JP7155692B2 - 回転電機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機の制御装置に関するものである。

従来、例えば特許文献１に見られるように、回転電機のｄ，ｑ軸電圧指令値に基づいて、弱め界磁制御を行うためのｄ軸電流指令値を設定する制御装置が知られている。この特許文献１では、電力供給部から回転電機に供給される電力の変換を行う電力変換装置の電圧最大値の二乗からｄ軸電圧指令値の二乗を引いた値の平方根と、ｑ軸電圧指令値との差分に基づいて、回転電機のトルクを指令トルクにするために必要なｄ軸電流指令値を設定する。ｄ軸電流指令値は、０以下の値に設定されるとともに、回転電機のトルクが指令トルクよりも大きい場合にその絶対値が増加し、回転電機のトルクが指令トルクよりも小さい場合にその絶対値が減少するように設定される。

特開２００６－２５４５７２号公報

回転電機のトルクを指令トルクにするために必要なｄ軸電流指令値は変化し得る。このため、指令トルクに応じた適切なｄ軸電流指令値まで現在のｄ軸電流指令値を変化させる必要がある。この際、ｄ軸電流指令値の変化速度が低いと、回転電機のトルクを例えば迅速に増加させることができず、回転電機のトルク応答性が悪化することが懸念される。

また、回転電機のトルクと指令トルクとの大小関係に応じてｄ軸電流指令値の増減が切り替わるため、ｄ軸電流指令値の変化速度が高いと、回転電機のトルクと指令トルクとの大小関係が切り替わる領域においてｄ軸電流指令値がハンチングし、回転電機のトルク制御性が悪化することが懸念される。

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、回転電機のトルク制御性を向上できる制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、回転電機と、前記回転電機に電気的に接続された電力変換装置と、を備えるシステムに適用される回転電機の制御装置であって、前記回転電機のｑ軸電圧指令値又はその相関値であるｑ軸パラメータと、その目標値との差分に基づいて、負のｄ軸電流指令値を設定するｄ軸指令値設定部と、設定された前記ｄ軸電流指令値に実際のｄ軸電流を制御すべく、前記電力変換装置を操作する操作部と、を備え、前記ｄ軸指令値設定部は、前記ｑ軸パラメータが前記目標値よりも大きい場合に前記ｄ軸電流指令値の絶対値を増加させ、前記ｑ軸パラメータが前記目標値よりも小さい場合に前記ｄ軸電流指令値の絶対値を減少させ、また、前記ｑ軸パラメータが前記目標値よりも基準値だけ大きい場合における前記ｄ軸電流指令値の変化速度が、前記ｑ軸パラメータが前記目標値よりも前記基準値だけ小さい場合における前記ｄ軸電流指令値の変化速度よりも高くなるように前記ｄ軸電流指令値を設定する。

本発明による回転電機の制御装置では、ｑ軸パラメータと目標値との差分に基づいて、負のｄ軸電流指令値を設定する。具体的には、ｑ軸パラメータが目標値よりも大きい場合に、ｄ軸電流指令値の絶対値を増加させ、ｑ軸パラメータが目標値よりも小さい場合に、ｄ軸電流指令値の絶対値を減少させる。そして、ｑ軸パラメータが目標値よりも基準値だけ大きい場合におけるｄ軸電流指令値の変化速度が、ｑ軸パラメータが目標値よりも基準値だけ小さい場合におけるｄ軸電流指令値の変化速度よりも高くなるようにｄ軸電流指令値を設定する。これにより、ｑ軸パラメータが目標値よりも基準値だけ大きい場合には、比較的大きい変化速度で負のｄ軸電流指令値の絶対値を迅速に増加させることができ、ｑ軸パラメータを目標値まで迅速に減少させることができる。また、ｑ軸パラメータが目標値よりも基準値だけ小さい場合には、比較的小さい変化速度で負のｄ軸電流指令値の絶対値を緩やかに減少させることができ、ｑ軸パラメータと目標値との大小関係が切り替わる領域においてｄ軸電流指令値のハンチングを抑制することができる。この結果、回転電機のトルク制御性を向上させることができる。

車載回転電機システムの全体構成を示す図。 通電回路部及び回転電機の構成を示す図。 第１実施形態におけるＥＰＳＥＣＵの回路構成を示す図。 操舵トルクと基本アシストトルクとの関係を示す図。 制御処理のフローチャート。 第１実施形態における差分飽和率と第１，第２比例ゲインとの関係を示す図。 回転電機のトルク応答時間を示す図。 第２実施形態における差分飽和率と第１，第２比例ゲインとの関係を示す図。 その他の実施形態におけるＥＰＳＥＣＵの回路構成を示す図。 差分飽和率と更新値との関係を示す図。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態の回転電機の制御装置が適用される車両１００の回転電機制御システムについて、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る制御装置は、ドライバのステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳ装置）１０の回転電機制御システムを構成する。

図１に示すように、車両１００は、ハンドルを構成するステアリングホイール９０、ステアリングシャフト９１、ピニオンギア９２、ラック軸９３及びＥＰＳ装置１０を備えている。ステアリングホイール９０には、ステアリングシャフト９１が接続されている。ステアリングシャフト９１の先端には、ピニオンギア９２が設けられている。ピニオンギア９２は、ラック軸９３に噛み合っている。ラック軸９３の両端には、タイロッド等を介して車輪９５が回転可能に連結されている。ドライバによりステアリングホイール９０が回転操作されると、ステアリングシャフト９１が回転する。ステアリングシャフト９１の回転運動は、ピニオンギア９２によってラック軸９３の直線運動に変換され、ラック軸９３の変位量に応じた操舵角に車輪９５が操舵される。

ＥＰＳ装置１０は、トルクセンサ９４、減速機９６、回転電機２０及び通電回路部３０を備えている。トルクセンサ９４は、ステアリングシャフト９１に設けられており、ステアリングシャフト９１の出力トルクである操舵トルクＴｒｑを検出する。回転電機２０は、検出された操舵トルクＴｒｑ及びステアリングホイール９０の操舵方向に応じた補助トルクを発生する。通電回路部３０は、回転電機２０の駆動制御を行う。減速機９６は、回転電機２０のロータの回転軸の回転を減速しつつ、補助トルクをステアリングシャフト９１に伝達する。

