JP7169587B2 - 回転電機制御システム - Google Patents

Description

本発明は、永久磁石型の回転電機を、永久磁石による界磁磁束の方向に沿ったｄ軸とｄ軸に直交するｑ軸との直交ベクトル座標系において電流フィードバック制御する回転電機制御システムに関する。

交流で駆動される永久磁石型の回転電機においては、周方向加振力（周方向のトルク変動であるトルクリップル）や径方向加振力（永久磁石とステータとの間で生じる吸引力及び反発力による力）により振動を生じる場合がある。この振動は、例えば可聴音の発生源となる場合がある等の問題を生じさせる可能性があるため、回転電機の振動を軽減することが重要である。３相交流型の回転電機の場合、電気角の６次高調波に起因する周方向加振力や径方向加振力の影響が大きいことが知られている。特開２０１７－１１８７２６号公報には、永久磁石の磁界の方向であるｄ軸と、ｄ軸に直交するｑ軸とのベクトル座標系において回転電機に流れる電流をフィードバック制御するシステムにおいて、そのような６次の周方向加振力や径方向加振力を低減する技術が開示されている。これによれば、径方向加振力を抑制する補正値によりｄ軸ｑ軸の一方の電流指令を補正すると共に、周方向加振力を補正する補正値によりｄ軸ｑ軸の電流指令を補正する（［００８８］～［００９１］、［００９８］、［０１０５］等）。

特開２０１７－１１８７２６公報

但し、特開２０１７－１１８７２６号公報では、［００２８］に記載されているように、径方向加振力のモデル化に際して、１つのティース全体に働く径方向加振力の時間高調波成分がステータの振動となることを前提としている。これは、いわゆる集中巻のステータコイルを有する回転電機を想定したものと解される。分布巻のステータコイルを有する回転電機では、同じ相のコイルに挟まれたティースに生じる径方向加振力と異なる相のコイルに挟まれたティースに生じる径方向加振力とが異なる。そのため、１つのティース全体に働く径方向加振力をステータの振動とする上記の手法をそのまま分布巻のステータコイルを有する回転電機に適用しても加振力が低減される効果が十分に得られない可能性がある。

上記背景に鑑みて、分布巻のコイルを有する回転電機において、周方向加振力及び径方向加振力の双方を適切に低減する技術の提供が望まれる。

上記に鑑みた、Ｎ相交流（Ｎは任意の自然数）で駆動される永久磁石型の回転電機を、永久磁石による界磁磁束の方向に沿ったｄ軸と前記ｄ軸に直交するｑ軸との直交ベクトル座標系において電流フィードバック制御する回転電機制御システムは、１つの態様として、
前記回転電機に流す電流の指令値である電流指令としてのｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令を、前記回転電機の目標トルクに基づいて演算する電流指令演算部と、
前記回転電機の径方向の変動である径方向加振力及び前記回転電機の周方向のトルク変動である周方向加振力を低減するために前記電流指令に重畳される補正電流指令として、前記ｄ軸電流指令に重畳させるｄ軸補正電流指令及び前記ｑ軸電流指令に重畳させるｑ軸補正電流指令を演算する補正電流指令演算部と、を備え、
前記回転電機の実トルクから抽出される高調波トルク成分の内、前記周方向加振力の（２Ｎ）次高調波トルク成分の逆位相のトルクである加振力低減トルクを演算し、
前記加振力低減トルクの大きい側のピーク値を第１トルクとし、
前記加振力低減トルクの小さい側のピーク値を第２トルクとし、
前記直交ベクトル座標系において任意のトルクを出力するための基本的なｄ軸電流とｑ軸電流との組み合わせを表す曲線を規定の基本制御ラインとし、
前記直交ベクトル座標系において一定のトルクを出力可能な前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流との組み合わせを表す曲線を等トルクラインとし、
前記直交ベクトル座標系において前記基本制御ラインと前記目標トルクの前記等トルクラインとの交点を基準点とし、
前記直交ベクトル座標系において、前記基準点を通る直線を補正直線とし、
前記第１トルクの前記等トルクラインである第１等トルクラインと前記補正直線との交点を第１交点、前記第２トルクの前記等トルクラインである第２等トルクラインと前記補正直線との交点を第２交点とし、
前記回転電機のステータは、前記径方向に突出するティースを前記周方向に分散して複数備えると共に、前記周方向に隣接する一対の前記ティースの間に形成されてコイルが収容されるスロットを複数備え、
前記ステータは、前記コイルの毎極毎相当たりの前記スロットの数が２であり、
同じ相の一対の前記スロットである同相スロット対の間に位置する前記ティースを同相ティースとし、
異なる相の一対の前記スロットである異相スロット対の間に位置する前記ティースを異相ティースとして、
前記補正電流指令演算部は、複数本設定可能な前記補正直線の内、前記第１交点と前記第２交点との間で前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを前記加振力低減トルクの周波数で振動させた場合に、前記同相ティースに作用する前記径方向加振力である同相径方向加振力の波高値と、前記異相ティースに作用する前記径方向加振力である異相径方向加振力の波高値との差が最小となる前記補正直線を対象補正直線として、前記対象補正直線についての前記第１交点と前記第２交点とをピークとして前記加振力低減トルクの周波数で振動する前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流を前記補正電流指令とする。

直交ベクトル座標系において、基準点を通る補正直線は複数本存在する。従って、第１交点と第２交点とをピークとして加振力低減トルクの周波数で振動するｄ軸電流及びｑ軸電流も複数存在する。加振力低減トルクは、周方向加振力の（２Ｎ）次高調波トルク成分の逆位相のトルクであるから、補正直線が何れであっても、周方向加振力についてはある程度の低減効果が得られる。一方、径方向加振力は、同相径方向加振力の波高値と異相径方向加振力の波高値との差に応じて大きくなる傾向がある。そして、同相径方向加振力の波高値、及び異相径方向加振力の波高値は、補正直線によってそれぞれ異なる。このため、対象補正直線として設定される補正直線によっては、周方向加振力が低減されても、径方向加振力が増加する可能性もある。本構成によれば、複数本存在する補正直線の内、同相径方向加振力の波高値と、異相径方向加振力の波高値との差が最小となる補正直線が対象補正直線として設定される。そして、当該対象補正直線についての第１交点と第２交点とをピークとして加振力低減トルクの周波数で振動するｄ軸電流及びｑ軸電流が補正電流指令となる。従って、この補正電流指令が電流指令に重畳されると、径方向加振力と周方向加振力との双方を低減させることができる。このように、本構成によれば、分布巻のコイルを有する回転電機において、周方向加振力及び径方向加振力の双方を適切に低減することができる。

