(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、
前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、
前記角度算出手段は、前記回転機に対するトルクの指令値、前記回転機の実トルク、前記回転機を駆動するための電流の指令値、前記回転機を駆動するための電流の検出値の少なくとも１つに応じて前記回転角度を推定する際に用いるゲインを可変設定することを特徴とする回転機の制御装置。
【請求項２】
インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、
前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、
前記角度算出手段は、前記重畳手段によって重畳される周波数信号と前記実際に伝播する周波数信号との２つのベクトル信号の外積及び前記実際に伝播する周波数信号についての前記推定される回転角度に基づくｑ軸方向の電流成分のいずれかを誤差パラメータ値として、これを目標値とするように前記回転角度を算出するものであって且つ、前記目標値を前記回転機の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする回転機の制御装置。
【請求項３】
インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、
前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、
前記角度算出手段は、前記実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき算出される誤差パラメータ値が目標値となるように前記回転角度を算出するものであり、
前記角度算出手段の算出する回転角度を出力として且つ前記誤差パラメータ値と前記目標値との差を入力とする伝達関数が３次以上の伝達系であることを特徴とする回転機の制御装置。
【請求項４】
インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、
前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、
前記角度算出手段は、前記実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき算出される誤差パラメータ値が目標値となるように前記回転角度を算出するものであり、
前記角度算出手段は、前記回転機の回転角度を出力するのに先立ち、出力対象とする回転角度を前記誤差パラメータ値の高周波成分に基づき補正することを特徴とする回転機の制御装置。
【請求項５】
インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、
前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、
前記角度算出手段は、前記実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき算出される誤差パラメータ値が目標値となるように前記回転角度を算出するものであり、
前記可変手段による重畳方向は、前記推定される回転角度の実際の誤差と前記誤差パラメータ値との関係を示すモデル式を用いて、前記実際の誤差が所定の領域内に入る場合について、前記誤差パラメータ値と前記実際の誤差とが１対１の対応関係を有するように適合されてなることを特徴とする回転機の制御装置。
【請求項６】
インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、
前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、
前記角度算出手段は、前記実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき算出される誤差パラメータ値が目標値となるように前記回転角度を算出するものであり、
前記可変手段による重畳方向は、前記推定される回転角度の実際の誤差と前記誤差パラメータ値との関係を前記重畳方向毎に計測することで、前記実際の誤差が所定の領域内に入る場合について、前記誤差パラメータ値と前記実際の誤差とが１対１の対応関係を有するように適合されてなることを特徴とする回転機の制御装置。
【請求項７】
インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、
前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、
前記角度算出手段は、前記実際に伝播する周波数信号の振動方向および前記重畳方向のなす角度に基づき算出される誤差パラメータ値が目標値となるように前記回転角度を算出するものであって且つ、前記目標値を前記回転機の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする回転機の制御装置。
【請求項８】
前記角度算出手段は、前記回転機に対するトルクの指令値、前記回転機の実トルク、前記回転機を駆動するための電流の指令値、前記回転機を駆動するための電流の検出値の少なくとも１つに応じて前記目標値を可変設定することを特徴とする請求項７記載の回転機の制御装置。
【請求項９】
前記可変手段は、磁気飽和度合いが所定以上となる際、前記周波数信号の重畳方向を前記回転機のインダクタンスが最小となる方向側よりも最大となる方向側に偏向させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
【請求項１０】
前記可変手段は、前記回転機に対するトルクの指令値、前記回転機の実トルク、前記回転機を駆動するための電流の指令値、前記回転機を駆動するための電流の検出値の少なくとも１つを入力パラメータとして前記可変設定を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転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、例えば下記特許文献１に見られるように、突極性を有する３相電動機に対するインバータの出力信号の推定ｄ軸方向に電圧信号を重畳し、このとき実際に伝播する電流信号のｑ軸成分の変化に基づき回転角度を算出するものも提案されている。これは、３相電動機においてｄ軸方向のインダクタンスが最小であるため、ｑ軸方向と比較してｄ軸方向に電流が流れやすいという性質に着目したものである。更に、上記特許文献１では、上記電流信号の変化に基づき算出される量が目標値となるように回転角度を算出することも提案されている。これにより、電動機のトルクが増大し磁気飽和現象が生じる場合であれ、回転角度の推定誤差を抑制することができる。
