(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を含むロータ及びコイルが捲回されたステータを有する電動モータを駆動させるインバータの制御に用いられるものであって、車載流体機械に搭載されるインバータ制御装置において、
前記電動モータに流れるモータ電流を検出する電流検出部と、
前記電動モータのモータ定数と前記モータ電流とに基づいて、前記ロータの回転位置を推定する位置推定部と、
前記位置推定部の推定結果に基づいて、前記モータ電流におけるｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する電流制御部と、
を備え、
前記電流制御部は、
外部からの前記電動モータに対する外部指令値に基づいて、前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流の指令値であるｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を算出する算出部と、
前記インバータの入力電圧が予め定められた閾値電圧よりも高い状況下において、前記算出部により算出された前記ｄ軸電流指令値が予め定められたｄ軸下限値よりも低く、且つ、前記算出部により算出された前記ｄ軸電流指令値及び前記ｑ軸電流指令値の合成電流指令値が予め定められた合成下限値よりも低い場合には、前記ｄ軸電流指令値が前記ｄ軸下限値以上となり且つ前記合成電流指令値が前記合成下限値以上となるように前記ｄ軸電流指令値及び前記ｑ軸電流指令値を変更する制限部と、
を備え、
前記電流制御部は、前記電動モータに流れるｄ軸電流及びｑ軸電流が前記ｄ軸電流指令値及び前記ｑ軸電流指令値に近づくように前記インバータを制御することを特徴とするインバータ制御装置。
【請求項２】
前記位置推定部は、少なくとも前記モータ定数に基づいて、前記電動モータに関する物理量を推定する物理量推定部を有し、前記物理量推定部の推定結果に基づいて前記ロータの回転位置を推定するものであり、
前記電流検出部によって検出された前記モータ電流である実測電流は、前記物理量の推定、及び、前記物理量推定部の推定結果に基づく前記ロータの回転位置の推定のうち少なくとも一方に用いられるものである請求項１に記載のインバータ制御装置。
【請求項３】
前記物理量推定部は、前記物理量としての前記モータ電流を推定する電流推定部であり、
前記位置推定部は、前記実測電流と、前記電流推定部によって推定された推定電流とに基づいて、前記ロータの回転位置を推定する請求項２に記載のインバータ制御装置。
【請求項４】
前記物理量推定部は、前記実測電流と前記モータ定数とに基づいて、前記物理量としての前記電動モータの拡張誘起電圧を推定する拡張誘起電圧推定部であり、
前記位置推定部は、前記拡張誘起電圧推定部によって推定された前記拡張誘起電圧に基づいて、前記ロータの回転位置を推定する請求項２に記載のインバータ制御装置。
【請求項５】
前記物理量推定部は、前記実測電流と前記モータ定数とに基づいて、前記物理量としての前記電動モータの磁束を推定する磁束推定部であり、
前記位置推定部は、前記磁束推定部によって推定された前記磁束に基づいて、前記ロータの回転位置を推定する請求項２に記載のインバータ制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のインバータ制御装置と、
前記インバータ制御装置によって制御されるインバータと、
前記インバータによって駆動される電動モータと、
を備えていることを特徴とする車載流体機械。
【請求項７】
前記車載流体機械が搭載される車両は、燃料電池が搭載された燃料電池車両であり、
前記車載流体機械は、前記電動モータが駆動することによって前記燃料電池に水素を供給するポンプを備えた車載電動ポンプ装置である請求項６に記載の車載流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載流体機械に搭載されるインバータ制御装置及び車載流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を含むロータ及びコイルが捲回されたステータを有する電動モータを駆動させるインバータの制御に用いられるものであって車載流体機械に搭載されるインバータ制御装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、電動モータのｄ軸電流と、これに直交するｑ軸電流とを制御することにより、インバータを制御する点、及び、レゾルバなどの回転位置センサを用いることなく、ロータの回転速度及び回転位置を推定する点について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０８１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、インバータ制御装置は、電動モータに流れるモータ電流を検出する電流検出部を備え、当該電流検出部の検出結果であるモータ電流と電動モータのモータ定数とに基づいて、ロータの回転位置の推定を行い、その推定結果に基づいてｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する場合がある。この場合、ロータの回転位置の推定値と実際のロータの回転位置との誤差が大きいと、ｄ軸電流及びｑ軸電流の制御に支障が生じ、電動モータの駆動に支障が生じ得る。
【０００５】
ここで、本発明者らは、ロータの回転位置の推定値と実際のロータの回転位置との誤差は、モータ電流及びインバータの入力電圧と相関していることを見出した。詳細には、上記誤差は、入力電圧が高い場合に大きくなり易い。一方、モータ電流が高い条件下では、上記誤差は、入力電圧に関わらず、小さくなり易い。すなわち、ロータの回転位置の推定精度は、入力電圧が高い状況下においてモータ電流が低い場合に低下し易い。
【０００６】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的はロータの回転位置の推定精度が低下することを抑制できるインバータ制御装置及び当該インバータ制御装置が搭載された車載流体機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するインバータ制御装置は、永久磁石を含むロータ及びコイルが捲回されたステータを有する電動モータを駆動させるインバータの制御に用いられるものであって、車載流体機械に搭載されるものであって、前記電動モータに流れるモータ電流を検出する電流検出部と、前記電動モータのモータ定数と前記モータ電流とに基づいて、前記ロータの回転位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部の推定結果に基づいて、前記モータ電流におけるｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する電流制御部と、を備え、前記電流制御部は、前記インバータの入力電圧が予め定められた閾値電圧よりも高い場合には、前記ｄ軸電流と、前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流の合成電流とのうち少なくとも一方が予め定められた下限値よりも低くならないように制限する制限部を備えていることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、入力電圧が閾値電圧よりも高い状況においては、ｄ軸電流及び合成電流の少なくとも一方が下限値よりも低くならないように制限される。これにより、ロータの回転位置の推定精度が低下し易い状況、詳細には入力電圧が高い条件下においてモータ電流が低い状況となることを抑制できる。よって、ロータの回転位置の推定精度が低下することを抑制できる。
【０００９】
