JP5353867B2 - 回転機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転機に接続される交流電圧印加回路と、前記回転機の回転角度を検出する検出手段と、該検出手段の検出誤差情報を記憶する記憶手段とを備える回転機の制御システムに適用される回転機の制御装置に関する。

この種の制御装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、３相電動機に対する要求トルクおよび回転速度とインバータの出力電圧ベクトルのノルムとの関係が定められたマップを用いてインバータの出力電圧のベクトルノルムを設定するものも提案されている。ここでは、設定されるベクトルノルムとインバータの入力電圧とによって定まる変調率から、インバータの操作信号波形が設定される。そして、インバータの出力電圧の位相は、トルクフィードバック制御の操作量とされている。これにより、インバータの操作信号は、トルクフィードバック制御のための操作量によって可変とされる位相と、３相電動機の回転角度の検出値とに基づき操作信号波形中の箇所が指定されることで定まることとなる。

特開２００９−２３２５３１号公報

ところで、３相電動機の回転角度を検出するレゾルバ等の検出手段を３相電動機に取り付ける際に取り付け誤差が生じることがある。このため、通常、検出手段の検出値から取り付け誤差の影響を除去するための補正値を予め求めて制御装置に記憶させておくことが周知である。ただし、上記補正値を記憶する記憶手段に異常が生じる等、正常な補正値を利用した制御を行うことができなくなる場合には、トルクフィードバック制御によって操作されるインバータの出力電圧の位相が正常時においてはとり得ない値となるおそれがあり、ひいては制御が破綻することが懸念される。

本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、回転機に接続される交流電圧印加回路と、前記回転機の回転角度を検出する検出手段と、該検出手段の検出誤差情報を記憶する記憶手段とを備える回転機の制御システムに適用される新たな回転機の制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。

第１の発明は、回転機に接続される交流電圧印加回路と、前記回転機の回転角度を検出する検出手段と、該検出手段の検出誤差情報を記憶する記憶手段とを備える回転機の制御システムに適用され、前記検出誤差情報を取得する取得手段と、前記回転機のトルクを要求トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御手段と、正常な検出誤差情報を利用した制御を行うことができない異常である使用不可異常の有無を判断する異常判断手段と、該異常判断手段によって使用不可異常があると判断される場合、前記トルクフィードバック制御手段を用いた前記要求トルクへの制御を制限する制限手段とを備え、前記トルクフィードバック制御手段は、前記検出手段によって検出される回転角度が前記取得される検出誤差情報によって補正されたものに基づき、前記回転機のトルクを要求トルクにフィードバック制御すべく前記交流電圧印加回路の出力電圧の位相を操作する位相操作手段を備えることを特徴とする。

トルクと位相との間には、位相の操作範囲が所定の範囲内にある場合に限って、１対１の対応関係がある。このため、操作される位相が所定の範囲から外れる場合には、トルクと位相との間に１対１の対応関係が存在しないため、同一のトルクを生じる複数の位相候補が存在することとなり、回転機の制御破綻を生じやすい。上記発明では、この点に鑑み、検出誤差情報を用いて正常に位相を操作することができない状況下、トルクフィードバック制御手段を用いた制御に制限を加えることで、制御破綻を好適に回避する。

第２の発明は、第１の発明において、前記要求トルクに応じて設定される指令電流に前記回転機を流れる電流をフィードバック制御する電流フィードバック制御手段をさらに備え、前記制限手段は、前記トルクフィードバック制御手段を用いた前記要求トルクへの制御から前記電流フィードバック制御手段を用いた前記要求トルクへの制御に切り替えることを特徴とする。

正常な検出誤差情報を利用した制御ができない場合、電流フィードバック制御において実際に制御される電流の位相が指令値からずれるおそれがあるものの、指令値と実際の電流との間に定常的な位相ずれが生じるのみと考えられ、制御破綻を生じにくい。上記発明では、この点に鑑み、電流フィードバック制御手段をフェールセーフ制御として採用する。

第３の発明は、第２の発明において、前記交流電圧印加回路は、直流電源の正極および負極のそれぞれに前記回転機の端子を選択的に接続するスイッチング素子を備える直流交流変換回路であり、前記制限手段は、前記直流交流変換回路の変調率が規定値以下となることで前記電流フィードバック制御への切り替えを行うことを特徴とする。

電流フィードバック制御は、変調率が大きくなることで、その制御性が低下しやすい。上記発明では、この点に鑑み、電流フィードバック制御への切り替えを規定した。

第４の発明は、第３の発明において、前記制限手段は、前記電流フィードバック制御手段を用いた前記要求トルクへの制御に際しての前記直流交流変換回路の変調率が規定値以下となるように前記直流交流変換回路を操作する変調率低下制御手段を備えることを特徴とする。

第５の発明は、第４の発明において、前記変調率低下制御手段は、前記トルクフィードバック制御手段によって前記変調率を低下させる処理を行うことを特徴とする。

第６の発明は、第４の発明において、前記変調率低下制御手段は、前記トルクフィードバック制御手段によって前記変調率を低下させる処理を行うに際し前記位相操作手段による位相を固定することを特徴とする。

上記発明では、変調率低下制御手段を、要求トルクへの開ループ制御手段として構成することで、制御破綻が生じる事態を好適に回避することができる。

第７の発明は、第４の発明において、前記変調率低下制御手段は、前記直流交流変換回路の高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子のいずれか一方を全相についてオン状態とすることで前記電流フィードバック制御手段による制御の開始に先立って前記回転機の回転速度を低下させることを特徴とする。

回転速度が大きい場合には、電流フィードバック制御を行う際の変調率が大きくなりやすい。一方、上記全相をオン状態とする制御によれば、回転機に負荷トルクを生じさせることができるため、回転機の回転速度を低下させることができる。上記発明では、この点に鑑み、回転速度を低下させることで電流フィードバック制御の開始に際して変調率が大きくなることを好適に回避する。

第８の発明は、第４〜第７のいずれかの発明において、前記電流フィードバック制御手段は、弱め界磁制御を行うものであることを特徴とする。

電流フィードバック制御による制御性の低下は、回転機に印加される電圧の正弦波成分の変動量が直流電源の電圧を上回ることで生じる。この点、上記発明では、弱め界磁制御を行うことで、直流電源の電圧を上回る事態を生じにくくすることができる。

第９の発明は、第４〜第８のいずれかの発明において、前記制限手段は、前記変調率低下制御手段による制御時における前記回転機のトルク、電流、回転速度、前記直流交流変換回路の出力電圧、変調率の少なくとも１つに基づき前記電流フィードバック制御への切り替えを行うことを特徴とする。

第１０の発明は、第２〜第９のいずれかの発明において、前記電流フィードバック制御手段は、前記指令電流を実電流にフィードバック制御するための操作量としてｄｑ軸上の指令電圧を設定した後、これを回転角度に基づき固定子に印加する指令電圧に変換するものであって且つ、前記制限手段による制限がなされる場合、前記検出誤差情報をゼロと仮定し前記回転角度として前記検出手段によって検出される回転角度を用いて前記固定子に印加する指令電圧への変換処理を行うことを特徴とする。