【特許文献１】特許第３６９２０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、例えば車載動力発生装置として用いる電動機等において、小型化の要求と高トルク化の要求とがますます高まってきている。こうした状況下、電動機を小型化していきつつトルクを更に増大させる場合、一層顕著な磁気飽和現象が生じる。そしてこの場合、上記目標値となるように回転角度を算出する処理を行ったとしても、回転角度の算出誤差が増大していくことが発明者らによって見出されている。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、回転機の駆動状態にかかわらず、回転機の電気的な状態量に基づき回転機の回転角度についてのより高精度な情報を取得することのできる回転機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【００１１】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記可変手段は、磁気飽和度合いが所定以上となる際、前記周波数信号の重畳方向を前記回転機のインダクタンスが最小となる方向側よりも最大となる方向側に偏向させることを特徴とする。
【００１２】
周波数信号の重畳方向を可変とする際、所定の磁気飽和度合いとなる場合の重畳方向をインダクタンスが最小となる方向側よりも最大となる方向側に偏向させる場合に特に上記１対１の関係を保ちやすいことが発明者らによって見出されている。上記発明ではこの点に着目することで、重畳方向を適切に設定することができる。
【００１３】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明において、前記可変手段は、前記回転機に対するトルクの指令値、前記回転機の実トルク、前記回転機を駆動するための電流の指令値、前記回転機を駆動するための電流の検出値の少なくとも１つを入力パラメータとして前記可変設定を行うことを特徴とする。
【００１４】
上述したように、回転機の磁気飽和度合いが大きくなると、実際の誤差と誤差パラメータ値との１対１の対応関係を保つことが困難となる。このため、磁気飽和を生じさせるパラメータに応じて重畳方向を可変とすることが望ましい。また、上記１対１の関係を保つ上で要求される重畳方向は、回転機を駆動するための電流の位相角に応じても変化することが発明者らによって見出されている。この点、上記発明では、磁気飽和度合いと相関を有するパラメータや、駆動電流の位相角と相関を有するパラメータを用いることで、重畳方向を適切に設定することができる。
【００１５】
請求項７記載の発明は、インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、前記角度算出手段は、前記実際に伝播する周波数信号の振動方向および前記重畳方向のなす角度に基づき算出される誤差パラメータ値が目標値となるように前記回転角度を算出するものであって且つ、前記目標値を前記回転機の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする。
【００１６】
上記発明では、回転機が突極性を有するため、位相角によってインダクタンスが異なり、ひいては電流の流れやすさが異なる。このため、実際に伝播する周波数信号は、重畳した周波数信号の位相角にかかわらず電流の流れやすい方向に偏向したものとなる。このため、この偏向態様に基づき、回転角度を算出することができる。
ただし、回転機に磁気飽和が生じて且つ磁気飽和度合いが大きくなるにつれて上記偏向態様に基づく回転角度の算出精度が低下し、更に磁気飽和度合いが大きくなると、上記偏向態様に基づく回転角度の算出自体が不可能となるおそれがあることが発明者らによって見出されている。そして、発明者らによれば、この要因は、上記推定される回転角度の実際の誤差と、上記実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき算出される誤差パラメータ値とが１対１の関係を有しなくなることにある。
ここで、上記発明では、推定される回転角度にて設定（定義）される重畳方向の角度を可変とすることで、これを固定した場合と比較して、上記実際の誤差と上記誤差パラメータ値との関係を調節するための自由度を増大させることができる。そしてこれによれば、これら実際の誤差と誤差パラメータ値との１対１の対応関係を保つこともできることが発明者らによって見出されている。上記発明では、この点に着目することで、回転機の駆動状態にかかわらず回転角度についてのより高精度な情報を取得することができる。
ところで、上記重畳方向を可変とすることで実際の誤差と誤差パラメータ値との１対１の対応関係を保った場合であっても、これは、実際の誤差がゼロである場合に誤差パラメータ値がゼロとなることを保障するものではなく、実際の誤差がゼロである場合の誤差パラメータ値は変動し得ることが発明者らによって見出されている。この点、上記発明では、目標値を可変とすることで、誤差パラメータ値が目標値となるように回転角度を算出することで回転角度の実際の誤差をゼロとすることができる。
なお、回転機とは、電動機や発電機のことである。また、回転機を実際に伝播する周波数信号とは、重畳手段が電圧信号を重畳する場合には、回転機の電流の検出値に基づく電流信号のこととし、重畳手段が電流信号を重畳する場合には、回転機の電流の検出値に基づく電圧信号のこととすることが望ましい。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記角度算出手段は、前記回転機に対するトルクの指令値、前記回転機の実トルク、前記回転機を駆動するための電流の指令値、前記回転機を駆動するための電流の検出値の少なくとも１つに応じて前記目標値を可変設定することを特徴とする。
【００１８】
上記発明では、回転角度をゼロとすることができるようにするために要求される目標値について、その変動要因となるパラメータに基づき目標値を設定することで、目標値を適切に設定することができる。
【００１９】
