JP2023072564A - 電動機制御方法、及び、電動機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通常動作時と負荷急変時のいずれにおいても、電流ベクトル制御と電圧位相制御の切り替えを適切に行うことができる電動機制御方法及び電動機制御装置を提供する。【解決手段】電動機１１に供給する電流の目標値である電流目標値に、電動機１１の電流値をフィードバックすることによって電動機１１を制御する電圧指令値を演算する第１制御モード（電流ベクトル制御）と、電動機に供給する電圧の位相に関する指令値に、電流値または電流値に基づいて演算されるパラメータをフィードバックすることによって電圧指令値を演算する第２制御モード（電圧位相制御）と、を切り替えながら電動機を制御する。第１制御モードと第２制御モードの切り替えに対して、遅延時間が設定される。そして、第２制御モードから第１制御モードへの切り替えに対する遅延時間は、電源電圧Ｖｄｃに応じて変化される。【選択図】図２

Description

本発明は、電動機の制御方法及び制御装置に関する。

特許文献１には、電動機の作動状態に応じて電流ベクトル制御と電圧位相制御のうちいずれか１つの制御を実行する電動機制御方法が開示されている。この電動機制御方法においては、電動機の電流値あるいは電動機の電流値に基づいて演算された状態量に基づいて、電流ベクトル制御と電圧位相制御の切り替えのタイミングが判定されている。

国際公開２０１９／１０６７２９号

電流ベクトル制御と電圧位相制御は、いずれも、電動機の電流値やその他の電動機の状態を表すパラメータ等（以下、これらをまとめて、電動機の状態量、または、単に状態量という）をフィードバックすることにより、電動機に供給する電圧を調整する制御構成となっている。一方、状態量には高調波が含まれることが避けられない。これは、例えば電動機の磁気特性等やセンサの誤差特性等、すなわちハードウェア特性や検出誤差によるものである。したがって、電流ベクトル制御と電圧位相制御の切り替えタイミングの判定に電動機の状態量を用いるときには、ローパスフィルタ等による平均化処理によって状態量に含まれる高調波が低減または除去される。これは、制御の切り替えにともなう段差やそれによるショックを抑制するためである。

状態量の変化が比較的緩慢な通常の動作状態において、状態量に含まれる高調波を十分に低減するためには、ローパスフィルタの時定数を比較的長く（大きい値に）設定する必要がある。しかし、ローパスフィルタの時定数が長く設定されていると、電動機に対する負荷の急変（以下、単に負荷急変という）等によって状態量が急激に変化したときに、制御の切り替え判定の成立が遅れ、制御上意図されていない電流上昇が生じる。その結果、インバータに含まれる半導体スイッチング素子におけるサージ電圧が大きくなり、半導体スイッチング素子に印加される電圧が、半導体スイッチング素子の耐圧上限を超えてしまう場合がある。

また、上記とは逆に、負荷急変等によって状態量が急激に変化したときに制御の切り替えが遅れないようにするためには、ローパスフィルタの時定数を比較的短く設定する必要がある。しかし、ローパスフィルタの時定数が短く設定されていると、通常の動作状態において制御の切り替えチャタリングが発生し、思わぬ振動が生じるおそれがある。

特に、電圧位相制御は非線形な制御系であるから、制御系及び電動機からなる一巡伝達特性が電動機の動作状態に応じて変化する。このため、上記のような負荷急変時と通常動作時の各問題点を両方とも解決し得るようにローパスフィルタを設計することは困難である。

本発明は、通常動作時と負荷急変時のいずれにおいても、上記のような弊害が生じないように、電流ベクトル制御と電圧位相制御の切り替えを適切に行うことができる電動機制御方法及び電動機制御装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様は、電動機に供給する電流の目標値である電流目標値に、電動機の電流値をフィードバックすることによって電動機を制御する電圧指令値を演算する第１制御モード（電流ベクトル制御）と、電動機に供給する電圧の位相に関する指令値に、電流値または電流値に基づいて演算されるパラメータをフィードバックすることによって電圧指令値を演算する第２制御モード（電圧位相制御）と、を切り替えながら電動機を制御する電動機制御方法である。この電動機制御方法では、第１制御モードと第２制御モードの切り替えに対して、遅延時間が設定される。そして、第２制御モードから第１制御モードへの切り替えに対する遅延時間は、電源電圧に応じて変化される。

本発明によれば、通常動作時と負荷急変時のいずれにおいても、電流ベクトル制御と電圧位相制御の切り替えを適切に行うことができる電動機制御方法及び電動機制御装置を提供することができる。

図１は、電動機制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、制御演算部の構成を示すブロック図である。 図３は、電流ベクトル制御部の構成を示すブロック図である。 図４は、電圧位相制御部の構成を示すブロック図である。 図５は、電圧位相とトルクの関係の例を示すグラフである。 図６は、制御モード切替部の構成を示すブロック図である。 図７は、制御モード判定部の具体的な構成を示すブロック図である。 図８は、電源電圧と制御モードの切替線の関係を示す説明図である。 図９は、電圧位相制御における電動機の入出力静特性を示すグラフである。 図１０は、半導体スイッチング素子の特性を概略的に示すグラフである。 図１１は、電動機制御装置による制御モードの切り替えに係る作用を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１は、電動機制御装置１００の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、電動機制御装置１００は、電源１０から供給される電力によって電動機１１を駆動し、その動作状態を制御する。また、電源１０、電動機１１、及び、電動機制御装置１００は、例えば、駆動源として、電動車両またはハイブリッド車両等の車両に搭載される。

電源１０は、電動機１１及びその他車両等の各部に対する電力の供給源である。電源１０は、直接的には、例えばリチウムイオンバッテリ等の二次電池である。このため、電源１０は、外部電源や回生制動力等によって充電可能である。電源１０は、二次電池を充電するために、電力を生成する燃料電池等の装置を含む場合がある。

本実施形態においては、電源１０は直流電源である。すなわち、電源１０が出力する電圧は直流電圧（以下、ＤＣ電圧という）であり、電源１０が出力する電流は交流電流（ＤＣ電流）であり、電源１０が出力する電力は直流電力（ＤＣ電力）である。

また、本実施形態においては、電源１０が出力するＤＣ電圧は、電圧検出器２１によって適宜に検出される。そして、電動機制御装置１００等は、検出されたＤＣ電圧（以下、電源電圧Ｖ_ｄｃという）を、任意のタイミングで取得し、演算等に利用可能である。特に留意すべき点は、電源電圧Ｖ_ｄｃが、電源１０のＳＯＣ（State Of Charge）やＳＯＨ（State Of Health）等、電源１０の実際的かつ具体的な状態によって少なからず変動し得ることである。このため、電動機制御装置１００は、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて電動機１１の動作状態を制御する。

電動機１１は、例えば、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）型の三相同期電動機である。そして、本実施形態においては、電動機１１はＩＰＭ型の三相同期電動機であり、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相の巻線を有する。なお、いわゆる電圧ベクトル制御及び電圧位相制御によって駆動可能であれば、他の形態の電動機も、電動機制御装置１００の制御対象となり得る。

電動機制御装置１００は、制御演算部１２、座標変換部１３、ＰＷＭ変換部１４、インバータ１５（ＩＮＶ．）、座標変換部１６、及び、回転数演算部１７等によって構成される。

制御演算部１２は、トルク指令値Ｔ^＊に応じたトルクＴを電動機１１に出力させるために、トルク指令値Ｔ^＊等に基づいて、電動機１１に供給すべき電圧の指令値を演算する。具体的には、制御演算部１２は、トルク指令値Ｔ^＊、ｄ軸電流ｉ_ｄ、ｑ軸電流ｉ_ｑ、電源電圧Ｖ_ｄｃ、及び、回転数Ｎに基づいて、ｄ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊及びｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊を演算する。

トルク指令値Ｔ^＊は、電動機１１に出力させるトルクＴに関する指令であって、運転者による車両の操作等に応じて、例えば図示しない上位のコントローラ（コンピュータ）等によって予め決定される。

ｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑは、電動機１１に流れる電流の検出値を、電動機１１の回転子とともに回転するｄｑ軸座標系における電流に換算した電流値である。制御演算部１２は、座標変換部１６からｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑを取得する。以下では、ｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑをまとめてｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑという。

電源電圧Ｖ_ｄｃは、電圧検出器２１から取得される。電源電圧Ｖ_ｄｃは、前述のとおり、電源１０のＳＯＣ等によって変化するので、制御演算部１２は電源電圧Ｖ_ｄｃを適宜取得することにより、電源電圧Ｖ_ｄｃの変化に応じてｄ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊及びｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊を演算する。

回転数Ｎ［ｒｐｍ］は、電動機１１の回転状態、より具体的には回転速度を表すパラメータであって、電動機１１の電気角θ［ｄｅｇ］に基づいて算出される。制御演算部１２は、回転数演算部１７から回転数Ｎを取得する。

ｄ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊及びｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊は、電動機１１によってトルク指令値Ｔ^＊に応じたトルクＴを出力させるために電動機１１に供給すべき電圧の指令値である。また、ｄ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊及びｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊は、ｄｑ軸座標系における電圧指令値である。以下では、ｄ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊及びｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊をまとめてｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊という。制御演算部１２は、ｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊を座標変換部１３に出力する。

上記のように構成される制御演算部１２は、電動機１１を制御するために第１制御モードと第２制御モードの２つの制御モードを有する。第１制御モードは、電流ベクトル制御で電動機１１を制御するモードである。第２制御モードは、電圧位相制御で電動機１１を制御するモードである。そして、第１制御モードと第２制御モードは適宜に切り替えられる。したがって、ｄ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊及びｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊は、第１制御モードの電流ベクトル制御によって演算される場合と、第２制御モードの電圧位相制御によって演算される場合と、がある。これらの各制御モード及びその切り替え等を行う制御演算部１２の具体的構成については詳細を後述する。

座標変換部１３は、ｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊を、ＵＶＷ各相における電圧指令値に変換する。すなわち、座標変換部１３は、ｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊に基づいて、Ｕ相電圧指令値Ｖ_ｕ ^＊，Ｖ相電圧指令値Ｖ_ｖ ^＊，及び、Ｗ相電圧指令値Ｖ_ｗ ^＊を演算する。以下では、Ｕ相電圧指令値Ｖ_ｕ ^＊，Ｖ相電圧指令値Ｖ_ｖ ^＊，及び、Ｗ相電圧指令値Ｖ_ｗ ^＊をまとめて三相電圧指令値Ｖ_ｕ ^＊，Ｖ_ｖ ^＊，Ｖ_ｗ ^＊という。具体的には、座標変換部１３は、下記の数式（１）に基づき、電動機１１の電気角θに応じて、三相電圧指令値Ｖ_ｕ ^＊，Ｖ_ｖ ^＊，Ｖ_ｗ ^＊をＰＷＭ変換部１４に出力する。電気角θは、電気角検出器２２によって検出される。

