特許 7251496 インバータ制御装置及び車載用流体機械

(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】2023-03-27

(45)【発行日】2023-04-04

(54)【発明の名称】インバータ制御装置及び車載用流体機械

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20230328BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 F

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020021430

(22)【出願日】2020-02-12

(65)【公開番号】P2021129354

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-05-18

(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】川島 隆

(72)【発明者】

【氏名】大神 崇

(72)【発明者】

【氏名】永田 芳樹

【審査官】東 昌秋

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－６４３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１９２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２５２９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４２－ ７／９８

Ｈ０２Ｐ ２１／００－２７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車載用蓄電装置を用いて車載用電動モータを駆動させるインバータ回路の制御に用いられるインバータ制御装置であって、
前記車載用電動モータは、３相コイルを有し、
前記インバータ回路は、３相スイッチング素子を有し、
前記インバータ制御装置は、
前記車載用電動モータの回転速度を把握する速度把握部と、
前記車載用蓄電装置の電圧である電源電圧を把握する電圧把握部と、
外部から送信される外部指令値と前記速度把握部の把握結果とに基づいて、前記車載用電動モータのｄ軸及びｑ軸に印加する電圧の目標値である２相電圧指令値を導出する２相電圧指令値導出部と、
前記２相電圧指令値に基づいて、前記３相コイルに印加する３相電圧指令値を導出する３相電圧指令値導出部と、
を備え、前記３相電圧指令値に基づいて、前記３相スイッチング素子をＰＷＭ制御するものであり、
前記３相電圧指令値導出部は、
前記２相電圧指令値と前記電圧把握部の把握結果とに基づいて算出される電圧利用率が第１電圧利用率である場合には、前記３相電圧指令値の中性点電位を第１中性点振幅で変化させることによって得られる第１の３相電圧指令値を導出し、
前記電圧利用率が前記第１電圧利用率よりも小さい第２電圧利用率である場合には、前記中性点電位を前記第１中性点振幅よりも大きい第２中性点振幅で変化させることによって得られる第２の３相電圧指令値を導出することを特徴とするインバータ制御装置。

【請求項2】

前記３相電圧指令値導出部は、
前記２相電圧指令値に基づいて、基準振幅を有する３相基準指令値を生成する基準生成部と、
前記３相基準指令値に対して前記中性点電位を重畳させることによって前記３相電圧指令値を導出する重畳部と、
を備え、
前記重畳部は、
前記電圧利用率が前記第１電圧利用率である場合には、前記３相基準指令値に対して前記第１中性点振幅の中性点電位を重畳させ、
前記電圧利用率が前記第２電圧利用率である場合には、前記３相基準指令値に対して前記第２中性点振幅の中性点電位を重畳させるものである請求項１に記載のインバータ制御装置。

【請求項3】

前記３相電圧指令値導出部は、前記２相電圧指令値及び前記電圧利用率と、前記３相電圧指令値とが対応付けて設定されたマップデータを有し、当該マップデータを参照することによって、前記２相電圧指令値及び前記電圧利用率に対応した前記３相電圧指令値を導出するものであり、
前記３相電圧指令値は、前記２相電圧指令値を２相／３相変換することによって得られる３相基準指令値に対して前記電圧利用率に対応する中性点振幅を有する中性点電位を重畳させた値である請求項１に記載のインバータ制御装置。

【請求項4】

前記３相電圧指令値導出部は、前記電圧利用率が小さくなるに従って前記中性点電位の振幅を大きく変化させる請求項１～３のうちいずれか一項に記載のインバータ制御装置。

【請求項5】

前記３相電圧指令値導出部は、前記電圧利用率が前記第１電圧利用率である場合に、前記第１の３相電圧指令値が前記電源電圧を超えないように前記第１中性点振幅を調整する請求項１～４のうちいずれか一項に記載のインバータ制御装置。

【請求項6】

前記車載用電動モータと、
前記インバータ回路と、
請求項１～５のうちいずれか一項に記載のインバータ制御装置と、
を備えていることを特徴とする車載用流体機械。

【請求項7】

前記車載用流体機械は、前記車載用電動モータによって駆動する圧縮部を備えた車載用電動圧縮機である請求項６に記載の車載用流体機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インバータ制御装置及び車載用流体機械に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１に示すように、車載用蓄電装置を用いて車載用電動モータを駆動させるインバータ回路の制御に用いられるインバータ制御装置が知られている。特許文献１には、車載用電動モータは自動車のエアコン用モータとして使用されるものであって３相コイルを有している点、及び、インバータ回路が３相スイッチング素子を有する点が記載されている。また、特許文献１には、励磁成分電圧及びトルク成分電圧からなる２相電圧指令値に基づいて３相電圧指令値としての駆動電圧を算出する点について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－２０８１８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、２相電圧指令値と車載用蓄電装置の電圧とに基づいて算出される電圧利用率が低い状況下では、３相電圧指令値の変化範囲が狭くなり易い。この場合、３相電圧指令値は特定の値又はそれに近い値に偏り易いため、スイッチング素子では、特定のデューティ比又はそれに近いデューティ比でスイッチングが行われる頻度が高くなり易い。このため、スイッチング素子のスイッチングに起因するノイズが、上記特定のデューティ比に対応する周波数である特定周波数に集中し易くなり、局所的に特定周波数のノイズが大きくなるおそれがある。

【0005】

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は３相電圧指令値の変化範囲が狭くなることに起因して局所的に特定周波数のノイズが大きくなることを抑制できるインバータ制御装置及びそのインバータ制御装置を備えた車載用流体機械を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するインバータ制御装置は、車載用蓄電装置を用いて車載用電動モータを駆動させるインバータ回路の制御に用いられるものであって、前記車載用電動モータは、３相コイルを有し、前記インバータ回路は、３相スイッチング素子を有し、前記インバータ制御装置は、前記車載用電動モータの回転速度を把握する速度把握部と、前記車載用蓄電装置の電圧である電源電圧を把握する電圧把握部と、外部から送信される外部指令値と前記速度把握部の把握結果とに基づいて、前記車載用電動モータのｄ軸及びｑ軸に印加する電圧の目標値である２相電圧指令値を導出する２相電圧指令値導出部と、前記２相電圧指令値に基づいて、前記３相コイルに印加する３相電圧指令値を導出する３相電圧指令値導出部と、を備え、前記３相電圧指令値に基づいて、前記３相スイッチング素子をＰＷＭ制御するものであり、前記３相電圧指令値導出部は、前記２相電圧指令値と前記電圧把握部の把握結果とに基づいて算出される電圧利用率が第１電圧利用率である場合には、前記３相電圧指令値の中性点電位を第１中性点振幅で変化させることによって得られる第１の３相電圧指令値を導出し、前記電圧利用率が前記第１電圧利用率よりも小さい第２電圧利用率である場合には、前記中性点電位を前記第１中性点振幅よりも大きい第２中性点振幅で変化させることによって得られる第２の３相電圧指令値を導出することを特徴とする。

