特開 2023-123084 回転電機の制御装置、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023123084

(43)【公開日】2023-09-05

(54)【発明の名称】回転電機の制御装置、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/06 20060101AFI20230829BHJP

   H02M 7/493 20070101ALI20230829BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20230829BHJP

【ＦＩ】

H02P27/06

H02M7/493

H02M7/48 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022026957

(22)【出願日】2022-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(74)【代理人】

【識別番号】100207859

【弁理士】

【氏名又は名称】塩谷 尚人

(72)【発明者】

【氏名】青木 康明

(72)【発明者】

【氏名】今井 幸司

(72)【発明者】

【氏名】道木 慎二

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 昭義

【テーマコード（参考）】

5H505

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H505AA16

5H505AA19

5H505BB05

5H505CC04

5H505DD03

5H505DD08

5H505EE41

5H505EE49

5H505GG04

5H505HA05

5H505HA09

5H505HB02

5H505HB05

5H505JJ03

5H505JJ17

5H505JJ29

5H505KK06

5H505LL22

5H505LL24

5H505LL41

5H505LL58

5H770AA05

5H770BA02

5H770CA06

5H770DA03

5H770DA41

5H770EA01

5H770EA19

5H770EA27

5H770HA02Y

5H770HA03W

5H770HA07Z

(57)【要約】

【課題】コンデンサに流れるリップル電流を低減できる回転電機の制御装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】制御装置４０は、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂの無効電圧ベクトルを順次出現させつつ第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂが無効電圧ベクトルと有効電圧ベクトルとを交互に出力するような駆動指令を設定し、設定した駆動指令に基づいて、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂのスイッチング制御を行う。制御装置４０は、無効電圧ベクトルの出力期間に挟まれた有効電圧ベクトルの出力期間のうち、中間期間において平滑コンデンサ２２に流れる直流電流成分の大きさが最大となる有効電圧ベクトルが出現し、それ以外の期間において中間期間に出現する有効電圧ベクトルよりも直流電流成分の大きさが小さい有効電圧ベクトルが出現するような駆動指令を設定する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機（１０）と、
前記回転電機に電気的に接続された複数の電力変換回路（２０Ａ～２０Ｃ）と、
前記各電力変換回路の入力側と電気的に接続され、前記各電力変換回路に共通のコンデンサ（２２）と、
前記コンデンサに並列接続された直流電源（２１）と、を備えるシステムに適用され、前記各電力変換回路のスイッチング制御を行う回転電機の制御装置（４０）において、
前記各電力変換回路の無効電圧ベクトルを順次出現させつつ前記各電力変換回路が無効電圧ベクトルと有効電圧ベクトルとを交互に出力するような前記各電力変換回路の駆動指令を設定する設定部（４４）と、
前記駆動指令に基づいて、前記各電力変換回路のスイッチング制御を行う制御部（４４）と、を備え、
前記設定部は、前記各電力変換回路において、無効電圧ベクトルの出力期間に挟まれた有効電圧ベクトルの出力期間である有効期間のうち、中間期間において前記コンデンサに流れる直流電流成分の大きさが最大となる有効電圧ベクトルが出現し、それ以外の期間において前記中間期間に出現する有効電圧ベクトルよりも前記直流電流成分の大きさが小さい有効電圧ベクトルが出現するような前記駆動指令を設定する、回転電機の制御装置。

【請求項2】

前記設定部は、前記有効期間の開始タイミングから前記中間期間までにおいて前記直流電流成分の大きさが漸増する有効電圧ベクトルが出現し、前記中間期間から前記有効期間の終了タイミングまでにおいて前記直流電流成分の大きさが漸減する有効電圧ベクトルが出現するような前記駆動指令を設定する、請求項１に記載の回転電機の制御装置。

【請求項3】

前記設定部は、前記各電力変換回路における前記最大となる有効電圧ベクトルの出力期間が重複しないような前記駆動指令を設定する、請求項１又は２に記載の回転電機の制御装置。

【請求項4】

前記回転電機の制御量を指令値に制御するための指令電圧ベクトルと、前記直流電源の電圧とに基づいて変調率を算出する変調率算出部と、
前記指令電圧ベクトルを挟んでかつ６０度の位相差を有する２つの有効電圧ベクトルである６０度電圧ベクトル、又は前記指令電圧ベクトルを挟んでかつ１２０度の位相差を有する２つの有効電圧ベクトルである１２０度電圧ベクトルのいずれを用いるかを選択する選択部と、を備え、
前記設定部は、選択された前記６０度電圧ベクトル又は前記１２０度電圧ベクトルに基づいて、前記駆動指令を設定し、
前記選択部は、
前記変調率が閾値を超えた場合、前記６０度電圧ベクトルを選択し、
前記変調率が前記閾値以下の場合、前記１２０度電圧ベクトルを選択する、請求項１～３のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。

【請求項5】

前記回転電機の制御量を指令値に制御するための指令電圧ベクトルを挟んでかつ６０度の位相差を有する２つの有効電圧ベクトルである６０度電圧ベクトル、又は前記指令電圧ベクトルを挟んでかつ１２０度の位相差を有する２つの有効電圧ベクトルである１２０度電圧ベクトルのいずれを用いるかを選択する選択部を備え、
前記設定部は、選択された前記６０度電圧ベクトル又は前記１２０度電圧ベクトルに基づいて、規定周期毎に前記規定周期における前記駆動指令を設定し、
前記選択部は、
前記規定周期に含まれる前記６０度電圧ベクトルの出力期間を前記規定周期から差し引いた第１無効期間を算出し、
前記６０度電圧ベクトルの出力期間と前記第１無効期間との差である第１時間差を算出し、
前記規定周期に含まれる前記１２０度電圧ベクトルの出力期間を前記規定周期から差し引いた第２無効期間を算出し、
前記１２０度電圧ベクトルの出力期間と前記第２無効期間との差である第２時間差を算出し、
前記第１時間差が前記第２時間差よりも小さい場合、前記６０度電圧ベクトルを選択し、
前記第２時間差が前記第１時間差よりも小さい場合、前記１２０度電圧ベクトルを選択する、請求項１～３のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。

【請求項6】

前記設定部は、前記選択部により前記１２０度電圧ベクトルが選択された場合、前記指令電圧ベクトルを挟んでかつ１２０度の位相差を有する２つの偶数電圧ベクトル、及び前記指令電圧ベクトルを挟んでかつ１２０度の位相差を有する２つの奇数電圧ベクトルのうち、前記直流電流成分の大きさが小さい方を前記駆動指令の設定に用いる、請求項４に記載の回転電機の制御装置。

【請求項7】

前記設定部は、前記選択部により前記６０度電圧ベクトルが選択された場合、前記電力変換回路を構成する各相の上，下アームスイッチ（ＳｕＡＨ～ＳｗＢＬ）のうち、いずれかの相の駆動状態を固定する、請求項４～６のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。

