JP2022119237A - 交流回転電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ｄ軸及びｑ軸等の第一軸及び第二軸の電流に応じて相互に変化する第一軸及び第二軸の鎖交磁束を考慮して制御できる交流回転電機の制御装置を提供する。【解決手段】第一軸及び第二軸の鎖交磁束指令値に規範応答の応答遅れ処理を行って、第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値を算出し、第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値、及び電気角速度に基づいて、第一軸及び第二軸の鎖交磁束を第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値にフィードフォワード的に変化させる第一軸及び第二軸の電圧指令値を算出する交流回転電機の制御装置。【選択図】図２

Description

本願は、交流回転電機の制御装置に関するものである。

従来から、交流回転電機の制御方法として、ｄｑ軸の回転座標系上で電流の取得値を用いずに、電流指令値と電流の規範応答を用いてｄｑ軸の電圧指令値を算出する方法が知られている。ここではこの方法を電流フィードフォワード制御と呼ぶ。電流フィードフォワード制御において、ｄ軸インダクタンスＬｄとｑ軸インダクタンスＬｑとを用いて、ｄｑ軸の電圧指令値を算出する。

特許第４１６１０６４号

しかしながら、リラクタンストルクが生じる回転電機では、非線形の磁気飽和特性を有するロータ鉄心により生じる鎖交磁束成分が存在する。ｄ軸の鎖交磁束はｄ軸の電流だけでなく、ｑ軸の電流によっても変化し、ｑ軸の鎖交磁束はｑ軸の電流だけでなく、ｄ軸の電流によっても変化する。

そのため、特許文献１に記載の方法では、ｄ軸の電流に応じて変化するｄ軸の鎖交磁束及びｑ軸の電流に応じて変化するｑ軸の鎖交磁束を考慮することができるが、ｑ軸の電流に応じて変化するｄ軸の鎖交磁束及びｄ軸の電流に応じて変化するｑ軸の鎖交磁束を考慮することはできないので、制御精度が低下する問題があった。

そこで、本願は、ｄ軸及びｑ軸等の第一軸及び第二軸の電流に応じて相互に変化する第一軸及び第二軸の鎖交磁束を考慮して制御できる交流回転電機の制御装置を提供することを目的とする。

本願に係る第一の交流回転電機の制御装置は、ｎ相（ｎは、２以上の自然数）の電機子巻線を有する交流回転電機を、インバータを介して制御する交流回転電機の制御装置であって、
前記交流回転電機のロータの電気角及び電気角速度を検出又は推定する回転検出部と、
前記ロータの電気角での回転に同期して回転する第一軸及び第二軸からなる二軸の回転座標系上の第一軸及び第二軸の鎖交磁束指令値を算出する鎖交磁束指令算出部と、
前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束指令値に規範応答の応答遅れ処理を行って、第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値を算出する鎖交磁束規範応答算出部と、
前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値、及び前記電気角速度に基づいて、第一軸及び第二軸の鎖交磁束を前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値にフィードフォワード的に変化させる第一軸及び第二軸の電圧指令値を算出する二軸電圧指令算出部と、
前記第一軸及び第二軸の電圧指令値、及び前記電気角に基づいて、前記ｎ相の電機子巻線に印加する電圧指令値であるｎ相の交流電圧指令値を算出する交流電圧指令算出部と、
前記ｎ相の交流電圧指令値に基づいて、前記インバータが有する複数のスイッチング素子をオンオフ制御するスイッチング制御部と、
を備えたものである。

本願に係る第二の交流回転電機の制御装置は、ｎ相（ｎは、２以上の自然数）の電機子巻線を有する交流回転電機を、インバータを介して制御する交流回転電機の制御装置であって、
前記交流回転電機のロータの電気角及び電気角速度を検出又は推定する回転検出部と、
前記ロータの電気角での回転に同期して回転する第一軸及び第二軸からなる二軸の座標系である二軸の回転座標系上の第一軸及び第二軸の電流指令値を算出する電流指令算出部と、
前記第一軸及び第二軸の電流指令値に規範応答の応答遅れ処理を行って、第一軸及び第二軸の電流規範応答値を算出する電流規範応答算出部と、
前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値に基づいて、第一軸及び第二軸の規範応答対応鎖交磁束を算出し、前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値、前記第一軸及び第二軸の規範応答対応鎖交磁束、及び前記電気角速度に基づいて、前記第一軸及び第二軸の電流を前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値にフィードフォワード的に変化させる前記二軸の回転座標系上の第一軸及び第二軸の電圧指令値を算出する二軸電圧指令算出部と、
前記第一軸及び第二軸の電圧指令値、及び前記電気角に基づいて、前記ｎ相の電機子巻線に印加するためのｎ相の交流電圧指令値を算出する交流電圧指令算出部と、
前記ｎ相の交流電圧指令値に基づいて、前記インバータが有する複数のスイッチング素子をオンオフ制御するスイッチング制御部と、
を備えたものである。

本願に係る第一の交流回転電機の制御装置によれば、鎖交磁束を規範応答でフィードフォワード的に変化させる電圧指令値を算出する際に、第一軸及び第二軸の電流に応じて変化せず、時間に応じて変化する線形の第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値を用いているので、第一軸及び第二軸の鎖交磁束を第一軸及び第二軸の電流で偏微分することなく、線形系の演算処理を行うことが可能であり、演算処理負荷の増加を抑制できる。また、鎖交磁束が直接用いられているので、第一軸及び第二軸の電流に応じて変化する第一軸及び第二軸の鎖交磁束の非線形の特性を考慮することができ、制御精度を向上させることができる。

本願に係る第二の交流回転電機の制御装置によれば、第一軸及び第二軸の電流規範応答値、及び第一軸及び第二軸の電流規範応答値に基づいて算出された第一軸及び第二軸の規範応答対応鎖交磁束に基づいて、第一軸及び第二軸の電圧指令値が算出される。よって、第一軸及び第二軸の電流規範応答値に基づいた線形系の演算処理を行うことが可能であり演算処理負荷の増加を抑制できると共に、演算精度を向上できる。また、第一軸及び第二軸の電流規範応答値、及び第一軸及び第二軸の電流規範応答値に基づいて算出された第一軸及び第二軸の規範応答対応鎖交磁束が用いられているので、第一軸及び第二軸の電流に応じて変化する第一軸及び第二軸の鎖交磁束の非線形の特性を考慮することができ、制御精度を向上させることができる。

実施の形態１に係る交流回転電機及び交流回転電機の制御装置の概略構成図である。 実施の形態１に係る交流回転電機の制御装置の概略ブロック図である。 実施の形態１に係る交流回転電機の制御装置のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る二軸電圧指令算出部のブロック図である。 実施の形態１に係る二軸電圧指令算出部のブロック図である。 実施の形態１に係る二軸電圧指令算出部のブロック図である。 実施の形態１に係るｄｑ軸の規範応答対応電流値の反復計算を説明するフローチャートである。 実施の形態２に係る交流回転電機の制御装置の概略ブロック図である。 実施の形態２に係る二軸電圧指令算出部のブロック図である。 実施の形態２に係る二軸電圧指令算出部のブロック図である。 実施の形態２に係る二軸電圧指令算出部のブロック図である。

１．実施の形態１
実施の形態１に係る交流回転電機の制御装置１（以下、単に、制御装置１と称す）について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る交流回転電機２及び制御装置１の概略構成図である。

１－１．交流回転電機
交流回転電機２は、ｎ相（ｎは２以上の自然数）の電機子巻線（以下、単に、巻線と称す）を有している。交流回転電機２は、ステータとロータとを有している。本実施の形態では、ｎ＝３とされており、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相とされている。ステータに、３相の巻線Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗが設けられている。３相巻線Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗは、スター結線とされている。なお、３相巻線は、デルタ結線とされてもよい。ロータに永久磁石が設けられており、永久磁石型の同期回転電機とされている。本実施の形態では、永久磁石は、電磁鋼板からなるロータ鉄心の内部に埋め込まれている。

交流回転電機２は、ロータの回転角度に応じた電気信号を出力する回転センサ１６を備えている。回転センサ１６は、ホール素子、エンコーダ、又はレゾルバ等とされる。回転センサ１６の出力信号は、制御装置１に入力される。