請求項１記載の発明は、インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、前記角度算出手段は、前記回転機に対するトルクの指令値、前記回転機の実トルク、前記回転機を駆動するための電流の指令値、前記回転機を駆動するための電流の検出値の少なくとも１つに応じて前記回転角度を推定する際に用いるゲインを可変設定することを特徴とする。
【００２０】
上述した実際の誤差と誤差パラメータ値との関係を１対１に保つ場合であっても、実際の誤差に対する誤差パラメータ値の感度は、回転機の運転状態によって変化することが発明者らによって見出されている。このため、回転角度を推定する際に用いるゲインは、回転機の運転状態に依存する。この点、上記発明では、回転角度を推定する際に用いるゲインを可変設定することで、回転機の運転状態にかかわらず、適切なゲインを設定することができる。
【００２２】
さらに、上記発明によれば、上記実際の誤差に対する誤差パラメータ値の感度の変動要因となるパラメータに基づきゲインを可変設定することで、ゲインの可変設定を適切に行うことができる。
【００２３】
請求項２記載の発明は、インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、前記角度算出手段は、前記重畳手段によって重畳される周波数信号と前記実際に伝播する周波数信号との２つのベクトル信号の外積及び前記実際に伝播する周波数信号についての前記推定される回転角度に基づくｑ軸方向の電流成分のいずれかを誤差パラメータ値として、これを目標値とするように前記回転角度を算出するものであって且つ、前記目標値を前記回転機の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする。
【００２４】
外積値は、上記実際に伝播する周波数信号と重畳した信号との位相差と相関を有する。一方、回転機のインダクタンスが最小となる位相角は、回転機の運転状態に応じて定まる。このため、上記外積値を、上記誤差パラメータ値として利用することができる。同様に、上記特許文献１によれば、上記ｑ軸方向の電流成分も、上記誤差パラメータ値として利用することができる。ただし、実際の誤差がゼロである場合の誤差パラメータ値は変動し得ることが発明者らによって見出されている。この点、上記発明では、これら各誤差パラメータ値を、運転状態に応じて可変設定される目標値とすることで、回転角度を適切に算出することができる。
【００２５】
請求項３記載の発明は、インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、前記角度算出手段は、前記実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき算出される誤差パラメータ値が目標値となるように前記回転角度を算出するものであり、前記角度算出手段の算出する回転角度を出力として且つ前記誤差パラメータ値と前記目標値との差を入力とする伝達関数が３次以上の伝達系であることを特徴とする。
【００２６】
上記発明では、周知の内部モデル原理に基づき、３次以上の伝達系を用いることで、回転速度がランプ状に変化する場合等においても、回転角度に定常的な誤差が生じることを回避することができる。
【００２７】
請求項４記載の発明は、インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、前記角度算出手段は、前記実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき算出される誤差パラメータ値が目標値となるように前記回転角度を算出するものであり、前記角度算出手段は、前記回転機の回転角度を出力するのに先立ち、出力対象とする回転角度を前記誤差パラメータ値の高周波成分に基づき補正することを特徴とする。
【００２８】
上記誤差パラメータ値には、高周波成分(高次の誤差量)が混入するおそれがある。このため、推定される回転角度にも、高次の誤差が重畳するおそれがある。この点、上記発明では、誤差パラメータ値の高周波成分に基づき回転角度を補正することで、上記角度算出手段の出力から高次の誤差量を好適に除去することができる。
【００２９】
請求項５記載の発明は、インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、前記角度算出手段は、前記実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき算出される誤差パラメータ値が目標値となるように前記回転角度を算出するものであり、前記可変手段による重畳方向は、前記推定される回転角度の実際の誤差と前記誤差パラメータ値との関係を示すモデル式を用いて、前記実際の誤差が所定の領域内に入る場合について、前記誤差パラメータ値と前記実際の誤差とが１対１の対応関係を有するように適合されてなることを特徴とする。
【００３０】
発明者らは、電圧方程式等のモデルを用いることで、実際の誤差と誤差パラメータ値との関係を示すモデルを生成可能であることを見出した。上記発明では、この点に鑑み、実際の誤差と誤差パラメータ値との関係を示すモデルを用いることで、上記適合を簡易且つ適切に行うことができる。
【００３１】
請求項６記載の発明は、インバータのスイッチング素子を操作することで突極性を有する回転機を駆動するに際し、前記回転機の電気角の回転周期とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する周波数信号を前記インバータの出力信号に重畳する重畳手段と、前記重畳によって前記回転機を実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき、前記回転機の回転角度を算出する角度算出手段とを備えて前記回転機の回転角度を推定する回転機の制御装置において、前記重畳手段は、前記推定される回転角度に基づき前記周波数信号の重畳方向を設定するに際し、前記回転機の運転状態に応じて前記重畳方向を可変設定する可変手段を備え、前記角度算出手段は、前記実際に伝播する周波数信号の振動方向に基づき算出される誤差パラメータ値が目標値となるように前記回転角度を算出するものであり、前記可変手段による重畳方向は、前記推定される回転角度の実際の誤差と前記誤差パラメータ値との関係を前記重畳方向毎に計測することで、前記実際の誤差が所定の領域内に入る場合について、前記誤差パラメータ値と前記実際の誤差とが１対１の対応関係を有するように適合されてなることを特徴とする。
【００３２】
上記発明では、上記関係を実際に計測することで、上記適合を適切に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる回転機の制御装置をハイブリッド車に搭載される３相電動機の制御装置に適用した第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３４】
