(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁巻線（１２）を有する回転子（１１）と、電機子巻線（１４）を有する固定子（１３）とを備える回転電機（１０）に適用され、前記電機子巻線に流れる電機子電流、及び、前記界磁巻線に流す界磁電流を制御する回転電機の制御装置（４０）であって、
前記電機子電流のｄ軸成分の指令値と実際値との偏差に基づいて、前記電機子巻線に印加する電機子電圧のｄ軸成分の指令値である第１指令電圧を設定する第１指令電圧設定部（４５，４６ａ，４７ａ）と、
前記界磁電流の指令値と実際値との偏差に基づいて、前記界磁巻線に印加する界磁電圧の指令値である第２指令電圧を設定する第２指令電圧設定部（４２，４２ａ，４３ａ）と、
を備え、
さらに、前記界磁電流の指令値と実際値との偏差に基づいて、前記第１指令電圧を補正する第１補正部（４６，４８，４８ａ，５０ａ）、及び、前記電機子電流の指令値と実際値との偏差に基づいて、前記第２指令電圧を補正する第２補正部（４３，４７，４４ａ，４９ａ）の少なくとも一方を備え、
前記第１補正部、及び、前記第２補正部の少なくとも一方によって、前記電機子電流のｄ軸成分と前記界磁電流とを非干渉化することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記第２補正部（４７）は、前記電機子電流のｄ軸電流の指令値と実際値との偏差に対して、係数を乗算することで、前記第２指令電圧の補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１補正部（４８）は、前記界磁電流の指令値と実際値との偏差に対して、係数を乗算することで、前記第１指令電圧の補正量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記第１指令電圧設定部は、前記電機子電流のｄ軸成分の指令値と実際値との偏差に基づいて、前記電機子電流のｄ軸成分の操作量である第１操作量を算出する第１操作量算出部（４６ａ）を備え、その第１操作量に基づいて、前記第１指令電圧を設定するものであって、
前記第２補正部は、前記第１操作量に基づいて、前記第２指令電圧の補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記第１操作量算出部は、前記電機子電流のｄ軸成分の指令値と実際値との偏差に積分演算を実施することで前記第１操作量を算出するものであって、
前記第２補正部は、第１操作量に微分演算を実施することで、前記第２指令電圧の補正量を算出することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記第２指令電圧設定部は、前記界磁電流の指令値と実際値との偏差に基づいて、前記界磁電流の操作量である第２操作量を算出する第２操作量算出部（４２ａ）を備え、その第２操作量に基づいて、前記第２指令電圧を設定するものであって、
前記第１補正部は、前記第２操作量に基づいて、前記第１指令電圧の補正量を算出することを特徴とする請求項１，４又は５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記第２操作量算出部は、前記界磁電流の指令値と実際値との偏差に積分演算を実施することで前記第２操作量を算出するものであって、
前記第１補正部は、第２操作量に微分演算を実施することで、前記第１指令電圧の補正量を算出することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記第１補正部、及び、前記第２補正部は、前記界磁巻線と、前記電機子巻線のｄ軸成分との相互インダクタンスに基づいて、前記第１指令電圧及び前記第２指令電圧をそれぞれ補正することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、界磁巻線に界磁電流を流すことで生じる界磁磁束に基づいてトルクを発生させる界磁巻線型回転電機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期式回転電機において、トルクを一定値に維持しつつ回転速度を増加させる場合、電機子巻線に流れるｄ軸電流を負の方向に増加させる弱め磁束制御が実施される。また、界磁巻線型回転電機において、トルクを増加させる場合、界磁巻線に流れる界磁電流を増加させて、界磁磁束を強める制御が実施される。
