JP7468669B2 - 電動機の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動機の制御方法及び制御装置に関する。

ＪＰ２００７－１４３２３５Ａには、モータの駆動状態に応じて複数の制御方法を切り替える電動機の駆動制御装置が開示されている。この装置では、制御方法を切り替えたとき、切り替え後の制御方法の制御変数の初期値に、切り替え直前の制御値が設定される。

上記構成において、制御方法が切り替えられるとき、切り替え後の制御変数の初期値として切り替え直前の制御値が設定されると、切り替え時に電動機が適切に駆動せずにトルク脈動が生じるという問題がある。特に、この問題は、トルクの過渡応答中に制御方法が切り替えられる場合に顕在化する。

本発明は、電動機の制御方法の切り替え時において電動機を適切に駆動させる電動機の制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、電動機の運転状態に応じて、電動機の作動を制御するための第１モード又は第２モードを選択可能な電動機の制御方法であって、第２モードを選択しているとき、第１モードの処理のうちの一部の処理を停止するとともに、第１モードのうちの一部の処理を除く、積分演算を含む他の処理を継続して実行し、第２モードから第１モードに切り替えるとき、当該他の処理を継続させて得られた制御値を用いて、一部の処理を開始する、電動機の制御方法が提供される。

この態様によれば、電動機の制御方法の切り替え時において電動機を適切に駆動させる電動機の制御方法及び制御装置を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る電力制御装置全体の機能構成の一例を示す図である。 図２は、本実施形態の電圧位相制御の機能構成の一例を示す図である。 図３は、本実施形態の電流ベクトル制御の機能構成の一例を示す図である。 図４は、本実施形態のインバースフィルタの機能構成の一例を示す図である。 図５は、本実施形態の電動機の制御方法の一例を示すフローチャートである。 図６は、第２実施形態の電圧位相制御の機能構成の一例を示す図である。 図７は、本実施形態の補正部の機能構成の一例を示す図である。 図８は、本実施形態の電流ベクトル制御の機能構成の一例を示す図である。 図９は、本実施形態の電動機の制御方法の一例を示すフローチャートである。 図１０は、本実施形態を適用した出力トルクの一例を示す図である。 図１１は、本実施形態を適用したインバースフィルタの初期化の効果を示す図である。 図１２は、変形例に係る補正部の機能構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照して各実施形態について説明する。

（第１実施形態）
［全体構成］
図１は、第１実施形態に係る電力制御システム１の全体の機能構成の一例を示す図である。電力制御システム１は、例えば電動車両に搭載され、電動車両の電動機の駆動を制御する装置である。この電力制御システム１は、電流ベクトル制御又は電圧位相制御の二種類の制御モードによって電動機を制御することができる。

図１を参照すると、電力制御システム１は、コントローラ１０と、インバータ２０と、電動機４０とを備える。

コントローラ１０は、機能として、電流ベクトル制御部１１０と、電圧位相制御部１４０と、制御モード判定部１５０と、最終電圧指令値演算部１５５と、第１座標変換部１７４と、第２座標変換部１７５と、ＰＷＭ変換部１８０と、を備える。

電流ベクトル制御部１１０は、電流指令値演算部１１１と、第１ＭＧ制御部１１２と、を有する。

電流指令値演算部１１１は、上位装置から送信されるトルク指令値Ｔ＊、後述する回転数演算部４１０からのモータ回転数Ｎ、及び直流電圧を検出する電圧センサ３１０からの直流電圧Ｖｄｃを入力として、電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊を算出する。電流指令値演算部１１１は、算出した電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊を第１ＭＧ制御部１１２へ出力する。

第１ＭＧ制御部１１２には、上位装置から送信されるトルク指令値Ｔ＊、電圧センサ３１０からの直流電圧Ｖｄｃ、後述する回転数演算部４１０からのモータ回転数Ｎ、電流指令値演算部１１１からの電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊、電動機４０のｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑ、後述する最終電圧指令値演算部１５５からの最終電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊、及び後述する電圧ノルム指令値演算部１４１からの電圧ノルム指令値Ｖａ＊が入力される。第１ＭＧ制御部１１２は、実験又は解析により予め生成されたｄｑ軸電流テーブルを参照し、これらの入力値から第１電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊を算出する。そして、第１ＭＧ制御部１１２は、算出した第１電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊を最終電圧指令値演算部１５５へ出力する。

電圧位相制御部１４０は、電圧ノルム指令値演算部１４１と、電圧位相目標値演算部１４２と、第２ＭＧ制御部１４３と、を備える。

電圧ノルム指令値演算部１４１は、上位装置からのトルク指令値Ｔ＊、電圧センサ３１０からの直流電圧Ｖｄｃ、後述する回転数演算部４１０からのモータ回転数Ｎが入力される。電圧ノルム指令値演算部１４１は、これらの入力値から実験又は解析により予め生成されたテーブルを参照するなどして、電圧ノルム指令値Ｖａ＊を算出する。電圧ノルム指令値演算部１４１は、算出した電圧ノルム指令値Ｖａ＊を、第１ＭＧ制御部１１２及び第２ＭＧ制御部１４３へ出力する。

電圧位相目標値演算部１４２は上位装置からのトルク指令値Ｔ＊、電圧センサ３１０からの直流電圧Ｖｄｃ、後述する回転数演算部４１０からのモータ回転数Ｎを入力として、電圧位相目標値αｆｆ＊を演算する。電圧位相目標値演算部１４２は、算出した電圧位相目標値αｆｆ＊を第２ＭＧ制御部１４３へ出力する。

第２ＭＧ制御部１４３は、上位装置からのトルク指令値Ｔ＊、後述する回転数演算部４１０からのモータ回転数Ｎ、電圧ノルム指令値演算部１４１からの電圧ノルム指令値Ｖａ＊、電圧位相目標値演算部１４２からの電圧位相目標値αｆｆ＊、及び後述する第２座標変換部１７５からのｄｑ軸電流検出値ｉｄ、ｉｑが入力される。第２ＭＧ制御部１４３は、これらの入力値から第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を算出する。

具体的には、第２ＭＧ制御部１４３は、ｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑとモータ回転数Ｎとを用いて、実験又は解析により予め求められるモータトルク推定値Ｔｅｓｔとトルク指令値Ｔ＊との偏差に基づいて、例えばＰＩ制御などのＦＢ制御を行うことで得られる電圧位相補正値αｆｂ＊を次の式（１）で求めて電圧位相目標値αｆｆ＊と加算することによって、最終的な電圧位相指令値α＊を算出する。ここで、Ｋｐは比例ゲインであり、Ｋｉは積分ゲインである。

