特許 7322808 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】2023-07-31

(45)【発行日】2023-08-08

(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】

   H02P 27/08 20060101AFI20230801BHJP

   H02P 21/26 20160101ALI20230801BHJP

【ＦＩ】

H02P27/08

H02P21/26

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020088095

(22)【出願日】2020-05-20

(65)【公開番号】P2021182836

(43)【公開日】2021-11-25

【審査請求日】2022-08-09

(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】大神 崇

(72)【発明者】

【氏名】川島 隆

【審査官】佐藤 彰洋

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０６４３２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ４／００

Ｈ０２Ｐ ２１／００－２５／０３

Ｈ０２Ｐ ２５／０４

Ｈ０２Ｐ ２５／０８－３１／００

Ｈ０２Ｍ ７／４２－７／９８

(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、
前記３相電圧指令値とキャリア信号とに基づいてＰＷＭ信号を生成する生成部と、
を備え、前記ＰＷＭ信号を用いて前記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相電圧指令値が同一である状況において前記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予め定められた閾値利用率以下である場合、前記３相コイルの線間電圧が同一であって変化範囲が互いに異なる３相電圧指令値を、切替周期で切り替えて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】

前記インバータ制御装置は、予め定められた出力周期で前記ＰＷＭ信号を前記３相スイッチング素子に出力することにより、前記３相スイッチング素子をＰＷＭ制御するものであり、
前記切替周期は前記出力周期である請求項１に記載のインバータ制御装置。

【請求項3】

前記切替周期は、前記キャリア信号の周期であるキャリア周期と同じである請求項１又は請求項２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、前記車載用電動モータの線間電圧が同一であって変化範囲が互いに異なる３相電圧指令値として、
第１の３相電圧指令値と、
前記第１の３相電圧指令値よりも変化範囲が大きい第２の３相電圧指令値と、
を少なくとも導出する請求項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、前記切替周期ごとに、導出する前記３相電圧指令値を、前記第１の３相電圧指令値と前記第２の３相電圧指令値とに交互に切り替える請求項４に記載のインバータ制御装置。

【請求項6】

前記第１の３相電圧指令値は、中性点電位が一定の３相基準指令値であり、
前記第２の３相電圧指令値は、前記３相基準指令値に対して中性点振幅を有する中性点電位が重畳された３相変化指令値である請求項４又は請求項５に記載のインバータ制御装置。

【請求項7】

前記第１の３相電圧指令値は、中性点電位が第１中性点振幅で変化している第１の３相変化指令値であり、
前記第２の３相電圧指令値は、中性点電位が前記第１中性点振幅よりも大きい第２中性点振幅で変化している第２の３相変化指令値である請求項４又は請求項５に記載のインバータ制御装置。

【請求項8】

前記第１の３相電圧指令値は、３相変調方式の値であり、
前記第２の３相電圧指令値は、２相変調方式の値である請求項４又は請求項５に記載のインバータ制御装置。

【請求項9】

前記第１の３相電圧指令値を導出するのに用いられる第１マップデータと、前記第２の３相電圧指令値を導出するのに用いられる第２マップデータと、を備え、
前記３相電圧指令値導出部は、参照するマップデータを切り替えることにより、導出する前記３相電圧指令値を切り替える請求項４～８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10】

前記車載用電動モータと、
前記インバータ回路と、
請求項１～９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11】

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１０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、３相電圧指令値が周期的に同じ値となることによって特定周波数のノイズが発生するおそれがある。特に、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、相対的に３相電圧指令値に対して特定周波数のノイズが大きくなり易いため、特定周波数のノイズに起因する影響が大きくなり易いことが懸念される。

【0005】

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は電圧利用率が低い状況下において３相電圧指令値が周期的に同じ値となることによって生じる特定周波数のノイズを低減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、前記３相電圧指令値とキャリア信号とに基づいてＰＷＭ信号を生成する生成部と、を備え、前記ＰＷＭ信号を用いて前記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相電圧指令値が同一である状況において前記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予め定められた閾値利用率以下である場合、前記３相コイルの線間電圧が同一であって変化範囲が互いに異なる３相電圧指令値を、切替周期で切り替えて導出することを特徴とする。

