JP7321385B2 - 回転機の制御装置 - Google Patents

Description

本願は、回転機の制御装置に関するものである。

回転機の発生トルクには、回転周波数より高い周波成のトルクリプル成分が含まれる。このリプル成分は、２つに大別することができる。一つ目は、ステータと、永久磁石が設けられたロータとの相互位置関係によって発生するコギングトルクリプル成分である。二つ目は、インバータによる巻線の通電とロータの回転に伴って発生する通電トルクリプル成分である。

電動車両の駆動力源に用いられた回転機の制御装置は、運転者に快適な乗り心地を提供するために、回転機が発生するコギングトルクリプル成分及び通電トルクリプル成分に起因して共振周波数近傍で生じる車両の振動を抑制している。

特許文献１の技術では、トルク検出値又はトルク指令値と回転機の回転角度とに応じて基本波周波数の６倍のトルクリプルの補償データを発生し、補償データに対して、トルク制御の応答特性による補償トルクの遅れを位相補正して補償信号を生成し、補償信号をトルク指令値に加算している。

特許文献２の技術では、回転機を車体に支持する支持部のマウントゴムの特性のバラツキ、及び回転機から車輪までの駆動伝達系の構造に起因して、車両の前進と後進とで発生するトルクリプル成分が異なる課題に対して、回転機の出力トルクの正負を判定する正負判定部を有し、出力トルクの正負に応じて異なる位相のリプル補正波を生成し、回転機の回転速度に応じてリプル補正値の振幅を設定し、リプル補正値により出力トルクを補正することで、車両の振動を抑制している。

特許文献３には、ロータコアの領域に発生する応力を低減しつつ、磁石トルクとリラクタンストルクとの合成トルクのピーク値を大きくできる回転機が開示されている。

特許第４９１０４４４号公報 特許第４８３５９５９号公報 特許第６６７１５５３号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、基本波周波数の６倍の６次のトルクリプル成分以外のトルクリプル成分を抑制できない問題があった。また、トルク制御の応答特性以外の要因により、回転角度に対する補償トルクの位相を変化させることが考慮されておらず、例えば、回転速度に応じて、回転角度に対するリプル成分の位相が変化する場合には、対応できず、補償精度が低下する問題があった。

特許文献２の技術では、回転速度に応じてリプル補正値の振幅を設定しているが、回転速度に応じて、回転角度に対するリプル成分の位相が変化する場合には、対応できず、補償精度が低下する問題があった。

特許文献３の技術では、回転機は、各磁極において、複数の永久磁石が周方向に非対称に配置され、ロータコアにスリットが設けられており、回転方向及び回転速度に応じて出力特性及びリプル成分の出力特性が変化する。しかし、特許文献２及び３の技術では、回転速度に応じて、トルク補正値の位相を変化させることが考慮されておらず、回転方向及び回転速度が変化する場合にも、対応できず補償精度が低下する問題があった。

そこで、本願は、回転速度に応じて、回転角度に対するリプル成分の位相が変化する場合でも、回転機の出力トルクを補正することで、精度よくリプル成分を低減できる回転機の制御装置を提供することを目的とする。

本願に係る回転機の制御装置は、複数相の巻線が設けられたステータと、ロータとを有する回転機を制御する回転機の制御装置であって、
前記ロータの回転角度及び回転速度を検出する回転検出部と、
前記回転機のトルクに生じるリプル成分を低減するためのトルク補正値を算出するトルク補正値算出部と、
トルク指令値を前記トルク補正値で補正して、補正後のトルク指令値を算出するトルク指令値算出部と、
前記補正後のトルク指令値に基づいて、前記複数相の巻線に電圧を印加する電圧印加部と、を備え、
前記ロータには、周方向に複数の磁極を形成する複数の永久磁石が埋め込まれ、各前記磁極において、単数又は複数の前記永久磁石が周方向に非対称に配置され、
前記トルク補正値算出部は、前記回転角度に応じて前記トルク補正値を周期的に変化させると共に、前記回転速度に基づいて、前記回転角度に対する前記トルク補正値の位相及び振幅の一方又は双方を変化させ、前記ロータの回転方向に応じて、前記回転速度の変化に対する前記トルク補正の位相及び振幅の一方又は双方の変化の傾向を異ならせるものである。

本願に係る回転機の制御装置によれば、回転速度に応じて、回転角度に対するリプル成分の位相が変化する場合でも、回転速度に基づいて、トルク指令値を補正するトルク補正値の位相を変化させるので、トルク補正値により出力されるトルク成分によりリプル成分を精度よく低減することができる。

実施の形態１に係る回転機、インバータ及び回転機の制御装置の概略構成図である。 実施の形態１に係る回転機の制御装置の概略ブロック図である。 実施の形態１に係る回転機の制御装置の概略ハードウェア構成図である。 実施の形態１に係るトルク補正値算出部のブロック図である。 実施の形態１に係る異なる回転速度条件におけるリプル成分の挙動を示す図である。 実施の形態１に係る回転速度に対する各次数のリプル成分の位相の特性を示す図である。 実施の形態１に係る回転速度に応じた６次の補正値成分の位相の設定値を示す図である。 実施の形態１に係る回転速度に応じた６次の補正値成分の振幅の設定値を示す図である。 実施の形態２に係るトルク補正値算出部のブロック図である。 実施の形態２に係る異なるトルク条件におけるリプル成分の挙動を示す図である。 実施の形態２に係る異なるトルク条件における回転速度に応じた６次の補正値成分の位相の設定値を示す図である。 実施の形態２に係る異なるトルク条件における回転速度に応じた６次の補正値成分の振幅の設定値を示す図である。 実施の形態３に係るロータの断面図である。 実施の形態３に係る回転速度の正負における、回転速度に応じた６次の補正値成分の位相の設定値を示す図である。 実施の形態３に係る回転速度の正負における、回転速度に応じた６次の補正値成分の振幅の設定値を示す図である。

１．実施の形態１
以下、実施の形態１に係る回転機の制御装置３０（以下、単に、制御装置３０と称す）について図面を参照して説明する。図１は、回転機１、インバータ４、及び制御装置３０等の概略構成図である。

１－１．回転機１
回転機１は、ステータと、ステータの径方向内側に配置されたロータと、を備えている。ステータには、複数相の巻線（本例では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の巻線Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗ）が設けられている。３相の巻線は、スター結線されてもよいし、デルタ結線されてもよい。ロータには、磁石が設けられている。本実施の形態では、磁石は永久磁石であり、回転機１は、永久磁石式の同期回転機とされている。永久磁石には、ネオジム、サマリウムコバルトといった希土類磁石が用いられているが、安価なフェライト磁石が用いられてもよい。なお、磁石は、界磁巻線を有する電磁石であってもよい。

ロータには、ロータの回転角度を検出するための回転センサ２が備えられている。回転センサ２には、レゾルバ、エンコーダ、ＭＲセンサ等が用いられる。回転センサ２の出力信号は、制御装置３０に入力される。