図１に、本実施形態にかかる制御システムの全体構成を示す。
【００３５】
図示される電動機１０は、埋め込み磁石同期モータ（ＩＰＭＳＭ）である。すなわち、図２に示すように、電動機１０のロータ１０ａは、鉄のボディに永久磁石が埋め込まれて構成されている。
【００３６】
先の図１に示すｄｑ変換部２０は、電動機１０を実際に流れる電流のうちのＵ相の実電流ｉｕ及びＷ相の実電流ｉｗに基づき、電動機１０を流れる電流を、回転２相座標系の電流、すなわちｄ軸及びｑ軸の電流ベクトル成分に変換する部分である。この変換に際しては、電動機１０の出力軸の回転角度θを用いる。より正確には、回転角度θは、電気角であり、α軸を基準としたｄ軸正方向の回転角度である。この際、ローパスフィルタにより、実電流ｉｕ，ｉｗから後述する高周波成分を除去する処理をも行なう。このため、ｄｑ変換部２０は、電動機１０を実際に流れる電流のうち、電動機１０を駆動する際に使用されるｄ軸成分及びｑ軸成分の電流を抽出することとなる。
【００３７】
指令電流設定部２２は、電動機１０に対する要求トルクＴｄに基づき、ｄ軸上での指令電流ｉｄｃ及びｑ軸上での指令電流ｉｑｃを設定する部分である。
【００３８】
指令電圧設定部２４は、指令電流ｉｄｃ及び指令電流ｉｑｃ並びに実電流ｉｄ及び実電流ｉｑに基づき、ｄ軸上での指令電圧ｖｄｃ及びｑ軸上での指令電圧ｖｑｃを算出する部分である。この変換は、基本的には、ｄ軸上での実電流ｉｄの指令電流ｉｄｃへのフィードバック制御、及びｑ軸上での実電流ｉｑの指令電流ｉｑｃへのフィードバック制御によって行われる。このフィードバック制御は、例えば比例積分制御とすればよい。
【００３９】
αβ変換部２６では、ｄ軸上での指令電圧ｖｄｃ及びｑ軸上での指令電圧ｖｑｃを、α軸上での指令電圧ｖαｃとβ軸上での指令電圧ｖβｃとに変換する。この変換に際しては、回転角度θが用いられる。
【００４０】
３相変換部３０は、α軸上の指令電圧ｖαｃに応じた加算器２８ａの出力と、β軸上の指令電圧ｖβｃに応じた加算器２８ｂの出力とを、ｕ相の指令電圧ｖｕｃ、ｖ相の指令電圧ｖｖｃ、及びｗ相の指令電圧ｖｗｃに変換する部分である。
【００４１】
ＰＷＭ信号生成部３２は、指令電圧ｖｕｃ、ｖｖｃ，ｖｗｃを電動機１０に印加するためのインバータ３４の操作信号を生成する部分である。これにより、インバータ３４のスイッチング素子ＳＷが操作され、高圧バッテリ３６の電圧が電動機１０に印加されるようになる。
【００４２】
次に、本実施形態にかかる電動機１０の回転角度θの取得にかかる処理について説明する。
【００４３】
本実施形態では、電動機１０を駆動をする際、電動機１０の電気角の回転周期よりも短い周期の高周波信号をインバータ３４の出力に重畳する。換言すれば、上記指令電流ｉｄｃ，ｉｑｃに応じて実際に電動機１０を流れる電流の周期よりも短い周期の高周波信号を重畳する。そして、これにより電動機１０を実際に伝播する高周波信号に基づき、電動機１０の回転角度θを算出する。これは、電動機１０が突極性を有することに鑑みてなされるものである。
【００４４】
具体的には、高周波電圧設定部４０では、ｄｑ軸上にて表現された高周波電圧信号（ｖｈｄｃ、ｖｈｑｃ）を、αβ変換部４２に出力する。αβ変換部４２では、高周波電圧信号（ｖｈｄｃ、ｖｈｑｃ）を、α軸上の高周波電圧信号ｖｈαｃとβ軸上の高周波電圧信号ｖｈβｃとに変換し、上記加算器２８ａ，２８ｂに出力する。このため、３相変換部３０には、指令電圧ｖｄｃ，ｖｑｃに高周波電圧信号（ｖｈｄｃ、ｖｈｑｃ）が重畳された信号が入力されることとなる。
【００４５】
一方、高周波電流抽出部４４は、実電流ｉｕ，ｉｗの高周波成分のみを抽出する。すなわち、電動機１０に実際に伝播する高周波信号としてのＵ相上の高周波電流信号ｉｈｕとＷ相上の高周波電流信号ｉｈｗとを生成し出力する。そして、αβ変換部４６では、高周波電流信号ｉｈｕ，ｉｈｗを、α軸上の高周波電流信号ｉｈαとβ軸上の高周波電流信号ｉｈβとに変換する。外積値算出部４８では、上記αβ変換部４２の出力するベクトル信号（高周波電圧信号ｖｈαｃ，ｖｈβｃ）とαβ変換部４６の出力するベクトル信号（高周波電流信号ｉｈα，ｉｈβ）とに基づき、これらの外積値ｏｐを算出する。この外積値ｏｐは、高周波電圧信号（ｖｈｄｃ、ｖｈｑｃ）と高周波電流信号ｉｈα，ｉｈβとの２つのベクトル信号のなす角と相関を有するパラメータである。このため、外積値ｏｐをゼロとすれば、高周波電圧設定部４０の出力する高周波電圧信号（ｖｈｄｃ、ｖｈｑｃ）を、インダクタンスが最小の方向に重畳することができる。
【００４６】
すなわち、上記電動機１０は、その構造上、ｄ軸方向のインダクタンスが最小であり、ｑ軸方向のインダクタンスが最大となっている。したがって、ｑ軸方向よりもｄ軸方向の方が電流が流れやすいために、上記高周波信号を重畳する際、電動機１０を実際に伝播する高周波信号は、ｄ軸方向に偏向する。具体的には、図３（ａ）に示すように、推定されるｄ軸（推定ｄ軸）が実際のｄ軸（実ｄ軸）に対して進角している場合には、推定ｄ軸方向に高周波信号（図中、１点鎖線）を重畳する際、実際に伝播する高周波信号の方向（図中、実線）は、実ｄ軸側に偏向するために、推定ｄ軸に対して遅角側にずれる。また、図３（ｂ）に示すように、推定ｄ軸と実ｄ軸とが一致する場合には、推定ｄ軸方向に高周波信号（図中、１点鎖線）を重畳する際、実際に伝播する高周波信号の方向（図中、実線）は、推定ｄ軸と一致する。更に、図３（ｃ）に示すように、推定ｄ軸が実ｄ軸に対して遅角している場合には、推定ｄ軸方向に高周波信号（図中、１点鎖線）を重畳する際、実際に伝播する高周波信号の方向（図中、実線）は、実ｄ軸側に偏向するために、推定ｄ軸に対して進角側にずれる。
【００４７】
上記性質を利用すれば、ｄ軸を推定算出することができ、ひいては回転角度θを算出することができる。すなわち、実際に高周波電圧信号が伝播する方向を推定ｄ軸方向としつつ高周波電圧信号の重畳を繰り返すことで、重畳する高周波電流信号の位相角を実際に伝播する高周波電流信号の位相角に一致させることができ、ひいては、推定ｄ軸を実ｄ軸と一致させることができる。
【００４８】
