特許 7283356 電動機の制御装置

(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】2023-05-22

(45)【発行日】2023-05-30

(54)【発明の名称】電動機の制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/08 20060101AFI20230523BHJP

【ＦＩ】

H02P27/08

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019205216

(22)【出願日】2019-11-13

(65)【公開番号】P2021005996

(43)【公開日】2021-01-14

【審査請求日】2022-02-14

(31)【優先権主張番号】P 2019119125

(32)【優先日】2019-06-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(72)【発明者】

【氏名】山根 和貴

(72)【発明者】

【氏名】山田 伸明

(72)【発明者】

【氏名】名和 政道

【審査官】柏崎 翔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－３２３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２０９３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／１５０７８６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の変調波が搬送波の最大値より小さく、かつ、前記搬送波の最小値より大きい場合、前記第１の変調波に応じたデューティ比で繰り返しオン、オフし、前記第１の変調波が前記搬送波の最小値または最大値である場合、常時オンまたは常時オフする第１のスイッチング素子と、第２の変調波が前記搬送波の最大値より小さく、かつ、前記搬送波の最小値より大きい場合、前記第２の変調波に応じたデューティ比で繰り返しオン、オフし、前記第２の変調波が前記搬送波の最小値または最大値である場合、常時オンまたは常時オフする第２のスイッチング素子と、第３の変調波が前記搬送波の最大値より小さく、かつ、前記搬送波の最小値より大きい場合、前記第３の変調波に応じたデューティ比で繰り返しオン、オフし、前記第３の変調波が前記搬送波の最小値または最大値である場合、常時オンまたは常時オフする第３のスイッチング素子とを備え、前記第１～第３のスイッチング素子がオン、オフすることで電動機の３相に互いに位相が異なる第１～第３の交流電圧を印加させて前記電動機を駆動させるインバータ回路と、
第１～第３の区間からなる前記電動機の制御周期のうち、前記第１の交流電圧のピークが存在する前記第１の区間において、前記電動機の出力に応じた前記第１の変調波を出力するとともに前記搬送波の最小値または最大値を前記第２及び第３の変調波として出力し、前記第２の交流電圧のピークが存在する第２の区間において、前記電動機の出力に応じた前記第２の変調波を出力するとともに前記搬送波の最小値または最大値を前記第１及び第３の変調波として出力し、前記第３の交流電圧のピークが存在する第３の区間において、前記電動機の出力に応じた前記第３の変調波を出力するとともに前記搬送波の最小値または最大値を前記第１及び第２の変調波として出力する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、次の演算周期において、前記第１の区間から前記第２の区間への切り替わりタイミング、前記第２の区間から前記第３の区間への切り替わりタイミング、または前記第３の区間から前記第１の区間への切り替わりタイミングが存在する場合、その切り替わりタイミングに前記次の演算周期の開始タイミングを合わせる
電動機の制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電動機の制御装置であって、
前記電動機の回転子の電気角を検出する電気角検出部を備え、
前記制御回路は、
前記電動機の出力に応じた電圧指令値と前記電気角検出部により検出される電気角とにより目標電気角を算出する目標電気角算出部と、
前記目標電気角が前記第１の区間に入っているとき、前記インバータ回路の入力電圧と前記電圧指令値とを用いて求められる変調率を前記第１の変調波とするとともに前記搬送波の最小値または最大値を前記第２及び第３の変調波とし、前記目標電気角が前記第２の区間に入っているとき、前記インバータ回路の入力電圧と前記電圧指令値とを用いて求められる変調率を前記第２の変調波とするとともに前記搬送波の最小値または最大値を前記第１及び第３の変調波とし、前記目標電気角が前記第３の区間に入っているとき、前記インバータ回路の入力電圧と前記電圧指令値とを用いて求められる変調率を前記第３の変調波とするとともに前記搬送波の最小値または最大値を前記第１及び第２の変調波とする変調波生成部と、
を備える電動機の制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載の電動機の制御装置であって、
前記電動機の回転子の電気角を検出する電気角検出部を備え、
前記制御回路は、
前記電動機の出力に応じた電圧指令値と前記電気角検出部により検出される電気角とにより、前記第１の交流電圧に対応する第１の電圧指令値、前記第２の交流電圧に対応する第２の電圧指令値、及び前記第３の交流電圧に対応する第３の電圧指令値を算出する電圧指令値算出部と、
前記第１の電圧指令値の絶対値が前記第２及び第３の電圧指令値の絶対値に比べて大きいとき、前記インバータ回路の入力電圧と前記電動機の出力に応じた電圧指令値とを用いて求められる変調率を前記第１の変調波とするとともに前記搬送波の最小値または最大値を前記第２及び第３の変調波とし、前記第２の電圧指令値の絶対値が前記第１及び第３の電圧指令値の絶対値に比べて大きいとき、前記インバータ回路の入力電圧と前記電動機の出力に応じた電圧指令値とを用いて求められる変調率を前記第２の変調波とするとともに前記搬送波の最小値または最大値を前記第１及び第３の変調波とし、前記第３の電圧指令値の絶対値が前記第１及び第２の電圧指令値の絶対値に比べて大きいとき、前記インバータ回路の入力電圧と前記電動機の出力に応じた電圧指令値とを用いて求められる変調率を前記第３の変調波とするとともに前記搬送波の最小値または最大値を前記第１及び第２の変調波とする変調波生成部とを備える
ことを特徴とする電動機の制御装置。

【請求項4】

請求項１に記載の電動機の制御装置であって、
前記制御回路は、前記第１の区間から前記第２の区間への切り替わりタイミング、前記第２の区間から前記第３の区間への切り替わりタイミング、または前記第３の区間から前記第１の区間への切り替わりタイミングにおいて、前記第１～第３の変調波のそれぞれの値の切り替わりタイミングが互いに重ならないように、前記第１～第３の変調波のそれぞれの値の切り替わりタイミングをずらす
ことを特徴とする電動機の制御装置。

【請求項5】

請求項１または請求項４に記載の電動機の制御装置であって、
前記制御回路は、次の演算周期において、前記第１の区間から前記第２の区間への切り替わりタイミング、前記第２の区間から前記第３の区間への切り替わりタイミング、または前記第３の区間から前記第１の区間への切り替わりタイミングが存在する場合、前記次の演算周期の開始タイミングから切り替わりタイミングまでの切り替わり時間を求め、その切り替わり時間の逆数である周波数を、前記次の演算周期の開始タイミングから前記切り替わり時間が経過するまでの期間における搬送波の周波数に設定する
ことを特徴とする電動機の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機の制御装置として、電動機の出力が高くなるにつれて、３相変調制御や弱め界磁制御（２相変調制御や３次高調波重畳制御など）から矩形波制御に遷移するものがある。関連する技術として、特許文献１がある。

【0003】

しかしながら、上記制御装置では、３相変調制御や弱め界磁制御から矩形波制御に遷移する際、電動機を駆動するインバータ回路のスイッチング素子のオン時間が急に長くなるため、電動機に流れる電流が歪み電動機のトルクが急変して電動機に接続される負荷にショックを与えてしまうおそれがある。

【0004】

そこで、電動機の他の制御装置として、電動機のトルクや回転速度とスイッチング素子を駆動する駆動信号との対応関係を示すマップを参照して、目標トルクや目標回転速度に対応する駆動信号を求め、その求めた駆動信号により電動機を駆動させるものがある。関連する技術として、特許文献２がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－６４３１３号公報

【文献】特開２０１３－２１５０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記他の制御装置では、電動機の出力が高くなってもトルクが急変しないようにマップの値を補間する必要があるため、演算負荷が増大するおそれがある。

【0007】

本発明の一側面に係る目的は、電動機の制御装置において、電動機の出力の変化に伴う電動機のトルクの変動を抑えつつ、演算負荷を抑えることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る一つの形態である電動機の制御装置は、インバータ回路と、制御回路とを備える。

【0009】

インバータ回路は、第１の変調波が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、第１の変調波に応じたデューティ比で繰り返しオン、オフし、第１の変調波が搬送波の最小値または最大値である場合、常時オンまたは常時オフする第１のスイッチング素子と、第２の変調波が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、第２の変調波に応じたデューティ比で繰り返しオン、オフし、第２の変調波が搬送波の最小値または最大値である場合、常時オンまたは常時オフする第２のスイッチング素子と、第３の変調波が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、第３の変調波に応じたデューティ比で繰り返しオン、オフし、第３の変調波が搬送波の最小値または最大値である場合、常時オンまたは常時オフする第３のスイッチング素子とを備え、第１～第３のスイッチング素子がオン、オフすることで電動機の３相に互いに位相が異なる第１～第３の交流電圧を印加させて電動機を駆動させる。

【0010】

制御回路は、第１～第３の区間からなる電動機の制御周期のうち、第１の交流電圧のピークが存在する第１の区間において、電動機の出力に応じた第１の変調波を出力するとともに搬送波の最小値または最大値を第２及び第３の変調波として出力し、第２の交流電圧のピークが存在する第２の区間において、電動機の出力に応じた第２の変調波を出力するとともに搬送波の最小値または最大値を第１及び第３の変調波として出力し、第３の交流電圧のピークが存在する第３の区間において、電動機の出力に応じた第３の変調波を出力するとともに搬送波の最小値または最大値を第１及び第２の変調波として出力する。

【0011】

これにより、電動機の制御周期（第１～第３の区間）において、電動機の出力に応じた第１～第３の変調波が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、３相のスイッチング素子のうちの１相のスイッチング素子を繰り返しオン、オフさせること、すなわち、１相変調制御を行うことができる。また、電動機の制御周期において、電動機の出力に応じた第１～第３の変調波が搬送波の最小値または最大値である場合、３相のスイッチング素子をそれぞれ常時オンまたは常時オフさせること、すなわち、矩形波制御を行うことができる。また、電動機の制御周期において、第１～第３の変調波に応じたデューティ比でスイッチング素子をオン、オフさせることができるため、電動機の出力に応じてスイッチング素子のオン時間を徐々に変化させることができる。そのため、電動機の出力が高くなり１相変調制御から矩形波制御に遷移しても、スイッチング素子のオン時間をシームレスに変化させることができるため、電動機に流れる電流の歪みを抑えることができ、トルクの変動を抑えることができる。また、第１～第３の区間毎に、スイッチング素子をスイッチングさせる相を切り替えるだけでよく、複雑な演算を必要としないため、制御装置の演算負荷を抑えることができる。

【0012】

また、電動機の制御装置は、電動機の回転子の電気角を検出する電気角検出部を備え、制御回路は、電動機の出力に応じた電圧指令値と電気角検出部により検出される電気角とにより目標電気角を算出する目標電気角算出部と、目標電気角が第１の区間に入っているとき、インバータ回路の入力電圧と電圧指令値とを用いて求められる変調率を第１の変調波とするとともに搬送波の最小値または最大値を第２及び第３の変調波とし、目標電気角が第２の区間に入っているとき、インバータ回路の入力電圧と電圧指令値とを用いて求められる変調率を第２の変調波とするとともに搬送波の最小値または最大値を第１及び第３の変調波とし、目標電気角が第３の区間に入っているとき、インバータ回路の入力電圧と電圧指令値とを用いて求められる変調率を第３の変調波とするとともに搬送波の最小値または最大値を第１及び第２の変調波とする変調波生成部とを備えるように構成してもよい。

【0013】

また、電動機の制御装置は、電動機の回転子の電気角を検出する電気角検出部を備え、制御回路は、電動機の出力に応じた電圧指令値と電気角検出部により検出される電気角とにより、第１の交流電圧に対応する第１の電圧指令値、第２の交流電圧に対応する第２の電圧指令値、及び第３の交流電圧に対応する第３の電圧指令値を算出する電圧指令値算出部と、第１の電圧指令値の絶対値が第２及び第３の電圧指令値の絶対値に比べて大きいとき、インバータ回路の入力電圧と電圧指令値とを用いて求められる変調率を第１の変調波とするとともに搬送波の最小値または最大値を第２及び第３の変調波とし、第２の電圧指令値の絶対値が第１及び第３の電圧指令値の絶対値に比べて大きいとき、インバータ回路の入力電圧と電圧指令値とを用いて求められる変調率を第２の変調波とするとともに搬送波の最小値または最大値を第１及び第３の変調波とし、第３の電圧指令値の絶対値が第１及び第２の電圧指令値の絶対値に比べて大きいとき、インバータ回路の入力電圧と電圧指令値とを用いて求められる変調率を第３の変調波とするとともに搬送波の最小値または最大値を第１及び第２の変調波とする変調波生成部とを備えるように構成してもよい。