回転電機制御システムのさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。

回転電機駆動システムの一例を示すブロック図 回転電機制御装置の一例を示すブロック図 回転電機の実トルクの一例を示す波形図 ６次高調波トルク成分とその逆位相の加振力低減トルクの波形図 ｄｑ軸直交座標系におけるトルクと電流指令との関係を示す図 ｑ軸補正電流指令の一例を示す波形図 ｄ軸補正電流指令の一例を示す波形図 基準点における径方向加振力の一例を示す波形図 ｄｑ軸直交座標系において設定可能な複数の補正直線の例を示す図 対象補正直線を決定する方法を示す説明図 偏位角が“α３＝０”における径方向加振力の一例を示す波形図 偏位角が“α６＝π／２” における径方向加振力の一例を示す波形図 偏位角が“α５” における径方向加振力の一例を示す波形図

以下、回転電機制御システムの実施形態を図面に基づいて説明する。回転電機制御システムは、例えば、車両の駆動力源となる回転電機を駆動制御する。図１のブロック図は、回転電機制御装置１０（MG-CTRL）を含む回転電機駆動装置１００のシステム構成を模式的に示している。広義には回転電機駆動装置１００が回転電機制御システムに相当し、狭義には回転電機制御装置１０が回転電機制御システムに相当する。

回転電機制御システムによる駆動対象の回転電機８０は、ステータコア８５にＮ相（Ｎは任意の自然数）のステータコイル８３（コイル）が配置されたステータ８１と、ロータコア８６に永久磁石８４が配置されたロータ８２とを有する永久磁石型回転電機（PMSM：Permanent Magnet Synchronous Motor）である。回転電機８０は、電動機としても発電機としても機能することができる。

ステータ８１は、径方向Ｒに突出するティース８７を周方向Ｃに分散して複数備えると共に、周方向Ｃに隣接する一対のティース８７の間に形成されてステータコイル８３が収容されるスロット８９を複数備えている。そして、ステータ８１は、ステータコイル８３の毎極毎相当たりのスロット８９の数が２である。ここで、同じ相の一対のスロット８９である同相スロット対８９ｓの間に位置するティース８７を同相ティース８７ｓと称し、異なる相の一対のスロット８９である異相スロット対８９ｄの間に位置するティース８７を異相ティース８７ｄと称する。本実施形態では、回転電機８０は、インナロータ型の回転電機である。そのため、ティース８７は径方向Ｒの内側へ向かって突出するように形成され、スロット８９は、径方向Ｒの内側に向かって開口するように形成されている。尚、回転電機８０はアウタロータ型の回転電機であってもよい。その場合、ティース８７は径方向Ｒの外側へ向かって突出するように形成され、スロット８９は、径方向Ｒの外側に向かって開口するように形成される。また、図１には、４つの磁極（２つのＮ極及び２つのＳ極）を備えた４極（２極対）のロータ８２を例示しているが、これは模式的なものであって発明を限定するものではない。

図１に示すように、回転電機駆動装置１００は、直流電力と複数相の交流電力との間で電力を変換するインバータ５０を備えている。インバータ５０は、交流の回転電機８０及び直流電源４１に接続されて、複数相の交流と直流との間で電力を変換する。直流電源４１は、例えば、リチウムイオン電池などの充電可能な二次電池（バッテリ）や、電気二重層キャパシタなどにより構成されている。回転電機８０が、車両の駆動力源の場合、直流電源４１は、大電圧大容量の直流電源であり、定格の電源電圧は、例えば２００～４００［Ｖ］である。インバータ５０の直流側には、正極と負極との間の電圧（直流リンク電圧Ｖｄｃ）を平滑化する平滑コンデンサ（直流リンクコンデンサ４２）が備えられている。

インバータ５０は、複数のスイッチング素子５１を有して構成される。スイッチング素子５１には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ（Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FET）やＳｉＣ－ＳＩＴ（SiC - Static Induction Transistor）、ＧａＮ－ＭＯＳＦＥＴ（Gallium Nitride - MOSFET）などの高周波での動作が可能なパワー半導体素子を適用すると好適である。図１には、スイッチング素子５１としてＩＧＢＴが用いられる形態を例示している。尚、各スイッチング素子５１には、負極から正極へ向かう方向（下段側から上段側へ向かう方向）を順方向として、並列にフリーホイールダイオード５３が備えられている。

図１に示すように、インバータ５０は、回転電機制御装置１０により制御される。回転電機制御装置１０は、マイクロコンピュータ等の論理回路を中核部材として構築されている。例えば、回転電機制御装置１０は、上位の制御装置の１つである車両制御装置９０（VHL-CTRL）等の他の制御装置等から要求信号として提供される回転電機８０の目標トルク（トルク指令Ｔ^＊：図２等参照）に基づいて、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御を行って、インバータ５０を介して回転電機８０を制御する。ベクトル制御法では、交流モータの３相（Ｎ相）各相のステータコイル８３に流れる電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ：図２参照）を、ロータ８２に配置された永久磁石８４が発生する磁界の方向であるｄ軸と、ｄ軸に直交する方向（磁界の向きに対して電気角でπ／２進んだ方向）のｑ軸とのベクトル成分に座標変換してフィードバック制御を行う。

回転電機８０の各相のステータコイル８３を流れる実電流は電流センサ４３により検出され、回転電機制御装置１０はその検出結果を取得する。尚、ここでは３相の交流電流を検出する形態を例示しているが、例えば３相交流の場合には３相は平衡しており、その瞬時値の和はゼロであるから２相のみの電流を検出して残りの１相は回転電機制御装置１０が演算によって取得してもよい。また、回転電機８０のロータ８２の各時点での磁極位置（電気角θ）やロータ８２の回転速度（角速度ω）は、例えばレゾルバなどの回転センサ４４により検出され、回転電機制御装置１０はその検出結果を取得する。回転電機制御装置１０は、電流センサ４３及び回転センサ４４の検出結果を用いて、電流フィードバック制御を実行する。

図２に示すように、回転電機制御装置１０は、電流フィードバック制御のために種々の機能部を有して構成されており、各機能部は、マイクロコンピュータ等のハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働により実現される。本実施形態では、回転電機制御装置１０は、電流指令演算部１と、電圧指令演算部２と、２相３相座標変換部３と、３相２相座標変換部４と、変調部５と、補正電流指令マップ６と、補正電流指令演算部７と、を備えている。

電流指令演算部１は、車両制御装置９０から伝達されるトルク指令Ｔ^＊（要求トルク）に基づいて、回転電機８０のステータコイル８３に流す目標電流（電流指令Ｉ^＊）を演算する。上述したように、回転電機制御装置１０は、ｄｑ軸直交ベクトル座標系において回転電機８０をフィードバック制御するので、電流指令演算部１は、電流指令Ｉ^＊として、ｄ軸電流指令Ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ^＊を演算する。

電圧指令演算部２は、電流指令Ｉ^＊とステータコイル８３を流れる電流（Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗ）との偏差に基づいて、インバータ５０に印加する電圧の指令である電圧指令Ｖ^＊を演算する。ここでは、電圧指令演算部２が比例積分制御器（ＰＩ）を備えて構成されている形態を例示しているが、電圧指令演算部２は、比例微積分制御器（ＰＩＤ）を備えて構成されていてもよい。