ＰＷＭ変換部１４は、電源電圧Ｖ_ｄｃに基づいて、三相電圧指令値Ｖ_ｕ ^＊，Ｖ_ｖ ^＊，Ｖ_ｗ ^＊を、インバータ１５を構成する半導体スイッチング素子２３（ｓｗ）の駆動信号であるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号Ｄ_ｕｕ ^＊～Ｄ_ｗｌ ^＊に変換する。ＰＷＭ信号Ｄ_ｕｕ ^＊～Ｄ_ｗｌ ^＊の第１添字ｕ，ｖ，ｗはそれぞれＵＶＷ各相を表し、第２添字ｕ，ｌは各相の半導体スイッチング素子における上アーム（ｕ）及び下アーム（ｌ）に対する駆動信号であることを表す。ＰＷＭ変換部１４は、ＰＷＭ信号Ｄ_ｕｕ ^＊～Ｄ_ｗｌ ^＊をインバータ１５に出力する。

インバータ１５は、複数の半導体スイッチング素子２３を用いて構成される。インバータ１５は、ＰＷＭ信号Ｄ_ｕｕ ^＊～Ｄ_ｗｌ ^＊に基づいて、これらの半導体スイッチング素子２３をそれぞれ駆動することにより、直流電圧である電源電圧Ｖ_ｄｃを交流電圧Ｖ_ｕ，Ｖ_ｖ，Ｖ_ｗに変換する。そして、インバータ１５は、交流電圧Ｖ_ｕ，Ｖ_ｖ，Ｖ_ｗを電動機１１のＵＶＷ各相にそれぞれ供給する。これにより、電動機１１は、トルク指令値Ｔ^＊に応じたトルクＴを出力するように駆動される。

なお、インバータ１５を構成する半導体スイッチング素子２３は物理的な回路素子である。このため、半導体スイッチング素子２３が入出力する電圧Ｖ_ｓｗ及び電流Ｉ_ｓｗには上限がある。以下では、半導体スイッチング素子２３が入力または出力する電圧Ｖ_ｓｗ及び電流Ｉ_ｓｗの上限値を、それぞれ上限電圧Ｖ_ＵＬ及び上限電流Ｉ_ＵＬという。また、半導体スイッチング素子２３は、原則として、電源電圧Ｖ_ｄｃ及びこれに応じた電流を入出力する。しかし、電流ベクトル制御と電圧ベクトル制御が切り替えられるときには、この切り替えに起因して、半導体スイッチング素子２３の電圧Ｖ_ｓｗ及び電流Ｉ_ｓｗには、過渡的なノイズ（以下、サージという）が重畳される場合がある。以下では、半導体スイッチング素子２３の電圧におけるサージをサージ電圧といい、サージ電圧の大きさをサージ幅Ｗ_Ｍという。サージ幅Ｗ_Ｍは、電源電圧Ｖ_ｄｃに依らず、半導体スイッチング素子２３が入出力する電圧及び電流の関係に応じて定まる。また、上限電圧Ｖ_ＵＬと電源電圧Ｖ_ｄｃの差（Ｖ_ＵＬ－Ｖ_ｄｃ）はサージ電圧（サージ幅Ｗ_Ｍ）に対する余裕であるから、以下ではこれをサージ余裕Ｖ_Ｍという。

座標変換部１６は、電動機１１の電流についての検出値を、ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑに変換する。本実施形態においては、座標変換部１６は、電気角θに基づいて、Ｕ相電流ｉ_ｕ及びＶ相電流ｉ_ｖをｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑに変換する。座標変換部１６は、ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑを制御演算部１２に出力する。具体的には、座標変換部１６は、下記の数式（２）に基づき、電気角θに応じて、Ｕ相電流ｉ_ｕ及びＶ相電流ｉ_ｖをｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑに変換する。

Ｕ相電流ｉ_ｕ及びＶ相電流ｉ_ｖは、電流検出器２４によって検出される。なお、電流検出器２４は、三相のうち少なくとも２相以上の電流を検出すればよい。電流検出器２４が三相の電流を検出するように構成されるときには、座標変換部１６は、三相の電流を用いてｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑを演算する。

回転数演算部１７は、電気角θの単位時間当たりの変化量に基づいて、電動機１１の回転数Ｎを演算する。回転数演算部１７は、回転数Ｎを制御演算部１２に出力する。

なお、上記のように構成される電動機制御装置１００のうち、例えば、制御演算部１２、座標変換部１３、ＰＷＭ変換部１４、座標変換部１６、及び、回転数演算部１７は、１または複数のコンピュータによって構成される。すなわち、１または複数のコンピュータが、制御演算部１２、座標変換部１３、ＰＷＭ変換部１４、座標変換部１６、及び、回転数演算部１７として機能するようにプログラムされている。一方、インバータ１５及び半導体スイッチング素子２３、電圧検出器２１、電気角検出器２２、並びに、電流検出器２４は、上記コンピュータと連携する回路装置等である。

［制御演算部の構成］
図２は、制御演算部１２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、制御演算部１２は、電流ベクトル制御部２６（第１制御部）、電圧位相制御部２７（第２制御部）、制御モード切替部２８、及び、遅延時間設定部２９を含む。

電流ベクトル制御部２６は、電流ベクトル制御によって、ｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値（以下、電流ベクトル制御のｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｉ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｉ－ｆｉｎ} ^＊という）を演算する。電流ベクトル制御は、電動機１１に供給する電流の目標値である電流目標値に対して、電動機１１の電流値をフィードバックする制御である。本実施形態においては、電流ベクトル制御部２６は、ｄ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊及びｑ軸電流目標値ｉ_ｑ ^＊（以下、ｄｑ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊という）を演算し、ｄｑ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊に対して、電動機１１の電流値（ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑ）をフィードバックする。

具体的には、電流ベクトル制御部２６は、トルク指令値Ｔ^＊、回転数Ｎ、電源電圧Ｖ_ｄｃ、及び、ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑに基づいて、電流ベクトル制御のｄｑ軸電圧指令Ｖ_{ｄｉ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｉ－ｆｉｎ} ^＊を演算する。電流ベクトル制御のｄｑ軸電圧指令Ｖ_{ｄｉ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｉ－ｆｉｎ} ^＊を演算する具体的構成については詳細を後述する。

電圧位相制御部２７は、電圧位相制御によって、ｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値（以下、電圧位相制御のｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｖ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｖ－ｆｉｎ} ^＊という）を演算する。電圧位相制御は、電動機１１に供給する電圧の位相（以下、電圧位相αという）に、電動機１１の電流値、または電動機１１の電流値から演算されるパラメータをフィードバックする制御である。本実施形態では、電圧位相αについての目標値または指令値（以下、電圧位相指令値α^＊）を演算し、この電圧位相指令値α^＊に対して、電流値等のパラメータをフィードバックする。「電動機１１の電流値または電動機１１の電流値から演算されるパラメータ」とは、例えば、ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑ、もしくは、ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑを用いて演算される電力またはトルクである。本実施形態の電圧位相制御では、例えば、ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑを用いて電動機１１のトルクＴが推定される。そして、その推定値（以下、トルク推定値Ｔ_ｅｓｔという）を電圧位相指令値α^＊にフィードバックすることにより、ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑが電圧位相指令値α^＊にフィードバックされる。

具体的には、電圧位相制御部２７は、トルク指令値Ｔ^＊、回転数Ｎ、電源電圧Ｖ_ｄｃ、及び、ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑに基づいて、電圧位相制御のｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｖ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｖ－ｆｉｎ} ^＊を演算する。また、電圧位相制御のｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｖ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｖ－ｆｉｎ} ^＊を演算するときに電圧位相制御部２７で使用される制御ゲインの一部または全部が遅延時間設定部２９によって設定または調節される。電圧位相制御のｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｖ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｖ－ｆｉｎ} ^＊を演算する具体的な構成については詳細を後述する。

制御モード切替部２８は、電動機１１の制御モードを切り替え、または、維持する。具体的には、制御モード切替部２８は、電源電圧Ｖ_ｄｃ、並びに、遅延時間設定部２９によって設定される時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋ等に基づいて、制御モードを選択する。第１制御モードを選択したときには、制御モード切替部２８は、電流ベクトル制御のｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｉ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｉ－ｆｉｎ} ^＊を、最終的なｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊として座標変換部１３に出力する。一方、第２制御モードを選択したときには、制御モード切替部２８は、電圧位相制御のｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｖ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｖ－ｆｉｎ} ^＊を、最終的なｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊として座標変換部１３に出力する。
また、制御モード切替部２８は、選択した制御モードが第１制御モードであるか第２制御モードであるのかを表すモード選択信号Ｓ_ｍｏｄｅを遅延時間設定部２９に出力する。制御モード切替部２８の具体的構成については詳細を後述する。

遅延時間設定部２９は、モード選択信号Ｓ_ｍｏｄｅと、変化し得る電源電圧Ｖ_ｄｃと、に応じて、第１制御モードと第２制御モードの切り替えに対し、遅延時間を設定する。特に、遅延時間設定部２９は、少なくとも第２制御モードから第１制御モードへの切り替えに対して、可変な遅延時間を設定する。具体的には、遅延時間設定部２９は、制御モード切替部２８が制御モードの切替判定において使用するローパスフィルタ９１の可変な時定数τ_ｖａを設定し、または変化させることによって、遅延時間を設定することができる（図７参照）。また、遅延時間設定部２９は、制御モードの切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを設定し、または変化させることによって、遅延時間を設定することができる（図７参照）。本実施形態においては、遅延時間設定部２９は、電源電圧Ｖ_ｄｃに基づいて、時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを設定し、または変化させる。但し、遅延時間設定部２９は、時定数τ_ｖａまたは切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋのうちいずれか一方の設定または変化によって遅延時間を設定してもよい。

また、遅延時間設定部２９は、可変な遅延時間の設定または変更を補助するために、電圧位相制御部２７が使用する制御ゲインの一部または全部を、設定または変更する。これにより、遅延時間は、現実的に許容可能な大きさを超えない範囲で設定されやすくなる。本実施形態においては、遅延時間設定部２９は、電圧位相制御部２７が使用する制御ゲインのうち、比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉを設定または変更する（図４参照）。

また、本実施形態においては、遅延時間設定部２９は、第１制御モードから第２制御モードへの切り替え、及び、第２制御モードから第１制御モードへの切り替え、の両方に対して遅延時間を設定する。但し、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて遅延時間が変更等されるのは、第２制御モード（電圧位相制御）から第１モード（電流ベクトル制御）への切り替えについて、である。すなわち、第１制御モード（電流ベクトル制御）から第２制御モード（電圧位相制御）への切り替えについては、遅延時間は、電源電圧Ｖ_ｄｃに依らず、予め定める所定値である。遅延時間の具体的な設定については、詳細を後述する。