【0014】

また、制御回路は、次の演算周期において、第１の区間から第２の区間への切り替わりタイミング、第２の区間から第３の区間への切り替わりタイミング、または第３の区間から第１の区間への切り替わりタイミングが存在する場合、その切り替わりタイミングに次の演算周期の開始タイミングを合わせるように構成してもよい。

【0015】

これにより、１の区間から第２の区間への切り替わりタイミング、第２の区間から第３の区間への切り替わりタイミング、または第３の区間から第１の区間への切り替わりタイミングにおいて、第１～第３の変調波のそれぞれの値を切り替えることができるため、スイッチング素子をオンさせる必要がないときにスイッチング素子をオンさせたり、スイッチング素子をオンさせる必要があるときにスイッチング素子をオフさせたりすることを防止することができ、電動機に流れる電流に生じる歪みをさらに抑えることができ、トルクの変動をさらに抑えることができる。

【0016】

また、制御回路は、第１の区間から第２の区間への切り替わりタイミング、第２の区間から第３の区間への切り替わりタイミング、または第３の区間から第１の区間への切り替わりタイミングにおいて、第１～第３の変調波のそれぞれの値の切り替わりタイミングが互いに重ならないように、第１～第３の変調波のそれぞれの値の切り替わりタイミングをずらすように構成してもよい。

【0017】

これにより、互いに異なるスイッチング素子が同時にオンすることを回避することができるため、逆極性パルス（サージ電圧）が生じることを抑えることができ、電磁ノイズを抑えることができる。そのため、電動機に流れる電流に生じる歪みをさらに抑えることができ、トルクの変動をさらに抑えることができる。

【0018】

また、制御回路は、次の演算周期において、第１の区間から第２の区間への切り替わりタイミング、第２の区間から第３の区間への切り替わりタイミング、または第３の区間から第１の区間への切り替わりタイミングが存在する場合、次の演算周期の開始タイミングから切り替わりタイミングまでの切り替わり時間を求め、その切り替わり時間の逆数である周波数を、次の演算周期の開始タイミングから切り替わり時間が経過するまでの期間における搬送波の周波数に設定するように構成してもよい。

【0019】

これにより、駆動信号のデューティ比と所望のデューティ比との誤差を小さくすることができるため、電動機に流れる電流に低次の高調波が乗ることを抑制することができ、トルクリプルや騒音振動が増加することを抑制することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、電動機の制御装置において、電動機の出力の変化に伴う電動機のトルクの変動を抑えつつ、演算負荷を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施形態の電動機の制御装置の一例を示す図である。

【図2】１相変調制御において各相に印加される交流電圧と各相に対応する変調波の一例を示す図である。

【図3】１相変調制御においてＶ相変調波と搬送波との比較と駆動信号の一例を示す図である。

【図4】１相変調制御においてＵ相変調波と搬送波との比較と駆動信号の一例を示す図である。

【図5】１相変調制御においてＷ相変調波と搬送波との比較と駆動信号の一例を示す図である。

【図6】矩形波制御において各相に印加される交流電圧と各相に対応する変調波の一例を示す図である。

【図7】矩形波制御においてＶ相変調波と搬送波との比較と駆動信号の一例を示す図である。

【図8】矩形波制御においてＵ相変調波と搬送波との比較と駆動信号の一例を示す図である。

【図9】矩形波制御においてＷ相変調波と搬送波との比較と駆動信号の一例を示す図である。

【図10】ｄｑ／ｕｖｗ変換部の一例を示す図である。

【図11】ｄｑ／ｕｖｗ変換部の他の例を示す図である。

【図12】変形例１におけるｄｑ／ｕｖｗ変換部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図13】切り替わり時間の設定を説明するための図である。

【図14】変形例２におけるｄｑ／ｕｖｗ変換部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図15】切り替わり時間の設定を説明するための図である。

【図16】変形例１におけるＶ相変調波、搬送波、及び駆動信号の一例を示す図である。

【図17】変形例３における電動機の制御装置の一例を示す図である。

【図18】変形例３におけるｄｑ／ｕｖｗ変換部の一例を示す図である。

【図19】変形例３におけるｄｑ／ｕｖｗ変換部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図20】変形例３におけるｄｑ／ｕｖｗ変換部の動作の他の例を示すフローチャートである。

【図21】変形例３におけるＶ相変調波、搬送波、及び駆動信号の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態の電動機の制御装置の一例を示す図である。

【0023】

図１に示す制御装置１は、例えば、電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車などの車両に搭載される電動機Ｍを駆動するための制御装置であって、インバータ回路２と、制御回路３とを備える。なお、電動機Ｍは、回転子の電気角θを検出し、その検出した電気角θを制御回路３に送る電気角検出部Ｓｐ（レゾルバなど）を備えているものとする。

【0024】

インバータ回路２は、直流電源Ｐから供給される直流電力により電動機Ｍを駆動するものであって、電圧センサＳｖと、コンデンサＣと、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６（ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）など）と、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２とを備える。すなわち、コンデンサＣの一方端が直流電源Ｐの正極端子及びスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５の各コレクタ端子に接続され、コンデンサＣの他方端が直流電源Ｐの負極端子及びスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６の各エミッタ端子に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１のエミッタ端子とスイッチング素子ＳＷ２のコレクタ端子との接続点は電流センサＳｉ１を介して電動機ＭのＵ相の入力端子に接続されている。スイッチング素子ＳＷ３のエミッタ端子とスイッチング素子ＳＷ４のコレクタ端子との接続点は電流センサＳｉ２を介して電動機ＭのＶ相の入力端子に接続されている。スイッチング素子ＳＷ５のエミッタ端子とスイッチング素子ＳＷ６のコレクタ端子との接続点は電動機ＭのＷ相の入力端子に接続されている。

【0025】

電圧センサＳｖは、直流電源Ｐから出力されインバータ回路２に入力される入力電圧Ｖｉｎを検出し、その検出した入力電圧Ｖｉｎを制御回路３に送る。

【0026】

コンデンサＣは、入力電圧Ｖｉｎを平滑する。
スイッチング素子ＳＷ１（第２のスイッチング素子）は、駆動信号Ｓ１がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ１がローレベルであるときオフする。具体的には、スイッチング素子ＳＷ１は、電動機Ｍの出力に応じたＵ相変調波Ｖｕ＊（第２の変調波）が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｕ相変調波Ｖｕ＊に応じたデューティ比の駆動信号Ｓ１に基づいて繰り返しオン、オフし、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値である場合、駆動信号Ｓ１のデューティ比が１００［％］になり、常時オンし、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最小値である場合、駆動信号Ｓ１のデューティ比が０［％］になり、常時オフする。なお、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力が高くなるにつれて、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値に近づくと、駆動信号Ｓ１のデューティ比が大きくなり、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最小値に近づくと、駆動信号Ｓ１のデューティ比が小さくなるものとする。すなわち、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力に応じたデューティ比でスイッチング素子ＳＷ１が繰り返しオン、オフする。なお、搬送波は、三角波、ノコギリ波（鋸歯状波）、逆ノコギリ波などとする。

【0027】

スイッチング素子ＳＷ２（第２のスイッチング素子）は、駆動信号Ｓ２がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ２がローレベルであるときオフする。具体的には、スイッチング素子ＳＷ２は、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｕ相変調波Ｖｕ＊に応じたデューティ比の駆動信号Ｓ２に基づいて繰り返しオン、オフし、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値である場合、駆動信号Ｓ２のデューティ比が０［％］になり、常時オフし、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最小値である場合、駆動信号Ｓ２のデューティ比が１００［％］になり、常時オンする。なお、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力が高くなるにつれて、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値に近づくと、駆動信号Ｓ２のデューティ比が小さくなり、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最小値に近づくと、駆動信号Ｓ２のデューティ比が大きくなるものとする。すなわち、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力に応じたデューティ比でスイッチング素子ＳＷ２が繰り返しオン、オフする。

【0028】

スイッチング素子ＳＷ３（第１のスイッチング素子）は、駆動信号Ｓ３がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ３がローレベルであるときオフする。具体的には、スイッチング素子ＳＷ３は、電動機Ｍの出力に応じたＶ相変調波Ｖｖ＊（第１の変調波）が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｖ相変調波Ｖｖ＊に応じたデューティ比の駆動信号Ｓ３に基づいて繰り返しオン、オフし、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値である場合、駆動信号Ｓ３のデューティ比が１００［％］になり、常時オンし、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最小値である場合、駆動信号Ｓ３のデューティ比が０［％］になり、常時オフする。なお、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力が高くなるにつれて、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値に近づくと、駆動信号Ｓ３のデューティ比が大きくなり、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最小値に近づくと、駆動信号Ｓ３のデューティ比が小さくなるものとする。すなわち、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力に応じたデューティ比でスイッチング素子ＳＷ３が繰り返しオン、オフする。

【0029】

スイッチング素子ＳＷ４（第１のスイッチング素子）は、駆動信号Ｓ４がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ４がローレベルであるときオフする。具体的には、スイッチング素子ＳＷ４は、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｖ相変調波Ｖｖ＊に応じたデューティ比の駆動信号Ｓ４に基づいて繰り返しオン、オフし、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値である場合、駆動信号Ｓ４のデューティ比が０［％］になり、常時オフし、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最小値である場合、駆動信号Ｓ４のデューティ比が１００［％］になり、常時オンする。なお、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力が高くなるにつれて、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値に近づくと、駆動信号Ｓ４のデューティ比が小さくなり、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最小値に近づくと、駆動信号Ｓ４のデューティ比が大きくなるものとする。すなわち、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力に応じたデューティ比でスイッチング素子ＳＷ４が繰り返しオン、オフする。

【0030】

スイッチング素子ＳＷ５（第３のスイッチング素子）は、駆動信号Ｓ５がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ５がローレベルであるときオフする。具体的には、スイッチング素子ＳＷ５は、電動機Ｍの出力に応じたＷ相変調波Ｖｗ＊（第３の変調波）が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｗ相変調波Ｖｗ＊に応じたデューティ比の駆動信号Ｓ５に基づいて繰り返しオン、オフし、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値である場合、駆動信号Ｓ５のデューティ比が１００［％］になり、常時オンし、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最小値である場合、駆動信号Ｓ５のデューティ比が０［％］になり、常時オフする。なお、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力が高くなるにつれて、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値に近づくと、駆動信号Ｓ５のデューティ比が大きくなり、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最小値に近づくと、駆動信号Ｓ５のデューティ比が小さくなるものとする。すなわち、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力に応じたデューティ比でスイッチング素子ＳＷ５が繰り返しオン、オフする。

【0031】

スイッチング素子ＳＷ６（第３のスイッチング素子）は、駆動信号Ｓ６がハイレベルであるときオンし、駆動信号Ｓ６がローレベルであるときオフする。具体的には、スイッチング素子ＳＷ６は、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｗ相変調波Ｖｗ＊に応じたデューティ比の駆動信号Ｓ６に基づいて繰り返しオン、オフし、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値である場合、駆動信号Ｓ６のデューティ比が０［％］になり、常時オフし、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最小値である場合、駆動信号Ｓ６のデューティ比が１００［％］になり、常時オンする。なお、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力が高くなるにつれて、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値に近づくと、駆動信号Ｓ６のデューティ比が小さくなり、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最小値に近づくと、駆動信号Ｓ６のデューティ比が大きくなるものとする。すなわち、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、電動機Ｍの出力に応じたデューティ比でスイッチング素子ＳＷ６が繰り返しオン、オフする。なお、駆動信号Ｓ１～Ｓ６を特に区別しない場合、単に、駆動信号Ｓとする。