【0007】

かかる構成によれば、電圧利用率が第１電圧利用率よりも小さい第２電圧利用率である場合には、第１電圧利用率に対応する第１中性点振幅よりも大きい第２中性点振幅で中性点電位が変化することにより、少なくとも第２中性点振幅以上の変化範囲を有する第２の３相電圧指令値が得られる。これにより、第２の３相電圧指令値の変化範囲が狭くなることを抑制できる。したがって、３相電圧指令値の変化範囲が狭くなることに起因して局所的に特定周波数のノイズが大きくなることを抑制できる。

【0008】

特に、通常、電圧利用率が小さくなると、３相電圧指令値の変化範囲は小さくなり易い。このため、電圧利用率が第２電圧利用率である場合には、３相電圧指令値の変化範囲は狭くなり易い。

【0009】

この点、本構成によれば、電圧利用率が第２電圧利用率である場合には、相対的に大きい第２中性点振幅で中性点電位を変化させることにより、電圧利用率が第２電圧利用率である場合であっても３相電圧指令値の変化範囲が狭くなることを抑制できる。これにより、局所的に特定周波数のノイズが大きくなることを抑制できる。

【0010】

また、電圧利用率が第１電圧利用率である場合に導出される第１の３相電圧指令値は、中性点電位が第２中性点振幅よりも小さい第１中性点振幅で変化することによって得られるものである。これにより、第１の３相電圧指令値の変化範囲が過度に広がることを抑制できる。

【0011】

上記インバータ制御装置について、前記３相電圧指令値導出部は、前記２相電圧指令値に基づいて、基準振幅を有する３相基準指令値を生成する基準生成部と、前記３相基準指令値に対して前記中性点電位を重畳させることによって前記３相電圧指令値を導出する重畳部と、を備え、前記重畳部は、前記電圧利用率が前記第１電圧利用率である場合には、前記３相基準指令値に対して前記第１中性点振幅の中性点電位を重畳させ、前記電圧利用率が前記第２電圧利用率である場合には、前記３相基準指令値に対して前記第２中性点振幅の中性点電位を重畳させるものであるとよい。

【0012】

かかる構成によれば、３相基準指令値に対して中性点電位を重畳させることによって３相電圧指令値が導出される。この場合、３相コイルに印加される線間電圧を変更することなく、３相電圧指令値の変化範囲を中性点電位の振幅に対応する分だけ広くすることができる。そして、電圧利用率が第１電圧利用率である場合には第１中性点振幅の中性点電位が重畳され、電圧利用率が第２電圧利用率である場合には、第１中性点振幅よりも大きい第２中性点振幅の中性点電位が重畳される。これにより、車載用電動モータの挙動に影響を与えることなく、上述した効果を奏する。

【0013】

上記インバータ制御装置について、前記３相電圧指令値導出部は、前記２相電圧指令値及び前記電圧利用率と、前記３相電圧指令値とが対応付けて設定されたマップデータを有し、当該マップデータを参照することによって、前記２相電圧指令値及び前記電圧利用率に対応した前記３相電圧指令値を導出するものであり、前記３相電圧指令値は、前記２相電圧指令値を２相／３相変換することによって得られる３相基準指令値に対して前記電圧利用率に対応する中性点振幅を有する中性点電位を重畳させた値であるとよい。

【0014】

かかる構成によれば、マップデータに、今回導出された２相電圧指令値及び電圧利用率に対応する３相電圧指令値が予め設定されているため、２相／３相変換、中性点振幅の導出、及び中性点電位を重畳させるための演算を行う必要がない。これにより、３相電圧指令値の導出に係る処理負荷の軽減を図ることができる。

【0015】

上記インバータ制御装置について、前記３相電圧指令値導出部は、前記電圧利用率が小さくなるに従って前記中性点電位の振幅を大きく変化させるとよい。
かかる構成によれば、電圧利用率が小さくなるに従って中性点振幅が大きくなる。これにより、電圧利用率が小さくなるに従って３相電圧指令値の変化範囲が狭くなることを抑制できる。

【0016】

上記インバータ制御装置について、前記３相電圧指令値導出部は、前記電圧利用率が前記第１電圧利用率である場合に、前記第１の３相電圧指令値が前記電源電圧を超えないように前記第１中性点振幅を調整するとよい。

【0017】

かかる構成によれば、中性点電位を変化させることに起因して第１の３相電圧指令値が電源電圧に維持されてしまうことを抑制できる。
上記目的を達成する車載用流体機械は、前記車載用電動モータと、前記インバータ回路と、上述したインバータ制御装置と、を備えていることを特徴とする。

【0018】

前記車載用流体機械は、前記車載用電動モータによって駆動する圧縮部を備えた車載用電動圧縮機であるとよい。

【発明の効果】

【0019】

この発明によれば、３相電圧指令値の変化範囲が狭くなることに起因して局所的に特定周波数のノイズが大きくなることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】車載用電動圧縮機の概要を示すブロック図。

【図2】インバータ回路及びインバータ制御装置の電気的構成を示すブロック図。

【図3】回転制御処理を示すフローチャート。

【図4】電圧利用率が第２電圧利用率である条件下において中性点電位を変化させない場合の３相電圧指令値を示すグラフ。

【図5】電圧利用率が第２電圧利用率である条件下において中性点電位を第２中性点振幅で変化させた場合の３相電圧指令値を示すグラフ。

【図6】電圧利用率が第１電圧利用率である条件下において中性点電位を第１中性点振幅で変化させた場合の３相電圧指令値を示すグラフ。

【図7】別例のインバータ制御装置の電気的構成を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、インバータ制御装置、当該インバータ制御装置が搭載された車載用流体機械の一実施形態について説明する。本実施形態では、車載用流体機械は車載用電動圧縮機であり、当該車載用電動圧縮機は車載用空調装置に用いられる。