【0007】

かかる構成によれば、電圧利用率が閾値利用率以下である場合、３相電圧指令値は、３相コイルの線間電圧が同一のまま、変化範囲が異なる値に切替周期で切り替わる。これにより、仮に２相電圧指令値が同一であっても、３相電圧指令値は切替周期で変化する。したがって、電圧利用率が低い状況下において３相電圧指令値が周期的に同じ値となることに起因する特定周波数のノイズを低減できる。

【0008】

特に、本構成によれば、３相電圧指令値が切り替わった場合であっても３相コイルに印加される線間電圧は同一となっている。これにより、車載用電動モータには同一のトルクが付与される。したがって、３相電圧指令値を切り替えることに起因して異なるトルクが付与されるといった不都合を抑制できる。

【0009】

以上のことから、車載用電動モータに対して適切なトルクを付与した状態を維持しつつ、電圧利用率が低い状況下において３相電圧指令値が周期的に同じ値となることによって生じる特定周波数のノイズを低減できる。

【0010】

上記インバータ制御装置について、前記インバータ制御装置は、予め定められた出力周期で前記ＰＷＭ信号を前記３相スイッチング素子に出力することにより、前記３相スイッチング素子をＰＷＭ制御するものであり、前記切替周期は前記出力周期であるとよい。

【0011】

かかる構成によれば、ＰＷＭ信号が出力される度に３相電圧指令値が切り替わる。これにより、３相コイルに入力される３相電圧指令値が連続して同じ値となることを抑制できる。

【0012】

上記インバータ制御装置について、前記切替周期は、前記キャリア信号の周期であるキャリア周期と同じであるとよい。
かかる構成によれば、３相電圧指令値がキャリア周期で切り替わるため、キャリア周期に対応する周波数のノイズを低減できる。

【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、前記車載用電動モータの線間電圧が同一であって変化範囲が互いに異なる３相電圧指令値として、第１の３相電圧指令値と、前記第１の３相電圧指令値よりも変化範囲が大きい第２の３相電圧指令値と、を少なくとも導出するとよい。

【0014】

かかる構成によれば、３相電圧指令値を、少なくとも第１の３相電圧指令値と第２の３相電圧指令値とに切り替えることができる。これにより、上述した効果を得ることができる。

【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、前記切替周期ごとに、導出する前記３相電圧指令値を、前記第１の３相電圧指令値と前記第２の３相電圧指令値とに交互に切り替えるとよい。

【0016】

かかる構成によれば、第１の３相電圧指令値と第２の３相電圧指令値とに交互に切り替わることにより、特定の値に偏ることを抑制しつつ３相電圧指令値をバラつかせることができる。

【0017】

詳述すると、仮に第２の３相電圧指令値よりも第１の３相電圧指令値となる頻度が高い場合、第１の３相電圧指令値に対応するノイズが第２の３相電圧指令値に対応するノイズよりも大きくなり易く、第１の３相電圧指令値に対応するノイズが局所的に大きくなることが懸念される。

【0018】

この点、本構成によれば、３相電圧指令値が第１の３相電圧指令値と第２の３相電圧指令値とに交互に切り替わることにより、第１の３相電圧指令値に対応するノイズと、第２の３相電圧指令値に対応するノイズとが同程度となる。したがって、両ノイズのうち一方ノイズが他方ノイズよりも過度に高くなることを抑制できる。

【0019】

上記インバータ制御装置について、前記第１の３相電圧指令値は、中性点電位が一定の３相基準指令値であり、前記第２の３相電圧指令値は、前記３相基準指令値に対して中性点振幅を有する中性点電位が重畳された３相変化指令値であるとよい。

【0020】

かかる構成によれば、３相変化指令値の変化範囲は、中性点電位が中性点振幅で変化する分だけ、３相基準指令値の変化範囲よりも広くなっている。一方で、両者の線間電圧は変わらない。これにより、両者の線間電圧を同一にしたまま３相電圧指令値の変化範囲を異ならせることができる。

【0021】

上記インバータ制御装置について、前記第１の３相電圧指令値は、中性点電位が第１中性点振幅で変化している第１の３相変化指令値であり、前記第２の３相電圧指令値は、中性点電位が前記第１中性点振幅よりも大きい第２中性点振幅で変化している第２の３相変化指令値であるとよい。