上記インバータ制御装置について、前記位置推定部は、少なくとも前記モータ定数に基づいて、前記電動モータに関する物理量を推定する物理量推定部を有し、前記物理量推定部の推定結果に基づいて前記ロータの回転位置を推定するものであり、前記電流検出部によって検出された前記モータ電流である実測電流は、前記物理量の推定、及び、前記物理量推定部の推定結果に基づく前記ロータの回転位置の推定のうち少なくとも一方に用いられるものであるとよい。
【００１０】
かかる構成によれば、電動モータに関する物理量が推定され、その推定値に基づいてロータの回転位置が推定される。そして、実測電流は、上記物理量の推定、及び、物理量に基づくロータの回転位置の推定のうち少なくとも一方に用いられる。
【００１１】
ここで、推定される物理量と、実際の電動モータの物理量との間には推定誤差が生じ得る。当該推定誤差は、インバータの入力電圧が高くなるほど大きくなり易い。
また、モータ電流が十分に高い場合には、入力電圧に関わらず、ロータの回転位置の推定精度に対する物理量の推定誤差の影響は小さくなり易い。一方、入力電圧が高い条件下においてモータ電流が比較的低い場合には、ロータの回転位置の推定精度に対する物理量の推定誤差の影響が大きくなり易く、ロータの回転位置の推定精度が低下し易い。
【００１２】
この点、本構成によれば、入力電圧が閾値電圧よりも高い状況においては、ｄ軸電流及び合成電流の少なくとも一方が下限値よりも低くならないように制限される。これにより、ロータの回転位置の推定精度に対する物理量の推定誤差の影響が大きくなり易い状況となることを抑制できる。よって、物理量の推定誤差に起因してロータの回転位置の推定精度が低下することを抑制できる。
【００１３】
上記インバータ制御装置について、前記物理量推定部は、前記物理量としての前記モータ電流を推定する電流推定部であり、前記位置推定部は、前記実測電流と、前記電流推定部によって推定された推定電流とに基づいて、前記ロータの回転位置を推定するとよい。
【００１４】
かかる構成によれば、実測電流と推定電流とに基づいて、ロータの回転位置が推定される。ここで、実測電流と推定電流との電流誤差は、インバータの入力電圧が高くなるほど大きくなり易い。また、モータ電流が電流誤差に対して十分に高い場合には、入力電圧に関わらず、電流誤差の影響は小さい。このため、モータ電流が電流誤差に対して十分に高い場合には、電流誤差に起因するロータの回転位置の推定値と実際のロータの回転位置との誤差は小さくなり易い。一方、モータ電流が比較的低い条件下において入力電圧が高い場合には、モータ電流に対して電流誤差が相対的に大きくなる。この場合、ロータの回転位置の推定精度が低下し易い。
【００１５】
この点、本構成によれば、電流誤差が比較的大きくなり易い状況である、入力電圧が閾値電圧よりも高い状況においては、ｄ軸電流及び合成電流の少なくとも一方が下限値よりも低くならないように制限される。これにより、モータ電流に対して電流誤差が比較的大きい状況となることを抑制できる。よって、電流誤差に起因してロータの回転位置の推定精度が低下することを抑制できる。
【００１６】
上記インバータ制御装置について、前記物理量推定部は、前記実測電流と前記モータ定数とに基づいて、前記物理量としての前記電動モータの拡張誘起電圧を推定する拡張誘起電圧推定部であり、前記位置推定部は、前記拡張誘起電圧推定部によって推定された前記拡張誘起電圧に基づいて、前記ロータの回転位置を推定するとよい。
【００１７】
かかる構成によれば、実測電流とモータ定数とによって拡張誘起電圧が推定され、その推定された拡張誘起電圧に基づいてロータの回転位置が推定される。この場合、拡張誘起電圧の推定値と実際の拡張誘起電圧との誤差は、入力電圧が高い場合に大きくなり易い。また、ロータの回転位置の推定精度に対する拡張誘起電圧の推定誤差の影響は、モータ電流が低い場合に大きくなり易い。
【００１８】
この点、本構成によれば、入力電圧が閾値電圧よりも高い状況においては、ｄ軸電流及び合成電流の少なくとも一方が下限値よりも低くならないように制限される。これにより、ロータの回転位置の推定精度に対する拡張誘起電圧の推定誤差の影響が大きくなり易い状況となることを抑制でき、当該推定誤差に起因してロータの回転位置の推定精度が低下することを抑制できる。
【００１９】
上記インバータ制御装置について、前記物理量推定部は、前記実測電流と前記モータ定数とに基づいて、前記物理量としての前記電動モータの磁束を推定する磁束推定部であり、前記位置推定部は、前記磁束推定部によって推定された前記磁束に基づいて、前記ロータの回転位置を推定するとよい。
【００２０】
かかる構成によれば、実測電流とモータ定数とによって磁束が推定され、その推定された磁束に基づいて、ロータの回転位置が推定される。この場合、磁束の推定値と実際の磁束との誤差は、入力電圧が高い場合に大きくなり易い。また、ロータの回転位置の推定精度に対する磁束の推定誤差の影響は、モータ電流が低い場合に大きくなり易い。
【００２１】
この点、本構成によれば、入力電圧が閾値電圧よりも高い状況においては、ｄ軸電流及び合成電流の少なくとも一方が下限値よりも低くならないように制限される。これにより、ロータの回転位置の推定精度に対する磁束の推定誤差の影響が大きくなり易い状況となることを抑制でき、当該推定誤差に起因してロータの回転位置の推定精度が低下することを抑制できる。
【００２２】
上記インバータ制御装置について、前記制限部は、前記入力電圧が高くなるに従って、前記下限値を高くするとよい。
かかる構成によれば、入力電圧に応じて下限値を設定することにより、入力電圧が高い場合において物理量の推定誤差の影響が大きくなることを抑制しつつ、入力電圧が低い場合における電力損失の増大化を抑制できる。
【００２３】
上記インバータ制御装置について、前記電流制御部は、外部からの前記電動モータに対する外部指令値に基づいて、前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流の指令値であるｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を算出する算出部を備え、前記制限部は、前記入力電圧が前記閾値電圧よりも高い場合であって、且つ、前記算出部により算出された前記ｄ軸電流指令値及び前記両電流指令値の合成電流指令値のうち少なくとも一方の対象電流指令値が前記下限値よりも低い場合には、前記ｄ軸電流指令値及び前記ｑ軸電流指令値を、前記対象電流指令値が前記下限値以上となり、且つ、前記算出部によって算出された前記両電流指令値と同一トルクが出力される値に変更するものであり、前記電流制御部は、前記電動モータに流れるｄ軸電流及びｑ軸電流が前記ｄ軸電流指令値及び前記ｑ軸電流指令値に近づくように前記インバータを制御するとよい。
【００２４】
かかる構成によれば、同一のトルクを確保しつつ、物理量の推定誤差の影響が比較的大きい状況となることを抑制できる。よって、電流制限を行うことに起因して電動モータの駆動に支障が生じることを抑制できる。
【００２５】
上記目的を達成する車載流体機械は、上述したインバータ制御装置と、前記インバータ制御装置によって制御されるインバータと、前記インバータによって駆動される電動モータと、を備えていることを特徴とする。かかる構成によれば、ロータの回転位置の推定精度が低下することを抑制でき、それを通じて車載流体機械を好適に駆動させることができる。
【００２６】
上記車載流体機械が搭載される車両は、燃料電池が搭載された燃料電池車両であり、前記車載流体機械は、前記電動モータが駆動することによって前記燃料電池に水素を供給するポンプを備えた車載電動ポンプ装置であるとよい。かかる構成によれば、ロータの回転位置の推定精度が低下することを抑制でき、それを通じてポンプを好適に駆動させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、ロータの回転位置の推定精度が低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】車載電動ポンプ装置、車載電動圧縮機及び車両の概要を示すブロック図。