１－２．インバータ４
インバータ４は、直流電源３の正極側に接続される正極側のスイッチング素子ＳＰと直流電源３の負極側に接続される負極側のスイッチング素子ＳＮとが直列接続された直列回路（レッグ）を、３相各相に対応して３セット設けている。そして、各相の直列回路における２つのスイッチング素子の接続点が、対応する相の巻線に接続されている。

具体的には、Ｕ相の直列回路では、Ｕ相の正極側のスイッチング素子ＳＰｕとＵ相の負極側のスイッチング素子ＳＮｕとが直列接続され、２つのスイッチング素子の接続点がＵ相の巻線Ｃｕに接続されている。Ｖ相の直列回路では、Ｖ相の正極側のスイッチング素子ＳＰｖとＶ相の負極側のスイッチング素子ＳＮｖとが直列接続され、２つのスイッチング素子の接続点がＶ相の巻線Ｃｖに接続されている。Ｗ相の直列回路では、Ｗの正極側のスイッチング素子ＳＰｗとＷ相の負極側のスイッチング素子ＳＮｗとが直列接続され、２つのスイッチング素子の接続点がＷ相の巻線Ｃｗに接続されている。平滑コンデンサ５が、直流電源３の正極側と負極側との間に接続されている。

スイッチング素子には、ダイオードが逆並列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ダイオードが逆並列接続されたバイポーラトランジスタ等が用いられる。各スイッチング素子のゲート端子は、ゲート駆動回路等を介して、制御装置３０に接続されている。各スイッチング素子は、制御装置３０から出力されたスイッチング信号によりオン又はオフされる。

直流電源３は、インバータ４に直流電圧Ｖｄｃを出力する。直流電源３として、バッテリー、ＤＣ－ＤＣコンバータ、ダイオード整流器、ＰＷＭ整流器等、直流電圧Ｖｄｃを出力する機器であれば、どのような機器であってもよい。直流電源３には、直流電圧Ｖｄｃを検出する電圧センサが設けられ、電圧センサの出力信号が制御装置３０に入力されてもよい。制御装置３０は、検出した直流電圧Ｖｄｃを用いて、制御を行ってもよい。

各相の巻線に流れる電流を検出するための電流センサ６が設けられている。電流センサ６は、シャント抵抗又はホール素子等の電流センサとされる。電流センサ６の出力信号は、制御装置３０に入力される。

本実施の形態では、電流センサ６は、各相の２つのスイッチング素子の直列回路と巻線とをつなぐ各相の電線上に備えられている。なお、電流センサ６は、各相の２つのスイッチング素子の直列回路に備えられてもよい。

１－３．制御装置３０
制御装置３０は、インバータ４を介して回転機１を制御する。図２に示すように、制御装置３０は、回転検出部３１、電流検出部３２、トルク補正値算出部３３、トルク指令値算出部３４、及び電圧印加部３５を備えている。制御装置３０の各機能は、制御装置３０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３０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。

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、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。入力回路９２は、回転センサ２、電流センサ６等の各種のセンサが接続され、これらセンサ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３０が備える図２の各制御部３１～３５等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ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３０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３１～３５等が用いる各次数の位相設定データ及び振幅設定データ等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。以下、制御装置３０の各機能について詳細に説明する。

１－３－１．回転検出部３１
回転検出部３１は、ロータの回転角度θ及び回転速度Ｎ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２の出力信号に基づいて、回転角度θ及び回転速度Ｎを検出する。回転検出部３１は、ロータの回転角度θとして、電気角でのロータの磁極（Ｎ極）の角度（磁極位置θ）を検出する。回転検出部３１は、回転検出部３１は、電気角での回転角速度ω［ｒａｄ／ｓ］に所定の換算定数を乗算して、機械角での回転速度Ｎ［ｒｐｍ］を算出する。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、回転角度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）。

１－３－２．電流検出部３２
電流検出部３２は、３相各相の巻線に流れる電流Ｉｕｒ、Ｉｖｒ、Ｉｗｒを検出する。電流検出部３２は、電流センサ６の出力信号に基づいて、Ｕ相の巻線に流れる電流Ｉｕｒを検出し、Ｖ相の巻線に流れる電流Ｉｖｒを検出し、Ｗ相の巻線に流れる電流Ｉｗｒを検出する。なお、電流センサ６が２相の巻線電流を検出するように構成され、残りの１相の巻線電流が、２相の巻線電流の検出値に基づいて算出されてもよい。例えば、電流センサ６が、Ｖ相及びＷ相の巻線電流Ｉｖｒ、Ｉｗｒを検出し、Ｕ相の巻線電流Ｉｕｒが、Ｉｕｒ＝－Ｉｖｒ－Ｉｗｒにより算出されてもよい。

１－３－３．トルク指令値算出部３４
トルク指令値算出部３４は、トルク指令値Ｔｏを、後述するトルク補正値算出部３３により算出されたトルク補正値ΔＴｏｃで補正して、補正後のトルク指令値Ｔｏｃを算出する。本実施の形態では、トルク指令値算出部３４は、トルク指令値Ｔｏにトルク補正値ΔＴｏｃを加算した値を、補正後のトルク指令値Ｔｏｃとして算出する。トルク指令値Ｔｏは、制御装置３０の内部で演算されてもよいし、制御装置３０の外部から伝達されてもよい。
Ｔｏｃ＝Ｔｏ＋ΔＴｏｃ ・・・（１）

１－３－４．電圧印加部３５
電圧印加部３５は、補正後のトルク指令値Ｔｏｃに基づいて、３相巻線に電圧を印加する。すなわち、電圧印加部３５は、回転機１が、補正後のトルク指令値Ｔｏｃのトルクを出力するように、３相巻線に電圧を印加する。本実施の形態では、電圧印加部３５は、電流指令値算出部３５１、電圧指令値算出部３５２、及びスイッチング制御部３５３を備えている。

電流指令値算出部３５１は、補正後のトルク指令値Ｔｏｃに基づいて、電流指令値を算出する。本実施の形態では、電流指令値算出部３５１は、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。ｄ軸は、ロータの磁極（Ｎ極、磁極位置θ）の方向に定められ、ｑ軸は、ｄ軸より電気角で９０°進んだ方向に定められている。ｄｑ軸の回転座標系は、ロータの磁極位置θの回転に同期して回転する。

電流指令値算出部３５１は、最大トルク電流制御、弱め界磁制御、Ｉｄ＝０制御などの公知のベクトル制御方法に従って、補正後のトルク指令値Ｔｏｃ、回転速度Ｎ、及び直流電圧Ｖｄｃ等に基づいて、ｄ軸及びｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏを算出する。

電圧指令値算出部３５２は、電流指令値に基づいて３相の電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏを算出する。本実施の形態では、電圧指令値算出部３５２は、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値Ｉｄｒ、Ｉｑｒが、ｄ軸及びｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏに近づくように、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを変化させる電流フィードバック制御を行う。

