JPWO2019017231A1 - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

モータ制御装置は、電機子電流指令値と、その電機子電流指令値においてモータトルクが最大となる電流位相角指令値との組合せに対して、リラクタンストルク利用モータから発生するモータトルクを記憶したテーブルと、リラクタンストルク利用モータに発生させるべきモータトルクの指令値であるモータトルク指令値を設定する第１設定部と、第１設定部によって設定されたモータトルク指令値に応じたモータトルクをリラクタンストルク利用モータから発生させるための電機子電流指令値および電流位相角指令値を、テーブルに基づいて設定する第２設定部とを含む。

Description

この発明は、リラクタンストルクを利用してロータを回転させるモータ（以下、「リラクタンストルク利用モータ」という場合がある）を制御するモータ制御装置に関する。リラクタンストルク利用モータには、リラクタンストルクのみを利用してロータを回転させるリラクタンスモータの他、リラクタンストルクと磁石トルクとを利用してロータを回転させるモータも含まれる。

リラクタンストルクのみを利用して、ロータを回転させるリラクタンスモータが知られている。リラクタンスモータには、ステータおよびロータが突極部を有するスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲＭ：Switched Reluctance Motor）と、ステータがブラシレスモータと同様の構造のシンクロナスリラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ：Synchronous Reluctance Motor）とがある。

シンクロナスリラクタンスモータは、ステータおよびロータのうち、ロータのみに突極部を有している。シンクロナスリラクタンスモータでは、ロータの突極部により、磁束の流れやすい突極部の方向（以下、「ｄ軸方向」という）と磁束が流れにくい非突極部の方向（以下、「ｑ軸方向」という）とがある。このため、ｄ軸方向のインダクタンス（以下、「ｄ軸インダクタンスＬ_ｄ」という）とｑ軸方向のインダクタンス（以下、「ｑ軸インダクタンスＬ_ｑ」という）の差（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）によりリラクタンストルクが発生し、このリラクタンストルクによってロータが回転する。

特許文献１の図９には、シンクロナスリラクタンスモータをブラシレスモータと同様なベクトル制御によって制御する方法が開示されている。具体的には、シンクロナスリラクタンスモータに発生させるべきモータトルクに対応した電機子電流指令値と、電機子電流指令値に応じた電流位相角指令値とが設定される。設定された電機子電流指令値および電流位相角指令値に基づいて、ｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値が演算される。そして、ｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値に基づいて、シンクロナスリラクタンスモータが電流フィードバック制御される。

特開2015-23635号公報

長谷川 勝（中部大学）、道木 慎二（名古屋大学）、佐竹 明善（オークマ）、王 道洪（岐阜大学）、「永久磁石電動機・リラクタンスモータの駆動回路技術とドライブ制御技術 −６．リラクタンスモータ制御技術− 」、平成１６年電気学会産業応用部門大会論文集、Ｉ−１１９〜Ｉ−１２４（２００４）

シンクロナスリラクタンスモータでは、電機子電流指令値および電流位相角指令値が所定値に保持されていても、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄとｑ軸インダクタンスＬ_ｑとの差（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）が変化すると、モータトルクが変化する（後述する式(4)参照）。シンクロナスリラクタンスモータでは、電機子電流値やロータ回転角によって、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄとｑ軸インダクタンスＬ_ｑとの差（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）が変化する。このため、特許文献１に記載のシンクロナスリラクタンスモータの制御方法では、効率的にトルク制御するのが難しいという問題がある。

この発明の目的は、リラクタンストルク利用モータを高効率で制御することができるモータ制御装置を提供することである。

この発明の一実施形態に係るモータ制御装置は、リラクタンストルク利用モータ（１８）を制御する制御装置（３１）であって、電機子電流指令値と、その電機子電流指令値においてモータトルクが最大となる電流位相角指令値との組合せに対して、前記モータから発生するモータトルクを記憶したテーブル（６１，６２）と、前記モータに発生させるべきモータトルクの指令値であるモータトルク指令値を設定する第１設定部（４１）と、前記第１設定部によって設定されたモータトルク指令値に応じたモータトルクを前記モータから発生させるための電機子電流指令値および電流位相角指令値を、前記テーブルに基づいて設定する第２設定部（４２）とを含む。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。

この構成では、電機子電流に対するモータトルクの比が大きくなるため、シンクロナスリラクタンスモータを高効率で駆動することができる。

この発明の一実施形態では、前記モータのロータ回転角を検出する回転角検出手段（２５，５３）をさらに含み、前記テーブルは、電機子電流指令値と、その電機子電流指令値においてモータトルクが最大となる電流位相角指令値との組合せに対して、前記モータから発生するモータトルクをロータ回転角毎に記憶し、前記第２設定部は、前記回転角検出手段によって検出された検出ロータ回転角において、前記第１設定部によって設定されたモータトルク指令値に応じたモータトルクを前記モータから発生させるための電機子電流指令値および電流位相角指令値を、前記テーブルに基づいて設定する。

この構成では、回転角検出手段によって検出された検出ロータ回転角において、モータトルク指令値に応じたモータトルクを電動モータから発生させるための電機子電流指令値および電流位相角指令値が設定される。これにより、ロータ回転角によるトルク変動を抑制することができるようになる。

この発明の一実施形態では、前記テーブル（６１，６２）は、前記モータが第１回転方向に回転されるときに、電機子電流指令値と、その電機子電流指令値においてモータトルクが最大となる電流位相角指令値との組合せに対して、前記モータから発生するモータトルクをロータ回転角毎に記憶した第１テーブル（６１）と、前記モータが前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転されるときに、電機子電流指令値と、その電機子電流指令値においてモータトルクが最大となる電流位相角指令値との組合せに対して、前記モータから発生するモータトルクをロータ回転角毎に記憶した第２テーブル（６２）とを含む。そして、前記第２設定部は、前記モータトルク指令値のトルク方向が前記第１回転方向である場合には、前記検出ロータ回転角において前記モータトルク指令値に応じたモータトルクを前記モータから発生させるための電機子電流指令値および電流位相角指令値を、前記第１テーブルに基づいて設定し、前記モータトルク指令値のトルク方向が前記第２回転方向である場合には、前記検出ロータ回転角において前記モータトルク指令値に応じたモータトルクを前記モータから発生させるための電機子電流指令値および電流位相角指令値を、前記第２テーブルに基づいて設定するように構成されている。

この構成によれば、電動モータが第１回転方向に回転している場合に適用される第１テーブル（６１）と、電動モータが第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転している場合に適用される第２テーブル（６２）とを備えている。これにより、電動モータが第１回転方向に回転する場合と、電動モータが第２回転方向に回転する場合において、ロータ回転角に対するモータトルクの特性が異なる場合においても、各回転方向において、ロータ回転角に起因するトルク変動を適切に抑制できるようになる。

この発明の一実施形態では、前記テーブルからなるトルク変動低減用テーブル（６０）と、前記モータの回転速度毎に、最大モータトルクが得られる電機子電流指令値および電流位相角指令値の組み合わせを記憶した高出力テーブル（７０）とを含み、前記第２設定部は、前記モータの回転速度に応じて、前記トルク変動低減用テーブルおよび前記高出力テーブルのうちから一方を選択し、選択したテーブルを用いて、電機子電流指令値および電流位相角指令値を設定するように構成されている。

この発明の一実施形態では、前記モータは、２系統のステータコイル（１８Ａ，１８Ｂ）を備えたリラクタンストルク利用モータである。前記テーブルは、前記２系統を包括した包括的な電機子電流指令値と、その包括的な電機子電流指令値においてモータトルクが最大となる電流位相角指令値との組合せに対して、前記モータから発生するモータトルクを記憶している。前記第２設定部は、前記テーブルに基づいて設定された包括的な電機子電流指令値を前記各系統に分配するように構成されている。そして、前記分配された系統別の電機子電流指令値と、前記第２設定部によって設定された電流位相角指令値とに基づいて、各系統のステータコイルに供給する電流が制御される。

この発明の一実施形態では、前記制御装置は、２系統のステータコイルを備えたリラクタンストルク利用モータを制御する制御装置であり、前記第１設定部によって設定されたモータトルク指令値を、第１系統用のモータトルク指令値と第２系統用のモータトルク指令値とに分配するトルク指令値分配部をさらに含む。前記テーブルは、第１系統用のテーブルおよび第２系統用のテーブルを含む。前記第２設定部は、前記第１系統用のテーブルおよび前記第１系統用のモータトルク指令値を用いて、第１系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値を設定する第１系統用指令値設定部と、前記第２系統用のテーブルおよび前記第２系統用のモータトルク指令値を用いて、第２系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値を設定する第２系統用指令値設定部とを含む。そして、前記第１系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値に基づいて、第１系統のステータコイルに供給される電流が制御され、前記第２系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値に基づいて、第２系統のステータコイルに供給される電流が制御される。

この発明の一実施形態では、前記第１系統用指令値設定部は、前記第２系統が異常である場合に、前記第１系統用のテーブルとは異なる第２系統異常時用テーブルを用いて、前記第１系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値を設定するように構成され、前記第２系統用指令値設定部は、前記第１系統が異常である場合に、前記第２系統用のテーブルとは異なる第１系統異常時用テーブルを用いて、前記第２系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値を設定するように構成されている。

本発明における上述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用された電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 電動モータの構成を説明するための図解図である。 図１のＥＣＵの電気的構成を示す概略図である。 検出操舵トルクＴ_ｈに対するモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊の設定例を示すグラフである。 あるシンクロナスリラクタンスモータに対して、複数の電機子電流Ｉ_ａ毎に取得した、電流位相角βに対するモータトルクＴ_ｍの特性データの一例を示すグラフである。 正転用テーブルの内容例の一部を示す模式図である。 ＥＣＵの第１変形例の電気的構成を示す概略図である。 高出力テーブルに含まれる正転用テーブルの内容例の一部を示す模式図である。 電流指令値設定部の動作を説明するためのフローチャートである。 ＥＣＵの第２変形例の電気的構成を示す概略図である。 各系統の電流フィードバック制御部の構成を示す概略図である。 包括的指令値設定テーブルに含まれる正転用テーブルの内容例の一部を示す模式図である。 ＥＣＵの第３変形例の電気的構成を示す概略図である。 第１系統用の正常時用テーブルに含まれる正転用テーブルの内容例の一部を示す模式図である。 第２系統用の正常時用テーブルに含まれる正転用テーブルの内容例の一部を示す模式図である。

