特許 7001043 インバータ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-28

(45)【発行日】2022-01-19

(54)【発明の名称】インバータ装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20220112BHJP

   H02P 27/08 20060101ALI20220112BHJP

   H02P 21/22 20160101ALI20220112BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 F

H02P27/08

H02P21/22

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018214691

(22)【出願日】2018-11-15

(65)【公開番号】P2020088892

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】山根 和貴

(72)【発明者】

【氏名】名和 政道

【審査官】土井 悠生

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－３０１６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３２５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３３５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４２－７／９８

Ｈ０２Ｐ ２１／００－２５／０３

Ｈ０２Ｐ ２５／０４

Ｈ０２Ｐ ２５／１０－２７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正負の母線間においてｕ，ｖ，ｗの相毎の上下のアームを構成するスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動作に伴い直流電圧を交流電圧に変換してモータに供給するインバータ回路と、
角度情報とｄ，ｑ軸電圧指令値に基づいてｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形の信号を生成する信号生成部と、
変調率または線間電圧実効値またはトルク指令値に基づいて、スイッチングタイミングを規定する第１定数を制御周期毎に生成する第１定数生成部と、
変調率または線間電圧実効値またはトルク指令値に基づいて、前記第１定数とは異なるスイッチングタイミングを規定する第２定数を制御周期毎に生成する第２定数生成部と、
前記信号生成部において生成したｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形の信号と前記第１定数生成部において生成した第１定数及び前記第２定数生成部において生成した第２定数とを比較して前記インバータ回路における上アーム用スイッチング素子のパルスパターン及び下アーム用スイッチング素子のパルスパターンを出力するコンパレータと、
を備えたことを特徴とするインバータ装置。

【請求項2】

前記第１定数生成部は、変調率または線間電圧実効値またはトルク指令値に更に回転速度情報に基づいて前記第１定数を制御周期毎に生成し、
前記第２定数生成部は、変調率または線間電圧実効値またはトルク指令値に更に回転速度情報に基づいて前記第２定数を制御周期毎に生成することを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インバータ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

インバータ装置においてＰＷＭ制御として、一般的に、電圧指令値と三角波を比較することによりスイッチング素子のパルスパターン（スイッチングパルス）を生成する三角波比較方式が用いられている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－７９０３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、図９に示すように、スイッチング素子のパルスパターンの周波数は三角波（キャリア）周波数に依存する。また、パルスパターンのデューティは正弦波状の電圧指令値に依存する。その結果、任意のタイミングやデューティでオン／オフさせるパルスパターンの生成は困難である。

【0005】

本発明の目的は、任意のタイミングやデューティでオン／オフさせることができるパルスパターンを生成することができるインバータ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記問題点を解決するインバータ装置は、正負の母線間においてｕ，ｖ，ｗの相毎の上下のアームを構成するスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動作に伴い直流電圧を交流電圧に変換してモータに供給するインバータ回路と、角度情報とｄ，ｑ軸電圧指令値に基づいてｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形の信号を生成する信号生成部と、変調率または線間電圧実効値またはトルク指令値に基づいて、スイッチングタイミングを規定する第１定数を制御周期毎に生成する第１定数生成部と、変調率または線間電圧実効値またはトルク指令値に基づいて、前記第１定数とは異なるスイッチングタイミングを規定する第２定数を制御周期毎に生成する第２定数生成部と、前記信号生成部において生成したｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形の信号と前記第１定数生成部において生成した第１定数及び前記第２定数生成部において生成した第２定数とを比較して前記インバータ回路における上アーム用スイッチング素子のパルスパターン及び下アーム用スイッチング素子のパルスパターンを出力するコンパレータと、を備えたことを要旨とする。

【0007】

これによれば、第１定数生成部において、変調率または線間電圧実効値またはトルク指令値に基づいて、スイッチングタイミングを規定する第１定数が制御周期毎に生成される。第２定数生成部において、変調率または線間電圧実効値またはトルク指令値に基づいて、第１定数とは異なるスイッチングタイミングを規定する第２定数が制御周期毎に生成される。そして、コンパレータにおいて、信号生成部において生成したｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形の信号と第１定数生成部において生成した第１定数及び第２定数生成部において生成した第２定数とが比較されてインバータ回路における上アーム用スイッチング素子のパルスパターン及び下アーム用スイッチング素子のパルスパターンが出力される。よって、各定数を調整することにより任意のタイミングやデューティでオン／オフさせることができるパルスパターンを生成することができる。