【請求項8】

前記設定部は、
前記選択部により前記１２０度電圧ベクトルが選択された場合、前記回転電機に流れる相電流のリップルを算出し、
算出した前記相電流のリップルが所定量よりも大きい場合、前記１２０度電圧ベクトルに代えて、前記６０度電圧ベクトルを前記駆動指令の設定に用いる、請求項４～７のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。

【請求項9】

回転電機（１０）と、
前記回転電機に電気的に接続された複数の電力変換回路（２０Ａ～２０Ｃ）と、
前記各電力変換回路の入力側と電気的に接続され、前記各電力変換回路に共通のコンデンサ（２２）と、
前記コンデンサに並列接続された直流電源（２１）と、
コンピュータ（４０ａ）と、を備えるシステムに適用されるプログラムにおいて、
前記コンピュータを、
前記各電力変換回路の無効電圧ベクトルを順次出現させつつ前記各電力変換回路が無効電圧ベクトルと有効電圧ベクトルとを交互に出力するような駆動指令を設定する設定部と、
前記駆動指令に基づいて、前記各電力変換回路のスイッチング制御を行う制御部と、して機能させ、
前記設定部は、前記各電力変換回路において、無効電圧ベクトルの出力期間に挟まれた有効電圧ベクトルの出力期間である有効期間のうち、中間期間で前記コンデンサに流れる直流電流成分の大きさが最大となる有効電圧ベクトルが出現し、それ以外の期間で前記中間期間に出現する有効電圧ベクトルよりも前記コンデンサに流れる直流電流成分の大きさが小さい有効電圧ベクトルが出現するような前記駆動指令を設定する、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機の制御装置、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に記載されているように、回転電機と、回転電機に電気的に接続された２つの電力変換回路と、各電力変換回路の入力側に設けられ、各電力変換回路に共通のコンデンサと、コンデンサに並列接続された直流電源とを備えるシステムが知られている。このシステムは、回転電機の制御量を指令値に制御するために電力変換回路のスイッチング制御を行う制御装置を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１２０２９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

コンデンサに流れるリップル電流を低減するために、各電力変換回路の無効電圧ベクトルを順次出現させつつ各電力変換回路が無効電圧ベクトルと有効電圧ベクトルとを交互に出力するように、各電力変換回路のスイッチング制御を行う技術がある。このような技術があるものの、コンデンサに流れるリップル電流を低減することについては、未だ改善の余地がある。

【0005】

本発明は、コンデンサに流れるリップル電流を低減できる回転電機の制御装置及びプログラムを提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、回転電機と、
前記回転電機に電気的に接続された複数の電力変換回路と、
前記各電力変換回路の入力側と電気的に接続され、前記各電力変換回路に共通のコンデンサと、
前記コンデンサに並列接続された直流電源と、を備えるシステムに適用され、前記各電力変換回路のスイッチング制御を行う回転電機の制御装置において、
前記各電力変換回路の無効電圧ベクトルを順次出現させつつ前記各電力変換回路が無効電圧ベクトルと有効電圧ベクトルとを交互に出力するような前記各電力変換回路の駆動指令を設定する設定部と、
前記駆動指令に基づいて、前記各電力変換回路のスイッチング制御を行う制御部と、を備え、
前記設定部は、前記各電力変換回路において、無効電圧ベクトルの出力期間に挟まれた有効電圧ベクトルの出力期間である有効期間のうち、中間期間において前記コンデンサに流れる直流電流成分の大きさが最大となる有効電圧ベクトルが出現し、それ以外の期間において前記中間期間に出現する有効電圧ベクトルよりも前記直流電流成分の大きさが小さい有効電圧ベクトルが出現するような前記駆動指令を設定する。

【0007】

これにより、各電力変換回路における上記最大となる有効電圧ベクトルの出力期間が重複する事態の発生を抑制できる。その結果、コンデンサに流れるリップル電流を好適に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る制御システムの全体構成図。

【図2】制御装置の処理を示す機能ブロック図。

【図3】電圧ベクトルを示す図。

【図4】電圧ベクトル及び各相の駆動状態等の関係を示す図。

【図5】６０度電圧ベクトルの一例を示す図。

【図6】１２０度電圧ベクトルの一例を示す図。

【図7】各インバータの駆動指令の設定処理の手順を示すフローチャート。

【図8】直流母線電流の算出方法を説明するための図。

【図9】駆動指令等の推移を示すタイムチャート。

【図10】比較例１に係る駆動指令等の推移を示すタイムチャート。

【図11】比較例２に係る駆動指令等の推移を示すタイムチャート。

【図12】電流差の算出方法を説明するための図。

【図13】平滑コンデンサのリップル電流の低減効果を示す図。

【図14】第２実施形態に係る各インバータの駆動指令の設定処理の手順を示すフローチャート。

【図15】第３実施形態に係る各インバータの駆動指令の設定処理の手順を示すフローチャート。

【図16】第４実施形態に係る制御システムの全体構成図。

【図17】駆動指令等の推移を示すタイムチャート。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の制御装置は、車両に搭載された制御システムを構成する。

【0010】

図１に示すように、制御システムは、回転電機１０を備えている。回転電機１０は、３相２重巻線を有する永久磁石界磁型の同期機である。本実施形態の回転電機１０は、永久磁石式の同期機である。回転電機１０は、車両の走行動力源となり、駆動輪と動力伝達が可能なロータ１２と、ステータ１３とを備えている。ロータ１２は、界磁極となる永久磁石を備えている。ステータ１３には、２つの電機子巻線群である第１巻線群１０Ａ及び第２巻線群１０Ｂが設けられている。第１，第２巻線群１０Ａ，１０Ｂに対して、ロータ１２が共通化されている。第１，第２巻線群１０Ａ，１０Ｂのそれぞれは、異なる中性点を有する３相巻線からなる。第１巻線群１０Ａは、電気角で互いに１２０度ずつずれたＵ，Ｖ，Ｗ相巻線ＵＡ，ＶＡ，ＷＡを有し、第２巻線群１０Ｂは、電気角で互いに１２０度ずつずれたＵ，Ｖ，Ｗ相巻線ＵＢ，ＶＢ，ＷＢを有している。なお、本実施形態では、第１巻線群１０Ａと第２巻線群１０Ｂとが同じ構成とされている。具体的には、第１巻線群１０Ａを構成するＵ，Ｖ，Ｗ相巻線ＵＡ，ＶＡ，ＷＡそれぞれの巻数と、第２巻線群１０Ｂを構成するＵ，Ｖ，Ｗ相巻線ＵＢ，ＶＢ，ＷＢそれぞれの巻数とが等しい。