【0022】

かかる構成によれば、第２中性点振幅が第１中性点振幅よりも大きいため、第２の３相変化指令値の変化範囲は、第１の３相変化指令値の変化範囲よりも広くなる。一方で、両者の線間電圧は変わらない。これにより、両者の線間電圧を同一にしたまま３相電圧指令値の変化範囲を異ならせることができる。

【0023】

上記インバータ制御装置について、前記第１の３相電圧指令値は、３相変調方式の値であり、前記第２の３相電圧指令値は、２相変調方式の値であるとよい。
かかる構成によれば、２相変調方式の第２の３相電圧指令値は、０Ｖから電源電圧までの範囲で変化する。これにより、第２の３相電圧指令値の変化範囲は、３相変調方式の第１の３相電圧指令値の変化範囲よりも広くなる。一方で両者の線間電圧は変わらない。したがって、両者の線間電圧を同一にしたまま３相電圧指令値の変化範囲を異ならせることができる。

【0024】

上記インバータ制御装置について、前記第１の３相電圧指令値を導出するのに用いられる第１マップデータと、前記第２の３相電圧指令値を導出するのに用いられる第２マップデータと、を備え、前記３相電圧指令値導出部は、参照するマップデータを切り替えることにより、導出する前記３相電圧指令値を切り替えるとよい。

【0025】

かかる構成によれば、３相電圧指令値を切り替える度に３相電圧指令値を計算する必要がない。これにより、インバータ制御装置において３相電圧指令値の計算に係る処理負荷を省略できる。したがって、３相電圧指令値を切り替えることに起因する処理負荷の増大化を抑制できる。

【0026】

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。
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】

【0027】

この発明によれば、電圧利用率が低い状況下において３相電圧指令値が周期的に同じ値となることによって生じる特定周波数のノイズを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【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】第１の３相電圧指令値の一例としての３相基準指令値を示すグラフ。

【図5】第２の３相電圧指令値の一例としての３相変化指令値を示すグラフ。

【図6】２相変調方式の３相電圧指令値を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。ここで、回転制御部３６は、予め定められた出力周期で回転制御処理を繰り返し実行する。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

回転制御部３６は、ステップＳ１０３～Ｓ１０８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。

【0064】

詳細には、回転制御部３６は、ステップＳ１０３にて、今回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒが前回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒから変更されたか否かを判定する。詳細には、回転制御部３６は、前回導出した２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒが記憶された記憶領域を有しており、当該記憶領域から前回の２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒを導出し、今回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒと比較する。

【0065】

ちなみに、今回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒと前回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒとが異なる場合とは、例えば外部指令値が変更された場合や、実回転速度Ｎｒや加速度が変更された場合などが考えられる。

【0066】

今回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒが前回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒと異なる場合、各相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに現在印加している線間電圧とは異なる線間電圧を印加する必要がある。この場合、回転制御部３６は、ステップＳ１０４に進み、今回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒに対応した３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する。

【0067】

本実施形態では、回転制御部３６は、ステップＳ１０４では、新たに導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒに対応した３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０を導出する。
ここで、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。

【0068】

本実施形態において、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０は、中性点電位Ｅｎが一定の３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒである。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。例えば、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０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値である。

【0069】

本実施形態の回転制御部３６は、マップデータを用いて３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０を導出する。詳細には、図２に示すように、本実施形態の回転制御部３６は、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０を導出するのに用いられる第１マップデータ３６ａを有している。第１マップデータ３６ａは、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒと３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０とが対応付けられて設定されたマップデータである。回転制御部３６は、ステップＳ１０４では、第１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に対応する３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０を導出する。

【0070】

一方、図３に示すように、今回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒが前回導出された２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒと同一である場合には、回転制御部３６はステップＳ１０５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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

ちなみに、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。

【0074】

回転制御部３６は、電圧利用率Ｒを算出した後は、ステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０５にて算出された電圧利用率Ｒが予め定められた閾値利用率Ｒｔｈ以下であるか否かを判定する。閾値利用率Ｒｔｈは任意であり、例えば５０％よりも低くてもよいし、高くてもよい。また、値利用率Ｒｔｈは、例えば４０～７０％の範囲内に設定されていてもよい。