［電流ベクトル制御部の構成］
図３は、電流ベクトル制御部２６の構成を示すブロック図である。図３に示すように、電流ベクトル制御部２６は、非干渉電圧演算部３１、平均化処理部３２、電流目標値演算部３３、偏差演算部３４、ＰＩ制御部３５、及び、加算部３６、を含む。

非干渉電圧演算部３１は、トルク指令値Ｔ^＊、回転数Ｎ、及び、電源電圧Ｖ_ｄｃに基づいて、非干渉電圧Ｖ_{ｄ－ｄｃｐｌ} ^＊を演算する。非干渉電圧Ｖ_{ｄ－ｄｃｐｌ} ^＊は、ｄ軸に供給すべき電圧の目標値であって、ｄ軸及びｑ軸の間で互いに干渉する干渉電圧を低減または除去した電圧値である。非干渉電圧演算部３１は、例えば、トルク指令値Ｔ^＊、回転数Ｎ、及び、電源電圧Ｖ_ｄｃと、非干渉電圧Ｖ_{ｄ－ｄｃｐｌ} ^＊と、を実験またはシミュレーション等に基づいて対応付けた非干渉電圧テーブル（ルックアップテーブル）を予め保有する。このため、非干渉電圧演算部３１は、非干渉電圧テーブルを参照することにより、非干渉電圧Ｖ_{ｄ－ｄｃｐｌ} ^＊を演算する。非干渉電圧演算部３１は、非干渉電圧Ｖ_{ｄ－ｄｃｐｌ} ^＊を平均化処理部３２に出力する。

平均化処理部３２は、非干渉電圧Ｖ_{ｄ－ｄｃｐｌ} ^＊を平均化することにより、平均化非干渉電圧Ｖ_{ｄ－ｄｃｐｌ－ｆｌｔ} ^＊を演算する。平均化処理部３２は、例えば、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、バンドパスフィルタ、移動平均フィルタ、ガウシアンフィルタ、または、メディアンフィルタ等のフィルタによって構成される。本実施形態では、平均化処理部３２はローパスフィルタである。平均化非干渉電圧Ｖ_{ｄ－ｄｃｐｌ－ｆｌｔ} ^＊は、加算部３６に出力される。

電流目標値演算部３３は、トルク指令値Ｔ^＊、回転数Ｎ、及び、電源電圧Ｖ_ｄｃに基づいて、ｄ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊を演算する。電流目標値演算部３３は、例えば、トルク指令値Ｔ^＊、回転数Ｎ、及び、電源電圧Ｖ_ｄｃと、ｄ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊（及びｑ軸電流目標値ｉ_ｑ ^＊）と、を実験またはシミュレーション等に基づいて対応付けた電流目標値テーブル（ルックアップテーブル）を予め保有する。このため、電流目標値演算部３３は、この電流目標値テーブルを参照することにより、ｄ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊を演算することができる。ｄ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊は、偏差演算部３４に出力される。

偏差演算部３４は、ｄ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊と、検出値であるｄ軸電流ｉ_ｄと、の偏差であるｄ軸電流偏差ｉ_{ｄ－ｅｒｒ}を演算する。本実施形態においては、偏差演算部３４は、ｄ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊からｄ軸電流ｉ_ｄを減算し、これによるｄ軸電流偏差ｉ_{ｄ－ｅｒｒ}（＝ｉ_ｄ ^＊－ｉ_ｄ）をＰＩ制御部３５に出力する。

ＰＩ制御部３５は、ｄ軸電流ｉ_ｄがｄ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊に追従するようにｄ軸電圧指令値を調整する電流フィードバック処理を実行する。具体的には、ＰＩ制御部３５は、下記の数式（３）により、ｄ軸電流偏差ｉ_{ｄ－ｅｒｒ}に基づいて、電流フィードバックｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄｉ′を演算する。数式（３）における「ｓ」はラプラス演算子であり、「Ｋ_ｄｐ」はｄ軸比例ゲインであり、「Ｋ_ｄｉ」はｄ軸積分ゲインである。本実施形態においては、ＰＩ制御部３５が用いるｄ軸比例ゲインＫ_ｄｑ及びｄ軸積分ゲインＫ_ｄｉは、実験またはシミュレーション等によって予め定められた固定値である。ＰＩ制御部３５は、電流フィードバックｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄｉ′を加算部３６に出力する。

加算部３６は、下記の数式（４）に示すように、平均化非干渉電圧Ｖ_{ｄ－ｄｃｐｌ－ｆｌｔ} ^＊と電流フィードバックｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄｉ′を加算することにより、電流ベクトル制御における最終的なｄ軸電圧指令値であるｄ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｉ－ｆｉｎ} ^＊を演算する。このように演算されたｄ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｉ－ｆｉｎ} ^＊が、前述のとおり、制御モード切替部２８に入力される。

なお、図３においては、電流ベクトル制御部２６のうちｄ軸に関する構成が示されているが、電流ベクトル制御部２６は、上記と同様の構成により、ｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｑ－ｆｉｎ} ^＊を演算する。電流ベクトル制御部２６のうちｑ軸に関する構成については説明を省略する。

［電圧位相制御部の構成］
図４は、電圧位相制御部２７の構成を示すブロック図である。図４に示すように、電圧位相制御部２７は、電圧ノルム演算部４１、電圧位相演算部４２、第１フィードバックシステム４３、及び、第２フィードバックシステム４４を含む。

電圧ノルム演算部４１は、電源電圧Ｖ_ｄｃに基づいて、電圧ノルムＶ_ａに対するフィードフォワード制御による指令値（以下、フィードフォワード電圧ノルム指令値Ｖ_ａ－ｆｆという）を演算する。具体的には、電圧ノルム演算部４１は、下記の数式（５）により、フィードフォワード電圧ノルム指令値Ｖ_ａ－ｆｆを演算する。フィードフォワード電圧ノルム指令値Ｖ_ａ－ｆｆは、加算部７１及び電圧位相演算部４２に入力され、電圧ノルムＶ_ａに対する最終的な指令値である電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊の演算に使用される。

なお、数式（５）における「Ｍ^＊」は基準変調率である。基準変調率Ｍ^＊は、電圧位相制御によって実現すべき変調率Ｍの基準値である。電圧位相制御において変調率Ｍの基準として予め定められる所定の変調率である。変調率Ｍは、電源電圧Ｖ_ｄｃに対する相関電圧の基本波成分の振幅比である。相関電圧とは、例えば、電動機１１におけるＵＶ相間の電圧（Ｖ_ｕ－Ｖ_ｖ）である。

変調率Ｍが１．０以下であるときには、電圧位相制御は、ＰＷＭ制御によって相関電圧の基本波成分を疑似正弦波にすることができる通常の制御領域（通常変調領域）にある。変調率Ｍが１．０を超える場合、電圧位相制御は、過変調な制御領域（いわゆる過変調領域）における制御となり、疑似正弦波を生成しようとしても、相関電圧の波形形状はピーク及びボトムにおいて一部制限される。そして、変調率Ｍが約１．１程度になると、電圧位相制御は、相関電圧の基本波成分が実質的に矩形波相当となる制御領域（いわゆる矩形波領域）での制御となる。電圧位相制御は、特に過変調領域及び矩形波領域（いわゆる弱め磁束領域）での制御によって、電動機１１の取り得る動作状態（動作点）を拡充させることができるという利点がある。

電圧位相演算部４２は、フィードフォワード電圧ノルム指令値Ｖ_ａ－ｆｆ、回転数Ｎ、及び、トルク指令値Ｔ^＊に基づいて、電圧位相αに対するフィードフォワード制御による指令値（以下、フィードフォワード電圧位相指令値α_ｆｆという）を演算する。電圧位相演算部４２は、例えば、ノミナル状態において、フィードフォワード電圧ノルム指令値Ｖ_ａ－ｆｆ、回転数Ｎ、及び、トルク指令値Ｔ^＊と、フィードフォワード電圧位相指令値α_ｆｆと、を実験またはシミュレーション等に基づいて対応付けた電圧位相テーブル（ルックアップテーブル）を予め保有する。このため、電圧位相演算部４２は、この電圧位相テーブルを参照することにより、フィードフォワード電圧位相指令値α_ｆｆを演算することができる。フィードフォワード電圧位相指令値α_ｆｆは、加算部７３に入力され、最終的な電圧位相指令値α^＊の演算に使用される。

第１フィードバックシステム４３は、電圧ノルムＶ_ａに、電動機１１の電流値、または電動機１１の電流値から演算されるパラメータをフィードバックするシステムである。本実施形態においては、第１フィードバックシステム４３は、電動機１１に供給する電流であるｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑから磁束ノルムφに関するパラメータを演算し、これを電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊にフィードバックする。

具体的には、第１フィードバックシステム４３は、電流目標値演算部５１、磁束演算部５２、参照磁束ノルム演算部５３、磁束推定部５４、偏差演算部５５、及び、ＰＩ制御部５６を含む。

電流目標値演算部５１は、トルク指令値Ｔ^＊、回転数Ｎ、及び、電源電圧Ｖ_ｄｃに基づいて、ｄｑ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊を演算する。電流目標値演算部５１は、例えば、トルク指令値Ｔ^＊、回転数Ｎ、及び、電源電圧Ｖ_ｄｃと、ｄｑ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊と、を実験またはシミュレーション等によって対応付けた電流目標値テーブル（ルックアップテーブル）を予め保有する。このため、電流目標値演算部５１は、この電流目標値テーブルを参照することにより、ｄｑ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊を演算することができる。電流目標値演算部５１は、ｄｑ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊を磁束演算部５２に入力する。

磁束演算部５２は、ｄｑ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊に基づいて、磁束ノルム指令値φ_０を演算する。磁束ノルム指令値φ_０は、磁石磁束と電流磁束の合成磁束のノルム（磁束ノルムφ）に対する指令値である。具体的には、磁束演算部５２は、下記の数式（６）に基づいて、磁束ノルム指令値φ_０を演算する。数式（６）において、「Φ_ａ」は巻線鎖交磁束数であり、「Ｌ_ｄ」はｄ軸インダクタンスであり、「Ｌ_ｑ」はｑ軸インダクタンスである。これらは具体的な電動機１１について予め定まる定数である。また、後述する数式（７）においても同様である。磁束ノルム指令値φ_０は、参照磁束ノルム演算部５３に入力される。