図１は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置が適用された電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。

電動パワーステアリング装置１は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール２と、このステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構５とを備えている。ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して機械的に連結されている。

ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して相対回転可能に連結されている。

ステアリングシャフト６の周囲には、トルクセンサ１１が設けられている。トルクセンサ１１は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に与えられた操舵トルクＴ_ｈを検出する。トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクＴ_ｈは、ＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）１２に入力される。

転舵機構４は、ピニオン軸１３と、転舵軸としてのラック軸１４とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５およびナックルアーム（図示略）を介して転舵輪３が連結されている。ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３の先端には、ピニオン１６が連結されている。

ラック軸１４は、車両の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸１４の軸方向の中間部には、ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることによって、転舵輪３を転舵することができる。

ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して、ピニオン軸１３に伝達される。そして、ピニオン軸１３の回転は、ピニオン１６およびラック１７によって、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。

操舵補助機構５は、操舵補助用の電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを転舵機構４に伝達するための減速機１９とを含む。電動モータ１８は、この実施形態では、シンクロナスリラクタンスモータからなる。減速機１９は、ウォームギヤ２０と、このウォームギヤ２０と噛み合うウォームホイール２１とを含むウォームギヤ機構からなる。減速機１９はギヤハウジング２２内に収容されている。

ウォームギヤ２０は、電動モータ１８によって回転駆動される。ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト６に一体回転可能に連結されている。ウォームホイール２１は、ウォームギヤ２０によって回転駆動される。

電動モータ１８によってウォームギヤ２０が回転駆動されると、ウォームホイール２１が回転駆動され、ステアリングシャフト６が回転する。そして、ステアリングシャフト６の回転は、中間軸７を介してピニオン軸１３に伝達される。ピニオン軸１３の回転は、ラックアンドピニオン機構により、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。すなわち、電動モータ１８によってウォームギヤ２０を回転駆動することによって、電動モータ１８による操舵補助が可能となっている。

電動モータ１８のロータの回転角（以下、「ロータ回転角」という）は、レゾルバ等の回転角センサ２５によって検出される。回転角センサ２５の出力信号は、ＥＣＵ１２に入力される。電動モータ１８は、モータ制御装置としてのＥＣＵ１２によって制御される。

図２は、電動モータ１８の構成を説明するための図解図である。

電動モータ１８は、前述したようにシンクロナスリラクタンスモータであり、図２に図解的に示すように、周方向に間隔をおいて配置された複数の突極部を有するロータ１００と、電機子巻線を有するステータ１０５とを備えている。電機子巻線は、Ｕ相のステータコイル１０１、Ｖ相のステータコイル１０２およびＷ相のステータコイル１０３が星型結線されることにより構成されている。

各相のステータコイル１０１，１０２，１０３の方向にＵ軸、Ｖ軸およびＷ軸をとった三相固定座標（ＵＶＷ座標系）が定義される。また、ロータ１００の回転中心側から外周部へ磁束の流れやすい突極部の方向にｄ軸方向をとり、ロータ１００の回転中心側から外周部へ磁束が流れにくい非突極部の方向にｑ軸方向をとった二相回転座標系（ｄｑ座標系。実回転座標系）が定義される。ｄｑ座標系は、ロータ１００の回転角（ロータ回転角）θに従う実回転座標系である。

ロータ回転角（電気角）θは、この実施形態では、Ｕ軸から、隣接する２つの突極部（ｄ軸）のうちの基準となる一方の突極部（ｄ軸）までの反時計回りの回転角として定義される。基準となる前記一方の突極部の方向を＋ｄ軸方向といい、それに隣接する他方の突極部の方向を−ｄ軸方向ということにする。＋ｄ軸に対して電気角で＋９０度回転した軸を＋ｑ軸といい、＋ｄ軸に対して電気角で−９０度回転した軸を−ｑ軸ということにする。ロータ１００（突極部）に生じる磁極（Ｎ極およびＳ極）は、ｄｑ座標系における電流ベクトルＩ_ａの方向によって決定される。この実施形態では、電動モータ１８の正転方向は、図２におけるロータ１００の反時計方向（ＣＣＷ）に対応し、電動モータ１８の逆転方向は、図２におけるロータ１００の時計方向（ＣＷ）に対応するものとする。

ロータ回転角θを用いることによって、ＵＶＷ座標系とｄｑ座標系との間での座標変換が行われる（たとえば、特開２００９−１３７３２３号公報の式（１），（２）参照）。

この明細書では、電機子巻線に流れる電流を、「電機子電流」または「モータ電流」ということにする。ｄｑ座標系における電流ベクトルＩ_ａは、電機子巻線に流れる電流のベクトル（電機子電流ベクトル）である。βは電流位相角であり、電機子電流ベクトルＩ_ａとｄ軸との位相差である。ｉ_ｄはｄ軸電流であり、ｉ_ｄ＝Ｉ_ａ・cosβで表される。ｉ_ｑは、ｑ軸電流であり、ｉ_ｑ＝Ｉ_ａ・sinβで表される。

図３は、図１のＥＣＵ１２の電気的構成を示す概略図である。

ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータ３１と、このマイクロコンピュータ３１によって制御され、電動モータ１８に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）３２と、電動モータ１８に流れるＵ相電流、Ｖ相電流およびＷ相電流を検出するための電流センサ３３，３４，３５とを備えている。

マイクロコンピュータ３１は、ＣＰＵおよびメモリを備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。メモリは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ４０などを含む。複数の機能処理部には、トルク指令値設定部４１と、電流指令値設定部４２と、電流ベクトル演算部４３と、ｄ軸電流偏差演算部４４と、ｑ軸電流偏差演算部４５と、ｄ軸ＰＩ（比例積分）制御部４６と、ｑ軸ＰＩ（比例積分）制御部４７と、電圧制限部４８と、二相／三相座標変換部４９と、ＰＷＭ制御部５０と、電流検出部５１と、三相／二相座標変換部５２と、回転角演算部５３とが含まれる。

回転角演算部５３は、回転角センサ２５の出力信号に基づいて、電動モータ１８のロータの回転角（ロータ回転角θ）を演算する。回転角演算部５３によって演算されたロータ回転角θは、電流指令値設定部４２および座標変換部４９，５２に与えられる。

電流検出部５１は、電流センサ３３，３４，３５の出力信号に基づいて、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の相電流ｉ_Ｕ，ｉ_Ｖ，ｉ_Ｗ（以下、総称するときには「三相検出電流ｉ_Ｕ，ｉ_Ｖ，ｉ_Ｗ」という）を検出する。

トルク指令値設定部４１は、電動モータ１８によって発生させるべきモータトルクの指令値であるモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊を設定する。具体的には、トルク指令値設定部４１は、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルク（検出操舵トルクＴ_ｈ）に基づいて、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊を設定する。検出操舵トルクＴ_ｈに対するモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊の設定例は、図４に示されている。検出操舵トルクＴ_ｈは、たとえば左方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、右方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。電動モータ１８の左方向への操舵を補助するためのモータトルクの方向は、電動モータ１８の正転方向に対応し、右方向への操舵を補助するためのモータトルクの方向は、電動モータ１８の逆転方向に対応するものとする。モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊は、電動モータ１８から左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータ１８から右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。

モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊は、検出操舵トルクＴ_ｈの正の値に対しては正をとり、検出操舵トルクＴ_ｈの負の値に対しては負の値をとる。検出操舵トルクＴ_ｈが零のときには、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊は零とされる。そして、検出操舵トルクＴ_ｈの絶対値が大きくなるほど、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊の絶対値は大きな値とされる。これにより、検出操舵トルクＴ_ｈの絶対値が大きくなるほど、操舵補助力を大きくすることができる。

トルク指令値設定部４１は、たとえば、図４に示されるような操舵トルクＴ_ｈとモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊との関係を記憶したマップまたはそれらの関係を表す演算式を用いて、操舵トルクＴ_ｈに応じたモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊を設定する。トルク指令値設定部４１によって設定されたモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊は、電流指令値設定部４２および電流ベクトル演算部４３に与えられる。

不揮発性メモリ４０には、正転（ＣＣＷ）用の電機子電流・電流位相角設定テーブル（以下、「正転用テーブル６１」という）と、逆転（ＣＷ）用の電機子電流・電流位相角設定テーブル（以下、「逆転用テーブル６２」という）とが記憶されている。これらのテーブル６１，６２の詳細については、後述する。

電流指令値設定部４２は、トルク指令値設定部４１から与えられたモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊と、回転角演算部５３から与えられたロータ回転角θと、正転用および逆転用テーブル６１，６２のうちモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊のトルク方向（符号）に応じたテーブルとに基づいて、電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊（Ｉ_ａ ^＊＞０）および電流位相角指令値β^＊（β^＊＞０）を設定する。電流指令値設定部４２の詳細については、後述する。

電流ベクトル演算部４３は、電流指令値設定部４２によって設定された電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊と、トルク指令値設定部４１から与えられたモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊の符号とに基づいて、ｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊およびｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊を演算する。具体的には、電流ベクトル演算部４３は、次式(1)に基づいて、ｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊を演算する。

ｉ_ｄ ^＊＝Ｉ_ａ ^＊・cosβ^＊ …(1)
また、電流ベクトル演算部４３は、次式（2a）または（2b）に基づいてｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊を演算する。