【０００３】
界磁巻線と電機子巻線との間に磁気結合が存在するため、ｄ軸電流の変化により、界磁巻線に外乱電圧が発生し、界磁電流が変動する。同様に、界磁電流の変化により、電機子巻線に外乱電圧が発生し、ｄ軸電流が変動する。この界磁電流及びｄ軸電流の変動の結果、トルク変動が生じる。特に、近年、高トルク応答を実現するために、界磁巻線が低インダクタンス化されており、外乱電圧による界磁電流の変動による影響が顕著となっている。
【０００４】
ここで、外乱電圧によるトルク変動を抑制するために、特許文献１には、ｄ軸電流の変化量に基づいて、界磁電流指令値を補正する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１４１８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
界磁電流とｄ軸電流との干渉は、界磁電圧及びｄ軸電圧に対して電圧外乱として作用する。このため、従来技術のように界磁電流指令値を補正する構成では、特に、電圧外乱による影響が大きい場合に、界磁電圧が界磁電圧の指令値に対して追従できず、その結果、界磁電流が界磁電流指令値に追従できないという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、干渉電圧による外乱が大きい場合であっても、界磁電流及びｄ軸電流の変動を抑制することが可能な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】
【０００８】
第１の構成は、界磁巻線（１２）を有する回転子（１１）と、電機子巻線（１４）を有する固定子（１３）とを備える回転電機（１０）に適用され、前記電機子巻線に流れる電機子電流、及び、前記界磁巻線に流す界磁電流を制御する回転電機の制御装置（４０）であって、前記電機子電流のｄ軸成分の指令値と実際値との偏差に基づいて、前記電機子巻線に印加する電機子電圧のｄ軸成分の指令値である第１指令電圧を設定する第１指令電圧設定部（４５，４６ａ，４７ａ）と、前記界磁電流の指令値と実際値との偏差に基づいて、前記界磁巻線に印加する界磁電圧の指令値である第２指令電圧を設定する第２指令電圧設定部（４２，４２ａ，４３ａ）と、を備え、さらに、前記界磁電流の指令値と実際値との偏差に基づいて、前記第１指令電圧を補正する第１補正部（４６，４８，４８ａ，５０ａ）、及び、前記電機子電流の指令値と実際値との偏差に基づいて、前記第２指令電圧を補正する第２補正部（４３，４７，４４ａ，４９ａ）の少なくとも一方を備え、前記第１補正部、及び、前記第２補正部の少なくとも一方によって、前記電機子電流のｄ軸成分と前記界磁電流とを非干渉化することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、界磁電流の目標値と実際値との偏差に基づいて、第１指令電圧が補正される。または、電機子電流の目標値と実際値との偏差に基づいて、第２指令電圧が補正される。そして、第１指令電圧又は第２指令電圧の補正によって、界磁電流と電機子電流とが非干渉化される。従来技術のように界磁電流の目標値を補正する構成ではなく、第１指令電圧及び第２指令電圧を補正する構成としているため、干渉電圧による外乱が適切に補償される。このため、干渉電圧による外乱が大きい場合であっても、界磁電流及びｄ軸電流の変動を抑制することが可能となり、トルク変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の電気的構成を表す図。
【図２】ｄ軸電流と界磁電流との干渉を表す図。
【図３】第１実施形態の制御装置及び回転電機を表すモデル図。
【図４】回転速度の変化を表すタイミングチャート。
【図５】非干渉化制御を行わない場合のｄ軸電流、ｑ軸電流、界磁電流、及び、トルクの変化を表すタイミングチャート。
【図６】従来技術の非干渉化制御を実施した場合のｄ軸電流、ｑ軸電流、界磁電流、及び、トルクの変化を表すタイミングチャート。
