WO2021182382A1

WO2021182382A1 - モータ制御装置

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Publication number: WO2021182382A1
Application number: PCT/JP2021/008952
Authority: WO
Inventors: 勇冶堀江; 友哉高橋
Original assignee: 株式会社アドヴィックス
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2021-03-08
Publication date: 2021-09-16
Also published as: CN115280666A; DE112021001502T5; US20230361703A1; JP2021145417A; JP7400559B2

Abstract

モータ制御装置１０の電流指令値導出部１３は、トルク電流マップ１２ｍａｐとトルク指令値とを基に、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を導出する。電圧指令値導出部１４は、ｄ軸電流指令値を基にｄ軸電圧指令値を導出し、ｑ軸電流指令値を基にｑ軸電圧指令値を導出する第１処理、及び、ｑ軸電流指令値を基にｄ軸電圧指令値を導出し、制限電圧とｄ軸電圧指令値とを基にｑ軸電圧指令値を導出する第２処理とを実行可能である。電圧指令値導出部１４は、弱め界磁制御によってモータ１００が駆動している場合、トルク指令値を満たす各電圧指令値を第１処理によって導出可能であると判定したときには、第２処理から第１処理に切り替える。

Description

モータ制御装置

　本発明は、同期モータを制御するモータ制御装置に関する。

　特許文献１には、同期モータであるモータを低速回転させるときにはベクトル制御を実施し、モータを高速回転させるときには弱め界磁制御を実施するモータ制御装置の一例が記載されている。

　ベクトル制御では、モータトルクの指令値であるトルク指令値を基に、ベクトル制御の回転座標のｄ軸の成分の電流の指令値であるｄ軸電流指令値と、回転座標のｑ軸の成分の電流の指令値であるｑ軸電流指令値とが導出される。ｄ軸及びｑ軸は、回転座標上で互いに直交している。そして、ｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値とを基に、ｄ軸の成分の電圧の指令値であるｄ軸電圧指令値、及び、ｑ軸の成分の電圧の指令値であるｑ軸電圧指令値が導出される。そして、これら各電圧指令値に基づいてインバータを制御することにより、モータが駆動される。

　弱め界磁制御では、トルク指令値とモータの実トルクとの偏差に基づいてｄ軸電流指令値が導出され、当該ｄ軸電流指令値に基づいてｄ軸電圧指令値が導出される。また、制限電圧とｄ軸電圧指令値とを基に、ｑ軸電圧指令値が導出される。そして、これら各電圧指令値に基づいてインバータを制御することにより、モータが駆動される。

　上記のモータ制御では、弱め界磁制御を実施しているときに所定の切替条件が成立すると、モータの駆動制御が弱め界磁制御からベクトル制御に切り替えられる。すなわち、トルク指令値をベクトル制御によって実現するためのｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値が導出される。このように導出したｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値とによって表される電圧ベクトルを「判定用電圧ベクトル」とした場合、判定用電圧ベクトルの長さが制限電圧を下回ると所定の切替条件が成立したと判断され、モータの駆動制御が弱め界磁制御からベクトル制御に切り替えられる。

特開２００９－１７１８２５号公報

　上記判定用電圧ベクトルは、回転座標上においてトルク指令値の等トルク線上の点を指す。そして、ベクトル制御での各電流指令値の導出手法によっては、トルク指令値が変わっても、上記判定用電圧ベクトルがトルク指令値の等トルク線と電圧制限円との交点を差し続けることがある。この場合、判定用電圧ベクトルの長さが制限電圧と等しい状態が維持されるため、判定用電圧ベクトルの長さが制限電圧を下回る状態にならず、モータの駆動制御をベクトル制御に切り替えることができないことになる。このようにベクトル制御に切り替えられずに弱め界磁制御が継続された場合、ベクトル制御に切り替えられた場合と比較して効率が低下するおそれがある。

　上記課題を解決するためのモータ制御装置は、ベクトル制御の回転座標における、第１軸の成分の電圧の指令値である第１電圧指令値及び前記第１軸と直交する第２軸の成分の電圧の指令値である第２電圧指令値を導出し、前記第１電圧指令値及び前記第２電圧指令値に基づいて同期モータであるモータを駆動させる装置である。このモータ制御装置は、前記モータのトルクと前記第１軸の成分の電流及び前記第２軸の成分の電流との関係を示すトルク電流マップを基に、前記モータのトルクの指令値であるトルク指令値に応じた前記第１軸の成分の電流を第１電流指令値として導出し、前記トルク指令値に応じた前記第２軸の成分の電流を第２電流指令値として導出する電流指令値導出部と、前記第１電流指令値を基に前記第１電圧指令値を導出し、前記第２電流指令値を基に前記第２電圧指令値を導出する第１処理、及び、前記第２電流指令値を基に前記第１電圧指令値を導出し、前記モータ制御装置の制限電圧と前記第１電圧指令値とを基に前記第２電圧指令値を導出する第２処理と、を実行可能である電圧指令値導出部と、を備えている。そして、前記電圧指令値導出部は、前記第２処理によって導出された前記各電圧指令値に基づいて前記モータが駆動している場合、前記トルク指令値を満たす前記各電圧指令値を前記第１処理によって導出可能であると判定したときには、前記各電圧指令値を導出する処理を前記第２処理から前記第１処理に切り替える。

　第１処理によって導出された各電圧指令値に基づいてモータを駆動させることをベクトル制御という。第２処理によって導出された各電圧指令値に基づいてモータを駆動させることを弱め界磁制御という。

　上記構成によれば、弱め界磁制御によってモータが駆動されている場合、トルク指令値を満たす各電圧指令値を第１処理によって導出可能であるか否かの判定が行われる。そして、導出可能であると判定されると、各電圧指令値を導出する処理が第２処理から第１処理に切り替えられる。当該第１処理では、予め定めたトルク電流マップを用いて各電流指令値が導出される。そして、第１処理で導出された各電圧指令値に基づいてモータが駆動される。すなわち、第１処理によって導出される各電圧指令値が予め定められた範囲内のものであり、この範囲でトルク指令値を導出可能であるか否かという点で制御の切り替えが行われる。これにより、モータの駆動制御を、弱め界磁制御からベクトル制御に切り替えることができる。

　また、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値とによって表される電圧ベクトルを所定の電圧ベクトルとした場合、回転座標上では、ベクトル制御に切り替えることによって、電圧制限円よりも内側を所定の電圧ベクトルが指すようになる。その結果、所定の電圧ベクトルが等トルク線と電圧制限円との交点を差し続ける場合と比較し、効率よくモータを駆動させることができる。