電圧指令値算出部３５２は、３相巻線の電流検出値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、ｄ軸の電流検出値Ｉｄｒ及びｑ軸の電流検出値Ｉｑｒに変換する。

そして、電圧指令値算出部３５２は、ｄ軸及びｑ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。

スイッチング制御部３５３は、３相の電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏに基づいて、ＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation）により、インバータ４が有するスイッチング素子をオンオフ制御することにより、３相の巻線に電圧を印加する。スイッチング制御部３５３は、３相の電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏのそれぞれとキャリア波とを比較することにより、複数のスイッチング素子をオンオフ制御する。キャリア波は、ＰＷＭ周期で直流電圧Ｖｄｃの振幅で振動する三角波とされている。

１－３－５．トルク補正値算出部３３
回転機１のトルクには、コギングトルクリプル及び通電トルクリプルといった回転角度θに応じて周期的に変化するリプル成分が重畳する。回転機１に、トルクのリプル成分とは逆位相（又は、正負反転値）のトルク成分を出力させれば、リプル成分を打ち消すことができる。

そこで、トルク補正値算出部３３は、回転機１のトルクに生じるリプル成分を低減するためのトルク補正値ΔＴｏｃを算出する。トルク補正値算出部３３は、回転角度θに応じてトルク補正値ΔＴｏｃを周期的に変化させる。トルク補正値算出部３３は、回転速度Ｎに基づいて、回転角度θに対するトルク補正値ΔＴｏｃの位相αを変化させる。

例を用いて後述するように、発明者は、トルクのリプル成分の位相が、回転速度Ｎに応じて変化することを発見した。上記の構成によれば、回転速度Ｎに基づいて、トルク補正値ΔＴｏｃの位相αを変化させるので、位相を合わせて、リプル成分を精度よく低減することができる。

トルク補正値ΔＴｏｃにより回転機１から出力されるトルク成分の位相が、リプル成分の位相の逆位相に一致又は近くなるように、回転速度Ｎに基づいてトルク補正値ΔＴｏｃの位相αが変化される。トルク補正値ΔＴｏｃの位相αは、電圧印加部３５の周波数応答特性（電流フィードバック制御の周波数応答特性、演算遅れ等）による、トルク補正値ΔＴｏｃから回転機１から出力されるトルク成分までの位相遅れを考慮して設定される。すなわち、トルク補正値ΔＴｏｃの位相αは、リプル成分の位相の逆位相よりも、電圧印加部３５の応答遅れによる位相遅れ分、進み側に設定される。

本実施の形態では、トルク補正値算出部３３は、回転速度Ｎに基づいて、トルク補正値ΔＴｏｃの振幅Ａを変化させる。

例を用いて後述するように、発明者は、トルクのリプル成分の振幅が、回転速度Ｎに応じて変化することを発見した。上記の構成によれば、回転速度Ｎに基づいて、トルク補正値ΔＴｏｃの振幅Ａを変化させるので、振幅を合わせて、リプル成分を精度よく低減することができる。

トルク補正値ΔＴｏｃにより回転電機から出力されるトルク成分の振幅が、リプル成分の振幅に一致又は近くなるように、回転速度Ｎに基づいてトルク補正値ΔＴｏｃの振幅Ａが変化される。トルク補正値ΔＴｏｃの振幅Ａは、電圧印加部３５の周波数応答特性（電流フィードバック制御の周波数応答特性等）による、トルク補正値ΔＴｏｃの振幅に対する回転機１から出力されるトルク成分の振幅のゲインを考慮して設定される。すなわち、トルク補正値ΔＴｏｃの振幅Ａは、リプル成分の振幅よりも、電圧印加部３５の周波数応答特性によるゲイン低下分、増加側に設定される。

＜複数の次数の補正値成分の合計＞
トルク補正値算出部３３は、トルク補正値ΔＴｏｃとして、電気角でのロータの回転角周波数ωを自然数倍した複数の次数ｎの角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎを合計した値を算出する。そして、トルク補正値算出部３３は、複数の次数ｎのそれぞれについて、回転速度Ｎに基づいて、回転角度θに対する補正値成分ΔＴｏｃｎの位相αｎを変化させる。

トルクに複数の次数の角周波数のリプル成分が含まれる場合は、各次数ｎによって、リプル成分の発生挙動が異なり、回転角度θに対する各次数の角周波数ωｎのリプル成分の位相αが異なる。上記の構成によれば、各次数ｎについて、回転速度Ｎに基づいて、各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎの位相αｎを変化させることで、各次数の角周波数ωｎのリプル成分を精度よく低減することができる。

各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎにより回転機１から出力される各次数の角周波数ωｎのトルク成分の位相が、各次数の角周波数ωｎのリプル成分の位相の逆位相に一致又は近くなるように、回転速度Ｎに基づいて、各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎの位相αｎが変化される。

また、各次数の角周波数ωｎにより、補正値成分ΔＴｏｃｎから回転機１の出力トルクまでの電圧印加部３５の位相遅れが異なる場合は、各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎの位相αｎは、各次数の角周波数ωｎのリプル成分の位相の逆位相よりも、電圧印加部３５の応答遅れによる各次数の角周波数ωｎの位相遅れ分、進み側に設定される。

また、トルク補正値算出部３３は、複数の次数ｎのそれぞれについて、回転速度Ｎに基づいて、補正値成分ΔＴｏｃｎの振幅Ａｎを変化させる。

各次数ｎによって、リプル成分の発生挙動が異なり、各次数の角周波数ωｎのリプル成分の振幅が異なる。上記の構成によれば、各次数ｎについて、回転速度Ｎに基づいて、補正値成分ΔＴｏｃｎの振幅Ａｎを変化させることで、各次数の角周波数ωｎのリプル成分を精度よく低減することができる。

各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎにより回転機１から出力される各次数の角周波数ωｎのトルク成分の振幅が、各次数の角周波数ωｎのリプル成分の振幅に一致又は近くなるように、回転速度Ｎに基づいて、各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎの振幅Ａｎが変化される。

また、各次数の角周波数ωｎにより、補正値成分ΔＴｏｃｎから回転機１の出力トルクまでの電圧印加部３５のゲインが異なる場合は、各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎの振幅Ａｎは、各次数の角周波数ωｎのリプル成分の振幅よりも、電圧印加部３５の周波数応答特性による各次数の角周波数ωｎのゲイン低下分、増加側に設定される。

＜３つの次数の例＞
本実施の形態では、複数の次数ｎは、ｎ＝６の６次、ｎ＝１２の１２次、及びｎ＝１８の１８次の３つの次数に設定されている。６次の角周波数ω６は、ロータの回転角周波数ωを６倍した周波数（ω６＝６×ω）であり、電気角での１回転周期あたり６周期で変化する。１２次の角周波数ω１２は、ロータの回転角周波数ωを１２倍した周波数（ω１２＝１２×ω）であり、電気角での１回転周期あたり１２周期で変化する。１８次の角周波数ω１８は、ロータの回転角周波数ωを１８倍した周波数（ω１８＝１８×ω）であり、電気角での１回転周期あたり１８周期で変化する。