そして、第２ＭＧ制御部１４３は、算出した電圧位相指令値α＊を用いて、次の式（２）のベクトル変換を経てｄｑ軸に対応する第２電圧指令値Ｖｄ２＊、Ｖｑ２＊を算出する。第２ＭＧ制御部１４３は、算出した第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を、最終電圧指令値演算部１５５へ出力する。

制御モード判定部１５０は、最終電圧指令値演算部１５５から出力される最終電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊、及び電圧センサ３１０からの直流電圧Ｖｄｃを入力として、電流ベクトル制御及び電圧位相制御のうちの何れの制御モードを実行するかを判定し、実行する制御モードを示すモード信号Ｍｓｗを第１ＭＧ制御部１１２及び最終電圧指令値演算部１５５に出力する。モード信号Ｍｓｗは、次の式（３）により演算される変調率ＭＦに基づいて生成される。

モード信号Ｍｓｗは、変調率ＭＦが所定の切替閾値未満の場合、第１ＭＧ制御部１１２において演算された第１電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊が選択されている旨の情報を含む。第１電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊が選択されているときのモード信号Ｍｓｗは「１」である。一方、モード信号Ｍｓｗは、変調率ＭＦが切替閾値以上の場合、第２ＭＧ制御部１４３において演算された第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊が選択されている旨の情報を含む。第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊が選択されているときのモード信号Ｍｓｗは「０」である。なお、チャタリング防止のため切替閾値にヒステリシスを持たせることが望ましい。

最終電圧指令値演算部１５５は、制御モード判定部１５０からのモード信号Ｍｓｗの値に基づいて、電流ベクトル制御部１１０からの第１電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊、及び電圧位相制御部１４０からの第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊のうちの何れかを選択して最終電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊として出力する。

第１座標変換部１７４は、電動機４０に設けられた電気角センサ３３０により検出される電気角検出値θ、最終電圧指令値演算部１５５から最終電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊が入力される。第１座標変換部１７４は、次の式（４）に基づいて、入力された最終電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を、三相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。第１座標変換部１７４は、算出した三相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をＰＷＭ変換部１８０へ入力する。

ＰＷＭ変換部１８０には、第１座標変換部１７４からの三相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊及び電圧センサ３１０からの直流電圧Ｖｄｃが入力される。ＰＷＭ変換部１８０は、これらの入力から、デッドタイム補償又は電圧利用率向上処理といった公知の処理を行うとともに、三相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対応したインバータ２０のパワー素子駆動信号Ｄｕｕ＊，Ｄｕｌ＊，Ｄｖｕ＊，Ｄｖｌ＊，Ｄｗｕ＊，Ｄｗｌ＊を演算する。ＰＷＭ変換部１８０は、演算したパワー素子駆動信号Ｄｕｕ＊，Ｄｕｌ＊，Ｄｖｕ＊，Ｄｖｌ＊，Ｄｗｕ＊，Ｄｗｌ＊をインバータ２０へ出力する。

インバータ２０には、ＰＷＭ変換部１８０からのパワー素子駆動信号Ｄｕｕ＊，Ｄｕｌ＊，Ｄｖｕ＊，Ｄｖｌ＊，Ｄｗｕ＊，Ｄｗｌ＊が入力される。インバータ２０は、パワー素子駆動信号Ｄｕｕ＊，Ｄｕｌ＊，Ｄｖｕ＊，Ｄｖｌ＊，Ｄｗｕ＊，Ｄｗｌ＊に基づいて、スイッチング素子を操作する。これにより、バッテリ２１０の出力電圧が擬似交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換されて電動機４０へ出力される。

電流センサ３２０は、電動機４０へ出力されるＵ相及びＶ相の電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出する。なお、電動機４０のＷ相の電流ｉｗは、電流ｉｕ，ｉｖを検出すれば、原理的に以下の式（５）より求めることができる。

第２座標変換部１７５には、電流センサ３２０によって検出された電流ｉｕ，ｉｖ、ｉｗと、電気角センサ３３０により検出された電気角検出値θと、が入力される。第２座標変換部１７５は、これらの入力値から、次の式（６）に基づいて、ｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑを算出する。第２座標変換部１７５は、算出したｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑを上記の第１ＭＧ制御部１１２及び第２ＭＧ制御部１４３へ出力する。

電動機４０は、例えば力行及び回生駆動が可能な電気モータである。電動機４０は、インバータ２０から出力された擬似交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて駆動し、車両を走行又は停止させるためのトルクを生成する。また、電動機４０は、回転数演算部４１０を備える。回転数演算部４１０は、電気角センサ３３０によって検出された電気角検出値θからモータ回転数Ｎを演算する。

このように、上記の構成を備えた本実施形態の電力制御システム１は、複数の制御モード、すなわち電流ベクトル制御及び電圧位相制御のうちの何れかの制御モードによって、電動機４０を制御可能な電力制御システム１である。

なお、電力制御システム１は、コントローラ１０によって統括的に制御される。コントローラ１０は、中央演算処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、入出力インターフェイスと、これらを相互に接続するバスと、により構成される。コントローラ１０は、図示しないメモリ（記録媒体）に格納されている制御プログラムを読み出して中央演算処理装置に実行させることにより、入出力インターフェイスを介して電力制御システム１の各部を制御してもよい。

［各モードの動作］
次に、図２及び図３を参照して各モードの動作について説明する。図２は、本実施形態の電圧位相制御の機能構成の一例を示す図である。図３は、本実施形態の電流ベクトル制御の機能構成の一例を示す図である。

図２を参照して、電圧位相制御の選択中に実行される第１ＭＧ制御部１１２の機能構成の詳細について説明する。本実施形態では、電圧位相制御の選択中においても、電流ベクトル制御の一部の処理は継続して実行されている。なお、電圧位相制御では、制御モードを示すモード信号Ｍｓｗの値は「０」である。また、このときの最終電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊として、モード信号Ｍｓｗの値に応じて第２ＭＧ制御部１４３からの第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊が選択される。