第１１の発明は、第１の発明において、前記制限手段は、前記位相の操作を制限するものであることを特徴とする。

上記発明では、位相の操作を制限することで、トルクと位相との間に１対１の対応関係が存在しない領域に実際の位相が移行する事態等を好適に抑制できる。

第１２の発明は、第１１の発明において、前記位相操作手段は、進角側制限値と遅角側制限値とを境界とする位相操作許容範囲で前記位相を操作するものであり、前記制限手段は、前記位相操作許容範囲を縮小するものであることを特徴とする。

第１３の発明は、第１２の発明において、前記制限手段は、前記回転機の力行制御時においては、前記進角側制限値を遅角側に変更し、前記回転機の回生運転時においては、前記遅角側制限値を進角側に変更することを特徴とする。

第１４の発明は、第１１〜第１３のいずれかの発明において、前記制限手段は、前記位相の操作制限に加えて、要求トルクの絶対値を制限する処理を併せ行うことを特徴とする。

回転機のトルクの絶対値を小さくするうえでの位相と比較して回転機のトルクの絶対値を大きくするうえでの位相は、力行時であればより進角側の値となる一方、回生時であればより遅角側の値となる。上記発明では、この点に鑑み、要求トルクの絶対値を制限することで、位相の操作が制限される場合であっても、要求トルクへの制御を適切に行なうことが容易となる。

第１５の発明は、第１１〜第１４のいずれかの発明において、前記制限手段は、前記検出誤差情報をゼロとして且つ前記位相操作手段が用いる角度情報として前記検出手段によって検出される回転角度を用いることを特徴とする。

第１６の発明は、第１〜第１５のいずれかの発明において、前記トルクフィードバック制御手段は、前記回転機に対する要求トルクと前記回転機の回転速度とに基づき前記交流電圧印加回路の出力電圧のベクトルノルムを設定するノルム設定手段をさらに備えることを特徴とする。

第１７の発明は、第１６の発明において、前記交流電圧印加回路は、直流電源の正極および負極のそれぞれに前記回転機の端子を選択的に接続するスイッチング素子を備える直流交流変換回路であり、前記トルクフィードバック制御手段は、前記ノルム設定手段によって設定されるノルムおよび前記直流交流変換回路の入力電圧に基づき前記直流交流変換回路のスイッチング素子の操作信号波形を定める波形設定手段と、前記位相操作手段によって位相が操作された前記操作信号波形に基づき、前記回転機の回転角度に同期して前記直流交流変換回路に操作信号を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。

第１８の発明は、第１６の発明において、前記交流電圧印加回路は、直流電源の正極および負極のそれぞれに前記回転機の端子を選択的に接続するスイッチング素子を備える直流交流変換回路であり、前記トルクフィードバック制御手段は、前記ノルム設定手段によって設定されるノルムおよび前記位相操作手段によって操作される位相を有する各固定子の指令電圧を搬送波と大小比較することに基づき前記直流交流変換回路の操作信号を生成するＰＷＭ処理手段を備えることを特徴とする。

第１９の発明は、第１６の発明において、前記交流電圧印加回路は、直流電源の正極および負極のそれぞれに前記回転機の端子を選択的に接続するスイッチング素子を備える直流交流変換回路であり、前記トルクフィードバック制御手段は、前記回転機の１電気角周期において前記正極側のスイッチング素子および前記負極側のスイッチング素子のそれぞれを１度ずつオン状態とする矩形波制御を行うものであることを特徴とする。

第２０の発明は、第１〜第１９のいずれかの発明において、前記回転機の実際のトルクを推定する推定手段を備え、前記推定手段は、前記交流電圧印加回路の出力電圧の位相、前記交流電圧印加回路の出力電圧ベクトルノルムおよび前記回転機の電気角速度と前記回転機を流れる電流との少なくとも一方を入力とする数式モデルおよびマップのいずれかに基づき前記トルクを推定することを特徴とする。

第２１の発明は、第１〜第２０のいずれかの発明において、前記検出誤差情報を記憶する記憶手段は、当該制御装置とは別に該制御装置と通信する外部制御装置に備えられるものであり、前記取得手段は、前記外部制御装置との通信によって前記検出誤差情報を取得するものであり、前記異常判断手段は、前記外部制御装置からの前記検出誤差情報の出力に異常が生じることで前記使用不可異常が生じた旨判断することを特徴とする。

第２２の発明は、第２１の発明において、前記外部制御装置から出力される検出誤差情報を記憶する内部記憶手段をさらに備え、前記異常判断手段は、前記内部記憶手段に前記検出誤差情報が既に記憶されている場合、前記内部記憶手段に記憶された前記検出誤差情報に基づき前記異常の有無を判断することを特徴とする。

第２３の発明は、第１〜第２０のいずれかの発明において、前記検出誤差情報を記憶する記憶手段は、当該制御装置とは別に該制御装置と通信する外部制御装置に備えられるものであり、前記取得手段は、前記外部制御装置から出力される前記検出誤差情報を当該制御装置内の内部記憶手段に記憶するものであり、前記異常判断手段は、前記内部記憶手段に異常が生じることで前記使用不可異常が生じた旨判断することを特徴とする。

第２４の発明は、第１〜第２０のいずれかの発明において、前記記憶手段としての不揮発性メモリをさらに備え、前記異常判断手段は、前記不揮発性メモリに異常が生じた場合に前記使用不可異常が生じた旨判断することを特徴とする。

第２５の発明は、第２４の発明において、前記不揮発性メモリとは別に内部記憶手段を備え、前記取得手段は、前記不揮発性メモリに記憶された検出誤差情報を前記内部記憶手段に記憶させるものであり、前記異常判断手段は、前記内部記憶手段に前記検出誤差情報が既に記憶されている場合、前記内部記憶手段に記憶されている前記検出誤差情報に基づき前記使用不可異常の有無を判断することを特徴とする。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる操作信号生成処理に関するブロック図。 同実施形態にかかる位相操作許容範囲を示す図。 同実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す流れ図。 第３の実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す流れ図。 第４の実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す流れ図。 第５の実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す流れ図。 第６の実施形態にかかる操作信号生成処理に関するブロック図。 第７の実施形態にかかる操作信号生成処理に関するブロック図。 同実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す流れ図。 第８の実施形態にかかるＭＧＥＣＵの構成を示す図。 同実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す流れ図。 第９の実施形態にかかるＭＧＥＣＵおよびＨＶＥＣＵの構成を示す図。 同実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す流れ図。 第１０の実施形態にかかるＭＧＥＣＵおよびＨＶＥＣＵの構成を示す図。 同実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す流れ図。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる回転機の制御装置を車載主機としての回転機の制御装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。