参照磁束ノルム演算部５３は、磁束ノルム指令値φ_０に基づいて、参照磁束ノルムφ_{０－ｒｅｆ}を演算する。参照磁束ノルムφ_{０－ｒｅｆ}は、磁束ノルムφの目標応答を表す。参照磁束ノルム演算部５３は、例えば、例えば、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、バンドパスフィルタ、移動平均フィルタ、ガウシアンフィルタ、または、メディアンフィルタ等のフィルタによって構成される。本実施形態では、参照磁束ノルム演算部５３はローパスフィルタである。参照磁束ノルムφ_{０－ｒｅｆ}は、偏差演算部５５に入力される。

磁束推定部５４は、ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑに基づいて、磁束ノルムφの推定値である磁束ノルム推定値φ_{０－ｅｓｔ}を演算する。具体的には、磁束推定部５４は、下記の数式（７）に基づいて、磁束ノルム推定値φ_{０－ｅｓｔ}を演算する。磁束ノルム推定値φ_{０－ｅｓｔ}は、偏差演算部５５に入力される。

偏差演算部５５は、磁束ノルム指令値φ_０と磁束ノルム推定値φ_{０－ｅｓｔ}の偏差である磁束ノルム偏差φ_{０－ｅｒｒ}を演算する。本実施形態では、偏差演算部５５は、磁束ノルム指令値φ_０から磁束ノルム推定値φ_{０－ｅｓｔ}を減算することにより、磁束ノルム偏差φ_{０－ｅｒｒ}を演算する。磁束ノルム偏差φ_{０－ｅｒｒ}はＰＩ制御部５６に入力される。

ＰＩ制御部５６は、電圧ノルムＶ_ａを電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊に追従させるためのフィードバック処理を実行する。具体的には、ＰＩ制御部５６は、下記の数式（８）により、磁束ノルム偏差φ_{０－ｅｒｒ}（＝φ_{０－ｒｅｆ}－φ_{０－ｅｓｔ}）に基づいて、フィードバック電圧ノルム指令値Ｖ_ａ－ｆｂを演算する。フィードバック電圧ノルム指令値Ｖ_ａ－ｆｂは、電圧ノルムＶａに対するフィードバック制御による指令値である。フィードバック電圧ノルム指令値Ｖ_ａ－ｆｂは、加算部７１に入力される。

なお、数式（８）における「Ｋ_φｐ」は比例ゲインであり、「Ｋ_φｉ」は積分ゲインである。そして、本実施形態においては、比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉは、可変値であり、遅延時間設定部２９によって、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて設定され、または変更される。電源電圧Ｖ_ｄｃ及び制御モード等と、比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉの設定等に係る関係については、詳細を後述する。

加算部７１は、電圧ノルム演算部４１から入力されるフィードフォワード電圧ノルム指令値Ｖ_ａ－ｆｆと、上記のように第１フィードバックシステム４３から入力されるフィードバック電圧ノルム指令値Ｖ_ａ－ｆｂと、を加算する。これにより、加算部７１は、電圧位相制御における電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊を演算する。電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊は、電圧ノルム指令値制限部７２に入力される。

電圧ノルム指令値制限部７２は、電源電圧Ｖ_ｄｃに基づいて、加算部７１から入力される電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊を、下限値（ゼロ）以上所定の上限値Ｖ_{ａ－ｍａｘ}以下の値に制限する。電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊に対する下限値及び上限値Ｖ_{ａ－ｍａｘ}は予め定められている。具体的には、電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊の上限値は、下記の数式（９）により、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて予め定められている。数式（９）における「Ｍ_ｍａｘ ^＊」は基準変調率Ｍ^＊として設定し得る最大の値、すなわち基準変調率Ｍ^＊の最大許容値である。

電圧ノルム指令値制限部７２における制限によって、電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊が上限値Ｖ_{ａ－ｍａｘ}となっている間は、電圧ノルムＶ_ａは固定される。このため、後述する電圧位相αに対するトルクのフィードバックだけが機能する状態となる。また、電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊が上限値Ｖ_{ａ－ｍａｘ}となっている間、電圧ノルム指令値制限部７２は、ＰＩ制御部５６に、電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊の制限中である旨の通知信号を入力する。ＰＩ制御部５６は、この通知信号を受けている間、アンチワインドアップのために、積分の計算を停止する。

加算部７１が出力する電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊が上限値Ｖ_{ａ－ｍａｘ}以下であるときには、実質的に加算部７１が出力する電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊が、電圧位相制御における最終的な電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊としてベクトル変換部７５に入力される。一方、加算部７１が出力する電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊が上限値Ｖ_{ａ－ｍａｘ}以上であるときには、電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊の上限値Ｖ_{ａ－ｍａｘ}が、電圧位相制御における最終的な電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊としてベクトル変換部７５に入力される。

第２フィードバックシステム４４は、電圧位相αに、電動機１１の電流値、または電動機１１の電流値から演算されるパラメータをフィードバックするシステムである。本実施形態においては、第２フィードバックシステム４４は、電動機１１に供給する電流であるｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑからトルクＴに関するパラメータを演算し、これを電圧位相指令値α^＊にフィードバックする。

具体的には、第２フィードバックシステム４４は、参照トルク演算部６１、トルク推定部６２、偏差演算部６３、及び、ＰＩ制御部６４を含む。

参照トルク演算部６１は、トルク指令値Ｔ^＊に基づいて、参照トルクＴ_ｒｅｆを演算する。参照トルクＴ_ｒｅｆは、トルクＴの目標応答を表す。参照トルク演算部６１は、例えば、例えば、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、バンドパスフィルタ、移動平均フィルタ、ガウシアンフィルタ、または、メディアンフィルタ等のフィルタによって構成される。本実施形態では、参照トルク演算部６１はローパスフィルタである。参照トルクＴ_ｒｅｆは、偏差演算部６３に入力される。

トルク推定部６２は、ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑに基づいて、トルクＴの推定値であるトルク推定値Ｔ_ｅｓｔを演算する。トルク推定部６２は、例えば、ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑと、トルク推定値Ｔ_ｅｓｔと、を実験またはシミュレーション等に基づいて対応付けたトルクテーブル（ルックアップテーブル）を予め保有する。このため、トルク推定部６２は、このトルクテーブルを参照することにより、トルク推定値Ｔ_ｅｓｔを演算することができる。トルク推定値Ｔ_ｅｓｔは、偏差演算部６３に入力される。

偏差演算部６３は、参照トルクＴ_ｒｅｆとトルク推定値Ｔ_ｅｓｔの偏差であるトルク偏差Ｔ_ｅｒｒを演算する。本実施形態では、偏差演算部６３は、参照トルクＴ_ｒｅｆからトルク推定値Ｔ_ｅｓｔを減算することにより、トルク偏差Ｔ_ｅｒｒを演算する。トルク偏差Ｔ_ｅｒｒは、ＰＩ制御部６４に入力される。

ＰＩ制御部６４は、電圧位相αを電圧位相指令値α^＊に追従させるためのフィードバック処理を実行する。具体的には、ＰＩ制御部６４は、下記の数式（１０）により、トルク偏差Ｔ_ｅｒｒ（＝Ｔ_ｒｅｆ－Ｔ_ｅｓｔ）に基づいて、フィードバック電圧位相指令値α_ｆｂを演算する。フィードバック電圧位相指令値α_ｆｂは、電圧位相αに対するフィードバック制御による指令値である。フィードバック電圧位相指令値α_ｆｂは、加算部７３に入力される。

なお、数式（１０）における「Ｋ_αｐ」は比例ゲインであり、「Ｋ_αｉ」は積分ゲインである。本実施形態においては、比例ゲインＫ_αｐ及び積分ゲインＫ_αｉは、予め定められた固定値である。

加算部７３は、電圧位相演算部４２から入力されるフィードフォワード電圧位相指令値α_ｆｆと、上記のように第２フィードバックシステム４４から入力されるフィードバック電圧位相指令値α_ｆｂと、を加算する。これにより、加算部７３は、電圧位相制御における電圧位相指令値α^＊を演算する。電圧位相指令値α^＊は、電圧位相指令値制限部７４に入力される。

電圧位相指令値制限部７４は、加算部７３から入力される電圧位相指令値α^＊を、所定の下限値α_ｍｉｎから所定の上限値α_ｍａｘの範囲の値に制限する。電圧位相指令値α^＊の下限値α_ｍｉｎ及び上限値α_ｍａｘは、電動機１１の特性によって予め定められる。

図５は、電圧位相αとトルクＴの関係の例を示すグラフである。例えば、電動機１１が図５に示す特性を有する場合、電圧位相指令値α^＊とトルクＴの相関関係が維持される範囲は、概ね±１０５度の範囲である。このため、電圧位相指令値制限部７４における電圧位相指令値α^＊の下限値α_ｍｉｎは－１０５度、上限値α_ｍａｘは＋１０５度に設定される。

電圧位相指令値制限部７４における制限によって、電圧位相指令値α^＊が下限値α_ｍｉｎまたは上限値α_ｍａｘとなっている間は、電圧位相指令値α^＊は固定される。このため、電圧ノルムＶ_ａに対する磁束ノルムのフィードバックだけが機能する状態となる。また、電圧位相指令値α^＊が下限値α_ｍｉｎまたは上限値α_ｍａｘとなっている間、電圧位相指令値制限部７４は、ＰＩ制御部６４に、電圧位相指令値α^＊の制限中である旨の通知信号を入力する。ＰＩ制御部６４は、この通知信号を受けている間、アンチワインドアップのために、積分の計算を停止する。

加算部７３が出力する電圧位相指令値α^＊が下限値α_ｍｉｎ以上、上限値α_ｍａｘ以下の範囲内であるときには、実質的に加算部７３が出力する電圧位相指令値α^＊が、電圧位相制御における最終的な電圧位相指令値α^＊としてベクトル変換部７５に入力される。一方、電圧位相指令値制限部７４における制限によって、電圧位相指令値α^＊が下限値α_ｍｉｎまたは上限値α_ｍａｘに制限されているときには、電圧位相指令値制限部７４の下限値α_ｍｉｎまたは上限値α_ｍａｘが、電圧位相制御における最終的な電圧位相指令値α^＊としてベクトル変換部７５に入力される。

ベクトル変換部７５（図４参照）は、電圧ノルム指令値制限部７２から電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊の入力を受け、かつ、電圧位相指令値制限部７４から電圧位相指令値α^＊の入力を受ける。そして、ベクトル変換部７５は、その電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊及び電圧位相指令値α^＊に基づき、下記の数式（１１）によってｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｖ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｖ－ｆｉｎ} ^＊を演算する。ｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｖ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｖ－ｆｉｎ} ^＊は、前述のとおり、制御モード切替部２８に入力される。

［制御モード切替部の構成］
図６は、制御モード切替部２８の構成を示すブロック図である。図６に示すように、制御モード切替部２８は、スイッチ８１と、制御モード判定部８２と、を含む。