１－２．インバータ等
インバータ２０は、直流電源１０と３相巻線との間で電力変換を行い、複数のスイッチング素子を有している。インバータ２０は、直流電源１０の正極側に接続される正極側のスイッチング素子２３Ｈ（上アーム）と直流電源１０の負極側に接続される負極側のスイッチング素子２３Ｌ（下アーム）とが直列接続された直列回路（レッグ）を、３相各相の巻線に対応して３セット設けている。インバータ２０は、３つの正極側のスイッチング素子２３Ｈと、３つの負極側のスイッチング素子２３Ｌとの、合計６つのスイッチング素子を備えている。そして、正極側のスイッチング素子２３Ｈと負極側のスイッチング素子２３Ｌとが直列接続されている接続点が、対応する相の巻線に接続されている。

具体的には、各相の直列回路において、正極側のスイッチング素子２３Ｈのコレクタ端子は、正極側電線１４に接続され、正極側のスイッチング素子２３Ｈのエミッタ端子は、負極側のスイッチング素子２３Ｌのコレクタ端子に接続され、負極側のスイッチング素子２３Ｌのエミッタ端子は、負極側電線１５に接続されている。正極側のスイッチング素子２３Ｈと負極側のスイッチング素子２３Ｌとの接続点は、対応する相の巻線に接続されている。スイッチング素子には、ダイオード２２が逆並列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、又は逆並列接続されたダイオードの機能を有するＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等が用いられる。各スイッチング素子のゲート端子は、制御装置１に接続されている。各スイッチング素子は、制御装置１から出力される制御信号によりオン又はオフされる。

平滑コンデンサ１２が、正極側電線１４と負極側電線１５との間に接続される。直流電源１０からインバータ２０に供給される電源電圧を検出する電源電圧センサ１３が備えられている。電源電圧センサ１３は、正極側電線１４と負極側電線１５との間に接続されている。電源電圧センサ１３の出力信号は、制御装置１に入力される。

直流電源１０には、充放電可能な蓄電装置（例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ）が用いられる。なお、直流電源１０には、直流電圧を昇圧したり降圧したりする直流電力変換器であるＤＣ－ＤＣコンバータが設けられてもよい。

１－３．制御装置１
制御装置１は、インバータ２０を介して交流回転電機２を制御する。図２に示すように、制御装置１は、後述する回転検出部３１、電圧検出部３２、鎖交磁束指令算出部３３、鎖交磁束規範応答算出部３４、二軸電圧指令算出部３５、交流電圧指令算出部３６、及びスイッチング制御部３７等を備えている。制御装置１の各機能は、制御装置１が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御装置１は、図３に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、及び演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３等を備えている。記憶装置９１、入力回路９２、及び出力回路９３等は、バス等の信号線を介して演算処理装置９０に接続されている。

演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等の揮発性及び不揮発性の記憶装置が備えられている。入力回路９２は、電源電圧センサ１３、回転センサ１６等の各種のセンサ、スイッチが接続され、これらセンサ、スイッチの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路９３は、スイッチング素子をオンオフ駆動するゲート駆動回路等の電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置９０から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。

そして、制御装置１が備える図２の各制御部３１～３７等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、及び出力回路９３等の制御装置１の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各制御部３１～３７等が用いるｄｑ軸の電流鎖交磁束特性データ、巻線抵抗値Ｒ、時定数Ｔｒ等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。以下、制御装置１の各機能について詳細に説明する。

１－３－１．基本制御

回転検出部３１は、ロータの電気角θ（本例では、磁極位置θ）及び電気角速度ωを検出する。本実施の形態では、回転検出部３１は、回転センサ１６の出力信号に基づいて、ロータの磁極位置θ（電気角θ）及び電気角速度ωを検出する。本実施の形態では、磁極位置θは、ロータに設けられた永久磁石のＮ極の向きに設定される。なお、回転検出部３１は、電流指令値に高調波成分を重畳することによって得られる電流情報等に基づいて、回転センサを用いずに、ロータの電気角θ（磁極位置θ）を推定するように構成されてもよい（いわゆる、センサレス方式）。

電圧検出部３２は、直流電源１０からインバータ２０に供給される電源電圧ＶＤＣを検出する。本実施の形態では、電圧検出部３２は、電源電圧センサ１３の出力信号に基づいて、電源電圧ＶＤＣを検出する。

鎖交磁束指令算出部３３は、二軸の回転座標系上の二軸の鎖交磁束指令値を算出する。二軸の回転座標系は、ロータの電気角での回転に同期して回転する第一軸及び第二軸からなる二軸の座標系である。

本実施の形態では、二軸の回転座標系として、ｄｑ軸の回転座標系が用いられる。ｄｑ軸の回転座標系は、ロータのＮ極の方向（本例では、磁極位置θの方向）に定めたｄ軸及びｄ軸より電気角で９０度進んだ方向に定めたｑ軸からなる二軸の回転座標系であり、ロータのＮ極の回転に同期して回転する。ｄ軸が第一軸に対応し、ｑ軸が第二軸に対応する。なお、電気角θ及び電気角速度ωを推定するセンサレス方式が用いられる場合は、二軸の回転座標系として、ｄｑ軸を推定したγβ軸の回転座標系が用いられてもよい。この場合は、ｄ軸がγ軸に置き換えられ、ｑ軸がβ軸に置き換えられ、以下で説明する処理自体は変化しない。

鎖交磁束指令算出部３３は、ｄｑ軸の回転座標系上のｄ軸の鎖交磁束指令値Ψｄｏ及びｑ軸の鎖交磁束指令値Ψｑｏを算出する。本実施の形態では、鎖交磁束指令算出部３３は、目標トルク、電源電圧ＶＤＣ、及び電気角速度ω等に基づいて、最大トルク電流制御、弱め磁束制御、及びＩｄ＝０制御などの電流ベクトル制御方法を用いて、ｄｑ軸の鎖交磁束指令値Ψｄｏ、Ψｑｏを算出する。目標トルクは、外部の装置から伝達されてもよいし、制御装置１内で演算されてもよい。また、鎖交磁束指令算出部３３は、目標トルク等に基づいて、ｄｑ軸の鎖交磁束指令値Ψｄｏ、Ψｑｏを直接算出してもよいし、或いは、鎖交磁束指令算出部３３は、目標トルク等に基づいてｄｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏを算出し、後述する電流鎖交磁束特性データを参照し、算出したｄｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏに対応するｄｑ軸の鎖交磁束指令値Ψｄｏ、Ψｑｏを算出してもよい。

交流電圧指令算出部３６は、後述する二軸電圧指令算出部３５により算出されたｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏ、及び電気角θ（磁極位置θ）に基づいて、３相の巻線に印加する電圧指令値である３相の電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏを算出する。具体的には、交流電圧指令算出部３６は、ｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを、磁極位置θに基づいて、固定座標変換及び２相３相変換を行って、３相の電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏに変換する。なお、電圧利用率を向上させるために、３相の電圧指令値に、空間ベクトル変調、二相変調などの公知の変調が加えられてもよい。

スイッチング制御部３７は、３相の電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏに基づいて、インバータ２０が有する複数のスイッチング素子をオンオフ制御する。例えば、スイッチング制御部３７は、３相の電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏのそれぞれと、キャリア周波数で０を中心に電源電圧ＶＤＣ／２の振幅で振動するキャリア波（三角波）とを比較し、電圧指令値がキャリア波を上回った場合は、ＰＷＭ信号をオンし、電圧指令値がキャリア波を下回った場合は、矩形パルス波をオフする。或いは、空間ベクトルＰＷＭが用いられてもよい。スイッチング制御部３７は、３相各相の矩形パルス波に応じた制御信号をインバータ２０に出力し、インバータ２０の各スイッチング素子をオンオフさせる。

１－３－２．鎖交磁束フィードフォワード制御
本実施の形態では、二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の鎖交磁束指令値Ψｄｏ、Ψｑｏに応じてｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを算出する鎖交磁束フィードフォワード制御を行うように構成されている。

