ΔＴに基づいて、推定トルクＴｅを指令トルクＴｒｑ＊にフィードバック制御するための操作量として、インバータ２０の電圧ベクトルＶｎｖｔの位相である電圧位相δを算出する。本実施形態では、下式（ｅｑ１）に示すように、トルク偏差ΔＴを入力とする比例積分制御によって電圧位相δを算出する。
【００２９】
【数１】
0006747050.tif 000002
上式（ｅｑ１）において、Ｋｐδは第１比例ゲインを示し、Ｋｉδは第１積分ゲインを示す。本実施形態において、第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδが「位相フィードバックゲイン」に相当する。
【００３０】
なお本実施形態において、電圧位相δは、ｄ軸の正方向を基準とし、この基準から反時計回りの方向が正方向として定義されている。
【００３１】
指令電流算出部３０ｆは、指令トルクＴｒｑ＊に基づいて、指令トルクＴｒｑ＊を実現するためのｄ，ｑ軸指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を算出する。本実施形態では、最小電流最大トルク制御（Maximum torque per ampere control）を実現するための電流をｄ，ｑ軸指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊として算出する。
【００３２】
λ軸設定部３０ｇは、モータジェネレータ１０のｄ，ｑ軸インダクタンスＬｄ，Ｌｑと、位相算出部３０ｅにより算出された電圧位相δとに基づいて、ｄｑ座標系においてｄ軸とλ軸とのなす角度θλを算出する。以下、λ軸について説明する。
【００３３】
永久磁石同期機の電圧方程式は、下式（ｅｑ２）で表される。
【００３４】
【数２】
0006747050.tif 000003
上式（ｅｑ２）において、ｐは微分演算子を示し、Ｒは電機子巻線抵抗を示し、ωｅはモータジェネレータ１０の電気角周波数を示し、Ψは永久磁石の電機子鎖交磁束の実効値を示す。上式（ｅｑ２）において、モータジェネレータ１０の回転速度が一定となる定常状態を想定し、過渡現象を無視するとの条件を課すと、「ｐ＝０」となる。また、上式（ｅｑ２）に、モータジェネレータ１０の回転速度が十分高く、「Ｒ＜＜ωｅ・Ｌｄ」，「Ｒ＜＜ωｅ・Ｌｑ」の関係が成立するとの条件を課す。以上から、上式（ｅｑ２）は下式（ｅｑ３）のように表される。
【００３５】
【数３】
0006747050.tif 000004
ｄ，ｑ軸電圧Ｖｄ，Ｖｑと、電圧位相δ及び電圧振幅Ｖｒとの関係は、下式（ｅｑ４）で表される。
【００３６】
【数４】
0006747050.tif 000005
ここで電圧振幅Ｖｒとは、電圧ベクトルＶｎｖｔの大きさのことである。具体的には、電圧振幅Ｖｒは、電圧ベクトルＶｎｖｔのｄ軸成分であるｄ軸電圧Ｖｄの２乗値とｑ軸成分であるｑ軸電圧Ｖｑの２乗値との和の平方根として定義される。
【００３７】
電圧位相δが微小量Δδだけ変化した場合における電圧方程式は、上式（ｅｑ３），（ｅｑ４）を用いると、下式（ｅｑ５）で表される。以降、上記微小量Δδを位相微小変化量と称すこととする。
【００３８】
【数５】
0006747050.tif 000006
上式（ｅｑ５）から上式（ｅｑ３）を減算すると、下式（ｅｑ６）が導かれる。
【００３９】
【数６】
0006747050.tif 000007
上式（ｅｑ６）において、右辺の「Ｉｄδ−Ｉｄ」がｄ軸電流変化量ΔＩｄδであり、「Ｉｑδ−Ｉｑ」がｑ軸電流変化量ΔＩｑδである。上式（ｅｑ６）を各電流変化量ΔＩｄδ，ΔＩｑδについて解くと、下式（ｅｑ７）が導かれる。
【００４０】
【数７】
0006747050.tif 000008
図３に、ｄｑ座標系における電圧ベクトルＶｎｖｔ及び電流ベクトルＩｎｖｔを示す。図３には、電圧位相δが位相微小変化量Δδだけ変化した場合の電流ベクトルＩｎｖｔの変化分をΔＩδにて示した。また、電圧振幅Ｖｒが微小量ΔＶｒだけ変化した場合の電流ベクトルＩｎｖｔの変化分をΔＩｖｎにて示した。以降、上記微小量ΔＶｒを振幅微小変化量と称すこととする。
【００４１】
電流ベクトルＩｎｖｔの変化分を拡大した図が図４である。上式（ｅｑ７）より、電圧位相δが微小変化した場合において、ｄ軸に対する電流ベクトルＩｎｖｔの変化方向αは、下式（ｅｑ８）で表される。
【００４２】
【数８】
0006747050.tif 000009
上式（ｅｑ８）のアークタンジェント演算により、例えば、変化方向αを「−π〜＋π」の間で算出することができる。ここで、図５には、電流ベクトルＩｎｖｔの変化方向と直交する方向に延びる座標軸を、非干渉軸であるλ軸として示している。すなわち、λ軸は、電圧位相δが微小変化した場合における電流ベクトルＩｎｖｔの変化分が０となる方向の座標軸である。電圧振幅Ｖｒが振幅微小変化量ΔＶｒだけ変化した場合の電流ベクトルの変化分ΔＩｖｎのうち、上記変化分ΔＩｖｎをλ軸に写像したλ軸成分は、電圧位相δの変化の影響を受けない非干渉電流である。本実施形態では、この電流をλ軸電流Ｉλとして電圧振幅Ｖｒの算出に用いる。ここで、λ軸を設定するために必要なパラメータであるｄ軸とλ軸とのなす角度θλは、下式（ｅｑ９）で表される。
【００４３】
【数９】
0006747050.tif 000010
先の図２の説明に戻り、λ軸設定部３０ｇは、上式（ｅｑ９）に基づいて、ｄ軸とλ軸とのなす角度θλを算出する。
【００４４】
λ軸指令電流算出部３０ｈは、指令電流算出部３０ｆにより算出された各指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と、λ軸設定部３０ｇにより算出された角度θλとに基づいて、下式（ｅｑ１０）を元に、λ軸指令電流Ｉλ＊を算出する。
【００４５】
【数１０】
0006747050.tif 000011
図６に、λ軸指令電流Ｉλ＊の算出態様を示す。図６には、ｄ，ｑ軸指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊にて規定される指令電流ベクトルをＩｎ＊にて示し、現在の電流ベクトルをＩｎｖｔにて示した。
【００４６】
λ軸実電流算出部３０ｉは、フィルタ部３０ｂから出力されたｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ，Ｉｑｒと、λ軸設定部３０ｇにより算出された角度θλとに基づいて、下式（ｅｑ１１）を元に、λ軸電流Ｉλｒを算出する。