ところで、電動機１０のトルクが増大すると、電動機１０における電流の流通態様によっては部分的に磁気飽和が生じることがある。以下、図４に基づきこれについて説明する。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すように振幅を一定としつつあらゆる方向に高周波信号を重畳したときに実際に伝播する高周波信号を示している。すなわち、図４（ｂ）は、電動機１０の駆動用の電流ベクトル（指令電流ｉｄｃ，ｉｑｃ）がｑ軸上の電流ベクトルとなったとき、インダクタンスが最小となる方向がｄ軸方向から上記駆動用電流ベクトル方向側にずれる現象が生じる例を示している。この場合、高周波信号の重畳によって電動機１０を実際に伝播するベクトル信号が駆動用の電流ベクトル側に偏向する。図４（ｂ）に示す現象が生じると、高周波信号の重畳方向と実際に伝播するベクトル信号の方向とを一致させる回転角度がｄ軸方向からずれる。以下、モデルを用いてこの現象を解析する。
【００４９】
上記高周波信号に関する解析に関しては、電動機１０の電圧方程式から回転速度ωに関する項等を無視することができるため、電圧方程式として下記の式（１）を用いることができる。
【００５０】
【数１】
0005003452.tif 000002
上記の式（ｃ１）において、ｄ軸上のインダクタンスＬｄ、ｑ軸上のインダクタンスＬｑ，クロスカップリングインダクタンスＬｄｑ、高周波電圧ベクトル（ｖｄｈ，ｖｑｈ）、高周波電流ベクトル（ｉｄｈ，ｉｑｈ）、及び微分演算子ｐを用いた。ただし、インダクタンスＬｄ，Ｌｑ及びクロスカップリングインダクタンスＬｄｑは、いずれも電動機１０の動作点でのものとする。
【００５１】
ここで、センサレス制御では、実際のｄ軸方向を検出することができないため、実際には、実際のｄ軸に対して誤差Δを有した方向をｄ軸方向として高周波電圧が重畳されることとなる。ここで、誤差Δを有した推定ｄｑ軸上における高周波電圧ベクトル（ｖｄｈｅ，ｖｑｈｅ）と高周波電流ベクトル（ｉｄｈｅ，ｉｑｈｅ）とを関係付ける電圧方程式は、下記の式（ｃ２）にて定義される回転行列を用いることで、下記の式（ｃ３）となる。
【００５２】
【数２】
0005003452.tif 000003
ここで、推定ｄ軸上に高周波電圧を印加する場合、重畳する高周波電圧信号（ｖｄｈｅ，ｖｑｈｅ）は、（Ｖｈ，０）となる。そして、この高周波電圧信号と実際に伝播する高周波電流信号（ｉｄｈｅ，ｉｑｈｅ）との２つのベクトル信号のなす角と相関を有するこれらの外積値は、下記の式（ｃ４）となる。
【００５３】
【数３】
0005003452.tif 000004
ただし、上記の式（ｃ４）の導出に際して、高周波電圧信号を、パルス幅Ｔのパルス信号とした。上記パラメータεは、電動機１０の磁気飽和が小さい領域では、略ゼロとなる。このため、この場合には、高周波電圧信号と高周波電流信号との２つのベクトル信号の方向を一致させることで、誤差Δをゼロとすることができる。しかし、磁気飽和が無視できなくなると、誤差Δがゼロとなる際の高周波電圧信号と高周波電流信号との２つのベクトル信号の外積値は、ゼロではなく、「Ａｓｉｎε」となる。これは、磁気飽和が無視できなくなると、高周波電圧信号と高周波電流信号との２つのベクトル信号の方向を一致させることによっては、回転角度θの実際の誤差Δをゼロとすることができないことを意味する。
【００５４】
ここで、上記外積値が目標値Ａｓｉｎεとなるように回転角度θを算出するなら、回転角度θを精度よく算出することができる。ただし、電動機１０の磁気飽和が更に顕著となる領域においては、この手法によっても回転角度θを推定することができなくなることが発明者らによって見出された。これは、上記の式（ｃ４）の値が、磁気飽和が進むことで、図５（ａ）に示すものから、図５（ｂ）に示すものに移行するためである。
【００５５】
すなわち、図５（ａ）においては、誤差Δがゼロとなる際の外積値がゼロとはならないものの、誤差Δのゼロ近傍の領域において、誤差Δと外積値との関係は１対１の対応関係を有する。このため、外積値が目標値となるように回転角度θを算出することで、回転角度θを高精度に推定することが可能である。一方、図５（ｂ）においては、誤差Δのゼロ近傍の領域において、誤差Δと外積値との関係は、１対１の対応関係を有しない。このため、外積値を誤差Δを定量化するパラメータとして用いることができない。換言すれば、高周波電圧信号と高周波電流信号との２つのベクトル信号の方向の相違によって、誤差Δを定量化することはできない。
【００５６】
ここで発明者らは、高周波電圧信号の重畳方向を推定ｄ軸からずらすことで、高周波電圧信号と高周波電流信号との２つのベクトル信号の方向の相違を、誤差Δを定量化するパラメータとすることができることを見出した。すなわち、重畳方向δを用いると、高周波電圧信号は、「ｖｈ・ｃｏｓδ、ｖｈ・ｓｉｎδ」となり、外積値は、下記の式（ｃ５）となる。
【００５７】
【数４】
0005003452.tif 000005
ここで、振幅Ａ及びパラメータεは、上記の式（ｃ４）と同一であり、また、パラメータＢは、インダクタンスＬｄ，Ｌｑ及びクロスカップリングインダクタンスＬｄｑの関数である。上記の式（ｃ５）を上記の式（ｃ４）と比較すると、外積値が重畳方向δに依存する点が相違している。本実施形態では、この点に着目し、外積値と誤差Δとの間に１対１の関係を保つように、重畳方向δを調節する。
【００５８】
具体的には、図６に示す態様にて、重畳方向δを適合する。すなわち、モデル６０では、上記の式（ｃ５）を、誤差Δと外積値とを関係付けるモデルとして採用することで、重畳方向設定部６２によって指令される重畳方向δを用いて、誤差Δと外積値との関係を出力する。これに対し、重畳方向設定部６２では、モデル６０の出力に基づき、誤差Δのゼロ近傍の領域において、誤差Δと外積値との関係が１対１の関係を満足するか否かを評価する。そして、上記関係を満足すれば、そのときの重畳方向δを実際の重畳方向δとして設定する。これに対し、満足しなければ、重畳方向δとして別の値をモデル６０に出力する。こうした試行錯誤によって、重畳方向δを適合することができる。なお、図６には、上記１対１の対応関係を保つことが仕様によって要求される領域を、誤差Δがプラスマイナス２０°程度である場合を例示している。また、図６においては、モデル６０の出力を、誤差Δがゼロとなる際の外積値がゼロとなるようにオフセット補正をして表記している。
【００５９】
ちなみに、上記適合システムにて重畳方向δを適合するに際しては、電動機１０の動作点毎のインダクタンスＬｄ，Ｌｑ及びクロスカップリングインダクタンスＬｄｑの値が必要であるため、重畳方向δは、電動機１０を駆動するための駆動用電流ベクトルに依存することとなる。すなわち、上記適合は、先の図１に示した指令電流設定部２２の指令電流ｉｄｃ，ｉｑｃの設定情報に基づき行われる。
【００６０】