Ｔ_ｍ ^＊≧０である場合 ｉ_ｑ ^＊＝Ｉ_ａ ^＊・sinβ^＊ …(2a)
Ｔ_ｍ ^＊＜０である場合 ｉ_ｑ ^＊＝Ｉ_ａ ^＊・sin（−β^＊） …(2b)
ｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊およびｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊を総称して、「二相指示電流ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊」という場合がある。

電流検出部５１によって検出された三相検出電流ｉ_Ｕ，ｉ_Ｖ，ｉ_Ｗは、三相／二相座標変換部５２に与えられる。三相／二相座標変換部５２は、回転角演算部５３によって演算されたロータ回転角θを用いて、三相検出電流ｉ_Ｕ，ｉ_Ｖ，ｉ_Ｗを、ｄｑ座標上でのｄ軸電流ｉ_ｄおよびｑ軸電流ｉ_ｑ（以下、総称するときには「二相検出電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑ」という）に変換する。三相／二相座標変換部５２によって得られたｄ軸電流ｉ_ｄは、ｄ軸電流偏差演算部４４に与えられる。三相／二相座標変換部５２によって得られたｑ軸電流ｉ_ｑは、ｑ軸電流偏差演算部４５に与えられる。

ｄ軸電流偏差演算部４４は、ｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊に対するｄ軸電流ｉ_ｄの偏差Δｉ_ｄ（＝ｉ_ｄ ^＊−ｉ_ｄ）を演算する。ｄ軸ＰＩ制御部４６は、ｄ軸電流偏差演算部４４によって演算された電流偏差Δｉ_ｄに対してＰＩ（比例積分）演算を行うことにより、ｄ軸指示電圧ｖ_ｄ’^＊を演算する。このｄ軸指示電圧ｖ_ｄ’^＊は、電圧制限部４８に与えられる。

ｑ軸電流偏差演算部４５は、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊に対するｑ軸電流ｉ_ｑの偏差Δｉ_ｑ（＝ｉ_ｑ ^＊−ｉ_ｑ）を演算する。ｑ軸ＰＩ制御部４７は、ｑ軸電流偏差演算部４５によって演算された電流偏差Δｉ_ｑに対してＰＩ（比例積分）演算を行うことにより、ｑ軸指示電圧ｖ_ｑ’^＊を演算する。このｑ軸指示電圧ｖ_ｑ’^＊は、電圧制限部４８に与えられる。

電圧制限部４８は、電動モータ１８に発生する誘起電圧が電源電圧よりも高くなって、電動モータ１８に電流が流せなくなる状態（電圧飽和状態）となるのを回避するために設けられている。電圧制限部４８は、例えば、ｄ軸指示電圧ｖ_ｄ’^＊を予め設定されたｄ軸電圧指令最大値以下に制限するとともに、ｑ軸指示電圧ｖ_ｑ’^＊を予め設定されたｑ軸電圧指令最大値以下に制限する。電圧制限部４８による制限処理後のｄ軸指示電圧ｖ_ｄ ^＊およびｑ軸指示電圧ｖ_ｑ ^＊は、二相／三相座標変換部４９に与えられる。

二相／三相座標変換部４９は、回転角演算部５３によって演算されたロータ回転角θを用いて、ｄ軸指示電圧ｖ_ｄ ^＊およびｑ軸指示電圧ｖ_ｑ ^＊を、Ｕ相，Ｖ相およびＷ相の指示電圧ｖ_Ｕ ^＊，ｖ_Ｖ ^＊，ｖ_Ｗ ^＊に変換する。Ｕ相，Ｖ相およびＷ相の指示電圧ｖ_Ｕ ^＊，ｖ_Ｖ ^＊，ｖ_Ｗ ^＊を総称するときには「三相指示電圧ｖ_Ｕ ^＊，ｖ_Ｖ ^＊，ｖ_Ｗ ^＊」という。

ＰＷＭ制御部５０は、Ｕ相指示電圧ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ相指示電圧ｖ_Ｖ ^＊およびＷ相指示電圧ｖ_Ｗ ^＊にそれぞれ対応するデューティ比のＵ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号およびＷ相ＰＷＭ制御信号を生成し、駆動回路３２に供給する。

駆動回路３２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した三相インバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がＰＷＭ制御部５０から与えられるＰＷＭ制御信号によって制御されることにより、三相指示電圧ｖ_Ｕ ^＊，ｖ_Ｖ ^＊，ｖ_Ｗ ^＊に相当する電圧が電動モータ１８の各相のステータコイルに印加されることになる。

電流偏差演算部４４，４５およびＰＩ制御部４６，４７は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、電動モータ１８に流れるモータ電流（電機子電流）が、電流ベクトル演算部４３によって演算される二相指示電流ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊に近づくように制御される。

以下、正転用テーブル６１および逆転用テーブル６２と、電流指令値設定部４２とについて詳しく説明する。

電動モータ１８を高効率で駆動するためには、電機子電流に対するモータトルクの比が大きくなるように電動モータ１８を制御すればよい。

極対数がＰ_ｎであるシンクロナスリラクタンスモータにおけるモータトルクＴ_ｍは、次式(3)で表される。

Ｔ_ｍ＝Ｐ_ｎ・（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ・ｉ_ｑ …(3)
Ｌ_ｄはｄ軸インダクタンス［H］であり、Ｌ_ｑはｑ軸インダクタンス［H］である。また、ｉ_ｄはｄ軸電流［A］であり、ｉ_ｑはｑ軸電流［A］である。

電機子電流の大きさをＩ_ａとし、電流位相角をβとすると、ｉ_ｑ＝Ｉ_ａ・sinβ，ｉ_ｄ＝Ｉ_ａ・cosβとなるので、モータトルクＴ_ｍは、次式(4)で表される。なお、電流位相角βは、電機子電流ベクトルとｄ軸との位相差である。

Ｔ_ｍ＝（１／２）・Ｐ_ｎ・（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・Ｉ_ａ ^２sin２β …(4)
したがって、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄおよびｑ軸インダクタンスＬ_ｑが変動しなければ、電流位相角βが４５度のときにモータトルクＴ_ｍは最大となる。しかしながら、シンクロナスリラクタンスモータでは、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄおよびｑ軸インダクタンスＬ_ｑがロータコアおよびステータコアの磁気飽和の影響を受けて変動するため、モータトルクＴ_ｍは電流位相角βが４５度のときに必ずしも最大にならない。

図５は、あるシンクロナスリラクタンスモータにおいて、複数の電機子電流Ｉ_ａ毎に取得した、電流位相角βに対するモータトルクＴ_ｍの特性データを示すグラフである。図５の特性データは、前記非特許文献１に掲載のデータを転用したものである。ただし、図５では、横軸に電流位相角βをとり、縦軸にモータトルクＴ_ｍをとり、各電機子電流Ｉ_ａの電流位相角βに対するモータトルクＴ_ｍの特性を、それぞれ曲線で表している。

図５に示すように、電機子電流Ｉ_ａの大きさによって、モータトルクＴ_ｍが最大となる電流位相角βは異なる。図５の例では、電機子電流Ｉ_ａが大きくなるにつれて、モータトルクＴ_ｍが最大となる電流位相角βは大きくなっている。電動モータ１８を高効率で駆動するためには、電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊に対してモータトルクＴ_ｍが最大となる電流位相角βを、電流位相角βとして設定することが好ましい。

図６は、正転用テーブル６１の内容例の一部を示す模式図である。

正転用テーブル６１には、電動モータ１８が正転方向に回転されるときの、電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊と、その電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊においてモータトルクＴ_ｍが最大となる電流位相角指令値β^＊との組合せに対して、電動モータ１８から発生するモータトルクＴ_ｍ[Nm]がロータ回転角θ毎に記憶されている。

この例では、Ｎ個の電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊は、Ｉ_ａ ^＊ _１＜Ｉ_ａ ^＊ _２＜…Ｉ_ａ ^＊ _Ｎの関係を有する。Ｍ個のロータ回転角θは、モータトルクＴ_ｍの変化を表すのに十分な分解能となるよう、０degから３６０degまでを所定の角度刻みとなるように設定される。モータトルクＴ_ｍは、電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊が大きくなるほど、大きくなるように設定される。

このような正転用テーブル６１は、例えば次のようにして作成される。図３に示すようなモータ制御回路の電流ベクトル演算部４３に、所定の電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および所定の電流位相角指令値β^＊を与えるとともに、正転方向を表す符号を与えると、当該電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊、当該電流位相角指令値β^＊および当該符号に応じた二相指示電流ｉ_ｄ ^＊，ｉ_ｑ ^＊に基づいて、電動モータ１８が正転駆動される。電動モータ１８が正転駆動されている状態で、電動モータ１８から発生しているモータトルクＴ_ｍとロータ回転角θとを取得する。これにより、前記所定の電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊と前記所定の電流位相角指令値β^＊との組合せに対するロータ回転角θ毎のモータトルクＴ_ｍが得られる。なお、モータトルクＴ_ｍは、図示しない測定装置を用いて測定される。

このような実験を、複数の電流位相角指令値β^＊毎に行うことにより、前記所定の電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊と複数の電流位相角指令値β^＊との各組合せに対するロータ回転角θ毎のモータトルクＴ_ｍのデータを取得する。このようにして取得されたデータに基づいて、前記所定の電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊に対してモータトルクＴ_ｍが最大となる電流位相角指令値β^＊を特定する。

以上のような実験を、複数の電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊毎に行うことにより、複数の電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊毎に、その電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊とそれに対してモータトルクＴ_ｍが最大となる電流位相角指令値β^＊との組合せに対するロータ回転角θ毎のモータトルクＴ_ｍのデータを取得する。これにより、正転用テーブル６１を作成するためのデータが得られる。

図示しないが、逆転用テーブル６２には、電動モータ１８が逆転方向に回転されるときの、電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊と、その電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊においてモータトルクＴ_ｍが最大となる電流位相角指令値β^＊との組合せに対して、電動モータ１８から発生するモータトルクＴ_ｍ[Nm]がロータ回転角θ毎に記憶されている。