【0022】

車載用空調装置及び車載用電動圧縮機の概要について説明する。
図１に示すように、車両１００に搭載されている車載用空調装置１０１は、車載用電動圧縮機１０と、車載用電動圧縮機１０に対して流体としての冷媒を供給する外部冷媒回路１０２とを備えている。

【0023】

外部冷媒回路１０２は、例えば熱交換器及び膨張弁等を有している。車載用空調装置１０１は、車載用電動圧縮機１０によって冷媒が圧縮され、且つ、外部冷媒回路１０２によって冷媒の熱交換及び膨張が行われることによって、車内の冷暖房を行う。

【0024】

車載用空調装置１０１は、当該車載用空調装置１０１の全体を制御する空調ＥＣＵ１０３を備えている。空調ＥＣＵ１０３は、車内温度やカーエアコンの設定温度等を把握可能に構成されており、これらのパラメータに基づいて、車載用電動圧縮機１０に対して指令回転速度Ｎｃなどの各種指令を送信する。

【0025】

車両１００は、車載用蓄電装置１０４を備えている。車載用蓄電装置１０４は、直流電力の充放電が可能なものであれば任意であり、例えば二次電池や電気二重層キャパシタ等である。車載用蓄電装置１０４は、車載用電動圧縮機１０の直流電源として用いられる。

【0026】

車載用電動圧縮機１０は、車載用電動モータ１１と、車載用電動モータ１１によって駆動する圧縮部１２と、車載用蓄電装置１０４を用いて車載用電動モータ１１を駆動させるインバータ回路１３と、インバータ回路１３の制御に用いられるインバータ制御装置１４とを備えている。

【0027】

車載用電動モータ１１は、回転軸２１と、回転軸２１に固定されたロータ２２と、ロータ２２に対して対向配置されているステータ２３と、ステータ２３に捲回された３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗとを有している。ロータ２２は永久磁石２２ａを含んでいる。詳細には、永久磁石２２ａはロータ２２内に埋め込まれている。図２に示すように、３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗは例えばＹ結線されている。ロータ２２及び回転軸２１は、３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗが所定のパターンで通電されることにより回転する。すなわち、本実施形態の車載用電動モータ１１は、３相モータである。

【0028】

なお、３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗの結線態様は、Ｙ結線に限られず任意であり、例えばデルタ結線でもよい。また、車載用電動モータ１１の回転速度及び加速度とは、ロータ２２の回転速度及び加速度を意味する。

【0029】

圧縮部１２は、車載用電動モータ１１が駆動することによって流体（本実施形態では冷媒）を圧縮するものである。詳細には、圧縮部１２は、回転軸２１が回転することによって、外部冷媒回路１０２から供給された吸入冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を吐出する。圧縮部１２の具体的な構成は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、ベーンタイプ等任意である。

【0030】

インバータ回路１３は、車載用蓄電装置１０４から入力される直流電力を交流電力に変換することにより、車載用蓄電装置１０４を用いて車載用電動モータ１１を駆動させるものである。

【0031】

図２に示すように、インバータ回路１３は、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２を有している。詳細には、インバータ回路１３は、ｕ相コイル２４ｕに対応するｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２と、ｖ相コイル２４ｖに対応するｖ相スイッチング素子Ｑｖ１，Ｑｖ２と、ｗ相コイル２４ｗに対応するｗ相スイッチング素子Ｑｗ１，Ｑｗ２と、を備えている。

【0032】

３相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２，Ｑｖ１，Ｑｖ２，Ｑｗ１，Ｑｗ２（以下、「３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２」という。）は、例えばＩＧＢＴ等のパワースイッチング素子である。但し、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２は、ＩＧＢＴに限られず、任意であり、例えばＭＯＳＦＥＴでもよい。なお、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２は、還流ダイオード（ボディダイオード）Ｄｕ１～Ｄｗ２を有している。

【0033】

各ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２は接続線を介して互いに直列に接続されており、その接続線はｕ相コイル２４ｕに接続されている。ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１のコレクタは、車載用蓄電装置１０４の高圧側である正極端子（＋端子）に接続されている。ｕ相スイッチング素子Ｑｕ２のエミッタは、車載用蓄電装置１０４の低圧側である負極端子（－端子）に接続されている。

【0034】

なお、他のスイッチング素子Ｑｖ１，Ｑｖ２，Ｑｗ１，Ｑｗ２の接続態様は、対応するコイルが異なる点を除いて、ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２と同様である。
インバータ制御装置１４は、ＣＰＵ及びメモリ等といった電子部品を有するコントローラである。インバータ制御装置１４は、インバータ回路１３、詳細には３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２を制御することにより、車載用電動モータ１１を駆動させる。

【0035】

インバータ制御装置１４は、車載用蓄電装置１０４の電圧である電源電圧Ｖｉｎを把握する電圧把握部として電圧センサ３１を備えている。電圧センサ３１は、インバータ回路１３の入力電圧を検出することにより、電源電圧Ｖｉｎを把握する。

【0036】

インバータ制御装置１４は、車載用電動モータ１１に流れるモータ電流を検出する電流センサ３２を備えている。本実施形態におけるモータ電流とは、例えば３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗである。

【0037】

図２に示すように、インバータ制御装置１４は、電流センサ３２によって検出された３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを互いに直交したｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑ（以下、「２相電流Ｉｄ，Ｉｑ」という。）に変換する３相／２相変換回路３３を有している。

【0038】

ちなみに、ｄ軸電流Ｉｄとは、ロータ２２の磁束軸方向成分の電流、すなわち励磁成分電流ともいえ、ｑ軸電流Ｉｑとは、車載用電動モータ１１のトルクに寄与するトルク成分電流ともいえる。

【0039】

インバータ制御装置１４は、ロータ２２の回転位置及び回転速度を推定する位置／速度推定部（位置推定部）３４を備えている。位置／速度推定部３４は、例えば２相電流Ｉｄ，Ｉｑと２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒの少なくとも一方とに基づいて、ロータ２２の回転位置及び実際の回転速度である実回転速度Ｎｒを推定する。指令回転速度Ｎｃ及び実回転速度Ｎｒの単位は任意であるが、例えばｒｐｍが考えられる。