そして、トルク補正値算出部３３は、次式に示すように、６次の角周波数ω６の補正値成分ΔＴｏｃ６、１２次の角周波数ω１２の補正値成分ΔＴｏｃ１２、及び１８次の角周波数ω１８の補正値成分ΔＴｏｃ１８を算出し、それらを合計した値を、トルク補正値ΔＴｏｃとして算出する。
ΔＴｏｃ＝ΔＴｏｃ６＋ΔＴｏｃ１２＋ΔＴｏｃ１８
ΔＴｏｃ６＝Ａ６×ｓｉｎ（６×θ＋α６） ・・・（２）
ΔＴｏｃ１２＝Ａ１２×ｓｉｎ（１２×θ＋α１２）
ΔＴｏｃ１８＝Ａ１８×ｓｉｎ（１８×θ＋α１８）

ここで、Ａ６は、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６の振幅であり、α６は、回転角度θに対する６次の補正値成分ΔＴｏｃ６の位相である。Ａ１２は、１２次の補正値成分ΔＴｏｃ１２の振幅であり、α１２は、回転角度θに対する１２次の補正値成分ΔＴｏｃ１２の位相である。Ａ１８は、１８次の補正値成分ΔＴｏｃ１８の振幅であり、α１８は、回転角度θに対する１８次の補正値成分ΔＴｏｃ１８の位相である。

図４に示すように、トルク補正値算出部３３は、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６を算出する６次成分演算部３３１、１２次の補正値成分ΔＴｏｃ１２を算出する１２次成分演算部３３２、１８次の補正値成分ΔＴｏｃ１８を算出する１８次成分演算部３３３、及び複数の次数の補正値成分を合計してトルク補正値ΔＴｏｃを算出する合計補正値演算部３３４を備えている。

＜６次成分演算部３３１＞
６次成分演算部３３１は、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６を算出する。６次成分演算部３３１は、電気角での回転角度θに６を乗算して、回転角度の６倍値６×θを算出する。６次成分演算部３３１は、回転速度Ｎと回転角度θに対する６次の補正値成分の位相α６との関係が予め設定された６次位相設定データを参照し、現在の回転速度Ｎに対応する６次の補正値成分の位相α６を算出する。６次位相設定データは、回転速度Ｎと位相α６との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

６次成分演算部３３１は、回転角度の６倍値６×θに、６次の補正値成分の位相α６を加算した値を、６次の角度θ６として算出する。そして、６次成分演算部３３１は、６次の角度θ６の正弦関数の値ｓｉｎ（θ６）を算出する。正弦関数の代わりに、余弦関数が用いられてもよい。或いは、入力角度が２π［ｒａｄ］変化する周期が１周期として設定された任意の周期関数が用いられてもよい。周期関数は、入力角度と出力値との関係が予め設定されたマップデータであってもよい。

６次成分演算部３３１は、回転速度Ｎと６次の補正値成分の振幅Ａ６との関係が予め設定された６次振幅設定データを参照し、現在の回転速度Ｎに対応する６次の補正値成分の振幅Ａ６を算出する。６次振幅設定データは、回転速度Ｎと振幅Ａ６との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

そして、６次成分演算部３３１は、６次の角度θ６の正弦関数の値ｓｉｎ（θ６）に、６次の補正値成分の振幅Ａ６を乗算した値を、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６として算出する。

＜１２次成分演算部３３２＞
１２次成分演算部３３２は、１２次の補正値成分ΔＴｏｃ１２を算出する。１２次成分演算部３３２は、電気角での回転角度θに１２を乗算して、回転角度の１２倍値１２×θを算出する。１２次成分演算部３３２は、回転速度Ｎと回転角度θに対する１２次の補正値成分の位相α１２との関係が予め設定された１２次位相設定データを参照し、現在の回転速度Ｎに対応する１２次の補正値成分の位相α１２を算出する。１２次位相設定データは、回転速度Ｎと位相α１２との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

１２次成分演算部３３２は、回転角度の１２倍値１２×θに、１２次の補正値成分の位相α１２を加算した値を、１２次の角度θ１２として算出する。そして、１２次成分演算部３３２は、１２次の角度θ１２の正弦関数の値ｓｉｎ（θ１２）を算出する。６次と同様に、正弦関数の代わりに、余弦関数、又は任意の周期関数が用いられてもよい。

１２次成分演算部３３２は、回転速度Ｎと１２次の補正値成分の振幅Ａ１２との関係が予め設定された１２次振幅設定データを参照し、現在の回転速度Ｎに対応する１２次の補正値成分の振幅Ａ１２を算出する。１２次振幅設定データは、回転速度Ｎと振幅Ａ１２との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

そして、１２次成分演算部３３２は、１２次の角度θ１２の正弦関数の値ｓｉｎ（θ１２）に、１２次の補正値成分の振幅Ａ１２を乗算した値を、１２次の補正値成分ΔＴｏｃ１２として算出する。

＜１８次成分演算部３３３＞
１８次成分演算部３３３は、１８次の補正値成分ΔＴｏｃ１８を算出する。１８次成分演算部３３３は、電気角での回転角度θに１８を乗算して、回転角度の１８倍値１８×θを算出する。１８次成分演算部３３３は、回転速度Ｎと回転角度θに対する１８次の補正値成分の位相α１８との関係が予め設定された１８次位相設定データを参照し、現在の回転速度Ｎに対応する１８次の補正値成分の位相α１８を算出する。１８次位相設定データは、回転速度Ｎと位相α１８との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

１８次成分演算部３３３は、回転角度の１８倍値１８×θに、１８次の補正値成分の位相α１８を加算した値を、１８次の角度θ１８として算出する。そして、１８次成分演算部３３３は、１８次の角度θ１８の正弦関数の値ｓｉｎ（θ１８）を算出する。６次と同様に、正弦関数の代わりに、余弦関数、又は任意の周期関数が用いられてもよい。

１８次成分演算部３３３は、回転速度Ｎと１８次の補正値成分の振幅Ａ１８との関係が予め設定された１８次振幅設定データを参照し、現在の回転速度Ｎに対応する１８次の補正値成分の振幅Ａ１８を算出する。１８次振幅設定データは、回転速度Ｎと振幅Ａ１８との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

そして、１８次成分演算部３３３は、１８次の角度θ１８の正弦関数の値ｓｉｎ（θ１８）に、１８次の補正値成分の振幅Ａ１８を乗算した値を、１８次の補正値成分ΔＴｏｃ１８として算出する。

合計補正値演算部３３４は、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６、１２次の補正値成分ΔＴｏｃ１２、及び１８次の補正値成分ΔＴｏｃ１８を合計した値を、トルク補正値ΔＴｏｃとして算出する。