図２を用いて、回転電機２０及び通電回路部３０について説明する。

回転電機２０としては、永久磁石界磁型又は巻線界磁型のものを用いることができる。回転電機２０の固定子は、第１巻線群Ｍ１及び第２巻線群Ｍ２を備えている。第１巻線群Ｍ１は、星形結線された第１Ｕ相巻線Ｕ１、第１Ｖ相巻線Ｖ１及び第１Ｗ相巻線Ｗ１を備え、第２巻線群Ｍ２は、星形結線された第２Ｕ相巻線Ｕ２、第２Ｖ相巻線Ｖ２及び第２Ｗ相巻線Ｗ２を備えている。第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１それぞれの第１端は、中性点で接続されている。第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は、電気角θｅで１２０°ずつずれている。第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２それぞれの第１端は、中性点で接続されている。第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２は、電気角θｅで１２０°ずつずれている。

通電回路部３０は、電力変換装置としての第１インバータ４０及び第２インバータ５０を備えている。第１インバータ４０において、第１Ｕ相上，下アームスイッチＳＵ１ｐ，ＳＵ１ｎの接続点には、第１Ｕ相巻線Ｕ１の第２端が電気的に接続されており、第１Ｖ相上，下アームスイッチＳＶ１ｐ，ＳＶ１ｎの接続点には、第１Ｖ相巻線Ｖ１の第２端が電気的に接続されており、第１Ｗ相上，下アームスイッチＳＷ１ｐ，ＳＷ１ｎの接続点には、第１Ｗ相巻線Ｗ１の第２端が電気的に接続されている。第２インバータ５０において、第２Ｕ相上，下アームスイッチＳＵ２ｐ，ＳＵ２ｎの接続点には、第２Ｕ相巻線Ｕ２の第２端が電気的に接続されており、第２Ｖ相上，下アームスイッチＳＶ２ｐ，ＳＶ２ｎの接続点には、第２Ｖ相巻線Ｖ２の第２端が電気的に接続されており、第２Ｗ相上，下アームスイッチＳＷ２ｐ，ＳＷ２ｎの接続点には、第２Ｗ相巻線Ｗ２の第２端が電気的に接続されている。

なお、各スイッチＳＵ１ｐ～ＳＷ２ｎは、例えば、ＩＧＢＴ又はＭＯＳＦＥＴ等の電圧制御形の半導体スイッチング素子であればよい。また、各スイッチＳＵ１ｐ～ＳＷ２ｎには、ダイオードが逆並列に接続されている。

通電回路部３０は、第１高電位側経路Ｌｐ１、第１低電位側経路Ｌｎ１、第２高電位側経路Ｌｐ２、第２低電位側経路Ｌｎ２及びコンデンサ３１を備えている。第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵ１ｐ，ＳＶ１ｐ，ＳＷ１ｐの高電位側端子には、第１高電位側経路Ｌｐ１を介して、直流電源であるバッテリ９７の正極端子に接続されている。第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵ１ｎ，ＳＶ１ｎ，ＳＷ１ｎの低電位側端子には、第１低電位側経路Ｌｎ１を介してバッテリ９７の負極端子に接続されている。バッテリ９７の負極端子は、グランドに接続されている。第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵ２ｐ，ＳＶ２ｐ，ＳＷ２ｐの高電位側端子には、第２高電位側経路Ｌｐ２及び第１高電位側経路Ｌｐ１を介してバッテリ９７の正極端子に接続されている。第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵ２ｎ，ＳＶ２ｎ，ＳＷ２ｎの低電位側端子には、第２低電位側経路Ｌｎ２及び第１低電位側経路Ｌｎ１を介してバッテリ９７の負極端子に接続されている。

通電回路部３０は、電流センサを備えている。第１インバータ４０において、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵ１ｎ，ＳＶ１ｎ，ＳＷ１ｎの低電位側端子と、第１低電位側経路Ｌｎ１とを接続する電気経路には、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相電流センサＤＵ１，ＤＶ１，ＤＷ１が設けられている。第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相電流センサＤＵ１，ＤＶ１，ＤＷ１は、当該電気経路に流れる電流を検出し、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相電流Ｉｕｒ１，Ｉｖｒ１，Ｉｗｒ１として出力する。

また、第２インバータ５０において、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵ２ｎ，ＳＶ２ｎ，ＳＷ２ｎの低電位側端子と、第２低電位側経路Ｌｎ２とを接続する電気経路には、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相電流センサＤＵ２，ＤＶ２，ＤＷ２が設けられている。第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相電流センサＤＵ２，ＤＶ２，ＤＷ２は、当該電気経路に流れる電流を検出し、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相電流Ｉｕｒ２，Ｉｖｒ２，Ｉｗｒ２として出力する。

通電回路部３０は、電圧センサ３２、角度センサ３３及び車速センサ３４を備えている。電圧センサ３２は、コンデンサ３１の端子電圧を電源電圧ＶＤＣとして検出する。角度センサ３３は、回転電機２０の電気角θｅに応じた角度信号を出力する。角度センサ３３は、例えば、回転電機２０の回転子側に設けられた磁気発生部である磁石と、磁石に近接して設けられた磁気検出素子とを備えている。車速センサ３４は、車両１００の車速Ｖｍを検出する。電圧センサ３２、角度センサ３３、車速センサ３４及びトルクセンサ９４の出力信号は、通電回路部３０が備えるＥＰＳＥＣＵ６０に入力される。

ＥＰＳＥＣＵ６０は、マイコンを主体として構成され、回転電機２０のトルクをトルク指令値Ｔｒ＊に制御すべく、第１，第２インバータ４０，５０の各スイッチを操作する。トルク指令値Ｔｒ＊は、例えば、トルクセンサ９４により検出された操舵トルクＴｒｑに基づいて設定される。ＥＰＳＥＣＵ６０は、角度センサ３３の出力信号に基づいて、回転電機２０の電気角θｅを算出する。なお、ＥＰＳＥＣＵ６０が提供する機能は、例えば、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせによって提供することができる。なお、本実施形態において、ＥＰＳＥＣＵ６０が「制御装置」に相当する。