電流センサ４３（SEN-I）により検出されたステータコイル８３を流れる３相の電流（Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗ）は、３相２相座標変換部４においてｄｑ軸ベクトル座標系の２相の電流（ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑ）に変換される。３相２相座標変換部４は、回転センサ４４（SEN-R）により検出されたロータ８２の各時点での磁極位置（電気角θ）に基づいて、座標変換を行う。図２では、電流指令演算部１と電圧指令演算部２との間において、３相２相座標変換部４で変換された２相の電流（ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑ）と、ｄ軸電流指令Ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ^＊との偏差が演算される形態を例示しているが、偏差の演算は、電圧指令演算部２で実行されてもよい。電圧指令演算部２は、ｄ軸電流指令Ｉｄ^＊とｄ軸電流Ｉｄとの偏差及び回転速度（角速度ω）に基づいてｄ軸電圧指令Ｖｄ^＊を演算すると共に、ｑ軸電流指令Ｉｑ^＊とｑ軸電流Ｉｑとの偏差及び回転速度（角速度ω）に基づいてｑ軸電圧指令Ｖｑ^＊を演算する。

２相３相座標変換部３は、ｄｑ軸ベクトル座標系の２相の電圧指令Ｖ^＊（ｄ軸電圧指令Ｖｄ^＊、ｑ軸電圧指令Ｖｑ^＊）を３相のインバータ５０に対応した３相の電圧指令Ｖ^＊（Ｕ相電圧指令Ｖｕ^＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ^＊、Ｗ相電圧指令Ｖｗ^＊）に座標変換する。変調部５は、３相の電圧指令Ｖ^＊（Ｕ相電圧指令Ｖｕ^＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ^＊、Ｗ相電圧指令Ｖｗ^＊）のそれぞれに基づいて、インバータ５０の３相のスイッチング制御信号（Ｕ相スイッチング制御信号Ｓｕ、Ｖ相スイッチング制御信号Ｓｖ、Ｗ相スイッチング制御信号Ｓｗ）を生成する。ここでは、変調部５がパルス幅変調（ＰＷＭ）制御によりスイッチング制御信号を生成する形態を例示している。尚、図２においては、３つのスイッチング制御信号（Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ）に簡略化しているが、変調部５は、インバータ５０の６つのスイッチング素子５１に対応して、６つのスイッチング制御信号（Ｕ相上段側スイッチング制御信号、Ｕ相下段側スイッチング制御信号、・・・）を生成する。

インバータ５０を構成する各スイッチング素子５１の制御端子（例えばＩＧＢＴのゲート端子）は、ドライブ回路２０を介して回転電機制御装置１０に接続されており、各スイッチング素子５１はそれぞれ個別にスイッチング制御される。上述したように、スイッチング制御信号を生成する回転電機制御装置１０は、マイクロコンピュータなどを中核として構成され、その動作電圧は、例えば５［Ｖ］や３．３［Ｖ］である。一方、インバータ５０は、上述したように定格の電源電圧が例えば２００～４００［Ｖ］の直流電源４１に接続されており、スイッチング素子５１の制御端子には、例えば１５～２０［Ｖ］の駆動信号を入力する必要がある。ドライブ回路２０は、回転電機制御装置１０が生成したスイッチング制御信号の駆動能力（例えば電圧振幅や出力電流など、後段の回路を動作させる能力）をそれぞれ高めて、インバータ５０に中継する。

ところで、回転電機８０においては、ロータ８２が回転する際に磁束鎖交数が変化することによって、トルクに変動が発生する。図１に示す周方向Ｃにおいて生じるこの加振力（トルクリップル）を、周方向加振力と称する。また、ステータコア８５と永久磁石８４との間の吸引力及び反発力により、図１に示す径方向Ｒにおいてもトルクに変動が発生する。この径方向Ｒの加振力を、径方向加振力と称する。

本実施形態においては、図１を参照して上述したようにステータ８１のティース８７に、同相ティース８７ｓと異相ティース８７ｄとがある。発明者らによる実験やシミュレーションにより、同相ティース８７ｓに作用する径方向加振力（図８等に示す“Ｆｒｓ”）と、異相ティース８７ｄに作用する径方向加振力（図８等に示す“Ｆｒｄ”）とに差が生じる場合があることが判った。これらを区別する場合には、同相ティース８７ｓに生じる径方向加振力を同相径方向加振力Ｆｒｓと称し、異相ティース８７ｄに生じる径方向加振力を異相径方向加振力Ｆｒｄと称する。

これらの加振力（周方向加振力・径方向加振力（同相径方向加振力Ｆｒｓ・異相径方向加振力Ｆｒｄ））によりロータ８２が振動すると、可聴音を発生させる場合がある等の問題を生じさせる可能性があるため、これらの加振力を軽減することが好ましい。これらの加振力は、例えば、これらの加振力を打ち消すようなトルクを発生させることによって低減することができる。但し、周方向加振力及び径方向加振力の一方を軽減させると、他方が大きくなるような場合もあり、周方向加振力及び径方向加振力を共に低減できるような適切なトルクを発生させることが求められる。また、上述したように、同相径方向加振力Ｆｒｓと異相径方向加振力Ｆｒｄとには差が生じる場合があり、その差が回転電機８０を振動させる場合もある。従って、同相径方向加振力Ｆｒｓと異相径方向加振力Ｆｒｄとのバランスも考慮することが好ましい。

図２に示すように、本実施形態の回転電機制御装置１０は、そのような適切なトルクを発生させるための補正電流指令Ｉａｃ（ｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃ、ｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃ）を演算する補正電流指令演算部７（CRCT）を備えている。補正電流指令演算部７は、トルク指令Ｔ^＊、回転速度（角速度ω）に基づいて、補正電流指令マップ６（MAP）を参照して、補正電流指令Ｉａｃを演算する。ｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃ及びｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃは、電流指令演算部１が演算したｄ軸電流指令Ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ^＊にそれぞれ重畳されて、補正後ｄ軸電流指令Ｉｄ^＊＊及び補正後ｑ軸電流指令Ｉｑ^＊＊となる。電圧指令演算部２は、電圧指令演算部２は、補正後ｄ軸電流指令Ｉｄ^＊＊とｄ軸電流Ｉｄとの偏差及び回転速度（角速度ω）に基づいてｄ軸電圧指令Ｖｄ^＊を演算すると共に、補正後ｑ軸電流指令Ｉｑ^＊＊とｑ軸電流Ｉｑとの偏差及び回転速度（角速度ω）に基づいてｑ軸電圧指令Ｖｑ^＊を演算する。これにより、回転電機８０は、加振力を低減するためのトルクを出力することができる。つまり、補正電流指令演算部７は、回転電機８０の径方向Ｒの変動（径方向Ｒにおける力）である径方向加振力及び回転電機８０の周方向Ｃのトルク変動である周方向加振力を低減するために電流指令Ｉ^＊に重畳される補正電流指令Ｉａｃとして、ｄ軸電流指令Ｉｄ^＊に重畳させるｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑ^＊に重畳させるｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃを演算する機能部である。