【0011】

ちなみに、第１巻線群１０Ａと第２巻線群１０Ｂとの位相差Δθは、例えば、電気角で０度であってもよいし、電気角で３０度であってもよい。

【0012】

制御システムは、第１，第２巻線群１０Ａ，１０Ｂに対応した第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂと、直流電源２１と、平滑コンデンサ２２とを備えている。第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂは、入力される直流電圧を交流電圧に変換して出力する電力変換回路に相当する。第１インバータ２０Ａ及び第２インバータ２０Ｂのそれぞれには、共通の直流電源２１が接続されている。本実施形態において、直流電源２１は、蓄電池である。

【0013】

第１インバータ２０Ａは、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳｕＡＨ，ＳｖＡＨ，ＳｗＡＨと、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳｕＡＬ，ＳｖＡＬ，ＳｗＡＬとの直列接続体を備えている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相における上記直列接続体の接続点には、第１巻線群１０Ａを構成するＵ，Ｖ，Ｗ相巻線ＵＡ，ＶＡ，ＷＡが接続されている。本実施形態において、各スイッチＳｕＡＨ～ＳｗＡＬは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであり、ボディダイオードを備えている。

【0014】

第２インバータ２０Ｂは、第１インバータ２０Ａと同様に、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳｕＢＨ，ＳｖＢＨ，ＳｗＢＨと、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳｕＢＬ，ＳｖＢＬ，ＳｗＢＬとの直列接続体を備えている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相における上記直列接続体の接続点には、第２巻線群１０Ｂを構成するＵ，Ｖ，Ｗ相巻線ＵＢ，ＶＢ，ＷＢが接続されている。本実施形態において、各スイッチＳｕＢＨ～ＳｗＢＬは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであり、ボディダイオードを備えている。

【0015】

なお、各インバータ２０Ａ，２０Ｂが備えるスイッチは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴであってもよい。この場合、スイッチにフリーホイールダイオードが逆並列接続されていればよい。

【0016】

第１インバータ２０Ａにおいて各上アームスイッチＳｕＡＨ，ＳｖＡＨ，ＳｗＡＨの高電位側端子であるドレインには、第１高電位側経路ＬＨＡを介して、平滑コンデンサ２２の第１端が接続されている。第１インバータ２０Ａにおいて各下アームスイッチＳｕＡＬ，ＳｖＡＬ，ＳｗＡＬの低電位側端子であるソースには、第１低電位側経路ＬＬＡを介して、平滑コンデンサ２２の第２端が接続されている。平滑コンデンサ２２の第２端には、直流電源２１の負極端子が接続されている。平滑コンデンサ２２の第１端には、直流電源２１の正極端子が接続されている。

【0017】

第２インバータ２０Ｂにおいて各上アームスイッチＳｕＢＨ，ＳｖＢＨ，ＳｗＢＨのドレインには、第２高電位側経路ＬＨＢを介して、第１高電位側経路ＬＨＡの途中部分が接続されている。第２インバータ２０Ｂにおいて各下アームスイッチＳｕＢＬ，ＳｖＢＬ，ＳｗＢＬのソースには、第２低電位側経路ＬＬＢを介して、第１低電位側経路ＬＬＡの途中部分が接続されている。つまり、本実施形態では、各インバータ２０Ａ，２０Ｂで平滑コンデンサ２２が共通化されている。

【0018】

制御システムは、電圧検出部３０、第１電流検出部３１Ａ、第２電流検出部３１Ｂ及び角度検出部３２を備えている。電圧検出部３０は、平滑コンデンサ２２の端子電圧を電源電圧ＶＤＣとして検出する。角度検出部３２は、回転電機１０の回転角（電気角）を検出する。角度検出部３２は、例えばレゾルバである。上記各検出部３０，３１Ａ，３１Ｂ，３２の検出値は、制御システムが備える制御装置４０に入力される。

【0019】

制御装置４０は、第１，第２電流検出部３１Ａ，３１Ｂの検出値に基づいて、第１巻線群１０Ａに流れる３相の電流と、第２巻線群１０Ｂに流れる３相の電流とを取得する。例えば、第１電流検出部３１Ａは、第１インバータ２０Ａと第１巻線群１０Ａとを電気的に接続する導電部材（例えばバスバー）に流れる電流を検出対象とし、第１巻線群１０Ａに流れる３相電流のうち少なくとも２相分の電流を検出する。この場合における第１電流検出部３０Ａとして、例えば、相電流を直接検出するＣＴ型電流センサが用いられればよい。また、例えば、第１電流検出部３１Ａは、第１高電位側経路ＬＨＡのうち第２高電位側経路ＬＨＢとの接続点よりも第１インバータ２０Ａ側に流れる電流を検出する。この場合、制御装置４０は、第１電流検出部３１Ａの検出値と、図４に示す第１インバータ２０Ａのスイッチング状態及び相電流の関係とに基づいて、第１巻線群１０Ａに流れる相電流を取得する。なお、第２電流検出部３１Ｂについても同様である。

【0020】

制御装置４０は、マイコン４０ａを主体として構成され、マイコン４０ａは、ＣＰＵを備えている。マイコン４０ａが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン４０ａがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコン４０ａは、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、図２及び図６等に示す処理のプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されるプログラムは、ＯＴＡ（Over The Air）等、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。

【0021】

制御装置４０は、回転電機１０の制御量を指令値に制御すべく、入力された検出値に基づいて、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂの各スイッチをオンオフする駆動指令を生成する。駆動指令に基づいてスイッチのゲートが充放電されることにより、スイッチがオンオフされる。各相において、上アームスイッチと下アームスイッチとは、デッドタイムを挟みつつ交互にオンされる。本実施形態の制御量はトルクである。図２を用いて、制御装置４０により実行される回転電機１０のトルク制御について説明する。

【0022】

指令電流設定部４１は、指令トルクＴｒｑ＊に基づいて、第１インバータ２０Ａに対応する第１ｄ，ｑ軸指令電流ＩｄＡ＊，ＩｑＡ＊と、第２インバータ２０Ｂに対応する第２ｄ，ｑ軸指令電流ＩｄＢ＊，ＩｑＢ＊とを設定する。各指令電流ＩｄＡ＊，ＩｑＡ＊，ＩｄＢ＊，ＩｑＢ＊は、例えば、最小電流最大トルク制御（ＭＴＰＡ）により算出されればよい。

【0023】

第１変換部４２Ａは、第１電流検出部３１Ａの検出値と、角度検出部３２により検出された電気角θｅとに基づいて、３相固定座標系における第１巻線群１０ＡのＵ，Ｖ，Ｗ相電流を、２相回転座標系（ｄｑ座標系）における第１ｄ軸電流ＩｄＡｒ及び第１ｑ軸電流ＩｑＡｒに変換する。