図３を用いて、ＥＰＳＥＣＵ６０により実行される回転電機２０のトルク制御処理について説明する。

２相変換部７３は、第１巻線群Ｍ１に対応する電流センサにより検出された各相電流Ｉｕｒ１，Ｉｖｒ１，Ｉｗｒ１及び電気角θｅに基づいて、回転電機２０の３相固定座標系におけるＵ，Ｖ，Ｗ相電流Ｉｕｒ１，Ｉｖｒ１，Ｉｗｒ１を、２相回転座標系（ｄｑ座標系）における第１ｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ１，Ｉｑｒ１に変換する。また、２相変換部７３は、第２巻線群Ｍ２に対応する電流センサにより検出された各相電流Ｉｕｒ２，Ｉｖｒ２，Ｉｗｒ２及び電気角θｅに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相電流Ｉｕｒ２，Ｉｖｒ２，Ｉｗｒ２をｄｑ座標系における第２ｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ２，Ｉｑｒ２に変換する。

第２変換部７４は、第１，第２ｄ軸電流Ｉｄｒ１，Ｉｄｒ２をｄ軸電流Ｉｄｒ及び差分ｄ軸電流Ｉｄｒ＃に変換して出力する。ｄ軸電流Ｉｄｒは、第１ｄ軸電流Ｉｄｒ１と第２ｄ軸電流Ｉｄｒ２との加算値を二等分した値であり、差分ｄ軸電流Ｉｄｒ＃は、第１ｄ軸電流Ｉｄｒ１から第２ｄ軸電流Ｉｄｒ２を減算した値を二等分した値である。また、第２変換部７４は、第１，第２ｑ軸電流Ｉｑｒ１，Ｉｑｒ２についても同様に、第１，第２ｑ軸電流Ｉｑｒ１，Ｉｑｒ２をｑ軸電流Ｉｑｒ及び差分ｑ軸電流Ｉｑｒ＃に変換して出力する。

トルク設定部６１は、トルクセンサ９４により検出された操舵トルクＴｒｑに基づいてトルク指令値Ｔｒ＊を設定する。図４に示すように、トルク設定部６１には、操舵トルクＴｒｑと基本アシストトルクＴｒｋとの関係を示す換算テーブルが記憶されている。換算テーブルは、操舵トルクＴｒｑが大きくなると、基本アシストトルクＴｒｋが大きくなる関係を有する。トルク設定部６１は、この換算テーブルを用いて、操舵トルクＴｒｑから基本アシストトルクＴｒｋを取得し、取得された基本アシストトルクＴｒｋに微分制御等の安定化制御を実施することにより、トルク指令値Ｔｒ＊を設定する。安定化制御は、例えば、微分制御であり、トルク指令値Ｔｒ＊の安定性を担保するための制御である。

トルク指令値制限部６２は、トルク設定部６１で設定されたトルク指令値Ｔｒ＊が過剰である場合に、トルク指令値Ｔｒ＊を制限する。具体的には例えば、回転電機２０のトルクがトルク指令値Ｔｒ＊に制御された場合のバッテリ９７からの出力電力が所定の基準電力よりも大きい場合に、この基準電力に基づいてトルク指令値Ｔｒ＊を制限する。基準電力は、例えばバッテリ９７の定格電力である。また、具体的には例えば、回転電機２０、第１インバータ４０及び第２インバータ５０が過熱状態である場合に、これらの装置の温度に基づいてトルク指令値Ｔｒ＊を制限する。

電流指令値設定部６３は、トルク指令値制限部６２から出力されたトルク指令値Ｔｒ＊に基づいて、第１巻線群Ｍ１及び第２巻線群Ｍ２から出力される合計のトルクを、トルク指令値Ｔｒ＊とするためのｄ，ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する。電流指令値設定部６３は、ＥＰＳＥＣＵ６０の記憶部７０に予め記憶されたｄ，ｑ軸用トルクマップＭＰｄ、ＭＰｐを参照することによってｄ，ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する。ｄ，ｑ軸用トルクマップＭＰｄ、ＭＰｐは、トルク指令値Ｔｒ＊に対応してｄ，ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊が予め規定されたマップ情報である。なお、記憶部７０は、例えば、ＲＯＭ以外の非遷移的実体的記録媒体（例えば、ＲＯＭ以外の不揮発性メモリ）である。

ｄ軸電流指令値制限部６５は、電流指令値設定部６３で設定されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が所定の負の制限値Ｉｄｍよりも小さい場合に、すなわち、負のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の絶対値が制限値Ｉｄｍの絶対値よりも大きい場合に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を制限値Ｉｄｍに制限する。これにより、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の絶対値が過剰に大きくなることで、回転電機２０、第１インバータ４０及び第２インバータ５０が過熱状態となることを抑制することができる。

ＦＢ制御部６６は、第２変換部７４から出力されたｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ，Ｉｑｒを、ｄ，ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊にフィードバック制御するための操作量として、ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を算出する。具体的には、ＦＢ制御部６６は、ｄ，ｑ軸電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊からｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ，Ｉｑｒを減算した値として、ｄ，ｑ軸電流偏差ΔＩｄ，ΔＩｑを算出する。そして、算出されたｄ，ｑ軸電流偏差ΔＩｄ，ΔＩｑを０にフィードバック制御するための操作量として、ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を算出する。また、ＦＢ制御部６６は、第２変換部７４から出力された差分ｄ，ｑ軸電流Ｉｄｒ＃，Ｉｑｒ＃を、０にフィードバック制御するための操作量として、差分ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＃＊，Ｖｑ＃＊を算出する。なお、ＦＢ制御部６６で用いられるフィードバック制御は、例えば比例積分制御であればよい。