加振力を低減するためのトルク（加振力低減トルク）は、図３に示すような回転電機８０の実トルクＴから抽出される高調波トルク成分の内、周方向加振力の（２Ｎ）次高調波トルク成分の逆位相のトルクである。本実施形態では、交流の相数を示すＮは３であるから、実トルクＴから抽出される高調波トルク成分の内、６次高調波トルク成分の逆位相のトルクが加振力低減トルクとなる。図４の実線の波形は、図３に示す実トルクＴから抽出された６次高調波トルク成分を表しており、一点鎖線の波形は、６次高調波トルク成分の逆位相の加振力低減トルクを示している。

ここで、加振力低減トルクの大きい側のピーク値を第１トルクＴ１とし、加振力低減トルクの小さい側のピーク値を第２トルクＴ２とする。また、加振力低減トルクの平均値を平均トルクＴａｖとする。尚、この平均トルクＴａｖは、加振力低減トルクや回転電機８０の実トルクＴの直流成分に対応するので、トルク指令Ｔ^＊に基づく電流フィードバック制御が適切に実行されている場合には、トルク指令Ｔ^＊（目標トルク）にほぼ等しい値となる。

図５は、ｄｑ軸直交座標系におけるトルクと電流指令Ｉ^＊との関係を示している。図５において符号“３０”で示す曲線は、ｄｑ軸直交ベクトル座標系において一定のトルクを出力可能なｄ軸電流とｑ軸電流との組み合わせ（ｄｑ直交ベクトル座標系における電流のベクトル軌跡）を表す等トルクラインである。符号“３１”は上述した第１トルクＴ１の等トルクライン３０である第１等トルクラインであり、符号“３２”は第２トルクＴ２の等トルクライン３０である第２等トルクラインである。また、符号“３３”は上述した回転電機８０の目標トルク（トルク指令Ｔ^＊：図２等参照）の等トルクライン３０である基準等トルクラインである。

符号“６０”は、回転電機８０を標準的な条件で制御する際（以下この制御を“基本制御”と称する）のｄ軸電流とｑ軸電流との組み合わせ（ｄｑ直交ベクトル座標系における電流のベクトル軌跡）を示す基本制御ラインである。一般的に、基本制御ライン６０は、ｄｑ軸直交ベクトル座標系において任意のトルクを出力するために最適なｄ軸電流とｑ軸電流との組み合わせを示すベクトル軌跡である。一例として、基本制御ライン６０は、最も高い効率で各トルクを出力可能なｄ軸電流とｑ軸電流との組み合わせのベクトル軌跡を示す最大トルクラインや最大効率ラインとすることができる。

周方向加振力及び径方向加振力を考慮しない場合、つまり、単純にトルク指令Ｔ^＊に応じてｄ軸電流指令Ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ^＊を設定する場合には、図５に示す基準点Ｐ０における電流値が設定される。この基準点Ｐ０は、ｄｑ軸直交ベクトル座標系において、基本制御ライン６０とトルク指令Ｔ^＊（目標トルク）に対応した等トルクライン（この場合は基準等トルクライン３３）との交点である。本実施形態においては、周方向加振力及び径方向加振力を低減するため、図４を参照して上述したように、加振力低減トルクを出力可能な補正電流指令Ｉａｃを、ｄ軸電流指令Ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ^＊に重畳させる。つまり、直流成分によって構成されるｄ軸電流指令Ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令Ｉｑ^＊（トルク指令Ｔ^＊に応じた電流指令Ｉ^＊）のそれぞれに対して、交流成分（ここでは６次高調波成分）によって構成されるｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃ及びｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃがそれぞれ重畳される。

ｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃ及びｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃは、平均トルクＴａｖ（目標トルク）を経由して第１トルクＴ１と第２トルクＴ２との間で振動する加振力低減トルク（図４参照）を出力可能なｄ軸電流及びｑ軸電流である。従って、これらのｄ軸電流及びｑ軸電流のｄｑ軸直交ベクトル座標系におけるベクトル軌跡は、基準点Ｐ０を通って、第１等トルクライン３１と第２等トルクライン３２とを結ぶ直線（線分）であると好適である。基準点Ｐ０を通るこの直線を以下、補正直線Ｋと称する。また、第１等トルクライン３１と補正直線Ｋとの交点を第１交点Ｐ１、第２等トルクライン３２と補正直線Ｋとの交点を第２交点Ｐ２と称する。

補正直線Ｋは、原理的には無限に設定することができる。図５には、３本の補正直線Ｋ（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３）を例示している。“Ｋ１１”で示す補正直線Ｋは、ｑ軸に沿って電流を変化させてトルクを変化させた形態、“Ｋ１２”で示す補正直線Ｋは、ｄ軸に沿って電流を変化させてトルクを変化させた形態、“Ｋ１３”で示す補正直線Ｋは、ｄ軸及びｑ軸に対して傾斜した方向に沿って電流を変化させてトルクを変化させた形態を示している。図６は、これら３つの補正直線Ｋ（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３）がベクトル軌跡となるｑ軸電流（ｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃ）を例示しており、図７は、これら３つの補正直線Ｋ（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３）がベクトル軌跡となるｄ軸電流（ｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃ）を例示している。

補正電流指令Ｉａｃのベクトル軌跡が“Ｋ１１”で示す補正直線Ｋとなる場合、ｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃは図６に２点鎖線で示すように、“ｑｄｃ”を挟んで“ｑ１１ａ”と“ｑ１１ｂ”との間で振動する波形となる。ここで、“ｑｄｃ”は、トルク指令Ｔ^＊に応じたｑ軸電流指令Ｉｑ^＊の値（基準点Ｐ０におけるｑ軸電流の値）である。“Ｋ１１”で示す補正直線Ｋは、ｑ軸と平行であるから、ｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃは一定値であり、その値は、トルク指令Ｔ^＊に応じたｄ軸電流指令Ｉｄ^＊の値（基準点Ｐ０におけるｄ軸電流の値）である“ｄｄｃ”である。

補正電流指令Ｉａｃのベクトル軌跡が“Ｋ１２”で示す補正直線Ｋとなる場合、ｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃは図７に１点鎖線で示すように、“ｄｄｃ”を挟んで“ｄ１２ａ”と“ｄ１２ｂ”との間で振動する波形となる。 “Ｋ１２”で示す補正直線Ｋは、ｄ軸と平行であるから、ｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃは一定値であり、その値は、基準点Ｐ０におけるｑ軸電流の値である“ｑｄｃ”である。