逆転用テーブル６２は、正転用テーブル６１を作成するために行った実験と同様な実験を行うことによって作成される。ただし、逆転用テーブル６２を作成する場合には、正転用テーブル６１を作成する場合とは異なり、実験時には、電流ベクトル演算部４３に逆転方向を表す符号が与えられる。これにより、実験時には、電動モータ１８が逆転方向に回転駆動される。

次に、電流指令値設定部４２の動作について詳しく説明する。以下の説明において、回転角演算部５３によって演算された最新のロータ回転角θを、「現ロータ回転角θ」ということにする。

電流指令値設定部４２は、まず、正転用テーブル６１および逆転用テーブル６２のうち、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊の符号に応じた回転方向のテーブル６１，６２を選択する。そして、電流指令値設定部４２は、選択したテーブル６１，６２に基づいて、現ロータ回転角θにおいて、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊に応じたモータトルクを電動モータ１８から発生させるための電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を設定する。

具体的には、電流指令値設定部４２は、選択したテーブル６１，６２内の現ロータ回転角θに対応する複数のモータトルクＴ_ｍのうちから、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊と同じ大きさのモータトルクＴ_ｍを検索する。電流指令値設定部４２は、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊と同じ大きさのモータトルクＴ_ｍを検索できた場合には、そのテーブル６１，６２から、そのモータトルクＴ_ｍに対応する電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を読み出して、電流ベクトル演算部４３に設定する。

一方、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊と同じ大きさのモータトルクＴ_ｍを検索できなかった場合には、電流指令値設定部４２は、次のような処理を行う。電流指令値設定部４２は、選択したテーブル６１，６２内の現ロータ回転角θに対応する複数のモータトルクＴ_ｍのうちから、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊よりも小さく最も近い大きさのモータトルクＴ_ｍ（以下、「第１モータトルクＴ_ｍ１」という）に対応する電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を読み出す。また、電流指令値設定部４２は、前記テーブル６１，６２内の現ロータ回転角θに対応する複数のモータトルクＴ_ｍのうちから、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊よりも大きく最も近い大きさのモータトルクＴ_ｍ（以下、「第２モータトルクＴ_ｍ２」という）に対応する電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を読み出す。そして、電流指令値設定部４２は、読み出した２組の電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を線形補間することにより、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊に対応する電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を演算する。

この線形補間について、具体的に説明する。第１モータトルクＴ_ｍ１に対応する電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を、それぞれ、Ｉ_ａ ^＊１およびβ^＊１とし、第２モータトルクＴ_ｍ２に対応する電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を、それぞれ、Ｉ_ａ ^＊２およびβ^＊２とする。また、Ｔ_ｍ２−Ｔ_ｍ１＝ΔＴ_ｍとし、Ｉ_ａ ^＊２−Ｉ_ａ ^＊１＝ΔＩ_ａ ^＊とし、β^＊２−β^＊１＝Δβ^＊とする。

電流指令値設定部４２は、次式(5)および(6)に基づいて、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊に対応する電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を演算する。そして、電流指令値設定部４２は、得られた電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を電流ベクトル演算部４３に設定する。

Ｉ_ａ ^＊＝（ΔＩ_ａ ^＊／ΔＴ_ｍ）・（Ｔ_ｍ ^＊−Ｔ_ｍ１）＋Ｉ_ａ ^＊１ …(5)
β^＊＝（Δβ^＊／ΔＴ_ｍ）・（Ｔ_ｍ ^＊−Ｔ_ｍ１）＋β^＊１ …(6)
前述の実施形態では、回転角演算部５３から与えられたロータ回転角θにおいて、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊に応じたモータトルクを電動モータ１８から発生させるために最適の電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を設定することができる。これにより、ロータ回転角θに起因するトルク変動を抑制できるようになる。

また、前述の実施形態によれば、電動モータ１８が正転方向に回転している場合に適用される正転用テーブル６１と、電動モータ１８が逆転方向に回転している場合に適用される逆転用テーブル６２とを備えている。これにより、電動モータ１８が正転方向に回転する場合と、電動モータ１８が逆転方向に回転する場合とにおいて、ロータ回転角θに対するモータトルクＴ_ｍの特性が異なる場合でも、各回転方向において、ロータ回転角θに起因するトルク変動を適切に抑制できるようになる。
［第１変形例］
以下、ＥＣＵの第１変形例について説明する。

図７は、ＥＣＵの第１変形例の電気的構成を示す概略図である。図７において、前述の図３の各部に対応する部分には、図３と同じ符号を付して示す。

図７のＥＣＵ１２では、図３のＥＣＵ１２に比べて、回転速度演算部５４が追加されている。また、図７のＥＣＵ１２では、不揮発性メモリ４０に前述した電機子電流・電流位相角設定テーブル６１，６２以外に高出力テーブル７１，７２が記憶されている。また、図７のＥＣＵ１２では、図３の電流指令値設定部４２の代わりに、電流指令値設定部１４２が用いられている。図７のＥＣＵ１２のこれら以外の構成は、図３のＥＣＵ１２の構成と同様である。

回転速度演算部５４は、回転角演算部５３によって演算されるロータ回転角θを時間微分することにより、電動モータ１８の回転速度ω［rpm］を演算する。

前述の正転用テーブル６１および逆転用テーブル６２に基づいて電動モータ１８を制御した場合には、トルク変動の小さい制御（トルク変動低減制御）を行えるので、これらのテーブル６１，６２を総称して、トルク変動低減テーブル６０という場合がある。

不揮発性メモリ４０には、トルク変動低減テーブル６０の他に、高出力テーブル７０が記憶されている。高出力テーブル７０には、正転用テーブル７１と逆転用テーブル７２とがある。図８に示すように、正転用テーブル７１には、電動モータ１８が正転方向に回転される場合において、電動モータ１８の回転速度毎に、モータトルクが最大となる電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊の組み合わせが記憶されている。逆転用テーブル７２には、電動モータ１８が逆転方向に回転される場合において、電動モータ１８の回転速度毎に、モータトルクが最大となる電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊の組み合わせが記憶されている。

図９は、電流指令値設定部１４２の動作を説明するためのフローチャートである。図９の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。以下の説明において、回転速度演算部５４によって演算された最新の回転速度ωを、「現回転速度ω」ということにする。

電流指令値設定部１４２は、現回転速度ωが所定回転速度ω_ｔｈ以下であるか否かを判別する（ステップＳ１）。所定回転速度ω_ｔｈは、例えば、電動モータ１８の速度−トルク特性において、トルクがほぼ一定となる定トルク領域（低速度領域）と、定トルク領域よりも回転速度が大きい定出力領域との境界点付近の回転速度に設定される。

現回転速度ωが所定回転速度ω_ｔｈ以下であれば（ステップＳ１：ＹＥＳ）、電流指令値設定部４２Ａは、トルク変動低減テーブル６０に基づいて、現ロータ回転角θにおいて、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊に応じたモータトルクを電動モータ１８から発生させるための電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を設定する（ステップＳ２：ＹＥＳ）。この際、正転用テーブル６１および逆転用テーブル６２のいずれを用いるかは、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊の符号に基づいて判別される。そして、今演算周期での処理を終了する。

ステップＳ１において、現回転速度ωが所定回転速度ω_ｔｈよりも大きいと判別された場合には、電流指令値設定部１４２は、高出力テーブル７０に基づいて、現回転速度ωにおいてモータトルクが最大となる電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊および電流位相角指令値β^＊を設定する（ステップＳ３：ＹＥＳ）。この際、正転用テーブル７１および逆転用テーブル７２のいずれを用いるかは、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊の符号に基づいて判別される。そして、今演算周期での処理を終了する。

この実施形態では、電動モータ１８の回転速度ωが所定回転速度ω_ｔｈ以下の場合には、トルク変動の低減を優先した制御を行うことができる。一方、電動モータ１８の回転速度ωが所定回転速度ω_ｔｈよりも大きい場合には、出力向上を優先した制御を行うことができる。これにより、電動モータ１８の高速域において、高い出力を得られるようになる。
［第２変形例］
ＥＣＵ１２の第２変形例について説明する。第２変形例に係るＥＣＵ１２は、２系統のステータコイルを備えたシンクロナスリラクタンスモータを制御するための制御ユニットである。

２系統のステータコイルを備えたシンクロナスリラクタンスモータが発生するトルクについて説明する。

シンクロナスリラクタンスモータの基本トルク式は、前述した式(3)で表される。

Ｔ_ｍ＝Ｐ_ｎ・（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ・ｉ_ｑ …(3)
したがって、第１系統および第２系統を個別に駆動する場合にそれぞれ発生するトルクＴ_ｍ１，Ｔ_ｍ２は、次式（7）および（8）のとおりである。ただし、ｉ_ｄ１およびｉ_ｑ１は、第１系統のｄ軸電流およびｑ軸電流をそれぞれ表し、ｉ_ｄ２およびｉ_ｑ２は、第２系統のｄ軸電流およびｑ軸電流をそれぞれ表す。

Ｔ_ｍ１＝Ｐ_ｎ・（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ１・ｉ_ｑ１ …(7)
Ｔ_ｍ２＝Ｐ_ｎ・（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ２・ｉ_ｑ２ …(8)
第１系統および第２系統が互いに影響を与えないとすれば、第１系統および第２系統を同時に駆動したときのトルクＴ_ｍは、次式（9）のとおりである。２つの系統を同じｄ軸電流ｉ_ｄ（＝ｉ_ｄ１＝ｉ_ｄ２）および同じｑ軸電流ｉ_ｑ（＝ｉ_ｑ１＝ｉ_ｑ２）で駆動するとすれば、次式（10）のとおりとなる。