第１ＭＧ制御部１１２は、フィードフォワード補償器１２０と、加算器１２４と、フィードバック補償器１３０と、入力演算部１３５と、を備える。

さらに、フィードフォワード補償器１２０は、干渉電圧演算部１２１と、第１ＬＰＦ１２２と、を有する。干渉電圧演算部１２１には、上位装置からのトルク指令値Ｔ＊、電圧センサ３１０からの直流電圧Ｖｄｃ、及び回転数演算部４１０からのモータ回転数Ｎが入力される。干渉電圧演算部１２１は、これらの入力値から、予め作成されたテーブルを参照して、ｄｑ軸干渉電圧目標値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＊を演算する。干渉電圧演算部１２１は、演算したｄｑ軸干渉電圧目標値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＊を第１ＬＰＦ１２２へ出力する。

第１ＬＰＦ１２２は、ｄｑ軸電流規範応答の時定数を有する平滑化フィルタである。第１ＬＰＦ１２２は、干渉電圧演算部１２１からのｄｑ軸干渉電圧目標値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＊に基づいて、干渉電圧指令値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊を演算する。第１ＬＰＦ１２２は、演算した干渉電圧指令値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊を加算器１２４へ出力する。

加算器１２４には、フィードバック補償器１３０からの干渉電圧指令値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊と、フィードバック補償器１３０からのｄｑ軸ＦＢ電圧指令値ｖｄｉ＊，ｖｑｉ＊と、が入力される。ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値ｖｄｉ＊，ｖｑｉ＊については後述する。加算器１２４は、これらの入力を足し合わせて第１電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊を演算して最終電圧指令値演算部１５５（図１参照）へ出力する。

フィードバック補償器１３０は、ＰＤ制御部１３１と、インバースフィルタ１３２と、第２ＬＰＦ１３３と、切替器１３４と、加算器１３６と、減算器１３７と、を有する。

ＰＤ制御部１３１は、電流指令値演算部１１１からの電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊と、第２座標変換部１７５（図１参照）からのｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑとの偏差がゼロとなるような基本ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値を生成する。

インバースフィルタ１３２は、ｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑを入力として、ＰＤ制御部１３１で生成された基本ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値に対して、外乱成分を演算する機能を有する。インバースフィルタ１３２の機能の詳細については後述する。

切替器１３４は、ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値ｖｄｉ＊，ｖｑｉ＊及びモード信号Ｍｓｗを入力として、入力演算部１３５で演算される補正ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値を第２ＬＰＦ１３３へ入力させる接続状態（ＶＰＣ端子の接続）と、加算器１３６で演算されるｄｑ軸ＦＢ電圧指令値ｖｄｉ＊，ｖｑｉ＊を第２ＬＰＦ１３３へ入力させる接続状態（ＣＶＣ端子の接続）と、を選択的に切り替える。より詳細には、モード信号Ｍｓｗの値が「０」のとき、すなわち電圧位相制御を示す場合（図２に示す場合）には、切替器１３４は、ＶＰＣ端子を接続状態とする。一方、モード信号Ｍｓｗの値が「１」のとき、すなわち電流ベクトル制御を示す場合（図３に示す場合）には、切替器１３４は、ＣＶＣ端子を接続状態とする。

加算器１３６は、ＰＤ制御部１３１からの基本ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値、減算器１３７で演算された演算値を入力として、これらを加算してｄｑ軸ＦＢ電圧指令値ｖｄｉ＊，ｖｑｉ＊を演算する。

入力演算部１３５には、電圧位相制御を実行中の電圧位相制御部１４０からの第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊と、フィードフォワード補償器１２０からの干渉電圧指令値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊とが入力される。入力演算部１３５は、第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊から干渉電圧指令値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊を減算して補正ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値を演算する。そして、入力演算部１３５は、演算した補正ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値を、切替器１３４へ出力する。

さらに、フィードバック補償器１３０は、モード信号Ｍｓｗの値が「０」のとき（電圧位相制御が実行されている場合）に、主としてＰＤ制御部１３１及び第２ＬＰＦ１３３の処理、すなわちインバースフィルタ１３２以外の処理を実行する。言い換えると、電圧位相制御の選択中、フィードバック補償器１３０は、インバースフィルタ１３２以外の処理を継続して実行することにより、ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値ｖｄｉ＊，ｖｑｉ＊を出力し続けている。そして、フィードバック補償器１３０は、算出したｄｑ軸ＦＢ電圧指令値ｖｄｉ＊，ｖｑｉ＊を加算器１２４へ出力すると、加算器１２４は第１電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊を出力する。

ここで、電圧位相制御の選択中に停止しているインバースフィルタ１３２は、ＰＤ制御部１３１からのｄｑ軸ＦＢ電圧指令値ｖｄｉ＊，ｖｑｉ＊に対する外乱成分を演算する役割、つまり、結果的に第１電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊の精度を高める役割を有している。しかしながら、電圧位相制御の選択中は電動機４０が高回転領域に相当するため、駆動トルクに対する外乱成分の占める割合は小さいことから、ｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑに対する外乱成分の影響も小さくなる。さらに、電圧位相制御の選択中においては、第１電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊は、最終電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊として出力されないため、インバースフィルタ１３２を稼働させて第１電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊の精度を向上させる必要性が低い。言い換えると、インバースフィルタ１３２の処理を停止させていたとしても、フィードバック補償器１３０の実質的な機能は確保されるといえる。

このように、本実施形態の電力制御システム１では、電圧位相制御が選択されているとき、電流ベクトル制御の処理のうちの一部の処理としてのインバースフィルタ１３２の処理を停止することによってコントローラ１０の演算負荷を低減させるとともに、その他の処理（特に積分演算を含む処理）を継続して実行する。これにより、電圧位相制御が選択されている間、電流ベクトル制御の処理に用いられる基本的な演算機能、特に複数回の演算結果が影響する電圧指令値の生成処理は、電圧位相制御の実行中においても継続される。ここで、複数回の演算結果の影響が大きい処理には、積分演算を行う第１ＬＰＦ１２２及び第２ＬＰＦ１３３の処理が含まれる。

次に、図３を参照して、電流ベクトル制御が選択される場合の機能について説明する。

図３には、電流ベクトル制御選択中に実行される第１ＭＧ制御部１１２の機能構成の詳細が示されている。本実施形態では、電流ベクトル制御が選択されているとき、切替器１３４は、第２ＬＰＦ１３３の入力端をＣＶＣ端子に接続する。

第２ＬＰＦ１３３の入力端がＣＶＣ端子に接続されると、フィードバック補償器１３０は、電流指令値演算部１１１からの電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊を、ＰＤ制御部１３１と、インバースフィルタ１３２と、第２ＬＰＦ１３３と、を用いてフィードバック処理することにより、ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値ｖｄｉ＊，ｖｑｉ＊を生成する。