補正電流指令Ｉａｃのベクトル軌跡が“Ｋ１３”で示す補正直線Ｋとなる場合、ｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃは図６に実線で示すように、“ｑｄｃ”を挟んで“ｑ１３ａ”と“ｑ１３ｂ”との間で振動する波形となる。“Ｋ１３”で示す補正直線Ｋに対応するｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃの振幅Ａ（波高ａ）は、“Ｋ１１”で示す補正直線Ｋに対応するｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃの振幅Ａ（波高ａ）に比べて小さくなっている。また、ｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃは図７に実線で示すように、“ｄｄｃ”を挟んで“ｄ１３ａ”と“ｄ１３ｂ”との間で振動する波形となる。“Ｋ１３”で示す補正直線Ｋに対応するｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃの振幅Ｂ（波高ｂ）は、“Ｋ１２”で示す補正直線Ｋに対応するｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃの振幅Ｂ（波高ｂ）に比べて小さくなっている。

ここで、ｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃ及びｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃは、下記の式（１）及び式（２）で示される。“φ６”は６次高調波の位相を示している。

Ｉｑａｃ＝Ａｃｏｓ（６θ＋φ６＋π） ・・・（１）
Ｉｄａｃ＝Ｂｃｏｓ（６θ＋φ６） ・・・（２）

上述したように、電流指令演算部１において演算されたｑ軸電流指令Ｉｑ^＊及びｄ軸電流指令Ｉｄ^＊は、それぞれ“Ｉｑｄｃ”及び“Ｉｄｄｃ”である。従って、補正電流指令Ｉａｃによる補正後電流指令（補正後ｑ軸電流指令Ｉｑ^＊＊及び補正後ｄ軸電流指令Ｉｄ^＊＊）は、下記の式（３）及び式（４）で示される。

Ｉｑ^＊＊＝Ｉｑ^＊＋Ｉｑａｃ＝Ｉｑｄｃ＋Ａｃｏｓ（６θ＋φ６＋π） ・・・（３）
Ｉｄ^＊＊＝Ｉｄ^＊＋Ｉｄａｃ＝Ｉｄｄｃ＋Ｂｃｏｓ（６θ＋φ６） ・・・（４）

上述したように、複数設定可能な補正直線Ｋによって、ｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃ及びｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃの波形は異なるものとなる。そして、周方向加振力と径方向加振力とは、ｄ軸電流とｑ軸電流とで、影響する電流の度合いが異なる。このため、ｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃとｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃとの組み合わせによっては、周方向加振力及び径方向加振力の一方を低減することができても他方が増加したり、他方の低減が不十分となったりする可能性がある。従って、周方向加振力及び径方向加振力の双方を低減できるようなｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃとｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃとの組み合わせが適切に設定されることが好ましい。

本実施形態では、回転電機８０の実トルクＴを実験、或いはシミュレーションによって取得して、低減対象となる高調波トルク成分を抽出し、さらに実験やシミュレーションによって加振力低減トルクを出力するために適切なｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃとｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃとの組み合わせが規定される。この組み合わせは、例えば、補正電流指令マップ６に格納され、補正電流指令演算部７は、補正電流指令マップ６を参照し、トルク指令Ｔ^＊や回転電機８０の回転速度（角速度ω）磁極位置（電気角θ）等に基づいてｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃとｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃを演算する。

発明者らは、実験やシミュレーションにより、適切な補正電流Ｉａｃを得ることができる補正直線Ｋ（偏位角α）の条件について検討した。それによれば、補正直線Ｋに沿って振動する補正電流指令Ｉａｃを電流指令Ｉ^＊に重畳すると、偏位角αに関わらず、補正電流指令Ｉａｃを重畳しない場合に比べて、周方向加振力は低減される（減少量は偏位角αによって異なる。）。一方、径方向加振力は、偏位角αによっては、電流指令Ｉ^＊に補正電流指令Ｉａｃを重畳しない場合に比べて、周方向加振力が増加する場合がある。つまり、加振力低減トルクが周方向加振力の高調波トルク成分の逆位相であることから、周方向加振力には偏位角αに関わらず、低減効果が得られる。しかし、例えば、周方向加振力を低減する加振力低減トルクが、削減対象の径方向加振力に対して大きいような場合には、径方向加振力が増加する可能性もある。また、径方向加振力には、上述したように、同相径方向加振力Ｆｒｓと異相径方向加振力Ｆｒｄとがあり、これらも偏位角αによって変動する。

図８は、基準点Ｐ０における同相径方向加振力Ｆｒｓ、異相径方向加振力Ｆｒｄ、及びこれらが合成された径方向加振力Ｆｒと、を示している。図８に示すように、同相径方向加振力Ｆｒｓの波高（振幅）と、異相径方向加振力Ｆｒｄの波高（振幅）との間に差（加振力差ΔＦｒ）がある場合、その差が径方向加振力Ｆｒとして現れる。

以下、図９から図１３も参照して、加振力低減トルクを出力するために適切なｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃとｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃとの組み合わせを決定する原理について説明する。図９は、ｄｑ軸直交座標系において設定可能な複数の補正直線Ｋの例を示しており、図１０は、複数の補正直線Ｋの中から、ｄ軸補正電流指令Ｉｄａｃ及びｑ軸補正電流指令Ｉｑａｃのベクトル軌跡となる対象補正直線ＫＴを決定する方法を示している。

図９には、基準点Ｐ０を通る５本の補正直線Ｋ（Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６）を例示している。“Ｋ２”で示す補正直線Ｋは、基本制御ライン６０に沿って電流を変化させてトルクを変化させた形態（例えば最も効率が良いようにトルクを変化させた形態）である。“Ｋ３”で示す補正直線Ｋは、図５における“Ｋ１１”と同様に、ｑ軸に沿って電流を変化させてトルクを変化させた形態、“Ｋ６”で示す補正直線Ｋは、図５における“Ｋ１２”と同様に、ｄ軸に沿って電流を変化させてトルクを変化させた形態である。“Ｋ４”及び“Ｋ５”で示す補正直線Ｋは、図５における“Ｋ１３”と同様に、ｄ軸及びｑ軸に対して傾斜した方向に沿って電流を変化させてトルクを変化させた形態を示している。尚、基本制御ライン６０に沿ってトルクが変化する補正直線Ｋ（Ｋ２）も、ｄ軸及びｑ軸に対して傾斜した方向に沿って電流を変化させてトルクを変化させた形態である。

図１０には、上述した５本の補正直線Ｋ（Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６）に応じた補正電流指令Ｉａｃを電流指令Ｉ^＊に重畳して回転電機８０を制御した場合における同相径方向加振力Ｆｒｓとそれぞれの補正直線Ｋとの関係（同相相間ライン）、及び、異相径方向加振力Ｆｒｄとそれぞれの補正直線Ｋとの関係（異相相関ライン）を示している。それぞれの補正直線Ｋ（Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６）は、線分の傾きによって特定することができるが、図１０では、補正直線Ｋの傾きと等価の要素として、ｑ軸を基準として反時計回りでの補正直線Ｋとの角度（ｑ軸との偏位角α）によってそれぞれの補正直線Ｋ（Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６）を特定している。