【0008】

また、インバータ装置において、前記第１定数生成部は、変調率または線間電圧実効値またはトルク指令値に更に回転速度情報に基づいて前記第１定数を制御周期毎に生成し、前記第２定数生成部は、変調率または線間電圧実効値またはトルク指令値に更に回転速度情報に基づいて前記第２定数を制御周期毎に生成するとよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、任意のタイミングやデューティでオン／オフさせることができるパルスパターンを生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態におけるインバータ装置の構成を示すブロック図。

【図2】第１の実施形態におけるｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路の構成を示すブロック図。

【図3】（ａ），（ｂ）は変調率及び回転速度と定数の関係を示す図。

【図4】（ａ）はコンパレータでの比較処理を示す図、（ｂ）は上アーム用スイッチング素子のパルスパターンを示す図、（ｃ）は下アーム用スイッチング素子のパルスパターンを示す図。

【図5】第２の実施形態におけるｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路の構成を示すブロック図。

【図6】（ａ）は第２の実施形態におけるコンパレータでの比較処理を示す図、（ｂ）は上アーム用スイッチング素子のパルスパターンを示す図、（ｃ）は下アーム用スイッチング素子のパルスパターンを示す図。

【図7】第３の実施形態におけるｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路の構成を示すブロック図。

【図8】（ａ）は別例のコンパレータでの比較処理を示す図、（ｂ）は上アーム用スイッチング素子のパルスパターンを示す図、（ｃ）は下アーム用スイッチング素子のパルスパターンを示す図。

【図9】課題を説明するための波形図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、インバータ装置１０は、インバータ回路２０とインバータ制御装置３０を備えている。インバータ制御装置３０は、ドライブ回路３１と制御部３２とを備えている。

【0012】

インバータ回路２０は、６つのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と６つのダイオードＤ１～Ｄ６を有する。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６としてＩＧＢＴを用いている。正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に、ｕ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ１と、ｕ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ２が直列接続されている。正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に、ｖ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ３と、ｖ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ４が直列接続されている。正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に、ｗ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ５と、ｗ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ６が直列接続されている。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６にはダイオードＤ１～Ｄ６が逆並列接続されている。正極母線Ｌｐ、負極母線Ｌｎには平滑コンデンサＣを介して直流電源としてのバッテリＢが接続されている。

【0013】

スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２の間がモータ６０のｕ相端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４の間がモータ６０のｖ相端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６の間がモータ６０のｗ相端子に接続されている。上下のアームを構成するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を有するインバータ回路２０は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のスイッチング動作に伴いバッテリＢの電圧である直流電圧を交流電圧に変換してモータ６０に供給することができるようになっている。モータ６０は車両駆動用モータである。

【0014】

各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のゲート端子にはドライブ回路３１が接続されている。ドライブ回路３１は、制御信号であるパルスパターンに基づいてインバータ回路２０のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をスイッチング動作させる。

【0015】

モータ６０に位置検出部６１が設けられ、位置検出部６１によりモータ６０の回転位置としての電気角θが検出される。電流センサ６２によりモータ６０のｕ相電流Ｉｕが検出される。また、電流センサ６３によりモータ６０のｖ相電流Ｉｖが検出される。

【0016】

制御部３２はマイクロコンピュータにより構成され、制御部３２は、減算部３３と、トルク制御部３４、トルク／電流指令値変換部３５と、減算部３６，３７と、電流制御部３８と、ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路３９と、座標変換部４０と、速度演算部４１を備えている。

【0017】

速度演算部４１は、位置検出部６１により検出される電気角θから速度（回転速度）ωを演算する。減算部３３は、指令速度（指令回転速度）ω＊と速度演算部４１により演算された速度（回転速度）ωとの差分Δωを算出する。トルク制御部３４は、回転速度ωの差分Δωからトルク指令値Ｔ＊を演算する。