ここで、電圧位相制御から電流ベクトル制御に切り替えられるときの電力制御システム１の動作について説明する。

本実施形態では、電圧位相制御から電流ベクトル制御に切り替えられると、電圧位相制御の選択中に継続して演算されていた電圧指令値が制御モードの切り替えタイミングにおいても継続して入力される。具体的には、制御モードの切り替えタイミングにおいて、入力演算部１３５からの第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊に対して干渉電圧指令値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊を減算した補正ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値がフィードバック補償器１３０へ入力される。

さらに、本実施形態では、電圧位相制御から電流ベクトル制御に切り替えられると、電圧位相制御の選択中に停止していた、電流ベクトル制御の一部の処理としてのインバースフィルタ１３２の処理が開始される。

図４を参照してインバースフィルタ１３２の処理について説明する。図４は、インバースフィルタ１３２の機能構成の一例を示す図である。

インバースフィルタ１３２は、第１入力選択部１４５と、第２入力選択部１４６と、初期化演算部１４７と、を備える。

第１入力選択部１４５は、制御モード判定部１５０（図１参照）からのモード信号Ｍｓｗと、後述する初期化演算部１４７からの第１初期値ｘ1ｄ＿ｉｎｉと、が入力される。第１入力選択部１４５は、モード信号Ｍｓｗの値が「１」であるとき、すなわち電流ベクトル制御の選択中においては第１出力値ｘ１ｄを出力する。一方、第１入力選択部１４５は、モード信号Ｍｓｗの値が「０」から「１」に切り替わったとき、すなわち制御モードが電圧位相制御から電流ベクトル制御へ切り替わったときに限り、第１初期値ｘ1ｄ＿ｉｎｉを出力する。より詳細には、第１入力選択部１４５は、制御モードが切り替わった後の最初の制御周期において第１初期値ｘ１ｄ＿ｉｎｉを出力し、それより後の制御周期においては第１出力値ｘ１ｄを出力する。このように、第１入力選択部１４５は、モード信号Ｍｓｗに応じて、第１出力値ｘ１ｄ及び第１初期値ｘ1ｄ＿ｉｎｉのうちの何れかを選択して出力する。

第２入力選択部１４６は、制御モード判定部１５０（図１参照）からのモード信号Ｍｓｗと、後述する初期化演算部１４７からの第２初期値ｘ２ｄ＿ｉｎｉと、が入力される。第２入力選択部１４６は、モード信号Ｍｓｗの値が「１」であるとき、すなわち電流ベクトル制御の選択中においては第２出力値ｘ２ｄを出力する。一方、第２入力選択部１４６は、モード信号Ｍｓｗの値が「０」から「１」に切り替わったとき、すなわち制御モードが電圧位相制御から電流ベクトル制御へ切り替わったときに限り、第２初期値ｘ２ｄ＿ｉｎｉを出力する。より詳細には、第２入力選択部１４６は、制御モードが切り替わった後の最初の制御周期において第２初期値ｘ２ｄ＿ｉｎｉを出力し、それより後の制御周期においては第２出力値ｘ２ｄを出力する。このように、第２入力選択部１４６は、モード信号Ｍｓｗに応じて、第２出力値ｘ２ｄ及び第２初期値ｘ２ｄ＿ｉｎｉのうちの何れかを選択して出力する。

インバースフィルタ１３２は、電流ベクトル制御の選択中、すなわちモード信号Ｍｓｗの値が「１」であるときは、次の式（７）を用いてインバースフィルタ電圧指令値Ｖｄ＿ｉｎｖ＊，Ｖｑ＿ｉｎｖ＊を演算する。

一方、電圧位相制御から電流ベクトル制御へ切り替えられるとき、すなわち、モード信号Ｍｓｗが「０」から「１」に切り替わったときには、停止していたインバースフィルタ１３２の処理が開始される。このとき、インバースフィルタ１３２の処理の停止中に保持されていた過去の制御変数の値をそのまま用いると、切り替え時に適切なインバースフィルタ電圧指令値Ｖｄ＿ｉｎｖ＊，Ｖｑ＿ｉｎｖ＊が演算されないおそれがある。したがって、本実施形態では、モードの切替時、すなわちモード信号Ｍｓｗが「０」から「１」に切り替わったときには、初期化演算部１４７を用いてインバースフィルタ１３２を初期化する。

初期化演算部１４７は、第１入力選択部１４５から出力される初期値としての第１初期値ｘ１ｄ＿ｉｎｉ，ｘ１ｑ＿ｉｎｉを式（８）で算出し、第２入力選択部１４６から出力される第２初期値ｘ２ｄ＿ｉｎｉ，ｘ２ｑ＿ｉｎｉを式（９）で算出する。なお、「ｚ^-1」は１サンプル前の値を返す演算子を表し、「ｎ₀」及び「ｎ₁」は過渡的に変化する電動機４０の抵抗成分を表し、また「Ｒｃ」は電動機４０の巻線抵抗値Ｒｃ（すなわち、過渡的に変換しない抵抗成分）を表す。

式（８）に示されるように、第１入力選択部１４５から出力される第１初期値ｘ１ｄ＿ｉｎｉ，ｘ１ｑ＿ｉｎｉは、１サンプル前のｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑで初期化される。また、式（９）に示されるように、第２入力選択部１４６から出力される第２初期値ｘ２ｄ＿ｉｎｉ，ｘ２ｑ＿ｉｎｉは、１サンプル前のｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑ、２サンプル前のｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑ、及び電動機４０が定常状態と仮定した巻線抵抗値Ｒｃ（過渡的に変化しない抵抗成分）とｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑとの積「Ｒｃ・ｉｄ」に基づいて初期化される。

このように、インバースフィルタ１３２は、電圧位相制御の選択中には停止している（機能していない）が、電流ベクトル制御へ切り替えられるタイミングにおいて、電圧位相制御の選択中に継続して実行されていたと仮定した場合の数回前のｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑに基づくインバースフィルタ電圧指令値Ｖｄ＿ｉｎｖ＊，Ｖｑ＿ｉｎｖ＊を初期値として処理を開始する。なお、数回前のｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑは、図示しないメモリに記憶されてもよい。