第１変換部６７は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及び差分ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＃＊を、第１巻線群Ｍ１に対応する第１ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＊及び第２巻線群Ｍ２に対応する第２ｄ軸電圧指令値Ｖｄ２＊に変換して出力する。第１，第２ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｄ２＊は、例えば、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊と差分ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＃＊との加算値を二等分した値である。また、第１変換部６７は、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊及び差分ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＃＊についても同様に、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊及び差分ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＃＊を、第１巻線群Ｍ１に対応する第１ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＊及び第２巻線群Ｍ２に対応する第２ｑ軸電圧指令値Ｖｑ２＊に変換して出力する。

３相変換部６８は、第１変換部６７から出力された第１ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊及び電気角θｅに基づいて、回転電機２０の２相固定座標系における第１ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊を、３相固定座標系における第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１に変換する。また、３相変換部６８は、第１変換部６７から出力された第２ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊及び電気角θｅに基づいて、回転電機２０の２相固定座標系における第２ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を、３相固定座標系における第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２に変換する。本実施形態において、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１は、電気角θｅで位相が互いに１２０°ずれた正弦波状の信号となり、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２は、電気角θｅで位相が互いに１２０°ずれた正弦波状の信号となる。

第１変調部７１は、三角波信号等のキャリア信号、３相変換部６８から出力された第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１及び電源電圧ＶＤＣに基づいて、正弦波ＰＷＭ制御により、第１インバータ４０の各スイッチＳＵ１ｐ～ＳＷ１ｎをオンオフするための各駆動信号を生成する。つまり、ｄ軸電流指令値制限部６５から出力されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に実際のｄ軸電流Ｉｄｒを制御すべく、第１インバータ４０の各スイッチＳＵ１ｐ～ＳＷ１ｎをオンオフするための各駆動信号を生成する。

詳しくは、正弦波ＰＷＭ制御は、各相電圧指令値Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１を「ＶＤＣ／２」で除算した値と、キャリア信号との大小比較に基づいて、各駆動信号を生成するものである。同様に、第２変調部７２は、キャリア信号、３相変換部６８から出力された第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２及び電源電圧ＶＤＣに基づいて、正弦波ＰＷＭ制御により、第２インバータ５０の各スイッチＳＵ２ｐ～ＳＷ２ｎをオンオフするための各駆動信号を生成する。なお、本実施形態において、第１変調部７１及び第２変調部７２が「操作部」に相当する。

ｄ軸電流指令値設定部８１は、第１変換部６７から出力された第１ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊から定まる電圧ベクトルの大きさが電圧最大値Ｖｍａｘを超えないように、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。また、ｄ軸電流指令値設定部８１は第１変換部６７から出力された第２ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊から定まる電圧ベクトルの大きさが電圧最大値Ｖｍａｘを超えないように、負のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。ここで、電圧最大値Ｖｍａｘは、第１，第２インバータ４０，５０から第１，第２巻線群Ｍ１，Ｍ２に出力可能な電圧の最大値である。なお、本実施形態において、ｄ軸電流指令値設定部８１が「ｄ軸指令値設定部」に相当する。

具体的には、ｄ軸電流指令値設定部８１は、第ｎｑ軸電圧指令値Ｖｑｎ＊を、電圧最大値Ｖｍａｘの二乗から第ｎｄ軸電圧指令値Ｖｄｎ＊（ｎ＝１，２）の二乗を引いた値の平方根Ｈｅｎで除算した飽和率Ｒａｎを算出する。平方根Ｈｅｎ及び飽和率Ｒａｎは、（式１），（式２）のように表される。

Ｈｅｎ＝√（Ｖｍａｘ＾２－Ｖｄｎ＊＾２）・・・（式１）
Ｒａｎ＝Ｖｑｎ＊／Ｈｅｎ＝Ｖｑｎ＊／√（Ｖｍａｘ＾２－Ｖｄｎ＊＾２）・・・（式２）
ｄ軸電流指令値設定部８１は、飽和率Ｒａｎが所定の目標飽和率Ｒｔｇｎとなるように、飽和率Ｒａｎと目標飽和率Ｒｔｇｎとの差分に基づいて、負のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。ここで、所定の目標飽和率Ｒｔｇｎは、例えば０．８～０．９等の規定値である。なお、本実施形態において、飽和率Ｒａｎが「相関値，ｑ軸パラメータ」に相当し、目標飽和率Ｒｔｇｎが「目標値」に相当する。

詳細には、ｄ軸電流指令値設定部８１は、飽和率Ｒａｎを目標飽和率Ｒｔｇｎにフィードバック制御するための操作量として、負のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定し、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも小さい場合に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の絶対値が増加するように設定する。また、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも大きい場合に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の絶対値が減少するように設定する。以下、ｄ軸電流指令値設定部８１により設定されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を第２ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊２という。

制限値設定部８２は、ｄ軸電流指令値設定部８１から出力されたトルク指令値Ｔｒ＊に基づいて負の制限値Ｉｄｍを設定する。具体的には、制限値設定部８２は、トルク指令値Ｔｒ＊に基づいて、第２変換部７４から出力されたｑ軸電流Ｉｑｒに対応する複数の負の制限値Ｉｄｍの中から一の制限値Ｉｄｍを選択する。制限値設定部８２は、選択された制限値Ｉｄｍと、ｄ軸電流指令値設定部８１から出力された負の第２ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊２とのうち、絶対値が小さいものを制限値Ｉｄｍとして設定し、ｄ軸電流指令値制限部６５に出力する。

ここで、ドライバによりステアリングホイール９０が高速に回転操作された場合、トルク指令値Ｔｒ＊の上昇に応じて回転電機２０の電気角速度ωが上昇する。回転電機２０では、電気角速度ωに比例した誘起電圧が、回転電機２０のトルクを発生させるｑ軸に発生する。そのため、電気角速度ωが上昇するほど、ｑ軸電流Ｉｑｒが減少し、回転電機２０が発生可能なトルクの最大値が減少する。そして、回転電機２０が発生可能なトルクの最大値が、トルク指令値Ｔｒ＊よりも減少する状態（以下、電圧飽和状態という）となると、回転電機２０はトルク指令値Ｔｒ＊のトルクを出力することができない。