【００４７】
【数１１】
0006747050.tif 000012
λ軸電流偏差算出部３０ｊは、λ軸指令電流Ｉλ＊からλ軸電流Ｉλｒを減算することにより、λ軸電流偏差ΔＩｒを算出する。
【００４８】
振幅算出部３０ｋは、λ軸電流偏差ΔＩｒに基づいて、電圧振幅Ｖｒを算出する。詳しくは、振幅算出部３０ｋは、λ軸電流Ｉλｒをλ軸指令電流Ｉλ＊にフィードバック制御するための操作量として、電圧振幅Ｖｒを算出する。本実施形態では、下式（ｅｑ１２）に示すように、フィードバック制御として比例積分制御を用いる。
【００４９】
【数１２】
0006747050.tif 000013
上式（ｅｑ１２）において、Ｋｐｖは第２比例ゲインを示し、Ｋｉｖは第２積分ゲインを示す。本実施形態において、第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖが「振幅フィードバックゲイン」に相当する。
【００５０】
変調器３０ｍは、振幅算出部３０ｋにより算出された電圧振幅Ｖｒ、位相算出部３０ｅにより算出された電圧位相δ、電気角θｅ及び電源電圧ＶＩＮＶに基づいて、位相が電気角で１２０度ずつずれたＵ，Ｖ，Ｗ相の指令電圧ＧＵ，ＧＶ，ＧＷを算出する。
【００５１】
本実施形態において、変調器３０ｍは、推定トルクＴｅを指令トルクＴｒｑ＊に制御するために、電圧位相δ及び電圧振幅Ｖｒの双方を操作対象とする位相振幅制御と、電圧位相δのみを操作対象とする位相制御とを切り替えて実行する。
【００５２】
位相振幅制御時には、正弦波ＰＷＭ制御又は過変調ＰＷＭ制御が実行される。正弦波ＰＷＭ制御とは、電圧振幅Ｖｒを電源電圧ＶＩＮＶで規格化した値である変調率Ｍｒが第１変調率Ｍａ未満となる場合、インバータ２０の出力電圧が電気角周波数ωｅで変動する正弦波となるようにインバータ２０を操作する制御である。正弦波ＰＷＭ制御は、指令電圧ＧＵ，ＧＶ，ＧＷのピーク値が電源電圧ＶＩＮＶの「１／２」以下となる場合に行われる。なお第１変調率Ｍａは、例えば１００％に設定されている。
【００５３】
なお変調率Ｍｒは、下式（ｅｑ１３）に基づいて算出されればよい。
【００５４】
【数１３】
0006747050.tif 000014
過変調ＰＷＭ制御とは、指令電圧ＧＵ，ＧＶ，ＧＷのピーク値が電源電圧ＶＩＮＶの「１／２」を上回る場合に、指令電圧ＧＵ，ＧＶ，ＧＷに対するモータジェネレータ１０への実際の印加電圧の不足分を補償しつつインバータ２０を操作する制御である。過変調ＰＷＭ制御は、変調率Ｍｒが第１変調率Ｍａ以上であってかつ第２変調率Ｍｂ（＞Ｍａ）未満となる場合に行われる。
【００５５】
位相振幅制御が行われる場合、図７に示すように、実際の電流ベクトルはＭＴＰＡラインＬｍｔｐａ上を動くこととなる。ＭＴＰＡラインＬｍｔｐａは、最小電流最大トルク制御により定まるｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑの軌跡である。実際の電流ベクトルは、ＭＴＰＡラインＬｍｔｐａと、指令トルクＴｒｑ＊に対応する定トルク曲線との交点に位置することとなる。
【００５６】
一方、位相制御時には、矩形波制御が実行される。矩形波制御とは、モータジェネレータ１０の１電気角周期において、上アームスイッチをオン操作とする期間と下アームスイッチをオン操作する期間とが１回ずつとされる制御である。矩形波制御では、変調率が第２変調率Ｍｂで固定されるため、電圧位相δのみが操作量となる。
【００５７】
位相制御が行われる場合、図７に示すように、実際の電流ベクトルは定電圧楕円Ｌｖｃ上を動くこととなる。定電圧楕円Ｌｖｃは、電圧位相δのみを操作する場合に取り得るｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑの軌跡である。実際の電流ベクトルは、定電圧楕円Ｌｖｃと、指令トルクＴｒｑ＊に対応する定トルク曲線との交点に位置することとなる。
【００５８】
先の図２の説明に戻り、信号生成部３０ｎは、変調器３０ｍから出力された３相の指令電圧ＧＵ，ＧＶ，ＧＷに基づいて、各操作信号ｇＵｐ，ｇＵｎ，ｇＶｐ，ｇＶｎ，ｇＷｐ，ｇＷｎを生成して各駆動回路Ｄｒに出力する。信号生成部３０ｎは、例えば、指令電圧ＧＵ，ＧＶ，ＧＷと、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づく三角波比較ＰＷＭ制御により、各操作信号ｇＵｐ，ｇＵｎ，ｇＶｐ，ｇＶｎ，ｇＷｐ，ｇＷｎを生成する。ちなみに、キャリア信号に基づく操作信号の生成に代えて、パルスパターンに基づいて操作信号を生成してもよい。
【００５９】
速度算出部３０ｐは、電気角θｅに基づいて、モータジェネレータ１０の電気角周波数ωｅを算出する。
【００６０】
ゲイン設定部３０ｑは、電気角周波数ωｅ、電源電圧ＶＩＮＶ、指令トルクＴｒｑ＊及び電圧振幅Ｖｒに基づいて、第１比例ゲインＫｐδ、第１積分ゲインＫｉδ、第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖを設定する。以下、ゲインの設計手法について説明した後、ゲイン設定部３０ｑによるゲイン設定処理について説明する。
【００６１】
まず、ゲインの設計手法について説明する。
【００６２】
図８に、トルクフィードバック制御系のブロック線図を示す。この制御系は、図２に示した制御系を、モータジェネレータ１０の各動作点近傍で線形化した伝達関数から構成されている。本実施形態では、インバータ２０の電源電圧、モータジェネレータ１０のトルク及び電気角周波数にて動作点を特定することとする。図８では、位相算出部３０ｅの伝達関数をＰａ（ｓ）にて示し、振幅算出部３０ｋの伝達関数をＰｂ（ｓ）にて示す。
【００６３】
図８において、指令トルク変化量Δｔｒｑ＊は、現在の指令トルクＴｒｑ＊を平衡点とし、その平衡点からの指令トルクの微小変化量を示す。
【００６４】
伝達関数Ｈｔ（ｓ）は、観測器を表し、フィルタ部３０ｂを含む伝達関数である。本実施形態において、伝達関数Ｈｔ（ｓ）は、ローパスフィルタの伝達関数であり、例えば１次遅れフィルタである。フィルタの伝達関数Ｈｔ（ｓ）は、制御系のうち２相変換部３０ａからフィルタ部３０ｂを介してトルク偏差算出部３０ｄに至るまでの構成に相当する。