【0075】

電圧利用率Ｒが閾値利用率Ｒｔｈ以下である場合、回転制御部３６は、ステップＳ１０７にて、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを切り替える３相電圧指令値切替処理を実行する。

【0076】

詳細には、本実施形態の回転制御部３６は、変化範囲が互いに異なる第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１と第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２とを少なくとも導出するものであり、これらを切替周期で切り替える。例えば、回転制御部３６は、ステップＳ１０７の処理が実行される度に、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１と第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２とを交互に導出する。

【0077】

例えば、回転制御部３６は、前回のステップＳ１０７において導出した３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１である場合には今回のステップＳ１０７では第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２を導出する。

【0078】

一方、回転制御部３６は、前回のステップＳ１０７において導出した３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２である場合には今回のステップＳ１０７では第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１を導出する。

【0079】

本実施形態では、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１及び第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２は、双方とも３相変調方式の値である。３相変調方式とは、全相のスイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２の周期的なＯＮ／ＯＦＦが常時行われている方式である。

【0080】

ここで、回転制御部３６は、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１として中性点電位Ｅｎが一定の３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０を導出し、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２として中性点電位Ｅｎが所定の中性点振幅ｆｎで変化している３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆを導出する。

【0081】

詳細には、図２に示すように、回転制御部３６は、第１マップデータ３６ａとは別に、３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆを導出するのに用いられる第２マップデータ３６ｂを有している。第２マップデータ３６ｂは、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒと３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆとが対応付けられて設定されているマップデータである。

【0082】

３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆ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を重畳させた値である。すなわち、３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆ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）することによって得られる値である。換言すれば、３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆ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た波形であるといえる。

【0083】

かかる構成によれば、３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆの中性点電位Ｅｎは、中性点振幅ｆｎで変化しているため、３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆの変化範囲は、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０の変化範囲よりも大きくなっている。なお、重畳させる中性点電位Ｅｎの周期は、例えば１２０°である。なお、３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆの変化範囲は、中性点振幅ｆｎが大きくなるほど大きくなる。

【0084】

なお、既に説明したとおり、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒが変更された場合には、ステップＳ１０４にて第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１としての３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０が導出される。このため、回転制御部３６は、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒの変更後の最初のステップＳ１０７では、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２としての３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆを導出する。

【0085】

図３に示すように、電圧利用率Ｒが閾値利用率Ｒｔｈよりも高い場合には、回転制御部３６はステップＳ１０８にて、前回導出した３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを維持する処理を実行する。詳細には、回転制御部３６は、前回導出された３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒと同一の３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する。

【0086】

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Ｓ１０９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。

【0087】

そして、回転制御部３６は、ステップＳ１１０にて、生成されたＰＷＭ信号を３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２に向けて出力することにより、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２のスイッチング制御を行う。つまり、インバータ制御装置１４は、ＰＷＭ信号を用いて３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２をＰＷＭ制御する。

【0088】

かかる構成によれば、２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒが変更されていない場合、切替周期（本実施形態では回転制御処理の実行周期）にて変化範囲が異なる３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが交互に導出され、当該３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒに対応するＰＷＭ信号が出力される。

【0089】

ここで、回転制御処理が実行される度に３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが切り替わるとともにＰＷＭ信号が出力されることを鑑みれば、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが線間電圧を同一に維持しつつ変化範囲が異なる値に切り替わる切替周期は、ＰＷＭ信号の出力周期ともいえる。

【0090】

また、本実施形態では、切替周期は、キャリア信号の周期であるキャリア周期と同一である。つまり、本実施形態のインバータ制御装置１４は、キャリア周期毎に３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが切り替わるように構成されている。

【0091】

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～Ｓ１０８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、ステップＳ１０９の処理を実行する回転制御部３６が「生成部」に対応する。

【0092】

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～Ｓ１０８の各処理の順序は任意に変更可能である。また、上述したとおり、ステップＳ１０３～Ｓ１０８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。

【0093】

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は第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１としての３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０のグラフであり、図５は第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２としての３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆのグラフである。図４及び図５は、同一の２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒであり、電圧利用率Ｒは閾値利用率Ｒｔｈ以下であるとする。