１－３－２－１．電流フィードフォワード制御の課題
＜電流ベースの電圧方程式＞
従来の電流フィードバック制御では、次式に示すように、ｄｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑについて線形化した電圧方程式に基づいて、フィードバック制御系が設計されている。

ここで、Ｖｄは、ｄ軸電圧であり、Ｖｑは、ｑ軸電圧であり、Ｉｄは、ｄ軸の電流であり、Ｉｑは、ｑ軸の電流であり、ωは、ロータの電気角速度であり、Ｒは、巻線の抵抗値であり、Ｌｄは、ｄ軸のインダクタンスであり、Ｌｑは、ｑ軸のインダクタンスであり、Ψａは、永久磁石による鎖交磁束である。

＜従来の電流フィードフォワード制御器＞
式（１）に基づいて設計した、特許文献１の式（５）から式（８）に記載の従来の電流フィードフォワード制御器は、次式のようになる。

従来の式（２）では、ｄｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏに対して、一次遅れの規範応答の応答遅れ処理が行われたｄｑ軸の電流規範応答値が用いられている。ｓは、ラプラス演算子であり、Ｔｒは、一次遅れの時定数である。

＜鎖交磁束のｄｑ軸の電流の相互依存性による問題＞
しかしながら、リラクタンストルクが生じる回転電機では、非線形の磁気飽和特性を有するロータ鉄心（電磁鋼板）により生じる鎖交磁束成分が存在する。そのため、鎖交磁束の変化によって生じる誘起起電力は、正確には、式（１）の右辺の第２項のような、各軸のインダクタンスと電流変化とを乗算した線形の式にはならず、モデル化誤差が存在する。具体的には、ｄ軸の鎖交磁束Ψｄは、ｄ軸の電流Ｉｄだけでなく、ｑ軸の電流Ｉｑによっても変化し、ｑ軸の鎖交磁束Ψｑは、ｑ軸の電流Ｉｑだけでなく、ｄ軸の電流Ｉｄによっても変化する。

そのため、式（２）のように、ｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑを用いる電流フィードフォワード型の制御方法では、ｄ軸の電流Ｉｄに応じて変化するｄ軸の鎖交磁束Ψｄ及びｑ軸の電流Ｉｑに応じて変化するｑ軸の鎖交磁束Ψｑを考慮することができるが、ｑ軸の電流Ｉｑに応じて変化するｄ軸の鎖交磁束Ψｄ及びｄ軸の電流Ｉｄに応じて変化するｑ軸の鎖交磁束Ψｑを考慮することはできないので、制御精度が低下する問題があった。

１－３－２－２．鎖交磁束フィードフォワード制御系の導出
＜ｄｑ軸鎖交磁束を用いた電圧方程式＞
そこで、ｄｑ軸の電流に応じて相互に変化するｄｑ軸の鎖交磁束を考慮した制御系を導出する。電圧方程式を、直接、ｄ軸の鎖交磁束Ψｄ及びｑ軸の鎖交磁束Ψｑを用いて表現すると、次式のようになる。

ここで、上述したように、リラクタンストルクが生じる回転電機では、ｄ軸の鎖交磁束Ψｄは、ｄ軸の電流Ｉｄ及びｑ軸の電流Ｉｑに応じて変化するため、ｄ軸の鎖交磁束Ψｄは、ｄ軸の電流Ｉｄ及びｑ軸の電流Ｉｑの関数となっている（Ψｄ（Ｉｄ，Ｉｑ））。同様に、ｑ軸の鎖交磁束Ψｑは、ｄ軸の電流Ｉｄ及びｑ軸の電流Ｉｑに応じて変化するため、ｑ軸の鎖交磁束Ψｑは、ｄ軸の電流Ｉｄ及びｑ軸の電流Ｉｑの関数となっている（Ψｑ（Ｉｄ，Ｉｑ））。式（１）の永久磁石による鎖交磁束Ψａは、ｄ軸の鎖交磁束Ψｄに含まれている。なお、式（３）の右辺第１項の巻線抵抗値Ｒによる電圧降下分は、鎖交磁束では表せないため、式（１）と同様に、ｄｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑを用いている。そのため、式（３）の右辺には電流と鎖交磁束とが混在している。

式（３）に基づいて、ｄｑ軸の鎖交磁束を規範応答でフィードフォワード的に変化させるｄｑ軸の電圧指令値を算出する鎖交磁束フィードフォワード制御器を設計することを検討する。

＜比較例に係るフィードフォワード制御器＞
比較例として、式（４）及び式（５）に示すように、式（３）のｄｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑとして、従来の方法と同様に、ｄｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏに対して規範応答の応答遅れ処理（本例では、一次遅れ）を行ったｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲを用い、フィードフォワード制御によりｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを算出することを考える。

この場合は、式（５）の右辺第２項の完全微分ｄ／ｄｔと、式（４）のｄｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏとの間に、ｄｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑに関する非線形の関数であるｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑの関数が介在する。そのため、微分演算と、ｄｑ軸の電流に基づくｄｑ軸の鎖交磁束の演算との、演算順序を入れ替えることができない。ｄｑ軸の電流に応じて変化するｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑの完全微分を行うためには、ｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑを、ｄ軸の電流で偏微分すると共にｑ軸の電流で偏微分し、両方の偏微分値を合計する線形近似演算を行う必要があり、演算が複雑になる。また、ｄｑ軸の電流の規範応答が一次遅れであっても、ｄｑ軸の鎖交磁束の規範応答が一次遅れになるとは限らない。よって、鎖交磁束を規範応答で精度よく変化させることができない。

＜本実施の形態に係るフィードフォワード制御器の設計＞
そこで、本実施の形態では、式（６）及び式（７）に示すように、式（３）のｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑとして、ｄｑ軸の鎖交磁束指令値Ψｄｏ、Ψｑｏに対して規範応答の応答遅れ処理（本例では、一次遅れ）を行ったｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲを用い、フィードフォワード制御によりｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを算出することを考える。

この場合は、完全微分されるｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲは、ｄｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑに応じて変化せず、時間ｔに応じて変化するため、ｄｑ軸の電流で偏微分することなく、時間微分することで演算可能である。また、式（７）の右辺第２項の時間微分ｄ／ｄｔをラプラス演算子ｓに置換すると共に、式（６）を代入した次式に示すように、微分演算と規範応答の応答遅れ処理（本例では、一次遅れ）とをまとめて演算することができ、時間微分の演算を回避できると共に、式（８）の二段目に示すように、伝達関数の等価変換を行って演算を工夫すれば効率的に演算できる。

鎖交磁束に規範応答の応答遅れ処理を行う場合は、式（７）の右辺第１項に示すように、ｄｑ軸の電流として、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲに対応するｄｑ軸の電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲ（以下、ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲと称す）を用いる必要がある。詳細は後述するが、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲと、ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲとの間には、次式が成立することを用いて、ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲを求めることができる。

＜フィードフォワード制御器の構成＞
そこで、鎖交磁束規範応答算出部３４は、ｄｑ軸の鎖交磁束指令値Ψｄｏ、Ψｑｏに規範応答の応答遅れ処理を行って、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲを算出する。本実施の形態では、式（６）に示したように、鎖交磁束規範応答算出部３４は、規範応答の応答遅れ処理として、一次遅れのフィルタ処理を用いる。なお、規範応答の応答遅れ処理として、二次遅れのフィルタ処理等、各種のフィルタ処理が用いられてもよい。また、各式では、ラプラス演算子ｓを用いて表現されているが、公知の方法により離散化されて制御装置１に実装される。

そして、二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲ、及び電気角速度ωに基づいて、ｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑをｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲにフィードフォワード的に変化させるｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを算出する。

この構成によれば、鎖交磁束を規範応答でフィードフォワード的に変化させる電圧指令値を算出する際に、ｄｑ軸の電流に応じて変化せず、時間に応じて変化する線形のｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲを用いているので、ｄｑ軸の鎖交磁束をｄｑ軸の電流で偏微分することなく、時間微分する、又は、時間微分と規範応答の応答遅れ処理とをまとめた演算を行う等、線形系の演算処理を行うことが可能であり、演算処理負荷の増加を抑制できる。また、鎖交磁束が直接用いられているので、ｄｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑに応じて変化するｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑの非線形の特性の影響が生じないようにでき、制御精度を向上させることができる。