【図２】車載電動ポンプ装置のインバータ及びインバータ制御装置を示すブロック回路図。
【図３】電動モータにパルス電圧が印加された場合の実際のｕ相電流及び実際の物理量に影響するｕ相理想電流の時間変化を模式的に示すグラフ。
【図４】電動モータにパルス電圧が印加された場合の実際のｕ相電流及び実際の物理量に影響するｕ相理想電流の時間変化を模式的に示すグラフ。
【図５】第１実施形態の指令値制御処理を示すフローチャート。
【図６】電流制限が行われた場合の使用可能な電流領域を示すグラフ。
【図７】第２実施形態の指令値制御処理を示すフローチャート。
【図８】電流制限が行われた場合の使用可能な電流領域を示すグラフ。
【図９】第１入力電圧が印加されている場合の使用可能な電流領域を示すグラフ。
【図１０】第２入力電圧が印加されている場合の使用可能な電流領域を示すグラフ。
【図１１】力行と回生との切替態様の一例を示すグラフ。
【図１２】力行と回生との切替態様の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１実施形態）
以下、インバータ制御装置、当該インバータ制御装置が搭載された車載流体機械及びその車載流体機械が搭載される車両の第１実施形態について説明する。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態の車両１００は燃料電池車両である。車両１００は、燃料電池１０１と、水素タンク１０２と、車載蓄電装置１０３と、燃料電池制御部１０４と、車載電動ポンプ装置１０と、車載電動圧縮機３０とを備えている。
【００３１】
車載蓄電装置１０３は、直流電力の充放電が可能なものであれば任意であり、例えば二次電池や電気二重層キャパシタ等である。車載蓄電装置１０３は、車載電動圧縮機３０及び車載電動ポンプ装置１０の電源として用いられる。
【００３２】
燃料電池制御部１０４は、車両１００の走行状況等に基づいて、車載電動圧縮機３０及び車載電動ポンプ装置１０に対して各種指令を送信するものである。
車載電動ポンプ装置１０は、電動モータ１１と、電動モータ１１が駆動することによって水素タンク１０２の水素を燃料電池１０１に供給するポンプ１２と、電動モータ１１を駆動させるインバータ１３と、インバータ１３の制御に用いられるインバータ制御装置１４とを備えている。
【００３３】
電動モータ１１は、回転軸２１と、回転軸２１に固定されたロータ２２と、ロータ２２に対して対向配置されているステータ２３と、ステータ２３に捲回された３相のコイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗとを有している。ロータ２２は永久磁石２２ａを含んでいる。詳細には、永久磁石２２ａはロータ２２内に埋め込まれている。図２に示すように、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗは例えばＹ結線されている。ロータ２２及び回転軸２１は、各相のコイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗが所定のパターンで通電されることにより回転する。すなわち、本実施形態の電動モータ１１は、３相モータである。
【００３４】
インバータ１３は、車載蓄電装置１０３から電力供給を受けるものであり、車載蓄電装置１０３の直流電力を交流電力に変換して、その変換された交流電力を電動モータ１１に出力する。
【００３５】
なお、本実施形態では、車載電動ポンプ装置１０が「車載流体機械」に相当し、当該車載電動ポンプ装置１０のインバータ制御装置１４が「インバータ制御装置」に相当する。
車載電動圧縮機３０は、燃料電池１０１に圧縮空気を供給するものである。車載電動圧縮機３０は、電動モータ３１と、圧縮部３２と、電動モータ３１を駆動させるインバータ３３と、インバータ３３の制御に用いられるインバータ制御装置３４とを備えている。
【００３６】
圧縮部３２は、電動モータ３１が駆動することによって空気を圧縮するものである。詳細には、圧縮部３２は、電動モータ３１の回転軸が回転することによって、空気を圧縮し、その圧縮された空気を燃料電池１０１に向けて吐出する。圧縮部３２の具体的な構成は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、ベーンタイプ等任意である。
【００３７】
電動モータ３１、インバータ３３、インバータ制御装置３４は、車載電動ポンプ装置１０の対応する構成と同様である。このため、以下では、車載電動ポンプ装置１０の各構成について詳細に説明し、電動モータ３１、インバータ３３、インバータ制御装置３４の説明を省略する。
【００３８】
図２に示すように、車載電動ポンプ装置１０のインバータ１３は、ｕ相コイル２４ｕに対応するｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２と、ｖ相コイル２４ｖに対応するｖ相スイッチング素子Ｑｖ１，Ｑｖ２と、ｗ相コイル２４ｗに対応するｗ相スイッチング素子Ｑｗ１，Ｑｗ２と、を備えている。
【００３９】
各スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２，Ｑｖ１，Ｑｖ２，Ｑｗ１，Ｑｗ２（以下「各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２」という。）は、例えばＩＧＢＴ等のパワースイッチング素子である。但し、各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２は、ＩＧＢＴに限られず、任意である。なお、スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２は、還流ダイオード（ボディダイオード）Ｄｕ１〜Ｄｗ２を有している。
【００４０】
各ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２は接続線を介して互いに直列に接続されており、その接続線はｕ相コイル２４ｕに接続されている。第１ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１のコレクタは、車載蓄電装置１０３の正極端子（＋端子）に接続されている。第２ｕ相スイッチング素子Ｑｕ２のエミッタは、車載蓄電装置１０３の負極端子（−端子）に接続されている。
【００４１】
なお、他のスイッチング素子Ｑｖ１，Ｑｖ２，Ｑｗ１，Ｑｗ２については、対応するコイルが異なる点を除いて、ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２と同様の接続態様である。
【００４２】
車載電動ポンプ装置１０のインバータ制御装置１４は、インバータ１３、詳細には各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２のスイッチング動作を制御する。インバータ制御装置１４は、燃料電池制御部１０４と電気的に接続されており、外部からの電動モータ１１に対する外部指令値（本実施形態では燃料電池制御部１０４からの指令値）に基づいて、各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせる。
【００４３】
インバータ制御装置１４は、インバータ１３の入力電圧Ｖｉｎを検出する電圧センサ４１と、電動モータ１１に流れるモータ電流の実測値を検出する電流センサ４２とを備えている。電流センサ４２は、各相のコイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する。
【００４４】