Ｔ_ｍ＝Ｔ_ｍ１＋Ｔ_ｍ２＝Ｐ_ｎ｛（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ１・ｉ_ｑ１｝＋Ｐ_ｎ｛（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ２・ｉ_ｑ２｝ …(9)
Ｔ_ｍ＝Ｔ_ｍ１＋Ｔ_ｍ２＝２Ｐ_ｎ・（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ・ｉ_ｑ …(10)
しかし、第１系統のステータコイルと第２系統のステータコイルとの配置方法によっては、各系統は互いに他の系統のステータコイルがロータに与える磁束の影響を受けることになる。このような場合には、第１系統が発生するトルクＴ_ｍ１および第２系統が発生するトルクＴ_ｍ２は、例えば、次式（11）および（12）で表される。

Ｔ_ｍ１＝Ｐ_ｎ｛（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ１・ｉ_ｑ１＋（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ２・ｉ_ｑ１｝ …(11)
Ｔ_ｍ２＝Ｐ_ｎ｛（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ２・ｉ_ｑ２＋（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ１・ｉ_ｑ２｝ …(12)
式（11）の第２項は、第２系統がロータに与える磁束（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ２との鎖交によって生じるトルクを表している。同様に、式（12）の第２項は、第１系統がロータに与える磁束（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ１との鎖交によって生じるトルクを表している。

したがって、第１系統および第２系統を同時に駆動することによって得られるトルクＴ_ｍは、次式（13）のとおりであり、２つの系統を同じ入力で駆動する場合には、ｉ_ｄ１＝ｉ_ｄ２＝ｉ_ｄ、ｉ_ｑ１＝ｉ_ｑ２＝ｉ_ｑと置くことにより、次式（14）が得られる。

Ｔ_ｍ＝Ｔ_ｍ１＋Ｔ_ｍ２
＝Ｐ_ｎ｛（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ１・ｉ_ｑ１＋（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ２・ｉ_ｑ１｝
＋Ｐ_ｎ｛（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ２・ｉ_ｑ２＋（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ１・ｉ_ｑ２｝…(13)
Ｔ_ｍ＝Ｔ_ｍ１＋Ｔ_ｍ２＝４Ｐ_ｎ・（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）・ｉ_ｄ・ｉ_ｑ …(14)
すなわち、理論上、式（10）の場合の２倍のトルクが得られる。

以上のように、２系統のステータコイルを備えたシンクロナスリラクタンスモータでは、両系統を同時で駆動した場合のモータトルクは、各系統を単独で駆動した場合のモータトルクの総和とならない。このため、各系統を単独で駆動した状態で実験を行うことによって系統毎に電機子電流・電流位相角設定テーブルを作成し、これらのテーブルを用いて各系統の電機子電流指令値および電流位相角指令値を設定したとしても、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊に応じたモータトルクを出力させることはできない。

そこで、第２変形例に係るＥＣＵ１２は、２系統のステータコイルを備えたシンクロナスリラクタンスモータに対して、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊に応じたモータトルクを出力させることができるモータ制御方法を提供する。

図１０は、ＥＣＵの第２変形例の電気的構成を示す概略図である。

電動モータ１８は、第１系統のステータコイル１８Ａと第２系統のステータコイル１８Ｂとを備えたシンクロナスリラクタンスモータである。各系統のステータコイル１８Ａ，１８Ｂは、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のステータコイルを有している。

ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータ８１と、第１系統駆動回路８２と、第２系統駆動回路８３と、第１系統電流センサ８４，８５，８６と、第２系統電流センサ８７，８８，８９とを含む。第１系統駆動回路８２および第２系統駆動回路８３は、例えば三相インバータ回路である。第１系統電流センサ８４，８５，８６は、第１系統のＵＶＷ各相の電流を検出する３つの電流センサを含む。第２系統電流センサ８７，８８，８９は、第２系統のＵＶＷ各相の電流を検出する３つの電流センサを含む。電動モータ１８には、ロータの回転角度を検出するための回転角センサ２５が附属している。

マイクロコンピュータ８１は、ＣＰＵおよびメモリを備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。メモリは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ４０などを含む。複数の機能処理部には、トルク指令値設定部９１と、包括的指令値設定部９２と、第１系統制御部９３Ａと、第２系統制御部９３Ｂとが含まれる。

トルク指令値設定部９１は、図３のトルク指令値設定部４１と同様に、電動モータ１８によって発生させるべきモータトルクの指令値であるモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊を設定する。トルク指令値設定部９１によって設定されたモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊は、包括的指令値設定部９２および後述する電流ベクトル演算部４３Ａ，４３Ｂ（図１０参照）に与えられる。

不揮発性メモリ４０には、２系統を包括したシステム全体に対する包括的指令値を設定するための包括的指令値設定テーブル１１１が記憶されている。包括的指令値は、２系統を包括したシステム全体に対する、電機子電流指令値（以下、「包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊」という。Ｉ_ａ，total ^＊＞０）および電流位相角指令値（以下、「包括的位相角指令値β_total ^＊」という。β_total ^＊＞０）とからなる。

包括的指令値設定テーブル１１１は、正転（ＣＣＷ）用のテーブル（以下、「正転用テーブル１１１ａ」という）と、逆転（ＣＷ）用のテーブル（以下、「逆転用テーブル１１１ｂ」という）とを含む。これらのテーブル１１１ａ，１１１ｂの詳細については、後述する。

包括的指令値設定部９２は、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊と、後述する回転角演算部５３Ａ（図１１参照）から与えられるロータ回転角θと、テーブル１１１ａ，１１１ｂのうちモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊の符号に応じたテーブルとに基づいて、包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および包括的位相角指令値β_total ^＊を設定する。包括的指令値設定部９２の詳細については、後述する。

第１系統制御部９３Ａは、包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および包括的位相角指令値β_total ^＊に基づいて第１系統駆動回路８２を制御し、第１系統のステータコイル１８Ａに供給される電流を制御する。第２系統制御部９３Ｂは、包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および包括的位相角指令値β_total ^＊に基づいて第２系統駆動回路８３を制御し、第２系統のステータコイル１８Ｂに供給される電流を制御する。

第１系統制御部８５Ａおよび第２系統制御部８５Ｂは、電流指令値設定部４２Ａ，４２Ｂと、電流ベクトル演算部４３Ａ，４３Ｂと、電流フィードバック制御部９４Ａ，９４Ｂとを含む。

電流フィードバック制御部９４Ａ，９４Ｂは、図１１に示すように、ｄ軸電流偏差演算部４４Ａ，４４Ｂと、ｑ軸電流偏差演算部４５Ａ，４５Ｂと、ｄ軸ＰＩ制御部４６Ａ，４６Ｂと、ｑ軸ＰＩ制御部４７Ａ，４７Ｂと、電圧制限部４８Ａ，４８Ｂと、二相／三相座標変換部４９Ａ，４９Ｂと、ＰＷＭ制御部５０Ａ，５０Ｂと、電流検出部５１Ａ，５１Ｂと、三相／二相座標変換部５２Ａ，５２Ｂと、回転角演算部５３Ａ，５３Ｂとを含む。

図１０に戻り、電流指令値設定部４２Ａ，４２Ｂは、包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および包括的位相角指令値β_total ^＊に基づき、次式(15),(16)を用いて、第１および第２系統のための電機子電流指令値Ｉ_ａ１ ^＊，Ｉ_ａ２ ^＊および電流位相角指令値β_１ ^＊，β_２ ^＊を演算する。

Ｉ_ａ１ ^＊＝Ｉ_ａ，total ^＊／２， β_１ ^＊＝β_total ^＊ …(15)
Ｉ_ａ２ ^＊＝Ｉ_ａ，total ^＊／２， β_２ ^＊＝β_total ^＊ …(16)
電流ベクトル演算部４３Ａ，４３Ｂは、第１および第２系統のためのｄ軸電流指令値ｉ_ｄ１ ^＊，ｉ_ｄ２ ^＊およびｑ軸電流指令値ｉ_ｑ１ ^＊，ｉ_ｑ２ ^＊を演算する。具体的には、電流ベクトル演算部４３Ａ，４３Ｂは、次式(17),(18)に基づいて、ｄ軸電流指令値ｉ_ｄ１ ^＊，ｉ_ｄ２ ^＊を演算する。

ｉ_ｄ１ ^＊＝Ｉ_ａ１ ^＊・cosβ_１ ^＊ …(17)
ｉ_ｄ２ ^＊＝Ｉ_ａ２ ^＊・cosβ_２ ^＊ …(18)
また、電流ベクトル演算部４３Ａは、次式(19a),(19b)に基づいてｑ軸電流指令値ｉ_ｑ１ ^＊を演算し、電流ベクトル演算部４３Ｂは、次式 (20a),(20b)に基づいてｑ軸電流指令値ｉ_ｑ２ ^＊を演算する。

Ｔ_ｍ ^＊≧０である場合 ｉ_ｑ１ ^＊＝Ｉ_ａ１ ^＊・sinβ_１ ^＊ …(19a)
Ｔ_ｍ ^＊＜０である場合 ｉ_ｑ１ ^＊＝Ｉ_ａ１ ^＊・sin（−β_１ ^＊） …(19b)
Ｔ_ｍ ^＊≧０である場合 ｉ_ｑ２ ^＊＝Ｉ_ａ２ ^＊・sinβ_２ ^＊ …(20a)
Ｔ_ｍ ^＊＜０である場合 ｉ_ｑ２ ^＊＝Ｉ_ａ２ ^＊・sin（−β_２ ^＊） …(20b)
図１１を参照して、回転角演算部５３Ａ，５３Ｂは、回転角センサ２５の出力信号に基づいて、電動モータ１８のロータの回転角（ロータ回転角θ）を演算する。

電流検出部５１Ａ，５１Ｂは、電流センサ８４，８５，８６；８７，８８，８９の出力信号に基づいて、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の相電流ｉ_Ｕ１，ｉ_Ｖ１，ｉ_Ｗ１；ｉ_Ｕ２，ｉ_Ｖ２，ｉ_Ｗ２を演算する。三相／二相座標変換部５２Ａ，５２Ｂは、回転角演算部５３Ａ，５３Ｂによって演算されたロータ回転角θを用いて、三相の相電流ｉ_Ｕ１，ｉ_Ｖ１，ｉ_Ｗ１；ｉ_Ｕ２，ｉ_Ｖ２，ｉ_Ｗ２をｄ軸電流ｉ_ｄ１，ｉ_ｄ２およびｑ軸電流ｉ_ｑ１，ｉ_ｑ２に変換する。