具体的には、式（７）に示すように、二軸電圧指令算出部３５は、ｄ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲの時間微分値と、ｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｑＲに電気角速度ω及び－１を乗算した値と、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲに対応するｄ軸の電流値であるｄ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲに巻線抵抗値Ｒを乗算した値と、を合計して、ｄ軸の電圧指令値Ｖｄｏを算出する。また、二軸電圧指令算出部３５は、ｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｑＲの時間微分値と、ｄ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲに電気角速度ωを乗算した値と、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲに対応するｑ軸の電流値であるｑ軸の規範応答対応電流値ＩｑｃＲに巻線抵抗値Ｒを乗算した値と、を合計して、ｑ軸の電圧指令値Ｖｑｏを算出する。この場合のブロック図は、図４に示すようになる。

ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲに対応するｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲの算出処理の詳細については後述する。なお、巻線抵抗値Ｒが小さく、式（７）の右辺第１項の巻線抵抗値Ｒの項が、他の項に比べて十分に小さい場合は、この巻線抵抗値Ｒの項の算出処理が行われなくてもよい。この場合は、後述する反復計算が行われないので、演算処理負荷を低減することができる。

或いは、式（８）の一段目に示すように、二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の鎖交磁束指令値Ψｄｏ、Ψｑｏに対して、時間微分及び規範応答の応答遅れ処理をまとめた演算を行って、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲの時間微分値を算出してもよい。この場合は、まとめた伝達関数全体が離散化されたり、式（８）の二段目の例のように等価変換されたりされるとよい。この場合のブロック図は、図５に示すようになる。

この構成によれば、時間微分を最後に単独で行わないようにでき、まとめた演算により、ノイズ成分及び変動成分により演算値が過剰に変動しないようにできる。

或いは、規範応答の応答遅れ処理が一次遅れのフィルタ処理である場合は、式（８）の二段目に示すように、二軸電圧指令算出部３５は、ｄ軸の鎖交磁束指令値Ψｄｏからｄ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲを減算した値を、規範応答の応答遅れ処理の時定数Ｔｒで除算して、ｄ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲの時間微分値を算出し、ｑ軸の鎖交磁束指令値Ψｑｏからｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｑＲを減算した値を、規範応答の応答遅れ処理の時定数Ｔｒで除算して、ｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｑＲの時間微分値を算出してもよい。この場合のブロック図は、図６に示すようになる。

この構成によれば、ｄｑ軸の鎖交磁束指令値からｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値を減算する簡単な処理により、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値の時間微分値を算出することができ、演算処理負荷を低減できると共に、ノイズ成分及び変動成分により演算値が過剰に変動しないようにできる。

＜ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲの算出＞
二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲに基づいて、ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲを算出する。

上述したように、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲと、ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲとの間には、式（９）が成立することを用いて、ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲを求めることができる。

そこで、二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の電流値Ｉｄ、Ｉｑを入力値としｄ軸の鎖交磁束Ψｄを出力値としたｄ軸の電流鎖交磁束特性データΨｄ（Ｉｄ、Ｉｑ）、及びｄｑ軸の電流値Ｉｄ、Ｉｑを入力値としｑ軸の鎖交磁束Ψｑを出力値としたｑ軸の電流鎖交磁束特性データΨｑ（Ｉｄ、Ｉｑ）を用い、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲに対応するｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲを、反復計算により探索する。

この構成によれば、ｄｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑに応じて変化するｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑの非線形の特性が考慮されるので、ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲの算出精度を向上させ、制御精度を向上させることができる。また、ｄｑ軸の電流鎖交磁束特性データ以外の特性データを用いないので、記憶装置９１の記憶容量が増加することを抑制できる。

反復計算として、ニュートン法等に代表される各種の手法を用いることができる。ただし、ニュートン法のように、最適解に収束させるために勾配情報を用いる手法を用いると、ｄｑ軸の電流値に対するｄｑ軸の鎖交磁束の勾配情報の特性データ又は演算が必要になり、演算処理が複雑になる。そのため、Nelder-Mead法など、電流値に対する鎖交磁束の勾配情報を用いない反復計算の手法が用いられるとよい。

ｄ軸及びｑ軸の電流鎖交磁束特性データとして、マップデータ、又は高次の関数（例えば、多項式、ニューラルネットワーク）等が用いられ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置９１に予め記憶されている。

具体的には、図７のフローチャートに示すように、ステップＳ０１で、二軸電圧指令算出部３５は、今回のｄｑ軸の規範応答対応電流値の候補値ＩｄｃＲｃ、ＩｑｃＲｃの初期値を設定する。ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲは、規範応答の応答遅れと同等の応答遅れで、連続的に変化する。よって、今回探索するｄｑ軸の規範応答対応電流値の候補値ＩｄｃＲｃ、ＩｑｃＲｃの初期値として、前回探索されたｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲが設定されるとよい。反復回数を低減でき、演算負荷を低減できる。また、ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲは、規範応答の応答遅れを有して変化し、前回の探索値と今回の探索値との差は大きくならないので、反復回数は少なく済む。

そして、ステップＳ０２で、二軸電圧指令算出部３５は、ｄ軸及びｑ軸の電流鎖交磁束特性データを参照し、現在のｄｑ軸の規範応答対応電流値の候補値ＩｄｃＲｃ、ＩｑｃＲｃに対応するｄ軸の鎖交磁束の候補値Ψｄｃ及びｑ軸の鎖交磁束の候補値Ψｑｃを算出する。

そして、ステップＳ０３で、二軸電圧指令算出部３５は、ステップＳ０２で算出したｄ軸及びｑ軸の鎖交磁束の候補値Ψｄｃ、Ψｑｃがｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲに十分近づいた場合（例えば、残差ノルムＮｒｍが判定値以下になった場合）、又は反復回数が上限回数に達した場合に、ステップＳ０５に進み反復計算を終了し、それ以外の場合は、ステップＳ０４に進み反復計算を継続する。次式に示すように、残差ノルムＮｒｍは、ｄ軸の鎖交磁束の候補値Ψｄｃとｄ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲとの偏差の二乗値と、ｑ軸の鎖交磁束の候補値Ψｑｃとｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｑＲとの偏差の二乗値と、の合計値とされる。

ステップＳ０４で、二軸電圧指令算出部３５は、ステップＳ０２で算出したｄ軸の鎖交磁束の候補値Ψｄｃ及びｑ軸の鎖交磁束の候補値Ψｑｃに基づいて、ｄｑ軸の規範応答対応電流値の候補値ＩｄｃＲｃ、ＩｑｃＲｃを変化させ、その後、ステップＳ０２に戻る。候補値の変化手法として、ニュートン法、Nelder-Mead法などの各種の手法が用いられる。各手法は公知であるので説明を省略する。

一方、ステップＳ０５で、二軸電圧指令算出部３５は、現在のｄｑ軸の規範応答対応電流値の候補値ＩｄｃＲｃ、ＩｑｃＲｃを、最終的なｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲとして算出し、処理を終了する。

或いは、二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑを入力値としｄ軸の電流値Ｉｄを出力値としたｄ軸の鎖交磁束電流特性データＩｄ（Ψｄ、Ψｑ）、及びｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑを入力値としｑ軸の電流値Ｉｑを出力値としたｑ軸の鎖交磁束電流特性データＩｑ（Ψｄ、Ψｑ）を参照し、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲに対応するｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲを算出してもよい。

この構成によれば、ｄｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑに応じて変化するｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑの非線形の特性が考慮されるので、ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲの算出精度を向上させ、制御精度を向上させることができる。ｄｑ軸の電流鎖交磁束特性データの逆特性となるｄｑ軸の鎖交磁束電流特性データを予め設定し、記憶装置９１に記憶する必要があるが、反復計算が必要ないので、演算処理負荷を大幅に低減できる。

ｄ軸及びｑ軸の鎖交磁束電流特性データとして、マップデータ、又は高次の関数（例えば、多項式、ニューラルネットワーク）等が用いられ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置９１に予め記憶されている。