インバータ制御装置１４は、電流センサ４２によって検出された３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、互いに直交したｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑに変換する３相／２相変換部４３を有している。インバータ制御装置１４は、当該３相／２相変換部４３によって、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑの実測値を把握可能となっている。以降の説明において、ｄ軸電流Ｉｄの実測値をｄ軸実測電流Ｉｄｍとし、ｑ軸電流Ｉｑの実測値をｑ軸実測電流Ｉｑｍとする。
【００４５】
なお、モータ電流とは、各相のコイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、又は、３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを変換することによって得られる両電流Ｉｄ，Ｉｑである。また、本実施形態では、電流センサ４２及び３相／２相変換部４３が「電流検出部」に相当する。
【００４６】
インバータ制御装置１４は、電動モータ１１のモータ定数とモータ電流とに基づいて、ロータ２２の回転位置及び回転速度を推定する位置／速度推定部４４を備えている。位置／速度推定部４４は、電流センサ４２の検出結果と電動モータ１１のモータ定数とに基づいて、モータ電流を推定する電流推定部４５を備えている。本実施形態では、位置／速度推定部４４が「位置推定部」に対応し、電流推定部４５が「物理量推定部」に対応する。
【００４７】
モータ定数とは、電動モータ１１の仕様に基づいて予め定められたパラメータであり、例えばモータ抵抗値、インダクタンス、誘起電圧係数等である。モータ定数は、各相のコイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる電流が理想的な正弦波であることを前提して導出されたパラメータである。
【００４８】
電流推定部４５は、前回測定（検出）したモータ電流の実測値（例えば両実測電流Ｉｄｍ，Ｉｑｍ）とモータ定数とに基づいて、モータ電流としてのｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを推定する。詳細には、電流推定部４５は、所定の周期で繰り返しモータ電流（ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑ）の推定を行うものであり、当該推定を行う度に電流センサ４２の検出結果を取得する。そして、電流推定部４５は、前回の推定において取得された電流センサ４２の検出結果を用いて今回の推定を行うように構成されている。
【００４９】
以降の説明において、電流推定部４５によって推定されたｄ軸電流Ｉｄの推定値をｄ軸推定電流Ｉｄｅとし、電流推定部４５によって推定されたｑ軸電流Ｉｑの推定値をｑ軸推定電流Ｉｑｅとする。本実施形態では、推定電流Ｉｄｅ，Ｉｑｅが「電動モータに関する物理量」に対応する。
【００５０】
位置／速度推定部４４は、ｄ軸推定電流Ｉｄｅとｄ軸実測電流Ｉｄｍ等に基づいて、ロータ２２の回転速度を推定し、その推定された回転速度からロータ２２の回転位置を推定する。すなわち、本実施形態では、電流センサ４２の検出結果は、取得される契機となった推定回に対して次回のモータ電流の推定と、推定されたモータ電流に基づく今回のロータ２２の回転位置の推定とに用いられる。
【００５１】
詳細には、位置／速度推定部４４は、所定の制御周期Ｔで、ｄ軸推定電流Ｉｄｅとｄ軸実測電流Ｉｄｍとを把握する。また、位置／速度推定部４４は、後述する指令値制御部４７から出力されるｄ軸電圧指令値Ｖｄと、電流Ｉｄ，Ｉｑ（実測電流Ｉｄｍ，Ｉｑｍ）と、モータ定数等に基づいて、各相のコイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗにて誘起される誘起電圧ｅＭを算出する。そして、位置／速度推定部４４は、以下の式（１）を用いて、制御周期Ｔ間におけるロータ２２の進み角δθを推定する。
【００５２】
【数１】
0006680183.tif 000002
【００５３】
ωは角速度であり、Ｋｈは推定ゲインであり、Ｋｗは逆起電力定数である。
位置／速度推定部４４は、推定された進み角δθに基づいて、ロータ２２の回転速度及びロータ２２の回転位置を推定する。
【００５４】
上記式（１）に示すように、位置／速度推定部４４は、ｄ軸実測電流Ｉｄｍとｄ軸推定電流Ｉｄｅとの比較結果に基づいて進み角δθを推定することにより、ロータ２２の実際の回転位置と推定位置との差を「０」に収束させる。つまり、ｄ軸実測電流Ｉｄｍとｄ軸推定電流Ｉｄｅとの比較結果は、ロータ２２の回転位置及び回転速度の推定精度に寄与するパラメータである。
【００５５】
インバータ制御装置１４は、位置／速度推定部４４の推定結果に基づいて、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを制御する電流制御部４６を備えている。電流制御部４６は、指令値制御部４７と、各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２をＰＷＭ（パルス幅変調）制御するＰＷＭ制御部４８とを備えている。
【００５６】
指令値制御部４７は、燃料電池制御部１０４からの外部指令値、位置／速度推定部４４からの回転速度の推定値及び入力電圧Ｖｉｎ等に基づいて、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑの指令値を求める。ｄ軸電流Ｉｄの指令値をｄ軸電流指令値Ｉｄｒとし、ｑ軸電流Ｉｑの指令値をｑ軸電流指令値Ｉｑｒとする。
【００５７】
そして、指令値制御部４７は、上記両電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒを流すのに必要なｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑを算出し、その算出結果をＰＷＭ制御部４８に出力する。
【００５８】
ＰＷＭ制御部４８は、電動モータ１１に流れる電流Ｉｄ，Ｉｑが電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒに近づく（好ましくは一致する）ようにインバータ１３を制御する。詳細には、ＰＷＭ制御部４８は、指令値制御部４７から入力される両電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑと、入力電圧Ｖｉｎと、位置／速度推定部４４からのロータ２２の推定位置とに基づいて、各相のコイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに印加する電圧パターンが設定されたＰＷＭ信号を生成する。そして、ＰＷＭ制御部４８は、そのＰＷＭ信号を用いて各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２をスイッチングさせる。これにより、電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒと同一又はそれに近い電流Ｉｄ，Ｉｑが電動モータ１１に流れる。つまり、実測電流Ｉｄｍ，Ｉｑｍと電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒとがほぼ一致する。このため、電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒを制御することは、電動モータ１１に流れる電流Ｉｄ，Ｉｑを制御することと言える。なお、実際には、インバータ制御装置１４は、フィードバック制御を行うことで、実測電流Ｉｄｍ，Ｉｑｍを電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒに近づけている。
【００５９】
ちなみに、電流制御部４６は、両電流Ｉｄ，Ｉｑの位相を可変制御することにより、力行と回生とを切り替える。
次に、図３及び図４を用いて実測電流Ｉｄｍ，Ｉｑｍ及び推定電流Ｉｄｅ，Ｉｑｅの誤差である電流誤差δＩと入力電圧Ｖｉｎとの間に相関関係について説明する。本実施形態では、電流誤差δＩが物理量の推定誤差に対応する。