モータジェネレータ１０は、３相の永久磁石同期モータである。また、モータジェネレータ１０は、突極性を有する回転機（突極機）である。詳しくは、モータジェネレータ１０は、埋め込み磁石同期モータ（ＩＰＭＳＭ）である。

モータジェネレータ１０は、インバータＩＶおよび昇圧コンバータＣＶを介して高電圧バッテリ１２に接続されている。ここで、昇圧コンバータＣＶは、高電圧バッテリ１２の電圧（百Ｖ以上：例えば「２８８Ｖ」）を所定の電圧（例えば「６６６Ｖ」）を上限として昇圧するものである。一方、インバータＩＶは、スイッチング素子Ｓ＊ｐ，Ｓ＊ｎ（＊＝ｕ，ｖ，ｗ）の直列接続体を３組備えており、これら各直列接続体の接続点がモータジェネレータ１０のＵ，Ｖ，Ｗ相にそれぞれ接続されている。これらスイッチング素子Ｓ＊ｐ，Ｓ＊ｎとして、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられている。そして、これらにはそれぞれ、ダイオードＤ＊ｐ，Ｄ＊ｎが逆並列に接続されている。

本実施形態では、モータジェネレータ１０やインバータＩＶの状態を検出する検出手段として、以下のものを備えている。まずモータジェネレータ１０の回転角度θ（電気角）を検出するたとえばレゾルバ等の回転角度センサ１５を備えている。また、モータジェネレータ１０の各相を流れる電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを検出する電流センサ１６，１７，１８を備えている。さらに、インバータＩＶの入力電圧（電源電圧ＶＤＣ）を検出する電圧センサ１９を備えている。

上記各種センサの検出値は、インターフェース１３を介して低圧システムを構成するモータジェネレータ制御装置（ＭＧＥＣＵ１４）に取り込まれる。ＭＧＥＣＵ１４は、上位の制御装置であるハイブリッド制御装置（ＨＶＥＣＵ１６）とＣＡＮ通信を行っており、ＨＶＥＣＵ１６からモータジェネレータ１０に対する要求トルクＴｒを受け取る。そして、上記各種センサの検出値に基づき、モータジェネレータ１０のトルクが要求トルクＴｒとなるように、インバータＩＶや昇圧コンバータＣＶを操作する操作信号を生成して出力する。ここで、インバータＩＶのスイッチング素子Ｓ＊ｐ，Ｓ＊ｎを操作する信号が、操作信号ｇ＊ｐ，ｇ＊ｎである。また、昇圧コンバータＣＶの２つのスイッチング素子を操作する信号が、操作信号ｇｕｐ，ｇｃｎである。また、「上位の制御装置」とは、アクセルペダルやブレーキペダル等のユーザインターフェースからの信号の伝達経路としてより上流という意味である。

なお、ＭＧＥＣＵ１４は、ソフトウェア処理手段である中央処理装置（ＣＰＵ１４ａ）と、不揮発性メモリ１４ｂとを備えている。そして、不揮発性メモリ１４ｂには、回転角度センサ１５によって検出される回転角度θの誤差を補正するための補正値Δθが記憶されている。この補正値Δθは、モータジェネレータ１０に回転角度センサ１５を取り付ける際に生じる取り付け誤差等による検出誤差を補正するものであり、当該システムの製造時や製造直後において回転角度センサ１５の検出値の誤差を検出することで算出され不揮発性メモリ１４ｂに記憶される。ＭＧＥＣＵ１４では、回転角度センサ１５によって検出される回転角度θに対して都度補正値Δθを加算することで、モータジェネレータ１０の回転角度が「θ＋Δθ」であるとして要求トルクＴｒへの制御を行う。なお、不揮発性メモリ１４ｂは、給電の有無にかかわらずデータを保持する記憶装置であり、たとえば電気的書き換え可能な読み出し専用メモリ等である。

図２に、上記インバータＩＶの操作信号の生成に関する処理のブロック図を示す。

図示されるように、本実施形態では、トルクフィードバック制御部２０および電流フィードバック制御部３０を備えている。以下では、「トルクフィードバック制御部２０の処理」、「電流フィードバック制御部３０の処理」の順に説明した後、最後に「フェールセーフ処理」について詳述する。
「トルクフィードバック制御部２０の処理」
モータジェネレータ１０の各相を流れる電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗは、２相変換部４０において、回転２相座標系の実電流であるｄ軸上の実電流ｉｄとｑ軸上の実電流ｉｑとに変換される。トルク推定部２２では、２相変換部４０の出力するｑ軸電流ｉｑおよびｄ軸電流ｉｄに基づき、推定トルクＴｅを算出する。ここでは、ｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑとトルクとの関係が記憶されたマップを用いて推定トルクＴｅを算出してもよいし、ｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑからトルクの算出が可能なモデル式を用いて推定トルクＴｅを算出してもよい。そして、位相設定部２３では、推定トルクＴｅを要求トルクＴｒにフィードバック制御するための操作量として位相δを算出する。この位相δは、推定トルクＴｅと要求トルクＴｒとの差を入力とする比例制御器と積分制御器との各出力の和として算出されるものである。

ノルム設定部２１では、要求トルクＴｒおよび電気角速度ωとインバータＩＶの出力電圧ベクトルのノルムＶｎとの関係を記憶したマップを用い、要求トルクＴｒおよび電気角速度ωを入力としてノルムＶｎを設定する。ここで、ベクトルのノルムは、ベクトルの各成分の２乗の和の平方根によって定義される。なお、ここでのノルムＶｎは、最小電流最大トルク制御を実現可能なように設計されている。

そして、操作信号生成部２５では、上記位相設定部２３の設定する位相δ（正確には、これがリミッタ２４によってガード処理されたもの）と、上記ノルム設定部２１によって設定されるノルムＶｎと、電源電圧ＶＤＣと、回転角度θとに基づき、操作信号ｇ＊ｐ，ｇ＊ｎを生成する。詳しくは、操作信号生成部２５は、変調率毎に、電気角の１回転周期分の操作信号波形をマップデータとして記憶している。

操作信号生成部２５では、電源電圧ＶＤＣとノルムＶｎとに基づき、変調率を算出し、これに応じて、該当する操作信号波形を選択する。ここで、上記変調率の上限は、矩形波制御時の変調率である「１．２７」とされている。このため、変調率が最大値「１．２７」となる場合には、操作信号波形として、矩形波制御時の波形である電気角の１回転周期に高電位側のスイッチング素子Ｓ＊ｐがオン状態とされる期間と低電位側のスイッチング素子Ｓ＊ｎがオン状態とされる期間とのそれぞれを１回ずつとする波形（１パルス波形）が選択される。