【0032】

スイッチング素子Ｓｗ１～ＳＷ６がそれぞれオン、オフすることで、直流電源Ｐから出力される直流の入力電圧Ｖｉｎが、互いに位相が１２０度ずつ異なる第１の交流電圧Ｖｖ、第２の交流電圧Ｖｕ、及び第３の交流電圧Ｖｗに変換される。そして、第１の交流電圧Ｖｖが電動機ＭのＶ相の入力端子に印加され、第２の交流電圧Ｖｕが電動機ＭのＵ相の入力端子に印加され、第３の交流電圧Ｖｗが電動機ＭのＷ相の入力端子に印加されることで、電動機Ｍの回転子が回転する。

【0033】

電流センサＳｉ１は、ホール素子やシャント抵抗などにより構成され、電動機ＭのＵ相に流れるＵ相電流Ｉｕを検出して制御回路３に出力する。また、電流センサＳｉ２は、ホール素子やシャント抵抗などにより構成され、電動機ＭのＶ相に流れるＶ相電流Ｉｖを検出して制御回路３に出力する。

【0034】

制御回路３は、ドライブ回路４と、演算部５と、記憶部６とを備える。なお、記憶部６は、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）などにより構成され、後述する、区間とＵ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊との対応関係を示す情報Ｄ１や分岐条件とＵ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊との対応関係を示す情報Ｄ２などを記憶しているものとする。

【0035】

ドライブ回路４は、ＩＣ（Integrated Circuit）などにより構成され、演算部５から出力されるＵ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊と搬送波とを比較し、その比較結果に応じた駆動信号Ｓ１～Ｓ６をスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれのゲート端子に出力する。

【0036】

例えば、ドライブ回路４は、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値に近づくにつれて、デューティ比が大きくなる駆動信号Ｓ１を出力し、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最小値に近づくにつれて、デューティ比が小さくなる駆動信号Ｓ１を出力する。また、ドライブ回路４は、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値である場合、デューティ比が１００［％］の駆動信号Ｓ１を出力し、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最小値である場合、デューティ比が０［％］の駆動信号Ｓ１を出力する。

【0037】

また、ドライブ回路４は、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値に近づくにつれて、デューティ比が小さくなる駆動信号Ｓ２を出力し、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最小値に近づくにつれて、デューティ比が大きくなる駆動信号Ｓ２を出力する。また、ドライブ回路４は、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最大値である場合、デューティ比が０［％］の駆動信号Ｓ２を出力し、Ｕ相変調波Ｖｕ＊が搬送波の最小値である場合、デューティ比が１００［％］の駆動信号Ｓ２を出力する。

【0038】

また、ドライブ回路４は、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値に近づくにつれて、デューティ比が大きくなる駆動信号Ｓ３を出力し、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最小値に近づくにつれて、デューティ比が小さくなる駆動信号Ｓ３を出力する。また、ドライブ回路４は、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値である場合、デューティ比が１００［％］の駆動信号Ｓ３を出力し、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最小値である場合、デューティ比が０［％］の駆動信号Ｓ３を出力する。

【0039】

また、ドライブ回路４は、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値に近づくにつれて、デューティ比が小さくなる駆動信号Ｓ４を出力し、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最小値に近づくにつれて、デューティ比が大きくなる駆動信号Ｓ４を出力する。また、ドライブ回路４は、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最大値である場合、デューティ比が０［％］の駆動信号Ｓ４を出力し、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が搬送波の最小値である場合、デューティ比が１００［％］の駆動信号Ｓ４を出力する。

【0040】

また、ドライブ回路４は、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値に近づくにつれて、デューティ比が大きくなる駆動信号Ｓ５を出力し、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最小値に近づくにつれて、デューティ比が小さくなる駆動信号Ｓ５を出力する。また、ドライブ回路４は、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値である場合、デューティ比が１００［％］の駆動信号Ｓ５を出力し、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最小値である場合、デューティ比が０［％］の駆動信号Ｓ５を出力する。

【0041】

また、ドライブ回路４は、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値に近づくにつれて、デューティ比が小さくなる駆動信号Ｓ６を出力し、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最小値に近づくにつれて、デューティ比が大きくなる駆動信号Ｓ６を出力する。また、ドライブ回路４は、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値である場合、デューティ比が０［％］の駆動信号Ｓ６を出力し、Ｗ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最小値である場合、デューティ比が１００［％］の駆動信号Ｓ６を出力する。

【0042】

なお、ドライブ回路４は、電動機Ｍの制御周期（０～３６０［ｄｅｇ］）において、１相変調制御または矩形波制御を行うものとする。１相変調制御とは、３相のうちの１相のスイッチング素子を繰り返しオン、オフさせるとともに残りの２相のスイッチング素子を常時オンまたは常時オフさせる制御とする。また、ドライブ回路４は、１相変調制御を行っているとき、電動機Ｍの制御周期のうちの６０度毎に、スイッチング素子ＳＷを繰り返しオン、オフさせる相を順番（例えば、Ｖ相、Ｕ相、Ｗ相の順）に切り替えるものとする。また、矩形波制御とは、３相のそれぞれのスイッチング素子を常時オンまたは常時オフさせる制御とする。

【0043】

演算部５は、マイクロコンピュータなどにより構成され、速度演算部７と、減算部８と、トルク制御部９と、トルク／電流指令値変換部１０と、座標変換部１１と、減算部１２と、減算部１３と、電流制御部１４と、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５とを備える。例えば、マイクロコンピュータが記憶部６に記憶されているプログラムを実行することにより、速度演算部７、減算部８、トルク制御部９、トルク／電流指令値変換部１０、座標変換部１１、減算部１２、減算部１３、電流制御部１４、及びｄｑ／ｕｖｗ変換部１５が実現される。

【0044】

速度演算部７は、電気角検出部Ｓｐにより検出される電気角θを用いて、電動機Ｍの回転子の回転速度ωを演算する。例えば、速度演算部６は、電気角θを演算部５の動作クロックで除算することにより回転速度ωを求める。

【0045】

減算部８は、外部から入力される回転速度指令値ω＊と速度演算部７から出力される回転速度ωとの差Δωを算出する。

【0046】

トルク制御部９は、減算部８から出力される差Δωを用いて、トルク指令値Ｔ＊を求める。例えば、トルク制御部９は、記憶部６に記憶されている、電動機Ｍの回転子の回転速度と電動機Ｍのトルクとが互いに対応付けられている情報を参照して、差Δωに相当する回転速度に対応するトルクを、トルク指令値Ｔ＊として求める。

【0047】

トルク／電流指令値変換部１０は、トルク制御部９から出力されるトルク指令値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１０は、記憶部６に記憶されている、電動機Ｍのトルクとｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とが互いに対応付けられている情報を参照して、トルク指令値Ｔ＊に相当するトルクに対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を求める。

【0048】

座標変換部１１は、電流センサＳｉ１により検出されるＵ相電流Ｉｕ及び電流センサＳｉ２により検出されるＶ相電流Ｉｖを用いて、電動機ＭのＷ相に流れるＷ相電流Ｉｗを求める。また、座標変換部１１は、電気角検出部Ｓｐにより検出される電気角θを用いて、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、及びＷ相電流Ｉｗをｄ軸電流Ｉｄ（弱め界磁を発生させるための電流成分）及びｑ軸電流Ｉｑ（トルクを発生させるための電流成分）に変換する。

【0049】

なお、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２により検出される電流は、Ｕ相電流Ｉｕ及びＶ相電流Ｉｖの組み合わせに限定されず、Ｖ相電流Ｉｖ及びＷ相電流Ｉｗの組み合わせ、または、Ｕ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗの組み合わせでもよい。電流センサＳｉ１、Ｓｉ２によりＶ相電流Ｉｖ及びＷ相電流Ｉｗが検出される場合、座標変換部１１は、Ｖ相電流Ｉｖ及びＷ相電流Ｉｗを用いて、Ｕ相電流Ｉｕを求める。また、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２によりＵ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗが検出される場合、座標変換部１１は、Ｕ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗを用いて、Ｖ相電流Ｉｖを求める。

【0050】

また、インバータ回路２において、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の他に、電動機ＭのＷ相に流れる電流を検出する電流センサＳｉ３をさらに備える場合、座標変換部１１は、電気角検出部Ｓｐにより検出される電気角θを用いて、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３により検出される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に変換するように構成してもよい。

【0051】

減算部１２は、トルク／電流指令値変換部１０から出力されるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊と、座標変換部１１から出力されるｄ軸電流Ｉｄとの差ΔＩｄを算出する。

【0052】

減算部１３は、トルク／電流指令値変換部１０から出力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と、座標変換部１１から出力されるｑ軸電流Ｉｑとの差ΔＩｑを算出する。

【0053】

電流制御部１４は、減算部１２から出力される差ΔＩｄ及び減算部１３から出力される差ΔＩｑを用いたＰＩ（Proportional Integral）制御により、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。例えば、電流制御部１４は、下記式１を用いてｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を算出するとともに、下記式２を用いてｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。なお、ＫｐはＰＩ制御の比例項の定数とし、ＫｉはＰＩ制御の積分項の定数とし、Ｌｑは電動機Ｍを構成するコイルのｑ軸インダクタンスとし、Ｌｄは電動機Ｍを構成するコイルのｄ軸インダクタンスとし、ωは電動機Ｍの回転子の回転速度とし、Ｋｅは誘起電圧定数とする。

【0054】

ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊＝Ｋｐ×差ΔＩｄ＋∫（Ｋｉ×差ΔＩｄ）－ωＬｑＩｑ・・・式１

【0055】

ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊＝Ｋｐ×差ΔＩｑ＋∫（Ｋｉ×差ΔＩｑ）＋ωＬｄＩｄ＋ωＫｅ・・・式２

【0056】

ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、電圧センサＳｖにより検出される入力電圧Ｖｉｎ及び電気角検出部Ｓｐにより検出される電気角θを用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊に変換する。なお、演算部５により演算された結果（Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊）は、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、インバータ回路２の動作に反映されるものとする。

【0057】

ここで、図２（ａ）は、電動機ＭのＵ相に印加される第２の交流電圧Ｖｕ、電動機ＭのＶ相に印加される第１の交流電圧Ｖｖ、及び電動機ＭのＷ相に印加される第３の交流電圧Ｖｗの一例を示す図である。また、図２（ｂ）は、Ｖ相変調波Ｖｖ＊の一例を示す図である。また、図２（ｃ）は、Ｕ相変調波Ｖｕ＊の一例を示す図である。また、図２（ｄ）は、Ｗ相変調波Ｖｗ＊の一例を示す図である。なお、図２（ａ）～図２（ｄ）にそれぞれ示す２次元座標において、横軸は、電動機Ｍの回転子の電気角θにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対応する位相角δを加算した目標電気角θｖを示し、縦軸は、電圧を示しているものとする。また、図２（ａ）に示す実線は交流電圧Ｖｕを示し、図２（ａ）に示す破線は交流電圧Ｖｖを示し、図２（ａ）に示す一点鎖線は交流電圧Ｖｗを示し、図２（ｂ）に示す破線はＶ相変調波Ｖｖ＊を示し、図２（ｃ）に示す実線はＵ相変調波Ｖｕ＊を示し、図２（ｄ）に示す一点鎖線はＷ相変調波Ｖｗ＊を示しているものとする。なお、０～３６０［ｄｅｇ］の目標電気角θｖの範囲を電動機Ｍの制御周期とする。

【0058】

また、図３（ａ）は、Ｖ相変調波Ｖｖ＊と搬送波との比較結果の一例を示す図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ３の一例を示す図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ４の一例を示す図である。なお、図３（ａ）～図３（ｃ）にそれぞれ示す２次元座標において、横軸は、電動機Ｍの回転子の電気角θにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対応する位相角δを加算した目標電気角θｖを示し、縦軸は、電圧を示しているものとする。

【0059】

また、図４（ａ）は、Ｕ相変調波Ｖｕ＊と搬送波との比較結果の一例を示す図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ１の一例を示す図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ２の一例を示す図である。なお、図４（ａ）～図４（ｃ）にそれぞれ示す２次元座標において、横軸は、電動機Ｍの回転子の電気角θにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対応する位相角δを加算した目標電気角θｖを示し、縦軸は、電圧を示しているものとする。

【0060】

また、図５（ａ）は、Ｗ相変調波Ｖｗ＊と搬送波との比較結果の一例を示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ５の一例を示す図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ６の一例を示す図である。なお、図５（ａ）～図５（ｃ）にそれぞれ示す２次元座標において、横軸は、電動機Ｍの回転子の電気角θにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対応する位相角δを加算した目標電気角θｖを示し、縦軸は、電圧を示しているものとする。