【００６０】
図３及び図４は、入力電圧Ｖｉｎのパルス電圧が印加された場合における実際のｕ相電流Ｉｕの波形及びモータ定数から導出されるｕ相理想電流Ｉｕｅの波形を模式的に示すグラフである。図４は、図３よりも入力電圧Ｖｉｎが高い場合を示している。図３及び図４中、実際のｕ相電流Ｉｕを実線で示し、ｕ相理想電流Ｉｕｅを破線で示す。また、説明の便宜上、図３及び図４においては、パルス電圧を二点鎖線で示す。
【００６１】
図３及び図４に示すように、実際のｕ相電流Ｉｕには、パルス電圧の周期に対応するリップルが重畳する。このため、実際のｕ相電流Ｉｕの波形は、理想的な正弦波からずれる。このため、理想的な正弦波を前提として規定されているモータ定数を用いて推定されるｄ軸推定電流Ｉｄｅとｄ軸実測電流Ｉｄｍとの間には電流誤差δＩが生じる。
【００６２】
特に、電流誤差δＩは、パルス電圧の立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングにて生じ易い。当該電流誤差δＩは、入力電圧Ｖｉｎに応じて相違する。詳細には、入力電圧Ｖｉｎが高くなると、電流誤差δＩが大きくなる。このため、図３及び図４に示すように、入力電圧Ｖｉｎが高くなると、実際のｕ相電流Ｉｕとｕ相理想電流Ｉｕｅとの誤差δＩｕが大きくなる。
【００６３】
なお、図３及び図４では、電流センサ４２は、パルス電圧の立ち下がりタイミングで、３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する。このため、位置／速度推定部４４は、パルス電圧の立ち下がりタイミングで検出された３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ（換言すれば両電流Ｉｄ，Ｉｑ）に基づいて、ロータ２２の回転位置及び回転速度を推定していると言える。
【００６４】
ここで、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑが、電流誤差δＩに対して十分に大きければ、入力電圧Ｖｉｎに関わらず、電流誤差δＩの影響は無視できる。しかしながら、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑが比較的小さい条件下において入力電圧Ｖｉｎが高い場合には、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑに対して相対的に電流誤差δＩが大きくなる。このため、電流誤差δＩの影響を無視することができず、ロータ２２の回転位置及び回転速度の推定精度の低下が懸念される。
【００６５】
これに対して、本実施形態の電流制御部４６は、電流誤差δＩが大きくなり易い状況である入力電圧Ｖｉｎが高い状況下においてはｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを制限するように構成されている。当該電流制御部４６の指令値制御部４７にて実行される指令値制御処理について以下に説明する。
【００６６】
図５に示すように、指令値制御部４７は、ステップＳ１０１にて、燃料電池制御部１０４からの外部指令値と、位置／速度推定部４４からの回転速度の推定値とに基づいて、電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒを算出する。
【００６７】
外部指令値とは、例えば回転速度指令値等である。例えば、燃料電池制御部１０４は、車両１００の運転状況等から、燃料電池１０１に必要な水素の流量を算出し、その流量を実現できる回転速度を算出する。そして、燃料電池制御部１０４は、算出された回転速度を外部指令値として指令値制御部４７に出力する。
【００６８】
なお、外部指令値は、回転速度指令値に限られず、電動モータ１１の駆動態様を規定できれば、その具体的な指令内容は任意である。また、外部指令値の出力主体は、燃料電池制御部１０４に限られず任意である。
【００６９】
また、詳細な説明は省略するが、実際には、指令値制御部４７は、両電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒの合成電流指令値Ｉｓｒが予め定められた上限値を超えないように電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒを算出する。
【００７０】
ステップＳ１０２では、指令値制御部４７は、電圧センサ４１の検出結果に基づいて、入力電圧Ｖｉｎを把握する。
ステップＳ１０３では、指令値制御部４７は、ステップＳ１０２にて把握された入力電圧Ｖｉｎが予め定められた閾値電圧Ｖｔｈよりも高いか否かを判定する。閾値電圧Ｖｔｈは、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑによっては推定精度が低下し得る入力電圧Ｖｉｎに設定されていればよく、その具体的な値は任意である。
【００７１】
指令値制御部４７は、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈ以下である場合にはステップＳ１０７に進む一方、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈよりも高い場合には、ステップＳ１０４に進む。
【００７２】
ステップＳ１０４では、指令値制御部４７は、合成下限値Ｉｓｔｈを設定する。本実施形態では、合成下限値Ｉｓｔｈは、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑとの合成電流Ｉｓに対するものであり、入力電圧Ｖｉｎに関わらず一定となっている。合成下限値Ｉｓｔｈは、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈである場合における電流誤差δＩとの比率が予め定められた許容比となる合成電流Ｉｓ以上に設定されている。
【００７３】
ステップＳ１０５では、指令値制御部４７は、ステップＳ１０１にて算出した両電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒの合成電流指令値Ｉｓｒが合成下限値Ｉｓｔｈよりも低いか否かを判定する。
【００７４】
指令値制御部４７は、合成電流指令値Ｉｓｒが合成下限値Ｉｓｔｈ以上である場合には、ステップＳ１０７に進む。一方、指令値制御部４７は、合成電流指令値Ｉｓｒが合成下限値Ｉｓｔｈよりも低い場合には、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを制限するためにステップＳ１０６に進む。
【００７５】
ステップＳ１０６では、指令値制御部４７は、合成電流指令値Ｉｓｒが合成下限値Ｉｓｔｈ以上となるように電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒを変更する。詳細には、指令値制御部４７は、合成電流指令値Ｉｓｒが合成下限値Ｉｓｔｈ以上となり、且つ、ステップＳ１０１にて算出された電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒと同一又はそれに近いトルクが出力される電流Ｉｄ，Ｉｑを導出する。そして、指令値制御部４７は、導出された電流Ｉｄ，Ｉｑを新たな電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒに設定する。なお、本実施形態では、合成電流指令値Ｉｓｒが「対象電流指令値」に相当する。
【００７６】
新たな電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒの具体的な導出態様については任意であるが、例えば、指令値制御部４７は、トルクと電流Ｉｄ，Ｉｑとの関係を示すデータ（関数データやマップデータ等）を有し、当該データを参照することによって導出する態様等が考えられる。