実施形態のモータ制御装置の機能構成と、同モータ制御装置によって制御されるモータとを示すブロック図。同モータ制御装置の電圧指令値導出部の機能構成を示すブロック図。同電圧指令値導出部の機能構成を示すブロック図。同電圧指令値導出部で実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。ベクトル制御の回転座標上において、電圧制限円と、最大トルク曲線と、トルク指令値の等トルク曲線との関係を示す図。同回転座標上において、電圧制限円と、最大トルク曲線と、トルク指令値の等トルク曲線との関係を示す図。

　以下、モータ制御装置の一実施形態を図１～図６に従って説明する。
　図１は、本実施形態のモータ制御装置１０と、モータ制御装置１０によって制御されるモータ１００とを示している。モータ１００は、永久磁石が設けられているロータ１０１を備えている。モータ１００は、永久磁石がロータ１０１の内部に埋め込まれている埋込磁石型の同期モータである。モータ１００は、三相コイルとしてＵ相、Ｖ相及びＷ相のコイルを備えている。なお、モータ１００は、例えば、車載のブレーキ装置におけるブレーキ液の吐出用ポンプの動力源として用いられる。

　モータ制御装置１０は、ｄ軸の成分の電流及びｑ軸の成分の電流を制御する駆動制御によってモータ１００を駆動させる。ｄ軸及びｑ軸とは、ベクトル制御の回転座標上の制御軸である。ｄ軸は、永久磁石の磁束軸の方向に延びる制御軸である。ｑ軸は、トルクの方向に延びる制御軸であって、ｄ軸とは直交している。モータ制御装置１０は、ｄ軸の成分の電流の指令値とｑ軸の成分の電流の指令値とに基づいた信号を三相コイルに入力することによってモータ１００を駆動させる。なお、本実施形態では、ｄ軸が「第１軸」に相当し、ｑ軸が「第２軸」に相当する。

　モータ制御装置１０は、指令トルク導出部１１、記憶部１２、電流指令値導出部１３、電圧指令値導出部１４、２相／３相変換部１５、インバータ１６、３相／２相変換部１７、回転角取得部１８及びロータ位置推定部１９を有している。

　指令トルク導出部１１は、モータ１００のトルクの指令値であるトルク指令値ＴＲ＊を導出する。すなわち、指令トルク導出部１１は、モータ１００の負荷トルクの推定値ＴＲＬｄと、モータ１００のロータ回転数の指令値である回転数指令値ωｍ＊と、ロータ回転数の推定値である推定回転数ωｍとを基に、トルク指令値ＴＲ＊を導出する。

　記憶部１２は、予め設定されたトルク電流マップ１２ｍａｐを記憶している。モータ電源１１０からモータ制御装置１０に向けて流れる電流を電源電流Ｉｂｔとし、予め設定されている電源電流の上限値を電源電流上限値Ｉｂｔｃとする。トルク電流マップ１２ｍａｐは、電源電流上限値Ｉｂｔｃよりも大きな電流がモータ電源１１０からモータ制御装置１０に流れることを許容した場合における、モータ１００のトルクＴＲと、ｄ軸の成分の電流及びｑ軸の成分の電流との関係を示すものである。例えば、第１トルクに対応するｄ軸の成分の電流及びｑ軸の成分の電流とは、モータ１００のトルクを第１トルクとするためのｄ軸の成分の電流及びｑ軸の成分の電流である。より詳しくは、トルク電流マップ１２ｍａｐを用いて導出されるｄ軸の成分の電流とｑ軸の成分の電流とで表される電流ベクトルは、回転座標上で最大トルク曲線ＬＴＲｍａｘ上の点を指す。

　なお、最大トルク曲線ＬＴＲｍａｘとは、回転座標上において、電流値の異なる定電流円毎にモータ１００から出力可能な最大トルクを記憶し、記憶された点を繋げた線である。

　電流指令値導出部１３は、トルク指令値ＴＲ＊を基に、ｄ軸の成分の電流の指令値であるｄ軸電流指令値Ｉｄｃ、及び、ｑ軸の成分の電流の指令値であるｑ軸電流指令値Ｉｑｃを導出する。すなわち、電流指令値導出部１３は、トルク電流マップ１２ｍａｐを基に、トルク指令値ＴＲ＊に応じたｄ軸の成分の電流であるｄ軸電流指令値Ｉｄｃ及びｑ軸の成分の電流であるｑ軸電流指令値Ｉｑｃを取得する。本実施形態では、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃが「第１電流指令値」に相当し、ｑ軸電流指令値Ｉｑｃが「第２電流指令値」に相当する。

　電圧指令値導出部１４は、ｄ軸の成分の電圧の指令値であるｄ軸電圧指令値Ｖｄｃと、ｑ軸の成分の電圧の指令値であるｑ軸電圧指令値Ｖｑｃとを導出する。すなわち、電圧指令値導出部１４は、各電流指令値Ｉｄｃ，Ｉｑｃと、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、モータ１００の電気角速の推定値ωｅと、電源電流上限値Ｉｂｔｃ及び電源電流Ｉｂｔとを基に、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃを導出する。本実施形態では、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃが「第１電圧指令値」に相当し、ｑ軸電圧指令値Ｖｑｃが「第２電圧指令値」に相当する。なお、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃの具体的な導出処理については後述する。

　２相／３相変換部１５は、ロータ１０１の回転角の推定値であるロータ推定回転角（電気角）θｅを基に、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃを、Ｕ相指令電圧ＶＵ＊と、Ｖ相指令電圧ＶＶ＊と、Ｗ相指令電圧ＶＷ＊とに変換する。Ｕ相指令電圧ＶＵ＊は、Ｕ相のコイルに印加する電圧の指令値である。Ｖ相指令電圧ＶＶ＊は、Ｖ相のコイルに印加する電圧の指令値である。Ｗ相指令電圧ＶＷ＊は、Ｗ相のコイルに印加する電圧の指令値である。