【0040】

位置／速度推定部３４の具体的な構成は任意である。例えば位置／速度推定部３４は、２相電流Ｉｄ，Ｉｑと、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒとモータ定数等とに基づいて３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗにて誘起される誘起電圧を算出する誘起電圧算出部を有してもよい。この場合、位置／速度推定部３４は、誘起電圧と、２相電流Ｉｄ，Ｉｑのうちのｄ軸電流Ｉｄ等とに基づいて、ロータ２２の回転位置及び実回転速度Ｎｒを推定してもよい。

【0041】

位置／速度推定部３４は、電流センサ３２の検出結果を定期的に把握しており、定期的にロータ２２の回転位置及び実回転速度Ｎｒを推定している。これにより、位置／速度推定部３４は、ロータ２２の回転位置及び実回転速度Ｎｒの変化に追従している。本実施形態では、位置／速度推定部３４が車載用電動モータ１１の回転速度を把握する「速度把握部」に対応する。

【0042】

インバータ制御装置１４は、外部としての空調ＥＣＵ１０３から送信される外部指令値を取得する取得部３５と、取得部３５によって取得される外部指令値と実回転速度Ｎｒとに基づいて車載用電動モータ１１の回転制御を行う回転制御部（回転制御回路）３６と、を備えている。

【0043】

取得部３５は、例えば空調ＥＣＵ１０３とインバータ制御装置１４とを電気的に接続するためのコネクタなどである。取得部３５によって空調ＥＣＵ１０３とインバータ制御装置１４とが電気的に接続され、情報のやり取りが可能となる。なお、取得部３５は、指令回転速度Ｎｃなどの各種指令が入力される入力部ともいえる。

【0044】

外部指令値とは、例えば指令回転速度Ｎｃである。詳細には、空調ＥＣＵ１０３は、車載用空調装置１０１の運転状況などから、必要な冷媒の流量を算出し、その流量を実現できる指令回転速度Ｎｃを算出し、指令回転速度Ｎｃをインバータ制御装置１４に向けて送信する。

【0045】

なお、外部指令値は、指令回転速度Ｎｃに限られず、車載用電動モータ１１の駆動態様を規定することができれば、その具体的な指令内容は任意である。また、外部指令値の出力主体は、空調ＥＣＵ１０３に限られず任意である。

【0046】

回転制御部３６は、取得部３５と電気的に接続されている。回転制御部３６は、取得部３５を介して空調ＥＣＵ１０３と電気的に接続されており、取得部３５によって取得された指令回転速度Ｎｃは回転制御部３６に入力される。つまり、回転制御部３６は、取得部３５を介して空調ＥＣＵ１０３からの外部指令値を受信する。

【0047】

回転制御部３６は、電圧センサ３１と電気的に接続されており、電源電圧Ｖｉｎを把握可能となっている。
回転制御部３６は、位置／速度推定部３４と電気的に接続されている。これにより、回転制御部３６は、位置／速度推定部３４によって推定されたロータ２２の回転位置及び実回転速度Ｎｒを把握可能となっているとともに、位置／速度推定部３４に対して推定に必要なパラメータを送信可能となっている。

【0048】

また、３相／２相変換回路３３は、２相電流Ｉｄ，Ｉｑを、位置／速度推定部３４と回転制御部３６との双方に出力する。このため、回転制御部３６は、２相電流Ｉｄ，Ｉｑを把握することができる。

【0049】

回転制御部３６は、インバータ回路１３の３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２をＰＷＭ制御することにより、車載用電動モータ１１（詳細にはロータ２２）の回転を制御する回転制御処理を行う。

【0050】

回転制御部３６の具体的なハード構成は任意である。例えば、回転制御部３６は、回転制御処理を行うプログラムや必要な情報が記憶されたメモリと、上記プログラムに基づいて回転制御処理を実行するＣＰＵとを有する構成でもよい。

【0051】

また、回転制御部３６は、回転制御処理の一部又は全部を実行する１又は複数の専用ハードウェア回路を有する構成でもよいし、１又は複数の専用ハードウェア回路とソフトウェア処理を実行するＣＰＵとの組み合わせでもよい。換言すれば、回転制御部３６は、例えば１つ以上の専用のハードウェア回路、及び、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ（制御回路）の少なくとも一方によって実現されていればよい。

【0052】

ここで、説明の便宜上、回転制御部３６によって実現される回転制御処理を図３に示すフローチャート形式で説明する。
図３に示すように、回転制御部３６は、まずステップＳ１０１にて、取得部３５によって取得される外部指令値（本実施形態では指令回転速度Ｎｃ）と、位置／速度推定部３４によって把握（本実施形態では推定）された実回転速度Ｎｒとに基づいて、２相電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒを導出する。２相電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒとは、ｄ軸電流Ｉｄの目標値であるｄ軸電流指令値Ｉｄｒと、ｑ軸電流Ｉｑの目標値であるｑ軸電流指令値Ｉｑｒとである。

【0053】

その後、回転制御部３６は、ステップＳ１０２にて、２相電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒと３相／２相変換回路３３によって得られた２相電流Ｉｄ，Ｉｑとに基づいて、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒを導出する。２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒは、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒとｑ軸電圧指令値Ｖｑｒとから構成されている。ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒは、車載用電動モータ１１のｄ軸に印加する電圧の目標値であり、ｑ軸電圧指令値Ｖｑｒは、車載用電動モータ１１のｑ軸に印加する電圧の目標値である。

【0054】

ちなみに、回転制御部３６は、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒを位置／速度推定部３４に出力する。位置／速度推定部３４は、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒの少なくとも一方をロータ２２の位置及び実回転速度Ｎｒの推定に用いる。

【0055】

回転制御部３６は、ステップＳ１０３～Ｓ１０６にて、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒに基づいて３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する処理を実行する。
３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒは、ｕ相電圧指令値Ｖｕｒ、ｖ相電圧指令値Ｖｖｒ及びｗ相電圧指令値Ｖｗｒで構成されている。ｕ相電圧指令値Ｖｕｒは、ｕ相コイル２４ｕの印加電圧の目標値であり、ｖ相電圧指令値Ｖｖｒは、ｖ相コイル２４ｖの印加電圧の目標値であり、ｗ相電圧指令値Ｖｗｒは、ｗ相コイル２４ｗの印加電圧の目標値である。

【0056】

詳細には、回転制御部３６は、ステップＳ１０３にて、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒに基づいて３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０を導出する。例えば、回転制御部３６は、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒを２相／３相変換することによって３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０を導出する。