【0018】

トルク／電流指令値変換部３５は、トルク指令値Ｔ＊を、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に変換する。例えば、トルク／電流指令値変換部３５は、記憶部（図示略）に予め記憶される目標トルクとｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とが対応付けられたテーブルを用いてトルク／電流指令値変換を行う。

【0019】

座標変換部４０は、電流センサ６２，６３によるｕ相電流Ｉｕ及びｖ相電流Ｉｖからモータ６０のｗ相電流Ｉｗを求め、位置検出部６１により検出される電気角θに基づいて、ｕ相電流Ｉｕ、ｖ相電流Ｉｖ及びｗ相電流Ｉｗをｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑに変換する。なお、ｄ軸電流Ｉｄはモータ６０に流れる電流において、界磁を発生させるための電流ベクトル成分であり、ｑ軸電流Ｉｑはモータ６０に流れる電流において、トルクを発生させるための電流ベクトル成分である。

【0020】

減算部３６は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とｄ軸電流Ｉｄとの差分ΔＩｄを算出する。減算部３７は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とｑ軸電流Ｉｑとの差分ΔＩｑを算出する。電流制御部３８は、差分ΔＩｄ及び差分ΔＩｑに基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。

【0021】

電圧センサ４２によりバッテリＢの電圧（直流電圧）Ｖｄｃが検出される。この検出結果がｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路３９に送られる。
ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路３９は、角度情報である電気角θと回転速度ωとｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊とｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊と直流電圧Ｖｄｃを入力して各相の上下アーム用のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のパルスパターンをドライブ回路３１に出力する。つまり、位置検出部６１により検出される電気角θと回転速度ωと直流電圧Ｖｄｃに基づいて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊からインバータ回路２０の各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオン、オフさせるためのパルスパターンを出力する。即ち、ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路３９は、モータ６０に流れるｕ，ｖ，ｗの各相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいてモータ６０におけるｄ軸電流とｑ軸電流が目標値となるようにモータ６０の電流経路に設けられたスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を制御する。

【0022】

ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路３９は、図２に示す構成となっている。図２において、ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路３９は、三角波生成部５０と、コンパレータ５１と、変調率計算部５２と、第１定数生成部５３と、第２定数生成部５４と、を備える。三角波生成部５０は、角度情報としての電気角θとｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊からｕ，ｖ，ｗ相の三角波を生成する。三角波の周波数は回転数（電気角θの時間的変化割合）に応じて変化し、電流１周期に対して三角波１周期である。三角波の振幅は１とする。三角波はコンパレータ５１に入力される。

【0023】

変調率計算部５２は、ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を、変調率Ｍに換算する。詳しくは、次の式（１）により変調率Ｍを算出する。Ｖｄｃは直流電圧である。

【0024】

【数1】

・・・（１）
第１定数生成部５３は、図３（ａ）に示すマップを用いて変調率Ｍ及び回転速度ωを参照して事前に算出したデータをもとに、第１定数Ｋ１を生成する。第１定数Ｋ１は、スイッチングタイミング（図４（ａ）でのｔ１）を規定する。図３（ａ）において、横軸に変調率Ｍ及び回転速度ωをとり、縦軸に第１定数Ｋ１をとっている。特性線Ｌ１００は、事前に算出されたデータであり、このデータはマップデータである。第１定数生成部５３での処理は、記憶部（図示略）に予め記憶される変調率Ｍ及び回転速度ωと第１定数Ｋ１とが対応付けられたテーブルを用いて行われる。この第１定数Ｋ１がパルス幅を決定する要素となる。図４（ａ）に示すように、第１定数Ｋ１はプラスの値とマイナスの値の両方がコンパレータ５１に入力される。

【0025】

第２定数生成部５４は、図３（ｂ）に示すマップを用いて変調率Ｍ及び回転速度ωを参照して事前に算出したデータをもとに、第２定数Ｋ２を生成する。第２定数Ｋ２は、第１定数Ｋ１とは異なるスイッチングタイミング（図４（ａ）でのｔ２）を規定する。図３（ｂ）において、横軸に変調率Ｍ及び回転速度ωをとり、縦軸に第２定数Ｋ２をとっている。特性線Ｌ１０１は、事前に算出されたデータであり、このデータはマップデータである。第２定数生成部５４での処理は、記憶部（図示略）に予め記憶される変調率Ｍ及び回転速度ωと第２定数Ｋ２とが対応付けられたテーブルを用いて行われる。この第２定数Ｋ２がパルス幅を決定する要素となる。図４（ａ）に示すように、第２定数Ｋ２はプラスの値とマイナスの値の両方がコンパレータ５１に入力される。