　インバータ１６は、モータ電源１１０から供給される電力によって動作する複数のスイッチング素子を有している。インバータ１６は、２相／３相変換部１５から入力されたＵ相指令電圧ＶＵ＊に基づいたスイッチング素子のオン／オフ動作によってＵ相信号を生成する。また、インバータ１６は、入力されたＶ相指令電圧ＶＶ＊に基づいたスイッチング素子のオン／オフ動作によってＶ相信号を生成する。また、インバータ１６は、入力されたＷ相指令電圧ＶＷ＊に基づいたスイッチング素子のオン／オフ動作によってＷ相信号を生成する。すると、Ｕ相信号がモータ１００のＵ相のコイルに入力され、Ｖ相信号がＶ相のコイルに入力され、Ｗ相信号がＷ相のコイルに入力される。そして、インバータ１６に生成された各信号がモータ１００に入力されると、モータ１００が駆動する。インバータ１６に生成された各信号は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃに基づいた信号である。

　３相／２相変換部１７には、モータ１００のＵ相のコイルに流れた電流であるＵ相電流ＩＵが入力され、Ｖ相のコイルに流れた電流であるＶ相電流ＩＶが入力され、Ｗ相のコイルに流れた電流であるＷ相電流ＩＷが入力される。そして、３相／２相変換部１７は、ロータ推定回転角（電気角）θｅを基に、Ｕ相電流ＩＵ、Ｖ相電流ＩＶ及びＷ相電流ＩＷを、ｄ軸の成分の電流であるｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸の成分の電流であるｑ軸電流Ｉｑに変換する。

　ロータ位置推定部１９は、実ｄ軸の方向と推定ｄ軸の方向との軸位相偏差Δθを導出する。ロータ位置推定部１９には、３相／２相変換部１７によって導出されたｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑが入力される。さらに、ロータ位置推定部１９には、電圧指令値導出部１４によって導出されたｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃが入力される。ロータ位置推定部１９は、例えば拡張誘起電圧方式によって軸位相偏差Δθを導出する。この場合、ロータ位置推定部１９は、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃとを基に軸位相偏差Δθを導出する。

　また、ロータ位置推定部１９は、ロータ１０１の電気角速の推定値ωｅを導出する。ロータ位置推定部１９は、例えば、軸位相偏差Δθを目標値「０」とすべく比例積分制御することによって電気角速の推定値ωｅを導出する。ロータ位置推定部１９は、電気角速の推定値ωｅをモータ１００の極対数Ｐｎで割ることによって、ロータ１０１の機械角である推定回転数ωｍを導出する。

　回転角取得部１８は、ロータ推定回転角θｅを取得する。回転角取得部１８は、例えば、ロータ位置推定部１９によって導出された電気角速の推定値ωｅを積分することによって、ロータ推定回転角θｅを導出する。

　次に、図２を参照し、電圧指令値導出部１４の回路構成について詳述する。
　電圧指令値導出部１４は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃとｄ軸電流Ｉｄとの偏差であるｄ軸電流偏差ΔＩｄを導出する第１ｄ軸演算器３１と、ｄ軸電流偏差ΔＩｄとモータ１００の応答周波数ωｃとの積を導出する第２ｄ軸演算器３２を有している。

　電圧指令値導出部１４は、第２ｄ軸演算器３２による導出値（＝ΔＩｄ・ωｃ）が入力されるｄ軸積算器３３を有している。後述する第１ｄ軸スイッチ部３４によって選択された値をｄ軸選択値Ｉｎｐｄとした場合、ｄ軸積算器３３は、ｄ軸選択値Ｉｎｐｄの前回値と、第２ｄ軸演算器３２による導出値との和をｄ軸電流積分値Ｉｄ１の最新値として導出する。なお、ｄ軸選択値Ｉｎｐｄの前回値は、前回の制御サイクル時に第１ｄ軸スイッチ部３４によって選択されたｄ軸選択値Ｉｎｐｄである。

　電圧指令値導出部１４は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃ及びｄ軸電流積分値Ｉｄ１の最新値のうちの一方の値を選択し、選択した値をｄ軸選択値Ｉｎｐｄとして出力する第１ｄ軸スイッチ部３４と、ｄ軸選択値Ｉｎｐｄとモータ１００の抵抗値Ｒとの積をｄ軸基準電圧Ｖｄｂとして導出する抵抗値積算器３５とを有している。電圧指令値導出部１４は、第２ｄ軸演算器３２による導出値と、モータ１００のｄ軸インダクタンスＬｄとの積を演算値Ｖｄｅとして導出するｄ軸インダクタンス積算器３６を有している。電圧指令値導出部１４は、演算値Ｖｄｅの高周波成分を抽出して第３ｄ軸演算器３９に出力するハイパスフィルタ３７を有している。電圧指令値導出部１４は、ハイパスフィルタ３７によって抽出された高周波成分と演算値Ｖｄｅとの一方の値を選択して第３ｄ軸演算器３９に出力させる第２ｄ軸スイッチ部３８を有している。そして、第３ｄ軸演算器３９は、第２ｄ軸スイッチ部３８によって選択された値とｄ軸基準電圧Ｖｄｂとの和を演算値Ｖｄｅ２として導出する。

　電圧指令値導出部１４は、後述するｑ軸側非干渉Ｆ／Ｆ部５７で導出されたｑ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｑと、演算値Ｖｄｅ２との和をｄ軸電圧指令値Ｖｄｃとして導出する第４ｄ軸演算器４０を有している。

　また、電圧指令値導出部１４は、第１ｄ軸スイッチ部３４によって選択されたｄ軸選択値Ｉｎｐｄが入力されるｄ軸側非干渉Ｆ／Ｆ部４１を有している。ｄ軸側非干渉Ｆ／Ｆ部４１は、ｄ軸選択値Ｉｎｐｄと、モータ１００の電気角速度の推定値ωｅと、モータ１００のｄ軸インダクタンスＬｄとの積をｄ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｄとして導出する。ｄ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｄは、ｄ軸の成分の電圧がｑ軸側に影響を与えている成分に相当する。そのため、ｄ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｄが、後述する第５ｑ軸演算器６１に入力される。

　電圧指令値導出部１４は、電源電流上限値Ｉｂｔｃと電源電流Ｉｂｔとの偏差である電源電流偏差ΔＩｂｔを導出する電源電流演算器５１と、電源電流偏差ΔＩｂｔを入力とするフィードバック制御を実施して演算値Ｉｑ＿ｃｏｍｐを導出するＦ／Ｂ部５２とを有している。電圧指令値導出部１４は、ｑ軸電流指令値Ｉｑｃから演算値Ｉｑ＿ｃｏｍｐを引いた値を補正後ｑ軸電流指令値Ｉｑｃ１として導出する第１ｑ軸演算器５３と、補正後ｑ軸電流指令値Ｉｑｃ１とｑ軸電流Ｉｑとの偏差であるｑ軸電流偏差ΔＩｑを導出する第２ｑ軸演算器５４とを有している。

