JP2015173549A - インバータ制御装置 - Google Patents

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Hiroshi Tamura
浩志 田村
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俊幸 安島
公久 古川
Kimihisa Furukawa
公久 古川
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Hiroyuki Yamada
博之 山田
大和 松井
Yamato Matsui
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Abstract

【課題】マイコンの演算量を増大させることなく、モータ高速域のトルクを安定化するとともに、高効率にインバータモータを制御する。【解決手段】所定のモータ回転数以上のときに、インバータの３相電圧指令を角度ベースで生成するとともに、インバータの出力可能な最大電圧と最小電圧で2値化し、生成した3相電圧指令と基準値を比較してインバータのスイッチングパルスを生成する。【選択図】 図１

Description

本発明は、車載用インバータの制御装置に係り、特に、マイコンの演算量を増大させることなく、正弦波制御と矩形波制御とを切り替えるとともに、モータ高回転領域のトルク変動を抑制することができるインバータのスイッチング信号の生成方法に関する。
本技術分野の背景技術として、特開平１１−２８５２８８号公報（特許文献１）がある。この公報には、「電源より得られる電力をモータへの供給電力に変換する電力変換部に対して変換制御信号を送ってモータを制御するモータ制御装置において、モータへの供給電力の電圧波形を正弦波にする変換制御信号を生成する正弦波制御部と、前記電圧波形を矩形波にする変換制御信号を生成する矩形波制御部と、モータ回転数およびモータトルクの少なくとも一方に応じて、正弦波制御モードと矩形波制御モードを切り替えるモード切替部と、モード切替の際に、切替前の正弦波から切替後の矩形波へ向けて前記電圧波形を連続的に変化させる変換制御信号を生成する切替中間制御部と、を含み、前記切替中間制御部は、矩形波を無限大または十分に大きな振幅をもつ正弦波であるとみなして、正弦電圧波形の位相および振幅の同時かつ連続的な変化によって、切替前の電圧波形を切替後の電圧波形に近づけて行く」と記載されている。
特開平１１−２８５２８８号公報
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、正弦波制御モードと矩形波制御モードとのモード切替時の演算が複雑であるため、マイコンの演算量が膨大になる場合がある。さらに、インバータのスイッチング信号を生成する手段として、固定周波数のキャリアと電圧指令値を比較する、いわゆる、一般的な三角波キャリア比較方式を適用した場合、モータの高回転領域では、インバータのスイッチング信号が、電圧指令値の正と負の期間で非対称となり、モータに流れる電流に高調波が発生し、モータのトルク変動が増大する場合がある。
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「インバータの変調率が１．２７３未満で、モータの回転数が所定値以上である時に、インバータが出力する３相交流電圧の各相交流電圧波形の１周期において、インバータの各相上アームのスイッチング信号を、オンからオフに変化させる回数と、オフからオンに変化させる回数を、それぞれ５回以上に設定するとともに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれピーク値から０（零）に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオン（オフ）からオフ（オン）に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれボトム値から０（零）に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオフ（オン）からオン（オフ）に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ０（零）からボトム値に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオン（オフ）からオフ（オン）に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ０（零）からピーク値に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオフ（オン）からオン（オフ）に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値前後のインバータの各相上アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オンからオフに変化させることなくオンに固定するとともに、前記各相交流電圧の基本波のボトム値前後のインバータの各相上アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オフからオンに変化させることなくオフに固定し、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値もしくはボトム値を中心として、インバータの各相上アームのスイッチング信号が左右対称波形となるように生成されること」を特徴とする。
本発明は、以上の構成を備えるため、マイコンの演算量を増大させることなく、弦波制御と矩形波制御とを切り替えることができるとともに、モータ高回転領域のトルク変動を抑制することができる。
実施形態１にかかる車両システムを説明する図である。 実施形態１にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０の処理手順を説明する図である。 実施形態１にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０のステップａ８の処理で用いたｄ軸電圧指令ｖｄ＊生成用の比例積分制御器３００を説明する図である。 実施形態１にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０のステップａ８の処理で用いたｑ軸電圧指令ｖｑ＊生成用の比例積分制御器３６０を説明する図である。 実施形態１にかかる第１のスイッチング信号生成部２００の処理手順を説明する図である。 実施形態１にかかる３相交流方形波電圧指令生成部１９０において、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３以上である場合の処理内容を説明する図である。 実施形態１にかかる３相交流方形波電圧指令生成部１９０において、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３未満である場合の処理内容を説明する図である。 