こうして操作信号波形が選択されると、操作信号生成部２５では、この波形の出力タイミングを上記位相設定部２３の設定する位相δに基づき設定することで、操作信号を生成する。
「電流フィードバック制御部３０の処理」
指令電流設定部３１は、要求トルクＴｒに基づき、回転２相座標系の電流の指令値であるｄ軸上の指令電流ｉｄｒおよびｑ軸上の指令電流ｉｑｒを設定する。ここでは、後述する場合を除き、最小の電流で最大のトルクとなる最小電流最大トルク制御を実現可能なように指令電流ｉｄｒ，ｉｑｒが設定されている。

フィードバック制御部３２は、ｄ軸上の実電流ｉｄを指令電流ｉｄｒにフィードバック制御するための操作量を算出する。一方、フィードバック制御部３３は、ｑ軸上の実電流ｉｑを指令電流ｉｑｒにフィードバック制御するための操作量を算出する。詳しくは、フィードバック制御部３２，３３では、比例制御器の出力と積分制御器の出力とを加算することで上記算出を行う。

非干渉制御部３４では、ｄｑ軸上の実電流ｉｄ，ｉｑと電気角速度ωとに基づき、ｄｑ軸上の実電流ｉｄ，ｉｑを指令電流ｉｄｒ，ｉｑｒに制御するためのフィードフォワード操作量を算出する。詳しくは、ｄ軸のフィードフォワード項は、ｑ軸の実電流ｉｑおよび電気角速度ωの積に比例した項であり、ｑ軸のフィードフォワード項は、ｄ軸の実電流ｉｄおよび電気角速度ωの積に比例した項と、誘起電圧補償項とである。そして、上記フィードバック操作量にフィードフォワード操作量が加算されたものが指令電圧ｖｄｒ，ｖｑｒとなる。

３相変換部３５では、回転２相座標系の指令電圧ｖｄｒ、ｖｑｒを、３相の指令電圧Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒに変換する。ＰＷＭ信号生成部３６では、３相の指令電圧Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒと、電源電圧ＶＤＣとに基づき、ＰＷＭ処理によって、操作信号ｇ＊ｐ，ｇ＊ｎを生成する。本実施形態では、特に、３相の指令電圧Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを２相変調して且つ電源電圧ＶＤＣにて規格化した信号と三角波形状のキャリアとの大小比較に基づき操作信号を生成する。

「フェールセーフ処理」
本実施形態では、トルクフィードバック制御部２０によってモータジェネレータ１０のトルクを要求トルクＴｒに制御して且つ、フェールセーフ処理時において電流フィードバック制御部３０によってモータジェネレータ１０のトルクを要求トルクＴｒに制御する。ここで、フェールセーフ処理は、正常な補正値Δθを利用してトルクフィードバック制御部２０による制御を行なえなくなる場合に行なわれる。これは、正常な補正値Δθを利用できない場合、トルクフィードバック制御部２０による制御が破綻する懸念があるからである。すなわち、図３に示すように、インバータＩＶの出力電圧ベクトルの位相δとモータジェネレータ１０のトルクとの間には、位相δの操作許容範囲を一点鎖線にて規定された領域に限ることで１対１の対応関係があるものの、この領域から外れることでこの関係は崩れる。すなわち、同一のトルクを生成可能な位相δが複数存在することとなる。このため、先の図２に示したリミッタ２４では、位相操作可能範囲を上記領域に規定してガード処理を施すことで、位相δをトルクを制御するための操作量として適切な値に制限していた。しかし、正常な補正値Δθを利用できなくなる場合、位相δを位相操作許容範囲内に収めたとしてもインバータＩＶの出力電圧の実際の位相は、位相操作許容範囲から外れるおそれがある。特に、補正値Δθとしては、「１０°」程度の補正を行う値となることがあるため、この問題は深刻である。

そこで本実施形態では、上記フェールセーフ処理として電流フィードバック制御部３０による処理を行うこととする。ここで、電流フィードバック制御部３０においても、回転角度として、回転角度センサ１５によって検出された回転角度θに補正値Δθが加算された値が用いられる。このため、インバータＩＶの出力電圧の位相は、正常な補正値Δθを利用できる場合と利用できない場合とで相違することとなる。ただし、電流フィードバック制御部３０では、実電流ｉｄ，ｉｑを指令電流ｉｄｒ，ｉｑｒにフィードバック制御するため、正常な補正値Δθを利用できないことに起因して指令電流ｉｄｒ，ｉｑｒと実電流ｉｄ，ｉｑとの間に定常的なずれが生じたとしても、制御そのものの破綻を招くことはない。

図４に、本実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ１４によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、上記不揮発性メモリ１４ｂから補正値Δθを読み出す。続くステップＳ１２においては、読み出された補正値Δθの異常の有無を判断する。ここでは、補正値Δθが、想定される最小値ΔθＬ未満であるか想定される最大値ΔθＨを上回る場合に異常がある旨判断する。また、不揮発性メモリ１４ｂに記憶された補正値Δθには、誤り検出符号が付与されているため、この符号に基づき補正値Δθの異常の有無を判断する。

ステップＳ１２において肯定判断される場合、ステップＳ１４において、補正値Δθに異常がある旨の仮異常カウンタＣＮＴをインクリメントする。続くステップＳ１６においては、仮異常カウンタＣＮＴが閾値Ｃｔｈ（＞１）以上であるか否かを判断する。この処理は、正常な補正値Δθを利用した制御ができなくなる異常を高精度に判断するためのものである。そして、ステップＳ１６において肯定判断される場合、正常な補正値Δθを利用した制御を行うことができない異常が生じたと判断し、ステップＳ１８において補正値Δθをゼロとする。これにより、以降の制御では、回転角度センサ１５によって検出される回転角度θが直接用いられることとなる。

続くステップＳ２０においては、電流フィードバック制御部３０によってモータジェネレータ１０のトルクを制御する場合の変調率が切替閾値Ｍｔｈよりも大きいか否かを判断する。この処理は、電流フィードバック制御部３０による制御に切り替えるタイミングを判断するためのものである。ここで切替閾値Ｍｔｈは、電流フィードバック制御部３０による制御性の低下が生じないと想定される変調率の上限値に設定される。詳しくは、インバータＩＶの出力電圧の正弦波成分の変動量がインバータＩＶの入力電圧となるときの変調率（「１．１５」）に設定される。また、電流フィードバック制御部３０によってモータジェネレータ１０のトルクを制御する場合の変調率は、簡易には現在のインバータＩＶの出力電圧ベクトルのノルムと電源電圧ＶＤＣとに基づき算出すればよい。より正確には、モータジェネレータ１０を現在流れている電流に基づき、これを流す上で電流フィードバック制御部３０による制御において要求される変調率を算出してもよい。