図９に示すように、補正直線“Ｋ３”の偏位角αは“α３＝０”、補正直線“Ｋ２”の偏位角αは“α２”、補正直線“Ｋ４”の偏位角αは“α４”、補正直線“Ｋ５”の偏位角αは“α５”、補正直線“Ｋ６”の偏位角は“α６＝π／２”である。図１０では、それぞれの補正直線Ｋ（Ｋ４を除く）における同相径方向加振力Ｆｒｓ及び異相径方向加振力Ｆｒｄを偏位角αに対応させてプロットし、偏位角αが“０～π／２”の間で変化した場合における変化を相関ライン（同相相間ライン、異相相関ライン）として表している。本実施形態では、一点鎖線で示す同相相間ライン及び二点鎖線で示す異相相関ラインの双方が、直線状となり、補正直線Ｋの傾き（偏位角α）に対して線形な特性を示している。また、本実施形態では、同相相関ラインは、正の傾きを有し、異相相関ラインは、負の傾きを有し、同相相関ラインと異相相関ラインとは交差している。補正直線“Ｋ４”は、この交点を傾き（偏位角“α４”）とする補正直線Ｋである。

尚、偏位角αは、図６及び図７、及び式（１）～式（４）を参照して上述した補正電流指令Ｉａｃの振幅（Ａ，Ｂ）又は波高（ａ，ｂ）を用いて、下記式（５）、又は式（６）にて表すことができる。偏位角αは、振幅（Ａ，Ｂ）又は波高（ａ，ｂ）の比率に応じた値となるから、補正直線Ｋの傾きと等価な指標ということができる。

α ＝ ａｒｃｔａｎ（Ｂ／Ａ） ・・・（５）
α ＝ ａｒｃｔａｎ（ｂ／ａ） ・・・（６）

図１０に示すように、同相径方向加振力Ｆｒｓの波高と異相径方向加振力Ｆｒｄの波高との差は、偏位角αが“α３（＝０）”の場合に最も大きい。同相径方向加振力Ｆｒｓは、偏位角αがゼロからπ／２に向かって大きくなっていくに従って減少していく。一方、異相径方向加振力Ｆｒｄは、偏位角αがゼロからπ／２に向かって大きくなっていくに従って増加していく。つまり、同相径方向加振力Ｆｒｓの波高と異相径方向加振力Ｆｒｄの波高との差は、偏位角αがゼロからπ／２に向かって大きくなっていくに従って減少し、ある偏位角α（ここでは“α４”）においてゼロとなった後、再び増加していく。

図１１は、偏位角αが“α３（＝０）”の場合の、同相径方向加振力Ｆｒｓ、異相径方向加振力Ｆｒｄ、両者を合成した径方向加振力Ｆｒ、及び加振力差ΔＦｒ（ΔＦｒ３）を示している。つまり、ｑ軸電流だけを振動させた場合の同相径方向加振力Ｆｒｓ、異相径方向加振力Ｆｒｄ、径方向加振力Ｆｒ、及び加振力差ΔＦｒ（ΔＦｒ３）を示している。図１２の波形図は、偏位角αが“α６（＝π／２）”の場合の、同相径方向加振力Ｆｒｓ、異相径方向加振力Ｆｒｄ、両者を合成した径方向加振力Ｆｒ、及び加振力差ΔＦｒ（ΔＦｒ６）を示している。つまり、ｄ軸電流だけを振動させた場合の同相径方向加振力Ｆｒｓ、異相径方向加振力Ｆｒｄ、径方向加振力Ｆｒ、及び加振力差ΔＦｒ（ΔＦｒ６）を示している。図１３は、偏位角αが“α５”の場合の、同相径方向加振力Ｆｒｓ、異相径方向加振力Ｆｒｄ、両者を合成した径方向加振力Ｆｒ、及び加振力差ΔＦｒ（ΔＦｒ５）を示している。つまり、ｄ軸電流及びｑ軸電流の双方を振動させた場合の同相径方向加振力Ｆｒｓ、異相径方向加振力Ｆｒｄ、径方向加振力Ｆｒ、及び加振力差ΔＦｒ（ΔＦｒ５）を示している。

図１１～図１３からも判るように、ｄ軸電流及びｑ軸電流の一方を振動させた場合に比べて、ｄ軸電流及びｑ軸電流の双方を振動させた場合には、加振力差ΔＦｒが小さくなり、径方向加振力Ｆｒも小さくなる傾向がある。本実施形態では、図１０に示すように、偏位角αが“α４”の補正直線Ｋに沿ってｄ軸電流及びｑ軸電流の双方を振動させた場合に、加振力差ΔＦｒが最も小さくなる。従って、本実施形態の場合には、偏位角αが“α４”となる補正直線Ｋが対象補正直線ＫＴに設定される。

対象補正直線ＫＴに設定される補正直線“Ｋ４”は、基本制御ライン６０に沿った補正直線Ｋではない。このように、同相径方向加振力Ｆｒｓの波高値と異相径方向加振力Ｆｒｄの波高値との差が最小となり、径方向加振力Ｆｒ及び周方向加振力Ｆｃが共に低減される補正直線Ｋは、基本制御ライン６０に沿ったものとは限らない。また、例示は省略するが、対象補正直線ＫＴを特定する偏位角αは、回転電機８０の動作状態に応じて異なる。従って、対象補正直線ＫＴは、回転電機８０の動作状態に応じて適切に設定されることが好ましい。例えば、回転電機８０の回転速度（角速度ω）及び目標トルク（トルク指令Ｔ^＊）の組み合わせである動作点に応じて異なる対象補正直線ＫＴが設定されると好適である。

本実施形態では、上述したように、回転電機８０の実際のトルクを実験、或いはシミュレーションによって取得して、補正電流指令マップ６が構成されている。補正電流指令演算部７は、補正電流指令マップ６を参照し、複数本設定可能な補正直線Ｋの内、第１交点Ｐ１と第２交点Ｐ２との間でｄ軸電流とｑ軸電流とを加振力低減トルクの周波数（１／φ６）で振動させた場合に、同相ティース８７ｓに作用する径方向加振力Ｆｒである同相径方向加振力Ｆｒｓの波高値と、異相ティース８７ｄに作用する径方向加振力Ｆｒである異相径方向加振力Ｆｒｄの波高値との差が最小となる前記補正直線Ｋを対象補正直線ＫＴとして補正電流指令Ｉａｃを決定する。即ち、補正電流指令演算部７は、対象補正直線ＫＴについての第１交点Ｐ１と第２交点Ｐ２とをピークとして加振力低減トルクの周波数で振動するｄ軸電流及びｑ軸電流を補正電流指令Ｉａｃとする。