【００６５】
位相算出部３０ｅの伝達関数Ｐａ（ｓ）の出力は、位相微小変化量Δδである。位相微小変化量Δδは、現在の電圧位相δから、平衡点における電圧位相δ０を減算した値に相当する。モータジェネレータ１０の駆動状態が定常状態になると、現在の電圧位相δが平衡点における電圧位相δ０に収束し、位相微小変化量Δδが０に収束する。
【００６６】
伝達関数Ｃｔλは、指令トルク変化量Δｔｒｑ＊を入力として、指令トルクＴｒｑ＊がΔｔｒｑ＊だけ変化した場合のλ軸指令電流Ｉλ＊の微小変化量Δｉλ＊を出力とする伝達関数である。伝達関数Ｃｔλは、制御系のうち、指令電流算出部３０ｆからλ軸指令電流算出部３０ｈに至るまでの構成に相当する。本実施形態において、伝達関数Ｃｔλは、入力信号の周波数に依存せず、モータジェネレータ１０のトルクのみに依存するものとなっている。指令トルク変化量Δｔｒｑ＊が０に収束すると、λ軸指令電流の微小変化量Δｉλ＊が０に収束する。
【００６７】
伝達関数Ｈｉ（ｓ）は、観測器を表し、フィルタ部３０ｂを含む伝達関数である。本実施形態において、伝達関数Ｈｉ（ｓ）は、ローパスフィルタの伝達関数であり、例えば１次遅れフィルタである。フィルタの伝達関数Ｈｉ（ｓ）は、制御系のうち、２相変換部３０ａからフィルタ部３０ｂを介してλ軸電流偏差算出部３０ｊに至るまでの構成に相当する。
【００６８】
振幅算出部３０ｋの伝達関数Ｐｂ（ｓ）の出力は、振幅微小変化量ΔＶｒである。振幅微小変化量ΔＶｒは、現在の電圧振幅Ｖｒから、平衡点における電圧振幅Ｖｒ０を減算した値に相当する。モータジェネレータ１０の駆動状態が定常状態になると、現在の電圧振幅Ｖｒが平衡点における電圧振幅Ｖｒ０に収束し、振幅微小変化量ΔＶｒが０に収束する。
【００６９】
モータジェネレータ１０を表す伝達関数のうち第１伝達関数Ｇδｔ（ｓ）は、位相微小変化量Δδを入力として、電圧位相δが位相微小変化量Δδだけ変化した場合のモータジェネレータ１０のトルク変化量である第１トルク変化量Δｔｒ１を出力とする。位相微小変化量Δδが０に収束すると、第１トルク変化量Δｔｒ１が０に収束する。
【００７０】
モータジェネレータ１０を表す伝達関数のうち第２伝達関数Ｇｖｔ（ｓ）は、振幅微小変化量ΔＶｒを入力として、電圧振幅Ｖｒが振幅微小変化量ΔＶｒだけ変化した場合のモータジェネレータ１０のトルク変化量である第２トルク変化量Δｔｒ２を出力とする。振幅微小変化量ΔＶｒが０に収束すると、第２トルク変化量Δｔｒ２が０に収束する。
【００７１】
第１トルク変化量Δｔｒ１及び第２トルク変化量Δｔｒ２の加算値が、総トルク変化量Δｔｒｑとなる。総トルク変化量Δｔｒｑは、フィルタの伝達関数Ｈｔ（ｓ）を介してトルク偏差算出部３０ｄに入力される。
【００７２】
モータジェネレータ１０を表す伝達関数のうち第３伝達関数Ｇδλ（ｓ）は、位相微小変化量Δδを入力として、電圧位相δが位相微小変化量Δδだけ変化した場合のλ軸電流の変化量である第１λ軸電流変化量Δｉ１を出力とする。モータジェネレータ１０の駆動状態が定常状態となり、位相微小変化量Δδが０に収束すると、第１λ軸電流変化量Δｉ１が０に収束する。
【００７３】
モータジェネレータ１０を表す伝達関数のうち第４伝達関数Ｇｖλ（ｓ）は、振幅微小変化量ΔＶｒを入力として、電圧振幅Ｖｒが振幅微小変化量ΔＶｒだけ変化した場合のλ軸電流の変化量である第２λ軸電流変化量Δｉ２を出力とする。モータジェネレータ１０の駆動状態が定常状態となり、振幅微小変化量ΔＶｒが０に収束すると、第２λ軸電流変化量Δｉ２が０に収束する。
【００７４】
第１λ軸電流変化量Δｉ１及び第２λ軸電流変化量Δｉ２の加算値が、総λ軸電流変化量Δｉλとなる。総λ軸電流変化量Δｉλは、フィルタの伝達関数Ｈｉ（ｓ）を介してλ軸電流偏差算出部３０ｊに入力される。
【００７５】
ここで、位相微小変化量Δδ及び振幅微小変化量ΔＶｒを入力とし、総トルク変化量Δｔｒｑを出力とする伝達関数は下式（ｅｑ１４）で表される。
【００７６】
【数１４】
0006747050.tif 000015
上式（ｅｑ１４）において、ｓはラプラス演算子を示す。また、位相微小変化量Δδ及び振幅微小変化量ΔＶｒを入力とし、総λ軸電流変化量Δｉλを出力とする伝達関数は下式（ｅｑ１５）で表される。
【００７７】
【数１５】
0006747050.tif 000016
上式（ｅｑ１４），（ｅｑ１５）を下式（ｅｑ１６），（ｅｑ１７）のように表す。
【００７８】
【数１６】
0006747050.tif 000017
【００７９】
【数１７】
0006747050.tif 000018
ここで、電圧位相δとλ軸電流Ｉλとは非干渉化されている。このため、第４伝達関数Ｇｖλ（ｓ）の低周波数域におけるゲイン周波数特性は０ｄＢに対して十分小さいものとなり、無視できる。このため、上式（ｅｑ１７）は下式（ｅｑ１８）のように表すことができる。
【００８０】
【数１８】
0006747050.tif 000019
図９に、所定の動作点を平衡点とした場合の各伝達関数Ｇδｔ，Ｇδλ，Ｇｖｔ，Ｇｖλの周波数特性を示す。図示されるように、各伝達関数Ｇδｔ，Ｇδλ，Ｇｖｔ，Ｇｖλは、電気角周波数近傍に共振角周波数を有している。本実施形態において、各伝達関数Ｇδｔ，Ｇδλ，Ｇｖｔ，Ｇｖλの共振角周波数ωｒは、モータジェネレータ１０の各動作点において、互いに同じ角周波数となっている。
【００８１】
各伝達関数Ｇδｔ，Ｇδλ，Ｇｖｔ，Ｇｖλは、共振角周波数ωｒよりも十分低い低周波数領域において、ゲインが略一定となっている。また、各伝達関数Ｇδｔ，Ｇδλ，Ｇｖｔ，Ｇｖλは、共振角周波数ωｒよりも十分低い低周波数領域において、位相遅れも０又は０に近い値となっている。このため本実施形態では、低周波数領域において、各動作点の各伝達関数Ｇδｔ，Ｇδλ，Ｇｖｔ，Ｇｖλを定数とみなす。
【００８２】
ここで、モータジェネレータ１０の駆動状態が定常状態であるとの条件、すなわち、ｓ＝０の条件を課すと、上式（ｅｑ１６）は下式（ｅｑ１９）となる。
【００８３】
【数１９】
0006747050.tif 000020
本実施形態において、上式（ｅｑ１９）のＡδｔを位相側伝達関数と称すこととする。第１，第２伝達関数Ｇδｔ（０），Ｇｖｔ（０）は、モータジェネレータ１０の動作点が定まれば算出できる。このため、動作点と、振幅微小変化量ΔＶｒと位相微小変化量Δδとの比とがわかれば、上式（ｅｑ１９）により位相側伝達関数Ａδｔを算出できる。なお図１０（ａ）に、所定の動作点における位相側伝達関数Ａδｔを示す。