上記ステップＳ２０において否定判断される場合、ステップＳ２２において要求トルクＴｒを低減し、トルクフィードバック制御部２０による制御を継続し、ステップＳ２０に戻る。一方、ステップＳ２０において肯定判断される場合、ステップＳ２４において電流フィードバック制御部３０による制御に切り替える。なお、この際、変調率が切替閾値Ｍｔｈとなる場合には、指令電流ｉｄｒ，ｉｑｒを最小電流最大トルク制御を行うためのものから弱め界磁制御を行うものに変更することが望ましい。これにより、最小電流最大トルク制御のみを行う場合と比較して、電流フィードバック制御部３０による制御の利用領域を拡大することができる。ただし、トルクフィードバック制御部２０においては最小電流最大トルク制御がなされている場合、上記ステップＳ２０において、トルクフィードバック制御部２０による制御において流れる電流を電流フィードバック制御部３０によって流すために要求される変調率を算出することは適切ではない。このため、要求トルクＴｒとするうえで電流フィードバック制御部３０によって要求される変調率を算出することが望ましい。

一方、ステップＳ１２において否定判断される場合には、ステップＳ２６において、仮異常カウンタＣＮＴをリセットする。なお、上記ステップＳ２４，Ｓ２６の処理が完了する場合や、ステップＳ１６において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。

ちなみに、ステップＳ２０において否定判断される場合、ステップＳ２２において要求トルクＴｒの低減処理がなされつつトルクフィードバック制御部２０による制御が継続されるため、要求トルクＴｒを維持したままの場合と比較して制御破綻は生じにくくなっていると考えられる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）正常な補正値Δθを利用した制御を行えない場合、トルクフィードバック制御部２０を用いた要求トルクＴｒへの制御から電流フィードバック制御部３０を用いた要求トルクＴｒへの制御に切り替えた。これにより、フェールセーフ処理を行うことができる。

（２）インバータＩＶの変調率が切替閾値Ｍｔｈ以下となることで電流フィードバック制御部３０による制御へと切り替えた。これにより、切り替え後における電流フィードバック制御部３０による制御の制御性の低下を好適に回避することができる。

（３）正常な補正値Δθを利用した制御を行なえない場合、要求トルクＴｒを低減することで変調率を低下させた。これにより、電流フィードバック制御部３０による制御への切り替えを促進することができる。

（４）電流フィードバック制御部３０において弱め界磁制御を行う場合、電流フィードバック制御部３０による制御を行う領域を拡大することができる。

（５）仮異常カウンタＣＮＴの値が閾値Ｃｔｈ（＞１）となることで、正常な補正値Δθを利用した制御ができなくなる異常が生じたと判断した。これにより、異常判断精度を向上させることができる。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図５に、本実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ１４によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図５において、先の図４に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、ステップＳ２０において否定判断される場合、ステップＳ２２ａにおいて、インバータＩＶの上側アームのスイッチング素子Ｓｗｐの全て、または下側アームのスイッチング素子Ｓｗｎの全てをオン状態とするアーム短絡処理を行う。これは、モータジェネレータ１０の回転速度を低下させ、誘起電圧を減少させることで、電流フィードバック制御部３０による制御によって要求される変調率を小さくするためのものである。ちなみに、アーム短絡処理によれば、モータジェネレータ１０の全相が短絡されるため、モータジェネレータ１０には負荷トルクが働き、モータジェネレータ１０の運動エネルギがインバータＩＶの熱エネルギとして消費されるため、モータジェネレータ１０の回転速度が低下する。

なお、ステップＳ２０における電流フィードバック制御部３０による制御による変調率が切替閾値Ｍｔｈよりも大きいか否かの判断は、たとえば電気角速度ωおよび要求トルクＴｒに基づき行うことができる。すなわち、電気角速度ωに応じてモータジェネレータ１０に生じる誘起電圧を把握可能であり、また、要求トルクＴｒに応じてモータジェネレータ１０に必要な電流が把握可能であるため、これらに基づき上記変調率を算出することができる。
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図６に、本実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ１４によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図６において、先の図４に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、ステップＳ２０において否定判断される場合、ステップＳ２２ｂにおいて、トルクフィードバック制御部２０における操作信号生成部２５の入力パラメータとしての位相δを、位相設定部２３によって設定される値に代えて、固定値とすることで、要求トルクＴｒへの開ループ制御を行う。これは、位相設定部２３によって上述した位相操作許容範囲から外れた状態で位相δが操作される事態を回避するためのものである。なお、この際、要求トルクＴｒについてはこれを低減していくことが望ましい。
＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、フェールセーフ処理として、電流フィードバック制御部３０による制御を行う代わりに、トルクフィードバック制御部２０による制御において位相δの操作を制限する。

図７に、本実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ１４によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図７において、先の図４に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、ステップＳ１８の処理が完了する場合、ステップＳ３０において力行制御中であるか否かを判断する。この処理は、先の図２に示したリミッタ２４の進角側のガード値を遅角補正すべきか、遅角側のガード値を進角補正すべきかを判断するためのものである。すなわち、先の図３に示したように、力行時（トルクが正）においては、進角側にガード値が存在し、回生時（トルクが負）においては、遅角側にガード値が存在する。このため、ステップＳ３０において肯定判断される場合、ステップＳ３２において、進角側ガード値を遅角補正し、ステップＳ３０において否定判断される場合、ステップＳ３４において、遅角側ガード値を進角補正する。なお、この際の補正量は、補正値Δθの進角側の想定最大値や、遅角側の想定最大値以上とすることが望ましい。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）の効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。

（６）正常な補正値Δθを利用した制御が行なえなくなる異常が生じる場合、トルクフィードバック制御部２０による制御に際して位相操作許容範囲を縮小させた。これにより、インバータＩＶの出力電圧ベクトルの実際の位相が、トルクと位相との１対１の対応関係を有する領域から外れる事態を好適に回避することができる。
＜第５の実施形態＞
以下、第５の実施形態について、先の第４の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、フェールセーフ処理として、電流フィードバック制御部３０による制御を行う代わりに、トルクフィードバック制御部２０による制御において位相δの操作を制限する。

図８に、本実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ１４によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図８において、先の図４に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、ステップＳ１８の処理が完了する場合、ステップＳ３６において、モータジェネレータ１０が稼動中であるか否かを判断する。そして、稼動中であると判断される場合、ステップＳ３８において、位相操作許容範囲を縮小する。続くステップＳ４０においては、要求トルクＴｒをゼロとする。この処理は、位相操作許容範囲を縮小した場合であってもトルクの制御性を好適に維持可能とする設定である。すなわち、要求トルクＴｒが小さい場合は大きい場合と比較して、適切な位相が、力行においては遅角側にずれて且つ、回生においては進角側にずれる。このため、要求トルクＴｒに制御する上で要求される位相が位相操作許容範囲の境界に近づくことを好適に抑制することができ、ひいては縮小された位相操作許容範囲内においてトルクを適切に制御することができる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第４の実施形態の上記（６）の効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。