【0024】

第１電流制御部４３Ａは、第１ｄ軸電流ＩｄＡｒを第１ｄ軸指令電流ＩｄＡ＊にフィードバック制御するための操作量として、第１ｄ軸指令電圧ＶｄＡ＊を算出する。第１電流制御部４３Ａは、第１ｑ軸電流ＩｑＡｒを第１ｑ軸指令電流ＩｑＡ＊にフィードバック制御するための操作量として、第１ｑ軸指令電圧ＶｑＡ＊を算出する。なお、第１電流制御部４３Ａで用いられるフィードバック制御は、例えば比例積分制御である。

【0025】

第２変換部４２Ｂは、第２電流検出部３１Ｂの検出値と電気角θｅとに基づいて、３相固定座標系における第２巻線群１０ＢのＵ，Ｖ，Ｗ相電流を、ｄｑ座標系における第２ｄ軸電流ＩｄＢｒ及び第２ｑ軸電流ＩｑＢｒに変換する。

【0026】

第２電流制御部４３Ｂは、第２ｄ軸電流ＩｄＢｒを第２ｄ軸指令電流ＩｄＢ＊にフィードバック制御するための操作量として、第２ｄ軸指令電圧ＶｄＢ＊を算出する。第２電流制御部４３Ｂは、第２ｑ軸電流ＩｑＢｒを第２ｑ軸指令電流ＩｑＢ＊にフィードバック制御するための操作量として、第２ｑ軸指令電圧ＶｑＢ＊を算出する。なお、第２電流制御部４３Ｂで用いられるフィードバック制御は、例えば比例積分制御である。

【0027】

スイッチ制御部４４は、算出された各値ＶｄＡ＊，ＶｑＡ＊，ＩｄＡｒ，ＩｑＡｒ，ＶｄＢ＊，ＶｑＢ＊，ＩｄＢｒ，ＩｑＢｒ、及び電気角θｅ等に基づいて、第１インバータ２０Ａから第１巻線群１０Ａに印加する電圧ベクトルを実現するための第１インバータ２０Ａの駆動指令と、第２インバータ２０Ｂから第２巻線群１０Ｂに印加する電圧ベクトルを実現するための第２インバータ２０Ｂの駆動指令とを決定する。スイッチ制御部４４は、次回の規定周期Ｔｓｗにおける平滑コンデンサ２２の電流リップルが小さくなるように、今回の規定周期において、次回の規定周期における第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂの駆動指令を設定する。なお、本実施形態において、規定周期Ｔｓｗは、インバータを構成する上，下アームスイッチのスイッチング周期である。スイッチング周期は、キャリア信号を用いるＰＷＭ制御においてキャリア信号の１周期に相当する。

【0028】

駆動指令は、図３及び図４に示す電圧ベクトルの組み合わせからなる。図４において、「Ｈ」は上アームスイッチがオンされていることを示し、「Ｌ」は下アームスイッチがオンされていることを示す。第１～第６電圧ベクトルＶ１～Ｖ６は有効電圧ベクトル（非零電圧ベクトル）であり、第０，第７電圧ベクトルＶ０，Ｖ７は無効電圧ベクトル（零電圧ベクトル）である。第１，第３，第５電圧ベクトルＶ１，Ｖ３，Ｖ５は奇数電圧ベクトルであり、第２，第４，第６電圧ベクトルＶ２，Ｖ４，Ｖ６は偶数電圧ベクトルである。

【0029】

図４の「Ｉｉｎｖ」は、インバータに流れる電流である。本実施形態では、図１に示すように、第１高電位側経路ＬＨＡのうち第２高電位側経路ＬＨＢとの接続点よりも第１インバータ２０Ａ側を流れる電流を第１インバータ電流ＩｉｎｖＡと称す。また、第２高電位側経路ＬＨＢに流れる電流を第２インバータ電流ＩｉｎｖＢと称す。各インバータ電流ＩｉｎｖＡ，ＩｉｎｖＢは、平滑コンデンサ２２側からインバータ側へと向かう方向に流れる場合の符号を正とする。

【0030】

図４のインバータ電流Ｉｉｎｖについて、第１インバータ２０Ａを例にして説明する。第１インバータ２０Ａから出力される電圧ベクトルが第０，第７電圧ベクトルＶ０，Ｖ７の場合、第１インバータ電流ＩｉｎｖＡは０になる。第１インバータ２０Ａから出力される電圧ベクトルが第１電圧ベクトルＶ１の場合、第１インバータ電流ＩｉｎｖＡは、第１巻線群１０ＡのＵ相電流と等しくなる。第１インバータ２０Ａから出力される電圧ベクトルが第４電圧ベクトルＶ４の場合、第１インバータ電流ＩｉｎｖＡは、第１巻線群１０ＡのＵ相電流と大きさが等しく、かつ、Ｕ相電流の流れる向きと逆向きの電流となる。Ｖ，Ｗ相の有効電圧ベクトルと第１インバータ電流ＩｉｎｖＡとの関係も、Ｕ相と同様である。

【0031】

インバータの駆動指令の設定方法について説明する。

【0032】

まず、第１インバータ２０Ａについて説明する。スイッチ制御部４４は、第１ｄ軸指令電圧ＶｄＡ＊、第１ｑ軸指令電圧ＶｑＡ＊及び電気角θｅに基づいて、３相固定座標系における第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを算出する。スイッチ制御部４４は、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを挟む２つの有効電圧ベクトルとして、６０度電圧ベクトル又は１２０度電圧ベクトルを選択する。

【0033】

６０度電圧ベクトルは、図５に示すように、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを挟んで、かつ、６０度の位相差を有する２つの有効電圧ベクトルである。図５には、有効電圧ベクトルとして、第１，第２電圧ベクトルＶ１，Ｖ２が選択される例を示す。

【0034】

１２０度電圧ベクトルは、図６に示すように、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを挟んで、かつ、１２０度の位相差を有する２つの有効電圧ベクトルである。図６には、有効電圧ベクトルとして、偶数電圧ベクトルである第２，第６電圧ベクトルＶ２，Ｖ６が選択される例を示す。

【0035】

スイッチ制御部４４は、選択した２つの有効電圧ベクトルＶα，Ｖβと、無効電圧ベクトルとが規定周期Ｔｓｗに出現するような指令スイッチングパターンである駆動指令を設定する。スイッチ制御部４４は、規定周期Ｔｓｗにおける各有効電圧ベクトルＶα，Ｖβの出力期間Ｔα，Ｔβを、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡに基づいて算出する。スイッチ制御部４４は、規定周期Ｔｓｗにおける無効電圧ベクトルの出力期間Ｔｚを「Ｔｚ＝Ｔｓｗ－（Ｔα＋Ｔβ）」により算出する。