【図７】第１実施形態の非干渉化制御を実施した場合のｄ軸電流、ｑ軸電流、界磁電流、及び、トルクの変化を表すタイミングチャート。
【図８】第２実施形態の制御装置を表すモデル図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、本発明にかかる制御装置を車載主機としてエンジンを備える車両に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１に示すように、回転電機１０は、多相巻線を有する巻線界磁型回転電機であり、具体的には、３相巻線を有する巻線界磁型同期回転電機である。本実施形態では、回転電機１０として、スタータ及びオルタネータ（発電機）の機能を統合したＩＳＧ（integrated Starter Generator）を想定している。特に本実施形態では、エンジンの初回の始動に加えて、所定の自動停止条件が成立する場合にエンジンを自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立する場合にエンジンを自動的に再始動させるアイドリングストップ機能を実行する場合にも、回転電機１０がスタータとして機能する。
【００１３】
回転電機１０を構成するロータ１１（回転子）は、界磁巻線１２を備え、また、エンジンのクランク軸と動力伝達が可能とされている。本実施形態において、ロータ１１は、ベルトを介してクランク軸に連結（より具体的には直結）されている。回転電機１０のステータ１３（固定子）には、電機子巻線１４が巻回されている。
【００１４】
回転電機１０の電機子巻線１４には、インバータ２０が接続されている。インバータ２０には、直流電源２１が接続されている。インバータ２０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相高電位側スイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相低電位側スイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの直列接続体を３組備えている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相における上記直列接続体の接続点は、電機子巻線１４のＵ，Ｖ，Ｗ相の端子に接続されている。
【００１５】
本実施形態では、各スイッチＳＵｐ〜ＳＷｎとして、ＩＧＢＴを用いている。そして、各スイッチＳＵｐ〜ＳＷｎにはそれぞれ、還流ダイオードＤＵｐ〜ＤＷｎが並列に接続されている。また、各スイッチＳＵｐ〜ＳＷｎとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＭＯＳ−ＦＥＴであってもよい。なお、スイッチＳＵｐ〜ＳＷｎとしてＭＯＳ−ＦＥＴを用いる場合、還流ダイオードＤＵｐ〜ＤＷｎとして、各スイッチＳＵｐ〜ＳＷｎのボディダイオードを用いてもよい。
【００１６】
インバータ２０の高電位側の端子（各高電位側スイッチのコレクタ側の端子）には、直流電源２１の正極端子が接続されている。低電位側の端子（各低電位側スイッチのエミッタ側の端子）には、直流電源２１の負極端子が接続されている。
【００１７】
界磁巻線１２には、界磁電流出力部２２によって直流電圧が印加可能とされている。界磁電流出力部２２は、直流電源２１から供給される電力を用いて、界磁巻線１２に印加する界磁電圧ｖｆを調整することにより、界磁巻線１２に流れる界磁電流ｉｆを制御する。このように、電機子巻線１４及び界磁巻線１２は共通の直流電源２１から電力を供給される。
【００１８】
制御装置４０は、界磁電流検出部３０から界磁電流ｉｆの検出値を取得する。そして、制御装置４０は、界磁電流ｉｆをその指令値ｉｆ＊にフィードバック制御するための操作量として、界磁巻線１２に印加する界磁電圧ｖｆの指令値である界磁電圧指令値ｖｆ＊を算出する。本実施形態では、界磁電流ｉｆの実際値と界磁電流指令値ｉｆ＊との偏差に基づく比例積分制御によって界磁電圧指令値ｖｆ＊を算出する。
【００１９】