【0057】

３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０は、電気角に応じて変化するものであり、例えば電気角の０°～３６０°を１周期とした基準振幅ｆ０を有する波形となっている。３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０の位相は互いに異なっており、例えば互いに１２０°ずれている。３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０の波形は、正弦波、三角波、矩形波、又は、それらの波形の変形したものなど、任意である。

【0058】

また、回転制御部３６は、ステップＳ１０３とは別に、ステップＳ１０４にて、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒと電源電圧Ｖｉｎとに基づいて、電圧利用率Ｒを算出する。電圧利用率Ｒは、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒを車載用電動モータ１１に印加するために必要な電源電圧Ｖｉｎの利用率である。例えば、電圧利用率Ｒは、電源電圧Ｖｉｎに対する２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒの実効値の比率、又は当該比率に所定の補正パラメータを加算又は乗算したパラメータである。

【0059】

なお、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒに応じて３相コイル２４ｕ，２４ｗ，２４ｗの線間電圧が変化することに着目すれば、電圧利用率Ｒは、電源電圧Ｖｉｎに対する３相コイル２４ｕ，２４ｗ，２４ｗの線間電圧の実効値の比率ともいえる。換言すれば、電圧利用率Ｒは、３相コイル２４ｕ，２４ｗ，２４ｗの線間電圧が２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒに対応した値となるために電源電圧Ｖｉｎの利用率を示すパラメータともいえる。

【0060】

ちなみに、ステップＳ１０３にて導出される３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０の振幅である基準振幅ｆ０は、電圧利用率Ｒが小さくなるに従って小さくなる。例えば、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合の基準振幅ｆ０と、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１よりも小さい第２電圧利用率Ｒ２である場合の基準振幅ｆ０とを比較すると、第２電圧利用率Ｒ２である場合の基準振幅ｆ０は、第１電圧利用率Ｒ１である場合の基準振幅ｆ０よりも小さい。そして、基準振幅ｆ０が小さくなると、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０の変化範囲（詳細には最小値から最大値までの範囲）が狭くなり易い。このため、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２である場合の方が、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合と比較して、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比が特定の値に偏り易くなる。

【0061】

回転制御部３６は、電圧利用率Ｒを算出した後は、ステップＳ１０５にて、電圧利用率Ｒに基づいて、変化させる中性点電位Ｅｎの振幅である中性点振幅ｆｎを導出する。中性点電位Ｅｎとは、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの中性点の電位である。

【0062】

ここで、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒに応じて中性点振幅ｆｎを可変させる。詳細には、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合には、中性点振幅ｆｎとして第１中性点振幅ｆｎ１を導出し、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１よりも小さい第２電圧利用率Ｒ２である場合には、中性点振幅ｆｎとして第１中性点振幅ｆｎ１よりも大きい第２中性点振幅ｆｎ２を導出する。本実施形態では、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが小さくなるに従って中性点振幅ｆｎを大きくする。

【0063】

なお、中性点振幅ｆｎを決定するための具体的な態様は任意であり、例えば所定の計算式で電圧利用率Ｒに対応する中性点振幅ｆｎを導出する構成でもよい。また、電圧利用率Ｒと中性点振幅ｆｎとが対応付けられて設定されたマップデータをメモリに記憶させておき、回転制御部３６は当該マップデータを参照することによって今回算出された電圧利用率Ｒに対応する中性点振幅ｆｎを導出してもよい。

【0064】

回転制御部３６は、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０と中性点振幅ｆｎとを導出した後は、ステップＳ１０６にて、中性点電位Ｅｎを中性点振幅ｆｎで変化させることによって得られる３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する。

【0065】

詳細には、回転制御部３６は、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０に対して中性点振幅ｆｎの中性点電位Ｅｎを重畳させることにより３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する。すなわち、回転制御部３６は、電気角に応じて変化する３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０に対して、電気角に応じて中性点振幅ｆｎで中性点電位Ｅｎを変化させながら加算（又は減算）することによって３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する。換言すれば、回転制御部３６は、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０の波形に対して中性点振幅ｆｎの中性点電位Ｅｎの波形を重ね合わせることにより３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出するともいえる。なお、重畳させる中性点電位Ｅｎの周期は、例えば１２０°である。

【0066】

詳細には、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合には、第１電圧利用率Ｒ１に対応する３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０に対して第１中性点振幅ｆｎ１の中性点電位Ｅｎを重畳させることによって第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１を導出する。

【0067】

また、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２である場合には、第２電圧利用率Ｒ２に対応する３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０に対して第２中性点振幅ｆｎ２の中性点電位Ｅｎを重畳させることによって第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２を導出する。

【0068】

既に説明したとおり、第２中性点振幅ｆｎ２は第１中性点振幅ｆｎ１よりも大きい。このため、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２になることによって基準振幅ｆ０が小さくなった場合であっても、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２の変化範囲が狭くなりにくい。

【0069】

本実施形態では、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒに関わらず、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲が一定となるように、電圧利用率Ｒに応じて変化する基準振幅ｆ０に対応させて中性点振幅ｆｎを導出している。

【0070】

ちなみに、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲は、電圧利用率Ｒに関わらず、予め定められた閾値以上となっていてもよい。例えば、電源電圧Ｖｉｎに対する３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの最小値の比率を最小比率とし、電源電圧Ｖｉｎに対する３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの最大値の比率を最大比率とした場合、最小比率から最大比率までの範囲は、閾値範囲以上となっていてもよい。換言すれば、回転制御部３６は、最小比率から最大比率までの範囲が閾値範囲以上となるように、電圧利用率Ｒに対応させて中性点振幅ｆｎを導出し、当該中性点振幅ｆｎだけ中性点電位Ｅｎを変化させているともいえる。

【0071】

ちなみに、本実施形態では、回転制御部３６は、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが電源電圧Ｖｉｎを超えないように中性点振幅ｆｎを調整している。例えば、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０と第１中性点振幅ｆｎ１の中性点電位Ｅｎとを加算（又は減算）した値が０Ｖから電源電圧Ｖｉｎまでの範囲内に収まるように第１中性点振幅ｆｎ１を導出する。これにより、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１が電源電圧Ｖｉｎに維持されることが回避される。

【0072】

また、第２中性点振幅ｆｎ２は、第２電圧利用率Ｒ２に対応する基準振幅ｆ０よりも大きくてもよい。すなわち、回転制御部３６は、基準振幅ｆ０よりも大きい振幅の中性点電位Ｅｎを重畳させてもよい。一方、第１中性点振幅ｆｎ１は、第１電圧利用率Ｒ１に対応する基準振幅ｆ０よりも小さくてよい。すなわち、回転制御部３６は、基準振幅ｆ０よりも大きい振幅の中性点電位Ｅｎを重畳させてもよい。