スイッチ８１は、モード選択信号Ｓ_ｍｏｄｅに基づいて、電流ベクトル制御で電動機１１を制御する第１制御モードと、電圧位相制御で電動機１１を制御する第２制御モードと、を相互に切り替える。モード選択信号Ｓ_ｍｏｄｅは、制御モード判定部８２からスイッチ８１に入力される。モード選択信号Ｓ_ｍｏｄｅが第１制御モードの選択を表すものであるときには、スイッチ８１は、電流ベクトル制御のｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｉ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｉ－ｆｉｎ} ^＊を、最終的なｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊として出力する。一方、モード選択信号Ｓ_ｍｏｄｅが第２制御モードの選択を表すものであるときには、スイッチ８１は、電圧位相制御のｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｖ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｖ－ｆｉｎ} ^＊を、最終的なｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊として出力する。

制御モード判定部８２は、スイッチ８１の出力であるｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊、電源電圧Ｖ_ｄｃ、及び、遅延時間設定部２９による遅延時間の設定等に関するパラメータの全部または一部に基づいて、選択すべき制御モードを選択する。本実施形態においては、遅延時間設定部２９による遅延時間の設定等に関するパラメータは、後述するローパスフィルタ９１の時定数τ_ｖａ、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋ、並びに、電圧位相制御部２７のＰＩ制御部５６における制御ゲイン（比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉ）である。本実施形態では、制御モード判定部８２は、ｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊、電源電圧Ｖ_ｄｃ、時定数τ_ｖａ、及び、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋに基づいて、制御モードを選択する。なお、制御モード判定部８２は、モード選択信号Ｓ_ｍｏｄｅを遅延時間設定部２９とスイッチ８１に出力する。

図７は、制御モード判定部８２の具体的な構成を示すブロック図である。図７に示すように、ローパスフィルタ９１、電圧ノルム演算部９２、及び、制御モード選択部９３を含む。

ローパスフィルタ９１は、最終的なｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊に対して平均化処理を実行することにより、平均化ｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｌｔ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｌｔ} ^＊を演算する。ローパスフィルタ９１は、制御モードの切り替え判定に使用するｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊が含む高調波を低減または除去する。また、本実施形態においては、ローパスフィルタ９１は、特に、制御モードの切り替えに対して、可変な遅延時間を設定する要素の１つとなっている。

ローパスフィルタ９１は、例えば、ｄ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊を平均化するｄ軸用ローパスフィルタ９１ａと、ｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊を平均化するｑ軸用ローパスフィルタ９１ｂと、から構成される。但し、ｄ軸用ローパスフィルタ９１ａとｑ軸用ローパスフィルタ９１ｂは、同じ時定数τ_ｖａが用いられる。したがって、区別が必要な場合を除き、これらをまとめてローパスフィルタ９１という。ローパスフィルタ９１の時定数τ_ｖａは、固定値ではなく、遅延時間設定部２９によって、遅延時間の設定または変更のために調節されるパラメータである。

なお、ローパスフィルタ９１は、平均化処理を実行するフィルタの一例であり、ローパスフィルタ９１の代わりに、バンドパスフィルタ、移動平均フィルタ、ガウシアンフィルタ、または、メディアンフィルタ等を用いることができる。この場合、遅延時間設定部２９は、ローパスフィルタ９１における時定数τ_ｖａを設定等するのと同様に、具体的なフィルタの種類等に応じて、平均化の程度を変更するパラメータを設定または変更することができる。

電圧ノルム演算部９２は、平均化ｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｌｔ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｌｔ} ^＊に基づき、下記の式（１２）によって電圧ノルムＶ_ａを演算する。電圧ノルム演算部９２は、演算した電圧ノルムＶ_ａを制御モード選択部９３に入力する。

制御モード選択部９３は、電圧ノルム演算部９２から入力される電圧ノルムＶ_ａ、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋ、及び、電源電圧Ｖ_ｄｃに基づいて制御モードを選択し、その選択に対応するモード選択信号Ｓ_ｍｏｄｅを出力する。制御モード選択部９３が制御モードを選択する具体的な方法は以下のとおりである。

なお、制御モード判定部８２は、上記のように、制御モードの選択にｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊を用いているが、制御モード判定部８２は、ｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊を含め、電動機１１の動作状態を表す任意の状態量を用いることができる。電動機１１の動作状態を表す状態量とは、例えば、電動機１１の電流（ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑ等）、電圧（ｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊等）、トルクＴ、もしくは、回転数Ｎ、または、これらに直接的にもしくは間接的に関連する量である。制御モード判定部８２が、制御モードの選択に使用する状態量は、特に、電動機１１の電流、電圧、トルクＴ、または、回転数Ｎ、であることが好ましい。

［制御モードの選択］
制御モード選択部９３は、前回の制御モードの変更からの経過時間ｔ_ｅを計数または取得することにより、これを監視する。また、制御モード選択部９３は、例えば制御周期毎に、経過時間ｔ_ｅを、遅延時間設定部２９によって設定された切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋと比較する。

下記の表１に示すように、経過時間ｔ_ｅが切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋ未満であるときには、制御モード選択部９３は、電圧ノルムＶ_ａ等の他のパラメータに依らず、前回選択した現在の制御モードを維持することを決定する。すなわち、経過時間ｔ_ｅが切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋ未満である場合、制御モード選択部９３は、前回選択した制御モードを再選択する。

一方、上記の表１に示すように、経過時間ｔ_ｅが切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋ以上であるときには、制御モード選択部９３は、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて、制御モードの切り替え、または、現在の制御モードの維持を決定する。

具体的には、制御モード選択部９３は、電源電圧Ｖ_ｄｃを用いて、電圧ノルム演算部９２が演算した電圧ノルムＶ_ａに対する閾値である第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１及び第２電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ２を演算する。第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１は、第２制御モード（電圧位相制御）に切り替えるか否かを決定するための閾値である。第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１は、例えば、上記の表１に示すように、Ｔｈ_ｖａ１＝１．０５×Ｖ_ｄｃ／√２によって演算される。また、第２電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ２は、第１制御モード（電圧ベクトル制御）に切り替えるか否かを決定するための閾値である。第２電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ２は、例えば、上記の表１に示すように、Ｔｈ_ｖａ２＝１．００×Ｖ_ｄｃ／√２によって演算される。

第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１は、ＰＷＭ制御における実質的な変調率Ｍが「１．０５」となる制御シーンにおける電圧ノルムＶ_ａを表す。変調率Ｍが「１．０５」になる制御シーンは、明らかに過変調領域の制御が必要となっている制御シーンである。したがって、第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１は、電圧位相制御に切り替える必要性を判断する基準となる。なお、第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１の変調率Ｍの部分を「１．００」ではなく、「１．０５」としているのは、制御モードの切り替えにヒステリシスを持たせ、チャタリングを抑制するためである。また、電源電圧Ｖ_ｄｃは、電源１０のＳＯＣ等によって変化するので、第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１は電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて変化する。具体的には、電源電圧Ｖ_ｄｃが小さくなれば第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１も小さくなり、電源電圧Ｖ_ｄｃが大きくなれば第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１も大きくなる。

第２電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ２は、ＰＷＭ制御における実質的な変調率Ｍが「１．００」となる制御シーンにおける電圧ノルムＶ_ａを表す。変調率Ｍが「１．００」になる制御シーンは、通常変調領域での制御が可能な制御シーンである。したがって、第２電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ２は、電流ベクトル制御に切り替える可能性を判断する基準となる。なお、電源電圧Ｖ_ｄｃは、電源１０のＳＯＣ等によって変化するので、第２電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ２は電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて変化する。具体的には、電源電圧Ｖ_ｄｃが小さくなれば第２電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ２も小さくなり、電源電圧Ｖ_ｄｃが大きくなれば第２電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ２も大きくなる。

制御モード選択部９３は、電圧ノルム演算部９２が演算した電圧ノルムＶ_ａと、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて上記のように算出する第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１及び第２電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ２と、を比較することにより、制御モードを選択する。すなわち、電圧ノルムＶ_ａが第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１よりも大きいと判定したときに、制御モード選択部９３は、第２制御モード（電圧位相制御）を選択する。電圧ノルムＶ_ａが第２電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ２よりも小さいと判定したときに、制御モード選択部９３は、第１制御モード（電流ベクトル制御）を選択する。そして、電圧ノルムＶａが第１電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ１以上第２電圧ノルム閾値Ｔｈ_ｖａ２以下であるときには、現状の制御モードを再選択することにより、これを維持する。

［遅延時間の設定］
遅延時間設定部２９は、上記の制御モードの切り替えに対して、以下に示すように、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて、時定数τ_ｖａ、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋ、並びに、比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉを設定または変更することにより、遅延時間を設定または変更する。

遅延時間設定部２９は、下記の表２に示すように、電源電圧Ｖ_ｄｃに対する閾値として、実験またはシミュレーション等に基づいて、第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１及び第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２が予め設定される。表２の例においては、第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１は例えば２５０Ｖであり、第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２は例えば３５０Ｖである。そして、遅延時間設定部２９は、第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１及び第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２を、電源電圧Ｖ_ｄｃと比較し、そのその比較結果に基づいて、時定数τ_ｖａ等の遅延時間に関する各種のパラメータを設定し、または、変更する。

具体的には、表２に示すとおり、遅延時間設定部２９は、選択または維持された制御モードが第１制御モード（電流ベクトル制御）であるときには、電源電圧Ｖ_ｄｃの具体的な値に依らず、時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを予め定める所定値（固定値）とする。表２の例においては、制御モードが第１制御モード（電流ベクトル制御）である場合、時定数τ_ｖａは５ｍｓに設定され、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋは１０ｍｓに設定される。

なお、制御モードが第１制御モード（電流ベクトル制御）である場合、ＰＩ制御部５６の比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉは、電源電圧Ｖ_ｄｃに依存しない所定の値、または、例えば、電圧位相制御について表２の下段に定める値が設定される。このため、表２においては、制御モードが第１制御モード（電流ベクトル制御）であるときの比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉの記載は省略している。

選択または維持された制御モードが第２制御モード（電圧位相制御）であるときには、遅延時間設定部２９は、電源電圧Ｖ_ｄｃと、第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１及び第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２と、を比較する。

そして、電源電圧Ｖ_ｄｃが第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１以上第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２以下であるときには、遅延時間設定部２９は、時定数τ_ｖａ、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋ、並びに、ＰＩ制御部５６の比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉを、実験またはシミュレーション等に基づいて予め定める所定の基準値に設定または変更する。表２においては、時定数τ_ｖａの基準値は例えば５ｍｓであり、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋの基準値は例えば１０ｍｓである。これらは、第１制御モード（電流ベクトル制御）から第２制御モード（電圧位相制御）への切り替えに対して設定される値に等しい。また、ＰＩ制御部５６の比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉの基準値は、例えば、それぞれ「８３７．８」「４１．９」である。