【００７７】
なお、本実施形態では、指令値制御部４７は、合成電流指令値Ｉｓｒが合成下限値Ｉｓｔｈと同一であり、且つ、ステップＳ１０１にて算出された電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒと同一又はそれに近いトルクが出力される電流Ｉｄ，Ｉｑを導出する。但し、これに限られず、指令値制御部４７は、合成下限値Ｉｓｔｈよりも高い合成電流指令値Ｉｓｒとなる電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒを導出してもよい。
【００７８】
ステップＳ１０７では、指令値制御部４７は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒと３相／２相変換部４３から得られたｄ軸実測電流Ｉｄｍとの差分に基づいて、ｄ軸の電圧指令値であるｄ軸電圧指令値Ｖｄを算出する。同様に、指令値制御部４７は、ｑ軸電流指令値Ｉｑｒと３相／２相変換部４３から得られたｑ軸実測電流Ｉｑｍとの差分に基づいて、ｑ軸の電圧指令値であるｑ軸電圧指令値Ｖｑを算出する。この算出されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑに基づいて、ＰＷＭ制御部４８が各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２を制御することにより、電動モータ１１に流れる電流Ｉｄ，Ｉｑが電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒに近づく又は一致する。
【００７９】
ステップＳ１０７で用いられる電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒは、ステップＳ１０３又はステップＳ１０５が否定判定された場合には、ステップＳ１０１にて算出された電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒである。一方、ステップＳ１０３及びステップＳ１０５を肯定判定した場合、すなわちステップＳ１０６の処理を実行した場合には、ステップＳ１０７で用いられる電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒは、ステップＳ１０６にて変更された電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒである。
【００８０】
すなわち、本実施形態では、電流制御部４６は、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈよりも高い場合には、合成電流Ｉｓ（合成電流指令値Ｉｓｒ）が合成下限値Ｉｓｔｈ以上となるように電流制限を行う。一方、電流制御部４６は、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈ以下である場合には、電流制限を行わない。
【００８１】
なお、ステップＳ１０１の処理を実行する電流制御部４６（指令値制御部４７）が「算出部」に相当し、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０６の処理を実行する電流制御部４６（指令値制御部４７）が「制限部」に相当する。
【００８２】
次に図６を用いて本実施形態の作用について説明する。図６は、電流制限が行われている場合の使用可能な電流領域を示す図である。図６では、使用可能な電流領域をドットハッチで示し、破線は同一トルク曲線を示す。
【００８３】
図６に示すように、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈよりも高い場合には、使用可能な電流領域が制限される。この場合、燃料電池制御部１０４からの回転速度指令値と位置／速度推定部４４からの回転速度の推定値とに基づいて算出された電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒの座標を座標Ｐ１とする。座標Ｐ１が制限領域内にある場合、当該座標Ｐ１と同一トルクを出力でき、且つ、合成電流指令値Ｉｓｒが合成下限値Ｉｓｔｈとなる座標Ｐ２が導出され、電動モータ１１には、座標Ｐ２に対応する電流Ｉｄ，Ｉｑが流れる。
【００８４】
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１）電動モータ１１は、永久磁石２２ａを含むロータ２２及びコイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗが捲回されたステータ２３を有している。インバータ制御装置１４は、電動モータ１１を駆動させるインバータ１３の制御に用いられるものである。インバータ制御装置１４は、電動モータ１１に流れるモータ電流を検出する電流センサ４２及び３相／２相変換部４３と、電動モータ１１のモータ定数とモータ電流とに基づいて、ロータ２２の回転位置を推定する位置／速度推定部４４とを備えている。インバータ制御装置１４は、位置／速度推定部４４の推定結果に基づいて、モータ電流におけるｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを制御する電流制御部４６を備えている。電流制御部４６は、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈよりも高い場合には、合成電流Ｉｓが合成下限値Ｉｓｔｈよりも低くならないように合成電流Ｉｓを制限する（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０６の処理）。
【００８５】
かかる構成によれば、ロータ２２の回転位置の推定精度が低下し易い状況、詳細には入力電圧Ｖｉｎが比較的高い条件下において合成電流Ｉｓが低い状況となることを抑制できる。これにより、ロータ２２の回転位置の推定精度が低下することを抑制できる。
【００８６】
（２）位置／速度推定部４４は、電動モータ１１のモータ定数と電流センサ４２及び３相／２相変換部４３によって検出されたモータ電流（詳細には前回の推定の際に測定された両実測電流Ｉｄｍ，Ｉｑｍ）とに基づいて、電動モータ１１に流れるモータ電流を推定する電流推定部４５を備えている。そして、位置／速度推定部４４は、ｄ軸実測電流Ｉｄｍと、電流推定部４５によって推定された電動モータ１１に関する物理量としてのｄ軸推定電流Ｉｄｅとに基づいて、ロータ２２の回転位置を推定する。
【００８７】
かかる構成によれば、ｄ軸実測電流Ｉｄｍとｄ軸推定電流Ｉｄｅとの誤差である電流誤差δＩが比較的大きくなり易い場合には、合成電流Ｉｓが合成下限値Ｉｓｔｈよりも低くならないように制限される。これにより、合成電流Ｉｓに対して電流誤差δＩが比較的大きい状況となることを抑制できる。よって、電流誤差δＩに起因する推定精度の低下を抑制できる。
【００８８】
（３）電流制御部４６は、外部からの電動モータ１１に対する外部指令値（回転速度指令値）に基づいて、両電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒを算出する（ステップＳ１０１の処理）。電流制御部４６は、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈよりも高い条件下で上記両電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒの合成電流指令値Ｉｓｒが合成下限値Ｉｓｔｈよりも低い場合、電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒを変更する。詳細には、電流制御部４６は、電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒを、合成電流指令値Ｉｓｒが合成下限値Ｉｓｔｈ以上となり、且つ、外部指令値に基づき算出された電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒの出力トルクと同一又はそれに近い値が得られるように変更する。そして、電流制御部４６（詳細にはＰＷＭ制御部４８）は、電動モータ１１に流れる電流Ｉｄ，Ｉｑが電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒに近づく（好ましくは一致する）ようにインバータ１３を制御する。これにより、同一又はそれに近いトルクを確保しつつ、合成電流Ｉｓに対して電流誤差δＩが比較的大きい状況となることを抑制できる。よって、電流制限を行うことに起因して電動モータ１１の駆動に支障が生じることを抑制できる。