（７）位相δの操作制限に加えて、要求トルクＴｒを制限した。これにより、位相の操作が制限される場合であっても、要求トルクへの制御を適切に行なうことが容易となる。
＜第６の実施形態＞
以下、第６の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図９に、本実施形態にかかる操作信号ｇ＊＃の生成に関するブロック図を示す。なお、図９において、先の図２に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、操作信号生成部２５を変更した。すなわち、操作信号生成部２５は、ノルムＶｎ、位相δおよび回転角度θ（θ＋Δθ）に応じて設定されるモータジェネレータ１０の固定子に対する印加電圧の指令値（指令電圧Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒ）を設定し、インバータＩＶの出力電圧が指令電圧Ｖ＊ｒ（＊＝ｕ，ｖ，ｗ）となるようにＰＷＭ処理を行う。ここで、指令電圧Ｖ＊ｒ（＊＝ｕ，ｖ、ｒ）は、その振幅ＶａがノルムＶｎによって定まり、位相が位相δに応じて定まり、回転角度θと同一の周期性を有する正弦波である。

この場合であっても、トルクフィードバック制御の操作量として位相δが操作されるために、トルクと位相との間に１対１の対応関係が存在しなくなる場合には、制御の破綻を生じる懸念がある。このため、電流フィードバック制御部３０を用いたフェールセーフ処理を行うことが有効である。
＜第７の実施形態＞
以下、第７の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１０に、本実施形態にかかる操作信号ｇ＊＃の生成に関するブロック図を示す。なお、図１０において、先の図２に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。

本実施形態では、変調率が大きい領域においてトルクフィードバック制御部２０による矩形波制御を行なって且つ、変調率の小さい領域において電流フィードバック制御部３０による制御を行う。ただし、矩形波制御時において正常な補正値Δθを利用した制御ができなくなる異常が生じる場合には、フェールセーフ処理として、電流フィードバック制御部３０を用いた制御を行う。

図１１に、本実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ１４によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１１において、先の図４に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、まずステップＳ５０において、矩形波制御がなされているか否かを判断する。そして、ステップＳ５０において肯定判断される場合、先の図５に示したものと同様、ステップＳ１０〜Ｓ２６にかかる処理を行う。
＜第８の実施形態＞
以下、第８の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１２に、本実施形態にかかるＭＧＥＣＵ１４の構成を示す。本実施形態では、不揮発性メモリ１４ｂ内の補正値ΔθをＣＰＵ１４ａ内の内部に搭載されるＲＡＭ１４ｃに書き込み、ＲＡＭ１４ｃ内に記憶された補正値Δθを利用する。

図１３に、本実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ１４によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ６０において、読み出し完了フラグＦが「１」であるか否かを判断する。ここで、読み出し完了フラグＦは、不揮発性メモリ１４ｂから補正値Δθを読み出しＲＡＭ１４ｃ内に記憶する処理が完了した場合に「１」とされるものである。なお、読み出し完了フラグＦは、ＲＡＭ１４ｃに記憶されており、ＭＧＥＣＵ１４がオフされることで、無効とされる（「０」とされる）。

ステップＳ６０において否定判断される場合、ステップＳ６２において、不揮発性メモリ１４ｂに異常があるか否かを判断する。ここでは、たとえばＣＰＵ１４ａと不揮発性メモリ１４ｂとを接続する通信線の異常等に起因して補正値Δθを読み出すことができない場合や、読み出された補正値Δθについて、先の図４のステップＳ１２と同様の処理によって肯定判断される場合に、異常である旨判断する。

上記ステップＳ６２において否定判断される場合、ステップＳ６４において、ＣＰＵ１４ａに内蔵されるＲＡＭ１４ｃに補正値Δθを書き込むとともに読み出し完了フラグＦを「１」とする。一方、ステップＳ６２において肯定判断される場合、ステップＳ６６において、トルクフィードバック制御部２０による制御を禁止する。

一方、上記ステップＳ６０において肯定判断される場合、ステップＳ６８において、ＣＰＵ１４ａ内蔵のＲＡＭ１４ｃから補正値Δθを読み出す。続くステップＳ７０では、先の図４のステップＳ１２と同様の処理によって、ＲＡＭ１４ｃから読み出される補正値Δθの異常の有無を判断する。そして、ステップＳ７０において異常がある旨判断される場合、ステップＳ７２において読み出し完了フラグＦを「０」とする。

なお、上記ステップＳ６４，Ｓ６６，Ｓ７２の処理が完了する場合や、ステップＳ７０において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
＜第９の実施形態＞
以下、第９の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１４に、本実施形態にかかるＭＧＥＣＵ１４およびＨＶＥＣＵ１６の構成を示す。本実施形態では、ＨＶＥＣＵ１６内の不揮発性メモリ１６ｂに補正値Δθを記憶する。そして、ＨＶＥＣＵ１６では、不揮発性メモリ１６ｂから読み出された補正値ΔθをＣＰＵ１６ａ内のＲＡＭ１６ｃに一旦記憶した後、ＣＡＮ通信によってＭＧＥＣＵ１４に送信する。ＭＧＥＣＵ１４では、受信した補正値Δθを利用する。

図１５に、本実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ１４によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ８０において、ＣＡＮ通信によってＨＶＥＣＵ１６から補正値Δθを受信する処理を行う。続くステップＳ８２においては、正常な補正値Δθを利用した制御ができない異常が生じたか否かを判断する。ここでは、補正値Δθを想定される最小値ΔθＬや想定される最大値ΔθＨと比較する処理や誤り検出符号を用いた処理に加えて、以下の異常の有無を判断する処理を行う。
（ａ）ＣＡＮ通信自体の異常：ここでは、周知の手法によるＣＡＮ通信自体の異常の有無の判断を行う。
（ｂ）ＨＶＥＣＵ１６内における補正値Δθの記憶異常：ここでは、ＨＶＥＣＵ１６内のＣＰＵ１６ａにおいて、不揮発性メモリ１６ｂからＲＡＭ１６ｃに読み出された補正値Δθの異常の有無を判断する。これは、想定される最大値ΔθＨや想定される最小値ΔθＬとの比較や、誤り検出符号を用いて行うことができる。

ステップＳ８２において肯定判断される場合、ステップＳ８４において、トルクフィードバック制御部２０による制御を禁止し、電流フィードバック制御部３０による制御を行う。なお、電流フィードバック制御部３０による制御への切替に際しては、先の第１〜第３の実施形態に例示した処理を行なってもよい。
＜第１０の実施形態＞
以下、第１０の実施形態について、先の第９の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１６に、本実施形態にかかるＭＧＥＣＵ１４およびＨＶＥＣＵ１６の構成を示す。本実施形態では、ＨＶＥＣＵ１６からＣＡＮ通信によってＭＧＥＣＵ１４に送信された補正値ΔθをＣＰＵ１４ａ内のＲＡＭ１４ｃに記憶し制御に利用する。

図１７に、本実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ１４によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ９０において、受信完了フラグＦが「１」であるか否かを判断する。受信完了フラグＦは、ＨＶＥＣＵ１６から補正値Δθを受信しＣＰＵ１４ａ内のＲＡＭ１４ｃに記憶する処理が完了することで「１」とされる。なお、受信完了フラグＦは、ＲＡＭ１４ｃに記憶されており、ＭＧＥＣＵ１４がオフされることで、その値が無効とされる（「０」とされる）。ステップＳ９０において否定判断される場合、ステップＳ９２において補正値Δθの受信処理を行うとともに受信完了フラグＦを「１」とする。