【0026】

図３（ａ）での特性線Ｌ１００及び図３（ｂ）での特性線Ｌ１０１は、高周波を少なくすべくシミュレーションで決められたものであり、モータ６０に依ってもモータ・インバータを組み込んだ製品に依っても特性線Ｌ１００´、特性線Ｌ１０１´のように異なる。

【0027】

コンパレータ５１は図４（ａ）に示すように、入力された三角波と±Ｋ１及び±Ｋ２の値を比較する。そして、コンパレータ５１は、図４（ｂ）に示すようにｕ相の上アーム用のスイッチング素子Ｑ１のパルスパターン、及び、図４（ｃ）に示すようにｕ相の下アーム用のスイッチング素子Ｑ２のパルスパターンを算出する。なお、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）においてパルスパターンは、ゼロクロスでも反転する。

【0028】

同様に、コンパレータ５１は、入力された三角波と±Ｋ１，±Ｋ２の値を比較して、ｖ相の上アーム用のスイッチング素子Ｑ３のパルスパターン及びｖ相の下アーム用のスイッチング素子Ｑ４のパルスパターンを算出する。また、コンパレータ５１は、入力された三角波と±Ｋ１，±Ｋ２の値を比較して、ｗ相の上アーム用のスイッチング素子Ｑ５のパルスパターン及びｗ相の下アーム用のスイッチング素子Ｑ６のパルスパターンを算出する。このように、ｖ，ｗ相については三角波の位相がｕ相三角波位相と比べて±２／３π遅れているので各相三角波と±Ｋ１，±Ｋ２との比較を行う。

【0029】

次に、インバータ装置１０の作用について説明する。
図２において、パルス生成アルゴリズムとして、入力は電気角θ、回転速度ω、ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊、直流電圧Ｖｄｃであり、出力は各相上下アーム用スイッチング素子のパルスパターンである。

【0030】

図２において電気角θとｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊からｕ，ｖ，ｗ相の三角波が生成される。
一方、変調率計算部５２において、ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊が直流電圧Ｖｄｃを用いて変調率Ｍに換算される。

【0031】

第１定数生成部５３において変調率Ｍ及び回転速度ωから事前に算出したデータをもとに第１定数Ｋ１が生成される。また、第２定数生成部５４において変調率Ｍ及び回転速度ωから事前に算出したデータをもとに第２定数Ｋ２が生成される。

【0032】

コンパレータ５１は、入力されたｕ相の三角波と±Ｋ１及び±Ｋ２の値を比較する。上アーム用のスイッチング素子のパルスパターンは三角波と±Ｋ１，±Ｋ２との値の比較で算出される。下アーム用のスイッチング素子のパルスパターンは三角波と±Ｋ１，±Ｋ２との値の比較で算出される。

【0033】

ｖ，ｗ相についてはｕ相の電圧指令値から±２／３πズレた指令値をそれぞれ持つのでその三角波と±Ｋ１及び±Ｋ２との比較を行う。
このようにして、電気角と同期した三角波と複数の定数Ｋ１，Ｋ２を用いることで、自由なスイッチングが可能となる。つまり、電気角と同期した三角波と、異なるスイッチングタイミングを規定する定数Ｋ１，Ｋ２と比較することによりパルスパターンを得る方式は三角波比較方式と同様の出力が可能となる。

【0034】

以上のごとく、任意のタイミングやデューティのパルスパターン（スイッチングパルス）を出力できる。例えば低損失な最適スイッチングを事前に求めておき、そのパルスパターンを実現できる。