【0073】

換言すれば、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒに応じて、基準振幅ｆ０よりも大きい振幅で中性点電位Ｅｎを変化させることによって３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する制御と、基準振幅ｆ０よりも小さい振幅で中性点電位Ｅｎを変化させることによって３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する制御と、に切り替えている。

【0074】

回転制御部３６は、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出した後は、ステップＳ１０７にて、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒとキャリア信号とに基づいて、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２のスイッチングパターン（詳細にはデューティ比）が設定されたＰＷＭ信号を生成する。そして、回転制御部３６は、ステップＳ１０８にて、生成されたＰＷＭ信号を用いて３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２のスイッチング制御を行う。

【0075】

本実施形態では、ステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理を実行する回転制御部３６が「２相電圧指令値導出部」に対応する。そして、ステップＳ１０３～Ｓ１０６の処理を実行する回転制御部３６が「３相電圧指令値導出部」に対応し、特にステップＳ１０３の処理を実行する回転制御部３６が「基準生成部」に対応し、ステップＳ１０６の処理を実行する回転制御部３６が「重畳部」に対応する。

【0076】

なお、説明の便宜上、フローチャート形式で説明したが、ステップＳ１０３～Ｓ１０６の処理の順序は任意に変更可能である。例えば、回転制御部３６は、ステップＳ１０３の処理を実行した後に、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５の処理を実行し、その後ステップＳ１０６の処理を実行してもよい。また、回転制御部３６は、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５の処理を実行した後にステップＳ１０３の処理を実行してもよい。つまり、ステップＳ１０３の処理と、ステップＳ１０４，Ｓ１０５の処理とは並列に行われる必要はない。また、上述したとおり、ステップＳ１０３～Ｓ１０６の処理のうち一部又は全部を専用のハードウェア回路が実行する構成でもよい。

【0077】

次に図４～図６を用いて本実施形態の作用について説明する。図４は、比較例として示すグラフであり、詳細には電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２である条件下において中性点電位Ｅｎを変化させない場合の３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒのグラフである。一方、図５は、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２である条件下において中性点電位Ｅｎを第２中性点振幅ｆｎ２で変化させた場合の３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒのグラフである。図６は、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である条件下において中性点電位Ｅｎを第１中性点振幅ｆｎ１で変化させた場合の３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒのグラフである。

【0078】

図４に示すように、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２である条件下で中性点電位Ｅｎが変化しない場合には、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒは３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０のままである。このため、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒは、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０の変化範囲である基準範囲Ｖｙ０内で変化する。この場合、第２電圧利用率Ｒ２が小さいことに対応して基準範囲Ｖｙ０が狭いと、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化量が小さくなる。かかる状況においては、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが特定の値又はそれに近い値に偏り易いため、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２が特定のデューティ比又はそれに近いデューティ比で周期的にＯＮ／ＯＦＦされることとなる。したがって、特定のデューティ比に対応する特定周波数のノイズが局所的に発生し易くなる。

【0079】

これに対して、図５に示すように、第２電圧利用率Ｒ２である状況下において中性点電位Ｅｎが第２中性点振幅ｆｎ２で変化することによって導出された第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２は、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０よりも大きく変化している。詳細には、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２の変化範囲を第２変化範囲Ｖｙ２とすると、第２変化範囲Ｖｙ２は基準範囲Ｖｙ０よりも広くなる。これにより、電気角の変化に対する第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２の変化量が大きくなり易いため、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２のデューティ比は変わり易くなる。したがって、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２が特定のデューティ比又はそれに近いデューティ比で周期的にＯＮ／ＯＦＦされる事態が生じにくくなる。

【0080】

特に、本実施形態では、第２中性点振幅ｆｎ２は基準振幅ｆ０よりも大きく設定されている。これにより、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２は、中性点電位Ｅｎが支配的な波形となっている。したがって、基準振幅ｆ０が小さい場合であっても第２変化範囲Ｖｙ２は広くなっている。

【0081】

なお、念の為に説明すると、中性点電位Ｅｎが重畳された場合であっても、３相コイル２４ｕ，２４ｗ，２４ｗに印加される線間電圧は変化しない。したがって、車載用電動モータ１１には、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０と同等のトルクが付与される。

【0082】

また、図６に示すように、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合には、第２中性点振幅ｆｎ２よりも小さい第１中性点振幅ｆｎ１の中性点電位Ｅｎが重畳される。これにより、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１の変化範囲である第１変化範囲Ｖｙ１が車載用蓄電装置１０４の出力可能な電圧範囲に収まっている。すなわち、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１が電源電圧Ｖｉｎを超えることが抑制されている。換言すれば、電圧利用率Ｒが比較的高い状況下ではそれに対応させて中性点振幅ｆｎが小さくなることによって、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが最大値に維持される期間又は最小値に維持される期間が短くなっているともいえる。

【0083】

以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１）インバータ制御装置１４は、車載用蓄電装置１０４を用いて車載用電動モータ１１を駆動させるインバータ回路１３の制御に用いられるものである。車載用電動モータ１１は３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗを有し、インバータ回路１３は３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２を有している。

【0084】

インバータ制御装置１４は、車載用電動モータ１１の回転速度である実回転速度Ｎｒを把握する位置／速度推定部３４と、車載用蓄電装置１０４の電圧である電源電圧Ｖｉｎを把握する電圧センサ３１と、回転制御部３６と、を備えている。回転制御部３６は、外部から送信される外部指令値と実回転速度Ｎｒとに基づいて、車載用電動モータ１１のｄ軸及びｑ軸に印加する電圧の目標値である２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒを導出する処理と、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒに基づいて３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する処理と、を行う。そして、回転制御部３６は、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒに基づいて３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２をＰＷＭ制御する。

【0085】

かかる構成において、回転制御部３６は、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する処理にて、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒと電源電圧Ｖｉｎとに基づいて算出される電圧利用率Ｒに応じて３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを変更する。

【0086】

詳細には、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合には、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの中性点電位Ｅｎを第１中性点振幅ｆｎ１で変化させることによって得られる第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１を導出する。また、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１よりも小さい第２電圧利用率Ｒ２である場合には、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの中性点電位Ｅｎを第２中性点振幅ｆｎ２で変化させることによって得られる第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２を導出する。第２中性点振幅ｆｎ２は第１中性点振幅ｆｎ１よりも大きい。