　電圧指令値導出部１４は、ｑ軸電流偏差ΔＩｑと応答周波数ωｃとの積を導出する第３ｑ軸演算器５５を有している。電圧指令値導出部１４は、第３ｑ軸演算器５５による導出値（＝ΔＩｑ・ωｃ）を積分した値をｑ軸電流積分値Ｉｑ１として導出するｑ軸積算器５６を有している。ｑ軸積算器５６は、ｑ軸積算器５６によって前回の制御サイクル時に導出されたｑ軸電流積分値Ｉｑ１をｑ軸電流積分値Ｉｑ１の前回値とした場合、ｑ軸積算器５６は、ｑ軸電流積分値Ｉｑ１の前回値と第３ｑ軸演算器５５による導出値との和をｑ軸電流積分値Ｉｑ１の最新値として導出する。

　電圧指令値導出部１４は、ｑ軸電流積分値Ｉｑ１の最新値が入力されるｑ軸側非干渉Ｆ／Ｆ部５７を有している。ｑ軸側非干渉Ｆ／Ｆ部５７は、ｑ軸電流積分値Ｉｑ１と、電気角速度の推定値ωｅと、モータ１００のｑ軸インダクタンスＬｑとの積をｑ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｑとして導出する。ｑ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｑは、ｑ軸の成分の電圧がｄ軸側に影響を与えている成分に相当する。そのため、ｑ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｑが、第４ｄ軸演算器４０に入力される。

　電圧指令値導出部１４は、ｑ軸電流積分値Ｉｑ１の最新値と抵抗値Ｒとの積をｑ軸基準電圧Ｖｑｂとして導出する抵抗値積算器５８と、第３ｑ軸演算器５５による導出値とｑ軸インダクタンスＬｑとの積を演算値Ｖｑｅとして導出するｑ軸インダクタンス積算器５９とを有している。電圧指令値導出部１４は、ｑ軸基準電圧Ｖｑｂと演算値Ｖｑｅとの和を演算値Ｖｑｅ２として導出する第４ｑ軸演算器６０と、ｄ軸側非干渉Ｆ／Ｆ部４１で導出されたｄ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｄと演算値Ｖｑｅ２との和を導出する第５ｑ軸演算器６１とを有している。

　電圧指令値導出部１４は、第５ｑ軸演算器６１で導出された値と、モータ制御装置１０の制限電圧Ｖｍを二乗した値とｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを二乗した値との差の平方根とのうち、一方の値を選択するｑ軸スイッチ部６２を有している。そして、ｑ軸スイッチ部６２によって選択された値が、ｑ軸電圧指令値Ｖｑｃとして出力される。制限電圧Ｖｍとは、モータ電源１１０の電圧に基づいた値であり、インバータ１６から出力可能な電圧である。したがって、モータ１００は制限電圧Ｖｍを超えた出力はできない。

　本実施形態では、モータ１００の駆動制御をベクトル制御と弱め界磁制御とで使い分けている。ベクトル制御は低速回転用の駆動制御であり、弱め界磁制御は高速回転用の駆動制御である。

　次に、図２を参照し、ベクトル制御について説明する。
　ベクトル制御でモータ１００を駆動させる場合、第１ｄ軸スイッチ部３４がｄ軸電流積分値Ｉｄ１を選択する。すなわち、ベクトル制御によってモータ１００を駆動させる場合、第２ｄ軸演算器３２による導出値を積分した値が各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃの導出に用いられる。また、第２ｄ軸スイッチ部３８が、演算値Ｖｄｅを第３ｄ軸演算器３９に入力させることを選択する。また、ｑ軸スイッチ部６２が、第５ｑ軸演算器６１で導出された値をｑ軸電圧指令値Ｖｑｃとして選択する。図２に示したように各スイッチ部３４，３８，６２を操作した状態でｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃを導出する処理のことを、「第１処理」ともいう。すなわち、第１処理では、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃを基にｄ軸電圧指令値Ｖｄｃが導出され、ｑ軸電流指令値Ｉｑｃを基にｑ軸電圧指令値Ｖｑｃが導出される。

　次に、図３を参照し、弱め界磁制御について説明する。
　弱め界磁制御でモータ１００を駆動させる場合、第１ｄ軸スイッチ部３４がｄ軸電流指令値Ｉｄｃを選択する。また、第２ｄ軸スイッチ部３８が、演算値Ｖｄｅからハイパスフィルタ３７によって抽出された高周波変動成分を第３ｄ軸演算器３９に入力させることを選択する。すなわち、ベクトル制御によってモータ１００を駆動させる場合、演算値Ｖｄｅの高周波変動成分が各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃの導出に用いられる。なお、ハイパスフィルタ３７によって抽出された高周波変動成分は、ｄ軸電流Ｉｄの高周波変動成分であるともいえる。また、ｑ軸スイッチ部６２が、制限電圧Ｖｍを二乗した値とｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを二乗した値との差の平方根を選択する。図３に示したように各スイッチ部３４，３８，６２を操作した状態でｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃを導出する処理のことを、「第２処理」ともいう。すなわち、第２処理では、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃとｑ軸電流指令値Ｉｑｃを基にｄ軸電圧指令値Ｖｄｃが導出され、制限電圧Ｖｍとｄ軸電圧指令値Ｖｄｃとを基にｑ軸電圧指令値Ｖｑｃが導出される。より詳しくは、第２処理では、ｄ軸電流Ｉｄの高周波変動成分、及び、ｑ軸電流指令値Ｉｑｃを基に、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃが導出される。

　第２処理が実行される場合であっても、すなわち弱め界磁制御によってモータ１００を駆動させる場合であっても、ｄ軸側非干渉Ｆ／Ｆ部４１で導出されたｄ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｄと演算値Ｖｑｅ２との和が第５ｑ軸演算器６１によって導出される。当該和を、「切替電圧値Ｖｑｃ’」とした場合、切替電圧値Ｖｑｃ’は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃ及びｑ軸電流偏差ΔＩｑを基に導出される。詳しくは後述するが、切替電圧値Ｖｑｃ’は、弱め界磁制御からベクトル制御への切り替えの判断基準として用いられる。