インバースフィルタ１３２の処理は、電圧位相制御が選択されているとき（電流ベクトル制御が選択されていないとき）、上記したようにインバースフィルタ１３２の処理結果の必要性が低いため停止されている。これにより、コントローラ１０の演算負荷が低減される。また、電圧位相制御から電流ベクトル制御へ切り替えられるタイミングにおいてインバースフィルタ１３２の制御変数は初期化される。これにより、制御モードの切替時においても、好適なインバースフィルタ電圧指令値Ｖｄ＿ｉｎｖ＊，Ｖｑ＿ｉｎｖ＊の演算が可能となるため、結果として制御モードの切替時においても好適な最終電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊が演算される。

［制御方法］
次に、図５を参照して、上記の電力制御システム１の制御方法を説明する。図５は、本実施形態の電力制御方法の一例を示すフローチャートである。

図５に示される一連の処理は、例えば電力制御システム１の電源が投入されている間、コントローラ１０によって常時実行されていてもよい。または、ユーザによる所定の入力操作によって開始及び終了されてもよい。

ステップＳ１０１において、コントローラ１０は、トルク指令値Ｔ＊、モータ回転数Ｎ、直流電圧Ｖｄｃ、ｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑ、及び最終電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊などの種々の値を取得する。

ステップＳ１０２において、コントローラ１０は、モード信号Ｍｓｗの値に基づいて、電流ベクトル制御の選択中か否かを判定する。コントローラ１０は、モード信号Ｍｓｗが「１」ではない場合には、電圧位相制御の選択中である（電流ベクトル制御の選択中ではない）と判定し、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、コントローラ１０は、電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊、及び電圧位相指令値α＊を取得する。

ステップＳ１０４において、コントローラ１０は、フィードフォワード補償器１２０の処理を実行する。上記のように、コントローラ１０は、フィードフォワード補償器１２０において、ステップＳ１０１及びステップＳ１０３において取得した各制御値に基づいて、干渉電圧指令値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊を演算する。

ステップＳ１０５において、コントローラ１０は、フィードバック補償器１３０の処理を実行する。上記のように、コントローラ１０は、フィードバック補償器１３０において、ステップＳ１０１及びステップＳ１０３において取得した各制御値に基づいて、ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値ｖｄｉ＊，ｖｑｉ＊を演算する。

一方、ステップＳ１０２において、コントローラ１０は、モード信号Ｍｓｗが「１」である場合には電流ベクトル制御を選択中であると判定し、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、コントローラ１０は、モード信号Ｍｓｗの値に応じて、前回電圧位相制御が選択されていたか否かを判定する。具体的には、コントローラ１０は、直前のモード信号Ｍｓｗの値が「０」であったと判定すると、ステップＳ１０７に進む。すなわち、ステップＳ１０７の処理に移行する場合とは、現在の制御周期が、前回電圧位相制御から今回電流ベクトル制御へ切り替えられた後の最初の制御周期である場合である。

そして、ステップＳ１０７において、コントローラ１０は、図４を用いて説明したインバースフィルタ１３２の初期化を実行する。すなわち、上記式（８）及び（９）に基づく初期化演算が実行される。上記したように、電圧位相制御から電流ベクトル制御へ切り替えられる場合には、インバースフィルタ１３２は初期化されることが望ましい。

一方、ステップＳ１０６において、コントローラ１０は、直前のモード信号Ｍｓｗの値が「１」であったと判定すると、ステップＳ１０８に進む。すなわち、ステップＳ１０８の処理に移行する場合とは、現在の制御周期が、上記した切り替え後の最初の制御周期よりも後の制御周期である場合である。

そして、ステップＳ１０８において、コントローラ１０は、電流ベクトル制御の処理を実行する。すなわち、切替器１３４は、第２ＬＰＦ１３３の入力端をＣＶＣ端子に接続して第１電圧指令値Ｖｄ１＊，Ｖｑ１＊を生成する。また、インバースフィルタ１３２では、上記式（７）に基づく通常時の演算が実行される。

なお、上記実施形態では、電圧位相制御（第２モード）から電流ベクトル制御（第１モード）へ切り替えられる場合について説明した。しかしながら、電流ベクトル制御は第１モードの一類型、また第２モードは電圧位相制御の一類型に過ぎない。すなわち、第１モード及び第２モードは互いに異なる種類の制御であれば、いかなる制御モードであってもよい。

上記の本実施形態における作用及び効果を説明する。

本実施形態によれば、電動機４０の運転状態に応じて、電動機４０の作動を制御するための電流ベクトル制御（第１モード）又は電圧位相制御（第２モード）を選択可能な電動機４０の制御方法が提供される。当該制御方法は、電圧位相制御（第２モード）を選択しているとき、電流ベクトル制御（第１モード）の処理のうちのインバースフィルタ１３２の処理（一部の処理）を停止するとともに、電流ベクトル制御（第１モード）のうちのインバースフィルタ１３２の処理（一部の処理）を除く、積分演算を含む他の処理を継続して実行し、電圧位相制御（第２モード）から電流ベクトル制御（第１モード）に切り替えるとき、当該他の処理を継続して得られた制御値を用いて、インバースフィルタ１３２の処理（一部の処理）を開始する。

このように、本実施形態の制御方法では、積分演算を含む他の処理が、切り替え直前まで継続的に実行されている。そして、制御モードが切り替えられるとき、積分演算を継続的に実行して得られた他の処理の制御変数を取得し、取得した制御変数を用いて切り替え後の制御モードを実行する。具体的には、電流ベクトル制御の処理のうち積分演算を含む他の処理が、電圧位相制御の選択中においても継続して実行されている。このため、電流ベクトル制御に切り替えられたときの制御変数の初期値の積分演算に、切り替え直前の電圧位相制御が選択されているときのモータの作動状態（切り替え前のｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑ等）を好適に反映させることができる。なお、本実施形態における積分処理とは、主に第１ＬＰＦ１２２及び第２ＬＰＦ１３３であって、その他の図示しないフィルタも含まれる。これにより、制御モードの切り替え時においても滑らかなトルク制御を実現できる。特に、トルクの過渡応答中に制御モードが切り替わるシーン（切り替え前後における電動機４０の運転状態の変化が大きい場合）におけるトルク脈動を抑制することができる。さらに、継続して実行されることにより得られた積分値に基づく前回以前の制御周期の制御値を用いることが可能にもかかわらず、継続して実行する必要性の低い一部の処理を選択的に停止するので、コントローラ１０の演算負荷を低減することができる。