上記態様にて適合された重畳方向δに高周波電圧信号を設定することで、外積値ｏｐを、誤差Δを適切に定量化するパラメータとすることができ、ひいては回転角度θを好適に推定することができる。以下、本実施形態にかかる回転角度θの推定手法について更に詳述する。
【００６１】
図７（ａ）に、先の図１に示した高周波電圧設定部４０の処理に関するブロック図を示す。振幅算出部４０ａは、実電流ｉｕに基づき、電動機１０を流れる電流の振幅（駆動用の電流の振幅）を算出する。重畳方向設定部４０ｂは、電動機１０を流れる電流の振幅と重畳方向δとの関係についての先の図６に示した適合システムにて適合されたデータをマップとして有している。そして、重畳方向設定部４０ｂは、振幅算出部４０ａの出力する振幅を入力として、重畳方向δを設定する。
【００６２】
重畳方向設定部４０ｂの設定する重畳方向δの一例を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）に示す例では、駆動用の電流ベクトルがｑ軸よりも進角側とされる際、重畳方向δがインダクタンスが最小となる方向側よりも最大となる方向側に偏向している。これは、上記適合の結果である。すなわち、突極機において磁気飽和が無視できる領域においてインダクタンスが最小となるｄ軸方向に周波数信号を重畳するという基本技術にルーツをたどる角度推定手法を用いているのであるが、磁気飽和が進む領域において、意外にも周波数信号をインダクタンスが最大となる側に偏向させることで回転角度を高精度に算出することができることが見出された。
【００６３】
高周波電圧設定部４０は、先の図７（ａ）に示すように、更に電圧設定部４０ｃを備えている。電圧設定部４０ｃは、高周波電圧振幅値Ｖｈと重畳方向δとを入力として、高周波電圧信号（ｖｈｄｃ，ｖｈｑｃ）を（ｖｈ・ｃｏｓδ、ｖｈ・ｓｉｎδ）として出力する。
【００６４】
図８に、先の図１に示した位置／速度算出部５０の処理に関するブロック図を示す。電流振幅算出部５１は、上記実電流ｉｄ，ｉｑを入力として、電動機１０を流れる電流の振幅（駆動用の電流の振幅）を算出する。目標値設定部５２は、上記電流振幅算出部５１の出力する振幅値に基づき、外積値ｏｐの目標値を設定する。この設定は、上記重畳方向δの適合と関連付けて行われる。すなわち、重畳方向δが適合されることで、電動機１０の実際の誤差がゼロであるときの外積値ｏｐの値が定まるため、この値を目標値とする。誤差相関量算出部５３は、目標値に対する外積値ｏｐの差として誤差相関量Δθを算出する。
【００６５】
速度算出部５４は、誤差相関量Δθを入力とする比例要素、積分要素、及び２重積分要素による演算によって回転速度ωを算出する。そして、角度算出部５５では、回転速度ωの積分演算によって回転角度θを算出する。上記速度算出部５４が２重積分要素を有するのは、回転角度θを入力とし誤差相関量Δθを出力とする伝達関数を３次以上の伝達関数とするためである。周知の内部モデル原理によれば、これにより、回転速度ωがランプ状に変化する場合であっても、回転角度θの定常的な誤差（定常偏差）をゼロとすることができる。
【００６６】
位置／速度算出部５０は、更にゲイン変更指令部５６を備えている。ゲイン変更指令部５６は、電流振幅算出部５１の出力する振幅に基づき、速度算出部５４のゲイン（比例ゲイン、積分ゲイン、２重積分ゲインの少なくとも１つ）を可変設定する。これは、図９（ａ）に示すように、回転角度θの実際の誤差の変化に対する誤差相関量Δθの変化が、磁気飽和度合い（電動機１０を流れる電流）に依存して変化することに鑑みてなされるものである。図９（ａ）では、電流が大きくなるほど実際の誤差の変化に対する誤差相関量Δθの変化が大きくなり、誤差相関量Δθが実際の誤差を定量化する際の感度が増加することを示している。このため、電流が大きくなるほど、ゲインを小さくすることが望ましい。
【００６７】
ちなみに、図９（ｂ）には、高周波電圧信号の重畳方向を推定ｄ軸方向に固定した場合であって且つ外積値が目標値となるように回転角度θを算出する場合についての誤差相関量Δθと実際の誤差との関係を示している。図示されるように、この場合には電動機１０を流れる電流が大きくなると、実際の誤差と誤差相関量との間の１対１の関係が崩れる。このため、回転角度θを推定することができない。
【００６８】
図１０（ａ）に、本実施形態にかかる回転角度θの推定結果を示す。図示されるように、本実施形態によれば、低トルク領域から高トルク領域まで回転角度θを推定することができる。これに対し、図１０（ｂ）に、高周波電圧信号の重畳方向を推定ｄ軸方向に固定した場合であって且つ外積値が目標値となるように回転角度θを算出する場合を示した。図示されるように、トルクが増大することで、回転角度を推定することができなくなる。
【００６９】
図１１（ａ）に、電動機１０の回転速度をゼロから上昇させる場合についての回転角度θの推定結果を示す。図示されるように、回転速度ωをランプ上に上昇させたとしても、回転角度θを適切に推定することができる。図１１（ｂ）は、電動機１０の回転速度をゼロに低下させる場合についての回転角度θの推定結果を示す。図示されるように、回転速度ωをランプ上に低下させたとしても、回転角度θを適切に推定することができる。
【００７０】
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。
【００７１】
（１）推定される回転角度θに基づき高周波電圧信号（ｖｈｄｃ、ｖｈｑｃ）の重畳方向を設定するに際し、電動機１０の運転状態に応じて重畳方向を可変設定した。これにより、重畳方向を固定した場合と比較して、実際の誤差と誤差相関量Δθとの関係を調節するための自由度を増大させることができ、ひいては、これらの間に１対１の対応関係を保つことが可能となる。
【００７２】
（２）磁気飽和度合いが所定以上となる際、高周波電圧信号の重畳方向をインダクタンスが最小となる方向側よりも最大となる方向側に偏向させた。これにより、上記１対１の対応関係を好適に保つことが可能となる。
【００７３】
（３）電動機１０を駆動するための電流の検出値に基づき重畳方向δを可変設定した。これにより、重畳方向を適切に設定することができる。
【００７４】
（４）外積値ｏｐが目標値となるように回転角度θを算出して且つ、目標値を電動機１０の運転状態に応じて可変設定した。これにより、外積値ｏｐが目標値となるように回転角度θを算出することで回転角度θの実際の誤差Δをゼロとすることができる。
【００７５】
（５）電動機１０を駆動するための電流の検出値に基づき目標値を可変設定した。これにより、目標値を適切に設定することができる。
【００７６】
（６）回転角度を推定する際に用いるゲイン（速度算出部５４のゲイン）を、電動機１０の運転状態に応じて可変設定した。これにより、電動機１０の運転状態にかかわらず、適切なゲインを設定することができる。