＜位相、振幅の設定例＞
図５に、回転機１のトルクから抽出した６次の角周波数のリプル成分の波形を示す。図５には、第１回転速度Ｎ１の条件における６次のリプル成分を中抜き線で示し、第１回転速度Ｎ１よりも高い第２回転速度Ｎ２の条件における６次のリプル成分を破線で示す。なお、第１回転速度Ｎ１の条件と第２回転速度Ｎ２の条件とでは、同じトルクである。横軸は、電気角での回転角度θ［ｄｅｇ］であり、縦軸は、リプル成分である。図５の例に示すように、回転速度Ｎが異なると、６次のリプル成分の位相及び振幅が異なり、回転速度が高くなると、６次のリプル成分の位相が遅れ、振幅が大きくなっている。

図６に、回転速度Ｎと、回転角度θに対する６次、１２次、及び１８次のリプル成分の位相との関係を示す。６次のリプル成分の位相を実線で示し、１２次のリプル成分の位相を破線で示し、１８次のリプル成分の位相を中抜き線で示す。図６に示すように、回転速度Ｎが増加するに従って、６次、１２次、及び１８次の各次数のリプル成分の位相の進み度合いが次第に増加している。また、次数によって、リプル成分の位相が異なっている。

上述したように、各次数の補正値成分の位相αｎは、各次数のリプル成分の位相の逆位相よりも、電圧印加部３５の応答遅れによる位相遅れ分を進ませた位相に設定されるとよい。具体的には、６次の補正値成分の位相α６は、図６の６次のリプル成分の位相に、π及び電圧印加部３５の位相遅れ分を加算した値に設定されればよい。１２次の補正値成分の位相α１２は、図６の１２次のリプル成分の位相に、π及び電圧印加部３５の位相遅れ分を加算した値に設定されればよい。１８次の補正値成分の位相α１８は、図６の１８次のリプル成分の位相に、π及び電圧印加部３５の位相遅れ分を加算した値に設定されればよい。

図７に、６次の補正値成分の位相α６の設定例を示す。回転速度Ｎが増加するに従って、６次の補正値成分の位相α６の進み度合いが次第に増加されている。６次位相設定データには、図７のデータが予め設定される。このように、回転速度Ｎが増加するに従って、各次数の補正値成分の位相αｎの進み度合いが次第に増加される。図７の例のように、全ての回転速度の領域でなく、一部の予め設定された回転速度の領域において、回転速度Ｎが増加するに従って、各次数の補正値成分の位相αｎの進み度合いが次第に増加されてもよい。

上述したように、各次数の補正値成分の振幅Ａｎは、各次数のリプル成分の振幅に、電圧印加部３５の周波数応答特性によるゲイン低下分を加算した振幅に設定されるとよい。図８に、６次の補正値成分の振幅Ａ６の設定例を示す。回転速度Ｎが増加するに従って、６次の補正値成分の振幅Ａ６が次第に増加されている。６次振幅設定データには、図８のデータが予め設定される。このように、回転速度Ｎが増加するに従って、各次数の補正値成分の振幅Ａｎが次第に増加される。図８の例のように、全ての回転速度の領域でなく、一部の予め設定された回転速度の領域において、回転速度Ｎが増加するに従って、各次数の補正値成分の振幅Ａｎが次第に増加されてもよい。一方、特許文献２では、特許文献２の図９に示されているように、回転速度がＳ１よりも小さい領域では、リップル補正波の振幅に比例する速度係数が一定値に設定されており、回転速度がＳ１よりも大きい領域では、回転速度が増加するに従って、リップル補正波の振幅が低下するように速度係数が次第に減少されている。よって、特許文献２には、いずれの回転速度の領域においても、本願のように、回転速度が増加するに従って、リップル補正波の振幅が次第に増加するように設定されていない。

なお、高回転速度の領域では、リプル成分が、動力伝達機構で減衰される等の理由で、問題にならない場合がある。そのため、所定の回転速度（例えば、定格回転速度の１／２０倍）よりも大きい回転速度の領域では、回転速度Ｎが増加するに従って、各次数の補正値成分の振幅が０まで次第に減少されてもよい。

上記の各次数の補正値成分の位相αｎ及び振幅Ａｎの設定例では、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏが正の値である場合について示されていたが、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏの一方又は双方が負の値である場合についても、同様に、位相αｎ及び振幅Ａｎが、実機検証結果及び解析結果により予め設定される。また、回転速度Ｎが負の値である場合は、回転速度Ｎが正の値である場合の位相αｎ及び振幅Ａｎの設定値が、回転速度Ｎの正負を入れ替えて用いられてもよい。正回転、正トルクの場合だけでなく、逆回転、負トルクの場合でも、各次数のリプル成分を低減するように各次数の補正値成分の位相αｎ及び振幅Ａｎが設定される。

＜転用例＞
複数の次数として、３つ以外の次数（例えば、２つ、又は４つ以上の次数）の補正値成分ΔＴｏｃｎが算出され、合計値がトルク補正値ΔＴｏｃとして算出されてもよい。また、６次、１２次、１８次以外の自然数の次数が設定されてもよい。また、１つの次数の補正値成分ΔＴｏｃｎが算出され、トルク補正値ΔＴｏｃとして算出されてもよい。

ステータに３相以外の複数相（例えば、２相、４相）の巻線が設けられてもよい。

また、ステータに複数組（例えば２組）の３相の巻線が設けられ、各組の３相の巻線に対応してインバータ及び制御装置の各部が設けられ、複数組の巻線に、分散又は集中して、トルク補正値ΔＴｏｃのトルクを出力させてもよい。

回転機１は、永久磁石式の同期回転機だけでなく、電磁石式の同期回転機とされてもよく、ロータにかご型の電気導電体が設けられた誘導機とされてもよい。

回転機１は、電気車両又はハイブリッド車両の車輪の駆動力源だけでなく、各種の駆動力源とされてもよい。

２．実施の形態２
実施の形態２に係る制御装置３０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回転機１及び制御装置３０の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、回転速度Ｎに加えてトルク指令値Ｔｏに基づいてトルク補正値ΔＴｏｃの位相αを変化させる点が実施の形態１と異なる。

本実施の形態では、トルク補正値算出部３３は、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏに基づいて、回転角度θに対するトルク補正値ΔＴｏｃの位相αを変化させる。

例を用いて後述するように、発明者は、トルクのリプル成分の位相が、回転速度Ｎに加えてトルクに応じて変化することを発見した。上記の構成によれば、回転速度Ｎに加えてトルク指令値Ｔｏに基づいて、トルク補正値ΔＴｏｃの位相αを変化させるので、位相を合わせて、リプル成分を精度よく低減することができる。

トルク補正値ΔＴｏｃにより回転機１から出力されるトルク成分の位相が、リプル成分の位相の逆位相に一致又は近くなるように、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏに基づいてトルク補正値ΔＴｏｃの位相αが変化される。