また、一部の処理は、電流ベクトル制御の制御変数の初期値を設定する初期化処理を含んでもよい。本実施形態の制御方法は、電圧位相制御（第２モード）から電流ベクトル制御（第１モード）へ切り替えるとき、初期化処理を開始し、初期化処理では、電圧位相制御（第２モード）の選択中に他の処理を継続させて得られた制御値を用いて、電流ベクトル制御（第１モード）の制御変数の初期値を決定することが望ましい。

このように、本実施形態の制御方法は、一部の処理に初期化処理を含むので、電圧位相制御の選択中に一部の処理が停止していたとしても、モードの切り替え時に、一部の処理の初期値を他の処理を継続させて得られた制御値に基づいて適切な値に設定することができる。制御モードが切り替えられると、この初期値に基づいて一部の処理が開始されるので、制御モードの切り替え時においても滑らかなトルク制御を実現することができる。

また、初期化処理では、電圧位相制御（第２モード）の選択中に他の処理を継続させて得られた制御値のうち、制御モードの切り替え後の制御周期に対する前回値に基づいて初期値を決定することが望ましい。

このように、本実施形態では、制御モードの切替前の電圧位相制御において継続的に演算された他の処理の前回値がフィードバック補償器１３０に対して入力され、制御モードの切り替え後の演算が開始されるので、制御モードの切り替え時においても滑らかなトルク制御を実現することができる。さらに、フィードフォワード補償器１２０も、前回値に基づいて演算された値を用いて制御モードの切り替え後の演算を開始するので、制御モードの切り替え時において、より滑らかなトルク制御を実現することができる。

また、一部の処理は、外乱成分を演算するインバースフィルタ１３２の処理（インバースフィルタ処理）を含むことが望ましい。

このように、電圧位相制御の選択中にインバースフィルタ１３２の処理が停止していたとしても、上記の式（８）及び式（９）に示されるように、切り替え後の電流ベクトル制御の制御周期に対する前回値を用いてインバースフィルタ１３２の制御変数の初期値が決定されるので、インバースフィルタ１３２の処理が継続して実行されていた状態に近い状態でインバースフィルタ１３２の処理を開始することができる。これにより、制御モードの切り替え時においても滑らかなトルク制御を実現できる。

また、初期化処理では、電圧位相制御（第２モード）の選択中に他の処理を継続させて得られた制御値のうち、ｄｑ軸電流検出値（前回値）ｉｄ，ｉｑ、及び制御モードの切り替え前の電圧位相制御（第２モード）における電動機４０の巻線抵抗値Ｒｃとｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑとの積（電動機４０の定常状態の状態量）に基づいて初期値を決定する。

このように、インバースフィルタ１３２の初期値は、ｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑ及び電圧位相制御における電動機４０の定常状態の制御値に基づいて設定される。これにより、電圧位相制御の選択中に実際には一部の処理が停止していたとしても、電動機４０の定常状態の制御値を用いることで、停止していなかった場合と略等しい状態で一部の処理を開始することができる。このため、本来は処理を停止せずに演算を継続することによって、モードの切り替え時においても滑らかなトルク制御を実現するが、本実施形態では演算を継続しなくても滑らかなトルク制御を実現することができるので、コントローラ１０の演算負荷を低減することができる。

また、他の処理は、電動機４０に供給すべき電圧指令値を生成する、インバースフィルタ１３２を除くフィードバック補償器１３０の処理（指令値演算処理）を含むことが望ましい。

このように、電圧指令値を演算するための指令値演算処理は、他の処理として電圧位相制御の選択中にも継続して実行されるので、電圧位相制御から電流ベクトル制御へ切り替えられるときにおいても、切り替え前の電圧指令値と乖離の小さい電圧指令値を得ることができる。これにより、制御モードの切り替え時においても滑らかなトルク制御を実現できる。

また、他の処理は、フィードフォワード補償器１２０の処理（フィードフォワード補償演算処理）を含んでもよい。このフィードフォワード補償演算処理は、干渉電圧指令値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊（干渉電圧）を演算する干渉電圧演算部１２１の処理（干渉電圧演算処理）と、演算した干渉電圧の平滑処理を行う第１ＬＰＦの処理（第１ローパスフィルタ処理）と、を実行する。制御モードを電圧位相制御（第２モード）から電流ベクトル制御（第１モード）へ切り替えるときに、電圧位相制御（第２モード）の選択中に検出される電動機４０の第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊（状態量）から、第１ＬＰＦ１２２の処理（第１ローパスフィルタ処理）実行後の干渉電圧指令値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊（干渉電圧）を減算する干渉電圧除去処理を実行し、干渉電圧除去処理の実行後の電動機４０の状態量に基づいて、第１モードの処理を実行することが望ましい。

このように、モードの切り替え時において、切り替え前の電圧位相制御で演算される第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊から切替後の電流ベクトル制御でのフィードフォワード補償器１２０の出力としての干渉電圧指令値ｖｄ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊，ｖｑ＿ｄｃｐｌ＿ＬＰＦ＊を減算した値が、切り替え後の電流ベクトル制御のフィードバック補償器１３０の出力に相当するので、これを制御変数の値を切り替え時のフィードバック補償器１３０の入力とすることで、電流ベクトル制御の制御変数の初期状態を正しく設定できる。これにより、制御モードの切り替え時においても滑らかなトルク制御を実現できる。

（第２実施形態）
次に、図６を参照して、第２実施形態に係る電力制御システム１について説明する。第２実施形態では、第１ＭＧ制御部１１２が入力補正部１６０をさらに備える点において第１実施形態と異なる。また、図示を省略するが、第２実施形態では第２ＭＧ制御部１４３（図１参照）が第１ＭＧ制御部１１２へ電圧位相指令値α＊を出力する点において第１実施形態と異なる。

図６は、第２実施形態に係る電圧位相制御を選択中の電力制御システム１の機能構成を示す図である。本実施形態において、電圧位相制御が選択されている間、入力補正部１６０は、電圧位相制御部１４０（図６参照）から出力される第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊に対する補正値を演算する。この補正値は、制御モードの切り替え時の第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を、電流ベクトル制御における最大効率の出力を実現する観点から補正された補正ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値（フィードバック補償器１３０への入力電圧指令値）を求める観点から決定される。

図７は、入力補正部１６０の詳細を示す図である。入力補正部１６０は、機能として、電気角速度演算器１６１と、規範応答演算器１６３と、磁束演算器１６５と、比較器１６７と、を備える。