また、制御装置４０は、回転電機１０のトルク指令値Ｔ＊と回転角速度ωに基づき、ｄ軸電流ｉｄ（電機子電流のｄ軸成分）の指令値であるｄ軸電流指令値ｉｄ＊、及び、ｑ軸電流ｉｑ（電機子電流のｑ軸成分）の指令値であるｑ軸電流指令値ｉｑ＊を算出する。ここで、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑは、ｄｑ軸座標系上におけるｄ軸電流及びｑ軸電流の組から成る電流ベクトルの要素である。
【００２０】
制御装置４０は、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊、及び、ｑ軸電流指令値ｉｑ＊に基づき、操作信号ｇＵｐ〜ｇＷｎを生成する。より具体的には、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊、ｑ軸電流指令値ｉｑ＊、及び、相電流検出部３１から取得した相電流ｉｖ，ｉｗの検出値に基づいて、各相の指令電圧ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を算出する。そして、指令電圧ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊と、キャリア信号ｔｐ（例えば三角波信号）との大小比較に基づくＰＷＭ処理によって操作信号ｇＵｐ〜ｇＷｎ生成する。
【００２１】
そして、制御装置４０は、生成された操作信号ｇＵｐ〜ｇＷｎをインバータ２０に出力する。これにより、電機子巻線１４のＵ，Ｖ、Ｗ相には、電気角で互いに位相が１２０度ずれた正弦波状の電圧が印加され、電気角で互いに位相が１２０度ずれた正弦波状の電流が流れることとなる。
【００２２】
ここで、界磁巻線型の回転電機１０の出力トルクＴは、
Ｔ＝Ｐｎ｛φａ・ｉｑ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）ｉｄ・ｉｑ｝
と表すことができる。Ｐｎはロータ１１の極対数、φａは界磁磁束、ｉｑはｑ軸電流、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑはｑ軸インダクタンスである。
【００２３】
界磁巻線型の回転電機１０は、ＳＰＭモータ（SPM: Surface Permanent Magnet）と同様に、ｄ軸インダクタンスＬｄの大きさとｑ軸インダクタンスＬｑの大きさは等しいと見なすことができる。このため、出力トルクＴは、
Ｔ＝Ｐｎ・φａ・ｉｑ
と表すことができる。
【００２４】
界磁巻線型の回転電機１０において、φａ＝Ｍｆ・ｉｆであるため、出力トルクＴは、
Ｔ＝Ｐｎ・Ｍｆ・ｉｆ・ｉｑ
と表すことができる。ここで、Ｍｆは界磁巻線１２と電機子巻線１４との間の相互インダクタンス、ｉｆは界磁電流である。つまり、回転電機１０は、界磁電流ｉｆ及びｑ軸電流ｉｑを適切に調整することで、出力トルクＴを制御することができる。
【００２５】
図２に回転電機１０をｄｑ軸モデルで表した図を示す。界磁巻線１２の自己インダクタンスＬｆによる界磁磁束と、ｄ軸インダクタンスＬｄによるｄ軸磁束とは、対向して生じる。界磁巻線１２と電機子巻線１４との間の相互インダクタンスをＭｆとして表すことができる。
【００２６】
界磁巻線１２に対する印加電圧をｖｆ、界磁巻線１２の抵抗成分である界磁巻線抵抗をＲｆ、界磁巻線１２の自己インダクタンスである界磁インダクタンスをＬｆ、ｄ軸電圧（電機子電圧のｄ軸成分）をｖｄ、ｑ軸電圧（電機子電圧のｑ軸成分）をｖｑ、電機子巻線の抵抗成分である電機子巻線抵抗をＲ、ｄ軸インダクタンスをＬｄ、ｑ軸インダクタンスをＬｑ、回転角速度をω、微分演算子をｓとした場合に、
【数１】
0006308180.tif 000002
上記式（１）のように巻線界磁形回転電機の電圧方程式を記述することができる。
【００２７】
式（１）を変形することで、界磁電流ｉｆは、
ｉｆ＝（ｖｆ−ｓ・Ｍｆ・ｉｄ）／（Ｌｆ・ｓ＋Ｒｆ）
と表すことができ、ｄ軸電流ｉｄは、
ｉｄ＝（ｖｄ＋ω・Ｌｑ・ｉｑ−ｓ・Ｍｆ・ｉｆ）／（Ｌｄ・ｓ＋Ｒ）
として表すことができる。
【００２８】
ここで、回転角速度ωを増加させる場合、ｄ軸電流ｉｄを負の方向に増加させる、いわゆる、弱め界磁制御を実施する。ｄ軸電流ｉｄが負の方向に増加することで、界磁電流ｉｆが正の方向に増加する。また、出力トルクＴを増加させる場合、界磁電流ｉｆを正の方向に増加させる。界磁電流ｉｆが正の方向に増加することで、ｄ軸電流ｉｄが負の方向に増加する。