尚、図１０を参照して上述した形態では、補正直線Ｋの傾き（偏位角α）に対する同相径方向加振力Ｆｒｓの波高値を示す同相相関ラインは、正の傾きを有する直線に近似され、補正直線Ｋの傾き（偏位角α）に対する異相径方向加振力Ｆｒｄの波高値を示す異相相関ラインは、負の傾きを有する直線に近似されている。このため、図１０に示すように、同相相関ラインと異相相関ラインとが交差し、その交点においては、同相径方向加振力Ｆｒｓの波高値と、異相径方向加振力Ｆｒｄの波高値とが同じ値となり、当該交点は、加振力差ΔＦｒが最小となる傾き（偏位角α）を有する補正直線Ｋに対応することになる。しかし、加振力差ΔＦｒの最小値はこのようにゼロであることに限定されるものではない。例えば、同相相関ラインと異相相関ラインとが交差しない場合には、加振力差ΔＦｒがゼロでなくても、最小となる補正直線Ｋが対象補正直線ＫＴとして設定される。

また、同相相関ライン及び異相相関ラインが、図１０に例示したように直線状ではない場合においても、当然ながら同相相関ラインと異相相関ラインとの交点に対応する傾き（偏位角α）を有する補正直線Ｋが対象補正直線ＫＴに設定されると好適である。尚、同相相関ライン及び異相相関ラインの一方又は双方が曲線状の場合、２つ以上の交点を有する場合がある。この場合には、複数の交点に対応する傾き（偏位角α）を有する複数の補正直線Ｋの内、周方向加振力が最も小さくなる補正直線Ｋを対象補正直線ＫＴとすると好適である。

〔実施形態の概要〕
以下、上記において説明した回転電機制御システム（１０）の概要について簡単に説明する。

１つの態様として、Ｎ相交流（Ｎは任意の自然数）で駆動される永久磁石型の回転電機（８０）を、永久磁石（８４）による界磁磁束の方向に沿ったｄ軸と前記ｄ軸に直交するｑ軸との直交ベクトル座標系において電流フィードバック制御する回転電機制御システム（１０）であって、
前記回転電機（８０）に流す電流の指令値である電流指令（Ｉ^＊）としてのｄ軸電流指令（Ｉｄ^＊）及びｑ軸電流指令（Ｉｑ^＊）を、前記回転電機（８０）の目標トルク（Ｔ^＊）に基づいて演算する電流指令演算部（１）と、
前記回転電機（８０）の径方向（Ｒ）の変動である径方向加振力（Ｆｒ）及び前記回転電機（８０）の周方向（Ｃ）のトルク変動である周方向加振力（Ｆｃ）を低減するために前記電流指令（Ｉ^＊）に重畳される補正電流指令（Ｉａｃ）として、前記ｄ軸電流指令（Ｉｄ^＊）に重畳させるｄ軸補正電流指令（Ｉｄａｃ）及び前記ｑ軸電流指令（Ｉｑ^＊）に重畳させるｑ軸補正電流指令（Ｉｑａｃ）を演算する補正電流指令演算部（７）と、を備え、
前記回転電機（８０）の実トルク（Ｔ）から抽出される高調波トルク成分の内、前記周方向加振力（Ｆｃ）の（２Ｎ）次高調波トルク成分の逆位相のトルクを加振力低減トルクとし、
前記加振力低減トルクの大きい側のピーク値を第１トルク（Ｔ１）とし、
前記加振力低減トルクの小さい側のピーク値を第２トルク（Ｔ２）とし、
前記直交ベクトル座標系において任意のトルクを出力するための基本的なｄ軸電流とｑ軸電流との組み合わせを表す曲線を規定の基本制御ライン（６０）とし、
前記直交ベクトル座標系において一定のトルクを出力可能な前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流との組み合わせを表す曲線を等トルクライン（３０）とし、
前記直交ベクトル座標系において前記基本制御ライン（６０）と前記目標トルク（Ｔ^＊）の前記等トルクライン（３０（３３））との交点を基準点（Ｐ０）とし、
前記直交ベクトル座標系において、前記基準点（Ｐ０）を通る直線を補正直線（Ｋ）とし、
前記第１トルク（Ｔ１）の前記等トルクライン（３０）である第１等トルクライン（３１）と前記補正直線（Ｋ）との交点を第１交点（Ｐ１）、前記第２トルク（Ｔ２）の前記等トルクラインで（３０）ある第２等トルクライン（３２）と前記補正直線（Ｋ）との交点を第２交点（Ｐ２）とし、
前記回転電機（８０）のステータ（８１）は、前記径方向（Ｒ）に突出するティース（８７）を前記周方向（Ｃ）に分散して複数備えると共に、前記周方向（Ｃ）に隣接する一対の前記ティース（８７）の間に形成されてコイル（８３）が収容されるスロット（８９）を複数備え、
前記ステータ（８１）は、前記コイル（８３）の毎極毎相当たりの前記スロット（８９）の数が２であり、
同じ相の一対の前記スロット（８９）である同相スロット対（８９ｓ）の間に位置する前記ティース（８７）を同相ティース（８７ｓ）とし、
異なる相の一対の前記スロット（８９）である異相スロット対（８９ｄ）の間に位置する前記ティース（８７）を異相ティース（８７ｄ）として、
前記補正電流指令演算部（７）は、複数本設定可能な前記補正直線（Ｋ）の内、前記第１交点（Ｐ１）と前記第２交点（Ｐ２）との間で前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを前記加振力低減トルクの周波数で振動させた場合に、前記同相ティース（８７ｓ）に作用する前記径方向加振力（Ｆｒ）である同相径方向加振力（Ｆｒｓ）の波高値と、前記異相ティース（８７ｄ）に作用する前記径方向加振力（Ｆｒ）である異相径方向加振力（Ｆｒｄ）の波高値との差が最小となる前記補正直線（Ｋ）を対象補正直線（ＫＴ）として、前記対象補正直線（ＫＴ）についての前記第１交点（Ｐ１）と前記第２交点（Ｐ２）とをピークとして前記加振力低減トルクの周波数で振動する前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流を前記補正電流指令（Ｉａｃ）とする。