【0094】

図４に示すように、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１（本実施形態では３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０）は第１変化範囲Ｖｙ１内で変化する。ここで、電圧利用率Ｒが小さくなると、第１変化範囲Ｖｙ１も小さくなる。このため、電圧利用率Ｒが閾値利用率Ｒｔｈ以下である状況下では第１変化範囲Ｖｙ１は小さくなり易い。

【0095】

これに対して、図５に示すように、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２としての３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆ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（本実施形態では３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆ）の変化範囲を第２変化範囲Ｖｙ２とすると、第２変化範囲Ｖｙ２は第１変化範囲Ｖｙ１よりも広くなっている。このため、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０と３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆとを比較すると、中性点電位Ｅｎの節に対応した電気角以外の範囲にて値が異なっている。したがって、導出される３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０と３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆとに切替周期で切り替わることにより、ほぼすべての電気角において３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが切替周期ごとに変更される。したがって、同一の２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒとなっている状況下において３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが切替周期単位で同一の値となる事態が生じにくい。

【0096】

また、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、３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆが導出されたとしても、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。

【0097】

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。

【0098】

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とキャリア信号とに基づいてＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号を用いて３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２をＰＷＭ制御する。

【0099】

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が閾値利用率Ｒｔｈ以下である場合、車載用電動モータ１１の線間電圧が同一であって変化範囲が異なる３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを切替周期で切り替えて導出する。

【0100】

かかる構成によれば、電圧利用率Ｒが閾値利用率Ｒｔｈ以下である場合、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒは、３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗの線間電圧が同一のまま、変化範囲が異なるものに切替周期で切り替わる。これにより、仮に２相電圧指令値Ｖｄｒ，Ｖｑｒが同一であっても、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒは切替周期で変化する。したがって、電圧利用率Ｒが低い状況下において３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが周期的に同じ値となることに起因する特定周波数のノイズを低減できる。

【0101】

詳述すると、仮に同じ３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが周期的に導出される場合、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒは周期的に同一の値となる。この場合、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの導出周期に対応した特定周波数のノイズが発生することになる。当該特定周波数のノイズの影響は、電圧利用率Ｒが低い場合に大きくなり易い。

【0102】

この点、本実施形態によれば、電圧利用率Ｒが閾値利用率Ｒｔｈ以下である場合には、変化範囲が異なる３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが切替周期で導出される。これにより、切替周期ごとに３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒをバラつかせることができる。したがって、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが周期的に同一の値となる頻度を低減でき、それを通じて上記特定周波数のノイズを低減できる。

【0103】

特に、本構成によれば、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが切り替わった場合であっても３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに印加される線間電圧は同一となっている。これにより、車載用電動モータ１１には同一のトルクが付与される。したがって、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを切り替えることに起因して異なるトルクが付与されるといった不都合を抑制できる。

【0104】

以上のことから、車載用電動モータ１１に対して適切なトルクを付与した状態を維持しつつ、電圧利用率Ｒが低い状況下において３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが周期的に同じ値となることによって生じる特定周波数のノイズを低減できる。

【0105】

（２）回転制御部３６は、電圧利用率Ｒが閾値利用率Ｒｔｈよりも高い場合には、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを切り替えない。これにより、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを切り替えることに起因する処理負荷の軽減を図ることができる。また、電圧利用率Ｒが閾値利用率Ｒｔｈよりも高い場合には、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが大きくなりやすいため、相対的に３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒに対して特定周波数のノイズが小さくなり易い。このため、特定周波数のノイズの影響が小さくなり易い。したがって、電圧利用率Ｒが閾値利用率Ｒｔｈよりも高い状況下において３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを切り替えないことによる影響は小さい。

【0106】

（３）回転制御部３６は、ＰＷＭ信号を予め定められた出力周期で３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２に出力することにより、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２を制御する。３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが切り替わる上記切替周期はＰＷＭ信号の出力周期である。

【0107】

かかる構成によれば、ＰＷＭ信号が出力される度に３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが切り替わる。これにより、３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに入力される３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが連続して同じ値となることを抑制できる。

【0108】

（４）３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが切り替わる切替周期は、キャリア信号の周期であるキャリア周期と同じである。
かかる構成によれば、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒがキャリア周期で切り替わるため、キャリア周期に対応する周波数のノイズを低減できる。