続くステップＳ９４において、正常な補正値Δθを利用した制御ができない異常が生じたか否かを判断する。ここでの処理は、基本的には、先の図１５のステップＳ８２に示したものと同様である。ただし、ＣＡＮ通信自体の異常の有無の判断として、所定時間内に補正値Δθを複数回受信して、受信した前回値と今回値との不一致に基づき異常である旨判断する手法を併せ用いる。

ステップＳ９４において否定判断される場合、ステップＳ９６において、ＣＰＵ１４ａに内蔵されるＲＡＭ１４ｃに補正値Δθを書き込む。一方、ステップＳ９４において肯定判断される場合、ステップＳ９８において、トルクフィードバック制御部２０による制御を禁止し、電流フィードバック制御部３０による制御を行う。なお、電流フィードバック制御部３０による制御への切替に際しては、先の第１〜第３の実施形態に例示した処理を行なってもよい。

一方、上記ステップＳ９０において肯定判断される場合、ステップＳ１００において、ＣＰＵ１４ａ内蔵のＲＡＭ１４ｃから補正値Δθを読み出す。続くステップＳ１０２では、先の図４のステップＳ１２と同様の処理によって、ＲＡＭ１４ｃから読み出される補正値Δθの異常の有無を判断する。そして、ステップＳ１０２において異常がある旨判断される場合、ステップＳ１０４において読み出し完了フラグＦを「０」とする。

なお、上記ステップＳ９６，Ｓ９８，Ｓ１０４の処理が完了する場合や、ステップＳ１０２において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

「制限手段について」
上記第４の実施形態において、位相操作許容範囲の縮小処理を行うに際して力行、回生の判断を行なうことなく、進角側ガード値の遅角補正と遅角側ガード値の進角補正との双方を行なってもよい。

上記第５の実施形態において、要求トルクＴｒの絶対値をゼロよりも大きい規定値以下に制限してもよい。

「トルクフィードバック制御手段について」
ノルム設定手段としては、要求トルクＴｒおよび電気角速度ωとノルムＶｎとの関係を定めたマップを備えるものに限らない。たとえば要求トルクＴｒに応じた指令電流（たとえば指令電流設定部３１によって設定される指令電流）に基づき、電圧方程式によって電圧のベクトルノルムを算出するものであってもよい。

出力電圧のベクトルノルムを開ループ制御によって操作するものにも限らない。たとえば、ｄ軸電流を指令電流ｉｄｒにフィードバック制御するための操作量によってノルム設定部２１によって設定されるノルムを補正するものであってもよい。なお、この際の指令電流ｉｄｒは、要求トルクＴｒおよび電気角速度ωに応じてノルムを定める際に想定する電流と同一の電流とする。すなわち、たとえばノルム設定部２１において最小電流最大トルク制御を想定する場合、指令電流ｉｄｒについても最小電流最大トルク制御を想定する。

ノルム設定手段において想定する制御としては、最小電流最大トルク制御に限らず、たとえば最大効率制御であってもよい。

「変調率低下制御手段について」
上記第１の実施形態において、トルクフィードバック制御のための操作量としての位相δを、上記第４の実施形態の要領で制限してもよい。

変調率低下制御手段としては、上記各実施形態において例示したものに限らない。たとえば、電流フィードバック制御部３０による制御への移行に際して、瞬時電流値制御を行なって且つ、この際の電流の指令値を、異常が生じる直前の要求トルクＴｒよりも小さいトルクに応じたものとするなどしてもよい。

「電流フィードバック制御手段について」
電流フィードバック制御手段としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、指令電圧ｖｄｒ，ｖｑｒの算出に際して非干渉制御部３４によるフィードフォワード操作量を加味しなくてもよい。また、フィードバック制御器としては、比例制御器および積分制御器からなるものに限らず、比例制御器、積分制御器および微分制御器からなるものや、積分制御器からなるものであってもよい。

また、指令電流設定部３１としては、変調率が高くなることで弱め界磁制御を行うものに限らない。

電流フィードバック制御手段としては、指令電圧を操作量とするものにも限らない。たとえば瞬時電流値制御であってもよい。

「推定手段について」
推定手段としては、電流センサ１６，１７，１８による電流の検出値を用いてトルクを推定するものに限らない。たとえば、上記特許文献１の数式（ｃ４）に例示されるように、インバータＩＶの出力電圧の位相およびベクトルノルムと、モータジェネレータ１０の電気角速度ωとに基づきトルクを推定するものであってもよい。ここでインバータＩＶの出力電圧のベクトルノルムは、たとえばインバータＩＶの入力電圧と変調率とに基づき算出すればよい。さらに、モータジェネレータ１０を流れる電流を、インバータＩＶの出力電圧や電気角速度に基づき推定することでトルクを推定するものであってもよい。

「使用不可異常の判断精度向上手法について」
仮異常が連続的に検出される回数が規定の複数回となることで使用不可異常である旨判断するものに限らず、たとえば一度正常と判断されると、仮異常回数をリセットすることなく１だけ減ずるものであってもよい。この場合であっても、複数回の仮異常の有無の判断後におけるカウンタ値に基づき使用不可異常が生じているか否かを判断することで、１度の仮異常の有無の判断のみを行う場合と比較して、その判断精度を向上させることが可能となる。

「交流電圧印加回路について」
交流電圧印加回路としては、インバータＩＶに限らない。たとえば特願２００８−３０８２５号に記載されているものであってもよい。

「そのほか」
・同期機としては、ＩＰＭＳＭに限らず、例えば表面磁石同期機（ＳＰＭＳＭ）や巻線界磁式同期機等であってもよい。

・回転機としては、車載主機となるものに限らない。例えばパワーステアリングに搭載される回転機等であってもよい。

・インバータＩＶの入力端子に接続される直流電源としては、コンバータＣＶに限らない。たとえば高電圧バッテリ１２とすることで、コンバータＣＶを備えることなくインバータＩＶの入力端子に高電圧バッテリ１２を直接接続してもよい。

２０…トルクフィードバック制御部、２１…ノルム設定部、２２…トルク推定部、２３…位相設定部、２４…リミッタ、２５…操作信号生成部、３０…電流フィードバック制御部。

Claims (19)