実施形態１にかかる第２のスイッチング信号生成部２１０の処理手順を説明する図である。 実施形態１にかかるスイッチング信号切替部２２０の処理手順を説明する図である。 実施形態１にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で生成したＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を説明する図である。 実施形態１にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で生成したＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を説明する図である。 実施形態１にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．２７３である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で生成したＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を説明する図である。 実施形態１にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成されたＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形を説明する図である。 実施形態１にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時に、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成したＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形が、期間Ａ１（図１３参照）と期間Ａ３（図１３参照）とで非対称であることを説明する図である。 実施形態１にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時に、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成したＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形が、期間Ａ２（図１３参照）と期間Ａ４（図１３参照）とで非対称であることを説明する図である。 実施形態１にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時のＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶに基づいて生成したＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形を説明する図である。 実施形態１にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時に、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値ＳＶに基づいて生成したＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形が、期間Ｂ１（図１６参照）と期間Ｂ３（図１６参照）とで対称であることを説明する図である。 実施形態１にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時に、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値ＳＶに基づいて生成したＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形が、期間Ｂ２（図１６参照）と期間Ｂ４（図１６参照）とで対称であることを説明する図である。 実施形態１にかかるインバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎに設定するスイッチング信号を説明する図である。 実施形態２にかかる車両システムを説明する図である。 実施形態２にかかる３相交流電圧指令変形部５１０において、３相交流正弦波電圧指令部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３以上である場合の処理内容を説明する図である。 実施形態２にかかる３相交流電圧指令変形部５１０において、３相交流正弦波電圧指令部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３未満である場合の処理内容を説明する図である。 実施形態２にかかるスイッチング信号生成部５２０の処理手順を説明する図である。 実施形態２にかかる３相交流電圧指令変形部５１０で生成したＵ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊とスイッチング信号生成部５２０で生成したＵ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐの波形を説明する図である。 実施形態２にかかる３相交流電圧指令変形部５１０で生成した３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊の波形形状とその適用領域を説明する図である。
以下、本発明にかかる実施形態を、図面を用いて説明する。
〔第１の実施形態〕
（車両システムの構成要素の説明）
図１は、本実施例の第１の実施形態にかかる車両システムを説明する図である。
本実施形態にかかる車両システムは、バッテリ１０と、平滑キャパシタ２０と、電圧センサ３０と、インバータ４０と、電流センサ５０と、モータ６０と、磁極位置センサ７０と、モータの出力軸８０と、トランスミッション９０と、クランクシャフト１００と、エンジン１１０と、プロペラシャフト１２０と、ディファレンシャルギア１３０と、ドライブシャフト１４０と、駆動輪１５０と、インバータ制御装置１６０を有する。
（車両システムの構成要素に使用される部品の具体例）
バッテリ１０は、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリなどが用いられる。
また、平滑キャパシタ２０は、フィルムコンデンサや電解コンデンサなどが用いられる。
また、電圧センサ３０は、分圧抵抗とオペアンプを用いた非反転増幅回路などを組み合わせて構成される。
また、電流センサ５０は、ホール素子やカレントトランスなどが用いられる。
また、モータ６０は、永久磁石同期モータや誘導機などが用いられる。
また、磁極位置センサ７０は、レゾルバやエンコーダなどが用いられる。
（車両システムの構成要素の接続関係と機能の説明）
バッテリ１０は、平滑キャパシタ２０と、電圧センサ３０とインバータ４０の直流側と並列に接続され、インバータ４０に直流電圧を印加する。
インバータ４０の３相交流側は、電流センサ５０を介してモータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に接続される。