【0061】

ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、電動機Ｍの制御周期のうち、図２（ａ）に示す第１の交流電圧Ｖｖの正側のピークが存在する第１の区間（０～６０［ｄｅｇ］）において、図２（ｂ）に示すように、電動機Ｍの出力（回転速度ωやｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑ）に応じた変調率Ｍｒｅｆ´（搬送波の最大値（＋１）より小さく、かつ、搬送波の最小値（－１）より大きい変調率Ｍｒｅｆ´）であるＶ相変調波Ｖｖ＊を生成する。なお、変調率Ｍｒｅｆ´は、演算部５の演算周期Ｔ毎に求められるものとし、－１≦変調率Ｍｒｅｆ´≦＋１とする。また、電動機Ｍの制御周期＞演算部５の演算周期Ｔとする。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第１の区間において、図２（ｃ）に示すように、搬送波の最小値と同じ値であるＵ相変調波Ｖｕ＊を生成する。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第１の区間において、図２（ｄ）に示すように、搬送波の最小値と同じ値であるＷ相変調波Ｖｗ＊を生成する。そして、ドライブ回路４は、第１の区間において、図３（ａ）に示すように、搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きいＶ相変調波Ｖｖ＊と搬送波とを比較することで、図３（ｂ）に示すように、ハイレベルとローレベルが繰り返される駆動信号Ｓ３をスイッチング素子ＳＷ３のゲート端子に出力するとともに、図３（ｃ）に示すように、ローレベルとハイレベルが繰り返される駆動信号Ｓ４をスイッチング素子ＳＷ４のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第１の区間において、図４（ａ）に示すように、搬送波の最小値であるＵ相変調波Ｖｕ＊と搬送波とを比較することで、図４（ｂ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ１をスイッチング素子ＳＷ１のゲート端子に出力するとともに、図４（ｃ）に示すように、ハイレベルの駆動信号Ｓ２をスイッチング素子ＳＷ２のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第１の区間において、図５（ａ）に示すように、搬送波の最小値であるＷ相変調波Ｖｗ＊と搬送波とを比較することで、図５（ｂ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ５をスイッチング素子ＳＷ５のゲート端子に出力するとともに、図５（ｃ）に示すように、ハイレベルの駆動信号ＳＷ６をスイッチング素子Ｓ６のゲート端子に出力する。これにより、第１の区間において、スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ４が繰り返しオン、オフし、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ５が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ６が常時オンする。すなわち、第１の区間において、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値より小さく、かつ、最小値より大きい場合、電動機Ｍが１相変調制御により駆動される。

【0062】

また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、電動機Ｍの制御周期のうち、図２（ａ）に示す第２の交流電圧Ｖｕの負側のピークが存在する第２の区間（６０～１２０［ｄｅｇ］）において、図２（ｃ）に示すように、電動機Ｍの出力に応じた変調率Ｍｒｅｆ´（搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい変調率Ｍｒｅｆ´）であるＵ相変調波Ｖｕ＊を生成する。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第２の区間において、図２（ｂ）に示すように、搬送波の最大値と同じ値であるＶ相変調波Ｖｖ＊を生成する。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第２の区間において、図２（ｄ）に示すように、搬送波の最大値と同じ値であるＷ相変調波Ｖｗ＊を生成する。そして、ドライブ回路４は、第２の区間において、図４（ａ）に示すように、搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きいＵ相変調波Ｖｕ＊と搬送波とを比較することで、図４（ｂ）に示すように、ハイレベルとローレベルが繰り返される駆動信号Ｓ１をスイッチング素子ＳＷ１のゲート端子に出力するとともに、図４（ｃ）に示すように、ローレベルとハイレベルが繰り返される駆動信号Ｓ２をスイッチング素子ＳＷ２のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第２の区間において、図３（ａ）に示すように、搬送波の最大値であるＶ相変調波Ｖｖ＊と搬送波とを比較することで、図３（ｂ）に示すように、ハイレベルの駆動信号Ｓ３をスイッチング素子ＳＷ３のゲート端子に出力するとともに、図３（ｃ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ４をスイッチング素子ＳＷ４のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第２の区間において、図５（ａ）に示すように、搬送波の最大値であるＷ相変調波Ｖｗ＊と搬送波とを比較することで、図５（ｂ）に示すように、ハイレベルの駆動信号Ｓ５をスイッチング素子ＳＷ５のゲート端子に出力するとともに、図５（ｃ）に示すように、ローレベルの駆動信号ＳＷ６をスイッチング素子Ｓ６のゲート端子に出力する。これにより、第２の区間において、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２が繰り返しオン、オフし、スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ５が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ４、ＳＷ６が常時オフする。すなわち、第２の区間において、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値より小さく、かつ、最小値より大きい場合、電動機Ｍが１相変調制御により駆動される。

【0063】

また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、電動機Ｍの制御周期のうち、図２（ａ）に示す第３の交流電圧Ｖｗの正側のピークが存在する第３の区間（１２０～１８０［ｄｅｇ］）において、図２（ｄ）に示すように、電動機Ｍの出力に応じた変調率Ｍｒｅｆ´（搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい変調率Ｍｒｅｆ´）であるＷ相変調波Ｖｗ＊を生成する。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第３の区間において、図２（ｂ）に示すように、搬送波の最小値と同じ値であるＶ相変調波Ｖｖ＊を生成する。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第３の区間において、図２（ｃ）に示すように、搬送波の最小値と同じ値であるＵ相変調波Ｖｕ＊を生成する。そして、ドライブ回路４は、第３の区間において、図５（ａ）に示すように、搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きいＷ相変調波Ｖｗ＊と搬送波とを比較することで、図５（ｂ）に示すように、ハイレベルとローレベルが繰り返される駆動信号Ｓ５をスイッチング素子ＳＷ５のゲート端子に出力するとともに、図５（ｃ）に示すように、ローレベルとハイレベルが繰り返される駆動信号Ｓ６をスイッチング素子ＳＷ６のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第３の区間において、図３（ａ）に示すように、搬送波の最小値であるＶ相変調波Ｖｖ＊と搬送波とを比較することで、図３（ｂ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ３をスイッチング素子ＳＷ３のゲート端子に出力するとともに、図３（ｃ）に示すように、ハイレベルの駆動信号Ｓ４をスイッチング素子ＳＷ４のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第３の区間において、図４（ａ）に示すように、搬送波の最小値であるＵ相変調波Ｖｕ＊と搬送波とを比較することで、図４（ｂ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ１をスイッチング素子ＳＷ１のゲート端子に出力するとともに、図４（ｃ）に示すように、ハイレベルの駆動信号Ｓ２をスイッチング素子ＳＷ２のゲート端子に出力する。これにより、第３の区間において、スイッチング素子ＳＷ５、ＳＷ６が繰り返しオン、オフし、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ３が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ４が常時オンする。すなわち、第３の区間において、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値より小さく、かつ、最小値より大きい場合、電動機Ｍが１相変調制御により駆動される。

【0064】

このように、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、電動機Ｍの制御周期の半周期（０～１８０［ｄｅｇ］）において、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値より小さく、かつ、最小値より大きい場合、電動機Ｍが１相変調制御により駆動される。なお、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、電動機Ｍの制御周期の残りの半周期（第１の区間（１８０～２４０［ｄｅｇ］）、第２の区間（２４０～３００［ｄｅｇ］）、第３の区間（３００～３６０［ｄｅｇ］））においても、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値より小さく、かつ、最小値より大きい場合、電動機Ｍを１相変調制御により駆動する。

【0065】

また、図６（ａ）は、第２の交流電圧Ｖｕ、第１の交流電圧Ｖｖ、及び第３の交流電圧Ｖｗの一例を示す図である。また、図６（ｂ）は、Ｖ相変調波Ｖｖ＊の一例を示す図である。また、図６（ｃ）は、Ｕ相変調波Ｖｕ＊の一例を示す図である。また、図６（ｄ）は、Ｗ相変調波Ｖｗ＊の一例を示す図である。なお、図６（ａ）～図６（ｄ）にそれぞれ示す２次元座標において、横軸は、電動機Ｍの回転子の電気角θにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対応する位相角δを加算した目標電気角θｖを示し、縦軸は、電圧を示しているものとする。また、図６（ａ）に示す実線は交流電圧Ｖｕを示し、図６（ａ）に示す破線は交流電圧Ｖｖを示し、図６（ａ）に示す一点鎖線は交流電圧Ｖｗを示し、図６（ｂ）に示す破線はＶ相変調波Ｖｖ＊を示し、図６（ｃ）に示す実線はＵ相変調波Ｖｕ＊を示し、図６（ｄ）に示す一点鎖線はＷ相変調波Ｖｗ＊を示しているものとする。なお、０～３６０［ｄｅｇ］の目標電気角θｖの範囲を電動機Ｍの制御周期とする。

【0066】

また、図７（ａ）は、Ｖ相変調波Ｖｖ＊と搬送波との比較結果の一例を示す図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ３の一例を示す図である。図７（ｃ）は、図７（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ４の一例を示す図である。なお、図７（ａ）～図７（ｃ）にそれぞれ示す２次元座標において、横軸は、電動機Ｍの回転子の電気角θにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対応する位相角δを加算した目標電気角θｖを示し、縦軸は、電圧を示しているものとする。

【0067】

また、図８（ａ）は、Ｕ相変調波Ｖｕ＊と搬送波との比較結果の一例を示す図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ１の一例を示す図である。図８（ｃ）は、図８（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ２の一例を示す図である。なお、図８（ａ）～図８（ｃ）にそれぞれ示す２次元座標において、横軸は、電動機Ｍの回転子の電気角θにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対応する位相角δを加算した目標電気角θｖを示し、縦軸は、電圧を示しているものとする。

【0068】

また、図９（ａ）は、Ｗ相変調波Ｖｗ＊と搬送波との比較結果の一例を示す図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ５の一例を示す図である。図９（ｃ）は、図９（ａ）に示す比較結果により得られる駆動信号Ｓ６の一例を示す図である。なお、図９（ａ）～図９（ｃ）にそれぞれ示す２次元座標において、横軸は、電動機Ｍの回転子の電気角θにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対応する位相角δを加算した目標電気角θｖを示し、縦軸は、電圧を示しているものとする。

【0069】

ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、電動機Ｍの制御周期のうち、図６（ａ）に示す第１の交流電圧Ｖｖの正側のピークが存在する第１の区間（０～６０［ｄｅｇ］）において、図６（ｂ）に示すように、電動機Ｍの出力に応じた変調率Ｍｒｅｆ´（搬送波の最大値（＋１））であるＶ相変調波Ｖｖ＊を生成する。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第１の区間において、図６（ｃ）に示すように、搬送波の最小値（－１）と同じ値であるＵ相変調波Ｖｕ＊を生成する。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第１の区間において、図６（ｄ）に示すように、搬送波の最小値と同じ値であるＷ相変調波Ｖｗ＊を生成する。そして、ドライブ回路４は、第１の区間において、図７（ａ）に示すように、搬送波の最大値であるＶ相変調波Ｖｖ＊と搬送波とを比較することで、図７（ｂ）に示すように、ハイレベルの駆動信号Ｓ３をスイッチング素子ＳＷ３のゲート端子に出力するとともに、図７（ｃ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ４をスイッチング素子ＳＷ４のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第１の区間において、図８（ａ）に示すように、搬送波の最小値であるＵ相変調波Ｖｕ＊と搬送波とを比較することで、図８（ｂ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ１をスイッチング素子ＳＷ１のゲート端子に出力するとともに、図８（ｃ）に示すように、ハイレベルの駆動信号ＳＷ２をスイッチング素子Ｓ２のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第１の区間において、図９（ａ）に示すように、搬送波の最小値であるＷ相変調波Ｖｗ＊と搬送波とを比較することで、図９（ｂ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ５をスイッチング素子ＳＷ５のゲート端子に出力するとともに、図９（ｃ）に示すように、ハイレベルの駆動信号ＳＷ６をスイッチング素子Ｓ６のゲート端子に出力する。これにより、第１の区間において、スイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ６が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４、ＳＷ５が常時オフする。すなわち、第１の区間において、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値である場合、電動機Ｍが矩形波制御により駆動される。