【0036】

なお、第２インバータ２０Ｂの駆動指令も、第１インバータ２０Ａと同様に設定される。スイッチ制御部４４は、第２ｄ軸指令電圧ＶｄＢ＊、第２ｑ軸指令電圧ＶｑＢ＊及び電気角θｅに基づいて第２指令電圧ベクトルＶｔｒＢを算出する。スイッチ制御部４４は、第２指令電圧ベクトルＶｔｒＢを挟む２つの有効電圧ベクトルとして、６０度電圧ベクトル又は１２０度電圧ベクトルを選択する。スイッチ制御部４４は、選択した２つの有効電圧ベクトルと、無効電圧ベクトルとが規定周期Ｔｓｗに出現するような駆動指令を設定する。ちなみに、本実施形態において、スイッチ制御部４４は、空間ベクトル変調（ＳＶＭ：space vector modulation）によって駆動指令を設定する。なお、本実施形態において、スイッチ制御部４４が「設定部」及び「制御部」に相当する。

【0037】

図７を用いて、スイッチ制御部４４により実行される駆動指令の設定処理について説明する。以下では、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡと第２指令電圧ベクトルＶｔｒＢとが同じ電圧ベクトルに設定される場合を例にして説明する。ただし、この設定に限らず、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡと第２指令電圧ベクトルＶｔｒＢとが異なる電圧ベクトルに設定されていてもよい。

【0038】

ステップＳ１０では、変調率Ｍｒを算出する。変調率Ｍｒは、指令電圧ベクトルの大きさを電源電圧ＶＤＣで規格化した値であり、例えば、指令電圧ベクトルの大きさを電源電圧ＶＤＣで除算した値である。第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡと第２指令電圧ベクトルＶｔｒＢとが同じ電圧ベクトルに設定されている場合、第１，第２指令電圧ベクトルＶｔｒＡ，ＶｔｒＢのいずれかを用いて変調率Ｍｒを算出すればよい。ステップＳ１０の処理が「変調率算出部」に相当する。

【0039】

ステップＳ１１では、算出した変調率Ｍｒが閾値Ｍｔｈ（例えば０．６）を超えているか否かを判定する。ステップＳ１１の処理は、６０度電圧ベクトル及び１２０度電圧ベクトルのどちらを選択するかを決定するための処理である。ステップＳ１１の処理が「選択部」に相当する。

【0040】

ステップＳ１１において変調率Ｍｒが閾値Ｍｔｈを超えていると判定した場合には、ステップＳ１２に進み、第１インバータ２０Ａの駆動指令を設定するための有効電圧ベクトルとして、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを挟む６０度電圧ベクトルを選択する。また、第２インバータ２０Ｂの駆動指令を設定するための有効電圧ベクトルとして、第２指令電圧ベクトルＶｔｒＢを挟む６０度電圧ベクトルを選択する。

【0041】

ステップＳ１２では、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを挟む６０度電圧ベクトルのうち、一方を選択した場合の直流母線電流Ｉｄｃと、他方を選択した場合の直流母線電流Ｉｄｃとを算出する。直流母線電流Ｉｄｃは、上述した第１インバータ電流ＩｉｎｖＡである。そして、算出した２つの直流母線電流Ｉｄｃの大きさ（具体的には例えば、絶対値）の大小を判定する。図８を用いて、６０度電圧ベクトルとして第１，第２電圧ベクトルＶ１，Ｖ２が選択される場合を例にして説明する。図８において、Ｉｄｃ（ｉ）は、第ｉ電圧ベクトルＶｉが選択される場合に流れる直流母線電流Ｉｄｃを示す。直流母線電流Ｉｄｃの算出方法としては、例えば、以下に説明する２つの方法がある。

【0042】

１つ目の方法について説明する。直流母線電流Ｉｄｃ（ｉ）及び電気角θｅが関係付けられたマップ情報又は数式情報である直流電流情報が制御装置４０の記憶部に記憶されている。スイッチ制御部４４は、直流電流情報及び現在の電気角θｅに基づいて、第１電圧ベクトルＶ１を選択した場合の直流母線電流Ｉｄｃ（１）と、第２電圧ベクトルＶ２を選択した場合の直流母線電流Ｉｄｃ（２）とを算出する。２つ目の方法について説明する。制御装置４０において、次回用いる電圧ベクトル（Ｖ１，Ｖ２）が把握できている。このため、スイッチ制御部４４は、次回用いる電圧ベクトルと、図４に示す電圧ベクトル及びインバータ電流Ｉｉｎｖの関係とに基づいて、第１電圧ベクトルＶ１を選択した場合の直流母線電流Ｉｄｃ（１）と、第２電圧ベクトルＶ２を選択した場合の直流母線電流Ｉｄｃ（２）とを算出する。

【0043】

その後、算出した直流母線電流Ｉｄｃ（１），Ｉｄｃ（２）を比較し、直流母線電流Ｉｄｃ（１）の大きさが直流母線電流Ｉｄｃ（２）の大きさよりも大きいと判定する。この判定結果は、無効電圧ベクトルに挟まれた有効電圧ベクトルの出力期間における有効電圧ベクトルの並び順を決めるために用いられる。

【0044】

その後、ステップＳ１３では、図９（ｂ），（ｅ）に例示するように、無効電圧ベクトルの間に２つの有効電圧ベクトルが挟まれるように第１インバータ２０Ａの駆動指令を設定する。詳しくは、無効電圧ベクトル（Ｖ７）の出力期間に挟まれた有効電圧ベクトル（Ｖ１，Ｖ２）の出力期間である有効期間のうち、中間期間（具体的には中央期間）において直流母線電流Ｉｄｃの大きさ（｜ＩＵ｜）が最大となる有効電圧ベクトル（Ｖ１）が出現し、それ以外の期間において中間期間に出現する有効電圧ベクトルよりも直流母線電流Ｉｄｃの大きさ（｜－ＩＷ｜）が小さくなる有効電圧ベクトル（Ｖ２）が出現するような駆動指令を設定する。

【0045】

より詳しくは、上記有効期間の開始タイミングから中間期間までの期間において直流母線電流Ｉｄｃの大きさが漸増（｜－ＩＷ｜→｜ＩＵ｜）する有効電圧ベクトル（Ｖ２，Ｖ１）が出現し、中間期間から有効期間の終了タイミングまでの期間において直流母線電流Ｉｄｃの大きさが漸減（｜ＩＵ｜→｜－ＩＷ｜）する有効電圧ベクトル（Ｖ１，Ｖ２）が出現するような駆動指令を設定する。図９（ｂ）に示す例では、第７電圧ベクトルに挟まれた有効期間において、第２電圧ベクトルＶ２、第１電圧ベクトルＶ１及び第２電圧ベクトルＶ２が順に出現する。