1. 回転機に接続される交流電圧印加回路と、前記回転機の回転角度を検出する検出手段と、該検出手段の検出誤差情報を記憶する記憶手段とを備える回転機の制御システムに適用され、
   前記検出誤差情報を取得する取得手段と、
   前記回転機のトルクを要求トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御手段と、
   前記要求トルクに応じて設定される指令電流に前記回転機を流れる電流をフィードバック制御する電流フィードバック制御手段と、
   正常な検出誤差情報を利用した制御を行うことができない異常である使用不可異常の有無を判断する異常判断手段と、
   該異常判断手段によって使用不可異常があると判断される場合、前記トルクフィードバック制御手段を用いた前記要求トルクへの制御を制限する制限手段とを備え、
   前記トルクフィードバック制御手段は、前記検出手段によって検出される回転角度が前記取得される検出誤差情報によって補正されたものに基づき、前記回転機のトルクを要求トルクにフィードバック制御すべく前記交流電圧印加回路の出力電圧の位相を操作する位相操作手段を備え、
   前記制限手段は、前記トルクフィードバック制御手段を用いた前記要求トルクへの制御から前記電流フィードバック制御手段を用いた前記要求トルクへの制御に切り替えることを特徴とする回転機の制御装置。
2. 前記交流電圧印加回路は、直流電源の正極および負極のそれぞれに前記回転機の端子を選択的に接続するスイッチング素子を備える直流交流変換回路であり、
   前記制限手段は、前記直流交流変換回路の変調率が規定値以下となることで前記電流フィードバック制御への切り替えを行うことを特徴とする請求項１記載の回転機の制御装置。
3. 前記制限手段は、前記電流フィードバック制御手段を用いた前記要求トルクへの制御に際しての前記直流交流変換回路の変調率が規定値以下となるように前記直流交流変換回路を操作する変調率低下制御手段を備えることを特徴とする請求項２記載の回転機の制御装置。
4. 前記変調率低下制御手段は、前記トルクフィードバック制御手段によって前記変調率を低下させる処理を行うことを特徴とする請求項３記載の回転機の制御装置。
5. 前記変調率低下制御手段は、前記トルクフィードバック制御手段によって前記変調率を低下させる処理を行うに際し前記位相操作手段による位相を固定することを特徴とする請求項３記載の回転機の制御装置。
6. 前記変調率低下制御手段は、前記直流交流変換回路の高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子のいずれか一方を全相についてオン状態とすることで前記電流フィードバック制御手段による制御の開始に先立って前記回転機の回転速度を低下させることを特徴とする請求項３記載の回転機の制御装置。
7. 前記電流フィードバック制御手段は、弱め界磁制御を行うものであることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
8. 前記制限手段は、前記変調率低下制御手段による制御時における前記回転機のトルク、電流、回転速度、前記直流交流変換回路の出力電圧、変調率の少なくとも１つに基づき前記電流フィードバック制御への切り替えを行うことを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
9. 前記電流フィードバック制御手段は、前記指令電流を実電流にフィードバック制御するための操作量としてｄｑ軸上の指令電圧を設定した後、これを回転角度に基づき固定子に印加する指令電圧に変換するものであって且つ、前記制限手段による制限がなされる場合、前記検出誤差情報をゼロと仮定し前記回転角度として前記検出手段によって検出される回転角度を用いて前記固定子に印加する指令電圧への変換処理を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
10. 前記トルクフィードバック制御手段は、前記回転機に対する要求トルクと前記回転機の回転速度とに基づき前記交流電圧印加回路の出力電圧のベクトルノルムを設定するノルム設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
11. 前記交流電圧印加回路は、直流電源の正極および負極のそれぞれに前記回転機の端子を選択的に接続するスイッチング素子を備える直流交流変換回路であり、
    前記トルクフィードバック制御手段は、前記ノルム設定手段によって設定されるノルムおよび前記直流交流変換回路の入力電圧に基づき前記直流交流変換回路のスイッチング素子の操作信号波形を定める波形設定手段と、前記位相操作手段によって位相が操作された前記操作信号波形に基づき、前記回転機の回転角度に同期して前記直流交流変換回路に操作信号を出力する出力手段とを備えることを特徴とする請求項１０記載の回転機の制御装置。
12. 前記交流電圧印加回路は、直流電源の正極および負極のそれぞれに前記回転機の端子を選択的に接続するスイッチング素子を備える直流交流変換回路であり、
    前記トルクフィードバック制御手段は、前記ノルム設定手段によって設定されるノルムおよび前記位相操作手段によって操作される位相を有する各固定子の指令電圧を搬送波と大小比較することに基づき前記直流交流変換回路の操作信号を生成するＰＷＭ処理手段を備えることを特徴とする請求項１０記載の回転機の制御装置。
13. 前記交流電圧印加回路は、直流電源の正極および負極のそれぞれに前記回転機の端子を選択的に接続するスイッチング素子を備える直流交流変換回路であり、
    前記トルクフィードバック制御手段は、前記回転機の１電気角周期において前記正極側のスイッチング素子および前記負極側のスイッチング素子のそれぞれを１度ずつオン状態とする矩形波制御を行うものであることを特徴とする請求項１０記載の回転機の制御装置。
14. 前記回転機の実際のトルクを推定する推定手段を備え、
    前記推定手段は、前記交流電圧印加回路の出力電圧の位相、前記交流電圧印加回路の出力電圧ベクトルノルムおよび前記回転機の電気角速度と前記回転機を流れる電流との少なくとも一方を入力とする数式モデルおよびマップのいずれかに基づき前記トルクを推定することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
15. 前記検出誤差情報を記憶する記憶手段は、当該制御装置とは別に該制御装置と通信する外部制御装置に備えられるものであり、
    前記取得手段は、前記外部制御装置との通信によって前記検出誤差情報を取得するものであり、
    前記異常判断手段は、前記外部制御装置からの前記検出誤差情報の出力に異常が生じることで前記使用不可異常が生じた旨判断することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
16. 前記外部制御装置から出力される検出誤差情報を記憶する内部記憶手段をさらに備え、
    前記異常判断手段は、前記内部記憶手段に前記検出誤差情報が既に記憶されている場合、前記内部記憶手段に記憶された前記検出誤差情報に基づき前記異常の有無を判断することを特徴とする請求項１５記載の回転機の制御装置。
17. 前記検出誤差情報を記憶する記憶手段は、当該制御装置とは別に該制御装置と通信する外部制御装置に備えられるものであり、
    前記取得手段は、前記外部制御装置から出力される前記検出誤差情報を当該制御装置内の内部記憶手段に記憶するものであり、
    前記異常判断手段は、前記内部記憶手段に異常が生じることで前記使用不可異常が生じた旨判断することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
18. 前記記憶手段としての不揮発性メモリをさらに備え、
    前記異常判断手段は、前記不揮発性メモリに異常が生じた場合に前記使用不可異常が生じた旨判断することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
19. 前記不揮発性メモリとは別に内部記憶手段を備え、
    前記取得手段は、前記不揮発性メモリに記憶された検出誤差情報を前記内部記憶手段に記憶させるものであり、
    前記異常判断手段は、前記内部記憶手段に前記検出誤差情報が既に記憶されている場合、前記内部記憶手段に記憶されている前記検出誤差情報に基づき前記使用不可異常の有無を判断することを特徴とする請求項１８記載の回転機の制御装置。

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