【００８４】
一方、モータジェネレータ１０の駆動状態が定常状態であるとの条件を課すと、上式（ｅｑ１８）は下式（ｅｑ２０）となる。
【００８５】
【数２０】
0006747050.tif 000021
本実施形態において、上式（ｅｑ２０）のＢｖλを振幅側伝達関数と称すこととする。第４伝達関数Ｇｖλ（０）は、モータジェネレータ１０の動作点が定まれば算出できる。このため、動作点がわかれば、上式（ｅｑ２０）により振幅側伝達関数Ｂｖλを算出できる。この際、振幅微小変化量ΔＶｒと位相微小変化量Δδとの比は不要である。なお図１０（ｂ）に、所定の動作点における振幅側伝達関数Ｂｖλを示す。
【００８６】
上述した位相側伝達関数Ａδｔ及び振幅側伝達関数Ｂｖλを用いることにより、図８に示すブロック線図を、図１１に示すブロック線図のように表すことができる。図１１に示すブロック線図は、電圧位相δから電圧振幅Ｖｒへの干渉と、電圧振幅Ｖｒから電圧位相δへの干渉とが解消されたものとなっている。このため、相互干渉に起因したトルク制御性の低下を回避するように、位相算出部３０ｅを含むフィードバック制御系と、振幅算出部３０ｋを含むフィードバック制御系とを個別に設計できる。
【００８７】
続いて図１２を用いて、ゲイン設定処理について説明する。この処理は、ゲイン設定部３０ｑにより、例えば所定周期毎に繰り返し実行される。
【００８８】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ、電源電圧ＶＩＮＶ、及び振幅算出部３０ｋにより算出された電圧振幅Ｖｒを取得する。本実施形態において、ステップＳ１０の処理が情報取得部に相当する。
【００８９】
続くステップＳ１２では、電圧振幅Ｖｒがその上限値Ｖｌｉｍ未満であるか否かを判定する。この処理は、位相振幅制御又は位相制御のいずれが実行されているかを判定するための処理である。ここで上限値Ｖｌｉｍは、上記第２変調率Ｍｂに対応する電圧振幅に設定されている。
【００９０】
ステップＳ１２において肯定判定した場合には、位相振幅制御の実行中であると判定し、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、位相振幅制御時における振幅微小変化量ΔＶｒ及び位相微小変化量Δδを算出する。ここで図１３（ａ）には、位相振幅制御時における電流ベクトルＩｎｖｔ及び電圧ベクトルＶｎｖｔを示す。ΔＩδは、電圧位相δが位相微小変化量Δδだけ変化した場合の電流変化量を示し、ΔＩＶは、電圧振幅Ｖｒが振幅微小変化量ΔＶｒだけ変化した場合の電流変化量を示す。ΔＩｎは、電流ベクトルＩｎｖｔの大きさの変化分を示し、位相振幅制御時はＭＴＰＡラインＬｍｔｐａに沿った向きを持つ。このことから、振幅微小変化量ΔＶｒ、及び位相微小変化量Δδは電流ベクトルがＭＴＰＡラインＬｍｔａ上にて微小変化したときの電圧ベクトルＶｎｖｔの電圧振幅及び電圧位相の微小変化量より得ることができる。また、Ｖｒ０は、電圧ベクトルＶｎｖｔの大きさを示し、「Ｖｒ０×Δδ」は、電圧位相δが位相微小変化量Δδだけ変化した場合の電圧ベクトルＶｎｖｔの変化分を示す。
【００９１】
先の図１２の説明に戻り、続くステップＳ１６では、上式（ｅｑ１９）に基づいて、位相側伝達関数Ａδｔを算出する。詳しくは、まず、指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶに基づいて、実数で与えられる第１，第２伝達関数Ｇδｔ（０），Ｇｖｔ（０）を算出する。そして、算出した第１，第２伝達関数Ｇδｔ（０），Ｇｖｔ（０）と、振幅微小変化量ΔＶｒ及び位相微小変化量Δδの比とを上式（ｅｑ１９）に入力することにより、位相側伝達関数Ａδｔを算出する。なお、第１，第２伝達関数Ｇδｔ（０），Ｇｖｔ（０）は、例えば、指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶと関係付けられて第１，第２伝達関数Ｇδｔ（０），Ｇｖｔ（０）が規定されたマップ又は数式に基づいて算出されればよい。
【００９２】
またステップＳ１６では、上式（ｅｑ２０）に基づいて、振幅側伝達関数Ｂｖλを算出する。詳しくは、指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶに基づいて、実数で与えられる第４伝達関数Ｇｖλ（０）を算出し、算出した第４伝達関数Ｇｖλ（０）を振幅側伝達関数Ｂｖλとする。なお、第４伝達関数Ｇｖλ（０）は、例えば、指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶと関係付けられて第４伝達関数Ｇｖλ（０）が規定されたマップ又は数式に基づいて算出されればよい。
【００９３】
一方、ステップＳ１２において否定判定した場合には、位相制御の実行中であると判定し、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶに基づいて、第１伝達関数Ｇδｔ（０）を算出し、算出した第１伝達関数Ｇδｔ（０）を位相側振幅関数Ａδｔとする。これは、位相制御の実行中においては、振幅微小変化量ΔＶｒが０となるため、上式（ｅｑ１９）を下式（ｅｑ２１）にすることができるためである。なお図１３（ｂ）には、位相制御時における電流ベクトルＩｎｖｔ及び電圧ベクトルＶｎｖｔを示す。
【００９４】
【数２１】
0006747050.tif 000022
またステップＳ１８では、上式（ｅｑ２０）に基づいて、振幅側伝達関数Ｂｖλを算出する。
【００９５】
ステップＳ１６、Ｓ１８の処理の完了後、ステップＳ２０に進み、電気角周波数ωｅに基づいて、フィルタの伝達関数Ｈｔ（ｓ）、Ｈｉ（ｓ）のフィルタ特性を設定する。ここでは、モータジェネレータ１０の第１〜第４伝達関数Ｇδｔ，Ｇｖｔ，Ｇδλ，Ｇｖλの共振を抑制するようにフィルタ特性を設定する。具体的には、伝達関数Ｈｔ（ｓ）、Ｈｉ（ｓ）のカットオフ周波数ωｏｆｆが共振角周波数ωｒよりも低くなるようにフィルタ特性を設定すればよい。
【００９６】