【0046】

第２指令電圧ベクトルＶｔｒＢを挟む６０度電圧ベクトルの場合についても、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡの場合と同様に、直流母線電流Ｉｄｃを算出する。この場合、ステップＳ１２における直流母線電流Ｉｄｃは、第２インバータ電流ＩｉｎｖＢである。そして、無効電圧ベクトル（Ｖ７）の出力期間に挟まれた有効電圧ベクトル（Ｖ１，Ｖ２）の出力期間のうち、中間期間（具体的には中央期間）において直流母線電流Ｉｄｃの大きさが最大となる有効電圧ベクトル（Ｖ１）が出現し、それ以外の期間において中間期間に出現する有効電圧ベクトルよりも直流母線電流Ｉｄｃの大きさが小さくなる有効電圧ベクトル（Ｖ２）が出現するような駆動指令を設定する。

【0047】

ここで、第２インバータ２０Ｂの駆動指令は、図９（ｄ），（ｆ）に示すように、第１インバータ２０Ａの駆動指令の位相を、規定周期Ｔｓｗの１／２（１８０度）だけずらした指令となる。これにより、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂの無効電圧ベクトル（Ｖ７）の出力期間を重複させずに、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂが無効電圧ベクトルと有効電圧ベクトルとを交互に出力するような駆動指令となる。これにより、平滑コンデンサ２２に流れるリップル電流を好適に低減することができる。電流リップルは、例えば、規定周期Ｔｓｗにおいて平滑コンデンサ２２に流れる電流の最大値と最小値との差で定量化される値である。図９（ｇ）には、第１インバータ電流ＩｉｎｖＡ及び第２インバータ電流ＩｉｎｖＢの和である合計電流Ｉｔの推移を示す。合計電流Ｉｔの変動量ΔＩは、平滑コンデンサ２２に流れるリップル電流と相関する。

【0048】

特に、図９に示す例では、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂにおける直流母線電流Ｉｄｃが最大となる有効電圧ベクトル（Ｖ１）の出力期間が重複しないように、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂの駆動指令が設定されている。これにより、リップル電流の低減効果をより高めることができる。

【0049】

なお、６０度電圧ベクトルが選択される場合において変調率Ｍｒがさらに大きくなると、直流母線電流Ｉｄｃが最大となる有効電圧ベクトル（Ｖ１）の出力期間が長くなる。その結果、第１インバータ２０Ａにおいて直流母線電流Ｉｄｃが最大となる有効電圧ベクトル（Ｖ１）の出力期間と、第２インバータ２０Ｂにおいて直流母線電流Ｉｄｃが最大となる有効電圧ベクトル（Ｖ１）の出力期間とが一部重複するような駆動指令が設定されることもある。一方、変調率Ｍｒが小さくなると、無効電圧ベクトル（Ｖ７）の出力期間が長くなる。その結果、第１インバータ２０Ａにおける無効電圧ベクトル（Ｖ７）の出力期間と、第２インバータ２０Ｂにおける無効電圧ベクトル（Ｖ７）の出力期間とが一部重複するような駆動指令が設定されることもある。

【0050】

ちなみに、図９（ａ），（ｃ）には、キャリア信号ＳｇＡ，ＳｇＢと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令時比率ＤＵＡ，ＤＶＡ，ＤＷＡ，ＤＵＢ，ＤＶＢ，ＤＷＢとの推移を示す。キャリア信号及び指令時比率は、空間ベクトル変調ではなく、キャリア信号及び指令時比率の大小比較に基づくＰＷＭ制御により駆動指令が設定される場合に用いられる。Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令時比率は、ｄ，ｑ座標系におけるｄ，ｑ軸指令電圧及び電気角θｅに基づいて算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを、電源電圧ＶＤＣで除算することにより算出される。

【0051】

本実施形態と比較する実施例として、図１０に比較例１を示し、図１１に比較例２を示す。比較例１は、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂの駆動指令が同期する構成である。比較例１では、本実施形態と比較して平滑コンデンサ２２のリップル電流が顕著に大きい。

【0052】

比較例２は、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂの無効電圧ベクトル（Ｖ０，Ｖ７）の出力期間を重複させずに第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂが無効電圧ベクトルと有効電圧ベクトルとを交互に出力するような駆動指令である。しかし、比較例２では、無効電圧ベクトルに挟まれた有効電圧ベクトルの出力期間において、直流母線電流Ｉｄｃの大きさが漸増した後に漸減するような有効電圧ベクトルの配置ではない。このため、比較例２では、本実施形態と比較して平滑コンデンサ２２のリップル電流が大きい。

【0053】

先の図７の説明に戻り、ステップＳ１３では、選択した６０度電圧ベクトルのうち、直流母線電流Ｉｄｃが大きい方が奇数電圧ベクトルである場合、上ベタ制御を行う。上ベタ制御は、３相のうち１相分について、上アームスイッチのオン固定及び下アームスイッチのオフ固定を継続する制御である。図９に示す駆動指令は、上ベタ制御の場合の駆動指令である。

【0054】

一方、選択した６０度電圧ベクトルのうち、直流母線電流Ｉｄｃが大きい方が偶数電圧ベクトルである場合、下ベタ制御を行う。下ベタ制御は、３相のうち１相分について、上アームスイッチのオフ固定及び下アームスイッチのオン固定を継続する制御である。

【0055】

ステップＳ１１において変調率Ｍｒが閾値Ｍｔｈ以下である判定した場合には、ステップＳ１４に進み、２つの有効電圧ベクトルとして１２０度電圧ベクトルを選択する。以下、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを例にして説明する。

【0056】

ステップＳ１４では、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを挟む１２０度電圧ベクトルとして、２つの奇数電圧ベクトルを選択する場合それぞれの直流母線電流Ｉｄｃと、２つの偶数電圧ベクトルを選択する場合それぞれの直流母線電流Ｉｄｃとを算出する。この算出は、ステップＳ１２で説明したように、現在の電気角θｅと、上述した直流電流情報とを用いる方法、又は次回用いる電圧ベクトルと、図４に示す電圧ベクトル及びインバータ電流Ｉｉｎｖの関係とを用いる方法により実施されればよい。

【0057】

ステップＳ１５では、２つの奇数電圧ベクトルを選択する場合それぞれの直流母線電流Ｉｄｃの差である奇数電流差ΔＩоｄｄと、２つの偶数電圧ベクトルを選択する場合それぞれの直流母線電流Ｉｄｃの差である偶数電流差ΔＩｅｖｅｎとを算出する。図１２には、奇数電流差ΔＩоｄｄがＩｄｃ（１）とＩｄｃ（３）との差として算出される例と、偶数電流差ΔＩｅｖｅｎがＩｄｃ（２）とＩｄｃ（４）との差として算出される例とを示す。