回転電機２０が非突極構造である場合において、第１巻線群Ｍ１を例にして説明すると、ｑ軸電圧Ｖｄｒは、電気角速度ωを用いて（式３）のように表される。（式３）に示すように、ｑ軸電圧Ｖｄｒでは、電気角速度ωに応じて右辺の第２項に示す誘起電圧が大きくなり、右辺の第１項を構成するｑ軸電流Ｉｑｒが減少する。ここで、Ｒは第１巻線群Ｍ１の抵抗値を示し、Φは回転電機２０の誘起電圧定数を示し、Ｌｄは回転電機２０のｄ軸インダクタンスを示す。

Ｖｄｒ１＝Ｒ×Ｉｑｒ＋ω×（Φ＋Ｌｄ×Ｉｄｒ）・・・（式３）
従来より、電圧飽和状態において電気角速度ωの誘起電圧を減少させる技術として、弱め界磁制御が知られている。弱め界磁制御では、ｄ軸電流Ｉｄｒを所定の負の値にして誘起電圧を減少させることができる。

ところで、飽和率Ｒａｎを目標飽和率Ｒｔｇｎにフィードバック制御する際に、操作量であるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を変化させる必要がある。この際、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の変化速度が低いと、飽和率Ｒａｎを例えば迅速に減少させることができず、飽和率Ｒａｎの応答性、つまり回転電機２０のトルク応答性が悪化する問題が生じる。

また、飽和率Ｒａｎを目標飽和率Ｒｔｇｎにフィードバック制御する際には、飽和率Ｒａｎと目標飽和率Ｒｔｇｎとの大小関係に応じてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の増減が切り替わる。そのため、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の変化速度が高いと、飽和率Ｒａｎと目標飽和率Ｒｔｇｎとの大小関係が切り替わる領域において、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊がハンチングし、回転電機２０のトルク制御性が悪化する問題が生じる。

そこで、本実施形態では、制御処理を実施する。制御処理では、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも基準値Ｒｋだけ大きい場合におけるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の変化速度が、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも基準値Ｒｋだけ小さい場合におけるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の変化速度よりも高くなるようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。これにより、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも基準値Ｒｋだけ大きい場合には、比較的大きい変化速度で負のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の絶対値を迅速に増加させることができる。また、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも基準値Ｒｋだけ小さい場合には、比較的小さい変化速度で負のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の絶対値を緩やかに減少させることで、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊のハンチングを抑制することができる。この結果、回転電機２０のトルク制御性を向上させることができる。

図５に本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。この制御処理は、例えばＥＰＳＥＣＵ６０により所定時間毎に繰り返し実施される。

制御処理を開始すると、まずステップＳ１２において、第１変換部６７から第１ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊及び第２ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を取得する。

ステップＳ１４において、飽和率Ｒａｎを算出する。飽和率Ｒａｎは（式３）に従って算出される。続くステップＳ１６において、差分飽和率ΔＲａｎを算出する。差分飽和率ΔＲａｎは、目標飽和率ＲｔｇｎからステップＳ１２で算出された飽和率Ｒａｎを差し引いたものであり、（式４）のように表される。

ΔＲａｎ＝Ｒｔｇｎ－Ｒａｎ・・・（式４）
なお、本実施形態において、ステップＳ１４の処理が「飽和率算出部」に相当する。

続くステップＳ１８～Ｓ２８において、ステップＳ１４で算出された差分飽和率ΔＲａｎに基づいて負のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。具体的には、差分飽和率ΔＲａｎに基づいて、飽和率Ｒａｎを目標飽和率Ｒｔｇｎにフィードバック制御するための比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉを設定し、設定された比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉを用いてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。本実施形態において、比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉが「フィードバックゲイン」に相当する。

具体的には、ステップＳ１８において、差分飽和率ΔＲａｎがゼロよりも小さいかを判定する。ステップＳ１８で肯定判定すると、つまり飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも大きい場合、ステップＳ２０において、フィードバック制御に用いられる比例ゲインＫｐを第１比例ゲインＫｐ１に設定するとともに、積分ゲインＫｉを第１積分ゲインＫｉ１に設定する。続くステップＳ２２において、差分飽和率ΔＲａｎと、ステップＳ２０で設定されたゲインＫｐ１，Ｋｉ１に基づいて、第１，第２巻線群Ｍ１，Ｍ２に対する第１，第２ｄ軸電流候補値Ｉｄｃ１，Ｉｄｃ２を算出する。ステップＳ１８で算出される第ｎｄ軸電流候補値Ｉｄｃｎ（ｎ＝１，２）は、（式５）のように表される。

Ｉｄｃｎ＝Ｋｐ１×ΔＲａｎ＋Ｋｉ１×∫（ΔＲａｎ）ｄｔ・・・（式５）
一方、ステップＳ１８で否定判定すると、つまり飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎ以下であると、ステップＳ２４において、比例ゲインＫｐを第２比例ゲインＫｐ２に設定するとともに、積分ゲインＫｉを第２積分ゲインＫｉ２に設定する。続くステップＳ２６において、差分飽和率ΔＲａｎと、ステップＳ２４で設定されたゲインＫｐ２，Ｋｉ２に基づいて、第１，第２巻線群Ｍ１，Ｍ２に対する第１，第２ｄ軸電流候補値Ｉｄｃ１，Ｉｄｃ２を算出する。ステップＳ２６で算出される第ｎｄ軸電流候補値Ｉｄｃｎは、（式６）のように表される。

Ｉｄｃｎ＝Ｋｐ２×ΔＲａｎ＋Ｋｉ２×∫（ΔＲａｎ）ｄｔ・・・（式６）
ステップＳ２８において、算出した第１，第２ｄ軸電流候補値Ｉｄｃ１，Ｉｄｃ２の最大値を選択し、選択したｄ軸電流候補値を第２ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊２に設定し、制御処理を終了する。