続くステップＳ２２では、第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδを算出する。本実施形態では、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の条件を満たすように、第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδを算出する。
【００９７】
（Ａ）下式（ｅｑ２２）に示す第１一巡伝達関数Ｇａ（ｓ）のゲイン周波数特性におけるゲイン余裕が第１所定値Ｄａ以上であるとの条件。ここでゲイン余裕は、位相交差角周波数において、第１一巡伝達関数Ｇａ（ｓ）のゲイン周波数特性のゲインが０ｄＢに対して下回る値である。位相交差角周波数は、第１一巡伝達関数Ｇａ（ｓ）の位相周波数特性が１８０度になる場合の角周波数である。
【００９８】
【数２２】
0006747050.tif 000023
（Ｂ）第１一巡伝達関数Ｇａ（ｓ）の位相周波数特性における位相余裕が第１位相Ｅａ以上であるとの条件。ここで位相余裕は、ゲイン交差角周波数において、第１一巡伝達関数Ｇａ（ｓ）の位相周波数特性が−１８０度に対して上回る値である。ゲイン交差角周波数は、第１一巡伝達関数Ｇａ（ｓ）のゲイン周波数特性のゲインが０ｄＢになる場合の角周波数である。
【００９９】
（Ｃ）第１一巡伝達関数Ｇａ（ｓ）のゲイン交差角周波数ωｃ１が、第１伝達関数Ｇδｔ（ｓ）及び第２伝達関数Ｇｖｔ（ｓ）それぞれの共振角周波数ωｒ未満になるとの条件。
【０１００】
（Ｄ）上記（Ａ）〜（Ｃ）の条件を満たして、かつ、位相算出部３０ｅの積分制御における積分時間Ｔｉ１が最短になるとの条件。
【０１０１】
続くステップＳ２４では、第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖを算出する。本実施形態では、以下の（Ｅ）〜（Ｈ）の条件を満たすように、第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖを算出する。
【０１０２】
（Ｅ）下式（ｅｑ２３）に示す第２一巡伝達関数Ｇｂ（ｓ）のゲイン周波数特性におけるゲイン余裕が第２所定値Ｄｂ以上であるとの条件。
【０１０３】
【数２３】
0006747050.tif 000024
（Ｆ）第２一巡伝達関数Ｇｂ（ｓ）の位相周波数特性における位相余裕が第２位相Ｅｂ以上であるとの条件。
【０１０４】
（Ｇ）第２一巡伝達関数Ｇｂ（ｓ）のゲイン交差角周波数ωｃ２が、第３伝達関数Ｇδλ（ｓ）及び第４伝達関数Ｇｖλ（ｓ）それぞれの共振角周波数ωｒ未満になるとの条件。
【０１０５】
（Ｈ）上記（Ｅ）〜（Ｇ）の条件を満たして、かつ、振幅算出部３０ｋの積分制御における積分時間Ｔｉ２が最短になるとの条件。
【０１０６】
続くステップＳ２６では、ステップＳ２２の処理で算出した第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδを位相算出部３０ｅに対して出力する。これにより、算出した第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδが電圧位相δの算出に用いられる。
【０１０７】
続くステップＳ２８では、ステップＳ２４の処理で算出した第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖを振幅算出部３０ｋに対して出力する。これにより、算出した第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖが電圧振幅Ｖｒの算出に用いられる。
【０１０８】
ちなみに、上述したゲイン設定処理によるゲイン設定手法は、共振角周波数ωｒよりも低い低周波数領域において各伝達関数Ｇδｔ，Ｇｖｔ，Ｇδλ，Ｇｖλが定数とみなせることに基づくものである。このため、例えば、上述したゲイン設定処理は、電気角周波数ωｅが共振角周波数ωｒよりも低い所定角周波数以下であることを条件として実行されればよい。また例えば、電気角周波数ωｅが上記所定角周波数以下となるようにモータジェネレータ１０のトルク制御が行われるようにしてもよい。
【０１０９】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【０１１０】
・位相側伝達関数Ａδｔに含まれる第１，第２伝達関数Ｇδｔ（ｓ），Ｇｖｔ（ｓ）をｓ＝０の場合の第１，第２伝達関数Ｇδｔ（０），Ｇｖｔ（０）とした。また、振幅側伝達関数Ｂｖλに含まれる第４伝達関数Ｇｖλ（ｓ）をｓ＝０の場合の第４伝達関数Ｇｖλ（０）とした。このため、第１，第２，第４伝達関数Ｇδｔ，Ｇｖｔ，Ｇｖλの位相周波数特性が０度又は０度に近い値となる。したがって、モータジェネレータ１０の各動作点において、第１，第２，第４伝達関数Ｇδｔ（０），Ｇｖｔ（０），Ｇｖλ（０）を定数とみなすことができるようになる。これにより、電圧位相δに基づくトルク制御と電圧振幅Ｖｒに基づくトルク制御との相互干渉の影響を抑制できる。その結果、位相算出部３０ｅ及び振幅算出部３０ｋのそれぞれにおいて、独立して制御系を設計することができ、トルク制御性の低下を回避できるような比例，積分ゲインを個別に設定することができる。
【０１１１】
・指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶに基づいて、第１，第２，第４伝達関数Ｇδｔ，Ｇｖｔ，Ｇｖλを算出した。このため、モータジェネレータ１０の動作点が変化する場合であっても、モータジェネレータ１０のトルク制御の応答性及び安定性を高く維持することができる。
【０１１２】
・位相制御時においては、電圧振幅が固定されているため、振幅微小変化量ΔＶｒが０になる。したがって、位相側伝達関数Ａδｔにおいて、第２伝達関数Ｇｖｔを無視できる。これにより、第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδを算出する際に第２伝達関数Ｇｖｔを算出する必要がなくなる。したがって、制御装置３０の演算負荷を低減することができる。
【０１１３】