これに対し、電源電圧Ｖ_ｄｃが第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１よりも小さいときには、遅延時間設定部２９は、時定数τ_ｖａを、その基準値よりも大きい値に設定または変更する。表２の例においては、電源電圧Ｖ_ｄｃが第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１（２５０Ｖ）よりも小さいときには、時定数τ_ｖａは基準値（５ｍｓ）よりも大きい１０ｍｓに設定される。

電源電圧Ｖ_ｄｃが第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１よりも小さいときには、遅延時間設定部２９は、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを、その基準値よりも大きい値に設定または変更する。表２の例においては、電源電圧Ｖ_ｄｃが第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１（２５０Ｖ）よりも小さいときには、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋは基準値（１０ｍｓ）よりも大きい２０ｍｓに設定される。

電源電圧Ｖ_ｄｃが第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１よりも小さいときには、遅延時間設定部２９は、ＰＩ制御部５６の比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉを、その基準値よりも小さい値に設定または変更する。表２の例においては、電源電圧Ｖ_ｄｃが第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１（２５０Ｖ）よりも小さいときには、ＰＩ制御部５６の比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉは基準値（「８３７．８」「４１．９」）よりも小さい「４１８．９」「２０．９」に設定される。

一方、電源電圧Ｖ_ｄｃが第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２よりも大きいときには、遅延時間設定部２９は、時定数τ_ｖａを、その基準値よりも小さい値に設定または変更する。表２の例においては、電源電圧Ｖ_ｄｃが第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２（３５０Ｖ）よりも小さいときには、時定数τ_ｖａは基準値（５ｍｓ）よりも小さい２ｍｓに設定される。

電源電圧Ｖ_ｄｃが第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２よりも大きいときには、遅延時間設定部２９は、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを、その基準値よりも小さい値に設定または変更する。表２の例においては、電源電圧Ｖ_ｄｃが第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２（３５０Ｖ）よりも小さいときには、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋは基準値（１０ｍｓ）よりも小さい５ｍｓに設定される。

電源電圧Ｖ_ｄｃが第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２よりも大きいときには、遅延時間設定部２９は、ＰＩ制御部５６の比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉを、その基準値よりも大きい値に設定または変更する。表２の例においては、電源電圧Ｖ_ｄｃが第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２（３５０Ｖ）よりも小さいときには、ＰＩ制御部５６の比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉは基準値（「８３７．８」「４１．９」）よりも大きい「２０９４．４」「１０４．７」に設定される。

遅延時間設定部２９は、上記のように、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて、時定数τ_ｖａ、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋ、並びに、ＰＩ制御部５６の比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉを設定または変更することによって、制御モードの切り替えに対して、可変な遅延時間を設定する。そして、特に第２制御モード（電圧位相制御）から第１制御モード（電流ベクトル制御）への切り替えに対する遅延時間を、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて変化させる。

具体的には、遅延時間設定部２９は、上記のように時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを設定または変更することによって、電源電圧Ｖ_ｄｃが第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１よりも小さいときには、電源電圧Ｖ_ｄｃが第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１以上である場合と比較して遅延時間を延長する。また、遅延時間設定部２９は、電源電圧Ｖ_ｄｃが第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２よりも大きいときには、電源電圧Ｖ_ｄｃが第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２以下である場合と比較して遅延時間を短縮する。時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋと遅延時間の関係については、詳細を後述する。

なお、上記のように、電源電圧Ｖ_ｄｃに対して第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１及び第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２を設定し、電源電圧Ｖ_ｄｃを３区間に分けるのは、遅延時間の延長または短縮のために時定数τ_ｖａ等のパラメータを設定する場合の一例である。すなわち、遅延時間設定部２９は、原則として、電源電圧Ｖ_ｄｃが大きいほど遅延時間を短縮するために、電源電圧Ｖ_ｄｃが大きいほど時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを小さい値に設定する。また、遅延時間設定部２９は、原則として、電源電圧Ｖ_ｄｃが大きいほど遅延時間を短縮するために、電源電圧Ｖ_ｄｃが大きいほどＰＩ制御部５６の比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉを大きい値に設定する。同様に、遅延時間設定部２９は、原則として、電源電圧Ｖ_ｄｃが小さいほど遅延時間を延長するために、電源電圧Ｖ_ｄｃが小さいほど時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを大きい値に設定する。また、遅延時間設定部２９は、原則として、電源電圧Ｖ_ｄｃが小さいほどＰＩ制御部５６の比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉを小さい値に設定する。

［時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋと遅延時間の関係］
電源電圧Ｖ_ｄｃに応じた時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋの設定または変更と、制御モードの切り替えに対する遅延時間と、の具体的な関係性は以下のとおりである。

切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋは、電動機制御装置１００において、制御モードの切り替えを直接的に制限するパラメータである。したがって、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋが大きいほど、電動機１１の負荷急変に対して制御モードの切り替えが緩慢になり、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋが小さいほど、負荷急変に対して俊敏に制御モードが切り替わる。

時定数τ_ｖａは、前述のとおり、制御モードの選択に使用するｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊を平均化する程度を定めるパラメータであり、時定数τ_ｖａの値が大きいほど、ｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊が平均化される。したがって、時定数τ_ｖａが大きいほど、電動機１１に対する負荷急変に対して制御モードの切り替えが緩慢になり、時定数τ_ｖａが小さいほど、負荷急変に対して俊敏に制御モードが切り替わる。したがって、時定数τ_ｖａの設定または変更は、制御モードの切り替えに対する遅延時間の設定または変更と同義である。

［遅延時間の設定と半導体スイッチング素子の耐久性の関係］
上述の電源電圧Ｖ_ｄｃに応じた遅延時間の設定または変更と、半導体スイッチング素子２３の物理的な特性（特に上限電圧Ｖ_ＵＬ）との関係は、以下のとおりである。

まず、図８は、電源電圧Ｖ_ｄｃと制御モードの切替線の関係を示す説明図である。図８に示すように、電動機１１の動作状態（動作点）は、回転数ＮとトルクＴとの関係において、所定のトルクリミット線Ｔ_ＬＩＭの範囲内で変化し得る。また、前述のとおり、制御モードの切り替えに係る判定は、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて行われるので、図８においては、相対的に、電源電圧Ｖ_ｄｃが低電圧Ｖ_１であるときの制御切替線９５（一点鎖線）と、電源電圧Ｖ_ｄｃが低電圧Ｖ_１よりも大きい高電圧Ｖ_２であるときの制御切替線９６（破線）を示している。

矢印Ａ１及び矢印Ｂ１で示すように、制御モード選択部９３によって、制御切替線９５及び制御切替線９６の高回転数側では、第２制御モード（電圧位相制御）が選択される。一方、制御モード選択部９３によって、矢印Ａ２及び矢印Ｂ２で示すように、制御切替線９５及び制御切替線９６の低回転数側では、第１制御モード（電圧ベクトル制御）が選択される。したがって、電源電圧Ｖ_ｄｃが低いときには、電圧位相制御は低回転数領域まで適用され、電源電圧Ｖ_ｄｃが高いときには、電圧位相制御は概ね高回転数領域で適用される。このように制御モードが選択されるのは、電圧位相制御が、いわゆる弱め磁束領域で良好な制御性能が得られるからである。

次に、図９は、電圧位相制御における電動機１１の入出力静特性を示すグラフである。電圧位相制御は、電圧ノルムＶ_ａと電圧位相αを入力とし、磁束ノルムφとトルクＴを出力とするフィードバックシステムと捉えることができる（図４）。このため、ここでは、複数の回転数Ｎの条件のもとに、電圧位相αに対するトルクＴの静特性を表す図９（Ａ）と、電圧ノルムＶ_ａに対する磁束ノルムφの静特性を表す図９（Ｂ）を示す。

図９（Ａ）に示すように、電圧位相制御の制御構成のうち、電圧位相αに対するトルクＴの静特性は、矢印Ｎ_Ｌで示すように回転数Ｎが小さいほど傾きが大きく、矢印Ｎ_Ｈで示すように回転数Ｎが大きいほど傾きが小さくなる。そして、この図９（Ａ）に示すグラフの傾きは、電圧位相αを入力とし、トルクＴを出力とする第２フィードバックシステム４４のゲイン（一巡伝達系のゲイン）を表す。

同様に、図９（Ｂ）に示すように、電圧位相制御の制御構成のうち、電圧ノルムＶａに対する磁束ノルムφの静特性は、矢印Ｎ_Ｌで示すように回転数Ｎが小さいほど傾きが大きく、矢印ＮＨで示すように回転数Ｎが大きいほど傾きが小さくなる。そして、この図９（Ｂ）に示すグラフの傾きは、電圧ノルムＶ_ａを入力とし、磁束ノルムφを出力とする第１フィードバックシステム４３のゲイン（一巡伝達系のゲイン）を表す。

したがって、これらを総合すれば、電圧位相制御は、電動機１１の回転数Ｎが小さいほど高ゲインになる非線形な特性を有する制御系である。このため、電圧位相制御では、電動機１１の回転数Ｎが小さいほど、電動機１１の電流や電圧に重畳される高調波が増大する傾向がある。

さらに、図１０は、半導体スイッチング素子２３の特性を概略的に示すグラフである。図１０（Ａ）は、電源電圧Ｖ_ｄｃが低電圧Ｖ_１である場合について、半導体スイッチング素子２３の電流Ｉ_ｓｗ及び電圧Ｖ_ｓｗと、サージ幅Ｗ_Ｍと、サージ余裕Ｖ_Ｍと、の関係を示す模式的なグラフである。図１０（Ｂ）は、電源電圧Ｖ_ｄｃが高電圧Ｖ_２である場合について、半導体スイッチング素子２３の電流Ｉ_ｓｗ及び電圧Ｖ_ｓｗと、サージ幅Ｗ_Ｍと、サージ余裕Ｖ_Ｍと、の関係を示す模式的なグラフである。

図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に太実線で示すように、半導体スイッチング素子２３の動作において重畳されるサージ電圧は、電源電圧Ｖ_ｄｃに依らず概ね同一である。すなわち、電源電圧Ｖ_ｄｃを基準とするサージ幅Ｗ_Ｍは、同形状のグラフである。