【００８９】
（４）インバータ制御装置１４は、車載電動ポンプ装置１０の電動モータ１１を駆動するインバータ１３の制御に用いられるものである。車載電動ポンプ装置１０は、電動モータ１１が駆動することによって、車両１００に搭載された燃料電池１０１に水素を供給するポンプ１２を備えている。かかる構成によれば、電流誤差δＩに起因する推定精度の低下を抑制することを通じて、ポンプ１２を好適に駆動させることができる。
【００９０】
ここで、圧縮部３２を駆動させる電動モータ３１には、ポンプ１２を駆動させる電動モータ１１と比較して、高いｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑが求められる。このため、電流誤差δＩの影響が小さくなり易い。
【００９１】
一方、ポンプ１２を駆動させる電動モータ１１には、圧縮部３２を駆動させる電動モータ３１と比較して、比較的低いｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑが求められる。このため、電流誤差δＩの影響が大きくなり易い。この点、本実施形態では、ポンプ１２に対応するインバータ制御装置１４が上記電流制限を行うように構成されている。これにより、車載電動ポンプ装置１０にて特に生じ易い電流誤差δＩの影響が大きくなる状況を抑制でき、ポンプ１２を好適に駆動させることができる。
【００９２】
（第２実施形態）
第１実施形態では、電流制御部４６は、下限値として合成電流Ｉｓを採用し、合成電流Ｉｓが合成下限値Ｉｓｔｈよりも低くならないように制限する構成であった。これに対して、本実施形態では、電流制御部４６は、下限値としてｄ軸電流Ｉｄを採用し、ｄ軸電流Ｉｄがｄ軸下限値Ｉｄｔｈよりも低くならないように制限する。
【００９３】
詳細には、図７に示すように、電流制御部４６の指令値制御部４７は、ステップＳ２０１では、予め定められたｄ軸下限値Ｉｄｔｈを設定する。ｄ軸下限値Ｉｄｔｈは、入力電圧Ｖｉｎに関わらず一定である。ｄ軸下限値Ｉｄｔｈは、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈである場合における電流誤差δＩとの比率が予め定められた許容比となるｄ軸電流Ｉｄ以上に設定されている。
【００９４】
ステップＳ２０２では、指令値制御部４７は、ステップＳ１０１にて算出されたｄ軸電流指令値Ｉｄｒがｄ軸下限値Ｉｄｔｈよりも低いか否かを判定する。指令値制御部４７は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒがｄ軸下限値Ｉｄｔｈ以上である場合には、電流変更を行わない一方、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒがｄ軸下限値Ｉｄｔｈよりも低い場合には、ステップＳ２０３に進む。
【００９５】
ステップＳ２０３では、指令値制御部４７は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒがｄ軸下限値Ｉｄｔｈ以上となり、且つ、ステップＳ１０１にて算出された電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒと同一又はそれに近いトルクが出力される電流Ｉｄ，Ｉｑを導出する。そして、指令値制御部４７は、その導出された電流Ｉｄ，Ｉｑを新たな電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒに設定する。本実施形態では、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒが「対象電流指令値」に相当する。なお、その他の処理は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００９６】
以上詳述した本実施形態によれば、図８に示すように、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈ以上の場合には、ｑ軸電流Ｉｑに関わらず、ｄ軸電流Ｉｄがｄ軸下限値Ｉｄｔｈよりも高い領域が使用可能な電流領域となる。これにより、進み角δθを算出するのに用いられるｄ軸実測電流Ｉｄｍ及びｄ軸推定電流Ｉｄｅが、電流誤差δＩの影響が大きくなる領域まで低くなることを抑制できる。よって、（１）〜（４）の効果を得ることができる。
【００９７】
（第３実施形態）
本実施形態では、ステップＳ１０４の処理が第１実施形態と異なっている。その異なる点について以下に説明する。
【００９８】
本実施形態では、電流制御部４６の指令値制御部４７は、ステップＳ１０４にて、入力電圧Ｖｉｎに応じて異なる合成下限値Ｉｓｔｈを設定する。詳細には、指令値制御部４７は、入力電圧Ｖｉｎが高くなるに従って合成下限値Ｉｓｔｈを高く設定する。
【００９９】
入力電圧Ｖｉｎに対する合成下限値Ｉｓｔｈの変化態様は、任意であるが、例えばリニアに変化させる態様等が考えられる。但し、これに限られず、階段状や指数関数状に変化させてもよい。
【０１００】
図９及び図１０を用いて本実施形態の作用について説明する。図９は入力電圧Ｖｉｎが第１入力電圧Ｖ１である場合の使用可能な電流領域を示し、図１０は入力電圧Ｖｉｎが第１入力電圧Ｖ１よりも高い第２入力電圧Ｖ２である場合の使用可能な電流領域を示す。
【０１０１】
図９及び図１０に示すように、入力電圧Ｖｉｎに応じて使用可能な電流領域が変化する。詳細には、入力電圧Ｖｉｎが第２入力電圧Ｖ２である場合の方が、入力電圧Ｖｉｎが第１入力電圧Ｖ１である場合と比較して、使用可能な電流領域が小さくなっている。
【０１０２】
以上詳述した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて以下の効果を奏する。
（５）入力電圧Ｖｉｎが高くなるに従って合成下限値Ｉｓｔｈが高くなっている。これにより、電流誤差δＩが大きくなる分だけ合成下限値Ｉｓｔｈが高くなるため、電流誤差δＩの影響が大きくなることを抑制できる。これにより、より好適に電流制限を行うことができる。
【０１０３】
詳述すると、仮に合成下限値Ｉｓｔｈを、閾値電圧Ｖｔｈに対応させて設定した場合において、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈよりも十分に高くなると、電流誤差δＩが合成下限値Ｉｓｔｈに対して相対的に大きくなり、電流誤差δＩの影響が大きくなる不都合が生じ得る。かといって、合成下限値Ｉｓｔｈを十分に高くすると、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈに近い値である場合には、必要以上に電流制限が行われることとなり、電力損失の増大化等といった不都合が懸念される。
【０１０４】
これに対して、本実施形態では、入力電圧Ｖｉｎに応じて合成下限値Ｉｓｔｈが変更されるため、合成下限値Ｉｓｔｈを、入力電圧Ｖｉｎに対応した適切な値にできる。よって、上記不都合を抑制できる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、下限値として合成下限値Ｉｓｔｈを採用したが、これに限られず、第２実施形態のようにｄ軸下限値Ｉｄｔｈを採用してもよい。