＜まとめ、転用例＞
以上のように、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲに基づいて、ｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑをフィードフォワード的に変化させるｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを算出するように構成されている。よって、外乱及びモデル化誤差がない場合は、ｄｑ軸の鎖交磁束及びｄｑ軸の電流値を規範応答で変化させることができる。また、ｄｑ軸の鎖交磁束及びｄｑ軸の電流値に応じて発生するトルクも、規範応答に近い望ましい応答になる。

このフィードフォワード制御器では、電流センサを必要としないため、電流センサ分のコストを抑制できる。さらに、電流センサの検出電流値を制御に用いていないため、検出電流値に発生する遅れ及びノイズ等の影響がない。

なお、３相の巻線を流れる電流を検出する電流センサが設けられ、電流検出値に基づくフィードバック制御が行われてもよい。この場合は、上述したフィードフォワード制御によるｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏに、フィードバック制御によるｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏｆｂ、Ｖｑｏｆｂが加算されて、最終的なｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏが算出される。フィードバック制御として、制御装置１は、３相の電流検出値Ｉｕｒ、Ｉｖｒ、Ｉｗｒを、磁極位置θに基づいて３相２相変換及び回転座標変換を行って、ｄｑ軸の電流検出値Ｉｄｒ、Ｉｑｒを算出し、ｄｑ軸の電流検出値Ｉｄｒ、Ｉｑｒが、ｄｑ軸の規範応答対応電流値ＩｄｃＲ、ＩｑｃＲに近づくように、ｄｑ軸のフィードバック電圧指令値Ｖｄｏｆｂ、Ｖｑｏｆｂを変化させる。或いは、特許第６６８７２２８号と同様に、制御装置１は、ｄｑ軸の電流鎖交磁束特性データを用い、ｄｑ軸の電流検出値Ｉｄｒ、Ｉｑｒに基づいて、ｄｑ軸の鎖交磁束検出値Ψｄｒ、Ψｑｒを算出し、ｄｑ軸の鎖交磁束検出値Ψｄｒ、Ψｑｒが、ｄｑ軸の鎖交磁束規範応答値ΨｄＲ、ΨｑＲに近づくように、ｄｑ軸のフィードバック電圧指令値Ｖｄｏｆｂ、Ｖｑｏｆｂを変化させる。フィードバックも合わせて行えば、外乱及びモデル化誤差に対して、ロバスト性を向上させることができる。また、ｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏに、高調波成分等の他の成分が加算されてもよい。

２．実施の形態２
次に、実施の形態２に係る制御装置１について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る交流回転電機２及び制御装置１の基本的な構成及び処理は実施の形態１と同様である。実施の形態１では、ｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑを規範応答でフィードフォワード的に変化させるｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを算出する電流フィードフォワード制御器を設計した。しかし、本実施の形態では、実施の形態１で比較例として説明した、ｄｑ軸の電流値Ｉｄ、Ｉｑを規範応答でフィードフォワード的に変化させるｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを算出する電流フィードフォワード制御器を設計する。

本実施の形態では、図８のブロック図に示すように、実施の形態１の鎖交磁束指令算出部３３が電流指令算出部３８に変更され、鎖交磁束規範応答算出部３４が電流規範応答算出部３９に変更され、二軸電圧指令算出部３５の構成が、実施の形態１と異なる。

＜電流指令算出部３８＞
電流指令算出部３８は、ｄｑ軸の回転座標系上のｄ軸の電流指令値Ｉｄｏ及びｑ軸の電流指令値Ｉｑｏを算出する。本実施の形態では、電流指令算出部３８は、目標トルク、電源電圧ＶＤＣ、及び電気角速度ω等に基づいて、最大トルク電流制御、弱め磁束制御、及びＩｄ＝０制御などの電流ベクトル制御方法を用いて、ｄｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏを算出する。目標トルクは、外部の装置から伝達されてもよいし、制御装置１内で演算されてもよい。

＜電流規範応答算出部３９＞
電流規範応答算出部３９は、ｄｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏに規範応答の応答遅れ処理を行って、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲを算出する。本実施の形態では、式（４）と同じ次式に示すように、電流規範応答算出部３９は、規範応答の応答遅れ処理として、一次遅れのフィルタ処理を用いる。なお、規範応答の応答遅れ処理として、二次遅れのフィルタ処理等、各種のフィルタ処理が用いられてもよい。

＜本実施の形態に係るフィードフォワード制御器の設計＞
式（５）の右辺第２項のｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑは、ｄｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑに関する非線形の関数であるため、このままでは時間微分を行うことができない。そのため、次式に示すように、式（５）の右辺第２項の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑを、それぞれ、ｄ軸の電流規範応答値ＩｄＲについて偏微分すると共に、ｑ軸の電流規範応答値ＩｑＲについて偏微分して、合計する線形近似演算を行う必要がある。

式（１２）の各偏微分を、次式のようにおく。

式（１３）の右辺の各項を、微分インダクタンスと呼ぶ。微分インダクタンスもｄｑ軸の鎖交磁束Ψｄ、Ψｑと同様に、ｄ軸の電流Ｉｄ及びｑ軸の電流Ｉｑの関数である。式（５）に式（１２）及び式（１３）を代入することにより、４つの微分インダクタンスＬｄｄ、Ｌｄｑ、Ｌｑｄ、Ｌｑｑを用いた次式の電圧方程式を得る。よって、４つの微分インダクタンスの特性データを用意する必要があるが、演算負荷が増加することを抑制できる。また、ｄｑ軸の電流を規範応答で精度よく変化させることができる。

この場合は、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲは、時間に応じて変化するため時間微分することができる。また、式（１４）の右辺第２項の時間微分ｄ／ｄｔをラプラス演算子ｓに置換すると共に、式（１１）を代入した次式に示すように、微分演算と規範応答の応答遅れ処理（本例では、一次遅れ）とをまとめて演算することができ、時間微分の演算を回避できると共に、式（１５）の二段目に示すように、伝達関数の等価変換を行って演算を工夫すれば効率的に演算できる。

＜フィードフォワード制御器の構成＞
そこで、本実施の形態では、式（１４）の右辺第３項に対応して、二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲに基づいて、ｄｑ軸の規範応答対応鎖交磁束ΨｄｃＲ、ΨｑｃＲを算出する。

本実施の形態では、二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の電流値Ｉｄ、Ｉｑを入力値としｄ軸の鎖交磁束Ψｄを出力値としたｄ軸の電流鎖交磁束特性データΨｄ（Ｉｄ、Ｉｑ）、及びｄｑ軸の電流値Ｉｄ、Ｉｑを入力値としｑ軸の鎖交磁束Ψｑを出力値としたｑ軸の電流鎖交磁束特性データΨｑ（Ｉｄ、Ｉｑ）を参照し、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲに対応するｄｑ軸の鎖交磁束であるｄｑ軸の規範応答対応鎖交磁束ΨｄｃＲ、ΨｑｃＲを算出する。

上述したように、ｄ軸及びｑ軸の電流鎖交磁束特性データとして、マップデータ、又は高次の関数（例えば、多項式、ニューラルネットワーク）等が用いられ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置９１に予め記憶されている。

二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲに基づいて、ｄｑ軸の規範応答対応鎖交磁束ΨｄｃＲ、ΨｑｃＲを算出する。二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲ、ｄｑ軸の規範応答対応鎖交磁束ΨｄｃＲ、ΨｑｃＲ、及び電気角速度ωに基づいて、ｄｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑをｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲにフィードフォワード的に変化させるｄｑ軸の回転座標系上のｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを算出する。

この構成によれば、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲ、及びｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲに基づいて算出されたｄｑ軸の規範応答対応鎖交磁束ΨｄｃＲ、ΨｑｃＲに基づいて、ｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏが算出される。よって、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲに基づいた線形系の演算処理を行うことが可能であり、時間微分する、又は、時間微分と規範応答の応答遅れ処理とをまとめた演算を行う等、演算処理負荷の増加を抑制できると共に、演算精度を向上できる。また、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲが用いられているので、ｄｑ軸の電流を規範応答で精度よく変化させることができる。