・ＭＴＰＡラインＬｍｔｐａは、ｑ軸電流Ｉｑの座標軸から離れるように原点Ｏから延びている。このため、電流ベクトルＩｎｖｔをＭＴＰＡラインＬｍｔｐａ上に位置させるためには、電圧位相δ及び電圧振幅Ｖｒそれぞれをある程度の操作量で操作することが要求される。したがって、最小電流最大トルク制御時には、振幅微小変化量ΔＶｒ及び位相微小変化量Δδそれぞれがある程度大きくなる傾向になる。これにより、位相側伝達関数Ａδｔの算出に用いる各微小変化量ΔＶｒ，Δδにノイズが重畳したとしても、そのノイズに各微小変化量ΔＶｒ，Δδが埋もれるおそれが小さい。したがって、最小電流最大トルク制御を用いる構成によれば、位相側伝達関数Ａδｔの算出精度を高めることができる。
【０１１４】
・上記（Ｄ）の条件を課して第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδを算出した。また、上記（Ｈ）の条件を課して第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖを算出した。このため、第１，第２一巡伝達関数Ｇａ，Ｇｂの共振角周波数近傍のゲインを低下させることができ、トルク制御の安定性を高めることができる。
【０１１５】
・電圧振幅を入力とし、λ軸電流を出力とする第４伝達関数Ｇｖλ（ｓ）を制御系の設計に用いた。このため、振幅側伝達関数Ｂｖλの算出に際し、第４伝達関数Ｇｖλ（０）を無視でき、第４伝達関数Ｇｖλ（０）を算出する必要がない。これにより、制御装置３０の演算負荷を低減することができる。
【０１１６】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、フィードバックゲインの設定手法を変更する。
【０１１７】
図１４に、本実施形態に係るトルク制御の機能ブロック図を示す。なお図１４において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１１８】
図示されるように、ゲイン設定部３０ｒは、記憶部としてのメモリを備えている。メモリは、図１５に示すように、指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶと関係付けられて第１比例ゲインＫｐδ，第１積分ゲインＫｉδが規定されたマップ情報を予め記憶している。メモリに記憶されている第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδは、上記（Ａ）〜（Ｄ）の条件を満たすように適合されたものである。
【０１１９】
また、メモリは、指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶと関係付けられて第２比例ゲインＫｐｖ，第２積分ゲインＫｉｖが規定されたマップ情報を予め記憶している。メモリに記憶されている第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖは、上記（Ｅ）〜（Ｈ）の条件を満たすように適合されたものである。
【０１２０】
続いて図１６を用いて、本実施形態に係るゲイン設定処理について説明する。この処理は、ゲイン設定部３０ｒにより、例えば所定周期毎に繰り返し実行される。なお図１６において、先の図１２に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１２１】
この一連の処理では、ステップＳ１２において肯定判定した場合には、位相振幅制御の実行中であると判定し、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、取得した指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶに基づいて、メモリに記憶されている情報から、第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδを選択する。なお、このステップで選択される第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδは、上式（ｅｑ１９）に示す位相側伝達関数Ａδｔを用いて適合されたものである。
【０１２２】
一方、ステップＳ１２において否定判定した場合には、位相制御の実行中であると判定し、ステップＳ４２に進む。ステップＳ４２では、取得した指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶに基づいて、メモリに記憶されている情報から、該当する第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδを選択する。なお、このステップで選択される第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδは、上式（ｅｑ２１）に示す位相側伝達関数Ａδｔを用いて適合されたものである。
【０１２３】
ステップＳ４０，Ｓ４２の処理の完了後、ステップＳ４４に進む。ステップＳ４４では、取得した指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶに基づいて、メモリに記憶されている情報から、該当する第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖを選択する。なお、このステップで選択される第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖは、上式（ｅｑ２０）に示す振幅側伝達関数Ｂｖλを用いて適合されたものである。
【０１２４】
続くステップＳ４６では、ステップＳ４０又はＳ４２の処理で選択した第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδを位相算出部３０ｅに対して出力する。またステップＳ４６では、ステップＳ４４の処理で選択した第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖを振幅算出部３０ｋに対して出力する。
【０１２５】
各フィードバックゲインをリアルタイムで都度算出するには、非線形の連立方程式を解く必要があるため、制御装置３０の演算負荷は増加する。これに対し、本実施形態によれば、動作点に基づいてマップ情報から選択する構成であるため、制御装置３０の演算負荷を低減できる。
【０１２６】
なお、本実施形態において、位相制御時のフィードバックゲインのみをマップ情報化してメモリに記憶させてもよい。以下、この理由について説明する。