また、インバータ４０は、インバータ制御装置１６０で生成されたスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎに基づいて、各相上下アームのスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６をオンもしくはオフし、バッテリ１０から印加された直流電圧を可変電圧、可変周波数の３相交流電圧に変換し、変換した３相交流電圧をモータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に印加し、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを発生させる。
モータ６０は、固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗにより回転磁界を生成し、生成した回転磁界により回転子６４を加速もしくは減速させ、モータ６０のトルクを生成する。
生成されたモータ６０のトルクは、モータ６０の出力軸８０を介して、トランスミッション９０に伝達される。
エンジン１１０は、車両制御装置（不図示）から受信したエンジン１１０のトルク指令に応じて、燃料の吸気、圧縮、爆発、排気を制御し、エンジン１１０のトルクを生成する。
生成したエンジン１１０のトルクは、クランクシャフト１００を介して、トランスミッション９０に伝達される。
トランスミッション９０は、伝達されたモータ６０のトルクとエンジン１１０のトルクを加算したトルクを、プロペラシャフト１２０を介して、ディファレンシャルギア１３０に伝達する。
ディファレンシャルギア１３０は、トランスミッション９０から伝達されたトルクを、駆動軸トルクに変換し、ドライブシャフト１４０に伝達する。
ドライブシャフト１４０は、伝達された駆動軸トルクにより、車両の駆動輪１５０の回転を加速もしくは減速させ、車両（不図示）を加速もしくは減速させる。
また、モータ６０は、トランスミッション９０を介して、モータ６０の出力軸８０に伝達されたエンジン１１０のトルクを電力に変換し、変換した電力を、インバータ４０を介してバッテリ１０に充電することができる。
さらに、モータ６０は、ドライブシャフト１４０とディファレンシャルギア１３０とプロペラシャフト１２０とトランスミッション９０を順に介して、モータ６０の出力軸８０に伝達された駆動輪１５０の回転エネルギーを電力に変換し、変換した電力を、インバータ４０を介してバッテリ１０に充電することもできる。
ここで、インバータ４０を介して、バッテリ１０からモータ６０に電力を供給するモードを力行モードと定義し、モータ６０で発電した電力をインバータ４０を介してバッテリ１０に充電するモードを回生モードと定義する。
ハイブリッド自動車は、低燃費化を実現するために、車両の発進時や加速時に、力行モードを最大限に利用し、車両の減速時には回生モードを最大限に利用する。
（インバータ４０の主回路の説明）
本実施形態にかかるインバータ４０の主回路は、Ｕ相上アームのスイッチング素子４１と、Ｕ相下アームのスイッチング素子４２と、Ｖ相上アームのスイッチング素子４３と、Ｖ相下アームのスイッチング素子４４と、Ｗ相上アームのスイッチング素子４５と、Ｗ相下アームのスイッチング素子４６を有する。
スイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）や金属酸化膜型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などと、ダイオードを組み合わせて構成されている。
例えば、スイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６に、ＩＧＢＴとダイオードを用いるならば、スイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６は、ＩＧＢＴのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続し、ＩＧＢＴのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続して構成される。
この場合、インバータ４０の主回路は、上述したように構成したＵ相上アームのスイッチング素子４１のＩＧＢＴのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点と、Ｖ相上アームのスイッチング素子４３のＩＧＢＴのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点と、Ｗ相上アームのスイッチング素子４５のＩＧＢＴのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、Ｕ相下アームのスイッチング素子４２のＩＧＢＴのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点と、Ｖ相下アームのスイッチング素子４４のＩＧＢＴのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点と、Ｗ相下アームのスイッチング素子４６のＩＧＢＴのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点とを接続し、さらに、Ｕ相上アームのスイッチング素子４１のＩＧＢＴのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点と、Ｕ相下アームのスイッチング素子４２のＩＧＢＴのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、Ｖ相上アームのスイッチング素子４３のＩＧＢＴのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点と、Ｖ相下アームのスイッチング素子４４のＩＧＢＴのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、Ｗ相上アームのスイッチング素子４５のＩＧＢＴのエミッタ側とダイオードのアノード側を接続した中点と、Ｗ相下アームのスイッチング素子４６のＩＧＢＴのコレクタ側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続して構成される。
また、インバータ４０の直流側は、上述したように、バッテリ１０と、平滑キャパシタ２０と、電圧センサ３０と並列に接続される。
また、インバータ４０の３相交流側は、電流センサ５０を介して、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に接続される。
一方、スイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６に、ＮＰＮ構造のＭＯＳＦＥＴとダイオードを用いるならば、スイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン側とダイオードのカソード側を接続し、ＭＯＳＦＥＴのソース側とダイオードのアノード側を接続して構成される。