【0070】

また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、電動機Ｍの制御周期のうち、図６（ａ）に示す第２の交流電圧Ｖｕの負側のピークが存在する第２の区間（６０～１２０［ｄｅｇ］）において、図６（ｃ）に示すように、電動機Ｍの出力に応じた変調率Ｍｒｅｆ´（搬送波の最小値）であるＵ相変調波Ｖｕ＊を生成する。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第２の区間において、図６（ｂ）に示すように、搬送波の最大値と同じ値であるＶ相変調波Ｖｖ＊を生成する。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第２の区間において、図６（ｄ）に示すように、搬送波の最大値と同じ値であるＷ相変調波Ｖｗ＊を生成する。そして、ドライブ回路４は、第２の区間において、図８（ａ）に示すように、搬送波の最小値であるＵ相変調波Ｖｕ＊と搬送波とを比較することで、図８（ｂ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ１をスイッチング素子ＳＷ１のゲート端子に出力するとともに、図８（ｃ）に示すように、ハイレベルの駆動信号Ｓ２をスイッチング素子ＳＷ２のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第２の区間において、図７（ａ）に示すように、搬送波の最大値であるＶ相変調波Ｖｖ＊と搬送波とを比較することで、図７（ｂ）に示すように、ハイレベルの駆動信号Ｓ３をスイッチング素子ＳＷ３のゲート端子に出力するとともに、図７（ｃ）に示すように、ローレベルの駆動信号ＳＷ４をスイッチング素子Ｓ４のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第２の区間において、図９（ａ）に示すように、搬送波の最大値であるＷ相変調波Ｖｗ＊と搬送波とを比較することで、図９（ｂ）に示すように、ハイレベルの駆動信号Ｓ５をスイッチング素子ＳＷ５のゲート端子に出力するとともに、図９（ｃ）に示すように、ローレベルの駆動信号ＳＷ６をスイッチング素子Ｓ６のゲート端子に出力する。これにより、第２の区間において、スイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４、ＳＷ６が常時オフする。すなわち、第２の区間において、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最小値である場合、電動機Ｍが矩形波制御により駆動される。

【0071】

また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、電動機Ｍの制御周期のうち、図６（ａ）に示す第３の交流電圧Ｖｗの正側のピークが存在する第３の区間（１２０～１８０［ｄｅｇ］）において、図６（ｄ）に示すように、電動機Ｍの出力に応じた変調率Ｍｒｅｆ´（搬送波の最大値）であるＷ相変調波Ｖｗ＊を生成する。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第３の区間において、図６（ｂ）に示すように、搬送波の最小値と同じ値であるＶ相変調波Ｖｖ＊を生成する。また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第３の区間において、図６（ｃ）に示すように、搬送波の最小値と同じ値であるＵ相変調波Ｖｕ＊を生成する。そして、ドライブ回路４は、第３の区間において、図９（ａ）に示すように、搬送波の最大値であるＷ相変調波Ｖｗ＊と搬送波とを比較することで、図９（ｂ）に示すように、ハイレベルの駆動信号Ｓ５をスイッチング素子ＳＷ５のゲート端子に出力するとともに、図９（ｃ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ６をスイッチング素子ＳＷ６のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第３の区間において、図７（ａ）に示すように、搬送波の最小値であるＶ相変調波Ｖｖ＊と搬送波とを比較することで、図７（ｂ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ３をスイッチング素子ＳＷ３のゲート端子に出力するとともに、図７（ｃ）に示すように、ハイレベルの駆動信号ＳＷ４をスイッチング素子Ｓ４のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路４は、第３の区間において、図８（ａ）に示すように、搬送波の最小値であるＵＷ相変調波Ｖｕ＊と搬送波とを比較することで、図８（ｂ）に示すように、ローレベルの駆動信号Ｓ１をスイッチング素子ＳＷ１のゲート端子に出力するとともに、図８（ｃ）に示すように、ハイレベルの駆動信号ＳＷ２をスイッチング素子Ｓ２のゲート端子に出力する。これにより、第３の区間において、スイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ５が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ６が常時オフする。すなわち、第３の区間において、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値である場合、電動機Ｍが矩形波制御により駆動される。

【0072】

このように、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、電動機Ｍの制御周期の半周期（０～１８０［ｄｅｇ］）において、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値である場合、または、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最小値である場合、電動機Ｍが矩形波制御により駆動される。なお、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、電動機Ｍの制御周期の残りの半周期（第１の区間（１８０～２４０［ｄｅｇ］）、第２の区間（２４０～３００［ｄｅｇ］）、第３の区間（３００～３６０［ｄｅｇ］））においても、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値である場合、または、変調率Ｍｒｅｆ´が搬送波の最小値である場合、電動機Ｍを矩形波制御により駆動する。

【0073】

このように、実施形態の電動機Ｍの制御装置１は、電動機Ｍの制御周期のうち、第１の交流電圧Ｖｖのピークが存在する第１の区間において、電動機Ｍの出力に応じたＶ相変調波Ｖｖ＊を出力するとともに搬送波の最小値または最大値をＵ相変調波Ｖｕ＊及びＷ相変調波Ｖｗ＊として出力し、第２の交流電圧Ｖｕ＊のピークが存在する第２の区間において、電動機Ｍの出力に応じたＵ相変調波Ｖｕ＊を出力するとともに搬送波の最小値または最大値をＶ相変調波Ｖｖ＊及びＷ相変調波Ｖｗ＊として出力し、第３の交流電圧Ｖｗのピークが存在する第３の区間において、電動機Ｍの出力に応じたＷ相変調波Ｖｗ＊を出力するとともに搬送波の最小値または最大値をＶ相変調波Ｖｖ＊及びＵ相変調波Ｖｕ＊として出力する。

【0074】

これにより、電動機Ｍの制御周期（第１～第３の区間）において、電動機Ｍの出力に応じたＶ相変調波Ｖｖ＊、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、３相のスイッチング素子のうちの１相のスイッチング素子を繰り返しオン、オフさせること、すなわち、１相変調制御を行うことができる。また、電動機Ｍの制御周期において、電動機Ｍの出力に応じたＶ相変調波Ｖｖ＊、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊が搬送波の最小値または最大値である場合、３相のスイッチング素子をそれぞれ常時オンまたは常時オフさせること、すなわち、矩形波制御を行うことができる。また、電動機Ｍの制御周期において、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊に応じたデューティ比でスイッチング素子をオン、オフさせることができるため、電動機Ｍの出力に応じてスイッチング素子のオン時間を徐々に変化させることができる。そのため、電動機Ｍの出力が高くなり１相変調制御から矩形波制御に遷移しても、スイッチング素子のオン時間をシームレスに変化させることができるため、電動機Ｍに流れる電流の歪みを抑えることができ、トルクの変動を抑えることができる。また、第１～第３の区間毎に、スイッチング素子をスイッチングさせる相を切り替えるだけでよく、複雑な演算を必要としないため、制御装置１の演算負荷を抑えることができる。

【0075】

また、実施形態の電動機Ｍの制御装置１によれば、３相変調制御や２相変調制御を行う電動機の制御装置に比べて、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のスイッチング周波数を高くすることができるため、スイッチング周波数を可聴域外にシフトすることができ、騒音低減を図ることができる。

【0076】

図１０（ａ）は、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５の一例を示す図である。
図１０（ａ）に示すｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、位相角計算部１５１と、加算部１５２と、変調率計算部１５３と、変調率拡張部１５４と、変調波生成部１５５とを備える。

【0077】

位相角計算部１５１は、電流制御部１４から出力されるｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対応する位相角δを計算する。例えば、位相角計算部１５１は、下記式３の計算結果を、位相角δとする。

【0078】

【数1】

【0079】

加算部１５２は、位相角計算部１５１から出力される位相角δと、電気角検出部Ｓｐから出力される電気角θとの加算結果を、目標電気角θｖとする。なお、位相角計算部１５１と加算部１５２とにより目標電気角算出部が構成されるものとする。

【0080】

変調率計算部１５３は、電圧センサＳｖにより検出される入力電圧Ｖｉｎと、電流制御部１４から出力されるｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊とを用いて、変調率Ｍｒｅｆを計算する。例えば、変調率計算部１５３は、下記式４の計算結果を、変調率Ｍｒｅｆとする。なお、０＜Ｍｒｅｆ＜１とする。

【0081】

【数2】

【0082】

変調率拡張部１５４は、変調率計算部１５３から出力される変調率Ｍｒｅｆを拡張することにより変調率Ｍｒｅｆ´を求める。例えば、変調率拡張部１５４は、下記式５の計算結果を、変調率Ｍｆｅｒ´とする。なお、－１＜Ｍｆｅｒ´＜１とする。
Ｍｒｅｆ´＝２×Ｍｒｅｆ－１ ・・・式５
変調波生成部１５５は、加算部１５２から出力される目標電気角θｖと、変調率拡張部１５４から出力される変調率Ｍｒｅｆ´とを用いて、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊を生成する。例えば、変調波生成部１５５は、記憶部６に記憶されている情報Ｄ１を参照して、加算部１５２から出力される目標電気角θｖに対応するＵ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊を求める。

【0083】

図１０（ｂ）は、情報Ｄ１の一例を示す図である。
図１０（ｂ）に示す情報Ｄ１では、第１の区間である「０～６０［ｄｅｇ］」と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「－１（搬送波の最小値）」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「Ｍｒｅｆ´」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「－１」とが互いに対応付けられている。また、第２の区間である「６０～１２０［ｄｅｇ］」と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「Ｍｒｅｆ´」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「＋１（搬送波の最大値）」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「＋１」とが互いに対応付けられている。また、第３の区間である「１２０～１８０［ｄｅｇ］」と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「－１」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「－１」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「Ｍｒｅｆ´」とが互いに対応付けられている。また、第１の区間である「１８０～２４０［ｄｅｇ］」と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「＋１」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「Ｍｒｅｆ´」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「＋１」とが互いに対応付けられている。また、第２の区間である「２４０～３００［ｄｅｇ］」と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「Ｍｒｅｆ´」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「－１」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「－１」とが互いに対応付けられている。また、第３の区間である「３００～３６０［ｄｅｇ］」と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「＋１」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「＋１」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「Ｍｒｅｆ´」とが互いに対応付けられている。

【0084】

例えば、変調波生成部１５５は、目標電気角θｖ（５４［ｄｅｇ］）が第１の区間（０～６０［ｄｅｇ］）に入っている場合、Ｕ相変調波Ｖｕ＊として「－１」を出力するとともに、Ｖ相変調波Ｖｖ＊として「Ｍｒｅｆ´」を出力するとともに、Ｗ相変調波Ｖｗ＊として「－１」を出力する。これにより、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、第１の区間において、スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ４が繰り返しオン、オフし、スイッチング素子ＳＷ１が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ５が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ６が常時オンする。また、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値である場合、第１の区間において、スイッチング素子ＳＷ３が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ４が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ１が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ５が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ６が常時オンする。

【0085】

また、変調波生成部１５５は、目標電気角θｖ（１０８［ｄｅｇ］）が第２の区間（６０～１２０［ｄｅｇ］）に入っている場合、Ｕ相変調波Ｖｕ＊として「Ｍｒｅｆ´」を出力するとともに、Ｖ相変調波Ｖｖ＊として「＋１」を出力するとともに、Ｗ相変調波Ｖｗ＊として「＋１」を出力する。これにより、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、第２の区間において、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２が繰り返しオン、オフし、スイッチング素子ＳＷ３が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ４が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ５が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ６が常時オフする。また、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最小値である場合、第２の区間において、スイッチング素子ＳＷ１が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ３が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ４が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ５が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ６が常時オフする。

【0086】

また、変調波生成部１５５は、目標電気角θｖ（１６２［ｄｅｇ］）が第３の区間（１２０～１８０［ｄｅｇ］）に入っている場合、Ｕ相変調波Ｖｕ＊として「－１」を出力するとともに、Ｖ相変調波Ｖｖ＊として「－１」を出力するとともに、Ｗ相変調波Ｖｗ＊として「Ｍｒｅｆ´」を出力する。これにより、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、第３の区間において、スイッチング素子ＳＷ５、ＳＷ６が繰り返しオン、オフし、スイッチング素子ＳＷ３が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ４が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ１が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２が常時オンする。また、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値である場合、第３の区間において、スイッチング素子ＳＷ５が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ６が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ３が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ４が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ１が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２が常時オンする。