続いて、図６を用いて、差分飽和率ΔＲａｎと第１，第２比例ゲインＫｐ１，Ｋｐ２との関係について説明する。なお、差分飽和率ΔＲａｎと第１，第２積分ゲインＫｉ１，Ｋｉ２との関係は、差分飽和率ΔＲａｎと第１，第２比例ゲインＫｐ１，Ｋｐ２との関係と同様であるため、説明を省略する。

図６に示すように、第１，第２比例ゲインＫｐ１，Ｋｐ２は、共に正の一定値であり、第１比例ゲインＫｐ１は、第１ゲイン値Ｋｔ１に設定され、第２比例ゲインＫｐ２は、第１ゲイン値Ｋｔ１よりも小さい第２ゲイン値Ｋｔ２に設定される。具体的には例えば、第１ゲイン値Ｋｔ１が第２ゲイン値Ｋｔ２の２倍に設定される。そのため、図６に示すように、差分飽和率ΔＲａｎが負の基準値「－Ｒｋ」となる場合の第１比例ゲインＫｐ１は、差分飽和率ΔＲａｎが正の基準値「Ｒｋ」となる場合の第２比例ゲインＫｐ２よりも大きくなる。

図７を用いて、回転電機２０のトルク制御性について説明する。図７（Ａ）は、差分飽和率ΔＲａｎに依らず比例ゲインＫｐが第１比例ゲインＫｐ１に設定されている場合を示す。図７（Ｂ）は、差分飽和率ΔＲａｎに依らず比例ゲインＫｐが第２比例ゲインＫｐ１に設定されている場合を示す。図７（Ｃ）は、差分飽和率ΔＲａｎに基づいて比例ゲインＫｐが第１比例ゲインＫｐ１又は第２比例ゲインＫｐ１に設定される場合を示し、本実施形態の構成に対応している。また、図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）において、（ａ）は飽和率Ｒａｎの推移を示し、（ｂ）はｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の推移を示し、（ｃ）は比例，積分ゲインＫｐ，Ｋｉの大きさの推移を示す。以下の説明では、比例ゲインＫｐを用いて説明を行い、積分ゲインＫｉについての説明を省略する。

図７（Ａ）に示すように、飽和率Ｒａｎの上昇により、時刻ｔ１に飽和率Ｒａｎが１となると、つまり電圧飽和となると、制御処理を開始する。制御処理では、時刻ｔ１～ｔ２の期間Ｔａ１及び時刻ｔ３～ｔ４の期間Ｔａ３のように、飽和率Ｒａｎが、「１」よりも小さい値に設定された目標飽和率Ｒｔｇｎよりも大きい場合、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が減少するように設定される。また、時刻ｔ２～ｔ３の期間Ｔａ２のように、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも小さい場合、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が増加するように設定される。

この場合に、第１比例ゲインＫｐ１及び第２比例ゲインＫｐ１が共に大きい値に設定されていると、時刻ｔ２，ｔ３，ｔ４のように、飽和率Ｒａｎと目標飽和率Ｒｔｇｎとの大小関係が切り替わる領域において、比較的大きい比例ゲインＫｐによりｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が過剰に増加又は減少する。これにより、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊がハンチングする。この結果、回転電機２０のトルク制御性が悪化する。

一方、図７（Ｂ）に示すように、第１比例ゲインＫｐ１及び第２比例ゲインＫｐ１が共に小さい値に設定されていると、例えば期間Ｔａ１にｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を迅速に減少させることができず、期間Ｔａ１が長期化する。これにより、飽和率Ｒａｎの応答時間が長くなる。この結果、回転電機２０のトルク応答性が悪化する。

これに対し、本実施形態では、第１比例ゲインＫｐ１を第２比例ゲインＫｐ１よりも大きな値に設定する。つまり、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を減少させる場合におけるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の傾きをθｉ１とし、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を増加させる場合におけるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の傾きをθｉ２とする。そして、傾きθｉ１の絶対値を、傾きθｉ２の絶対値よりも大きくする。なお、本実施形態において、傾きθｉ１，θｉ２の絶対値が「変化速度」に相当する。

これにより、図７（Ｃ）に示すように、期間Ｔａ１，Ｔａ３のように、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも大きい場合、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を傾きθｉ１で減少させることにより、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を迅速に減少させることができる。これにより、飽和率Ｒａｎの応答時間を短縮することができる。また、期間Ｔａ２のように、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも小さい場合、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を傾きθｉ２で増加させることにより、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊のハンチングを抑制することができる。この結果、回転電機２０のトルク制御性を向上させることができる。

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。

本実施形態では、飽和率Ｒａｎと目標飽和率Ｒｔｇｎとの差分に基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の値に設定する。具体的には、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも大きい場合に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を減少させる傾きθｉ１の絶対値を、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも小さい場合に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を増加させる傾きθｉ２の絶対値よりも大きくする。これにより、回転電機２０のトルク制御性を向上させることができる。

特に回転電機２０では、電圧飽和状態となり、飽和率Ｒａｎが「１」よりも大きくなった場合に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の値に設定する必要がある。本実施形態によれば、電力飽和状態となった場合に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を迅速に変化させることができ、早期に電圧飽和状態を解消することができる。

本実施形態では、飽和率Ｒａｎを目標飽和率Ｒｔｇｎにフィードバック制御しており、例えば比例ゲインＫｐでは、差分飽和率ΔＲａｎが負の基準値「－Ｒｋ」となる場合の第１比例ゲインＫｐ１は、差分飽和率ΔＲａｎが正の基準値「Ｒｋ」となる場合の第２比例ゲインＫｐ２よりも大きく設定される。これにより、傾きθｉ１の絶対値を傾きθｉ２の絶対値よりも大きくすることができ、回転電機２０のトルク制御性を向上させることができる。

具体的には、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも大きい場合の第１比例ゲインＫｐ１と、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも小さい場合の第２比例ゲインＫｐ２とを共に正の一定値とし、第１比例ゲインＫｐ１を第２比例ゲインＫｐ２よりも大きい値に設定する。これにより、基準値Ｒｋによらず、傾きθｉ１の絶対値を傾きθｉ２の絶対値よりも大きくすることができる。なお、積分ゲインＫｉについても同様である。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、先の第１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。