【0109】

（５）回転制御部３６は、切替周期ごとに、導出する３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１と、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１よりも変化範囲が大きい第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２とに交互に切り替える。

【0110】

かかる構成によれば、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１と第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２とに交互に切り替わることにより、特定の値に偏ることを抑制しつつ３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒをバラつかせることができる。

【0111】

詳述すると、仮に第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２よりも第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１となる頻度が高い場合、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１に対応するノイズが大きくなり易い。

【0112】

この点、本実施形態によれば、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１と第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２とに交互に切り替わる。これにより、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１に対応するノイズと、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２に対応するノイズとが同程度となる。したがって、両ノイズのうち一方ノイズが他方ノイズよりも過度に高くなることを抑制できる。

【0113】

なお、念の為に説明すると、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１と第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２とに交互に切り替わる場合、切替周期の２倍の周期で第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１又は第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２となる。このため、切替周期の２倍の周期で第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１となることに起因する第１ノイズと、切替周期の２倍の周期で第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２となることに起因する第２ノイズとが発生する。両ノイズは、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが切替周期で同一の値となる場合のノイズよりも小さい。したがって、この場合であっても特定周波数のノイズが低減されている。換言すれば、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが周期的に同じ値となることによって生じるノイズが、第１ノイズと第２ノイズとに分散化されていることにより、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒが周期的に同じ値となることによって生じる特定周波数のノイズを低減しているといえる。

【0114】

（６）第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１は、中性点電位Ｅｎが一定の３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０である。第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２は、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０に対して中性点振幅ｆｎを有する中性点電位Ｅｎが重畳された３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆである。

【0115】

かかる構成によれば、３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆの変化範囲である第２変化範囲Ｖｙ２は、中性点電位Ｅｎが中性点振幅ｆｎで変化する分だけ、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０の変化範囲である第１変化範囲Ｖｙ１よりも広くなっている。一方で、両者の線間電圧は変わらない。これにより、両者の線間電圧を同一にしたまま３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲を異ならせることができる。

【0116】

（７）回転制御部３６は、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１としての３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０を導出するのに用いられる第１マップデータ３６ａを有している。回転制御部３６は、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２としての３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆを導出するのに用いられる第２マップデータ３６ｂを有している。回転制御部３６は、参照するマップデータを切り替えることにより、導出する３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを切り替える。

【0117】

かかる構成によれば、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを切り替える度に３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを計算する必要がない。これにより、回転制御部３６（換言すればインバータ制御装置１４）において３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの計算に係る処理負荷を省略できる。したがって、３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを切り替えることに起因する処理負荷の増大化を抑制できる。

【0118】

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。また、技術的に矛盾が生じない範囲内で、上記実施形態と下記別例とを適宜組み合わせてもよい。
○ 第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１は３相変調方式の値であり、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２は２相変調方式の値であってもよい。つまり、回転制御部３６は、線間電圧が同一となるように３相変調方式の３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒと２相変調方式の３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒとに切り替えてもよい。

【0119】

２相変調方式とは、全相のスイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２のうちいずれかの相のスイッチング素子の周期的なＯＮ／ＯＦＦが所定の期間（位相角）ごとに順次停止する方式である。すなわち、２相変調方式とは、三相のうちのいずれか一相のスイッチング素子の周期的なＯＮ／ＯＦＦが順番に停止する一方、他の二相のパワースイッチング素子の周期的なＯＮ／ＯＦＦが行われる方式である。なお、スイッチング素子の周期的なＯＮ／ＯＦＦが停止している状態とは、スイッチング素子がＯＮ状態又はＯＦＦ状態で固定されている状態である。

【0120】

図６に示すように、２相変調方式の３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒは、変化範囲が０Ｖから電源電圧Ｖｉｎまでとなる。このため、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２の変化範囲である第２変化範囲Ｖｙ２は、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よりも広い。一方で両者の線間電圧は変わらない。したがって、この場合であっても（１）の効果を奏する。

【0121】

なお、３相変調方式の３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒとしては、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０でもよいし、３相変化指令値Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆでもよい。