【0087】

すなわち、図１０（ａ）に示すｄｑ／ｕｖｗ変換部１５によれば、第１の区間において、電動機Ｍの出力に応じた変調率Ｍｒｅｆ´をＶ相変調波Ｖｖ＊として出力するとともに搬送波の最小値または最大値をＵ相変調波Ｖｕ＊及びＷ相変調波Ｖｗ＊として出力し、第２の区間において、電動機Ｍの出力に応じた変調率Ｍｒｅｆ´をＵ相変調波Ｖｕ＊として出力するとともに搬送波の最小値または最大値をＶ相変調波Ｖｖ＊及びＷ相変調波Ｖｗ＊として出力し、第３の区間において、電動機Ｍの出力に応じた変調率Ｍｒｅｆ´をＷ相変調波Ｖｗ＊として出力するとともに搬送波の最小値または最大値をＶ相変調波Ｖｖ＊及びＵ相変調波Ｖｕ＊として出力することができる。

【0088】

図１１（ａ）は、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５の他の例を示す図である。
図１１（ａ）に示すｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、２相３相変換部１５６と、変調波生成部１５７とを備える。

【0089】

２相３相変換部１５６は、電気角検出部Ｓｐから出力される電気角θを用いて、電流制御部１４から出力されるｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊＊（第２の電圧指令値）、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊（第１の電圧指令値）、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊（第３の電圧指令値）に変換する。例えば、２相３相変換部１５６は、下記式６に示す変換行列Ｃを用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊に変換する。

【0090】

【数3】

【0091】

変調波生成部１５７は、電圧センサＳｖにより検出される入力電圧Ｖｉｎと、電流制御部１４から出力されるｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊と、２相３相変換部１５６から出力されるＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊とを用いて、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊を演算する。例えば、変調波生成部１５７は、上記式３を計算することにより位相角δを求め、その位相角δと電気角検出部Ｓｐから出力される電気角θとの加算結果を目標電気角θｖとし、上記式４を計算することにより変調率Ｍｒｅｆを求め、上記式５を計算することにより変調率Ｍｆｅｒ´を求める。また、変調波生成部１５７は、記憶部６に記憶されている情報Ｄ２を参照して、２相３相変換部１５６から出力されるＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊により求められる分岐条件に対応するＵ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊を求める。

【0092】

図１１（ｂ）は、情報Ｄ２の一例を示す図である。
図１１（ｂ）に示す情報Ｄ２では、「Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値がＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊がゼロ以上である場合」という分岐条件と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「－１（搬送波の最小値）」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「Ｍｒｅｆ´」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「－１」とが互いに対応付けられている。また、「Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値がＶ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊＊がゼロ以上である場合」という分岐条件と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「Ｍｒｅｆ´」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「＋１（搬送波の最大値）」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「＋１」とが互いに対応付けられている。また、「Ｗ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値がＶ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値及びＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ＊＊がゼロ以上である場合」という分岐条件と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「－１」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「－１」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「Ｍｒｅｆ´」とが互いに対応付けられている。また、「Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値がＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊がゼロより小さい場合」という分岐条件と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「＋１」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「Ｍｒｅｆ´」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「＋１」とが互いに対応付けられている。また、「Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値がＶ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊＊がゼロより小さい場合」という分岐条件と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「Ｍｒｅｆ´」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「－１」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「－１」とが互いに対応付けられている。また、「Ｗ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値がＶ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値及びＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ＊＊がゼロより小さい場合」という分岐条件と、Ｕ相変調波Ｖｕ＊である「＋１」と、Ｖ相変調波Ｖｖ＊である「＋１」と、Ｗ相変調波Ｖｗ＊である「Ｍｒｅｆ´」とが互いに対応付けられている。

【0093】

例えば、変調波生成部１５７は、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値がＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊がゼロ以上である場合、すなわち、目標電気角θｖが第１の区間（０～６０［ｄｅｇ］）に入っている場合、Ｕ相変調波Ｖｕ＊として「－１」を出力するとともに、Ｖ相変調波Ｖｖ＊として「Ｍｒｅｆ´」を出力するとともに、Ｗ相変調波Ｖｗ＊として「－１」を出力する。これにより、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、第１の区間において、スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ４が繰り返しオン、オフし、スイッチング素子ＳＷ１が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ５が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ６が常時オンする。また、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値である場合、第１の区間において、スイッチング素子ＳＷ３が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ４が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ１が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ５が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ６が常時オンする。

【0094】

また、変調波生成部１５７は、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値がＶ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊＊がゼロ以上である場合、すなわち、目標電気角θｖが第２の区間（６０～１２０［ｄｅｇ］）に入っている場合、Ｕ相変調波Ｖｕ＊として「Ｍｒｅｆ´」を出力するとともに、Ｖ相変調波Ｖｖ＊として「＋１」を出力するとともに、Ｗ相変調波Ｖｗ＊として「＋１」を出力する。これにより、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、第２の区間において、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２が繰り返しオン、オフし、スイッチング素子ＳＷ３が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ４が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ５が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ６が常時オフする。また、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最小値である場合、第２の区間において、スイッチング素子ＳＷ１が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ３が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ４が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ５が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ６が常時オフする。

【0095】

また、変調波生成部１５７は、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値がＶ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値及びＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ＊＊がゼロ以上である場合、すなわち、目標電気角θｖが第３の区間（１２０～１８０［ｄｅｇ］）に入っている場合、Ｕ相変調波Ｖｕ＊として「－１」を出力するとともに、Ｖ相変調波Ｖｖ＊として「－１」を出力するとともに、Ｗ相変調波Ｖｗ＊として「Ｍｒｅｆ´」を出力する。これにより、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値より小さく、かつ、搬送波の最小値より大きい場合、第３の区間において、スイッチング素子ＳＷ５、ＳＷ６が繰り返しオン、オフし、スイッチング素子ＳＷ３が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ４が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ１が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２が常時オンする。また、Ｍｒｅｆ´が搬送波の最大値である場合、第３の区間において、スイッチング素子ＳＷ５が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ６が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ３が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ４が常時オンし、スイッチング素子ＳＷ１が常時オフし、スイッチング素子ＳＷ２が常時オンする。

【0096】

すなわち、図１１（ａ）に示すｄｑ／ｕｖｗ変換部１５によれば、第１の区間において、電動機Ｍの出力に応じた変調率Ｍｒｅｆ´をＶ相変調波Ｖｖ＊として出力するとともに搬送波の最小値または最大値をＵ相変調波Ｖｕ＊及びＷ相変調波Ｖｗ＊として出力し、第２の区間において、電動機Ｍの出力に応じた変調率Ｍｒｅｆ´をＵ相変調波Ｖｕ＊として出力するとともに搬送波の最小値または最大値をＶ相変調波Ｖｖ＊及びＷ相変調波Ｖｗ＊として出力し、第３の区間において、電動機Ｍの出力に応じた変調率Ｍｒｅｆ´をＷ相変調波Ｖｗ＊として出力するとともに搬送波の最小値または最大値をＶ相変調波Ｖｖ＊及びＵ相変調波Ｖｕ＊として出力することができる。

【0097】

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

【0098】

＜変形例１＞
図１２は、変形例１におけるｄｑ／ｕｖｗ変換部１５の動作の一例を示すフローチャートである。

【0099】

まず、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、演算部５の演算周期Ｔを求める（ステップＳ１）。例えば、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、今回取得された電気角θと前回取得された電気角θとの差を、演算周期Ｔとする。

【0100】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、演算部５の次の演算周期Ｔを推定する（ステップＳ２）。例えば、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、演算部５の現在の演算タイミングから演算周期Ｔ後の演算タイミングを、演算部５の次の演算周期Ｔの開始タイミングとし、その開始タイミングから演算周期Ｔ後の演算タイミングを、演算部５の次の演算周期Ｔの終了タイミングとし、その開始タイミングから終了タイミングまでの範囲を、演算部５の次の演算周期Ｔとする。なお、現在の演算タイミングで求められたＵ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊は、次の演算周期Ｔにおいて、インバータ回路２の動作に反映されるものとする。

【0101】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミング（０［ｄｅｇ］、６０［ｄｅｇ］、１２０［ｄｅｇ］、１８０［ｄｅｇ］、２４０［ｄｅｇ］、３００［ｄｅｇ］）が存在する場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、切り替わり時間ｔｃを設定する（ステップＳ４）。例えば、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第１～第３の区間の切り替わりタイミングと、次の演算周期Ｔの開始タイミングとの差を、切り替わり時間ｔｃとする。

【0102】

一方、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在しない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、切り替わり時間ｔｃを演算周期より大きい値に設定する（ステップＳ５）。

【0103】

そして、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、入力電圧Ｖｉｎ及び電気角θを用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊に変換し、次の演算周期Ｔの開始タイミングになると、切り替わり時間ｔｃ経過後に、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊のそれぞれの値を切り替える（ステップＳ６）。

【0104】

図１３は、切り替わり時間ｔｃの設定を説明するための図である。なお、図１３に示す２次元座標の横軸は、電動機Ｍの回転子の電気角θにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対応する位相角δを加算した目標電気角θｖを示し、縦軸は、電圧を示している。また、図１３に示す実線はＵ相変調波Ｖｕ＊を示し、図１３に示す破線はＶ相変調波Ｖｖ＊を示し、図１３に示す一点鎖線はＷ相変調波Ｖｗ＊を示している。また、演算部５の演算周期Ｔを１８［ｄｅｇ］とする。

【0105】

例えば、演算部５の現在の演算タイミングにおける目標電気角θｖを３６［ｄｅｇ］とする場合を想定する。または、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値がＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊がゼロ以上である場合を想定する。

【0106】

ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、３６［ｄｅｇ］＋１８［ｄｅｇ］＝５４［ｄｅｇ］を、演算部５の次の演算周期Ｔの開始タイミングとし、５４［ｄｅｇ］＋１８［ｄｅｇ］＝７２［ｄｅｇ］を、演算部５の次の演算周期Ｔの終了タイミングとし、５４［ｄｅｇ］～７２［ｄｅｇ］を、演算部５の次の演算周期Ｔとする。

【0107】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、目標電気角θｖが第１の区間（０～６０［ｄｅｇ］）に入ると判断し、または、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値がＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊がゼロ以上であると判断し、次の演算周期Ｔ（５４［ｄｅｇ］～７２［ｄｅｇ］）において、第１の区間から第２の区間の切り替わりタイミングとして６０［ｄｅｇ］が存在すると判断すると、６０［ｄｅｇ］－５４［ｄｅｇ］＝６［ｄｅｇ］に相当する時間を、切り替わり時間ｔｃとする。

【0108】

そして、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、次の演算周期Ｔの開始タイミング（５４［ｄｅｇ］）になると、切り替わり時間ｔｃ（６［ｄｅｇ］に相当する時間）経過後に、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊のそれぞれの値を切り替える。すなわち、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、６０［ｄｅｇ］になると、Ｖ相変調波Ｖｖ＊の値を変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最大値に切り替えるとともに、Ｗ相変調波Ｖｗ＊の値を搬送波の最小値から最大値に切り替えるとともに、Ｕ相変調波Ｖｕ＊の値を搬送波の最小値から変調率Ｍｒｅｆ´に切り替える。なお、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１の区間から第２の区間の切り替わりタイミングが存在しない場合、演算周期途中の変調波の変更は行わず、その次の演算周期になるまで継続して出力する。

【0109】

このように、変形例１におけるｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、次の演算周期Ｔにおいて、第１の区間から第２の区間への切り替わりタイミング、第２の区間から第３の区間への切り替わりタイミング、または第３の区間から第１の区間への切り替わりタイミングが存在する場合、その切り替わりタイミングに次の演算周期Ｔの開始タイミングを合わせる。言い換えると、変形例１におけるｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、次の演算周期Ｔにおいて、第１の区間から第２の区間への切り替わりタイミング、第２の区間から第３の区間への切り替わりタイミング、または第３の区間から第１の区間への切り替わりタイミングが存在する場合、その切り替わりタイミングを、演算部５の演算周期の開始タイミングから切り替わり時間ｔｃ経過後にずらしている。