【0087】

かかる構成によれば、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１よりも小さい第２電圧利用率Ｒ２である場合には、第１電圧利用率Ｒ１に対応する第１中性点振幅ｆｎ１よりも大きい第２中性点振幅ｆｎ２で中性点電位Ｅｎが変化する。これにより、少なくとも第２中性点振幅ｆｎ２以上の変化範囲を有する第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２が得られる。したがって、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２の変化範囲（第２変化範囲Ｖｙ２）が狭くなることを抑制できる。よって、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲が狭くなることに起因して特定周波数のノイズが大きくなることを抑制できる。

【0088】

特に、通常、電圧利用率Ｒが小さくなると、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲は狭くなり易い。このため、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２である場合には、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲は狭くなり易い。

【0089】

この点、本構成によれば、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２である場合には、相対的に大きい第２中性点振幅ｆｎ２で中性点電位Ｅｎを変化させることにより、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２である場合であっても３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲が狭くなることを抑制できる。これにより、特定周波数のノイズが大きくなることを抑制できる。

【0090】

また、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合に導出される第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１は、中性点電位Ｅｎが第２中性点振幅ｆｎ２よりも小さい第１中性点振幅ｆｎ１で変化することによって得られるものである。これにより、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１の変化範囲（第１変化範囲Ｖｙ１）が過度に広がることを抑制できる。

【0091】

（２）回転制御部３６は、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する処理において、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒに基づいて、基準振幅ｆ０を有する３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０を生成するステップＳ１０３の処理を行う。そして、回転制御部３６は、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０に対して中性点電位Ｅｎを重畳させることによって３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出するステップＳ１０６の処理を行う。

【0092】

回転制御部３６は、ステップＳ１０６では、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合には、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０に対して第１中性点振幅ｆｎ１の中性点電位Ｅｎを重畳させる。また、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２である場合には、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０に対して第２中性点振幅ｆｎ２の中性点電位Ｅｎを重畳させる。

【0093】

かかる構成によれば、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０に対して中性点電位Ｅｎを重畳させることによって３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが導出される。この場合、３相コイル２４ｕ，２４ｗ，２４ｗに印加される線間電圧を変更することなく、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲を中性点振幅ｆｎに対応する分だけ広くすることができる。そして、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合には第１中性点振幅ｆｎ１の中性点電位Ｅｎが重畳され、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２である場合には第２中性点振幅ｆｎ２の中性点電位Ｅｎが重畳される。これにより、車載用電動モータ１１の挙動に影響を与えることなく、上述した効果を奏する。

【0094】

（３）回転制御部３６は、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒを２相／３相変換することにより３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０を生成する。そして、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合には、基準振幅ｆ０よりも小さい第１中性点振幅ｆｎ１で中性点電位Ｅｎを変化させることによって第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１を導出する。回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２である場合には、基準振幅ｆ０よりも大きい第２中性点振幅ｆｎ２で中性点電位Ｅｎを変化させることによって第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２を導出する。

【0095】

かかる構成によれば、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２は、中性点電位Ｅｎが支配的な波形となる。これにより、基準振幅ｆ０が小さい場合であっても、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲をある程度確保することができるため、特定周波数のノイズを低減できる。

【0096】

一方、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１は、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０が支配的な波形となる。これにより、中性点電位Ｅｎが変化することによる影響を抑制でき、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲が過度に広くなることを抑制できる。

【0097】

（４）回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが小さくなるに従って中性点振幅ｆｎが大きくなるように変化させて３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する。
かかる構成によれば、電圧利用率Ｒが小さくなるに従って中性点振幅ｆｎが大きくなる。これにより、電圧利用率Ｒが小さくなるに従って３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲が狭くなることを抑制できる。

【0098】

（５）回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１が電源電圧Ｖｉｎを超えないように第１中性点振幅ｆｎ１を調整している。

【0099】

かかる構成によれば、中性点電位Ｅｎを変化させることに起因して第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１が電源電圧Ｖｉｎに維持されてしまうことを抑制できる。

【0100】

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ ２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒ及び電圧利用率Ｒに基づいて３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出するための具体的な構成は、実施形態に示した構成に限られず、任意である。

【0101】

例えば、図７に示すように、回転制御部３６は、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒと電圧利用率Ｒと３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒとが対応付けられて設定されたマップデータ３６ａを有してもよい。この場合、回転制御部３６は、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒと電圧利用率Ｒとを導出した後に、マップデータ３６ａを参照することにより、今回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒ及び電圧利用率Ｒに対応した３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する構成でもよい。

【0102】

かかる構成においては、マップデータ３６ａに設定されている３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒは、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒを２相／３相変換することによって得られる３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０に対して、電圧利用率Ｒに対応した中性点振幅ｆｎが重畳された値である。

【0103】

かかる構成によれば、マップデータ３６ａに、今回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒ及び電圧利用率Ｒに対応する３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが予め記憶されているため、２相／３相変換、中性点振幅ｆｎの導出、及び中性点電位Ｅｎを重畳させるための演算を行う必要がない。これにより、回転制御部３６の処理負荷の軽減を図ることができる。

【0104】

○ 電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１である場合よりも第２電圧利用率Ｒ２である場合の方が、中性点振幅ｆｎが大きくなれば、電圧利用率Ｒに応じた中性点振幅ｆｎの変化態様は任意である。

【0105】

例えば、中性点振幅ｆｎは、電圧利用率Ｒが小さくなるに従って徐々に大きくなるようにアナログ的に変化する構成でもよい。一例としては、回転制御部３６は、第１電圧利用率Ｒ１から第２電圧利用率Ｒ２に向かうに従って徐々に中性点振幅ｆｎが大きくなるように中性点振幅ｆｎを導出してもよい。

【0106】

また、中性点振幅ｆｎは、電圧利用率Ｒに応じてデジタル的に変化する構成でもよい。例えば、第１電圧利用率Ｒ１よりも小さく且つ第２電圧利用率Ｒ２よりも大きい電圧利用率Ｒを閾値利用率Ｒｔｈとする。この場合、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが閾値利用率Ｒｔｈ以上である場合には、第１中性点振幅ｆｎ１で中性点電位Ｅｎを変化させることによって３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する。一方、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが閾値利用率Ｒｔｈ未満である場合には、第２中性点振幅ｆｎ２で中性点電位Ｅｎを変化させることによって３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する構成でもよい。