【００７７】
（７）電動機１０を駆動するための電流の検出値に応じてゲインを可変設定した。これにより、ゲインの可変設定を適切に行うことができる。
【００７８】
（８）重畳される高周波電圧信号と実際に伝播する高周波電流信号との２つのベクトル信号の外積値ｏｐを誤差パラメータ値として、これを目標値とするように回転角度θを算出した。このように、外積値ｏｐを用いることで、回転角度θの誤差パラメータ値を簡易且つ適切に定量化することができる。
【００７９】
（９）推定される回転角度θを出力として且つ誤差相関量Δθを入力とする伝達関数を３次以上の伝達系とした。これにより、回転速度がランプ状に変化する場合等においても、回転角度に定常的な誤差が生じることを回避することができる。
【００８０】
（１０）推定される回転角度θの実際の誤差Δと誤差パラメータ値（外積値ｏｐ）との関係を示すモデル式を用いて、実際の誤差Δが所定の領域内に入る場合について、誤差パラメータ値と実際の誤差とが１対１の対応関係を有するように重畳方向δを適合した。これにより、上記適合を簡易且つ適切に行うことができる。
【００８１】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の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。
【００８２】
図１２に、本実施形態にかかる位置／速度算出部５０の処理に関するブロック図を示す。なお、図１２において、先の図８に示した処理と対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。
【００８３】
図示されるように、本実施形態では、ハイパスフィルタ５７を備え、誤差相関量Δθから高周波成分のみを抽出する。特にここでは、回転角度θの周波数の６倍の高周波である６次の誤差成分を抽出する。そして、減算部５８において、ハイパスフィルタ５７の出力によって、角度算出部５５の出力を減算することで、最終的な回転角度θを算出する。
【００８４】
すなわち、先の第１の実施形態によって算出される回転角度θには、その周波数の６倍の高次の角度誤差が重畳する。この高次の誤差は、誤差相関量Δθが含んでいるものである。このため、角度算出部５５の出力する回転角度を、ハイパスフィルタ５７の出力で減算することで、角度算出部５５の出力から６次の誤差を除去することができると考えられる。なお、６次の高周波は、回転速度ωに応じて変化するため、ハイパスフィルタ５７においては、回転速度ωに応じてその遮断周波数が可変設定される。
【００８５】
以上詳述した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記各効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００８６】
（１１）位置／速度算出部５０から回転角度θを出力するのに先立ち、出力対象とする回転角度θを誤差相関量Δθの高周波成分に基づき補正した。これにより、位置／速度算出部５０の出力から高次の誤差量を好適に除去することができる。
【００８７】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の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。
【００８８】
図１３に、本実施形態にかかる制御システムの全体構成を示す。なお、図１３において、先の図１に示したものと対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。
【００８９】
図示されるように、本実施形態では、ｄｑ変換部４６ａにおいて、高周波電流抽出部４４にて抽出されたＵ相及びＷ相の高周波電流を、ｄｑ軸上の高周波電流に変換する。そして、ｑ軸成分量算出部４８ａにおいて、上記ｄｑ変換部４６ａから出力される高周波電流のｑ軸成分から、電動機１０を実際に伝播する高周波電流のうちのｑ軸の電流成分の変化量ｄｉｑを算出し、これを誤差パラメータ値として位置／速度算出部５０に出力する。位置／速度算出部５０では、目標値に対する変化量ｄｉｑの差として誤差相関量Δθを算出し、これに基づき回転速度ω及び回転角度θを算出する。
【００９０】
このように、本実施形態では、誤差パラメータ値として、外積値ｏｐの代わりに、変化量ｄｉｑを用いた。本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記（１）〜（７）、（９）、（１０）の効果に準じた効果を得ることができる。
【００９１】
（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。
【００９２】
・上記第２の実施形態では、誤差相関量Δθをハイパスフィルタ５７の入力信号としたが、これに限らず、外積値を入力信号として且つその出力信号から目標値を減算したもので角度算出部５５の出力を補正してもよい。また、第１の実施形態に対する第２の実施形態の変更点にて先の第３の実施形態を変更する場合においても、誤差相関量Δθをハイパスフィルタ５７の入力信号とするものに限らず、変化量ｄｉｑを入力信号としてもよい。
【００９３】
・上記各実施形態では、電動機１０に実際に流れる電流（電動機１０を駆動するための電流の検出値）の振幅に基づき、高周波信号の重畳方向を設定したがこれに限らない。例えば図１４に示すように、要求トルクＴｄや、電動機１０の実際のトルク、電動機１０に対する電流の指令値（指令電流ｉｄｃ，ｉｑｃ等）に基づき重畳方向を設定してもよい。ここで、実際のトルクとは、電動機１０の出力軸にトルクセンサを取り付ける場合にはその検出値とすればよいが、電動機１０に流れる電流から周知の式に基づき算出した値としてもよい。また、電動機１０の電流としては、その振幅値に限らず、例えば位相角であってもよい。更に、上記重畳方向を設定するために用いるパラメータを、単一のパラメータとするものにも限らず、例えば、上記各パラメータを２つ以上組み合わせて用いてもよい。
【００９４】
・上記各実施形態では、電動機１０に実際に流れる電流（電動機１０を駆動するための電流の検出値）の振幅に基づき、誤差相関量Δθの目標値を設定したがこれに限らない。例えば図１５に示すように、要求トルクＴｄや、電動機１０の実際のトルク、電動機１０に対する電流の指令値（指令電流ｉｄｃ，ｉｑｃ等）に基づき目標値を設定してもよい。また、電動機１０の電流としては、その振幅値に限らず、例えば位相角であってもよい。更に、上記目標値を設定するために用いるパラメータを、単一のパラメータとするものにも限らず、例えば、上記各パラメータを２つ以上組み合わせて用いてもよい。ただし、上記目標値を設定するために用いるパラメータを、上記重畳方向を設定するために用いるパラメータと一致させることが望ましい。