電気角速度演算器１６１は、回転数演算部４１０からのモータ回転数Ｎを入力として式（１０）で電気角速度絶対値｜ωｒｅ｜を算出する。電気角速度演算器１６１は、算出した電気角速度絶対値｜ωｒｅ｜を比較器１６７へ出力する。なお、式（１０）に示される「ｐ」は電動機４０の極対数である。

規範応答演算器１６３は、電流指令値演算部１１１（図６参照）で生成される電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊が入力される。規範応答演算器１６３は、電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊に基づいて、電流規範応答の時定数を有するローパスフィルタを介して、電流規範応答ｉｄ＿ｒｅｆ，ｉｑ＿ｒｅｆを算出する。規範応答演算器１６３は、算出した電流規範応答ｉｄ＿ｒｅｆ，ｉｑ＿ｒｅｆを磁束演算器１６５へ出力する。

磁束演算器１６５は、規範応答演算器１６３からの電流規範応答ｉｄ＿ｒｅｆ，ｉｑ＿ｒｅｆを入力として、予め作成されたテーブルを参照することによって、磁束ノルム指令値φ０＊を算出する。磁束演算器１６５は、算出した磁束ノルム指令値φ０＊を比較器１６７へ出力する。

比較器１６７は、電気角速度演算器１６１からの電気角速度絶対値｜ωｒｅ｜と、磁束演算器１６５からの磁束ノルム指令値φ０＊と、電圧ノルム指令値Ｖａ＊と、電圧位相指令値α＊と、が入力される。比較器１６７は、電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊と磁束ノルム指令値φ０＊とから電動機４０の作動における最大効率を実現するための電圧指令値（｜ωｒｅ｜・φ０）を算出し、電圧位相制御における電圧ノルム指令値Ｖａ＊と比較することによって補正量を決定する。具体的には、比較器１６７は、次の式（１１）によって補正電圧指令値Ｖｄ＿ｃｏｍｐ＊，Ｖｑ＿ｃｏｍｐ＊を算出する。

式（１１）からわかるように、補正電圧指令値Ｖｄ＿ｃｏｍｐ＊，Ｖｑ＿ｃｏｍｐ＊は、最大効率を実現するための理想的な電圧指令値と、電圧位相制御中において実際に定まる第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊と、の差に相当する。電圧位相制御が選択されている間、入力補正部１６０は、補正電圧指令値Ｖｄ＿ｃｏｍｐ＊，Ｖｑ＿ｃｏｍｐ＊の演算を継続する。この間、規範応答演算器１６３に含まれるローパスフィルタは稼働状態に維持される。

そして、図８に示されるように、制御モードが電圧位相制御から電流ベクトル制御へ切り替えられるとき、入力補正部１６０は、算出した補正電圧指令値Ｖｄ＿ｃｏｍｐ＊，Ｖｑ＿ｃｏｍｐ＊を入力演算部１３５（図６参照）へ出力する。

入力演算部１３５は、次の式（１２）によって算出される最大効率電圧指令値Ｖｄｉ２＊，Ｖｑ１２＊を、第２ＬＰＦ１３３の入力端へ出力する。

このように、フィードバック補償器１３０には、電圧位相制御から電流ベクトル制御へ切り替えられるとき、上記入力補正部１６０によって補正電圧指令値Ｖｄ＿ｃｏｍｐ＊，Ｖｑ＿ｃｏｍｐ＊を用いて第２電圧指令値Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を補正した最大効率電圧指令値Ｖｄｉ２＊，Ｖｑｉ２＊が第１実施形態における補正ｄｑ軸ＦＢ電圧指令値に代えて入力される。

図９は、本実施形態の制御方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の制御方法は、第１実施形態の制御方法に対してステップＳ２０４の処理が追加される点において異なる。したがって、ステップＳ２０４以外の処理については第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

具体的には、図９に示されるように、コントローラ１０は、ステップＳ１０２において電圧位相制御の選択中ではないと判断すると、ステップＳ１０３において各種値を取得し、ステップＳ１０４においてフィードフォワード補償器１２０の処理（干渉電圧の演算）を実行する。そして、コントローラ１０は、ステップＳ２０４において、上記の入力補正部１６０によって補正電圧指令値Ｖｄ＿ｃｏｍｐ＊，Ｖｑ＿ｃｏｍｐ＊を演算する。さらに、コントローラ１０は、ステップＳ１０５において、フィードバック補償器１３０の演算を実行する。なお、ステップＳ１０４、ステップＳ２０４、及びステップＳ１０５の処理の順序は、図９に示される順序に限られない。

続いて、図１０及び図１１を参照して、本実施形態を適用した電力制御システム１の挙動について説明する。なお、この比較例の制御方法は、本実施形態の制御方法に対して、制御モードの切り替え時にインバースフィルタ１３２の初期化処理を実行しない点で異なる。

図１０は、本実施形態を適用した電動機４０の出力トルクの一例を示す図である。図８では、図２を用いて説明したように、コントローラ１０が第２ＭＧ制御部１４３の出力を第２ＬＰＦ１３３の入力として、電圧位相制御の選択中に演算継続したうえで、トルクステップ中に電圧位相制御から電流ベクトル制御に切り替えたときの駆動トルクの応答が示されている。この場合、比較例（破線）では、制御モードの切り替え後にアンダーシュートが発生するのに対し、本実施形態の出力トルク（太い実線）は、アンダーシュートが生じることなく目標値（細い実線）に収束する。

また、図１１は、本実施形態のインバースフィルタ１３２の初期化処理が実行された場合の挙動を示す図である。電流リプルが大きかったタイミングでモードの切り替えが行われると、比較例（破線）では電流リプルの影響が残り、モード切り替え後のトルク脈動が発生する。これに対し、本実施形態によれば、モード切り替え時にインバースフィルタ１３２の初期化処理が行われるので、電流リプルの影響を抑制してトルク脈動を抑えることができる（実線参照）。

上記の本実施形態における作用及び効果を説明する。

本実施形態によれば、他の処理は補正処理をさらに含んでもよい。当該補正処理では、制御モードとして電流ベクトル制御を選択しているときに、積分演算を用いて指令値を補正するための補正値を演算し、制御モードを電圧位相制御から電流ベクトル制御へ切り替えるときに、当該補正値に基づいて指令値を補正することが望ましい。

このように、入力補正部１６０における補正処理は積分演算を含むため、制御モード切替前の電圧位相制御の選択中においても積分演算を継続して実行することで、入力補正部１６０を稼働状態に維持することができる。これにより、制御モードの切り替え時に補正値の初期値として適切な値が適用されるため、結果としてスムーズなトルク制御を実現することができる。