本実施の形態では、トルク補正値算出部３３は、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏに基づいて、トルク補正値ΔＴｏｃの振幅Ａを変化させる。

例を用いて後述するように、発明者は、トルクのリプル成分の振幅が、回転速度Ｎに加えてトルクに応じて変化することを発見した。上記の構成によれば、回転速度Ｎに加えてトルク指令値Ｔｏに基づいて、トルク補正値ΔＴｏｃの振幅Ａを変化させるので、振幅を合わせて、リプル成分を精度よく低減することができる。

トルク補正値ΔＴｏｃにより回転電機から出力されるトルク成分の振幅が、リプル成分の振幅に一致又は近くなるように、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏに基づいてトルク補正値ΔＴｏｃの振幅Ａが変化される。

＜複数の次数の補正値成分の合計＞
トルク補正値算出部３３は、トルク補正値ΔＴｏｃとして、電気角でのロータの回転角周波数ωを自然数倍した複数の次数ｎの角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎを合計した値を算出する。そして、トルク補正値算出部３３は、複数の次数ｎのそれぞれについて、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏに基づいて、回転角度θに対する補正値成分ΔＴｏｃｎの位相αｎを変化させる。

トルクに複数の次数の角周波数のリプル成分が含まれる場合は、各次数ｎによって、リプル成分の発生挙動が異なり、回転角度θに対する各次数の角周波数ωｎのリプル成分の位相αが異なる。上記の構成によれば、各次数ｎについて、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏに基づいて、各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎの位相αｎを変化させることで、各次数の角周波数ωｎのリプル成分を精度よく低減することができる。

各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎにより回転機１から出力される各次数の角周波数ωｎのトルク成分の位相が、各次数の角周波数ωｎのリプル成分の位相の逆位相に一致又は近くなるように、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏに基づいて、各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎの位相αｎが変化される。

また、トルク補正値算出部３３は、複数の次数ｎのそれぞれについて、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏに基づいて、補正値成分ΔＴｏｃｎの振幅Ａｎを変化させる。

各次数ｎによって、リプル成分の発生挙動が異なり、各次数の角周波数ωｎのリプル成分の振幅が異なる。上記の構成によれば、各次数ｎについて、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏに基づいて、補正値成分ΔＴｏｃｎの振幅Ａｎを変化させることで、各次数の角周波数ωｎのリプル成分を精度よく低減することができる。

各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎにより回転機１から出力される各次数の角周波数ωｎのトルク成分の振幅が、各次数の角周波数ωｎのリプル成分の振幅に一致又は近くなるように、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏに基づいて、各次数の角周波数ωｎの補正値成分ΔＴｏｃｎの振幅Ａｎが変化される。

＜３つの次数の例＞
実施の形態１と同様に、複数の次数ｎは、ｎ＝６の６次、ｎ＝１２の１２次、及びｎ＝１８の１８次の３つの次数に設定されている。そして、トルク補正値算出部３３は、式（２）のように、６次の角周波数ω６の補正値成分ΔＴｏｃ６、１２次の角周波数ω１２の補正値成分ΔＴｏｃ１２、及び１８次の角周波数ω１８の補正値成分ΔＴｏｃ１８を算出し、それらを合計した値を、トルク補正値ΔＴｏｃとして算出する。

図９に示すように、トルク補正値算出部３３は、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６を算出する６次成分演算部３３１、１２次の補正値成分ΔＴｏｃ１２を算出する１２次成分演算部３３２、１８次の補正値成分ΔＴｏｃ１８を算出する１８次成分演算部３３３、及び複数の次数の補正値成分を合計してトルク補正値ΔＴｏｃを算出する合計補正値演算部３３４を備えている。

＜６次成分演算部３３１＞
６次成分演算部３３１は、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６を算出する。６次成分演算部３３１は、電気角での回転角度θに６を乗算して、回転角度の６倍値６×θを算出する。６次成分演算部３３１は、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏと回転角度θに対する６次の補正値成分の位相α６との関係が予め設定された６次位相設定データを参照し、現在の回転速度Ｎ及び現在のトルク指令値Ｔｏに対応する６次の補正値成分の位相α６を算出する。６次位相設定データは、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏと位相α６との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

６次成分演算部３３１は、回転角度の６倍値６×θに、６次の補正値成分の位相α６を加算した値を、６次の角度θ６として算出する。そして、６次成分演算部３３１は、６次の角度θ６の正弦関数の値ｓｉｎ（θ６）を算出する。正弦関数の代わりに、余弦関数が用いられてもよい。或いは、入力角度が２π［ｒａｄ］変化する周期が１周期として設定された任意の周期関数が用いられてもよい。周期関数は、入力角度と出力値との関係が予め設定されたマップデータであってもよい。

６次成分演算部３３１は、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏと６次の補正値成分の振幅Ａ６との関係が予め設定された６次振幅設定データを参照し、現在の回転速度Ｎ及び現在のトルク指令値Ｔｏに対応する６次の補正値成分の振幅Ａ６を算出する。６次振幅設定データは、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏと振幅Ａ６との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

そして、６次成分演算部３３１は、６次の角度θ６の正弦関数の値ｓｉｎ（θ６）に、６次の補正値成分の振幅Ａ６を乗算した値を、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６として算出する。

＜１２次成分演算部３３２＞
１２次成分演算部３３２は、１２次の補正値成分ΔＴｏｃ１２を算出する。１２次成分演算部３３２は、電気角での回転角度θに１２を乗算して、回転角度の１２倍値１２×θを算出する。１２次成分演算部３３２は、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏと回転角度θに対する１２次の補正値成分の位相α１２との関係が予め設定された１２次位相設定データを参照し、現在の回転速度Ｎ及び現在のトルク指令値Ｔｏに対応する１２次の補正値成分の位相α１２を算出する。１２次位相設定データは、回転速度Ｎ及びトルク指令値と位相α１２との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

１２次成分演算部３３２は、回転角度の１２倍値１２×θに、１２次の補正値成分の位相α１２を加算した値を、１２次の角度θ１２として算出する。そして、１２次成分演算部３３２は、１２次の角度θ１２の正弦関数の値ｓｉｎ（θ１２）を算出する。６次と同様に、正弦関数の代わりに、余弦関数、又は任意の周期関数が用いられてもよい。

１２次成分演算部３３２は、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏと１２次の補正値成分の振幅Ａ１２との関係が予め設定された１２次振幅設定データを参照し、現在の回転速度Ｎ及び現在のトルク指令値Ｔｏに対応する１２次の補正値成分の振幅Ａ１２を算出する。１２次振幅設定データは、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏと振幅Ａ１２との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

そして、１２次成分演算部３３２は、１２次の角度θ１２の正弦関数の値ｓｉｎ（θ１２）に、１２次の補正値成分の振幅Ａ１２を乗算した値を、１２次の補正値成分ΔＴｏｃ１２として算出する。