【００２９】
従来技術（特開２００８−１４１８３８号公報）として、ｄ軸電流ｉｄの変化量に基づいて、界磁電流指令値ｉｆ＊を補正する構成が開示されている。ここで、界磁電流ｉｆとｄ軸電流ｉｄとの干渉は、界磁電流出力部２２の出力である界磁電圧ｖｆに対して電圧外乱として作用する。このため、従来技術のように界磁電流指令値ｉｆ＊を補正する構成では、界磁電圧ｖｆが界磁電圧指令値ｖｆ＊に対して追従できず、その結果、界磁電流ｉｆが界磁電流指令値ｉｆ＊に追従できないという問題が生じる。
【００３０】
そこで、本実施形態では、回転電機１０の逆モデルを用いて、ｄ軸電流ｉｄと界磁電流ｉｆとを非干渉化する。
【００３１】
図３の右側に制御対象（プラント）としての回転電機１０のモデル図を示す。なお、ｄ軸電流ｉｄと界磁電流ｉｆとの干渉をモデル化するために、ｄ軸電流ｉｄ及び界磁電流ｉｆについて記載し、ｑ軸電流ｉｑ（及び、ｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑとの間で生じる干渉）は省略している。
【００３２】
回転電機１０に対して、ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊及び界磁電圧指令値ｖｆ＊が入力される。干渉部５１には、界磁電圧指令値ｖｆ＊と、干渉電圧ｓ・Ｍｆ・ｉｄとが入力される。ここで、干渉電圧は、微分要素５６（ｓ・Ｍｆ）に対し、ｄ軸電流の実際値ｉｄが入力されたときの出力値である。干渉部５１から出力される電圧（ｖｆ＊−ｓ・Ｍｆ・ｉｄ）は、一次遅れ要素５２（１／Ｌｆｓ＋Ｒｆ）、つまり、界磁巻線１２におけるアドミタンスに入力され、界磁電流ｉｆの実際値が出力される（ｉｆ＝（ｖｆ−ｓ・Ｍｆ・ｉｄ）／（Ｌｆ・ｓ＋Ｒｆ））。
【００３３】
干渉部５３には、ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊と、干渉電圧ｓ・Ｍｆ・ｉｆとが入力される。ここで、干渉電圧は、微分要素５７（ｓ・Ｍｆ）に対し、界磁電流の実際値ｉｆが入力されたときの出力値である。干渉部５３から出力される電圧（ｖｄ＊−ｓ・Ｍｆ・ｉｆ）は、一次遅れ要素５４（１／Ｌｄｓ＋Ｒ）、つまり、ｄ軸におけるアドミタンスに入力され、ｄ軸電流ｉｄの実際値が出力される（ｉｄ＝（ｖｄ−ｓ・Ｍｆ・ｉｆ）／（Ｌｄ・ｓ＋Ｒ））。
【００３４】
ここで、図３の回転電機１０では、微分要素５６及び微分要素５７から構成される干渉電圧生成部５５によって、ｄ軸電流ｉｄと界磁電流ｉｆとの干渉電圧が生じている。
【００３５】
図３の左側に制御装置４０が備える回転電機１０の逆モデルを示す。偏差算出部４１は、界磁電流の指令値ｉｆ＊に対する界磁電流の実際値ｉｆの偏差Δｉｆを算出する。ＰＩ演算部４２は、偏差Δｉｆに対してＰＩ演算（比例積分演算）を実施する。より具体的には、ＰＩ演算部４２は、比例要素Ｋｆ・Ｌｆと、積分要素Ｋｆ・Ｒｆ／ｓの和として表すことができる。ここで、Ｋｆは積分ゲインである。
【００３６】
ＰＩ演算部４２の出力は、干渉電圧Δｖｆを含まない界磁電圧指令値ｖｆ＊に相当する。非干渉化部４３は、ＰＩ演算部４２の出力と、干渉電圧Δｖｆとの和を、非干渉化された界磁電圧指令値ｖｆ＊として出力する。つまり、非干渉化部４３は、界磁電圧指令値ｖｆ＊の補正を行う。ここで、干渉電圧Δｖｆは、後述するｄ軸電流の偏差Δｉｄを、比例要素４７（Ｋｄ・Ｍｆ）に入力することで算出される。
【００３７】
偏差算出部４４は、ｄ軸電流の指令値ｉｄ＊に対するｄ軸電流の実際値ｉｄの偏差Δｉｄを算出する。ＰＩ演算部４５は、偏差Δｉｄに対してＰＩ演算を実施する。より具体的には、ＰＩ演算部４５は、比例要素Ｋｄ・Ｌｄと、積分要素Ｋｄ・Ｒ／ｓの和として表すことができる。ここで、Ｋｄは積分ゲインである。
【００３８】
ＰＩ演算部４５の出力は、干渉電圧Δｖｄを含まないｄ軸電圧指令値ｖｄ＊に相当する。非干渉化部４６は、ＰＩ演算部４５の出力と、干渉電圧Δｖｄとの和を、非干渉化されたｄ軸電圧指令値ｖｄ＊として出力する。つまり、非干渉化部４６は、ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊の補正を行う。ここで、干渉電圧Δｖｄは、界磁電流の偏差Δｉｆを、比例要素４８（Ｋｆ・Ｍｆ）に入力することで算出される。