直交ベクトル座標系において、基準点（Ｐ０）を通る補正直線（Ｋ）は複数本存在する。従って、第１交点（Ｐ１）と第２交点（Ｐ２）とをピークとして加振力低減トルクの周波数で振動するｄ軸電流及びｑ軸電流も複数存在する。加振力低減トルクは、周方向加振力の（２Ｎ）次高調波トルク成分の逆位相のトルクであるから、補正直線（Ｋ）が何れであっても、周方向加振力についてはある程度の低減効果が得られる。一方、径方向加振力（Ｆｒ）は、同相径方向加振力（Ｆｒｓ）の波高値と異相径方向加振力（Ｆｒｄ）の波高値との差に応じて大きくなる傾向がある。そして、同相径方向加振力（Ｆｒｓ）の波高値、及び異相径方向加振力（Ｆｒｄ）の波高値は、補正直線（Ｋ）によってそれぞれ異なる。このため、対象補正直線（ＫＴ）として設定される補正直線（Ｋ）によっては、周方向加振力が低減されても、径方向加振力（Ｆｒ）が増加する可能性もある。本構成によれば、複数本存在する補正直線（Ｋ）の内、同相径方向加振力（Ｆｒｓ）の波高値と、異相径方向加振力（Ｆｒｄ）の波高値との差が最小となる補正直線（Ｋ）が対象補正直線（ＫＴ）として設定される。そして、当該対象補正直線（ＫＴ）についての第１交点（Ｐ１）と第２交点（Ｐ２）とをピークとして加振力低減トルクの周波数で振動するｄ軸電流及びｑ軸電流が補正電流指令（Ｉａｃ）となる。従って、この補正電流指令（Ｉａｃ）が電流指令（Ｉ^＊）に重畳されると、径径方向加振力（Ｆｒ）と周方向加振力との双方を低減させることができる。このように、本構成によれば、分布巻のコイル（８３）を有する回転電機において、周方向加振力及び径方向加振力の双方を適切に低減することができる。

ここで、前記補正直線（Ｋ）の傾きに対する前記同相径方向加振力（Ｆｒｓ）の波高値を示す同相相関ラインと、前記補正直線（Ｋ）の傾きに対する前記異相径方向加振力（Ｆｒｄ）の波高値を示す異相相関ラインとの交点に対応する傾きを有する前記補正直線（Ｋ）が前記対象補正直線（ＫＴ）とされると好適である。

同相相関ラインと異相相関ラインとの交点では、同相径方向加振力（Ｆｒｓ）の波高値と、異相径方向加振力（Ｆｒｄ）の波高値とが同値である。従って、この交点では、同相径方向加振力（Ｆｒｓ）の波高値と、異相径方向加振力（Ｆｒｄ）の波高値との差は、最小となる。従って、この交点に対応する傾きを有する補正直線（Ｋ）を対象補正直線（ＫＴ）とすることによって、適切に対象補正直線（ＫＴ）を設定することができる。

１ ：電流指令演算部
７ ：補正電流指令演算部
１０ ：回転電機制御装置（回転電機制御システム）
３０ ：等トルクライン
３１ ：第１等トルクライン
３２ ：第２等トルクライン
３３ ：基準等トルクライン
６０ ：基本制御ライン
８０ ：回転電機
８１ ：ステータ
８３ ：ステータコイル（コイル）
８４ ：永久磁石
８７ ：ティース
８７ｄ ：異相ティース
８７ｓ ：同相ティース
８９ ：スロット
８９ｄ ：異相スロット対
８９ｓ ：同相スロット対
１００ ：回転電機駆動装置（回転電機制御システム）
Ｃ ：周方向
Ｆｒ ：径方向加振力
Ｆｒｄ ：異相径方向加振力
Ｆｒｓ ：同相径方向加振力
Ｉａｃ ：補正電流指令
Ｉ^＊ ：電流指令
Ｉｄ^＊ ：ｄ軸電流指令
Ｉｑ^＊ ：ｑ軸電流指令
Ｉｄａｃ ：ｄ軸補正電流指令
Ｉｑａｃ ：ｑ軸補正電流指令
Ｋ ：補正直線
ＫＴ ：対象補正直線
Ｐ０ ：基準点
Ｐ１ ：第１交点
Ｐ２ ：第２交点
Ｒ ：径方向
Ｔ ：実トルク
Ｔ^＊ ：トルク指令（要求トルク）
Ｔ１ ：第１トルク
Ｔ２ ：第２トルク
α ：偏位角

Claims (2)

1. Ｎ相交流の永久磁石型（Ｎは任意の自然数）で駆動される回転電機を、永久磁石による界磁磁束の方向に沿ったｄ軸と前記ｄ軸に直交するｑ軸との直交ベクトル座標系において電流フィードバック制御する回転電機制御システムであって、
   前記回転電機に流す電流の指令値である電流指令としてのｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令を、前記回転電機の目標トルクに基づいて演算する電流指令演算部と、
   前記回転電機の径方向の変動である径方向加振力及び前記回転電機の周方向のトルク変動である周方向加振力を低減するために前記電流指令に重畳される補正電流指令として、前記ｄ軸電流指令に重畳させるｄ軸補正電流指令及び前記ｑ軸電流指令に重畳させるｑ軸補正電流指令を演算する補正電流指令演算部と、を備え、
   前記回転電機の実トルクから抽出される高調波トルク成分の内、前記周方向加振力の（２Ｎ）次高調波トルク成分の逆位相のトルクである加振力低減トルクを演算し、
   前記加振力低減トルクの大きい側のピーク値を第１トルクとし、
   前記加振力低減トルクの小さい側のピーク値を第２トルクとし、
   前記直交ベクトル座標系において任意のトルクを出力するための基本的なｄ軸電流とｑ軸電流との組み合わせを表す曲線を規定の基本制御ラインとし、
   前記直交ベクトル座標系において一定のトルクを出力可能な前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流との組み合わせを表す曲線を等トルクラインとし、
   前記直交ベクトル座標系において前記基本制御ラインと前記目標トルクの前記等トルクラインとの交点を基準点とし、
   前記直交ベクトル座標系において、前記基準点を通る直線を補正直線とし、
   前記第１トルクの前記等トルクラインである第１等トルクラインと前記補正直線との交点を第１交点、前記第２トルクの前記等トルクラインである第２等トルクラインと前記補正直線との交点を第２交点とし、
   前記回転電機のステータは、前記径方向に突出するティースを前記周方向に分散して複数備えると共に、前記周方向に隣接する一対の前記ティースの間に形成されてコイルが収容されるスロットを複数備え、
   前記ステータは、前記コイルの毎極毎相当たりの前記スロットの数が２であり、
   同じ相の一対の前記スロットである同相スロット対の間に位置する前記ティースを同相ティースとし、
   異なる相の一対の前記スロットである異相スロット対の間に位置する前記ティースを異相ティースとして、
   前記補正電流指令演算部は、複数本設定可能な前記補正直線の内、前記第１交点と前記第２交点との間で前記ｄ軸電流と前記ｑ軸電流とを前記加振力低減トルクの周波数で振動させた場合に、前記同相ティースに作用する前記径方向加振力である同相径方向加振力の波高値と、前記異相ティースに作用する前記径方向加振力である異相径方向加振力の波高値との差が最小となる前記補正直線を対象補正直線として、前記対象補正直線についての前記第１交点と前記第２交点とをピークとして前記加振力低減トルクの周波数で振動する前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流を前記補正電流指令とする、回転電機制御システム。
2. 前記補正電流指令演算部は、前記補正直線の傾きに対する前記同相径方向加振力の波高値を示す同相相関ラインと、前記補正直線の傾きに対する前記異相径方向加振力の波高値を示す異相相関ラインとの交点に対応する傾きを有する前記補正直線を前記対象補正直線とする、請求項１に記載の回転電機制御システム。

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