　次に、図４を参照し、モータ制御装置１０によって実行される処理ルーチンについて説明する。この処理ルーチンは、所定の制御サイクル毎に繰り返し実行される。
　本処理ルーチンにおいて、ステップＳ１１では、弱め界磁制御によってモータ１００を駆動させているか否かの判定が行われる。弱め界磁制御によってモータ１００を駆動させているとの判定がなされた場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、処理が次のステップＳ１２に移行される。ステップＳ１２において、第１切り替え条件が成立しているか否かの判定が行われる。本実施形態では、以下の条件式（式１）を満たす場合は第１切り替え条件が成立したと判定する。一方、条件式（式１）を満たさない場合は第１切り替え条件が成立したと判定しない。

　ここで、図３に示したように切替電圧値Ｖｑｃ’は、トルク指令値ＴＲ＊をベクトル制御によって実現するために導出されたｑ軸電圧指令値であるといえる。そのため、ｄ軸の成分の電圧をｄ軸電圧指令値Ｖｄｃとし、ｑ軸の成分の電圧を切替電圧値Ｖｑｃ’とする電圧ベクトルを判定電圧ベクトルとした場合、判定電圧ベクトルが回転座標上において電圧制限円Ｃ１内の点を指す場合、弱め界磁制御からベクトル制御に切り替えてもトルク指令値ＴＲ＊を充足させることができる。すなわち、トルク指令値ＴＲ＊を満たす各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを第１処理によって導出可能と判断できる。一方、判定電圧ベクトルが回転座標上において電圧制限円Ｃ１外の点を指す場合、弱め界磁制御からベクトル制御に切り替えるとトルク指令値ＴＲ＊を充足させることができない。なお、回転座標において判定電圧ベクトルを指す点、すなわち判定電圧ベクトルの向きや長さは、トルク指令値ＴＲ＊が変われば変わる。電圧制限円とは、回転座標上において定められる円であって、モータ１００の特性によって変わる。電圧制限円よりも外のｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑをモータ１００は出力できない。制限電圧Ｖｍが大きいほど電圧制限円は大きくなり、モータ１００のロータ回転数が大きいほどモータ１００の逆起電力が大きくなるため、電圧制限円は小さくなる。また、トルク指令値ＴＲ＊を満たす各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃとは、理論上、モータ１００のトルクをトルク指令値ＴＲ＊とすることのできるｄ軸電圧及びｑ軸電圧である。

　ステップＳ１２において、制限電圧Ｖｍを二乗した値と、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを二乗した値との差が、切替電圧値Ｖｑｃ’を二乗した値以下である場合（Ｓ１２：ＮＯ）、トルク指令値ＴＲ＊を満たす各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを第１処理によって導出可能と判定しないため、第１切り替え条件が成立したとの判定がなされず、処理が次のステップＳ１３に移行される。ステップＳ１３において、弱め界磁制御によってモータ１００を駆動させる状態が継続される。そして、本処理ルーチンが一旦終了される。

　一方、ステップＳ１２において、制限電圧Ｖｍを二乗した値と、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを二乗した値との差が、切替電圧値Ｖｑｃ’を二乗した値よりも大きい場合（ＹＥＳ）、トルク指令値ＴＲ＊を満たす各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを第１処理によって導出可能と判定できるため、第１切り替え条件が成立したとの判定がなされ、処理が次のステップＳ１４に移行される。ステップＳ１４において、モータ１００の駆動制御が弱め界磁制御からベクトル制御に切り替えされる。すなわち、各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃの導出処理が、第２処理から第１処理に切り替わる。そして、本処理ルーチンが一旦終了される。

　なお、各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃの導出処理を第２処理から第１処理に切り替えた場合、第１ｄ軸スイッチ部３４がｄ軸電流積分値Ｉｄ１を選択する。第１ｄ軸スイッチ部３４がｄ軸電流指令値Ｉｄｃを選択する状態からｄ軸電流積分値Ｉｄ１を選択する状態に切り替わった直後においては、ｄ軸電流積分値Ｉｄ１の前回値はｄ軸電流指令値Ｉｄｃである。つまり、切り替え直後のｄ軸電流積分値Ｉｄ１は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃの前回値と第２ｄ軸演算器３２による導出値との和である。また、切り替え直後では、ｄ軸電流偏差ΔＩｄが小さいため、切り替え直後の第２ｄ軸演算器３２による導出値は小さい。すなわち、切り替え直後のｄ軸電流積分値Ｉｄ１は、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃの前回値とほぼ等しい。そのため、第２処理から第１処理に切り替わり、第１処理での各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃの初回の導出時には、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃの前回値に応じて各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃが導出されるといえる。

　その一方で、ステップＳ１１において、弱め界磁制御によってモータ１００を駆動させているとの判定がなされていない場合（ＮＯ）、ベクトル制御によってモータ１００を駆動させているため、処理が次のステップＳ１５に移行される。ステップＳ１５において、第２切り替え条件が成立しているか否かの判定が行われる。本実施形態では、以下の条件式（式２）を満たす場合は第２切り替え条件が成立したと判定する。一方、条件式（式２）を満たさない場合は第２切り替え条件が成立したと判定しない。

　すなわち、制限電圧Ｖｍを二乗した値と、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを二乗した値との差が、ｑ軸電圧指令値Ｖｑｃを二乗した値よりも大きい場合（Ｓ１５：ＮＯ）、第２切り替え条件が成立したとの判定がなされないため、処理が次のステップＳ１６に移行される。ステップＳ１６において、ベクトル制御によるモータ１００の駆動制御が実施される。そして、本処理ルーチンが一旦終了される。

　一方、ステップＳ１５において、制限電圧Ｖｍを二乗した値と、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを二乗した値との差が、切替電圧値Ｖｑｃ’を二乗した値以下である場合（ＹＥＳ）、第２切り替え条件が成立したとの判定がなされるため、処理が次のステップＳ１７に移行される。ステップＳ１７において、モータ１００の駆動制御がベクトル制御から弱め界磁制御に切り替えされる。そして、本処理ルーチンが一旦終了される。

　次に、図５及び図６を参照し、本実施形態の作用及び効果について説明する。
　弱め界磁制御によってモータ１００が駆動されている場合、第２処理によってｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃが導出される。第２処理では、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｃを基に、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃが導出される。また、制限電圧Ｖｍを二乗した値と、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを二乗した値との差の平方根が、ｑ軸電圧指令値Ｖｑｃとして導出される。そして、このように導出された各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを基にインバータ１６が操作されることによって、モータ１００が駆動する。このように弱め界磁制御によってモータ１００が駆動している場合、切替電圧値Ｖｑｃ’が導出されている。