【0035】

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）インバータ装置１０の構成として、正負の母線Ｌｐ，Ｌｎ間においてｕ，ｖ，ｗの相毎の上下のアームを構成するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を有し、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のスイッチング動作に伴い直流電圧を交流電圧に変換してモータ６０に供給するインバータ回路２０を備える。信号生成部としての三角波生成部５０を備え、三角波生成部５０は、角度情報とｄ，ｑ軸電圧指令値に基づいてｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形（三角波）の信号を生成する。第１定数生成部５３を備え、第１定数生成部５３は、変調率Ｍに基づいて、スイッチングタイミングを規定する第１定数Ｋ１を制御周期毎に生成する。第２定数生成部５４を備え、第２定数生成部５４は、変調率Ｍに基づいて、第１定数Ｋ１とは異なるスイッチングタイミングを規定する第２定数Ｋ２を制御周期毎に生成する。コンパレータ５１を備え、コンパレータ５１は、三角波生成部５０において生成したｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形の信号と第１定数生成部５３において生成した第１定数Ｋ１及び第２定数生成部５４において生成した第２定数Ｋ２とを比較してインバータ回路２０における上アーム用スイッチング素子のパルスパターン及び下アーム用スイッチング素子のパルスパターンを出力する。よって、各定数Ｋ１，Ｋ２を調整することにより任意のタイミングやデューティでオン／オフさせることができるパルスパターン（スイッチングパルス）を生成することができる。例えば、低損失な最適なスイッチングを求めておけば低損失なスイッチングを実現することができる。

【0036】

（２）第１定数生成部５３は、変調率Ｍに更に回転速度情報（ω）に基づいて第１定数Ｋ１を制御周期毎に生成し、第２定数生成部５４は、変調率Ｍに更に回転速度情報（ω）に基づいて第２定数Ｋ２を制御周期毎に生成する。よって、より高精度に、任意のタイミングやデューティでオン／オフさせることができるパルスパターンを生成することができる。

【0037】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
図２に代わり本実施形態では図５に示す構成としている。

【0038】

図５において、ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路３９は、ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換部７０と、スケーリング部７１と、コンパレータ７２と、線間電圧実効値計算部７３と、相ピーク値変換部７４と、第１定数生成部７５と、第２定数生成部７６と、を有する。

【0039】

ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換部７０は、角度情報（ロータの位置）である電気角θに基づいてｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を、ｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に座標変換する。

【0040】

線間電圧実効値計算部７３は、ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を、モータの線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓに変換する。詳しくは、Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓ＝√（Ｖｄ＊^２＋Ｖｑ＊^２）にて算出する。

【0041】

相ピーク値変換部７４は、線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓのｕ，ｖ，ｗ相のピーク値Ｖｐｈａｓｅ－ｐｅａｋを算出する。詳しくは、Ｖｐｈａｓｅ－ｐｅａｋ＝Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓ×√２／√３にて算出する。

【0042】

スケーリング部７１は、ｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を、線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓのｕ，ｖ，ｗ相のピーク値Ｖｐｈａｓｅ－ｐｅａｋで－１～＋１にスケーリングする。スケーリングされたｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊はコンパレータ５１に入力される。

【0043】

このように、信号生成部としてのｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換部７０及びスケーリング部７１により、電気角θとｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に基づいてｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対応する波形（正弦波）の信号が生成される。

【0044】

第１定数生成部７５は、マップを用いて線間電圧実効値計算部７３で変換した線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓを、スイッチングタイミング（図６（ａ）のｔ１１）を規定する第１定数Ｋ１に変換する。この第１定数Ｋ１がパルスパターンのパルス幅を決定する要素となる。第１定数Ｋ１はプラスの値とマイナスの値の両方がコンパレータ７２に入力される。つまり、第１定数生成部７５は、±の０～１の第１定数Ｋ１を生成する。

【0045】

第２定数生成部７６は、マップを用いて線間電圧実効値計算部７３で変換した線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓを、第１定数Ｋ１とは異なるスイッチングタイミング（図６（ａ）のｔ１２）を規定する第２定数Ｋ２に変換する。この第２定数Ｋ２がパルスパターンのパルス幅を決定する要素となる。第２定数Ｋ２はプラスの値とマイナスの値の両方がコンパレータ７２に入力される。つまり、第２定数生成部７６は、±の０～１の第２定数Ｋ２を生成する。

【0046】

コンパレータ７２は、図６（ａ）に示すように、ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換部７０において生成したｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対応する波形（正弦波）の信号と、第１定数生成部７５及び第２定数生成部７６において生成した第１定数Ｋ１及び第２定数Ｋ２とを比較する。そして、コンパレータ７２は、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、インバータ回路２０における上アーム用スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５のパルスパターン及び下アーム用スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６のパルスパターンを出力する。