ｄ軸電流偏差演算部４４Ａ，４４Ｂは、ｄ軸電流指令値ｉ_ｄ１ ^＊，ｉ_ｄ２ ^＊と自系統のステータコイルに流れているｄ軸電流ｉ_ｄ１，ｉ_ｄ２の偏差Δｉ_ｄ１（＝ｉ_ｄ１ ^＊−ｉ_ｄ１），Δｉ_ｄ２（＝ｉ_ｄ２ ^＊−ｉ_ｄ２）を演算する。ｑ軸電流偏差演算部４５Ａ，４５Ｂは、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ１ ^＊，ｉ_ｑ２ ^＊と自系統のステータコイルに流れているｑ軸電流ｉ_ｑ１，ｉ_ｑ２の偏差Δｉ_ｑ１（＝ｉ_ｑ１ ^＊−ｉ_ｑ１），Δｉ_ｑ２（＝ｉ_ｑ２ ^＊−ｉ_ｑ２）を演算する。

ｄ軸ＰＩ制御部４６Ａ，４６Ｂは、ｄ軸電流偏差Δｉ_ｄ１，Δｉ_ｄ２に対してＰＩ（比例積分）演算を行うことにより、第１系統および第２系統のためのｄ軸指示電圧ｖ_ｄ１’^＊，ｖ_ｄ２’^＊を演算する。ｑ軸ＰＩ制御部４７Ａ，４７Ｂは、ｑ軸電流偏差Δｉ_ｑ１，Δｉ_ｑ２に対してＰＩ演算を行うことにより、第１系統および第２系統のためのｑ軸指示電圧ｖ_ｑ１’^＊，ｖ_ｑ２’^＊を演算する。

電圧制限部４８Ａ，４８Ｂは、例えば、ｄ軸指示電圧ｖ_ｄ１’^＊，ｖ_ｄ２’^＊を予め設定されたｄ軸電圧指令最大値以下に制限するとともに、ｑ軸指示電圧ｖ_ｑ１’^＊，ｖ_ｑ２’^＊を予め設定されたｑ軸電圧指令最大値以下に制限する。電圧制限部４８Ａ，４８Ｂによる制限処理後のｄ軸指示電圧ｖ_ｄ１ ^＊，ｖ_ｄ２ ^＊およびｑ軸指示電圧ｖ_ｑ１ ^＊，ｖ_ｑ２ ^＊は、自系統の二相／三相座標変換部４９Ａ，４９Ｂに与えられる。

二相／三相座標変換部４９Ａ，４９Ｂは、回転角演算部５３Ａ，５３Ｂによって演算されたロータ回転角θを用いて、ｄ軸指示電圧ｖ_ｄ１ ^＊，ｖ_ｄ２ ^＊およびｑ軸指示電圧ｖ_ｑ１ ^＊，ｖ_ｑ２ ^＊を、Ｕ相，Ｖ相およびＷ相の指示電圧ｖ_Ｕ１ ^＊，ｖ_Ｖ１ ^＊，ｖ_Ｗ１ ^＊；ｖ_Ｕ２ ^＊，ｖ_Ｖ２ ^＊，ｖ_Ｗ２ ^＊に変換する。

ＰＷＭ制御部５０Ａ，５０Ｂは、指示電圧ｖ_Ｕ１ ^＊，ｖ_Ｖ１ ^＊，ｖ_Ｗ１ ^＊；ｖ_Ｕ２ ^＊，ｖ_Ｖ２ ^＊，ｖ_Ｗ２ ^＊にそれぞれ対応するデューティ比のＵ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号およびＷ相ＰＷＭ制御信号を生成する。各系統の駆動回路８２，８３を構成するパワー素子が、これらのＰＷＭ制御信号によって制御される。それにより、各系統の各相のステータコイルが指示電圧ｖ_Ｕ１ ^＊，ｖ_Ｖ１ ^＊，ｖ_Ｗ１ ^＊；ｖ_Ｕ２ ^＊，ｖ_Ｖ２ ^＊，ｖ_Ｗ２ ^＊に応じて通電される。

以下、図１０に示される、正転用テーブル１１１ａおよび逆転用テーブル１１１ｂならびに包括的指令値設定部９２について詳しく説明する。

図１２は、正転用テーブル１１１ａの内容例の一部を示す模式図である。

正転用テーブル１１１ａには、電動モータ１８が正転方向に回転されるときの、包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊と、その包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊においてモータトルクＴ_ｍが最大となる包括的位相角指令値β_total ^＊との組合せに対して、電動モータ１８から発生するモータトルクＴ_ｍ[Nm]がロータ回転角θ毎に記憶されている。ただし、正転用テーブル１１１ａは、電流指令値設定部４２Ａ，４２Ｂが、包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および包括的位相角指令値β_total ^＊に基づき、前記式(15),(16)を用いて、電機子電流指令値Ｉ_ａ１ ^＊，Ｉ_ａ２ ^＊および電流位相角指令値β_１ ^＊，β_２ ^＊を演算することを前提して作成されている。

図１２の例では、Ｎ個の包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊は、Ｉ_ａ，total ^＊ _１＜Ｉ_ａ，total ^＊ _２＜…Ｉ_ａ，total ^＊ _Ｎの関係を有する。Ｍ個のロータ回転角θは、モータトルクＴ_ｍの変化を表すのに十分な分解能となるよう、０degから３６０degまでを所定の角度刻みとなるように設定される。

このような正転用テーブル１１１ａは、例えば次のようにして作成される。図１０に示すようなモータ制御回路の電流指令値設定部４２Ａ，４２Ｂに、所定の包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および所定の包括的位相角指令値β_total ^＊を与えるとともに、電流ベクトル演算部４３Ａ，４３Ｂに正転方向を表す符号を与える。これにより、当該包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊、当該包括的位相角指令値β_total ^＊および当該符号に応じたｄ軸およびｑ軸電流指令値ｉ_ｄ１ ^＊，ｉ_ｑ１ ^＊；ｉ_ｄ２ ^＊，ｉ_ｑ２ ^＊に基づいて、電動モータ１８が正転駆動される。電動モータ１８が正転駆動されている状態で、電動モータ１８から発生しているモータトルクＴ_ｍとロータ回転角θとを取得する。これにより、前記所定の包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊と前記所定の包括的位相角指令値β_total ^＊との組合せに対するロータ回転角θ毎のモータトルクＴ_ｍが得られる。なお、モータトルクＴ_ｍは、図示しない測定装置を用いて測定される。

このような実験を、複数の包括的位相角指令値β_total ^＊毎に行うことにより、前記所定の包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊と複数の包括的位相角指令値β_total ^＊との各組合せに対するロータ回転角θ毎のモータトルクＴ_ｍのデータを取得する。このようにして取得されたデータに基づいて、前記所定の包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊に対してモータトルクＴ_ｍが最大となる包括的位相角指令値β_total ^＊を特定する。

以上のような実験を、複数の包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊毎に行うことにより、複数の包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊毎に、その包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊とそれに対してモータトルクＴ_ｍが最大となる包括的位相角指令値β_total ^＊との組合せに対するロータ回転角θ毎のモータトルクＴ_ｍのデータを取得する。これにより、正転用テーブル１１１ａを作成するためのデータが得られる。

図示しないが、逆転用テーブル１１１ｂには、電動モータ１８が逆転方向に回転されるときの、包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊と、その包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊においてモータトルクＴ_ｍが最大となる包括的位相角指令値β_total ^＊との組合せに対して、電動モータ１８から発生するモータトルクＴ_ｍ[Nm]がロータ回転角θ毎に記憶されている。

逆転用テーブル１１１ｂは、正転用テーブル１１１ａを作成するために行った実験と同様な実験を行うことによって作成される。ただし、逆転用テーブル１１１ｂを作成する場合には、正転用テーブル１１１ａを作成する場合とは異なり、実験時には、電流ベクトル演算部４３Ａ，４３Ｂに逆転方向を表す符号が与えられる。これにより、実験時には、電動モータ１８が逆転方向に回転駆動される。

次に、包括的指令値設定部９２の動作について詳しく説明する。以下の説明において、回転角演算部５３Ａによって演算された最新のロータ回転角θを、「現ロータ回転角θ」ということにする。

包括的指令値設定部９２は、まず、正転用テーブル１１１ａおよび逆転用テーブル１１１ｂのうち、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊の符号に応じた回転方向のテーブル１１１ａ，１１１ｂを選択する。そして、包括的指令値設定部９２は、選択したテーブル１１１ａ，１１１ｂに基づいて、現ロータ回転角θにおいて、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊に応じたモータトルクを電動モータ１８から発生させるための包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および包括的位相角指令値β_total ^＊を設定する。

具体的には、包括的指令値設定部９２は、選択したテーブル１１１ａ，１１１ｂ内の現ロータ回転角θに対応する複数のモータトルクＴ_ｍのうちから、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊と同じ大きさのモータトルクＴ_ｍを検索する。包括的指令値設定部９２は、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊と同じ大きさのモータトルクＴ_ｍを検索できた場合には、そのテーブル１１１ａ，１１１ｂから、そのモータトルクＴ_ｍに対応する包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および包括的位相角指令値β_total ^＊を読み出して、電流指令値設定部４２Ａ，４２Ｂに設定する。

一方、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊と同じ大きさのモータトルクＴ_ｍを検索できなかった場合には、包括的指令値設定部９２は、次のような処理を行う。包括的指令値設定部９２は、選択したテーブル１１１ａ，１１１ｂ内の現ロータ回転角θに対応する複数のモータトルクＴ_ｍのうちから、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊よりも小さく最も近い大きさのモータトルクＴ_ｍ（以下、「第１モータトルクＴ_ｍ１」という）に対応する包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および包括的位相角指令値β_total ^＊を読み出す。