しかし、サージ電圧は電源電圧Ｖ_ｄｃに重畳され、かつ、半導体スイッチング素子２３の上限電圧Ｖ_ＵＬは物理特性であるから一定である。このため、電源電圧Ｖ_ｄｃが低電圧Ｖ_１である場合と、電源電圧Ｖ_ｄｃが高電圧Ｖ_２である場合とで、サージ電圧に対する余裕すなわちサージ余裕Ｖ_Ｍを比較すると、電源電圧Ｖ_ｄｃが高電圧Ｖ_２である方が、サージ余裕Ｖ_Ｍが小さくなる。すなわち、電源電圧Ｖ_ｄｃが低電圧Ｖ_１であるときのサージ余裕Ｖ_Ｍが「Ｖ_Ｍ１」であり、電源電圧Ｖ_ｄｃが高電圧Ｖ_２であるときのサージ余裕Ｖ_Ｍが「Ｖ_Ｍ２」であるとすれば、Ｖ_Ｍ１＞Ｖ_Ｍ２である。

この結果、電源電圧Ｖ_ｄｃが低電圧Ｖ_１である場合と、電源電圧Ｖ_ｄｃが高電圧Ｖ_２である場合とで、半導体スイッチング素子２３の上限電流Ｉ_ＵＬを比較すると、電源電圧Ｖ_ｄｃが高電圧Ｖ_２である方が、上限電流Ｉ_ＵＬが小さくなる。すなわち、電源電圧Ｖ_ｄｃが低電圧Ｖ_１であるときの上限電流Ｉ_ＵＬが「Ｉ_ＵＬ１」であり、電源電圧Ｖ_ｄｃが高電圧Ｖ_２であるときの上限電流Ｉ_ＵＬが「Ｉ_ＵＬ２」であるとすれば、Ｉ_ＵＬ１＞Ｉ_ＵＬ２である。

したがって、電源電圧Ｖ_ｄｃが低い場合、サージ電圧が重畳することを考慮しても、半導体スイッチング素子２３は耐電圧性能に余裕があるので、上限電流Ｉ_ＵＬを大きくすることができる。一方、電源電圧Ｖ_ｄｃが高い場合には、サージ電圧が重畳することを考慮して上限電流Ｉ_ＵＬを低く制限する必要がある。

以上のように、図８から図１０で示した特性等を総合すると、電源電圧Ｖ_ｄｃが低い場合は、半導体スイッチング素子２３の耐久性の観点において、電圧位相制御から電圧ベクトル制御への切替遅延は許容され得る。

例えば、電圧位相制御中に負荷急変によって急減速が発生し、かつ、制御モードの切り替え判定が遅れて、電流ベクトル制御を実施すべき領域で電圧位相制御が継続すると、半導体スイッチング素子２３にはサージによる大電流が流れる可能性がある。

しかし、電源電圧Ｖ_ｄｃが低いときには、半導体スイッチング素子２３はこの大電流を許容し得る。すなわち、電源電圧Ｖ_ｄｃが低いときには、制御切替線が低回転数側（すなわち制御切替線９５）にシフトしており、かつ、電圧位相制御が高ゲイン特性となっていることを利用して、敢えて、制御モードの切り替え判定を遅らせることができる。

したがって、本実施形態においては、遅延時間設定部２９は、電源電圧Ｖ_ｄｃが低いときには、時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを敢えて大きく設定することによって、制御モードの切り替えに対する遅延時間を敢えて延長する。そして、このような遅延時間を延長する設定によれば、負荷急変が生じていない通常の制御シーンにおいて、制御モードの切り替えチャタリングが抑制される利点がある。

一方、図８から図１０で示した特性等を総合すると、電源電圧Ｖ_ｄｃが高い場合は、半導体スイッチング素子２３の耐久性の観点において、電圧位相制御から電圧ベクトル制御への切替遅延は許容され得ない。

例えば、上述と同様に、電圧位相制御中の負荷急変、及び、制御モードの切り替え判定の遅れによって、電流ベクトル制御を実施すべき領域で電圧位相制御が継続する制御シーンを想定する。この場合、半導体スイッチング素子２３にはサージによる大電流が流れるが、電源電圧Ｖ_ｄｃが高いときには、半導体スイッチング素子２３の耐久性の観点において、このような大電流は許容され得ない。すなわち、電圧位相制御中の負荷急変は制御事項ではないので避け得ない事項であるから、電動機制御装置１００の制御としては、電源電圧Ｖ_ｄｃが高いときには、制御モードの切り替え判定の遅れは許容され得ない。

したがって、本実施形態においては、遅延時間設定部２９は、電源電圧Ｖ_ｄｃが高いときには、時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを小さく設定することによって、制御モードの切り替えに対する遅延時間を短縮することにより、電圧位相制御中に負荷急変が生じたときには、俊敏に電流ベクトル制御に切り替わるようにしている。

また、電源電圧Ｖ_ｄｃが高いときには、制御切替線が高回転数側（すなわち制御切替線９６）にシフトしており、かつ、電圧位相制御が低ゲイン特性となっている。このため、電源電圧Ｖ_ｄｃが高いときには、そもそも制御モードの切り替えチャタリングは発生し難くなっている。したがって、遅延時間設定部２９は、電源電圧Ｖ_ｄｃが高いときには、このような制御モードの切り替えチャタリングは発生し難さを利用し、負荷急変が生じていない通常の制御シーンにおける制御モードの切り替えチャタリングを抑制する。

以上のとおり、遅延時間設定部２９は、時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを介し、第２制御モード（電圧位相制御）から第１制御モード（電流ベクトル制御）への制御モードの切り替えに対する遅延時間を、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて変化させる。これにより、通常動作時と負荷急変時のいずれにおいても、電流ベクトル制御と電圧位相制御の切り替えが適切に行われる。

＜作用＞
以下、上述のように構成される電動機制御装置１００による制御モードの切り替えに係る作用を説明する。

図１１は、電動機制御装置１００の作用を示すフローチャートである。図１１に示すように、ステップＳ１０１では電気角θが取得され、ステップＳ１０２では電気角θに基づいて回転数Ｎが演算される。また、ステップＳ１０３では、電動機１１の電流、例えばＵ相電流ｉ_ｕ及びＶ相電流ｉ_ｖが検出され、ステップＳ１０４では、座標変換により、Ｕ相電流ｉ_ｕ及びＶ相電流ｉ_ｖからｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑが演算される。そして、ステップＳ１０５では電源電圧Ｖ_ｄｃが取得され、ステップＳ１０６ではトルク指令値Ｔ^＊が取得される。

その後、ステップＳ１０７では、遅延時間設定部２９が、電源電圧Ｖ_ｄｃに基づいて、制御モードの切り替えに対して遅延時間を設定するためのパラメータである可変定数を選択する。本実施形態では、ローパスフィルタ９１の時定数τ_ｖａ、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋ、並びに、ＰＩ制御部５６における制御ゲイン（比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉ）が、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて設定または変更される。このとき、遅延時間設定部２９は、特に第２制御モード（電圧位相制御）から第１制御モード（電流ベクトル制御）への切り替えについて、電源電圧Ｖ_ｄｃが小さいほど、遅延時間が長くなるように、時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋの値を設定または変更する。また、遅延時間設定部２９は、電源電圧Ｖ_ｄｃが小さいほど、ＰＩ制御部５６における制御ゲインを小さくする。

次いで、ステップＳ１０８において電流ベクトル制御のための演算が実行される。一方、この電流ベクトル制御演算に並行して、ステップＳ１０９では、遅延時間設定部２９によって選択された定数のうち、電圧位相制御用に、ＰＩ制御部５６における制御ゲイン（比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉ）の設定が反映される。そして、ステップＳ１１０では、遅延時間設定部２９によって設定または変更された制御ゲインを用いて、電圧位相制御のための演算が実行される。

その後、ステップＳ１１１では、遅延時間設定部２９によって選択された定数のうち、ローパスフィルタ９１の時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋの設定が反映される。そして、ステップＳ１１２では、電流ベクトル制御演算及び電圧位相制御演算の結果に応じて定まるｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊と、時定数τ_ｖａ及び切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋの設定と、に基づいて、制御モード判定部８２が制御モードの切り替え判定を行う。制御モードの切り替え判定は、前回の制御モード変更からの経過時間ｔ_ｅと切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋの比較、及び、電源電圧Ｖ_ｄｃに基づいて演算される電圧ノルムＶ_ａの値に基づいて行われる。

以上のように、本実施形態に係る電動機制御方法は、電動機１１に供給する電流の目標値である電流目標値（ｄｑ軸電流目標値ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊）に、電動機１１の電流値（ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑ）をフィードバックすることによって電動機１１を制御する電圧指令値（電流ベクトル制御のｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｉ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｉ－ｆｉｎ} ^＊）を演算する第１制御モード（電流ベクトル制御）と、電動機１１に供給する電圧の位相に関する指令値（電圧位相指令値α^＊）に、電動機１１の電流値または電流値に基づいて演算されるパラメータ（トルク偏差Ｔ_ｅｒｒ）をフィードバックすることによって電圧指令値（電圧位相制御のｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄｖ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑｖ－ｆｉｎ} ^＊）を演算する第２制御モード（電圧位相制御）と、を切り替えながら電動機１１を制御する電動機制御方法である。そして、第１制御モードと第２制御モードの切り替えに対して、遅延時間が設定され、かつ、第２制御モードから第１制御モードへの切り替えに対する遅延時間は、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて変化される。

このように、第２制御モード（電圧位相制御）から第１制御モード（電流ベクトル制御）への切り替えに対する遅延時間を、可変とし、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて変更すると、電流ベクトル制御と電圧位相制御の切り替えを適切に行うことができる。具体的には、負荷急変時には、制御モードの切り替え遅延によるサージに半導体スイッチング素子２３が耐久し得る範囲内で、急峻に制御モードが切り替えられる。同時に、負荷急変がない通常時には、制御モードの切り替えチャタリングが抑制される。すなわち、負荷急変時における急峻な制御モード切り替えと、通常時のチャタリング抑制が両立される。

上記実施形態に係る電動機制御方法では、電源電圧Ｖ_ｄｃが大きいほど遅延時間が短縮され、電源電圧Ｖ_ｄｃが小さいほど遅延時間が延長される。これにより、特に、負荷急変時における急峻な制御モード切り替えと、通常時のチャタリング抑制が両立されやすい。

上記実施形態に係る電動機制御方法は、電源電圧Ｖ_ｄｃに対して、第１閾値（第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１）と、第１閾値よりも大きい第２閾値（第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２）と、が設定される。そして、電源電圧Ｖ_ｄｃが第１閾値よりも小さいときには、電源電圧Ｖ_ｄｃが第１閾値以上である場合と比較して遅延時間が延長される。一方、電源電圧Ｖ_ｄｃが第２閾値よりも大きいときには、電源電圧Ｖ_ｄｃが第２閾値以下である場合と比較して遅延時間が短縮される。