本実施形態では、図８に示すように、差分飽和率ΔＲａｎと第１，第２比例ゲインＫｐ１，Ｋｐ２及び第１，第２積分ゲインＫｉ１，Ｋｉ２との関係が異なる。

本実施形態では、差分飽和率ΔＲａｎがゼロの場合、比例ゲインＫｐは基準比例ゲインＫｐ０に設定される。一方、差分飽和率ΔＲａｎがゼロよりも小さい、すなわち飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも大きい場合、基準比例ゲインＫｐ０よりも大きい第１比例ゲインＫｐ１が設定される。第１比例ゲインＫｐ１は、差分飽和率ΔＲａｎの絶対値が大きいほど大きく設定される。差分飽和率ΔＲａｎがゼロよりも小さい場合において、第１比例ゲインＫｐ１は、差分飽和率ΔＲａｎの絶対値に比例する。

一方、差分飽和率ΔＲａｎがゼロよりも大きい、すなわち飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも小さい場合、基準比例ゲインＫｐ０よりも大きい第２比例ゲインＫｐ２が設定される。第２比例ゲインＫｐ２は、差分飽和率ΔＲａｎの絶対値が大きいほど大きく設定される。差分飽和率ΔＲａｎがゼロよりも大きい場合において、第２比例ゲインＫｐ２は、差分飽和率ΔＲａｎに比例する。

本実施形態では、差分飽和率ΔＲａｎがゼロよりも小さい場合における差分飽和率ΔＲａｎの絶対値の単位量あたりの第１比例ゲインＫｐ１の増加量が、差分飽和率ΔＲａｎがゼロよりも大きい場合における差分飽和率ΔＲａｎの単位量あたりの第２比例ゲインＫｐ２の増加量よりも大きい。具体的には例えば、差分飽和率ΔＲａｎの絶対値の単位量あたりの第１比例ゲインＫｐ１の増加量が、差分飽和率ΔＲａｎの単位量あたりの第２比例ゲインＫｐ２の増加量の２倍に設定されている。そのため、図６に示すように、差分飽和率ΔＲａｎが負の基準値「－Ｒｋ」となる場合の第１比例ゲインＫｐ１は、差分飽和率ΔＲａｎが正の基準値Ｒｋとなる場合の第２比例ゲインＫｐ２よりも大きくなる。なお、積分ゲインＫｉについても同様であり、積分ゲインＫｉについての説明を省略する。

以上説明したように、本実施形態では、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも大きい場合における差分飽和率ΔＲａｎの絶対値の単位量あたりの第１比例ゲインＫｐ１の増加量が、飽和率Ｒａｎが目標飽和率Ｒｔｇｎよりも小さい場合における差分飽和率ΔＲａｎの単位量あたりの第２比例ゲインＫｐ２の増加量よりも大きい値に設定する。これにより、基準値Ｒｋの絶対値が小さい場合よりも、基準値Ｒｋの絶対値が大きい場合の方が第１，第２比例ゲインＫｐ１，Ｋｐ２を大きくすることができ、回転電機２０のトルク制御性を向上させることができる。なお、積分ゲインＫｉについても同様である。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。

・回転電機の用途は、ＥＰＳ装置に限られない。

・回転電機としては、１つの巻線群を備えるものであってもよい。

・図３に示すＥＰＳＥＣＵ６０の回路構成は一例であり、例えば非突極構造の回転電機２０では、ｄ軸電流指令値制限部６５は必ずしも必要がない。図９に、非突極構造の回転電機２０に対するＥＰＳＥＣＵ６０の回路構成を示す。電流指令値設定部６３は、トルク指令値Ｔｒ＊に基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定し、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定しない。

また、ＦＢ制御部６６は、第２変換部７４から出力されたｄ軸電流Ｉｄｒを、制限値設定部８２から出力された制限値Ｉｄｍにフィードバック制御するための操作量として、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を算出する。

・ｑ軸パラメータは、飽和率Ｒａｎに限られず、第１ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＊や第２ｑ軸電圧指令値Ｖｑ２＊を用いてもよい。すなわち、ｄ軸電流指令値設定部８１は、平方根Ｈｅｎに目標飽和率Ｒｔｇｎを積算したｑ軸電圧目標値Ｖｔｇｎを算出する。ｄ軸電流指令値設定部８１は、第ｎｑ軸電圧指令値Ｖｑｎ＊がｑ軸電圧目標値Ｖｔｇｎとなるように、第ｎｑ軸電圧指令値Ｖｑｎ＊とｑ軸電圧目標値Ｖｔｇｎとの差分に基づいて、負のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。

詳細には、ｄ軸電流指令値設定部８１は、第ｎｑ軸電圧指令値Ｖｑｎ＊をｑ軸電圧目標値Ｖｔｇｎにフィードバック制御するための操作量として、負のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。そして、第ｎｑ軸電圧指令値Ｖｑｎ＊がｑ軸電圧目標値Ｖｔｇｎよりも大きい場合に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の絶対値が増加するように設定する。また、第ｎｑ軸電圧指令値Ｖｑｎ＊がｑ軸電圧目標値Ｖｔｇｎよりも小さい場合に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の絶対値が減少するように設定する。

・フィードバック制御するためのフィードバックゲインは、比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉに限られない。微分ゲインが用いられてもよい。つまり、フィードバックゲインとして、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ及び微分ゲインの少なくとも一つが用いられればよい。

・飽和率Ｒａｎを目標飽和率Ｒｔｇｎに制御する方式は、フィードバック制御に限られない。例えば、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の制御において、差分飽和率ΔＲａｎに基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の更新値Ｒｗを設定し、現在のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に更新値Ｒｗを加算することで、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を更新してもよい。更新後のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊（ｎｅｗ）は、更新前のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊（ｏｌｄ）を用いて（式９）のように表される。