【0058】

ステップＳ１６では、奇数電流差ΔＩоｄｄが偶数電流差ΔＩｅｖｅｎよりも小さいかを判定する。ステップＳ１６において小さいと判定した場合には、ステップＳ１７に進み、駆動指令の設定に用いる１２０度電圧ベクトルとして、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを挟む２つの奇数電圧ベクトルを選択する。一方、ステップＳ１６において偶数電流差ΔＩｅｖｅｎが奇数電流差ΔＩоｄｄよりも小さいと判定した場合には、ステップＳ１８に進み、駆動指令の設定に用いる１２０度電圧ベクトルとして、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを挟む２つの偶数電圧ベクトルを選択する。ステップＳ１６の処理により、平滑コンデンサ２２に流れるリップル電流の低減効果を高めることができる。

【0059】

ステップＳ１９では、ステップＳ１７又はＳ１８で選択した２つの有効電圧ベクトルと、無効電圧ベクトルとに基づいて、ステップＳ１３と同様に、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂの駆動指令を設定する。

【0060】

以上説明した本実施形態によれば、図１３に示すように、平滑コンデンサ２２に流れるリップル電流の実効値を好適に低減することができる。

【0061】

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１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、駆動指令の設定に用いられる有効電圧ベクトルの選択方法が変更されている。

【0062】

図１４に、スイッチ制御部４４により実行される駆動指令の設定処理の手順を示す。なお、図１４において、先の図７に示した処理と同一の処理については、同一の符号を付している。

【0063】

ステップＳ２０では、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを挟む６０度電圧ベクトルの規定周期Ｔｓｗにおける出力期間を規定周期Ｔｓｗから差し引くことにより、第１無効期間Ｔｖ１を算出する。なお、６０度電圧ベクトルの出力期間は、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡに基づいて算出されればよい。

【0064】

その後、６０度電圧ベクトルの規定周期Ｔｓｗにおける出力期間と第１無効期間Ｔｖ１との差である第１時間差ΔＴ１を算出する。

【0065】

ステップＳ２１では、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを挟む１２０度電圧ベクトルの規定周期Ｔｓｗにおける出力期間を規定周期Ｔｓｗから差し引くことにより、第２奇数無効期間Ｔｖ２ｏｄｄを算出する。ここで、ステップＳ２１で用いる１２０度電圧ベクトルは、２つの奇数電圧ベクトルである。なお、１２０度電圧ベクトルの出力期間は、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡに基づいて算出されればよい。

【0066】

その後、１２０度電圧ベクトルの規定周期Ｔｓｗにおける出力期間と第２奇数無効期間Ｔｖ２ｏｄｄとの差である第２奇数時間差ΔＴ２ｏｄｄを算出する。

【0067】

ステップＳ２２では、第１指令電圧ベクトルＶｔｒＡを挟む１２０度電圧ベクトルの規定周期Ｔｓｗにおける出力期間を規定周期Ｔｓｗから差し引くことにより、第２偶数無効期間Ｔｖ２ｅｖｅｎを算出する。ここで、ステップＳ２１で用いる１２０度電圧ベクトルは、２つの偶数電圧ベクトルである。

【0068】

その後、１２０度電圧ベクトルの規定周期Ｔｓｗにおける出力期間と第２偶数無効期間Ｔｖ２ｅｖｅｎとの差である第２偶数時間差ΔＴ２ｅｖｅｎを算出する。

【0069】

ステップＳ２３では、第２奇数時間差ΔＴ２ｏｄｄ及び第２偶数時間差ΔＴ２ｅｖｅｎのうち、小さい方を第２時間差ΔＴ２として選択する。

【0070】

ステップＳ２４では、第１時間差ΔＴ１が第２時間差ΔＴ２よりも小さいかを判定する。ステップＳ２４において第１時間差ΔＴ１が第２時間差ΔＴ２よりも小さいと判定した場合には、６０度電圧ベクトル及び１２０度電圧ベクトルのうち、６０度電圧ベクトルを選択し、ステップＳ１２に進む。ステップＳ２０～Ｓ２４の処理が「選択部」に相当する。

【0071】

一方、ステップＳ２４において第２時間差ΔＴ２が第１時間差ΔＴ１よりも小さいと判定した場合には、６０度電圧ベクトル及び１２０度電圧ベクトルのうち、１２０度電圧ベクトルを選択し、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、２つの有効電圧ベクトルを選択する場合それぞれの直流母線電流Ｉｄｃを算出する。ステップＳ２５で用いる２つの有効電圧ベクトルは、ステップＳ２３において、第２奇数時間差ΔＴ２ｏｄｄ及び第２偶数時間差ΔＴ２ｅｖｅｎのうち第２時間差ΔＴ２として選択した方に対応する１２０度電圧ベクトルである。本実施形態では、ステップＳ２３において偶数電圧ベクトル又は奇数電圧ベクトルのどちらを用いるかが既に決定されているため、図７のステップＳ１５～Ｓ１８に相当する処理が不要となる。

【0072】

なお、ステップＳ２０～Ｓ２４において、第２インバータ２０Ｂの駆動指令の設定に用いる有効電圧ベクトルの選択も、第１インバータ２０Ａと同様の方法で行われる。

【0073】

ステップＳ２５の処理の完了後、ステップＳ１９では、ステップＳ２５で用いた２つの有効電圧ベクトルと、無効電圧ベクトルとに基づいて、ステップＳ１３と同様に、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂの駆動指令を設定する。

【0074】

ステップＳ２０～Ｓ２４の処理によれば、規定周期Ｔｓｗにおいて有効電圧ベクトルの出力期間と無効電圧ベクトルの出力期間とを近づけることができる。これにより、第１インバータ２０Ａにおいて直流母線電流Ｉｄｃの大きさが最大となる有効電圧ベクトルの出力期間と、第２インバータ２０Ｂにおいて直流母線電流Ｉｄｃの大きさが最大となる有効電圧ベクトルの出力期間とが重複する事態の発生を好適に抑制できる。その結果、平滑コンデンサ２２に流れるリップル電流を好適に低減することができる。

【0075】

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１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、１２０度電圧ベクトルが選択された場合であっても、相電流のリップルが所定値Ｉｔｈよりも大きい場合には、６０度電圧ベクトルが選択される。

【0076】

図１５に、スイッチ制御部４４により実行される駆動指令の設定処理の手順を示す。なお、図１５において、先の図７に示した処理と同一の処理については、同一の符号を付している。

【0077】

ステップＳ１７又はＳ１８の処理の完了後、ステップＳ３０に進み、選択した２つの有効電圧ベクトルに基づいて、２つの有効電圧ベクトルが用いられる場合の相電流のリップルΔＩｒを算出する。相電流のリップルは、例えば、規定周期Ｔｓｗにおける相電流の最大値と最小値との差で定量化される値である。以下、相電流のリップル算出方法の一例について説明する。