具体的には、式（１４）に示すように、二軸電圧指令算出部３５は、ｄ軸の鎖交磁束をｄ軸の電流で偏微分したｄ軸電流微分ｄ軸インダクタンスＬｄｄにｄ軸の電流規範応答値ＩｄＲの時間微分値を乗算した値と、ｄ軸の鎖交磁束をｑ軸の電流で偏微分したｑ軸電流微分ｄ軸インダクタンスＬｄｑにｑ軸の電流規範応答値ＩｑＲの時間微分値を乗算した値と、ｑ軸の規範応答対応鎖交磁束ΨｑｃＲに電気角速度ω及び－１を乗算した値と、ｄ軸の電流規範応答値ＩｄＲに巻線抵抗値Ｒを乗算した値と、を合計して、ｄ軸の電圧指令値Ｖｄｏを算出する。また、二軸電圧指令算出部３５は、ｑ軸の鎖交磁束をｄ軸の電流で偏微分したｄ軸電流微分ｑ軸インダクタンスＬｑｄにｄ軸の電流規範応答値ＩｄＲの時間微分値を乗算した値と、ｑ軸の鎖交磁束をｑ軸の電流で偏微分したｑ軸電流微分ｑ軸インダクタンスＬｑｑにｑ軸の電流規範応答値ＩｑＲの時間微分値を乗算した値と、ｄ軸の規範応答対応鎖交磁束ΨｄｃＲに電気角速度ωを乗算した値と、ｑ軸の電流規範応答値ＩｑＲに巻線抵抗値Ｒを乗算した値と、を合計して、ｑ軸の電圧指令値Ｖｑｏを算出する。この場合のブロック図は、図９に示すようになる。

なお、巻線抵抗値Ｒが小さく、式（１４）の右辺第１項の巻線抵抗値Ｒの項が、他の項に比べて十分に小さい場合は、この巻線抵抗値Ｒの項の算出処理が行われなくてもよい。

本実施の形態では、式（１３）に示したように、二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の電流値Ｉｄ、Ｉｑを入力値としｄ軸電流微分ｄ軸インダクタンスＬｄｄを出力値としたｄ軸電流微分ｄ軸インダクタンス特性データＬｄｄ（Ｉｄ、Ｉｑ）、ｄｑ軸の電流値Ｉｄ、Ｉｑを入力値としｑ軸電流微分ｄ軸インダクタンスＬｄｑを出力値としたｑ軸電流微分ｄ軸インダクタンス特性データＬｄｑ（Ｉｄ、Ｉｑ）、ｄｑ軸の電流値Ｉｄ、Ｉｑを入力値としｄ軸電流微分ｑ軸インダクタンスＬｑｄを出力値としたｄ軸電流微分ｑ軸インダクタンス特性データＬｑｄ（Ｉｄ、Ｉｑ）、及びｄｑ軸の電流値Ｉｄ、Ｉｑを入力値としｑ軸電流微分ｑ軸インダクタンスＬｑｑを出力値としたｑ軸電流微分ｑ軸インダクタンス特性データＬｑｑ（Ｉｄ、Ｉｑ）を参照し、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲに対応するｄ軸電流微分ｄ軸インダクタンスＬｄｄ、ｑ軸電流微分ｄ軸インダクタンスＬｄｑ、ｄ軸電流微分ｑ軸インダクタンスＬｑｄ、及びｑ軸電流微分ｑ軸インダクタンスＬｑｑを算出する。

ｄ軸電流微分ｄ軸インダクタンス特性データ、ｑ軸電流微分ｄ軸インダクタンス特性データ、ｄ軸電流微分ｑ軸インダクタンス特性データ、ｑ軸電流微分ｑ軸インダクタンス特性データとして、マップデータ、又は高次の関数（例えば、多項式、ニューラルネットワーク）等が用いられ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置９１に予め記憶されている。

或いは、式（１５）の一段目に示すように、二軸電圧指令算出部３５は、ｄｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏに対して、時間微分及び規範応答の応答遅れ処理をまとめた演算を行って、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲの時間微分値を算出してもよい。この場合は、まとめた伝達関数全体が離散化されたり、式（１５）の二段目の例のように等価変換されたりされるとよい。この場合のブロック図は、図１０に示すようになる。

この構成によれば、時間微分を最後に単独で行わないようにでき、まとめた演算により、ノイズ成分及び変動成分により演算値が過剰に変動しないようにできる。

或いは、規範応答の応答遅れ処理が一次遅れのフィルタ処理である場合は、式（１５）の二段目に示すように、二軸電圧指令算出部３５は、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏからｄ軸の電流規範応答値ＩｄＲを減算した値を、規範応答の応答遅れ処理の時定数Ｔｒで除算して、ｄ軸の電流規範応答値ＩｄＲの時間微分値を算出し、ｑ軸の電流指令値Ｉｑｏからｑ軸の電流規範応答値ＩｑＲを減算した値を、規範応答の応答遅れ処理の時定数Ｔｒで除算して、ｑ軸の電流規範応答値ＩｑＲの時間微分値を算出してもよい。この場合のブロック図は、図１１に示すようになる。

この構成によれば、ｄｑ軸の電流指令値からｄｑ軸の電流規範応答値を減算する簡単な処理により、ｄｑ軸の電流規範応答値の時間微分値を算出することができ、演算処理負荷を低減できると共に、ノイズ成分及び変動成分により演算値が過剰に変動しないようにできる。

＜まとめ、転用例＞
以上のように、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲに基づいて、ｄｑ軸の電流値Ｉｄ、Ｉｑをフィードフォワード的に変化させるｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを算出するように構成されている。よって、外乱及びモデル化誤差がない場合は、ｄｑ軸の電流値及びｄｑ軸の鎖交磁束を規範応答で変化させることができる。また、ｄｑ軸の電流値及びｄｑ軸の鎖交磁束に応じて発生するトルクも、規範応答に近い望ましい応答になる。

このフィードフォワード制御器では、電流センサを必要としないため、電流センサ分のコストを抑制できる。さらに、電流センサの検出電流値を制御に用いていないため、検出電流値に発生する遅れ及びノイズ等の影響がない。

なお、３相の巻線を流れる電流を検出する電流センサが設けられ、電流検出値に基づくフィードバック制御が行われてもよい。この場合は、上述したフィードフォワード制御によるｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏに、フィードバック制御によるｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏｆｂ、Ｖｑｏｆｂが加算されて、最終的なｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏが算出される。フィードバック制御として、制御装置１は、３相の電流検出値Ｉｕｒ、Ｉｖｒ、Ｉｗｒを、磁極位置θに基づいて３相２相変換及び回転座標変換を行って、ｄｑ軸の電流検出値Ｉｄｒ、Ｉｑｒを算出し、ｄｑ軸の電流検出値Ｉｄｒ、Ｉｑｒが、ｄｑ軸の電流規範応答値ＩｄＲ、ＩｑＲに近づくように、ｄｑ軸のフィードバック電圧指令値Ｖｄｏｆｂ、Ｖｑｏｆｂを変化させる。或いは、特許第６６８７２２８号と同様に、制御装置１は、ｄｑ軸の電流鎖交磁束特性データを用い、ｄｑ軸の電流検出値Ｉｄｒ、Ｉｑｒに基づいて、ｄｑ軸の鎖交磁束検出値Ψｄｒ、Ψｑｒを算出し、ｄｑ軸の鎖交磁束検出値Ψｄｒ、Ψｑｒが、ｄｑ軸の規範応答対応鎖交磁束ΨｄｃＲ、ΨｑｃＲに近づくように、ｄｑ軸のフィードバック電圧指令値Ｖｄｏｆｂ、Ｖｑｏｆｂを変化させる。フィードバックも合わせて行えば、外乱及びモデル化誤差に対して、ロバスト性を向上させることができる。また、ｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏに、高調波成分等の他の成分が加算されてもよい。

〔その他の実施の形態〕
最後に、本願のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施の形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記の各実施の形態では、ｎ＝３の３相である場合を例として説明した。しかし、ｎ＝２、４等、ｎは、２以上の任意の自然数に設定されてもよい。