Ｉｄ＊（ｎｅｗ）＝Ｉｄ＊（ｏｌｄ）＋Ｒｗ・・・（式９）
図１０に、差分飽和率ΔＲａｎと更新値Ｒｗとの関係を示す。図１０に示すように、更新値Ｒｗは、差分飽和率ΔＲａｎがゼロよりも小さい、すなわち目標飽和率Ｒｔｇｎが飽和率Ｒａｎよりも小さい場合において、差分飽和率ΔＲａｎの減少に伴って減少している。また、更新値Ｒｗは、差分飽和率ΔＲａｎがゼロよりも大きい、すなわち目標飽和率Ｒｔｇｎが飽和率Ｒａｎよりも大きい場合において、差分飽和率ΔＲａｎの増加に伴って増加している。

本実施形態では、図１０に示すように、差分飽和率ΔＲａｎが負の基準値「－Ｒｋ」となる場合の更新値Ｒｗの絶対値は、差分飽和率ΔＲａｎが正の基準値「Ｒｋ」となる場合の更新値Ｒｗの絶対値よりも大きくなる。この結果、回転電機２０のトルク制御性を向上させることができる。

２０…回転電機、４０…第１インバータ、５０…第２インバータ、６０…ＥＰＳＥＣＵ、７１…第１変調部、７２…第２変調部、Ｉｄ＊…ｄ軸電流指令値、Ｖｑ＊…ｑ軸電圧目標値、Ｒａｎ…飽和率、Ｒｋ…基準値、Ｒｔｇｎ…目標飽和率。

Claims (5)

1. 回転電機（２０）と、前記回転電機に電気的に接続された電力変換装置（４０，５０）と、を備えるシステムに適用される回転電機の制御装置（６０）であって、
   前記電力変換装置の電圧最大値（Ｖｍａｘ）の二乗から前記回転電機のｄ軸電圧指令値の二乗を引いた値の平方根で前記回転電機のｑ軸電圧指令値を除算した値である飽和率（Ｒａｎ）を算出する飽和率算出部（Ｓ１４）と、
   前記回転電機のｑ軸電圧目標値を前記平方根で除算した値である目標飽和率（Ｒｔｇｎ）と前記飽和率との差分に基づいて、負のｄ軸電流指令値（Ｉｄ＊）を設定するｄ軸指令値設定部と、
   設定された前記ｄ軸電流指令値に実際のｄ軸電流を制御すべく、前記電力変換装置を操作する操作部（７１，７２）と、を備え、
   前記ｄ軸指令値設定部は、前記飽和率が前記目標飽和率よりも大きい場合に前記ｄ軸電流指令値の絶対値を増加させ、前記飽和率が前記目標飽和率よりも小さい場合に前記ｄ軸電流指令値の絶対値を減少させ、また、前記飽和率が前記目標飽和率よりも基準値（Ｒｋ）だけ大きい場合における前記ｄ軸電流指令値の変化速度が、前記飽和率が前記目標飽和率よりも前記基準値だけ小さい場合における前記ｄ軸電流指令値の変化速度よりも高くなるように前記ｄ軸電流指令値を設定する回転電機の制御装置。
2. 前記ｄ軸指令値設定部は、前記飽和率を前記目標飽和率にフィードバック制御するための操作量として前記ｄ軸電流指令値を設定し、
   前記フィードバック制御のフィードバックゲイン（Ｋｐ，Ｋｉ）は、前記飽和率が前記目標飽和率に対して前記基準値だけ小さい場合よりも前記飽和率が前記目標飽和率に対して前記基準値だけ大きい場合の方が大きく設定される請求項１に記載の回転電機の制御装置。
3. 前記差分の絶対値が単位量増加する場合における前記フィードバックゲインの増加量は、前記飽和率が前記目標飽和率に対して小さい場合よりも前記飽和率が前記目標飽和率に対して大きい場合の方が大きい請求項２に記載の回転電機の制御装置。
4. 前記フィードバックゲインは、
   前記飽和率が前記目標飽和率よりも大きい場合、一定値である第１ゲイン値（Ｋｔ１）に設定され、
   前記飽和率が前記目標飽和率よりも小さい場合、前記第１ゲイン値よりも小さい一定値である第２ゲイン値（Ｋｔ２）に設定される請求項２に記載の回転電機の制御装置。
5. 回転電機（２０）と、前記回転電機に電気的に接続された電力変換装置（４０，５０）と、を備えるシステムに適用される回転電機の制御装置（６０）であって、
   前記回転電機のｑ軸電圧指令値（Ｖｑ＊）と、その目標値であるｑ軸電圧目標値（Ｖｔｇｎ）との差分に基づいて、負のｄ軸電流指令値（Ｉｄ＊）を設定するｄ軸指令値設定部と、
   設定された前記ｄ軸電流指令値に実際のｄ軸電流を制御すべく、前記電力変換装置を操作する操作部（７１，７２）と、を備え、
   前記ｄ軸指令値設定部は、前記ｑ軸電圧指令値を前記ｑ軸電圧目標値にフィードバック制御するための操作量として前記ｄ軸電流指令値を設定し、
   前記ｄ軸指令値設定部は、
   前記ｑ軸電圧指令値が前記ｑ軸電圧目標値よりも大きい場合に前記ｄ軸電流指令値の絶対値を増加させ、前記ｑ軸電圧指令値が前記ｑ軸電圧目標値よりも小さい場合に前記ｄ軸電流指令値の絶対値を減少させ、また、前記ｑ軸電圧指令値が前記ｑ軸電圧目標値よりも基準値（Ｒｋ）だけ大きい場合における前記ｄ軸電流指令値の変化速度が、前記ｑ軸電圧指令値が前記ｑ軸電圧目標値よりも前記基準値だけ小さい場合における前記ｄ軸電流指令値の変化速度よりも高くなるように前記ｄ軸電流指令値を設定し、
   前記フィードバック制御のフィードバックゲイン（Ｋｐ，Ｋｉ）は、前記ｑ軸電圧指令値が前記ｑ軸電圧目標値に対して前記基準値だけ小さい場合よりも前記ｑ軸電圧指令値が前記ｑ軸電圧目標値に対して前記基準値だけ大きい場合の方が大きく設定される回転電機の制御装置。

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