【０１２７】
所望のフィードバックゲインを設計するには、モータジェネレータ１０のトルク、電源電圧及び電気角周波数から定まる動作点を決定し、決定した動作点における第１〜第４伝達関数Ｇδｔ，Ｇｖｔ，Ｇδλ，Ｇｖλを特定する必要がある。動作点は、ｄ，ｑ軸電流から定まる電流ベクトルとして捉えることができる。このため、フィードバックゲインは、ｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑの関数となる。
【０１２８】
ここで、モータジェネレータ１０の最大効率を考えると、動作点は以下のように定義できる。詳しくは、電圧が飽和する位相制御時においては、先の図７に示すように、定電圧楕円Ｌｖｃと定トルク曲線Ｌｃｔの交点が動作点となる。一方、電圧が非飽和である位相振幅制御時においては、ＭＴＰＡラインＬｍｔｐａと定トルク曲線Ｌｃｔとの交点が動作点となる。ＭＴＰＡラインＬｍｔｐａと定トルク曲線Ｌｃｔとは、モータジェネレータ１０のトルクによって一義的に定まる。
【０１２９】
これに対し、定電圧楕円Ｌｖｃは電気角周波数及び電源電圧によって定まるものの、定電圧楕円Ｌｖｃと定トルク曲線Ｌｃｔの交点を求めるには非線形の連立方程式を解くことが要求される。このため、制御装置３０の演算負荷が大きくなるといった問題が生じる。この問題に対処するために、位相制御時におけるフィードバックゲインのみマップ情報化してもよい。
【０１３０】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、上記第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、フィードバックゲインのメモリへの記憶態様を変更する。詳しくは、メモリは、図１７に示すように、電源電圧ＶＩＮＶを電気角周波数ωｅで除算した値である比率情報「ＶＩＮＶ／ωｅ」及び指令トルクＴｒｑ＊と関係付けられて第１比例ゲインＫｐδ，第１積分ゲインＫｉδが規定されたマップ情報を予め記憶している。またメモリは、比率情報及び指令トルクＴｒｑ＊と関係付けられて第２比例ゲインＫｐｖ，第２積分ゲインＫｉｖが規定されたマップ情報を予め記憶している。特に本実施形態では、位相制御時におけるフィードバックゲインのみマップ情報化している。
【０１３１】
上述した記憶態様は、メモリの記憶情報量を削減するために採用されている。以下、フィードバックゲインと比率情報とが関係付けられる理由について説明する。
【０１３２】
電気角周波数及び電源電圧により変動する定電圧楕円Ｌｖｃについて考える。定常状態であってかつ電機子巻線抵抗Ｒを無視した場合の永久磁石同期機の電圧方程式は、上式（ｅｑ３）にて表される。上式（ｅｑ３）のｄ，ｑ軸電圧Ｖｄ、Ｖｑについて２乗和をとると、下式（ｅｑ２４）が導かれる。
【０１３３】
【数２４】
0006747050.tif 000025
上式（ｅｑ２４）を変形すると、下式（ｅｑ２５）のように、電源電圧ＶＩＮＶに対応する電圧振幅Ｖｒを含む「Ｖｒ／ωｅ」でまとめることができる。
【０１３４】
【数２５】
0006747050.tif 000026
上式（ｅｑ２５）は、楕円を表す方程式であり、「Ｖｒ／ωｅ」が一定であれば、その楕円は同じ形となることを示している。このため、電圧が飽和する位相制御時においては、「Ｖｒ／ωｅ」及びトルク、すなわち「ＶＩＮＶ／ωｅ」及びトルクによりモータジェネレータ１０の動作点を特定できる。
【０１３５】
続いて、本実施形態に係るゲイン設定処理について、先の図１６に示した処理との相違点を中心に説明する。
【０１３６】
ゲイン設定部３０ｒは、取得した電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶに基づいて、比率情報「ＶＩＮＶ／ωｅ」を算出する。ゲイン設定部３０ｒは、算出した比率情報と指令トルクＴｒｑ＊とに基づいて、メモリに記憶されている情報から、第１比例ゲインＫｐδ及び第１積分ゲインＫｉδと、第２比例ゲインＫｐｖ及び第２積分ゲインＫｉｖとを選択する。
【０１３７】
以上説明した本実施形態によれば、メモリの記憶情報量を削減することができる。
【０１３８】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１８に示すように、フィードバックゲインの算出に用いる第１一巡伝達関数Ｇａ（ｓ）に、第１むだ時間要素Ｘａ（ｓ）が含まれている。また、第２一巡伝達関数Ｇｂ（ｓ）に、第２むだ時間要素Ｘｂ（ｓ）が含まれている。なお図１８において、先の図１１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１３９】
各むだ時間要素Ｘａ（ｓ），Ｘｂ（ｓ）は、トルクフィードバック制御系における種々の遅延時間をむだ時間として反映して位相余裕判定の条件に加えることにより、位相余裕判定精度を高めるために設けられる。これにより、各フィードバックゲインＫｐδ，Ｋｉδ，Ｋｐｖ，Ｋｉｖの算出精度を高める。
【０１４０】
なお、種々の遅延時間としては、例えば、相電流検出部による電流検出から電流検出値がフィルタ部３０ｂに入力されるまでの入力遅延時間、制御装置３０からインバータ２０までの信号遅延時間、各種検出値のＡＤ変換による遅延時間、制御周期毎の出力更新に起因した遅延時間等が挙げられる。
【０１４１】
続いて、各むだ時間要素Ｘａ（ｓ），Ｘｂ（ｓ）の反映手法について説明する。
【０１４２】
先の図１２のステップＳ２２において、第１一巡伝達関数Ｇａ（ｓ）を下式（ｅｑ２６）のように設定する。
【０１４３】
【数２６】
0006747050.tif 000027
ここでは、第１むだ時間要素Ｘａのむだ時間ｔａに電気角周波数ωｅが乗算された値に基づいて、遅延時間が現在の電気角周波数ωｅにおける位相遅れに換算される。
【０１４４】
また、図１２のステップＳ２４において、第２一巡伝達関数Ｇｂ（ｓ）を下式（ｅｑ２７）のように設定する。
【０１４５】
【数２７】
0006747050.tif 000028
ここでは、第２むだ時間要素Ｘｂのむだ時間ｔｂに電気角周波数ωｅが乗算された値に基づいて、遅延時間が現在の電気角周波数ωｅにおける位相遅れに換算される。
【０１４６】