　ここで、ｄ軸の成分の電圧をｄ軸電圧指令値Ｖｄｃとし、ｑ軸の成分の電圧を切替電圧値Ｖｑｃ’とするときの電圧ベクトルを判定電圧ベクトルとした場合、判定電圧ベクトルは、図５に示す回転座標上において、最大トルク曲線ＬＴＲｍａｘとトルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１との交点Ｐ１を指す。ｄ軸電流指令値Ｉｄｃはトルク指令値ＴＲ＊に基づいた値であり、切替電圧値Ｖｑｃ’はｄ軸電流指令値Ｉｄｃに基づいて導出される。すなわち、トルク指令値ＴＲ＊が小さくなれば切替電圧値Ｖｑｃ’もまた低くなる。そのため、トルク指令値ＴＲ＊によって、図５に示すように判定電圧ベクトルが指す点である交点Ｐ１が電圧制限円Ｃ１外に配置されたり、図６に示すように交点Ｐ１が電圧制限円Ｃ１内に配置されたりする。図５に示すように上記交点Ｐ１が電圧制限円Ｃ１の外に位置する場合、制限電圧Ｖｍを二乗した値と、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを二乗した値との差が切替電圧値Ｖｑｃ’を二乗した値以下となる。そのため、モータ１００の駆動制御が弱め界磁制御からベクトル制御に切り替わらない。

　しかし、トルク指令値ＴＲ＊が小さくなると、図６で破線矢印で示すように、回転座標上においてトルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１が変位する。そして、図６に示すように上記交点Ｐ１が電圧制限円Ｃ１内に位置するようになると、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを二乗した値との差が切替電圧値Ｖｑｃ’を二乗した値よりも大きくなる。この場合、第１処理によって導出された各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを基にモータ１００を駆動させることにより、理論上、モータ１００のトルクをトルク指令値ＴＲ＊とすることが可能となる。そのため、モータ１００の駆動制御が、弱め界磁制御からベクトル制御に切り替わる。

　ここで、弱め界磁制御からベクトル制御の切り替え判定に、切替電圧値Ｖｑｃ’ではなくｑ軸電圧指令値Ｖｑｃを用いる比較例を考える。この比較例で実行される第２処理では、第１ｄ軸スイッチ部３４によってｄ軸電流積分値Ｉｄ１が選択されることになる。すると、切り替え判定に切替電圧値Ｖｑｃ’を用いる本実施形態の場合と比較し、ｄ軸電流積分値Ｉｄ１の前回値は大きな値となる。これは、弱め界磁制御中ではｄ軸電流Ｉｄが大きく、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃから乖離しているためにｄ軸電流偏差ΔＩｄが大きな値となり、第２ｄ軸演算器３２による導出値が大きな値となるためである。これにより、ｄ軸電流積分値Ｉｄ１が大きな値となり、その前回値を基にｄ軸電流積分値Ｉｄ１が更新される。すると、ｄ軸電流積分値Ｉｄ１が大きな値であるため、ｄ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｄが大きくなる。その結果、ｑ軸電圧指令値Ｖｑｃが大きい値となる。同様に、ｄ軸電流積分値Ｉｄ１が大きな値であるため、ｄ軸基準電圧Ｖｄｂが大きくなる。すると、演算値Ｖｄｅ２が大きくなるため、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃも大きい値となる。その結果、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃの二乗とｑ軸電圧指令値Ｖｑｃの二乗との和が制限電圧Ｖｍの二乗よりも常に大きい関係が成り立ってしまう。この場合、上記ステップＳ１２の判定が「ＹＥＳ」とならず、弱め界磁制御が継続されてしまう。

　これに対し、本実施形態で実行される第２処理では、第１ｄ軸スイッチ部３４がｄ軸電流指令値Ｉｄｃを選択する。これにより、ｄ軸電流Ｉｄに影響されるｑ軸電圧指令値Ｖｑｃではなく、ｄ軸電流Ｉｄに影響されない切り替え電圧値Ｖｑｃ’を切り替え判定に用いることができる。切り替え電圧値Ｖｑｃ’は、トルク電流マップ１２ｍａｐに基づいたｄ軸電流指令値Ｉｄｃから演算されるため、比較例で導出されるｑ軸電圧指令値Ｖｑｃのように大きな値にならない。同様に、本実施形態で実行される第２処理では、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃもｄ軸電流指令値Ｉｄｃから演算されるため、比較例で導出されるｄ軸電圧指令値Ｖｄｃのように大きな値にならない。したがって、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃが小さくなると、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃの二乗とｑ軸電圧指令値Ｖｑｃの二乗との和が制限電圧Ｖｍの二乗よりも小さくなる。よって、モータ１００の駆動制御を、弱め界磁制御からベクトル制御に切り替えることができる。

　ベクトル制御によってモータ１００が駆動されている場合、第１処理によってｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃが導出される。第１処理では、ｄ軸電流偏差ΔＩｄ及びｑ軸電流偏差ΔＩｑを基に、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃが導出される。そして、このように導出された各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを基にインバータ１６が操作されることによって、モータ１００が駆動する。

　ベクトル制御によってモータ１００が駆動している場合、トルク指令値ＴＲ＊が大きくなると、制限電圧Ｖｍを二乗した値と、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを二乗した値との差がｑ軸電圧指令値Ｖｑｃを二乗した値よりも大きい状態から、当該差がｑ軸電圧指令値Ｖｑｃを二乗した値以下の状態に移行する。このように状態が移行されると、モータ１００の駆動制御が、ベクトル制御から弱め界磁制御に切り替わる。

　なお、本実施形態では、以下に示す効果をさらに得ることができる。
　（１）弱め界磁制御によってモータ１００を駆動させている場合、モータ１００のロータ回転数が高くなると、補正後ｑ軸電流指令値Ｉｑｃ１に対してｑ軸電流Ｉｑが共振してしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、弱め界磁制御によってモータ１００を駆動させている場合、演算値Ｖｄｅの高周波成分を用いてｄ軸電圧指令値Ｖｄｃが導出される。演算値Ｖｄｅの高周波成分は、ｄ軸電流Ｉｄの高周波の振動成分である。こうしたｄ軸電圧指令値Ｖｄｃと、制限電圧Ｖｍから求めたｑ軸電圧指令値Ｖｑｃとを基にモータ１００を駆動させることにより、補正後ｑ軸電流指令値Ｉｑｃ１に対するｑ軸電流Ｉｑの共振を打ち消すことができる。その結果、弱め界磁制御によってモータ１００を高速回転させる際における制御性を向上できる。