また、補正処理では、補正値を電圧位相制御における電圧ノルム指令値Ｖａ＊と、電動機４０の作動における最大効率を実現させるために必要な電圧ノルムとしての電気角速度絶対値｜ωｒｅ｜と磁束ノルム指令値φ０＊と積と、の差分に基づいて演算することが望ましい。

このように、電圧位相制御から電流ベクトル制御への切替前に、電圧利用率を最大限に上げた状態でトルク制御をしている場合であっても、電流ベクトル制御において最大効率となる電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊から乖離した実電流となっている場合がある。このような場合であっても、制御モードの切替前から継続して電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊が計算されているので、この電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊に基づいて得られる磁束ノルム指令値φ０＊と電気角速度絶対値｜ωｒｅ｜との積と、電圧位相制御における電圧ノルム指令値Ｖａ＊と、の差分に基づいてフィードバック補償器１３０への入力電圧指令値を補正することで、電流ベクトル制御への切替後のトルク脈動を防止し、スムーズなトルク制御を実現することができる。

（変形例）
次に、上記第２実施形態の変形例について説明する。図１２は、本変形例に係る入力補正部１７０の詳細を示す図である。第２実施形態とは入力補正部１７０の構成のみ異なり、他の構成は同様である。

入力補正部１７０は、第２実施形態の入力補正部１６０に対して第２磁束演算器１７１が追加されている。入力補正部１７０における、電気角速度演算器１６１、規範応答演算器１６３、磁束演算器１６５、及び比較器１６７は、第２実施形態の入力補正部１６０と同様であるため説明を省略する。

入力補正部１７０の第２磁束演算器１７１は、ｄｑ軸電流検出値ｉｄ，ｉｑを入力として、予め作成したテーブルを参照し磁束ノルムφ０を算出する。すなわち、本変形例では、電圧位相制御における実電流から算出された磁束ノルムφ０と最大効率を実現するための磁束ノルム指令値φ０＊とから補正量を決定する。具体的には、電圧位相指令値α＊、算出した電気角速度絶対値｜ωｒｅ｜、磁束ノルム指令値φ０＊、及び電圧ノルム指令値Ｖａ＊を用いて、次の式（１３）によって、補正電圧指令値Ｖｄ＿ｃｏｍｐ＊，Ｖｑ＿ｃｏｍｐ＊を算出する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。例えば、上記フィードバック補償器１３０は、ＰＩ制御器などの他のフィードバック処理機能によって構成されてもよい。

Claims (8)

1. 電動機の運転状態に応じて、前記電動機の作動を制御するための制御モードとして第１モード又は第２モードを選択可能な電動機の制御方法であって、
   前記制御モードとして前記第２モードを選択しているときに、前記第１モードの処理を実行し、
   前記第１モードの処理は、処理を停止する第１処理及び処理を継続して実行する積分演算を含む第２処理を含み、
   前記制御モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替えるとき、前記第２処理を継続させて得られた制御値を用いて、前記第１処理を開始し、
   前記第１処理は、前記第２モードの選択中に前記他の処理を継続させて得られた前記制御値を用いて前記第１モードの制御変数の初期値を設定する初期化処理を含み、及び／又は
   前記第２処理は、前記電動機に供給すべき電圧指令値を生成する指令値演算処理を含む、
   電動機の制御方法。
2. 請求項１に記載の電動機の制御方法であって、
   前記初期化処理では、前記第２モードの選択中に前記第２処理を継続させて得られた前記制御値のうち、前記制御モードの切り替え後の制御周期に対する前回値に基づいて初期値を決定する、
   電動機の制御方法。
3. 請求項１又は２に記載の電動機の制御方法であって、
   前記第１処理は、外乱成分を演算するためのインバースフィルタ処理を含む、
   電動機の制御方法。
4. 請求項３に記載の電動機の制御方法であって、
   前記初期化処理では、前記第２モードの選択中に前記第２処理を継続させて得られた前記制御値のうち、前回値、及び前記制御モードの切り替え前の前記第２モードにおける前記電動機の定常状態の状態量に基づいて初期値を決定する、
   電動機の制御方法。
5. 請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電動機の制御方法であって、
   前記第２処理は補正処理をさらに含み、
   前記補正処理では、
   前記制御モードとして前記第２モードを選択しているときに、積分演算を用いて前記電圧指令値を補正するための補正値を演算し、
   前記制御モードを前記第２モードから前記第１モードへ切り替えるときに、前記補正値に基づいて前記電圧指令値を補正する、
   電動機の制御方法。
6. 請求項５に記載の電動機の制御方法であって、
   前記補正処理では、
   前記補正値を、前記第２モードにおける前記電圧指令値の電圧ノルムと、前記電動機の作動における最大効率を実現させるために必要な電圧ノルムと、の差分に基づいて演算する、
   電動機の制御方法。
7. 請求項１から請求項６の何れか一項に記載の電動機の制御方法であって、
   前記第２処理は、フィードフォワード補償演算処理を含み、
   前記フィードフォワード補償演算処理は、干渉電圧を演算する干渉電圧演算処理と、演算した前記干渉電圧の平滑処理を行う第１ローパスフィルタ処理と、を実行し、
   前記制御モードを前記第２モードから前記第１モードへ切り替えるときに、前記第２モードの選択中に検出される前記電動機の状態量から、前記第１ローパスフィルタ処理実行後の前記干渉電圧を減算する干渉電圧除去処理を実行し、
   前記干渉電圧除去処理の実行後の前記電動機の状態量に基づいて、前記第１モードの処理を実行する、
   電動機の制御方法。
8. 電動機の運転状態に応じて、前記電動機の作動を制御するための制御モードとして第１モード又は第２モードを選択可能な電動機の制御装置であって、
   前記制御モードとして前記第２モードを選択しているときに、前記第１モードの処理を実行し、
   前記第１モードの処理は、処理を停止する第１処理及び処理を継続して実行する積分演算を含む第２処理を含み、
   前記制御モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替えるとき、前記第２処理を継続させて得られた制御値を用いて、前記第１処理を開始し、
   前記第１処理は、前記第２モードの選択中に前記他の処理を継続させて得られた前記制御値を用いて前記第１モードの制御変数の初期値を設定する初期化処理を含み、及び／又は
   前記第２処理は、前記電動機に供給すべき電圧指令値を生成する指令値演算処理を含む、
   電動機の制御装置。

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