上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
【０１０６】
○  第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせても良い。例えば、電流制御部４６は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒがｄ軸下限値Ｉｄｔｈよりも低い、又は、合成電流指令値Ｉｓｒが合成下限値Ｉｓｔｈよりも低い場合には、電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒの変更を行ってもよい。また、電流制御部４６は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒがｄ軸下限値Ｉｄｔｈよりも低く、且つ、合成電流指令値Ｉｓｒが合成下限値Ｉｓｔｈよりも低い場合に、電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒの変更を行ってもよい。この場合、ｄ軸下限値Ｉｄｔｈ及び合成下限値Ｉｓｔｈをそれぞれ異なる値に設定することにより、電流Ｉｄ，Ｉｑの使用領域の設定の自由度の向上を図ることができる。要は、電流制御部４６は、ｄ軸電流Ｉｄ、及び、合成電流Ｉｓの少なくとも一方が下限値よりも低くならないように制限すればよい。
【０１０７】
○  図１１に示すように、電流制御部４６は、合成下限値Ｉｓｔｈによる電流制限が行われている状況において力行と回生とを切り替えてもよい。この場合、例えば、電流制御部４６は、合成下限値Ｉｓｔｈの半円に沿うように両電流Ｉｄ，Ｉｑを制御してもよい。
【０１０８】
○  図１２に示すように、電流制御部４６は、ｄ軸下限値Ｉｄｔｈによる電流制限が行われている状況において力行と回生とを切り替えてもよい。この場合、例えば、電流制御部４６は、ｄ軸下限値Ｉｄｔｈに沿うように両電流Ｉｄ，Ｉｑを制御してもよい。
【０１０９】
○  各実施形態では、電流制御部４６（指令値制御部４７）は、電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒを、同一トルクが出力可能な値に変更する構成であったが、これに限られず、下限値以上となればその変更態様については任意である。例えば、電流制御部４６は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｒのみを変更する構成であってもよい。また、電流制御部４６は、下限値が合成下限値Ｉｓｔｈである場合にはｑ軸電流指令値Ｉｑｒのみを変更する構成であってもよい。
【０１１０】
○  位置／速度推定部４４は、ｑ軸実測電流Ｉｑｍ及びｑ軸推定電流Ｉｑｅに基づいて推定してもよい。この場合、下限値としては、合成下限値Ｉｓｔｈ又はｑ軸下限値を採用するとよい。
【０１１１】
○  車載電動圧縮機３０のインバータ制御装置３４が上記電流制限を行ってもよい。すなわち、車載流体機械とは、車載電動ポンプ装置１０に限られず、車載電動圧縮機３０であってもよい。
【０１１２】
○  車載電動圧縮機３０の圧縮対象は、空気に限られず任意であり、例えば冷媒等であってもよい。
○  位置／速度推定部４４は、推定電流Ｉｄｅ，Ｉｑｅを用いることなくロータ２２の位置を推定してもよい。例えば、位置／速度推定部４４は、電流推定部４５に代えて、拡張誘起電圧ｅγ，ｅδを推定する拡張誘起電圧推定部を物理量推定部として備えてもよい。拡張誘起電圧推定部は、例えば、モータ定数と実測電流Ｉｄｍ，Ｉｑｍと両電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑとに基づいて、拡張誘起電圧ｅγ，ｅδを推定する。そして、位置／速度推定部４４は、拡張誘起電圧推定部による拡張誘起電圧ｅγ，ｅδの推定値に基づいて、ロータ２２の回転位置の推定値と実際のロータ２２の回転位置との誤差を算出し、当該誤差に基づいて上記推定値を実際のロータ２２の回転位置に近づける構成でもよい。本別例においては、拡張誘起電圧ｅγ，ｅδが「電動モータに関する物理量」に対応する。また、本別例では、電流センサ４２の検出結果である実測電流Ｉｄｍ，Ｉｑｍは、物理量としての拡張誘起電圧ｅγ，ｅδの推定に用いられる。
【０１１３】
上記別例によれば、拡張誘起電圧ｅγ，ｅδの推定値と実際の拡張誘起電圧ｅγ，ｅδとの間には推定誤差が生じる。拡張誘起電圧ｅγ，ｅδの推定誤差は、入力電圧Ｖｉｎが高くなるほど大きくなる。そして、モータ電流（換言すれば電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒ）が小さくなるほど、ロータ２２の回転位置の推定精度に対する拡張誘起電圧ｅγ，ｅδの推定誤差の影響は大きくなり易い。したがって、本別例においても、上記のように、電流制御部４６は、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈよりも高い場合には、電流制限を行うとよい。これにより、拡張誘起電圧ｅγ，ｅδの推定誤差に起因してロータ２２の回転位置の推定精度が低下することを抑制できる。
【０１１４】
なお、電流センサ４２の検出結果は、推定する物理量が電流（推定電流Ｉｄｅ，Ｉｑｅ）である場合には当該電流の推定と位置／速度推定部４４によるロータ２２の回転位置の推定とに用いられ、推定する物理量が拡張誘起電圧ｅγ，ｅδである場合には拡張誘起電圧推定部による拡張誘起電圧ｅγ，ｅδの推定に用いられる。すなわち、電流センサ４２の検出結果は、物理量の推定、及び、当該物理量を用いたロータ２２の回転位置の推定の少なくとも一方に用いられればよい。
【０１１５】
○  位置／速度推定部４４は、電流推定部４５に代えて、電動モータ１１に関する物理量として、電動モータ１１にて発生している磁束を推定する磁束推定部を物理量推定部として備えてもよい。磁束推定部は、モータ定数及び実測電流Ｉｄｍ，Ｉｑｍ等に基づいて、磁束を推定する。そして、位置／速度推定部４４は、推定された磁束に基づいて、ロータ２２の回転位置を推定してもよい。この場合であっても、磁束の推定値と実際に電動モータ１１にて発生している磁束との間には推定誤差が生じる。当該磁束の推定誤差は、入力電圧Ｖｉｎが高くなるほど大きくなる。そして、モータ電流が小さくなるほど、ロータ２２の回転位置の推定精度に対する磁束の推定誤差の影響は大きくなり易い。したがって、本別例においても、上記のように、電流制御部４６は、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈよりも高い場合には、電流制限を行うとよい。これにより、磁束の推定誤差に起因してロータ２２の回転位置の推定精度が低下することを抑制できる。また、物理量推定部は、少なくともモータ定数に基づいて物理量を推定できるように構成されていればよい。
【０１１６】
○  上記各実施形態及び上記各別例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…車載電動ポンプ装置（車載流体機械）、１１…電動モータ、１２…ポンプ、１３…インバータ、１４…インバータ制御装置、２２ａ…永久磁石、２２…ロータ、２３…ステータ、２４ｕ，２４ｖ，２４ｗ…コイル、３０…車載電動圧縮機、４２…電流センサ、４４…位置／速度推定部、４５…電流推定部、４６…電流制御部、４７…指令値制御部、４８…ＰＷＭ制御部、１００…車両、１０１…燃料電池、Ｉｄ…ｄ軸電流、Ｉｑ…ｑ軸電流、Ｉｓ…合成電流、Ｉｄｍ，Ｉｑｍ…実測電流、Ｉｄｅ，Ｉｑｅ…推定電流、Ｉｄｒ，Ｉｑｒ…電流指令値、Ｉｓｔｈ…合成下限値、Ｉｄｔｈ…ｄ軸下限値、δＩ…電流誤差。
【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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