上記実施形態に係る電動機制御方法では、電源電圧Ｖ_ｄｃが第１閾値（第１電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ１）以上第２閾値（第２電源電圧閾値Ｔｈ_ｖｄｃ２）以下であるときには、第２制御モード（電圧位相制御）から第１制御モード（電流ベクトル制御）への切り替えに対する遅延時間は、第１制御モード（電流ベクトル制御）から第２制御モード（電圧位相制御）への切り替えに対して設定される遅延時間と等しく設定される。電源電圧Ｖ_ｄｃが、高くもなく、低くもない中庸な値であるときには、サージに対する半導体スイッチング素子２３の耐久性、及び、制御モードの切り替えチャタリングを特別に考慮する必要性が比較的低い。このため、第２制御モードから第１制御モードへの切り替えに対する遅延時間を、第１制御モードから第２制御モードへの切り替えに対する遅延時間と同程度に設定することにより、電流ベクトル制御と電圧位相制御の切り替えを特に適切に行うことができる。

上記実施形態に係る電動機制御方法では、電動機１１の動作状態を表す状態量（ｄｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ－ｆｉｎ} ^＊，Ｖ_{ｑ－ｆｉｎ} ^＊）に基づいて第１制御モードと第２制御モードの切り替えが判定され、この状態量に対する平均化処理（ローパスフィルタ９１）によって遅延時間が設定される。そして、平均化処理のパラメータ（時定数τ_ｖａ）を電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて変更することにより、遅延時間が変化される。すなわち、制御モードの切り替え判定に用いる状態量を平均化し、かつ、その平均化の程度を調節することによって遅延時間が設定または変更される。この方法は、制御モードの切り替えチャタリングの発生しやすさと、負荷急変時の電流上昇と、の相関性を直接的に利用するものであるから、特に適切に、切り替えチャタリングの抑制でき、かつ、半導体スイッチング素子２３の耐久性超過を抑制できる。

上記実施形態に係る電動機制御方法では、上記の状態量は、電動機１１の電流、電圧、トルクＴ、または、回転数Ｎである。第１制御モード（電圧ベクトル制御）は、最小電流で最大トルクを得ることが求められる制御領域、すなわち、低回転かつ低トルクを要求される場合に特に適切である。一方、第２制御モード（電圧位相制御）は、電圧が飽和する弱め磁束領域、すなわち、高回転で高トルクを要求される場合に特に適切な制御である。したがって、制御モードの切り替えを判定するための状態量が、上記のように、電動機１１の電流、電圧、トルクＴ、または、回転数Ｎであれば、これらの制御領域が直接かつ適切に判定される。このため、特に適切に、切り替えチャタリングが抑制され、かつ、半導体スイッチング素子２３の耐久性超過が抑制される。

上記実施形態に係る電動機制御方法では、遅延時間として、第１制御モードと第２制御モードの切り替えを禁止する禁止期間（切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋ）が設定される。このように切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを設定する方法は、遅延時間を直接的に設定または変更する方法である。同時に、この方法は、切り替えの遅延時間が、チャタリングと、負荷急変時の電流上昇と、に相関があることを利用するものである。したがって、上記のように、切替禁止期間ｔ_ｍａｓｋを設定する場合、特に適切に、切り替えチャタリングが抑制され、かつ、半導体スイッチング素子２３の耐久性超過が抑制される。

上記実施形態に係る電動機制御方法では、第２制御モードでは、電動機１１の電流値（ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑ）に基づいて、電動機１１の磁束に関連するパラメータ（磁束偏差φ_ｅｒｒ）を算出し、かつ、この磁束に関連するパラメータに基づいて電圧ノルム指令値Ｖ_ａ ^＊が演算される。すなわち、電動機１１の電流値（ｄｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑ）が、電圧位相αだけでなく、電圧ノルムＶ_ａにもフィードバックされる。電圧位相制御は、原則として電圧位相αに電流値をフィードバックする制御である。しかし、上記のように、電圧ノルムＶ_ａにも電流値がフィードバックされる場合、制御モードの切り替え遅延中において、電圧が過剰になることによる電流上昇が特に好適に抑制される。すなわち、負荷急変によって第２制御モード（電圧位相制御）から第１制御モード（電流ベクトル制御）へ移行すべきときに、切り替え遅延によって、電圧位相制御による高電圧が維持されてしまう制御シーンにおいても、半導体スイッチング素子２３が耐久し得る範囲内に電流の上昇が抑制される。

上記実施形態に係る電動機制御方法では、電源電圧Ｖ_ｄｃに応じて、さらに第２制御モード（電圧位相制御）における制御ゲイン（比例ゲインＫ_φｐ及び積分ゲインＫ_φｉ）が変化される。この方法は、電源電圧Ｖ_ｄｃと電圧位相制御の一巡伝達系のゲインに相関があることを利用して、制御モードの切り替えに関する制御性能をさらに向上させるものである。具体的には、例えば、電源電圧Ｖ_ｄｃが小さいときに一巡伝達系のゲインが大きくなるが、第２制御モード（電圧位相制御）における制御ゲインの電源電圧Ｖ_ｄｃに応じた調節によって、この傾向が一定程度緩和される。このため、上記の方法によれば、許容可能な大きさを超えない現実的な範囲内で遅延時間を増加させることができ、かつ、制御モードの切り替えチャタリングを抑制することができる。

特に、上記実施形態に係る電動機制御方法では、電源電圧Ｖ_ｄｃが大きいほど、第２制御モード（電圧位相制御）における制御ゲインが上げられ、電源電圧Ｖ_ｄｃが小さいほど制御ゲインが下げられる。これにより、特に、許容可能な大きさを超えない現実的な範囲内で遅延時間を増加させることができ、かつ、制御モードの切り替えチャタリングを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態及び各変形例で説明した構成は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。

１０：電源，１１：電動機，１２：制御演算部，１３：座標変換部，１４：ＰＷＭ変換部，１５：インバータ，１６：座標変換部，１７：回転数演算部，２１：電圧検出器，２２：電気角検出器，２３：半導体スイッチング素子，２４：電流検出器，２６：電流ベクトル制御部，２７：電圧位相制御部，２８：制御モード切替部，２９：遅延時間設定部，３１：非干渉電圧演算部，３２：平均化処理部，３３：電流目標値演算部，３４：偏差演算部，３５：ＰＩ制御部，３６：加算部，４１：電圧ノルム演算部，４２：電圧位相演算部，４３：第１フィードバックシステム，４４：第２フィードバックシステム，５１：電流目標値演算部，５２：磁束演算部，５３：参照磁束ノルム演算部，５４：磁束推定部，５５：偏差演算部，５６：ＰＩ制御部，６１：参照トルク演算部，６２：トルク推定部，６３：偏差演算部，６４：ＰＩ制御部，７１：加算部，７２：電圧ノルム指令値制限部，７３：加算部，７４：電圧位相指令値制限部，７５：ベクトル変換部，８１：スイッチ，８２：制御モード判定部，９１：ローパスフィルタ，９１ａ：ｄ軸用ローパスフィルタ，９１ｂ：ｑ軸用ローパスフィルタ，９２：電圧ノルム演算部，９３：制御モード選択部，９５：制御切替線，９６：制御切替線，１００：電動機制御装置

Claims (11)

1. 電動機に供給する電流の目標値である電流目標値に、前記電動機の電流値をフィードバックすることによって前記電動機を制御する電圧指令値を演算する第１制御モードと、前記電動機に供給する電圧の位相に関する指令値に、前記電流値または前記電流値に基づいて演算されるパラメータをフィードバックすることによって前記電圧指令値を演算する第２制御モードと、を切り替えながら前記電動機を制御する電動機制御方法であって、
   前記第１制御モードと前記第２制御モードの切り替えに対して、遅延時間を設定し、
   前記第２制御モードから前記第１制御モードへの切り替えに対する前記遅延時間を、電源電圧に応じて変化させる、
   電動機制御方法。
2. 請求項１に記載の電動機制御方法であって、
   前記電源電圧が大きいほど前記遅延時間を短縮し、前記電源電圧が小さいほど前記遅延時間を延長する、
   電動機制御方法。
3. 請求項２に記載の電動機制御方法であって、
   前記電源電圧に対して、第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値と、を設定し、
   前記電源電圧が前記第１閾値よりも小さいときに、前記電源電圧が前記第１閾値以上である場合と比較して前記遅延時間を延長し、
   前記電源電圧が前記第２閾値よりも大きいときに、前記電源電圧が前記第２閾値以下である場合と比較して前記遅延時間を短縮する、
   電動機制御方法。
4. 請求項３に記載の電動機制御方法であって、
   前記電源電圧が前記第１閾値以上前記第２閾値以下であるときに、前記第２制御モードから前記第１制御モードへの切り替えに対する前記遅延時間を、前記第１制御モードから前記第２制御モードへの切り替えに対して設定される前記遅延時間と等しく設定する、
   電動機制御方法。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の電動機制御方法であって、
   前記電動機の動作状態を表す状態量に基づいて前記第１制御モードと前記第２制御モードの切り替えを判定し、
   前記状態量に対する平均化処理によって前記遅延時間を設定し、
   前記平均化処理のパラメータを前記電源電圧に応じて変更することにより、前記遅延時間を変化させる、
   電動機制御方法。
6. 請求項５に記載の電動機制御方法であって、
   前記状態量は、前記電動機の電流、電圧、トルク、または、回転数である、
   電動機制御方法。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の電動機制御方法であって、
   前記遅延時間として、前記第１制御モードと前記第２制御モードの切り替えを禁止する禁止期間を設定する、
   電動機制御方法。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の電動機制御方法であって、
   前記第２制御モードでは、前記電流値に基づいて前記電動機の磁束に関連するパラメータを算出し、かつ、前記磁束に関連するパラメータに基づいて電圧ノルム指令値が演算される、
   電動機制御方法。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の電動機制御方法であって、
   前記電源電圧に応じて、さらに前記第２制御モードにおける制御ゲインを変化させる、
   電動機制御方法。
10. 請求項９に記載の電動機制御方法であって、
    前記電源電圧が大きいほど前記制御ゲインを上げ、前記電源電圧が小さいほど前記制御ゲインを下げる、
    電動機制御方法。
11. 電動機に供給する電流の目標値である電流目標値に前記電動機の電流値をフィードバックすることによって前記電動機を制御する電圧指令値を演算する第１制御モードによって前記電動機を制御する第１制御部と、前記電動機に供給する電圧の位相に関する指令値に、前記電流値または前記電流値に基づいて演算されるパラメータをフィードバックすることによって前記電圧指令値を演算する第２制御モードによって前記電動機を制御する第２制御部と、前記第１制御モードと前記第２制御モードを切り替える制御モード切替部と、を有する電動機制御装置であって、
    前記第１制御モードと前記第２制御モードの切り替えに対して、遅延時間を設定し、かつ、前記第２制御モードから前記第１制御モードへの切り替えに対する前記遅延時間を、電源電圧に応じて変化させる遅延時間設定部を備える、
    電動機制御装置。
    

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