【００３９】
本実施形態のＰＩ演算部４５が、「第１指令電圧設定部」に相当し、ＰＩ演算部４２が、「第２指令電圧設定部」に相当し、比例要素４８及び非干渉化部４６が、「第１補正部」に相当し、比例要素４７及び非干渉化部４３が、「第１補正部」に相当する。また、ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊が「第１指令電圧」に相当し、界磁電圧指令値ｖｆ＊が「第２指令電圧」に相当する。また、本実施形態では、比例要素４７及び比例要素４８によって構成される干渉電圧算出部４９によって、干渉電圧Δｖｆ，Δｖｄを算出している。このように、ｄ軸電流ｉｄと界磁電流ｉｆとを非干渉化することで、制御システム全体を一次遅れ系として取り扱うことができる。
【００４０】
図４に示すように、所定期間（０．１ｓｅｃ）において、回転速度ｆ（ｆ＝ω／２π）が２０００ｒｐｍから７０００ｒｐｍまで増加するような状況下におけるｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑ、界磁電流ｉｆ、トルクＴの変化を図５〜７に示す。ここで、図５は、非干渉化を行わなかった場合を示し、図６は、従来技術（特開２００８−１４１８３８号公報）における非干渉化を行った場合を示し、図７は、本実施形態における非干渉化を行った場合を示している。
【００４１】
図５に示す非干渉化を行わなかった場合では、回転速度ｆの増加とともに、ｄ軸電流ｉｄが負の方向に増加する。このｄ軸電流ｉｄの変化に伴って、界磁電流ｉｆが変化し、その結果、トルク変動が生じている。図６に示す従来技術における非干渉化を行った場合では、ｄ軸電流ｉｄの変化が開始時において、制御破綻が生じている。
【００４２】
図７に示す本実施形態における非干渉化を行った場合では、ｄ軸電流ｉｄの変化による界磁電流ｉｆの変化は生じず、トルク変動を抑制できている。
【００４３】
以下、本実施形態における効果を述べる。
【００４４】
従来技術のように界磁電流指令値ｉｆ＊を補正する構成ではなく、界磁電圧指令値ｖｆ＊及びｄ軸電圧指令値ｖｄ＊を補正する構成としている。このため、干渉電圧Δｖｆ，Δｖｄによる外乱が適切に補償され、界磁電流ｉｆ及びｄ軸電流ｉｄの変動を抑制することが可能となり、トルク変動を抑制できる。
【００４５】
より具体的には、ｄ軸電流の指令値ｉｄ＊と実際値ｉｄとの偏差Δｉｄに対して、係数（Ｋｄ・Ｍｆ）を乗算することで、界磁電圧指令値ｖｆ＊の補正量（干渉電圧）を算出する。このような構成にすることで、簡易な構成で干渉電圧を算出することが可能になる。同様に、界磁電流の指令値ｉｆ＊と実際値ｉｆとの偏差Δｉｆに対して、係数（Ｋｆ・Ｍｆ）を乗算することで、ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊の補正量（干渉電圧）を算出する。このような構成にすることで、簡易な構成で干渉電圧を算出することが可能になる。
【００４６】
（第２実施形態）
図８に第２実施形態における制御装置４０ａが備える回転電機１０の逆モデルを示す。偏差算出部４１ａは、界磁電流の指令値ｉｆ＊に対する界磁電流の実際値ｉｆの偏差Δｉｆを算出する。操作量算出部４２ａ（第２操作量算出部）は、偏差Δｉｆに対して積分演算を実施し、電流操作量ｉｆ＊＊（第２操作量）を算出する。より具体的には、操作量算出部４２ａは、一次遅れ要素Ｋｆ／ｓとして表すことができる。ここで、Ｋｆは積分ゲインである。電流操作量ｉｆ＊＊は、微分要素４３ａ（Ｌｆｓ＋Ｒｆ）に入力される。微分要素４３ａは、界磁巻線１２のインピーダンスであり、回転電機１０の一次遅れ要素５２の逆数である。
【００４７】
微分要素４３ａの出力は、干渉電圧Δｖｆを含まない界磁電圧指令値ｖｆ＊に相当する。非干渉化部４４ａは、微分要素４３ａの出力と、干渉電圧Δｖｆとの和を、非干渉化された界磁電圧指令値ｖｆ＊として出力する。ここで、干渉電圧Δｖｆは、後述するｄ軸電流の電流操作量ｉｄ＊＊を、微分要素４９ａ（ｓＭｆ）に入力することで算出される。
【００４８】