また、包括的指令値設定部９２は、テーブル１１１ａ，１１１ｂ内の現ロータ回転角θに対応する複数のモータトルクＴ_ｍのうちから、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊よりも大きく最も近い大きさのモータトルクＴ_ｍ（以下、「第２モータトルクＴ_ｍ２」という）に対応する包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および包括的位相角指令値β_total ^＊を読み出す。そして、包括的指令値設定部９２は、読み出した２組の包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および包括的位相角指令値β_total ^＊を線形補間することにより、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊に対応する包括的電流指令値Ｉ_ａ，total ^＊および包括的位相角指令値β_total ^＊を演算する。この場合の線形補間としては、図３の実施形態で説明した線形補間と同様の方法を用いることができる。

この第２変形例では、他方の系統のステータコイルがロータに与える磁束の影響を考慮して、シンクロナスリラクタンスモータを制御することができる。このため、２系統のステータコイルを備えたシンクロナスリラクタンスモータを高効率で制御することができる。
［第３変形例］
以下、ＥＣＵ１２の第３変形例について説明する。第３変形例に係るＥＣＵ１２は、第２変形例に係るＥＣＵ１２と同様に、２系統のステータコイルを備えたシンクロナスリラクタンスモータを制御する制御ユニットである。

図１３は、ＥＣＵの第３変形例の電気的構成を示す概略図である。図１３において、前述の図１０の各部に対応する部分には、図１０と同じ符号を付して示す。

電動モータ１８は、第１系統のステータコイル１８Ａと第２系統のステータコイル１８Ｂとを備えたシンクロナスリラクタンスモータである。

ＥＣＵ１２内のマイクロコンピュータ８１は、トルク指令値設定部９１と、トルク指令値分配部１９２と、第１系統制御部９３Ａと、第２系統制御部９３Ｂとを含む。第１系統制御部９３Ａおよび第２系統制御部９３Ｂは、電流指令値設定部１４２Ａ，１４２Ｂと、電流ベクトル演算部４３Ａ，４３Ｂと、電流フィードバック制御部９４Ａ，９４Ｂとを含む。

図１３のＥＣＵ１２には、図１０のＥＣＵ１２内の包括的指令値設定部９２に代えて、トルク指令値分配部１９２が設けられている。また、図１３のＥＣＵ１２には、図１０のＥＣＵ１２の電流指令値設定部４２Ａ，４２Ｂに代えて、電流指令値設定部１４２Ａ，１４２Ｂが設けられている。さらに、図１３のＥＣＵ１２では、不揮発性メモリ４０は、第１系統の電流指令値設定部１４２Ａで使用されるテーブルが記憶される第１メモリ４０Ａと、第２系統の電流指令値設定部１４２Ｂで使用されるテーブルが記憶される第２メモリ４０Ｂとを含んでいる。第１メモリ４０Ａおよび第２メモリ４０Ｂは、１つ不揮発性メモリ４０内に形成されていてもよいし、それぞれ物理的に異なる不揮発性メモリから構成されていてもよい。図１３のＥＣＵ１２のこれら以外の構成は、図１０のＥＣＵ１２の構成と同様である。

以下、トルク指令値分配部１９２、電流指令値設定部１４２Ａ，１４２Ｂおよびメモリ４０Ａ,４０Ｂに記憶されるテーブルについて説明する。

トルク指令値分配部１９２は、トルク指令値設定部９１によって設定されたモータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊を、第１系統および第２系統のための電流指令値設定部１４２Ａ，１４２Ｂに分配する。この実施形態では、トルク指令値分配部１９２は、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊を電流指令値設定部１４２Ａ，１４２Ｂに１／２ずつ分配する。したがって、電流指令値設定部１４２Ａおよび電流指令値設定部１４２Ｂに与えられるトルク指令値を、それぞれＴ_ｍ１ ^＊およびＴ_ｍ２ ^＊とすると、Ｔ_ｍ１ ^＊＝Ｔ_ｍ２ ^＊＝Ｔ_ｍ ^＊／２となる。

第１メモリ４０Ａには、第１および第２系統が正常である場合に第１系統の電流指令値設定部１４２Ａで使用される正常時用テーブル１２１と、第２系統が異常である場合に第１系統の電流指令値設定部１４２Ａで使用される異常時用テーブル１２２とが記憶される。これらの各テーブル１２１，１２２は、正転用テーブル１２１ａ，１２２ａおよび逆転用テーブル１２１ｂ，１２２ｂを含んでいる。

第２メモリ４０Ｂには、第１および第２系統が正常である場合に第２系統の電流指令値設定部１４２Ｂで使用される正常時用テーブル１３１と、第１系統が異常である場合に第２系統の電流指令値設定部１４２Ｂで使用される異常時用テーブル１３２とが記憶される。これらの各テーブル１３１，１３２は、正転用テーブル１３１ａ，１３２ａおよび逆転用テーブル１３１ｂ，１３２ｂを含んでいる。

図１４Ａは、第１系統用の正常時用テーブル１２１に含まれる正転用テーブル１２１ａの内容例の一部を示す模式図であり、図１４Ｂは、第２系統用の正常時用テーブル１３１に含まれる正転用テーブル１３１ａの内容例の一部を示す模式図である。

第１および第２系統用の正転用テーブル１２１ａ，１３１ａは、各系統が同時に駆動されかつ電動モータ１８が正転方向に回転される正常・正転状態において、自系統用の電機子電流指令値Ｉ_ａ１ ^＊，Ｉ_ａ２ ^＊および電流位相角指令値β_１ ^＊，β_２ ^＊を設定するためのテーブルである。正転用テーブル１２１ａ，１３１ａには、正常・正転状態での電機子電流指令値Ｉ_ａ１ ^＊，Ｉ_ａ２ ^＊と、その電機子電流指令値Ｉ_ａ１ ^＊，Ｉ_ａ２ ^＊においてモータトルクＴ_ｍが最大となる電流位相角指令値β_１ ^＊，β_２ ^＊との組合せに対して、電動モータ１８から発生するモータトルクＴ_ｍ[Nm]がロータ回転角θ毎に記憶されている。ただし、正転用テーブル１２１ａ，１３１ａは、正常・正転状態において、電流指令値設定部１４２Ａ，１４２Ｂに、モータトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊が、１／２ずつ分配されることを前提として作成される。

正転用テーブル１２１ａ，１３１ａは、例えば、第２変形例の正転用テーブル１１１ａ（図１２参照）に基づいて作成される。具体的には、図１４Ａの正転用テーブル１２１ａ内のＩ_ａ１ ^＊ _ｉ（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ）および図１４Ｂの正転用テーブル１３１ａ内のＩ_ａ２ ^＊ _ｉ（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ）として、図１２の正転用テーブル１１１ａ内の対応するＩ_ａ，total ^＊ _ｉ（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ）の値の１／２を設定する。

また、図１４Ａの正転用テーブル１２１ａ内のβ_１ ^＊ _ｉ（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ）および図１４Ｂの正転用テーブル１３１ａ内のβ_２ ^＊ _ｉ（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ）として、図１２の正転用テーブル１１１ａ内の対応するβ_total ^＊ _ｉ（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ）の値をそのまま設定する。

さらに、図１４Ａおよび図１４Ｂの正転用テーブル１２１ａ，１３１ａ内のＴ_ｉ，ｋ（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ；ｋ＝１，２，３，…，Ｍ）として、図１２の正転用テーブル１１１ａ内の対応するＴ_ｉ，ｋ（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ；ｋ＝１，２，３，…，Ｍ）の値の１／２を設定する。これにより、正転用テーブル１２１ａ，１３１ａが得られる。

正常時用テーブル１２１，１３１に含まれる逆転用テーブル１２１ｂ，１３１ｂも、第２変形例の逆転用テーブル１１１ｂに基づいて、同様な方法によって作成することができる。

第１および第２系統用の異常時用テーブル１２２，１３２に含まれる正転用テーブル１２２ａ，１３２ａは、２系統のうち自系統のみが駆動されかつ電動モータ１８が正転方向に回転される異常・正転状態において、電機子電流指令値Ｉ_ａ１ ^＊，Ｉ_ａ２ ^＊および電流位相角指令値β_１ ^＊，β_２ ^＊を設定するためのテーブルである。

また、異常時用テーブル１２２，１３２に含まれる逆転用テーブル１２２ｂ，１３２ｂは、自系統のみが駆動されかつ電動モータ１８が逆方向に回転される異常・逆転状態において、電機子電流指令値Ｉ_ａ１ ^＊，Ｉ_ａ２ ^＊および電流位相角指令値β_１ ^＊，β_２ ^＊を設定するためのテーブルである。

異常時用テーブル１２２ａ，１２２ｂ，１３２ａ，１３２ｂは、正常時用テーブル１２１ａ，１２１ｂ，１３１ａ，１３１ｂと同じ構造であるが、テーブル内の値Ｉ_ａ１ ^＊ _ｉ，Ｉ_ａ２ ^＊ _ｉ，β_１ ^＊ _ｉ，β_２ ^＊ _ｉ，Ｔ_ｉ，ｋが、正常時用テーブル１２１ａ，１２１ｂ，１３１ａ，１３１ｂとは異なっている。つまり、異常時用テーブル１２２ａ，１２２ｂ，１３２ａ，１３２ｂには、２系統のうち１系統のみが駆動される異常状態での電機子電流指令値Ｉ_ａ１ ^＊，Ｉ_ａ２ ^＊と、その電機子電流指令値Ｉ_ａ１ ^＊，Ｉ_ａ２ ^＊においてモータトルクＴ_ｍが最大となる電流位相角指令値β_１ ^＊，β_２ ^＊との組合せに対して、電動モータ１８から発生するモータトルクＴ_ｍ[Nm]がロータ回転角θ毎に記憶されている。

異常時用テーブル１２２，１３２は、他方の系統を駆動停止状態にして、図６の正転用テーブル６１や逆転用テーブル６２を作成した場合と同様な実験を行うことにより、作成することができる。