＜１８次成分演算部３３３＞
１８次成分演算部３３３は、１８次の補正値成分ΔＴｏｃ１８を算出する。１８次成分演算部３３３は、電気角での回転角度θに１８を乗算して、回転角度の１８倍値１８×θを算出する。１８次成分演算部３３３は、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏと回転角度θに対する１８次の補正値成分の位相α１８との関係が予め設定された１８次位相設定データを参照し、現在の回転速度Ｎ及び現在のトルク指令値に対応する１８次の補正値成分の位相α１８を算出する。１８次位相設定データは、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏと位相α１８との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

１８次成分演算部３３３は、回転角度の１８倍値１８×θに、１８次の補正値成分の位相α１８を加算した値を、１８次の角度θ１８として算出する。そして、１８次成分演算部３３３は、１８次の角度θ１８の正弦関数の値ｓｉｎ（θ１８）を算出する。６次と同様に、正弦関数の代わりに、余弦関数、又は任意の周期関数が用いられてもよい。

１８次成分演算部３３３は、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏと１８次の補正値成分の振幅Ａ１８との関係が予め設定された１８次振幅設定データを参照し、現在の回転速度Ｎ及び現在のトルク指令値Ｔｏに対応する１８次の補正値成分の振幅Ａ１８を算出する。１８次振幅設定データは、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏと振幅Ａ１８との関係が予め設定されたマップデータであってもよく、多項式などの関数であってもよい。

そして、１８次成分演算部３３３は、１８次の角度θ１８の正弦関数の値ｓｉｎ（θ１８）に、１８次の補正値成分の振幅Ａ１８を乗算した値を、１８次の補正値成分ΔＴｏｃ１８として算出する。

合計補正値演算部３３４は、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６、１２次の補正値成分ΔＴｏｃ１２、及び１８次の補正値成分ΔＴｏｃ１８を合計した値を、トルク補正値ΔＴｏｃとして算出する。

＜位相、振幅の設定例＞
図１０に、回転機１のトルクから抽出した６次の角周波数のリプル成分の波形を示す。図１０には、第１トルク指令値Ｔｏ１の条件における６次のリプル成分を中抜き線で示し、第１トルク指令値Ｔｏ１よりも高い第２トルク指令値Ｔｏ２の条件における６次のリプル成分を破線で示す。なお、第１トルク指令値Ｔｏ１の条件と第２トルク指令値Ｔｏ２の条件とは、同じ回転速度である。横軸は、電気角での回転角度θ［ｄｅｇ］であり、縦軸は、リプル成分である。図１０の例に示すように、トルクが異なると、６次のリプル成分の位相及び振幅が異なり、トルクが大きくなると、６次のリプル成分の位相が遅れ、振幅が大きくなっている。

図１１に、第１トルク指令値Ｔｏ１の条件及び第２トルク指令値Ｔｏ２の条件のそれぞれにおける６次の補正値成分の位相α６の設定例を示す。第１トルク指令値Ｔｏ１の６次の補正値成分の位相α６を中抜き線で示し、第２トルク指令値Ｔｏ２の６次の補正値成分の位相α６を破線で示す。図１１に示す６次の補正値成分の位相α６は、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６により回転機１から出力される６次のトルク成分の位相が、６次のリプル成分の位相の逆位相に一致又は近くなるように、各回転速度及び各トルクにおいて実機検証結果及び解析結果により予め設定されている。図１１に示すように、各回転速度において、トルクが大きい方が、６次の補正値成分の位相α６の進み度合いが小さくなっている。

このように、各回転速度において、トルク指令値Ｔｏが増加するに従って、各次数の補正値成分の位相αｎの進み度合いが次第に減少される。全てのトルク指令値Ｔｏの領域でなく、一部の予め設定されたトルク指令値Ｔｏの領域において、トルク指令値Ｔｏが増加するに従って、各次数の補正値成分の位相αｎの進み度合いが次第に減少されてもよい。

図１２に、第１トルク指令値Ｔｏ１の条件及び第２トルク指令値Ｔｏ２の条件のそれぞれにおける６次の補正値成分の振幅Ａ６の設定例を示す。第１トルク指令値Ｔｏ１の６次の補正値成分の振幅Ａ６を中抜き線で示し、第２トルク指令値Ｔｏ２の６次の補正値成分の振幅Ａ６を破線で示す。図１２に示す６次の補正値成分の振幅Ａ６は、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６により回転機１から出力される６次のトルク成分の振幅が、６次のリプル成分の振幅に一致又は近くなるように、各回転速度及び各トルクにおいて実機検証結果及び解析結果により予め設定されている。図１２に示すように、各回転速度において、トルクが大きい方が、６次の補正値成分の振幅Ａ６が大きくなっている。

このように、各回転速度において、トルク指令値Ｔｏが増加するに従って、各次数の補正値成分の振幅Ａｎが次第に増加される。全てのトルク指令値Ｔｏの領域でなく、一部の予め設定されたトルク指令値Ｔｏの領域において、トルク指令値Ｔｏが増加するに従って、各次数の補正値成分の振幅Ａｎが次第に増加されてもよい。

上記の各次数の補正値成分の位相αｎ及び振幅Ａｎの設定例では、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏが正の値である場合について示されていたが、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏの一方又は双方が負の値である場合についても、同様に、位相αｎ及び振幅Ａｎが、実機検証結果及び解析結果により予め設定される。また、回転速度Ｎが負の値である場合は、回転速度Ｎが正の値である場合の位相αｎ及び振幅Ａｎの設定値が、回転速度Ｎ及びトルク指令値Ｔｏの正負を入れ替えて用いられてもよい。正回転、正トルクの場合だけでなく、逆回転、負トルクの場合でも、各次数のリプル成分を低減するように各次数の補正値成分の位相αｎ及び振幅Ａｎが設定される。

＜転用例＞
位相αｎ及び振幅Ａｎを設定する際に用いられるトルク指令値Ｔｏの代わりに、トルクに相関する値（トルク相関値と称す）が用いられてもよい。例えば、トルク相関値として、補正後のトルク指令値Ｔｏｃが用いられてもよいし、巻線電流値が用いられてもよい。

３．実施の形態３
実施の形態３に係る制御装置３０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回転機１及び制御装置３０の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、回転機１の回転方向に応じて、リプル成分の傾向が異なる点が実施の形態１と異なる。

図１３に、本実施の形態に係るロータ７を軸心に直交する平面で切断した断面図を示す。ロータ７には、周方向に複数の磁極８を形成する複数の永久磁石９が埋め込まれている。本実施の形態では、各磁極８において、単数又は複数の永久磁石９が周方向に非対称に配置されている。また、各磁極８には、周方向に非対称のスリット１０が設けられている。そのため、回転機１の回転方向に応じて、トルクの出力特性及びリプル成分の出力特性が異なる。本実施の形態では、回転速度が正の値（正回転）である場合の方が、回転速度が負の値（逆回転）である場合よりも、トルクが大きくなるように、永久磁石９が周方向に非対称に配置されている。