　（２）モータ１００の駆動制御を弱め界磁制御からベクトル制御に切り替えた際に、各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃが大きく変わると、駆動制御の切り替えに伴ってモータ１００の回転に変動が生じるおそれがある。この点、本実施形態では、各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを第２処理から第１処理に切り替わった場合、最初のｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃの導出時には、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃの前回値を用いてｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃが導出される。これにより、駆動制御の切り替え時におけるｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑｃの急変を抑制でき、ひいては駆動制御の切り替えに伴うモータ１００の回転速度の変動を抑制できる。

　（３）上述したように、トルク電流マップ１２ｍａｐは、電源電流上限値Ｉｂｔｃよりも大きな電流がモータ電源１１０からモータ制御装置１０に流れることを許容して作成されたものである。この一方で、電源電流上限値Ｉｂｔｃと電源電流Ｉｂｔとのフィードバック制御によって導出された演算値Ｉｑ＿ｃｏｍｐを基に、各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃが導出される。これにより、上記のようなマップ１２ｍａｐを用いて各電流指令値Ｉｄｃ，Ｉｑｃを導出しつつも、電源電流Ｉｂｔが電源電流上限値Ｉｂｔｃを上回る状態が継続することを抑制できる。

　なお、電源電流上限値Ｉｂｔｃは、モータ１００の設計上の基本性能から定まる値である。しかし、モータ１００の製造の関係上、モータ１００の性能にばらつきが生じることは避けられない。つまり、設計上の基本性能とは異なる性能のモータ１００をモータ制御装置１０によって制御することもあり得る。本実施形態では、このようなモータ１００を制御する場合であっても、モータ１００の駆動時に、実際の電源電流Ｉｂｔを電源電流上限値Ｉｂｔｃまで上昇させることが可能である。つまり、モータ制御装置１０の制御対象となるモータ１００の性能にばらつきがあったとしても、モータ電源１１０から供給できる電力を最大限利用してモータ１００を駆動させることができる。

　（４）また、トルク電流マップ１２ｍａｐを用いて導出されるｄ軸の成分の電流とｑ軸の成分の電流とで表される電流ベクトルが回転座標上で最大トルク曲線ＬＴＲｍａｘ上の点を指すように、トルク電流マップ１２ｍａｐは作成されている。そのため、電気エネルギを最大限効率よく利用しつつモータ１００を駆動させることができる。

　（５）本実施形態では、第２処理にて電源電流上限値Ｉｂｔｃと電源電流Ｉｂｔとの偏差である電源電流偏差ΔＩｂｔを入力とするフィードバック制御を行っている。第１処理においても電源電流偏差ΔＩｂｔを入力とするフィードバック制御を行うことが可能であるが、ｑ軸電流指令値Ｉｑｃだけでなくｄ軸電流指令値Ｉｄｃに対してもフィードバック制御を行う必要がある。対して、第２処理では、フィードバック制御によって得られた補正後ｑ軸電流指令値Ｉｑｃ１を基に導出されたｄ軸電圧指令値Ｖｄｃと制限電圧Ｖｍとを基にｑ軸電圧指令値Ｖｑｃが導出される。そのため、補正後ｑ軸電流指令値Ｉｑｃ１は電源電流上限値Ｉｂｔｃを満たすように導出され、ｄ軸電流Ｉｄに関しては電源電流上限値Ｉｂｔｃからｑ軸電流Ｉｑを引いた値が流れることから、ｄ軸電流Ｉｄはｄ軸電流指令値Ｉｄｃに依存しない。したがって、第２処理にて電源電流上限値Ｉｂｔｃと電源電流Ｉｂｔとの偏差を入力とするフィードバック制御を行う場合、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃに対して電源電流上限値Ｉｂｔｃと電源電流Ｉｂｔとの偏差を入力とするフィードバック制御を行う必要がない分、構成を簡素にできる。

　なお、本実施形態では、第１処理中に電源電流上限値Ｉｂｔｃを超える指令となる場合は、ステップＳ１５の判定が「ＹＥＳ」となるため、第２処理に移行する。そして、第２処理では、電源電流上限値Ｉｂｔｃと電源電流Ｉｂｔとの偏差を入力とするフィードバック制御が行われるため、電源電流Ｉｂｔが電源電流上限値Ｉｂｔｃを超えることはない。

　本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・トルク電流マップ１２ｍａｐを、電源電流上限値Ｉｂｔｃを上回るような電流がモータ電源１１０からモータ制御装置１０に流れないことを許容した場合における、モータ１００のトルクＴＲと、ｄ軸の成分の電流及びｑ軸の成分の電流との関係を示すものとしてもよい。この場合、電源電流上限値Ｉｂｔｃと電源電流Ｉｂｔとのフィードバック制御によって導出された演算値Ｉｑ＿ｃｏｍｐでｑ軸電流指令値Ｉｑｃを補正する処理を省略してもよい。

　・トルク電流マップ１２ｍａｐは、当該マップ１２ｍａｐを用いて導出されるｄ軸の成分の電流とｑ軸の成分の電流とで表される電流ベクトルが、最大トルク曲線ＬＴＲｍａｘとは異なるトルク曲線上の点を指すように作成されたものであってもよい。例えば、回転座標上において、各電流においてモータ１００から出力可能な最大トルクから所定値を引いた値を示す定電流円と定トルク曲線との接点を繋げたトルク曲線を、所定トルク曲線とした場合、トルク電流マップ１２ｍａｐは、当該マップ１２ｍａｐを用いて導出されるｄ軸の成分の電流とｑ軸の成分の電流とで表される電流ベクトルが所定トルク曲線上の点を指すように作成されたものであってもよい。

　・第２処理において演算値Ｖｄｅの高周波成分を用いてｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを導出するのであれば、各電流指令値Ｉｄｃ，Ｉｑｃの導出に際してトルク電流マップ１２ｍａｐを用いなくてもよい。

　・弱め界磁制御からベクトル制御に切り替わった場合、第１処理によって各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを最初に導出するときには、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃの前回値を用いずに各電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを導出するようにしてもよい。