【0047】

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（３）インバータ装置１０の構成として、信号生成部としてのｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換部７０、スケーリング部７１を備え、信号生成部（ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換部７０、スケーリング部７１）は、角度情報としての電気角θとｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に基づいてｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対応する波形（正弦波）の信号を生成する。第１定数生成部７５を備え、第１定数生成部７５は、線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓに基づいて、スイッチングタイミングを規定する第１定数Ｋ１を制御周期毎に生成する。第２定数生成部７６を備え、第２定数生成部７６は、線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓに基づいて、第１定数Ｋ１とは異なるスイッチングタイミングを規定する第２定数Ｋ２を制御周期毎に生成する。コンパレータ７２を備え、コンパレータ５１は、信号生成部（ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換部７０、スケーリング部７１）において生成したｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形の信号と第１定数生成部７５において生成した第１定数Ｋ１及び第２定数生成部７６において生成した第２定数Ｋ２とを比較してインバータ回路２０における上アーム用スイッチング素子のパルスパターン及び下アーム用スイッチング素子のパルスパターンを出力する。よって、各定数Ｋ１，Ｋ２を調整することにより任意のタイミングやデューティでオン／オフさせることができるパルスパターンを生成することができる。

【0048】

第１定数生成部７５は、線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓに更に回転速度情報（ω）に基づいて第１定数Ｋ１を制御周期毎に生成し、第２定数生成部７６は、線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓに更に回転速度情報（ω）に基づいて第２定数Ｋ２を制御周期毎に生成するようにしてもよい。

【0049】

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を、第２の実施形態との相違点を中心に説明する。
図５に代わり本実施形態では図７に示す構成としており、図５ではｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊で正弦波を生成したが、図７の本実施形態においてはｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊で正弦波を生成する。

【0050】

図７においても、入力はｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊及び角度情報（ロータの位置）としての電気角θであり、出力は各相上下アーム用のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のパルスパターンである。

【0051】

本実施形態のｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路３９は、正弦波生成部８０と、コンパレータ８１と、線間電圧実効値計算部８２と、第１定数生成部８３と、第２定数生成部８４と、を備える。正弦波生成部８０は、角度情報としての電気角θとｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊からｕ，ｖ，ｗ相の正弦波を生成する。正弦波の位相、即ち、電気角θとの位相差は電気角位相（θ）と電圧位相δ（Ｖｄ＊，Ｖｑ＊から計算される）から計算する。正弦波の振幅は１とする。正弦波の周波数は回転数（電気角θの時間的変化割合）に応じて変化する。電流１周期に対して正弦波１周期である。正弦波はコンパレータ８１に入力される。

【0052】

線間電圧実効値計算部８２は、ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を、モータの線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓに換算する。詳しくは、Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓ＝√（Ｖｄ＊^２＋Ｖｑ＊^２）にて算出する。

【0053】

第１定数生成部８３は、マップを用いて線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓを事前に算出したデータをもとに、スイッチングタイミングを規定する第１定数Ｋ１に変換する。この第１定数Ｋ１がパルス幅を決定する要素となる。第１定数Ｋ１はプラスの値とマイナスの値の両方がコンパレータ８１に入力される。

【0054】

第２定数生成部８４は、マップを用いて線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓを事前に算出したデータをもとに、第１定数Ｋ１とは異なるスイッチングタイミングを規定する第２定数Ｋ２に変換する。この第２定数Ｋ２がパルス幅を決定する要素となる。第２定数Ｋ２はプラスの値とマイナスの値の両方がコンパレータ８１に入力される。

【0055】

コンパレータ８１は、入力された正弦波と±Ｋ１及び±Ｋ２の値を比較する。そして、コンパレータ８１は、インバータ回路２０における上アーム用スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５のパルスパターン及び下アーム用スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６のパルスパターンを出力する。