【0107】

○ 回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１よりも大きくなった場合には第１中性点振幅ｆｎ１よりも小さい中性点振幅ｆｎを導出してもよいし、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２よりも小さくなった場合には第２中性点振幅ｆｎ２よりも大きい中性点振幅ｆｎを導出してもよい。

【0108】

また、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが第１電圧利用率Ｒ１よりも大きくなった場合には第１中性点振幅ｆｎ１を導出し、電圧利用率Ｒが第２電圧利用率Ｒ２よりも小さくなった場合には第２中性点振幅ｆｎ２を導出してもよい。つまり、第１中性点振幅ｆｎ１は、電圧利用率Ｒに基づき導出される中性点振幅ｆｎの最小値であってもよいし、最小値でなくてもよい。また、第２中性点振幅ｆｎ２は、電圧利用率Ｒに基づき導出される中性点振幅ｆｎの最大値であってもよいし、最大値でなくてもよい。

【0109】

○ 上記実施形態では、回転制御部３６は、電圧利用率Ｒに関わらず、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲が一定となるように、電圧利用率Ｒに応じて変化する基準振幅ｆ０に対応させて中性点振幅ｆｎを導出していたが、これに限られず、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲は電圧利用率Ｒに応じて変動してもよい。

【0110】

○ 回転制御部３６は、所定の条件下では中性点電位Ｅｎを重畳させない構成でもよい。所定の条件とは、任意であるが、例えば電圧利用率Ｒが予め定められた閾値以上である場合であってもよいし、変調方式が２相変調方式である場合でもよい。

【0111】

○ 実回転速度Ｎｒを把握するための構成は、位置／速度推定部３４に限られず任意であり、専用のセンサ（レゾルバ）を採用してもよい。すなわち、速度把握部は、実回転速度Ｎｒを推定することによって把握する構成に限られず、レゾルバ等といった実際に検出する構成でもよい。

【0112】

○ 取得部３５は、空調ＥＣＵ１０３から送信される外部指令値を受け取ることができればその具体的な構成は任意である。例えば空調ＥＣＵ１０３が無線信号にて指令を送信する構成においては、取得部３５は、その無線信号を受信するモジュールでもよい。

【0113】

○ 車載用蓄電装置１０４の電圧である電源電圧Ｖｉｎを把握するための構成は、電圧センサ３１に限られず任意である。例えば、車載用蓄電装置１０４に電源電圧Ｖｉｎを検出する電圧センサ３１と電圧センサ３１に電気的に接続された電池ＣＰＵとが設けられている場合には、回転制御部３６は、電池ＣＰＵと通信を行うことにより電源電圧Ｖｉｎを取得する構成でもよい。この場合、電池ＣＰＵと通信を行う回転制御部３６が「電圧把握部」に対応する。

【0114】

○ 車載用電動圧縮機１０は、車載用空調装置１０１に用いられる構成に限られず、他の装置に用いられるものであってもよい。例えば、車両１００が燃料電池車両である場合には、車載用電動圧縮機１０は燃料電池に空気を供給する空気供給装置に用いられてもよい。すなわち、圧縮対象の流体は、冷媒に限られず、空気など任意である。

【0115】

○ 車載用流体機械は、流体を圧縮する圧縮部１２を備えた車載用電動圧縮機１０に限られない。例えば、車両１００が燃料電池車両である場合には、車載用流体機械は、燃料電池に水素を供給するポンプと当該ポンプを駆動する車載用電動モータとを有する電動ポンプ装置であってもよい。この場合、インバータ制御装置１４は、ポンプを駆動する車載用電動モータを制御するのに用いられてもよい。

【0116】

○ 車載用電動モータ１１は、車載用電動圧縮機１０に用いられるものに限られず、車両に搭載されるものであれば任意である。例えば、車載用電動モータ１１は、車両を走行させる走行用モータであってもよい。

【0117】

次に、上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。
（イ）車載用蓄電装置を用いて車載用電動モータを駆動させるインバータ回路の制御に用いられるインバータ制御装置であって、前記車載用電動モータは、３相コイルを有し、前記インバータ回路は、３相スイッチング素子を有し、前記インバータ制御装置は、前記車載用電動モータの回転速度を把握する速度把握部と、前記車載用蓄電装置の電圧である電源電圧を把握する電圧把握部と、外部から送信される外部指令値と前記速度把握部の把握結果とに基づいて、前記車載用電動モータのｄ軸及びｑ軸に印加する電圧の目標値である２相電圧指令値を導出する２相電圧指令値導出部と、前記２相電圧指令値に基づいて、前記３相コイルに印加する３相電圧指令値を導出する３相電圧指令値導出部と、を備え、前記３相電圧指令値に基づいて、前記３相スイッチング素子をＰＷＭ制御するものであり、前記３相電圧指令値導出部は、前記２相電圧指令値と前記電圧把握部の把握結果とに基づいて算出される電圧利用率に応じて、前記２相電圧指令値を２相／３相変換して得られる３相基準指令値の振幅である基準振幅よりも大きい振幅で中性点電位を変化させることによって前記３相電圧指令値を導出する制御と、前記基準振幅よりも小さい振幅で中性点電位変化させることによって前記３相電圧指令値を導出する制御と、に切り替えることを特徴とするインバータ制御装置。

【符号の説明】

【0118】

１０…車載用電動圧縮機（車載用流体機械）、１１…車載用電動モータ、１２…圧縮部、１３…インバータ回路、１４…インバータ制御装置、２２…ロータ、２４ｕ，２４ｖ，２４ｗ…３相コイル、３１…電圧センサ（電圧把握部）、３４…位置／速度推定部（速度把握部）、３５…取得部、３６…回転制御部、３６ａ…マップデータ、１０４…車載用蓄電装置、Ｑｕ１～Ｑｗ２…３相スイッチング素子、Ｖｄｒ，Ｖｑｒ…２相電圧指令値、Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒ…３相電圧指令値、Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１…第１の３相電圧指令値、Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２…第２の３相電圧指令値、Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０…３相基準指令値、Ｅｎ…中性点電位、ｆ０…基準振幅、ｆｎ…中性点振幅、ｆｎ１…第１中性点振幅、ｆｎ２…第２中性点振幅、Ｒ…電圧利用率、Ｒ１…第１電圧利用率、Ｒ２…第２電圧利用率。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】