（２）上記の各実施の形態では、１組の３相巻線及びインバータが設けられる場合を例として説明した。しかし、２組以上の３相巻線及びインバータが設けられ、各組の３相巻線及びインバータに対して、各実施の形態と同様の制御が行われてもよい。この場合は、ｄｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏの算出において、組間の干渉を考慮した項が追加されてもよい。

（３）上記の各実施の形態では、埋込磁石型の同期交流回転電機である場合を例として説明した。しかし、リラクタンス型の同期交流回転電機、界磁巻線型の同期交流回転電機であってもよい。或いは、表面磁石型の交流回転電機であってもよい。表面磁石型の場合は、鎖交磁束のｄｑ軸の電流の相互依存性は低下するが、０にならない場合もあり、上記の各実施の形態のように、鎖交磁束のｄｑ軸の電流の相互依存性を考慮した制御により制御精度を高めることができる。さらに、特許文献１と同様の議論で誘導機に対しても本願の制御を適用できる。

（４）上記の各実施の形態では、磁石温度の変化による電流と鎖交磁束の関係の変化については考慮しない場合を説明した。しかし、温度による鎖交磁束の変化分を推定もしくは予め特性データとして記憶装置に記憶しておき、その鎖交磁束の変化分を電流と鎖交磁束の変換の際に加算することで磁石温度の変化による電流と鎖交磁束の関係の変化を考慮できる。

（５）上記の各実施の形態では、規範応答として一次遅れフィルタが用いられる場合を例として説明した。しかし、規範応答として各種のフィルタが用いられてもよく、次式のような、二次遅れフィルタが用いられてもよい。

このような場合、一次遅れフィルタの式（８）の二段目及び式（１５）の二段目に示したように、伝達関数の等価変換を行って代数演算に置き換えることはできないため、次式に示すように、微分演算と規範応答の応答遅れ処理（本例では、二次遅れ）とがまとめて演算されて、各時間微分が演算されてもよい。

二次遅れフィルタを用いた場合は、一次遅れフィルタと異なり、ステップ応答の変化率がｔ＝０で０であるため、トルクの変化率、すなわち加速度の変化率（ジャーク）がより連続的になる。したがって、車載用途で本構成を適用した場合、よりジャークの不連続的変化が抑制されるため、乗り心地の悪化を招きにくい。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 交流回転電機の制御装置、３１ 回転検出部、３２ 電圧検出部、３３ 鎖交磁束指令算出部、３４ 鎖交磁束規範応答算出部、３５ 二軸電圧指令算出部、３６ 交流電圧指令算出部、３７ スイッチング制御部、３８ 電流指令算出部、３９ 電流規範応答算出部

本願に係る第二の交流回転電機の制御装置は、ｎ相（ｎは、２以上の自然数）の電機子巻線を有する交流回転電機を、インバータを介して制御する交流回転電機の制御装置であって、
前記交流回転電機のロータの電気角及び電気角速度を検出又は推定する回転検出部と、
前記ロータの電気角での回転に同期して回転する第一軸及び第二軸からなる二軸の座標系である二軸の回転座標系上の第一軸及び第二軸の電流指令値を算出する電流指令算出部と、
前記第一軸及び第二軸の電流指令値に規範応答の応答遅れ処理を行って、第一軸及び第二軸の電流規範応答値を算出する電流規範応答算出部と、
前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値に基づいて、第一軸及び第二軸の規範応答対応鎖交磁束を算出し、前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値、前記第一軸及び第二軸の規範応答対応鎖交磁束、及び前記電気角速度に基づいて、前記第一軸及び第二軸の電流を前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値にフィードフォワード的に変化させる前記二軸の回転座標系上の第一軸及び第二軸の電圧指令値を算出する二軸電圧指令算出部と、
前記第一軸及び第二軸の電圧指令値、及び前記電気角に基づいて、前記ｎ相の電機子巻線に印加するためのｎ相の交流電圧指令値を算出する交流電圧指令算出部と、
前記ｎ相の交流電圧指令値に基づいて、前記インバータが有する複数のスイッチング素子をオンオフ制御するスイッチング制御部と、
を備え、
前記二軸電圧指令算出部は、少なくとも、第一軸の鎖交磁束を第一軸の電流で偏微分した第一軸電流微分第一軸インダクタンスに前記第一軸の電流規範応答値の時間微分値を乗算した値と、第一軸の鎖交磁束を第二軸の電流で偏微分した第二軸電流微分第一軸インダクタンスに前記第二軸の電流規範応答値の時間微分値を乗算した値と、前記第二軸の規範応答対応鎖交磁束に前記電気角速度及び－１を乗算した値と、を合計して、前記第一軸の電圧指令値を算出し、
少なくとも、第二軸の鎖交磁束を第一軸の電流で偏微分した第一軸電流微分第二軸インダクタンスに前記第一軸の電流規範応答値の時間微分値を乗算した値と、第二軸の鎖交磁束を第二軸の電流で偏微分した第二軸電流微分第二軸インダクタンスに前記第二軸の電流規範応答値の時間微分値を乗算した値と、前記第一軸の規範応答対応鎖交磁束に電気角速度を乗算した値と、を合計して、前記第二軸の電圧指令値を算出するものである。

Claims (16)