【0056】

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（４）インバータ装置１０の構成として、信号生成部としての正弦波生成部８０を備え、正弦波生成部８０は、角度情報とｄ，ｑ軸電圧指令値に基づいてｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形（正弦波）の信号を生成する。第１定数生成部８３を備え、第１定数生成部８３は、線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓに基づいて、スイッチングタイミングを規定する第１定数Ｋ１を制御周期毎に生成する。第２定数生成部８４を備え、第２定数生成部８４は、線間電圧実効値Ｖｌｉｎｅ－ｒｍｓに基づいて、第１定数Ｋ１とは異なるスイッチングタイミングを規定する第２定数Ｋ２を制御周期毎に生成する。コンパレータ８１を備え、コンパレータ８１は、正弦波生成部８０において生成したｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形の信号と第１定数生成部８３において生成した第１定数Ｋ１及び第２定数生成部８４において生成した第２定数Ｋ２とを比較してインバータ回路２０における上アーム用スイッチング素子のパルスパターン及び下アーム用スイッチング素子のパルスパターンを出力する。よって、各定数Ｋ１，Ｋ２を調整することにより任意のタイミングやデューティでオン／オフさせることができるパルスパターンを生成することができる。

【0057】

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 図４、図６では第１定数Ｋ１と第２定数Ｋ２を生成してコンパレータ５１，７２においてｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形の信号と第１定数Ｋ１及び第２定数Ｋ２とを比較してスイッチング素子のパルスパターンを出力した。これに代わり、３つ以上の定数を生成してコンパレータにおいてｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形の信号と３つ以上の定数を比較してスイッチング素子のパルスパターンを出力してもよい。具体的には、例えば、図８（ａ）に示すように、４つの定数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４を生成してコンパレータにおいて、ｕ，ｖ，ｗ相の電圧指令値に対応する波形の信号と比較する。そして、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、上アーム用スイッチング素子のパルスパターン及び下アーム用スイッチング素子のパルスパターンを得る。このように、スイッチング回数を増やしたい場合には、定数Ｋの個数を増やすことにより実現することができる。

【0058】

○ 図１において２点鎖線で示すようにｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換回路３９はトルク指令値Ｔ＊を取り込んで、第１定数生成部は、トルク指令値Ｔ＊に基づいて、スイッチングタイミングを規定する第１定数Ｋ１を制御周期毎に生成するとともに、第２定数生成部は、トルク指令値Ｔ＊に基づいて、第１定数Ｋ１とは異なるスイッチングタイミングを規定する第２定数Ｋ２を制御周期毎に生成するようにしてもよい。また、第１定数生成部は、トルク指令値Ｔ＊に更に回転速度情報（ω）に基づいて第１定数Ｋ１を制御周期毎に生成し、第２定数生成部は、トルク指令値Ｔ＊に更に回転速度情報（ω）に基づいて第２定数Ｋ２を制御周期毎に生成するようにしてもよい。

【0059】

○ 定数算出のためにマップを用いたが、これに代わりリアルタイムで演算した結果を用いてもよい。つまり、定数Ｋ（スイッチング角度情報）は事前に算出した値をマップに格納して演算周期ごとに参照しても良いし演算周期ごとに低損失を実現するスイッチング角度を算出してその値を使用しても良い。

【符号の説明】

【0060】

１０…インバータ装置、２０…インバータ回路、５０…三角波生成部、５１…コンパレータ、５２…変調率計算部、５３…第１定数生成部、５４…第２定数生成部、７０…ｄ，ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換部、７１…スケーリング部、７２…コンバータ、７３…線間電圧実効値計算部、７４…相ピーク値変換部、７５…第１定数生成部、７６…第２定数生成部、８０…正弦波生成部、８１…コンパレータ、８２…線間電圧実効値計算部、８３…第１定数生成部、８４…第２定数生成部、Ｋ１…第１定数、Ｋ２…第２定数、Ｌｎ…負極母線、Ｌｐ…正極母線、Ｍ…変調率、Ｑ１…ｕ相上アーム用スイッチング素子、Ｑ２…ｕ相下アーム用スイッチング素子、Ｑ３…ｖ相上アーム用スイッチング素子、Ｑ４…ｖ相下アーム用スイッチング素子、Ｑ５…ｗ相上アーム用スイッチング素子、Ｑ６…ｗ相下アーム用スイッチング素子、Ｖｄ＊…ｄ軸電圧指令値、Ｖｑ＊…ｑ軸電圧指令値、θ…電気角。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】