本実施の形態では、トルク補正値算出部３３は、ロータの回転方向に応じて、回転速度の変化に対するトルク補正値ΔＴｏｃの位相αの変化の傾向を異ならせる。

この構成によれば、ロータの回転方向に応じてトルク及びリップル成分の出力特性が変化する場合に、ロータの回転方向に応じて、回転速度の変化に対するトルク補正値ΔＴｏｃの位相αの変化の傾向を異ならせて、回転方向に関わらず、リプル成分を適切に低減することができる。

また、トルク補正値算出部３３は、ロータの回転方向に応じて、回転速度の変化に対するトルク補正値ΔＴｏｃの振幅Ａの変化の傾向を異ならせる。

この構成によれば、ロータの回転方向に応じて、回転速度の変化に対するトルク補正値ΔＴｏｃの振幅Ａの変化の傾向を異ならせて、回転方向に関わらず、リプル成分を適切に低減することができる。

トルク補正値算出部３３は、複数の次数ｎのそれぞれについて、ロータの回転方向に応じて、回転速度の変化に対する補正値成分ΔＴｏｃｎの位相αｎの変化の傾向を異ならせる。また、トルク補正値算出部３３は、複数の次数ｎのそれぞれについて、ロータの回転方向に応じて、回転速度の変化に対する補正値成分ΔＴｏｃｎの振幅Ａｎの変化の傾向を異ならせる。

図１４に、第１トルク指令値Ｔｏ１の条件及び、第１トルク指令値Ｔｏ１よりも大きい第２トルク指令値Ｔｏ２の条件のそれぞれにおける６次の補正値成分の位相α６の設定例を示す。第１トルク指令値Ｔｏ１の６次の補正値成分の位相α６を中抜き線で示し、第２トルク指令値Ｔｏ２の６次の補正値成分の位相α６を破線で示す。図１４に示す６次の補正値成分の位相α６は、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６により回転機１から出力される６次のトルク成分の位相が、６次のリプル成分の位相の逆位相に一致又は近くなるように、各回転速度及び各トルクにおいて実機検証結果及び解析結果により予め設定されている。図１４に示すように、回転速度の正負に応じて、回転速度の絶対値の変化に対する、６次の補正値成分の位相α６の進み度合いの変化の傾向が異なっている。

図１５に、第１トルク指令値Ｔｏ１の条件及び第２トルク指令値Ｔｏ２の条件のそれぞれにおける６次の補正値成分の振幅Ａ６の設定例を示す。第１トルク指令値Ｔｏ１の６次の補正値成分の振幅Ａ６を中抜き線で示し、第２トルク指令値Ｔｏ２の６次の補正値成分の振幅Ａ６を破線で示す。図１５に示す６次の補正値成分の振幅Ａ６は、６次の補正値成分ΔＴｏｃ６により回転機１から出力される６次のトルク成分の振幅が、６次のリプル成分の振幅に一致又は近くなるように、各回転速度及び各トルクにおいて実機検証結果及び解析結果により予め設定されている。図１５に示すように、回転速度の正負に応じて、回転速度の絶対値の変化に対する、６次の補正値成分の振幅Ａ６の変化の傾向が異なっている。

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 回転機、３０ 回転機の制御装置、３１ 回転検出部、３２ 電流検出部、３３ トルク補正値算出部、３４ トルク指令値算出部、３５ 電圧印加部、Ａ トルク補正値の振幅、Ａｎ 各次数の補正値成分の振幅、Ｎ 回転速度、Ｔｏ トルク指令値、Ｔｏｃ 補正後のトルク指令値、ｎ 次数、ΔＴｏｃ トルク補正値、ΔＴｏｃｎ 各次数の補正値成分、α 回転角度に対するトルク補正値の位相、αｎ 各次数の回転角度に対する補正値成分の位相、θ 回転角度

Claims (9)

1. 複数相の巻線が設けられたステータと、ロータとを有する回転機を制御する回転機の制御装置であって、
   前記ロータの回転角度及び回転速度を検出する回転検出部と、
   前記回転機のトルクに生じるリプル成分を低減するためのトルク補正値を算出するトルク補正値算出部と、
   トルク指令値を前記トルク補正値で補正して、補正後のトルク指令値を算出するトルク指令値算出部と、
   前記補正後のトルク指令値に基づいて、前記複数相の巻線に電圧を印加する電圧印加部と、を備え、
   前記ロータには、周方向に複数の磁極を形成する複数の永久磁石が埋め込まれ、各前記磁極において、単数又は複数の前記永久磁石が周方向に非対称に配置され、
   前記トルク補正値算出部は、前記回転角度に応じて前記トルク補正値を周期的に変化させると共に、前記回転速度に基づいて、前記回転角度に対する前記トルク補正値の位相及び振幅の一方又は双方を変化させ、前記ロータの回転方向に応じて、前記回転速度の変化に対する前記トルク補正値の位相及び振幅の一方又は双方の変化の傾向を異ならせる回転機の制御装置。
2. 前記トルク補正値算出部は、前記回転速度及びトルクに相関するトルク相関値に基づいて、前記トルク補正値の位相を変化させる請求項１に記載の回転機の制御装置。
3. 前記トルク補正値算出部は、前記回転速度及びトルクに相関するトルク相関値に基づいて、前記トルク補正値の振幅を変化させる請求項１又は２に記載の回転機の制御装置。
4. 前記トルク補正値算出部は、予め設定された回転速度の領域において、前記回転速度が増加するに従って、前記トルク補正値の位相の進み度合いを次第に増加させる請求項１から３のいずれか一項に記載の回転機の制御装置。
5. 前記トルク補正値算出部は、予め設定された回転速度の領域において、前記回転速度が増加するに従って、前記トルク補正値の振幅を次第に増加させる請求項１から４のいずれか一項に記載の回転機の制御装置。
6. 前記トルク補正値算出部は、前記トルク補正値として、電気角での前記ロータの回転角周波数を自然数倍した複数の次数の角周波数の補正値成分を合計した値を算出し、
   前記複数の次数のそれぞれについて、前記回転速度に基づいて、前記回転角度に対する前記補正値成分の位相を変化させる請求項１から５のいずれか一項に記載の回転機の制御装置。
7. 前記トルク補正値算出部は、前記複数の次数のそれぞれについて、前記回転速度及びトルクに相関するトルク相関値に基づいて、前記補正値成分の位相を変化させる請求項６に記載の回転機の制御装置。
8. 前記トルク補正値算出部は、前記複数の次数のそれぞれについて、前記回転速度に基づいて、前記補正値成分の振幅を変化させる請求項６又は７に記載の回転機の制御装置。
9. 前記トルク補正値算出部は、前記複数の次数のそれぞれについて、前記回転速度及びトルクに相関するトルク相関値に基づいて、前記補正値成分の振幅を変化させる請求項６から８のいずれか一項に記載の回転機の制御装置。

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