【0078】

回転電機１０における電圧方程式は下式（ｅｑ１）のように表される。

【0079】

【数1】

規定周期Ｔｓｗにおける電流変化は、回転電機を構成する巻線のインダクタンスＬの影響が大きい。このため、抵抗Ｒの項を無視すると、相電流のリップルΔＩｒが下式（ｅｑ２）で算出される。ここで、ｔｉは、規定周期Ｔｓｗにおける第ｉ電圧ベクトルＶｉの出力期間である。

【0080】

【数2】

例えば、１２０度電圧ベクトルとして第２，第４電圧ベクトルＶ２，Ｖ４が選択される場合、相電流のリップルΔＩｒは下式（ｅｑ３）で算出される。

【0081】

【数3】

なお、相電流のリップルの算出は、上述した方法に限らず、例えば、２相固定座標系（αβ座標系）における電流Ｉα，Ｉβに基づく方法、又は指令電流から算出される電流ベクトルの大きさに基づく方法であってもよい。

【0082】

ステップＳ３１において相電流のリップルΔＩｒが所定値Ｉｔｈ以下であると判定した場合には、ステップＳ１９に進み、駆動指令の設定に１２０度電圧ベクトルを用いる。一方、ステップＳ３１において相電流のリップルΔＩｒが所定値Ｉｔｈよりも大きいと判定した場合には、ステップＳ１３に進み、駆動指令の設定に６０度電圧ベクトルを用いる。

【0083】

以上説明した本実施形態によれば、相電流のリップルの増加を抑制しつつ、平滑コンデンサ２２に流れるリップル電流を低減することができる。

【0084】

＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第１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、図１６に示すように、回転電機１０は、第３巻線群１０Ｃを更に備えている。図１６において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

【0085】

制御システムは、第３巻線群１０Ｃに電気的に接続された第３インバータ２０Ｃを備えている。第３インバータ２０Ｃの構成は、第１，第２インバータ２０Ａ，２０Ｂの構成と同様である。

【0086】

第３インバータ２０Ｃにおいて各相の上アームスイッチのドレインには、第３高電位側経路ＬＨＣを介して、第２高電位側経路ＬＨＢの途中部分が接続されている。第３インバータ２０Ｃにおいて各相の下アームスイッチのソースには、第３低電位側経路ＬＬＣを介して、第２低電位側経路ＬＬＢの途中部分が接続されている。つまり、本実施形態では、各インバータ２０Ａ～２０Ｃで平滑コンデンサ２２が共通化されている。

【0087】

制御システムは、第３電流検出部を備えている。制御装置４０は、第１，第２電流検出部３１Ａ，３１Ｂの場合と同様に、第３電流検出部の検出値に基づいて、第３巻線群１０Ｃに流れる３相の電流を取得する。

【0088】

制御装置４０は、回転電機１０のトルクを指令トルクＴｒｑ＊に制御すべく、入力された検出値に基づいて、第１～第３インバータ２０Ａ～２０Ｃの各スイッチをオンオフする駆動指令を生成する。なお、図１６に示すＩｉｎｖＣは、第３高電位側経路ＬＨＣに流れる第３インバータ電流を示す。この場合、合計電流Ｉｔは、「ＩｉｎｖＡ＋ＩｎｖＢ＋ＩｎｖＣ」である。

【0089】

図１７に、本実施形態の第１～第３インバータ２０Ａ～２０Ｃの駆動指令の一例を示す。なお、図１７に示す符号において添え字のＣは、第３インバータ２０Ｃに対応するパラメータであることを示す。また、図１７には、第３インバータ２０Ｃの第３指令電圧ベクトルＶｔｒＣと、第１，第２指令電圧ベクトルＶｔｒＡ，ＶｔｒＢとが同じ場合を示す。

【0090】

本実施形態においても、各インバータ２０Ａから２０Ｃにおいて、無効電圧ベクトル（Ｖ７）の出力期間に挟まれた有効電圧ベクトル（Ｖ１，Ｖ２）の出力期間のうち、中央期間において直流母線電流Ｉｄｃの大きさが最大となる有効電圧ベクトル（Ｖ１）が出現し、それ以外の期間において中央期間に出現する有効電圧ベクトルよりも直流母線電流Ｉｄｃの大きさが小さくなる有効電圧ベクトル（Ｖ２）が出現するような駆動指令が設定される。

【0091】

図１７に示すように、第２インバータ２０Ｂの駆動指令は、第１インバータ２０Ａの駆動指令の位相を、規定周期Ｔｓｗの１／３（１２０度）だけずらした指令となる。また、第３インバータ２０Ｃの駆動指令は、第２インバータ２０Ｂの駆動指令の位相を、規定周期Ｔｓｗの１／３だけずらした指令となる。これにより、各インバータ２０Ａから２０Ｃの無効電圧ベクトル（Ｖ７）の出力期間を重複させずに、各インバータ２０Ａ～２０Ｃが無効電圧ベクトルと有効電圧ベクトルとを交互に出力するような駆動指令となる。

【0092】

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0093】

＜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。

【0094】

・インバータと同数の回転電機が制御システムに備えられていてもよい。例えば、図１に示す制御システムにおいて、第１インバータ２０Ａが第１回転電機に電気的に接続され、第２インバータ２０Ｂが第２回転電機に電気的に接続される。

【0095】

・インバータの数は、４つ以上であってもよい。インバータの数をＮとする場合、各インバータの駆動指令は、例えば、「１／Ｎ×規定周期Ｔｓｗ」ずつずれていればよい。

【0096】

・インバータの相数は３相に限らず、４相以上の相数（例えば５相）であってもよい。

【0097】

・回転電機は、例えば、車両の駆動輪に一体に設けられるインホイールモータであってもよいし、車両の車体に備えられるオンボードモータであってもよい。また、回転電機及びインバータが変速機と一体化されていてもよい。また、回転電機としては、車両の走行動力源となる主機モータに限らず、電動パワーステアリング装置、電動ファン又はポンプ等に用いられる補機モータであってもよい。

【0098】

・回転電機としては、星形結線されているものに限らず、Δ結線されているものであってもよい。

【0099】

・制御システムの適用対象としては、車両に限らず、例えば、航空機、船舶又は鉄道車両であってもよい。また、制御システムの適用対象としては、車両等の移動体に限らず、ロボット（例えば産業用ロボット）、発電機又はエレベータであってもよい。

【0100】

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【符号の説明】

【0101】

１０…回転電機、２０Ａ，２０Ｂ…第１，第２インバータ、２２…平滑コンデンサ、４０…制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】