偏差算出部４５ａは、ｄ軸電流の指令値ｉｄ＊に対するｄ軸電流の実際値ｉｄの偏差Δｉｄを算出する。操作量算出部４６ａ（第１操作量算出部）は、偏差Δｉｄに対して積分演算を実施し、電流操作量ｉｄ＊＊（第１操作量）を算出する。より具体的には、操作量算出部４６ａは、一次遅れ要素Ｋｄ／ｓとして表すことができる。ここで、Ｋｄは積分ゲインである。電流操作量ｉｄ＊＊は、微分要素４７ａ（Ｌｄｓ＋Ｒｄ）に入力される。微分要素４７ａは、電機子巻線１４のｄ軸インピーダンスであり、回転電機１０の一次遅れ要素５４の逆数である。
【００４９】
微分要素４７ａの出力は、干渉電圧Δｖｄを含まないｄ軸電圧指令値ｖｄ＊に相当する。非干渉化部４８ａは、微分要素４７ａの出力と、干渉電圧Δｖｄとの和を、非干渉化されたｄ軸電圧指令値ｖｄ＊として出力する。ここで、干渉電圧Δｖｄは、界磁電流の電流操作量ｉｆ＊＊を、微分要素５０ａ（ｓＭｆ）に入力することで算出される。
【００５０】
本実施形態の操作量算出部４６ａ及び微分要素４７ａが、「第１指令電圧設定部」に相当し、操作量算出部４２ａ及び微分要素４３ａが、「第２指令電圧設定部」に相当し、微分要素５０ａ及び非干渉化部４８ａが、「第１補正部」に相当し、微分要素４９ａ及び非干渉化部４４ａが、「第２補正部」に相当する。また、本実施形態では、微分要素４９ａ及び微分要素５０ａを含む干渉電圧算出部５１ａによって、干渉電圧Δｖｆ，Δｖｄを算出している。また、第２実施形態の制御装置４０ａが備える回転電機１０の逆モデルは、第１実施形態の制御装置４０が備える回転電機１０の逆モデルを等価変換することで得ることができる。
【００５１】
本実施形態の構成では、ｄ軸電流の指令値ｉｄ＊と実際値ｉｄとの偏差Δｉｄに基づいて、ｄ軸電流ｉｄの操作量であるｄ軸電流操作量ｉｄ＊＊を算出し、そのｄ軸電流操作量ｉｄ＊＊に基づいて、界磁電圧指令値ｖｆ＊の補正量（干渉電圧）を算出する。ここで、操作量算出部４６ａは、積分演算を実施するため、ローパスフィルタとして作用する。このため、ｄ軸電流操作量ｉｄ＊＊に基づいて、界磁電圧指令値ｖｆ＊の補正量を算出することで、ｄ軸電流ｉｄのノイズによる影響を抑制することができる。
【００５２】
同様に、界磁電流の指令値ｉｆ＊と実際値ｉｆとの偏差Δｉｄに基づいて、界磁電流の操作量である界磁電流操作量ｉｆ＊＊を算出し、その界磁電流操作量ｉｆ＊＊に基づいて、ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊の補正量（干渉電圧）を算出する。ここで、操作量算出部４２ａは、積分演算を実施するため、ローパスフィルタとして作用する。このため、界磁電流操作量ｉｆ＊＊に基づいて、ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊の補正量を算出することで、界磁電流ｉｆのノイズによる影響を抑制することができる。
【００５３】
（他の実施形態）
・ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊及び界磁電圧指令値ｖｆ＊のうち一方を補正するものであってもよい。例えば、第１実施形態では、非干渉化部４３及び比例要素４７と、非干渉化部４６及び比例要素４８と、のうち一方を省略する構成としてもよい。
【００５４】
・回転電機の回転子として、界磁巻線に加え、永久磁石を備える構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０…回転電機、１１…ロータ（回転子）、１２…界磁巻線、１３…ステータ（固定子）、１４…電機子巻線、４０…制御装置、４２…ＰＩ演算部、４３…非干渉化部、４５…ＰＩ演算部、４６…非干渉化部、４７…比例要素、４８…比例要素、４２ａ…操作量算出部、４３ａ…微分要素、４４ａ…非干渉化部、４６ａ…操作量算出部、４７ａ…微分要素、４８ａ…非干渉化部、４９ａ…微分要素、５０ａ…微分要素。
【図１】
0006308180.tif 000003
【図２】
0006308180.tif 000004
【図３】
0006308180.tif 000005
【図４】
0006308180.tif 000006
【図５】
0006308180.tif 000007
【図６】
0006308180.tif 000008
【図７】
0006308180.tif 000009
【図８】
0006308180.tif 000010