【0110】

これにより、第１の区間から第２の区間への切り替わりタイミング、第２の区間から第３の区間への切り替わりタイミング、または第３の区間から第１の区間への切り替わりタイミングにおいて、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊のそれぞれの値を切り替えることができるため、スイッチング素子をオンさせる必要がないときにスイッチング素子をオンさせたり、スイッチング素子をオンさせる必要があるときにスイッチング素子をオフさせたりすることを防止することができ、電動機Ｍに流れる電流に生じる歪みをさらに抑えることができ、トルクの変動をさらに抑えることができる。

【0111】

＜変形例２＞
図１４は、変形例２におけるｄｑ／ｕｖｗ変換部１５の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図１４に示すステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５は、図１２に示すステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５と同様とし、その説明を省略する。

【0112】

図１４に示すフローチャートにおいて、図１２に示すフローチャートと異なる点は、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在する場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、第１～第３の優先順位に対応する変調波を基に、切り替わり時間ｔｃ１～ｔｃ３を設定し（ステップＳ４´）、次の演算周期Ｔの開始タイミングになると、切り替わり時間ｔｃ１～ｔｃ３経過後に、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊のそれぞれの値を切り替える（ステップＳ６´）点である。なお、第１の優先順位に対応する変調波は、第１～第３の区間の切り替わりタイミングにおいて、変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最小値または最大値に切り替わる変調波とする。また、第２の優先順位に対応する変調波は、第１～第３の区間の切り替わりタイミングにおいて、搬送波の最小値から最大値に切り替わる変調波または搬送波の最大値から最小値に切り替わる変調波とする。また、第３の優先順位に対応する変調波は、第１～第３の区間の切り替わりタイミングにおいて、搬送波の最小値または最大値から変調率Ｍｒｅｆ´に切り替わる変調波とする。

【0113】

ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在する場合、その切り替わりタイミングにおいて、第１の優先順位に対応する変調波、第２の優先順位に対応する変調波、第３の優先順位に対応する変調波の順に、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊のそれぞれの値を切り替える。

【0114】

すなわち、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、次の演算周期Ｔにおいて、第１の区間から第２の区間への切り替わりタイミングが存在する場合、その切り替わりタイミングにおいて、Ｖ相変調波Ｖｖ＊の値を変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最小値または最大値に切り替えた後、Ｗ相変調波Ｖｗ＊の値を搬送波の最小値から最大値にまたは搬送波の最大値から最小値に切り替えた後、Ｕ相変調波Ｖｕ＊の値を搬送波の最小値または最大値から変調率Ｍｒｅｆ´に切り替える。

【0115】

また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、次の演算周期Ｔにおいて、第２の区間から第３の区間への切り替わりタイミングが存在する場合、その切り替わりタイミングにおいて、Ｕ相変調波Ｖｕ＊の値を変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最小値または最大値に切り替えた後、Ｖ相変調波Ｖｖ＊の値を搬送波の最小値から最大値にまたは搬送波の最大値から最小値に切り替えた後、Ｗ相変調波Ｖｗ＊の値を搬送波の最小値または最大値から変調率に切り替える。

【0116】

また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、次の演算周期Ｔにおいて、第３の区間から第１の区間への切り替わりタイミングが存在する場合、その切り替わりタイミングにおいて、Ｗ相変調波Ｖｗ＊の値を変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最小値または最大値に切り替えた後、Ｕ相変調波Ｖｕ＊の値を搬送波の最小値から最大値または搬送波の最大値から最小値に切り替えた後、Ｖ相変調波Ｖｖ＊の値を搬送波の最小値または最大値から変調率に切り替える。

【0117】

図１５（ａ）～図１５（ｃ）は、切り替わり時間ｔｃ１～ｔｃ３の設定を説明するための図である。なお、図１５（ａ）～図１５（ｃ）に示す２次元座標の横軸は、電動機Ｍの回転子の電気角θにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対応する位相角δを加算した目標電気角θｖを示し、縦軸は、電圧を示している。また、図１５（ａ）～（ｃ）に示す実線はＵ相変調波Ｖｕ＊を示し、図１５（ａ）～図１５（ｃ）に示す破線はＶ相変調波Ｖｖ＊を示し、図１５（ａ）～図１５（ｃ）に示す一点鎖線はＷ相変調波Ｖｗ＊を示している。また、演算部５の演算周期Ｔを１８［ｄｅｇ］とする。

【0118】

例えば、演算部５の現在の演算タイミングにおける目標電気角θｖを３６［ｄｅｇ］とする場合を想定する。または、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値がＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊がゼロ以上である場合を想定する。

【0119】

ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、３６［ｄｅｇ］＋１８［ｄｅｇ］＝５４［ｄｅｇ］を、演算部５の次の演算周期Ｔの開始タイミングとし、５４［ｄｅｇ］＋１８［ｄｅｇ］＝７２［ｄｅｇ］を、演算部５の次の演算周期Ｔの終了タイミングとし、５４［ｄｅｇ］～７２［ｄｅｇ］を、演算部５の次の演算周期Ｔとする。

【0120】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、目標電気角θｖが第１の区間（０～６０［ｄｅｇ］）に入ると判断し、または、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値がＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊がゼロ以上であると判断し、次の演算周期Ｔ（５４［ｄｅｇ］～７２［ｄｅｇ］）において、第１の区間から第２の区間の切り替わりタイミングとして６０［ｄｅｇ］が存在すると判断すると、切り替わり時間ｔｃ１～ｔｃ３を設定する。

【0121】

例えば、図１５（ａ）に示すように、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、６０［ｄｅｇ］－５４［ｄｅｇ］＝６［ｄｅｇ］に相当する時間を、切り替わり時間ｔｃ２とし、切り替わり時間ｔｃ２よりΔｔ短い時間を、切り替わり時間ｔｃ１とし、切り替わり時間ｔｃ２よりΔｔ長い時間を、切り替わり時間ｔｃ３とする。なお、Δｔは、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊のそれぞれの値を切り替えるタイミングが互いに一致しないように、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊のそれぞれの値を切り替えるタイミングをずらすための時間（電気角）であって、Δｔの２倍の時間は、Δｔの２倍の時間においてスイッチング素子が繰り返しオン、オフしていなくても、電動機Ｍに流れる電流の歪みを許容することが可能な最小時間とする。

【0122】

または、図１５（ｂ）に示すように、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、６０［ｄｅｇ］－５４［ｄｅｇ］＝６［ｄｅｇ］に相当する時間を、切り替わり時間ｔｃ１とし、切り替わり時間ｔｃ１よりΔｔ長い時間を、切り替わり時間ｔｃ２とし、切り替わり時間ｔｃ２よりΔｔ長い時間を、切り替わり時間ｔｃ３としてもよい。

【0123】

または、図１５（ｃ）に示すように、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、６０［ｄｅｇ］－５４［ｄｅｇ］＝６［ｄｅｇ］に相当する時間を、切り替わり時間ｔｃ３とし、切り替わり時間ｔｃ３よりΔｔ短い時間を、切り替わり時間ｔｃ２とし、切り替わり時間ｔｃ２よりΔｔ短い時間を、切り替わり時間ｔｃ１としてもよい。

【0124】

そして、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、次の演算周期Ｔの開始タイミング（５４［ｄｅｇ］）になると、切り替わり時間ｔｃ１経過後に、Ｖ相変調波Ｖｖ＊の値を変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最大値に切り替え、切り替わり時間ｔｃ２経過後に、Ｗ相変調波Ｖｗ＊の値を搬送波の最小値から最大値に切り替え、切り替わり時間ｔｃ３経過後に、Ｕ相変調波Ｖｕ＊の値を搬送波の最小値から変調率Ｍｒｅｆ´に切り替える。

【0125】

このように、変形例２におけるｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、第１の区間から第２の区間への切り替わりタイミング、第２の区間から第３の区間への切り替わりタイミング、または第３の区間から第１の区間への切り替わりタイミングにおいて、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊のそれぞれの値の切り替わりタイミングが互いに重ならないように、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊のそれぞれの値の切り替わりタイミングをずらしている。

【0126】

これにより、第１の区間から第２の区間への切り替わりタイミング、第２の区間から第３の区間への切り替わりタイミング、または第３の区間から第１の区間への切り替わりタイミングにおいて、互いに異なるスイッチング素子が同時にオンすることを回避することができるため、逆極性パルスが生じることを抑えることができ、電磁ノイズを抑えることができる。そのため、電動機に流れる電流に生じる歪みをさらに抑えることができ、トルクの変動をさらに抑えることができる。

【0127】

＜変形例３＞
ところで、変形例１や変形例２のように、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在し、その切り替わりタイミングを、演算部５の演算周期の開始タイミングから切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１経過後にずらす場合、駆動信号Ｓのデューティ比と所望のデューティ比との誤差が比較的大きくなるおそれがある。

【0128】

図１６は、変形例１または変形例２におけるＶ相変調波Ｖｖ＊、搬送波、及び駆動信号Ｓ３の一例を示す図である。なお、搬送波の１周期を９［ｄｅｇ］とする。

【0129】

図１６において、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５は、次の演算周期Ｔの開始タイミング（５４［ｄｅｇ］）になると、切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１（６［ｄｅｇ］に相当する時間）経過後に、Ｖ相変調波Ｖｖ＊の値を変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最大値に切り替えている。

【0130】

このように、次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在する場合で、かつ、切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１が搬送波の１周期よりも短くなる場合、次の演算周期Ｔの開始タイミングから搬送波の１周期分経過するまでの途中において、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が変調波Ｍｒｅｆ´から搬送波の最大値に切り替わるため、駆動信号Ｓ３のデューティ比が変調波Ｍｒｅｆ´に応じたデューティ比と一致しなくなってしまう。すなわち、次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在する場合、駆動信号Ｓのデューティ比と所望なデューティ比との誤差が比較的大きくなるおそれがある。そして、駆動信号Ｓのデューティ比と所望なデューティ比との誤差が比較的大きくなると、電動機Ｍに流れる電流に低次の高調波（ビート）が乗り、トルクリプルや騒音振動が増加するおそれがある。

【0131】

そこで、変形例３における電動機Ｍの制御装置１では、次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在する場合、次の演算周期Ｔの開始タイミングから切り替わり時間ｔｃが経過するまでの期間において、駆動信号Ｓのデューティ比と所望なデューティ比との誤差が比較的小さくなるように、搬送波の周波数ｆを所定周波数に切り替える。

【0132】

図１７は、変形例３における電動機Ｍの制御装置１の一例を示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

【0133】

図１７に示す電動機Ｍの制御装置１において、図１に示す電動機Ｍの制御装置１と異なる点は、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５及びドライブ回路４の代わりに、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´及びドライブ回路４´を備えている点である。

【0134】

ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、電圧センサＳｖにより検出される入力電圧Ｖｉｎ及び電気角検出部Ｓｐにより検出される電気角θを用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊に変換するとともに、搬送波の周波数ｆを所定周波数に設定する。なお、演算部５により演算された結果（Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、Ｗ相変調波Ｖｗ＊、及び周波数ｆ）は、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、インバータ回路２の動作に反映されるものとする。

【0135】

ドライブ回路４´は、ＩＣなどにより構成され、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´から出力されるＵ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊と、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´から出力される周波数ｆの搬送波とを比較し、その比較結果に応じた駆動信号Ｓ１～Ｓ６をスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれのゲート端子に出力する。

【0136】

図１８（ａ）は、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´の一例を示す図である。なお、図１０（ａ）に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

【0137】

図１８（ａ）に示すｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、位相角計算部１５１と、加算部１５２と、変調率計算部１５３と、変調率拡張部１５４と、変調波生成部１５５´と、速度演算部１５８とを備える。

【0138】

速度演算部１５８は、電気角検出部Ｓｐにより検出される電気角θを用いて、電動機Ｍの回転子の回転速度ωを演算する。例えば、速度演算部１５８は、電気角θを時間で微分することにより回転速度ωを求める。