　・第２処理でｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを導出する場合、演算値Ｖｄｅの高周波成分を用いなくてもよい。この場合、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃを用いず、ｑ軸電流指令値Ｉｑｃを用いてｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを求めるようにしてもよい。

　・第１処理では、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃを用いてｄ軸電圧指令値Ｖｄｃを導出するのであれば、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃの導出にｑ軸電流指令値Ｉｑｃを用いなくてもよい。例えば、ｑ軸側非干渉Ｆ／Ｆ部５７で導出されたｑ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｑを、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃの導出に用いなくてもよい。

　・第１処理では、ｑ軸電流指令値Ｉｑｃを用いてｑ軸電圧指令値Ｖｑｃを導出するのであれば、ｑ軸電圧指令値Ｖｑｃの導出にｄ軸電流指令値Ｉｄｃを用いなくてもよい。例えば、ｄ軸側非干渉Ｆ／Ｆ部４１で導出されたｄ軸Ｆ／Ｆ値Ｖｆｆｄを、ｑ軸電圧指令値Ｖｑｃの導出に用いなくてもよい。

　・ｑ軸を第１軸とし、ｄ軸を第２軸として、各電圧指令値Ｖｑｃ，Ｖｄｃを導出し、当該各電圧指令値Ｖｑｃ，Ｖｄｃを基にインバータ１６を操作してモータ１００を駆動させてもよい。

　・モータ制御装置１０は、以下（ａ）～（ｃ）の何れかの構成であればよい。
（ａ）モータ制御装置１０は、コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備えている。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含んでいる。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含んでいる。
（ｂ）モータ制御装置１０は、各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備えている。専用のハードウェア回路としては、例えば、特定用途向け集積回路、すなわちＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）又はＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）を挙げることができる。
（ｃ）モータ制御装置１０は、各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうち残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えている。

　次に、上記各実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
　（イ）ベクトル制御の回転座標における、第１軸の成分の電圧の指令値である第１電圧指令値及び前記第１軸と直交する第２軸の成分の電圧の指令値である第２電圧指令値を導出し、前記第１電圧指令値及び前記第２電圧指令値に基づいて同期モータであるモータを駆動させるモータ制御装置であって、
　前記モータのトルクの指令値であるトルク指令値に応じた前記第１軸の成分の電流を第１電流指令値として導出し、前記トルク指令値に応じた前記第２軸の成分の電流を第２電流指令値として導出する電流指令値導出部と、
　前記第１軸の成分の電流の高周波変動成分、及び、前記第２電流指令値を基に前記第１電圧指令値を導出し、前記モータ制御回路の制限電圧と前記第１電圧指令値とを基に前記第２電圧指令値を導出する電圧指令値導出部と、を備える、モータ制御装置。

　弱め界磁制御によってモータを駆動させている場合、モータの回転速度が高くなると、第２電流指令値に対して第２軸の成分の電流が共振することがある。この場合、所定の制御サイクル毎に導出される第２軸の成分の電流に、当該共振に起因する高周波の振動成分が重畳されることになる。そのため、弱め界磁制御によってモータを駆動させる際の制御性に改善の余地がある。

　上記構成によれば、弱め界磁制御によってモータを駆動させている場合、第１軸の成分の電流の高周波変動成分を用いて第１電圧指令値が導出される。第１軸の成分の電流の高周波変動成分は、第１電流指令値に重畳する高周波の振動成分である。そのため、このように導出した第１電圧指令値を基にモータを駆動させることにより、第２電流指令値に対する第２軸の成分の電流の共振を打ち消すことができる。これは、第２軸の成分の電流の高周波振動成分が第１軸の成分の電流の高周波振動によって相殺されるためである。その結果、弱め界磁制御によってモータを駆動させる際における制御性を向上できる。

Claims

　ベクトル制御の回転座標における、第１軸の成分の電圧の指令値である第１電圧指令値及び前記第１軸と直交する第２軸の成分の電圧の指令値である第２電圧指令値を導出し、前記第１電圧指令値及び前記第２電圧指令値に基づいて同期モータであるモータを駆動させるモータ制御装置であって、
　前記モータのトルクと前記第１軸の成分の電流及び前記第２軸の成分の電流との関係を示すトルク電流マップを基に、前記モータのトルクの指令値であるトルク指令値に応じた前記第１軸の成分の電流を第１電流指令値として導出し、前記トルク指令値に応じた前記第２軸の成分の電流を第２電流指令値として導出する電流指令値導出部と、
　前記第１電流指令値を基に前記第１電圧指令値を導出し、前記第２電流指令値を基に前記第２電圧指令値を導出する第１処理、及び、前記第２電流指令値を基に前記第１電圧指令値を導出し、前記モータ制御装置の制限電圧と前記第１電圧指令値とを基に前記第２電圧指令値を導出する第２処理と、を実行可能である電圧指令値導出部と、を備え、
　前記電圧指令値導出部は、前記第２処理によって導出された前記各電圧指令値に基づいて前記モータが駆動している場合、前記トルク指令値を満たす前記各電圧指令値を前記第１処理によって導出可能であると判定したときには、前記各電圧指令値を導出する処理を前記第２処理から前記第１処理に切り替える
　モータ制御装置。
　前記電圧指令値導出部は、前記第２処理において、前記第１軸の成分の電流の高周波変動成分、及び、前記第２電流指令値を基に、前記第１電圧指令値を導出する
　請求項１に記載のモータ制御装置。
　前記電圧指令値導出部は、
　前記各電圧指令値の導出処理を前記第２処理から前記第１処理に切り替えた場合、
　前記第１処理での前記各電圧指令値の初回の導出時には、前記第１電流指令値の前回値に応じて前記各電圧指令値を導出する
　請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
　モータ電源から前記モータ制御装置に向けて流れる電流を電源電流とし、前記電源電流の上限値を電源電流上限値とした場合、
　前記トルク電流マップは、前記電流上限値よりも大きな電流が前記モータ電源から前記モータ制御装置に流れることを許容した場合における、前記モータのトルクと、前記第１軸の成分の電流及び前記第２軸の成分の電流との関係を示すものであり、
　前記電圧指令値導出部は、前記第２処理において、前記電源電流上限値と前記電源電流との偏差を入力とするフィードバック制御によって導出された演算値を基に、前記第１電圧指令値を導出する
　請求項１～請求項３のうち何れか一項に記載のモータ制御装置。