電流指令値設定部１４２Ａ，１４２Ｂには、トルク指令値分配部１９２によって分配されたモータトルク指令値Ｔ_ｍ１ ^＊，Ｔ_ｍ２ ^＊と、回転角演算部５３Ａ，５３Ｂから与えられるロータ回転角θと、他方の系統が異常であるか否かの異常判定信号とが与えられる。

電流指令値設定部１４２Ａ，１４２Ｂは、それに入力する異常判定信号が他方の系統が異常でないことを示している場合（正常時）には、次のようにして指令値を設定する。すなわち、電流指令値設定部１４２Ａ，１４２Ｂは、モータトルク指令値Ｔ_ｍ１ ^＊，Ｔ_ｍ２ ^＊と、ロータ回転角θと、モータトルク指令値Ｔ_ｍ１ ^＊，Ｔ_ｍ２ ^＊の符号に応じた正常時用テーブル１２１（１２１ａ，１２１ｂ）；１３１（１３１ａ，１３１ｂ）とに基づいて、電機子電流指令値Ｉ_ａ１ ^＊，Ｉ_ａ２ ^＊および電流位相角指令値β_１ ^＊，β_２ ^＊を設定する。

一方、それに入力する異常判定信号が他方の系統が異常であることを示している場合（異常時）には、電流指令値設定部１４２Ａ，１４２Ｂは、次のようにして指令値を設定する。すなわち、電流指令値設定部１４２Ａ，１４２Ｂは、モータトルク指令値Ｔ_ｍ１ ^＊，Ｔ_ｍ２ ^＊と、ロータ回転角θと、モータトルク指令値Ｔ_ｍ１ ^＊，Ｔ_ｍ２ ^＊の符号に応じた異常時用テーブル１２２（１２２ａ，１２２ｂ）；１３２（１３２ａ，１３２ｂ）とに基づいて、電機子電流指令値Ｉ_ａ１ ^＊，Ｉ_ａ２ ^＊および電流位相角指令値β_１ ^＊，β_２ ^＊を設定する。

この第３変形例では、２系統が正常である正常時には、他方の系統のステータコイルがロータに与える磁束の影響を考慮して、シンクロナスリラクタンスモータを制御することができる。このため、２系統のステータコイルを備えたシンクロナスリラクタンスモータを高効率で制御することができる。また、この第３変形例では、他方の系統が異常である異常時には、他方の系統のステータコイルがロータに与える磁束の影響を考慮せずに、シンクロナスリラクタンスモータを制御することができる。このため、異常時においても、適切なモータ制御を行うことができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。前述の実施形態では、マイクロコンピュータ３１（８１）は、電圧制限部４８（４８Ａ，４８Ｂ）を備えているが、電圧制限部４８（４８Ａ，４８Ｂ）を備えていなくてもよい。

また、前述の実施形態では、正転方向および逆転方向の双方向に回転可能なシンクロナスリラクタンスモータについて説明したが、この発明は、一方向にのみ回転駆動する電動シンクロナスリラクタンスモータにも適用することができる。

また、前述の実施形態では、電動モータ１８はシンクロナスリラクタンスモータであるが、電動モータ１８は、リラクタンストルクを利用してロータを回転させるモータであれば、シンクロナスリラクタンスモータ以外のモータ（スイッチトリラクタンスモータ、ＩＰＭモータ等）であってもよい。

また、前述の実施形態および第１変形例では、電機子電流・電流位相角設定テーブル６１，６２（図３、図７参照）には、電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊と電流位相角指令値β^＊との組合せに対して、電動モータ１８から発生するモータトルクＴ_ｍがロータ回転角θ毎に記憶されている。しかし、電機子電流・電流位相角設定テーブル６１，６２には、ロータ回転角θに関係なく、電機子電流指令値Ｉ_ａ ^＊と電流位相角指令値β^＊との組合せに対して、電動モータ１８から発生するモータトルクＴ_ｍが記憶されてもよい。第２および第３変形例で使用されているテーブル１１１，１２１，１２２，１３１，１３２についても、同様である。

また、前述においては、電動パワーステアリング装置用の電動モータの制御装置に、この発明を適用した場合の実施形態について説明した。しかし、この発明は、モータトルク指令値に基づいて制御されるモータの制御装置であれば、電動パワーステアリング装置用の電動モータの制御装置以外のモータ制御装置に適用することができる。

本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、これらは本発明の技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。

この出願は、２０１７年７月１９日に日本国特許庁に提出された特願２０１７−１４０１２７号に対応しており、その出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。

１２…ＥＣＵ、１８…電動モータ、２５…回転角センサ、３１，８１…マイクロコンピュータ、４０…不揮発性メモリ、４１，９１…トルク指令値設定部、４２，１４２，１４２Ａ，１４２Ｂ…電流指令値設定部、４３，４３Ａ，４３Ｂ…電流ベクトル演算部、５３５３Ａ，５３Ｂ…回転角演算部、５４…回転速度演算部、６１，７１，１１１ａ，１２１ａ，１２２ａ，１３１ａ，１３２ａ…正転用テーブル、６２，７２，１１１ｂ，１２１ｂ，１２２ｂ，１３１ｂ，１３２ｂ…逆転用テーブル、９２…包括的指令値設定部、１９２…トルク指令値分配部

Claims (7)

1. リラクタンストルク利用モータを制御する制御装置であって、
   電機子電流指令値と、その電機子電流指令値においてモータトルクが最大となる電流位相角指令値との組合せに対して、前記モータから発生するモータトルクを記憶したテーブルと、
   前記モータに発生させるべきモータトルクの指令値であるモータトルク指令値を設定する第１設定部と、
   前記第１設定部によって設定されたモータトルク指令値に応じたモータトルクを前記モータから発生させるための電機子電流指令値および電流位相角指令値を、前記テーブルに基づいて設定する第２設定部とを含む、モータ制御装置。
2. 前記モータのロータ回転角を検出する回転角検出手段をさらに含み、
   前記テーブルは、電機子電流指令値と、その電機子電流指令値においてモータトルクが最大となる電流位相角指令値との組合せに対して、前記モータから発生するモータトルクをロータ回転角毎に記憶し、
   前記第２設定部は、前記回転角検出手段によって検出された検出ロータ回転角において、前記第１設定部によって設定されたモータトルク指令値に応じたモータトルクを前記モータから発生させるための電機子電流指令値および電流位相角指令値を、前記テーブルに基づいて設定する、請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記テーブルは、
   前記モータが第１回転方向に回転されるときに、電機子電流指令値と、その電機子電流指令値においてモータトルクが最大となる電流位相角指令値との組合せに対して、前記モータから発生するモータトルクをロータ回転角毎に記憶した第１テーブルと、
   前記モータが前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転されるときに、電機子電流指令値と、その電機子電流指令値においてモータトルクが最大となる電流位相角指令値との組合せに対して、前記モータから発生するモータトルクをロータ回転角毎に記憶した第２テーブルとを含み、
   前記第２設定部は、
   前記モータトルク指令値のトルク方向が前記第１回転方向である場合には、前記検出ロータ回転角において前記モータトルク指令値に応じたモータトルクを前記モータから発生させるための電機子電流指令値および電流位相角指令値を、前記第１テーブルに基づいて設定し、
   前記モータトルク指令値のトルク方向が前記第２回転方向である場合には、前記検出ロータ回転角において前記モータトルク指令値に応じたモータトルクを前記モータから発生させるための電機子電流指令値および電流位相角指令値を、前記第２テーブルに基づいて設定するように構成されている、請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記テーブルからなるトルク変動低減用テーブルと、
   前記モータの回転速度毎に、最大モータトルクが得られる電機子電流指令値および電流位相角指令値の組み合わせを記憶した高出力テーブルとを含み、
   前記第２設定部は、前記モータの回転速度に応じて、前記トルク変動低減用テーブルおよび前記高出力テーブルのうちから一方を選択し、選択したテーブルを用いて、電機子電流指令値および電流位相角指令値を設定するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
5. 前記モータは、２系統のステータコイルを備えたリラクタンストルク利用モータであり、
   前記テーブルは、前記２系統を包括した包括的な電機子電流指令値と、その包括的な電機子電流指令値においてモータトルクが最大となる電流位相角指令値との組合せに対して、前記モータから発生するモータトルクを記憶しており、
   前記第２設定部は、前記テーブルに基づいて設定された包括的な電機子電流指令値を前記各系統に分配するように構成されており、
   前記分配された系統別の電機子電流指令値と、前記第２設定部によって設定された電流位相角指令値とに基づいて、各系統のステータコイルに供給する電流が制御される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
6. 前記制御装置は、２系統のステータコイルを備えたリラクタンストルク利用モータを制御する制御装置であり、
   前記第１設定部によって設定されたモータトルク指令値を、第１系統用のモータトルク指令値と第２系統用のモータトルク指令値とに分配するトルク指令値分配部をさらに含み、
   前記テーブルは、第１系統用のテーブルおよび第２系統用のテーブルを含み、
   前記第２設定部は、前記第１系統用のテーブルおよび前記第１系統用のモータトルク指令値を用いて、第１系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値を設定する第１系統用指令値設定部と、前記第２系統用のテーブルおよび前記第２系統用のモータトルク指令値を用いて、第２系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値を設定する第２系統用指令値設定部とを含み、
   前記第１系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値に基づいて、第１系統のステータコイルに供給される電流が制御され、前記第２系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値に基づいて、第２系統のステータコイルに供給される電流が制御される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
7. 前記第１系統用指令値設定部は、前記第２系統が異常である場合に、前記第１系統用のテーブルとは異なる第２系統異常時用テーブルを用いて、前記第１系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値を設定するように構成され、
   前記第２系統用指令値設定部は、前記第１系統が異常である場合に、前記第２系統用のテーブルとは異なる第１系統異常時用テーブルを用いて、前記第２系統用の電機子電流指令値および電流位相角指令値を設定するように構成されている、請求項６に記載のモータ制御装置。

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