【0122】

○ 第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１は、中性点電位Ｅｎが第１中性点振幅ｆｎ１で変化している第１の３相変化指令値Ｖｕｆ１，Ｖｖｆ１，Ｖｗｆ１であり、第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２は、中性点電位Ｅｎが第２中性点振幅ｆｎ２で変化している第２の３相変化指令値Ｖｕｆ２，Ｖｖｆ２，Ｖｗｆ２であってもよい。第１の３相変化指令値Ｖｕｆ１，Ｖｖｆ１，Ｖｗｆ１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を重畳された値である。第２の３相変化指令値Ｖｕｆ２，Ｖｖｆ２，Ｖｗｆ２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を重畳された値である。第２中性点振幅ｆｎ２は、第１中性点振幅ｆｎ１よりも大きいとよい。

【0123】

かかる構成によれば、第２中性点振幅ｆｎ２が第１中性点振幅ｆｎ１よりも大きいため、第２変化範囲Ｖｙ２（詳細には第２の３相変化指令値Ｖｕｆ２，Ｖｖｆ２，Ｖｗｆ２の変化範囲）は、第１変化範囲Ｖｙ１（詳細には第１の３相変化指令値Ｖｕｆ１，Ｖｖｆ１，Ｖｗｆ１の変化範囲）よりも広くなる。一方で、両者の線間電圧は変わらない。これにより、両者の線間電圧を同一にしたまま３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒの変化範囲を異ならせることができる。

【0124】

○ 回転制御部３６は、変化範囲が異なる３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを３つ以上導出する構成でもよい。例えば、回転制御部３６は、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０に対応する第１マップデータ３６ａと、第１の３相変化指令値Ｖｕｆ１，Ｖｖｆ１，Ｖｗｆ１に対応する第２マップデータ３６ｂと、第２の３相変化指令値Ｖｕｆ２，Ｖｖｆ２，Ｖｗｆ２に対応する第３マップデータと、を備えてもよい。そして、回転制御部３６は、参照するマップデータを切り替えることにより、３相基準指令値Ｖｕ０，Ｖｖ０，Ｖｗ０と、第１の３相変化指令値Ｖｕｆ１，Ｖｖｆ１，Ｖｗｆ１と、第２の３相変化指令値Ｖｕｆ２，Ｖｖｆ２，Ｖｗｆ２とを導出する構成でもよい。この場合、回転制御部３６は、上記３つの３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを、予め定められた順序で切り替えてもよいし、ランダムに切り替えてもよい。要は、回転制御部３６は、線間電圧が同一で変化範囲が異なる３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを少なくとも２つ導出できればよいし、第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１と第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２とを交互に切り替えなくてもよい。

【0125】

○ ３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを切り替える切替周期は、任意であり、例えばキャリア周期よりも長くてもよい。また、切替周期は、ＰＷＭ信号の出力周期よりも長くてもよい。例えば、切替周期は出力周期の２倍以上でもよい。詳細には、回転制御部３６は、例えば第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１を複数回導出してから３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２に切り替えてもよい。

【0126】

○ 回転制御部３６は、１回の回転制御処理において第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１と第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２とを導出し、２つのＰＷＭ信号をキャリア周期以上の間隔で順次出力する構成でもよい。つまり、回転制御処理の実行周期は、切替周期又は出力周期と一致していてもよいし、一致していなくてもよい。

【0127】

○ ３相電圧指令値Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを導出する具体的な構成は任意である。例えば、回転制御部３６は、マップデータ３６ａ，３６ｂを用いることなく、計算によって第１の３相電圧指令値Ｖｕｒ１，Ｖｖｒ１，Ｖｗｒ１及び第２の３相電圧指令値Ｖｕｒ２，Ｖｖｒ２，Ｖｗｒ２を導出してもよい。

【0128】

○ 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。

【0129】

○ 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。

【0130】

○ 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。

【0131】

○ 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。

【0132】

○ 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。

【0133】

○ 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。

【符号の説明】

【0134】

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…第１マップデータ、３６ｂ…第２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、Ｖｕｆ，Ｖｖｆ，Ｖｗｆ…３相変化指令値、Ｖｕｆ１，Ｖｖｆ１，Ｖｗｆ１…第１の３相変化指令値、Ｖｕｆ２，Ｖｖｆ２，Ｖｗｆ２…第２の３相変化指令値、Ｅｎ…中性点電位、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、Ｒｔｈ…閾値利用率。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】