1. ｎ相（ｎは、２以上の自然数）の電機子巻線を有する交流回転電機を、インバータを介して制御する交流回転電機の制御装置であって、
   前記交流回転電機のロータの電気角及び電気角速度を検出又は推定する回転検出部と、
   前記ロータの電気角での回転に同期して回転する第一軸及び第二軸からなる二軸の回転座標系上の第一軸及び第二軸の鎖交磁束指令値を算出する鎖交磁束指令算出部と、
   前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束指令値に規範応答の応答遅れ処理を行って、第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値を算出する鎖交磁束規範応答算出部と、
   前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値、及び前記電気角速度に基づいて、第一軸及び第二軸の鎖交磁束を前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値にフィードフォワード的に変化させる第一軸及び第二軸の電圧指令値を算出する二軸電圧指令算出部と、
   前記第一軸及び第二軸の電圧指令値、及び前記電気角に基づいて、前記ｎ相の電機子巻線に印加する電圧指令値であるｎ相の交流電圧指令値を算出する交流電圧指令算出部と、
   前記ｎ相の交流電圧指令値に基づいて、前記インバータが有する複数のスイッチング素子をオンオフ制御するスイッチング制御部と、
   を備えた交流回転電機の制御装置。
2. 前記二軸電圧指令算出部は、少なくとも、前記第一軸の鎖交磁束規範応答値の時間微分値と、前記第二軸の鎖交磁束規範応答値に前記電気角速度及び－１を乗算した値と、を合計して、前記第一軸の電圧指令値を算出し、
   少なくとも、前記第二軸の鎖交磁束規範応答値の時間微分値と、前記第一軸の鎖交磁束規範応答値に前記電気角速度を乗算した値と、を合計して、前記第二軸の電圧指令値を算出する請求項１に記載の交流回転電機の制御装置。
3. 前記二軸電圧指令算出部は、前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束指令値に対して、時間微分及び前記規範応答の応答遅れ処理をまとめた演算を行って、前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値の時間微分値を算出する請求項２に記載の交流回転電機の制御装置。
4. 前記二軸電圧指令算出部は、前記第一軸の鎖交磁束指令値から前記第一軸の鎖交磁束規範応答値を減算した値を、前記規範応答の応答遅れ処理の時定数で除算して、前記第一軸の鎖交磁束規範応答値の時間微分値を算出し、
   前記第二軸の鎖交磁束指令値から前記第二軸の鎖交磁束規範応答値を減算した値を、前記規範応答の応答遅れ処理の時定数で除算して、前記第二軸の鎖交磁束規範応答値の時間微分値を算出する請求項２又は３に記載の交流回転電機の制御装置。
5. 前記二軸電圧指令算出部は、前記第一軸の鎖交磁束規範応答値の時間微分値と、前記第二軸の鎖交磁束規範応答値に前記電気角速度及び－１を乗算した値と、前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値に対応する第一軸の電流値である第一軸の規範応答対応電流値に巻線抵抗値を乗算した値と、を合計して、前記第一軸の電圧指令値を算出し、
   前記第二軸の鎖交磁束規範応答値の時間微分値と、前記第一軸の鎖交磁束規範応答値に前記電気角速度を乗算した値と、前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値に対応する第二軸の電流値である第二軸の規範応答対応電流値に前記巻線抵抗値を乗算した値と、を合計して、前記第二軸の電圧指令値を算出し、
   前記二軸電圧指令算出部は、第一軸及び第二軸の電流値を入力値とし第一軸の鎖交磁束を出力値とした第一軸の電流鎖交磁束特性データ、及び第一軸及び第二軸の電流値を入力値とし第二軸の鎖交磁束を出力値とした第二軸の電流鎖交磁束特性データを用い、前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値に対応する前記第一軸及び第二軸の規範応答対応電流値を、反復計算により探索する請求項１から４のいずれか一項に記載の交流回転電機の制御装置。
6. 前記二軸電圧指令算出部は、電流値に対する鎖交磁束の勾配情報を用いない前記反復計算を行う請求項５に記載の交流回転電機の制御装置。
7. 前記二軸電圧指令算出部は、今回探索する前記第一軸及び第二軸の規範応答対応電流値の初期値を、前回探索された前記第一軸及び第二軸の規範応答対応電流値に設定する請求項５又は６に記載の交流回転電機の制御装置。
8. 前記二軸電圧指令算出部は、前記第一軸の鎖交磁束規範応答値の時間微分値と、前記第二軸の鎖交磁束規範応答値に前記電気角速度及び－１を乗算した値と、前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値に対応する第一軸の電流値である第一軸の規範応答対応電流値に巻線抵抗値を乗算した値と、を合計して、前記第一軸の電圧指令値を算出し、
   前記第二軸の鎖交磁束規範応答値の時間微分値と、前記第一軸の鎖交磁束規範応答値に前記電気角速度を乗算した値と、前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値に対応する第二軸の電流値である第二軸の規範応答対応電流値に前記巻線抵抗値を乗算した値と、を合計して、前記第二軸の電圧指令値を算出し、
   前記二軸電圧指令算出部は、第一軸及び第二軸の鎖交磁束を入力値とし第一軸の電流値を出力値とした第一軸の鎖交磁束電流特性データ、及び第一軸及び第二軸の鎖交磁束を入力値とし第二軸の電流値を出力値とした第二軸の鎖交磁束電流特性データを参照し、前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束規範応答値に対応する前記第一軸及び第二軸の規範応答対応電流値を算出する請求項１から４のいずれか一項に記載の交流回転電機の制御装置。
9. 前記鎖交磁束規範応答算出部は、前記規範応答の応答遅れ処理として、フィルタ処理を用いる請求項１から８のいずれか一項に記載の交流回転電機の制御装置。
10. ｎ相（ｎは、２以上の自然数）の電機子巻線を有する交流回転電機を、インバータを介して制御する交流回転電機の制御装置であって、
    前記交流回転電機のロータの電気角及び電気角速度を検出又は推定する回転検出部と、
    前記ロータの電気角での回転に同期して回転する第一軸及び第二軸からなる二軸の座標系である二軸の回転座標系上の第一軸及び第二軸の電流指令値を算出する電流指令算出部と、
    前記第一軸及び第二軸の電流指令値に規範応答の応答遅れ処理を行って、第一軸及び第二軸の電流規範応答値を算出する電流規範応答算出部と、
    前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値に基づいて、第一軸及び第二軸の規範応答対応鎖交磁束を算出し、前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値、前記第一軸及び第二軸の規範応答対応鎖交磁束、及び前記電気角速度に基づいて、前記第一軸及び第二軸の電流を前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値にフィードフォワード的に変化させる前記二軸の回転座標系上の第一軸及び第二軸の電圧指令値を算出する二軸電圧指令算出部と、
    前記第一軸及び第二軸の電圧指令値、及び前記電気角に基づいて、前記ｎ相の電機子巻線に印加するためのｎ相の交流電圧指令値を算出する交流電圧指令算出部と、
    前記ｎ相の交流電圧指令値に基づいて、前記インバータが有する複数のスイッチング素子をオンオフ制御するスイッチング制御部と、
    を備えた交流回転電機の制御装置。
11. 前記二軸電圧指令算出部は、少なくとも、第一軸の鎖交磁束を第一軸の電流で偏微分した第一軸電流微分第一軸インダクタンスに前記第一軸の電流規範応答値の時間微分値を乗算した値と、第一軸の鎖交磁束を第二軸の電流で偏微分した第二軸電流微分第一軸インダクタンスに前記第二軸の電流規範応答値の時間微分値を乗算した値と、前記第二軸の規範応答対応鎖交磁束に前記電気角速度及び－１を乗算した値と、を合計して、前記第一軸の電圧指令値を算出し、
    少なくとも、第二軸の鎖交磁束を第一軸の電流で偏微分した第一軸電流微分第二軸インダクタンスに前記第一軸の電流規範応答値の時間微分値を乗算した値と、第二軸の鎖交磁束を第二軸の電流で偏微分した第二軸電流微分第二軸インダクタンスに前記第二軸の電流規範応答値の時間微分値を乗算した値と、前記第一軸の規範応答対応鎖交磁束に電気角速度を乗算した値と、を合計して、前記第二軸の電圧指令値を算出する請求項１０に記載の交流回転電機の制御装置。
12. 前記二軸電圧指令算出部は、第一軸及び第二軸の電流値を入力値とし前記第一軸電流微分第一軸インダクタンスを出力値とした第一軸電流微分第一軸インダクタンス特性データ、第一軸及び第二軸の電流値を入力値とし前記第二軸電流微分第一軸インダクタンスを出力値とした第二軸電流微分第一軸インダクタンス特性データ、第一軸及び第二軸の電流値を入力値とし前記第一軸電流微分第二軸インダクタンスを出力値とした第一軸電流微分第二軸インダクタンス特性データ、及び第一軸及び第二軸の電流値を入力値とし前記第二軸電流微分第二軸インダクタンスを出力値とした第二軸電流微分第二軸インダクタンス特性データを参照し、前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値に対応する前記第一軸電流微分第一軸インダクタンス、前記第二軸電流微分第一軸インダクタンス、前記第一軸電流微分第二軸インダクタンス、及び前記第二軸電流微分第二軸インダクタンスを算出する請求項１１に記載の交流回転電機の制御装置。
13. 前記二軸電圧指令算出部は、前記第一軸及び第二軸の電流指令値に対して、時間微分及び前記規範応答の応答遅れ処理をまとめた演算を行って、前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値の時間微分値を算出する請求項１０から１２のいずれか一項に記載の交流回転電機の制御装置。
14. 前記二軸電圧指令算出部は、前記第一軸の電流指令値から前記第一軸の電流規範応答値を減算した値を、前記規範応答の応答遅れ処理の時定数で除算して、前記第一軸の電流規範応答値の時間微分値を算出し、
    前記第二軸の電流指令値から前記第二軸の電流規範応答値を減算した値を、前記規範応答の応答遅れ処理の時定数で除算して、前記第二軸の電流規範応答値の時間微分値を算出する請求項１０から１３のいずれか一項に記載の交流回転電機の制御装置。
15. 前記二軸電圧指令算出部は、第一軸及び第二軸の電流値を入力値とし第一軸の鎖交磁束を出力値とした第一軸の電流鎖交磁束特性データ、及び第一軸及び第二軸の電流値を入力値とし第二軸の鎖交磁束を出力値とした第二軸の電流鎖交磁束特性データを参照し、前記第一軸及び第二軸の電流規範応答値に対応する前記第一軸及び第二軸の鎖交磁束である前記第一軸及び第二軸の規範応答対応鎖交磁束を算出する請求項１０から１４のいずれか一項に記載の交流回転電機の制御装置。
16. 前記電流規範応答算出部は、前記規範応答の応答遅れ処理として、フィルタ処理を用いる請求項１０から１５のいずれか一項に記載の交流回転電機の制御装置。

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