【0139】

変調波生成部１５５´は、加算部１５２から出力される目標電気角θｖと、変調率拡張部１５４から出力される変調率Ｍｒｅｆ´と、速度演算部１５８により演算される回転速度ωとを用いて、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊を生成するとともに搬送波の周波数ｆを所定周波数に設定する。例えば、変調波生成部１５５´は、記憶部６に記憶されている情報Ｄ１を参照して、加算部１５２から出力される目標電気角θｖに対応するＵ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊を求める。また、変調波生成部１５５´は、搬送波の周波数ｆを、デフォルトの周波数ｆｄ、または、切り替わり時間ｔｃの逆数である周波数ｆｃ、または、切り替わり時間ｔｃ１の逆数である周波数ｆｃ１に設定する。なお、デフォルトの周波数ｆｄは、例えば、演算部５の演算周期や回転速度ωに応じた周波数とする。

【0140】

図１８（ｂ）は、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´の他の例を示す図である。なお、図１１（ａ）に示す構成や図１８（ａ）に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

【0141】

図１８（ｂ）に示すｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、２相３相変換部１５６と、変調波生成部１５７´と、速度演算部１５８とを備える。

【0142】

変調波生成部１５７´は、電圧センサＳｖにより検出される入力電圧Ｖｉｎと、電流制御部１４から出力されるｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊と、２相３相変換部１５６から出力されるＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊とを用いて、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊を生成するとともに搬送波の周波数ｆを所定周波数に設定する。例えば、変調波生成部１５７´は、上記式３を計算することにより位相角δを求め、その位相角δと電気角検出部Ｓｐから出力される電気角θとの加算結果を目標電気角θｖとし、上記式４を計算することにより変調率Ｍｒｅｆを求め、上記式５を計算することにより変調率Ｍｆｅｒ´を求める。また、変調波生成部１５７´は、記憶部６に記憶されている情報Ｄ２を参照して、２相３相変換部１５６から出力されるＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊により求められる分岐条件に対応するＵ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊を求める。また、変調波生成部１５７´は、搬送波の周波数ｆを、周波数ｆｄ、周波数ｆｃ、または、周波数ｆｃ１に設定する。

【0143】

図１９は、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図１９に示すステップＳ１～ステップＳ５は、図１２に示すステップＳ１～ステップＳ５と同様である。

【0144】

まず、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、演算部５の演算周期Ｔを求め（ステップＳ１）、演算部５の次の演算周期Ｔを推定し（ステップＳ２）、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在するか否かを判断する（ステップＳ３）。

【0145】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在する場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、その切り替わりタイミングに基づいて切り替わり時間ｔｃを設定し（ステップＳ４）、切り替わり時間ｔｃが最小時間ｔ＿ｍｉｎ以上である場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、搬送波の周波数ｆを周波数ｆｃに設定し（ステップＳ８）、ステップ１０に移行する。最小時間ｔ＿ｍｉｎは、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６をオフからオンまたはオンからオフに切り替えることが可能な場合の搬送波の１周期の最小値とする。

【0146】

一方、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在しない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、切り替わり時間ｔｃを次の演算周期Ｔより大きい値に設定し（ステップＳ５）、搬送波の周波数ｆを周波数ｆｄに設定し（ステップＳ９）、ステップＳ１０に移行する。

【0147】

また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、切り替わり時間ｔｃが最小時間ｔ＿ｍｉｎより短い場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、搬送波の周波数ｆを周波数ｆｄに設定し（ステップＳ９）、ステップＳ１０に移行する。

【0148】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、ステップＳ１０において、入力電圧Ｖｉｎ及び電気角θを用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊に変換し、次の演算周期Ｔの開始タイミングになると、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊をドライブ回路４´に出力するとともに、周波数ｆをドライブ回路４´に出力する。

【0149】

また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、ステップＳ１０において、次の演算周期Ｔの開始タイミングから切り替わり時間ｔｃが経過すると、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊を、変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最大値、搬送波の最小値から変調率Ｍｒｅｆ´、搬送波の最小値から搬送波の最大値、搬送波の最大値から搬送波の最小値、変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最小値、または搬送波の最大値から変調率Ｍｒｅｆ´に切り替えるとともに、周波数ｆを周波数ｆｄに切り替える。

【0150】

図２０は、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´の動作の他の例を示すフローチャートである。なお、図２０に示すステップＳ１～ステップＳ４´、ステップＳ５は、図１４に示すステップＳ１～ステップＳ４´、ステップＳ５と同様である。また、図２０に示すステップＳ９及びステップＳ１０は、図１９に示すステップＳ９及びステップＳ１０と同様である。

【0151】

まず、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、演算部５の演算周期Ｔを求め（ステップＳ１）、演算部５の次の演算周期Ｔを推定し（ステップＳ２）、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在するか否かを判断する（ステップＳ３）。

【0152】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在する場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、その切り替わりタイミングに基づいて切り替わり時間ｔｃ１～ｔｃ３を設定し（ステップＳ４´）、切り替わり時間ｔｃ１が最小時間ｔ＿ｍｉｎ以上である場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、周波数ｆを周波数ｆｃ１に設定し（ステップＳ１２）、ステップＳ１０に移行する。

【0153】

一方、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在しない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、切り替わり時間ｔｃを次の演算周期Ｔより大きい値に設定し（ステップＳ５）、周波数ｆを周波数ｆｄに設定し（ステップＳ９）、ステップＳ１０に移行する。

【0154】

また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、切り替わり時間ｔｃ１が最小時間ｔ＿ｍｉｎより短い場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、周波数ｆを周波数ｆｄに設定し（ステップＳ９）、ステップＳ１０に移行する。

【0155】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、ステップＳ１０において、入力電圧Ｖｉｎ及び電気角θを用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊に変換し、次の演算周期Ｔの開始タイミングになると、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊をドライブ回路４´に出力するとともに、周波数ｆをドライブ回路４´に出力する。

【0156】

また、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、ステップＳ１０において、次の演算周期Ｔの開始タイミングから切り替わり時間ｔｃが経過すると、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊を、変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最大値、搬送波の最小値から変調率Ｍｒｅｆ´、搬送波の最小値から搬送波の最大値、搬送波の最大値から搬送波の最小値、変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最小値、または搬送波の最大値から変調率Ｍｒｅｆ´に切り替えるとともに、周波数ｆを周波数ｆｄに切り替える。

【0157】

これにより、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在しない場合、次の演算周期Ｔにおいて、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊が同じ値のまま切り替わらない。

【0158】

また、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在しない場合、次の演算周期Ｔにおいて、搬送波の周波数ｆが周波数ｆｄに設定されたまま切り替わらない。

【0159】

一方、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在する場合、次の演算周期Ｔの開始タイミングから切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１が経過したタイミングにおいて、Ｕ相変調波Ｖｕ＊、Ｖ相変調波Ｖｖ＊、及びＷ相変調波Ｖｗ＊が、変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最大値、搬送波の最小値から変調率Ｍｒｅｆ´、搬送波の最小値から搬送波の最大値、搬送波の最大値から搬送波の最小値、変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最小値、または搬送波の最大値から変調率Ｍｒｅｆ´に切り替わる。

【0160】

また、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在する場合、次の演算周期Ｔの開始タイミングから切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１が経過するまでの期間において、搬送波の周波数ｆが周波数ｆｃまたは周波数ｆｃ１に設定され、切り替わりタイミング時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１が経過したタイミングから次の演算周期Ｔの終了タイミングまでの期間において、搬送波の周波数ｆが周波数ｆｄに設定される。

【0161】

図２１は、変形例３におけるＶ相変調波Ｖｖ＊、搬送波、及び駆動信号Ｓ３の一例を示す図である。なお、演算部５の各演算周期を１８［ｄｅｇ］とし、周波数ｆが周波数ｆｄに設定されているときの搬送波の１周期を９［ｄｅｇ］とする。

【0162】

まず、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、３６［ｄｅｇ］＋１８［ｄｅｇ］＝５４［ｄｅｇ］を、演算部５の次の演算周期Ｔの開始タイミングとし、５４［ｄｅｇ］＋１８［ｄｅｇ］＝７２［ｄｅｇ］を、演算部５の次の演算周期Ｔの終了タイミングとし、５４～７２［ｄｅｇ］を、演算部５の次の演算周期Ｔとする。

【0163】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、目標電気角θｖが第１の区間（０～６０［ｄｅｇ］）に入ると判断し、または、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊の絶対値がＵ相電圧指令値Ｖｕ＊＊の絶対値及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊＊の絶対値より大きい場合で、かつ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊＊がゼロ以上であると判断し、演算部５の次の演算周期Ｔ（５４［ｄｅｇ］～７２［ｄｅｇ］）において、第１の区間から第２の区間の切り替わりタイミングとして６０［ｄｅｇ］が存在すると判断すると、６０［ｄｅｇ］－５４［ｄｅｇ］＝６［ｄｅｇ］に相当する時間を、切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１とする。

【0164】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１が最小時間ｔ＿ｍｉｎ以上であると判断すると、搬送波の周波数ｆを周波数ｆｃまたは周波数ｆｃ１に設定する。

【0165】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、演算部５の次の演算周期Ｔの開始タイミング（５４［ｄｅｇ］）になると、Ｖ相変調波Ｖｖ＊として変調率Ｍｒｅｆ´をドライブ回路４´に出力するとともに、周波数ｆとして周波数ｆｃまたは周波数ｆｃ１をドライブ回路４´に出力する。

【0166】

次に、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、切り替わり時間ｔｃが経過すると（６０［ｄｅｇ］）、ドライブ回路４´に出力しているＶ相変調波Ｖｖ＊を変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最大値に切り替えるとともに、ドライブ回路４´に出力している周波数ｆを周波数ｆｃまたは周波数ｆｃ１から周波数ｆｄに切り替える。

【0167】

そして、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、演算部５の次の演算周期Ｔの終了タイミング（７２［ｄｅｇ］）になるまで、Ｖ相変調波Ｖｖ＊として搬送波の最大値をドライブ回路４´に出力するとともに、周波数ｆとして周波数ｆｄをドライブ回路４´に出力する。

【0168】

すなわち、ｄｑ／ｕｖｗ変換部１５´は、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在する場合、次の演算周期Ｔの開始タイミングから切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１が経過するまでの期間における搬送波の周波数ｆを、デフォルトの周波数ｆｄから、切り替わり時間ｔｃの逆数である周波数ｆｃまたは切り替わり時間ｔｃ１の逆数である周波数ｆｃ１に切り替えている。

【0169】

これにより、次の演算周期Ｔの開始タイミングから切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１が経過するまでの期間において、搬送波の１周期を切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１と一致させることができるため、切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１の経過途中において、Ｖ相変調波Ｖｖ＊が変調率Ｍｒｅｆ´から搬送波の最大値に切り替わらないようにすることができる。そのため、次の演算周期Ｔの開始タイミングから切り替わり時間ｔｃまたは切り替わり時間ｔｃ１が経過するまでの期間において、駆動信号Ｓ３のデューティ比を変調率Ｍｒｅｆ´に応じたデューティ比と一致させることができる。

【0170】

このように、変形例３における電動機Ｍの制御装置１では、演算部５の次の演算周期Ｔにおいて、第１～第３の区間の切り替わりタイミングが存在する場合、搬送波の周波数ｆを切り替わり時間ｔｃの逆数である周波数ｆｃまたは切り替わり時間ｔｃ１の逆数である周波数ｆｃ１に設定することにより、駆動信号Ｓのデューティ比と所望のデューティ比との誤差を小さくすることができるため、電動機Ｍに流れる電流に低次の高調波が乗ることを抑制することができ、トルクリプルや騒音振動が増加することを抑制することができる。

【符号の説明】

【0171】

１ 制御装置
２ インバータ回路
３ 制御回路
４ ドライブ回路
４´ ドライブ回路
５ 演算部
６ 記憶部
７ 速度演算部
８ 減算部
９ トルク制御部
１０ トルク／電流指令値変換部
１１ 座標変換部
１２ 減算部
１３ 減算部
１４ 電流制御部
１５ ｄｑ／ｕｖｗ変換部
１５´ ｄｑ／ｕｖｗ変換部
１５１ 位相角計算部
１５２ 加算部
１５３ 変調率計算部
１５４ 拡張変調率計算部
１５５ 変調波生成部
１５５´ 変調波生成部
１５６ ２相３相変換部
１５７ 変調波生成部
１５７´ 変調波生成部
１５８ 速度演算部

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】