以上説明した本実施形態によれば、位相余裕の判定精度を高めることができ、ひいては各フィードバックゲインＫｐδ，Ｋｉδ，Ｋｐｖ，Ｋｉｖの算出精度を高めることができる。
【０１４７】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１４８】
・上記第３実施形態において、位相制御時のみならず、位相振幅制御におけるフィードバックゲインをマップ情報化してもよい。
【０１４９】
・上記第４実施形態で説明したむだ時間要素をさらに用いて、上記第２，第３実施形態の各フィードバックゲインを適合してもよい。
【０１５０】
・図１２のステップＳ２２の処理において、（Ｄ）の条件は必須ではない。また、ステップＳ２４の処理において、（Ｈ）の条件は必須ではない。
【０１５１】
・上記第１実施形態では、ｓ＝０（ωｅ＝０）となる場合の各伝達関数Ｇδｔ，Ｇｖｔ，Ｇｖλに基づいて比例，積分ゲインを設定したがこれに限らない。例えば、０＜ωｅ＜ωｒとなる場合の各伝達関数Ｇδｔ，Ｇｖｔ，Ｇｖλに基づいて比例，積分ゲインを設定してもよい。この場合であっても、各伝達関数Ｇδｔ，Ｇｖｔ，Ｇｖλの位相が０度から大きくずれていないため、相互干渉の影響を抑制することはできる。
【０１５２】
・上記第１実施形態では、λ軸電流Ｉλｒをλ軸指令電流Ｉλ＊にフィードバック制御するための操作量として、電圧振幅Ｖｒを算出したがこれに限らない。例えば、ｄ軸電流Ｉｄｒをｄ軸指令電流Ｉｄ＊にフィードバック制御するための操作量として、電圧振幅Ｖｒを算出してもよい。この場合、第３伝達関数は、位相微小変化量Δδを入力として、電圧位相δが位相微小変化量Δδだけ変化した場合のｄ軸電流の変化量である第１ｄ軸電流変化量Δｉｄ１を出力とする伝達関数Ｇδｄ（ｓ）となる。また、第４伝達関数は、振幅微小変化量ΔＶｒを入力として、電圧振幅Ｖｒが振幅微小変化量ΔＶｒだけ変化した場合のｄ軸電流の変化量である第２ｄ軸電流変化量Δｉｄ２を出力とする伝達関数Ｇｖｄ（ｓ）となる。そして、第１ｄ軸電流変化量Δｉｄ１及び第２ｄ軸電流変化量Δｉｄ２の加算値が、総ｄ軸電流変化量Δｉｄｔとなる。この構成において、上式（ｅｑ１５）に代わり、下式（ｅｑ２８）が定義される。
【０１５３】
【数２８】
0006747050.tif 000029
上式（ｅｑ２８）を下式（ｅｑ２９）のように表す。
【０１５４】
【数２９】
0006747050.tif 000030
この場合、電圧が飽和する位相制御時においても、位相微小変化量Δδ及び振幅微小変化量ΔＶｒを上式（ｅｑ２９）に入力することにより、振幅側伝達関数を算出する必要がある。
【０１５５】
・ｄ，ｑ軸指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の算出手法としては、最小電流最大トルク制御によるものに限らず、例えばｄ軸指令電流Ｉｄ＊を０にするものであってもよい。
【０１５６】
・トルクフィードバック制御で用いるトルクとしては、トルク推定値に限らず、例えば、モータジェネレータ１０のトルクを検出するトルク検出器の検出値であってもよい。
【０１５７】
・位相算出部３０ｅ及び振幅算出部３０ｋにおけるフィードバック制御に微分制御を含めてもよい。
【０１５８】
・上記第１実施形態では、モータジェネレータ１０の各伝達関数と関係付けられるモータジェネレータ１０の動作点を表すパラメータとして、指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶを用いたがこれに限らない。例えば、指令トルクＴｒｑ＊、電気角周波数ωｅ及び電源電圧ＶＩＮＶのうち、一部であってかつ少なくとも１つを用いてもよい。なお、上記第２，第３実施形態でフィードバックゲインと関係づけられる動作点についても同様である。
【０１５９】
また、動作点を表すパラメータとして、電源電圧ＶＩＮＶに代えて電圧振幅Ｖｒ又は変調率Ｍｒを用いたり、電気角周波数ωｅに代えてモータジェネレータの機械角周波数を用いたりしてもよい。
【０１６０】
・先の図２において、フィルタ部３０ｂを、２相変換部３０ａとトルク推定部３０ｃとの間、又はトルク推定部３０ｃとトルク偏差算出部３０ｄとの間に設けてもよい。
【０１６１】
・モータジェネレータとしては、ＩＰＭＳＭに限らず、ＳＰＭＳＭであってもよい。この場合、動作点を表すパラメータとして、指令トルクＴｒｑ＊に代えて、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊を用いてもよい。
【０１６２】
またモータジェネレータとしては、永久磁石界磁型のものに限らず、巻線界磁型のものであってもよい。さらにモータジェネレータとしては、同期機に限らず、例えば誘導機であってもよい。
【０１６３】
・モータジェネレータとしては、３相のものに限らず、それ以外の相数を有するものであってもよい。
【０１６４】
・モータジェネレータとしては、車載主機として用いられるものに限らず、電動パワーステアリング装置を構成する電動機等、他の用途に用いられるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１６５】
１０…モータジェネレータ、２０…インバータ、３０…制御装置。
【図１】
0006747050.tif 000031
【図２】
0006747050.tif 000032
【図３】
0006747050.tif 000033
【図４】
0006747050.tif 000034
【図５】
0006747050.tif 000035
【図６】
0006747050.tif 000036
【図７】
0006747050.tif 000037
【図８】
0006747050.tif 000038
【図９】
0006747050.tif 000039
【図１０】
0006747050.tif 000040
【図１１】
0006747050.tif 000041
【図１２】
0006747050.tif 000042
【図１３】
0006747050.tif 000043
【図１４】
0006747050.tif 000044
【図１５】
0006747050.tif 000045
【図１６】
0006747050.tif 000046
【図１７】
0006747050.tif 000047
【図１８】
0006747050.tif 000048