【００９５】
・上記各実施形態では、電動機１０に実際に流れる電流（電動機１０を駆動するための電流の検出値）の振幅に基づき、速度算出部５４のゲインを可変設定したが、これに限らない。例えば図１５に示すように、要求トルクＴｄや、電動機１０の実際のトルク、電動機１０に対する電流の指令値（指令電流ｉｄｃ，ｉｑｃ等）に基づき設定してもよい。また、電動機１０の電流としては、その振幅値に限らず、例えば位相角であってもよい。更に、上記ゲインを可変設定するために用いるパラメータを、単一のパラメータとするものにも限らず、例えば、上記各パラメータを２つ以上組み合わせて用いてもよい。ただし、上記ゲインを可変設定するために用いるパラメータを、上記重畳方向を設定するために用いるパラメータと一致させることが望ましい。
【００９６】
更に、これらに加えて、回転速度を加味してもよい。これによれば、回転速度が大きいほど実際の処理に遅延が生じやすくなることに鑑み、処理の遅延を補償するようにしてゲインの可変設定タイミングを定めることができる。
【００９７】
・速度算出部５４の処理としては、上記比例演算、積分演算及び２重積分演算によって誤差相関量から回転速度ωを算出するものに限らない。例えば、比例演算及び２重積分演算によって誤差相関量から回転速度ωを算出するものであってもよい。また、例えば、３重積分演算によって誤差相関量Δθから回転速度ωを算出するものであってもよい。更に、回転角度を入力として誤差相関量Δθを出力とする伝達関数が２次の伝達系であっても、定常状態において回転角度を高精度に算出することはできる。
【００９８】
・高周波電圧信号の重畳方向の適合手法としては、上記の式（ｃ５）によって表現されるモデルを用いるものに限らず、対象となる回転機等に応じて適宜モデルを変形してもよい。また、モデルを用いて適合するものにも限らず、例えば、図１６に示すように、設定された重畳方向δに応じて計測用の回転機に高周波電圧信号を重畳することで実際の誤差Δと外積値との関係を計測してもよい。図１６においては、先の図６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。ここで、計測システム６０ａは、回転機の出力軸に連結されたレゾルバ等の回転角度検出手段（ハードウェア手段）と、回転機の制御手段とを備える。これにより、制御手段によって認識される回転角度θと回転角度検出手段の検出する回転角度との差に基づき、実際の誤差Δを算出することができ、また、重畳方向δに応じて高周波電圧信号を重畳した際の回転機を実際に伝播する信号に応じて外積値を算出することで、上記関係を計測することができる。
【００９９】
・上記第１及び第２の実施形態では、外積値を固定座標系にて算出したが、これに限らず、回転座標系にて算出してもよい。
【０１００】
・誤差パラメータ値の算出手法としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば、上記外積値の算出に用いる２つのベクトル信号に基づき逆三角関数を用いてこれらベクトル信号間の角度差を誤差パラメータ値として算出してもよい。
【０１０１】
・上記各実施形態では、高周波電圧の振幅値Ｖｈを固定値としたが、これを電動機１０の運転状態に応じて可変としてもよい。ここで、先の図９（ａ）に示したように、上記各実施形態で例示した設定によれば、高トルク領域ほど実位置誤差の変化に対する誤差相関量の変化が大きくなることに鑑み、高トルク領域ほど振幅値Ｖｈを小さくするようにしてもよい。これによっても、速度算出部５４のゲインを可変とする処理による効果に準じた効果を得ることができる。
【０１０２】
・上記各実施形態では、低トルク領域から高トルク領域まで一貫して上記処理によって回転角度を算出したが、これに限らない。例えばトルクが所定以上となる領域等において、別の手法にて回転角度を算出するようにしてもよい。
【０１０３】
・構造上、突極性を有する電動機としては、上記電動機１０に限らない。例えば同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）でもよい。
【０１０４】
・回転機としては、電動機に限らず、発電機であってもよい。
【０１０５】
・上記各実施形態では、ハイブリッド車に本発明にかかる制御装置を適用したが、これに限らず、例えば電気自動車に適用してもよい。更には内燃機関を動力源とする車両におけるパワーステアリング等の動力伝達手段としての電動機に本発明の制御装置を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】第１の実施形態にかかるシステム構成図。
【図２】同実施形態にかかる電動機のロータを示す図。
【図３】回転角度の検出に関する問題点を示す図。
【図４】電動機内の電流の偏向を利用した回転角度の算出手法の孕む問題点を示す図。
【図５】高トルク領域において回転角度の推定に伴う問題を説明するための図。
【図６】上記実施形態にかかる高周波電圧信号の重畳方向の適合処理を示すブロック図。
【図７】同実施形態にかかる高周波電圧設定部の処理の詳細を示すブロック図。
【図８】同実施形態にかかる位置／速度算出部の処理の詳細を示すブロック図。
【図９】同実施形態にかかる実際の誤差と誤差相関量との関係を示す図。
【図１０】同実施形態にかかる回転角度の推定精度を示すタイムチャート。
【図１１】同実施形態にかかる回転角度の推定精度を示すタイムチャート。
【図１２】第２の実施形態にかかる位置／速度算出部の処理の詳細を示すブロック図。
【図１３】第３の実施形態にかかるシステム構成図。
【図１４】上記第１の実施形態の変形例における高周波電圧設定部の処理を示すブロック図。
【図１５】上記第１の実施形態の変形例における位置／速度算出部の処理を示すブロック図。
【図１６】上記各実施形態の変形例における高周波電圧信号の重畳方向の適合処理を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１０７】
１０…電動機、４０…高周波電圧設定部、４８…外積値算出部、５０…位置／速度算出部。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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