この場合、インバータ４０の主回路は、上述したように構成したＵ相上アームのスイッチング素子４１のＭＯＳＦＥＴのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点と、Ｖ相上アームのスイッチング素子４３のＭＯＳＦＥＴのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点と、Ｗ相上アームのスイッチング素子４５のＭＯＳＦＥＴのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、Ｕ相下アームのスイッチング素子４２のＭＯＳＦＥＴのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点と、Ｖ相下アームのスイッチング素子４４のＭＯＳＦＥＴのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点と、Ｗ相下アームのスイッチング素子４６のＭＯＳＦＥＴのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点とを接続し、さらに、Ｕ相上アームのスイッチング素子４１のＭＯＳＦＥＴのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点と、Ｕ相下アームのスイッチング素子４２のＭＯＳＦＥＴのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、Ｖ相上アームのスイッチング素子４３のＭＯＳＦＥＴのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点と、Ｖ相下アームのスイッチング素子４４のＭＯＳＦＥＴのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続し、さらに、Ｗ相上アームのスイッチング素子４５のＭＯＳＦＥＴのソース側とダイオードのアノード側を接続した中点と、Ｗ相下アームのスイッチング素子４６のＭＯＳＦＥＴのドレイン側とダイオードのカソード側を接続した中点とを接続して構成される。
また、インバータ４０の直流側は、上述したように、バッテリ１０と、平滑キャパシタ２０と、電圧センサ３０と並列に接続される。
また、インバータ４０の３相交流側は、電流センサ５０を介して、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に接続される。
以下は、スイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６に、上述したＩＧＢＴとダイオードの組み合わせを適用した場合を想定して説明する。
（各スイッチング素子と各スイッチング信号の対応に関する説明）
インバータ４０のＵ相上アームのスイッチング素子４１のＩＧＢＴは、インバータ制御装置１６０で生成したスイッチング信号Ｓｕｐに基づいて、オンもしくはオフする。
また、インバータ４０のＵ相下アームのスイッチング素子４２のＩＧＢＴは、インバータ制御装置１６０で生成したスイッチング信号Ｓｕｎに基づいて、オンもしくはオフする。
また、インバータ４０のＶ相上アームのスイッチング素子４３のＩＧＢＴは、インバータ制御装置１６０で生成したスイッチング信号Ｓｖｐに基づいて、オンもしくはオフする。
また、インバータ４０のＶ相下アームのスイッチング素子４４のＩＧＢＴは、インバータ制御装置１６０で生成したスイッチング信号Ｓｖｎに基づいて、オンもしくはオフする。
また、インバータ４０のＷ相上アームのスイッチング素子４５のＩＧＢＴは、インバータ制御装置１６０で生成したスイッチング信号Ｓｗｐに基づいて、オンもしくはオフする。
また、インバータ４０のＷ相下アームのスイッチング素子４６のＩＧＢＴは、インバータ制御装置１６０で生成したスイッチング信号Ｓｗｎに基づいて、オンもしくはオフする。
（インバータ制御装置１６０の構成要素の説明）
本実施形態にかかるインバータ制御装置１６０は、モータ回転数演算部１７０、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０、３相交流方形波電圧指令生成部１９０、第１のスイッチング信号生成部２００、第２のスイッチング信号生成部２１０、スイッチング信号切替部２２０を有する。
（インバータ制御装置１６０の機能の説明）
インバータ制御装置１６０は、磁極位置センサ７０で検出したモータ６０の回転子６４の磁極位置θｅをモータ回転数演算部１７０に入力し、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍを算出する。
モータ回転数演算部１７０の詳細な処理内容は、後述する。
さらに、インバータ制御装置１６０は、上位コントローラ（不図示）から受信したモータ６０のトルク指令Ｔ＊と、電流センサ５０で検出したモータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと、電圧センサ３０で検出したインバータ４０の入力電圧Ｖｉｎと、磁極位置センサ７０で検出したモータ６０の回転子６４の磁極位置θｅと、モータ回転数演算部１７０で算出したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍを３相交流正弦波電圧指令生成部１８０に入力し、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊と、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍと、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｕ、θｖｖ、θｖｗを算出する。
３相交流正弦波電圧指令生成部１８０の詳細な処理内容は、後述する。
さらに、インバータ制御装置１６０は、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で算出した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊と、三角波や鋸波などのキャリア信号ｃａｒｒｉｅｒを第１のスイッチング信号生成部２００に入力し、第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１を生成する。
第１のスイッチング信号生成部２００の詳細な処理内容は、後述する。
さらに、インバータ制御装置１６０は、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で算出した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍと３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｕ、θｖｖ、θｖｗと、モータ回転数演算部１７０で算出したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍを３相交流方形波電圧指令生成部１９０に入力し、３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊を算出する。
３相交流方形波電圧指令生成部１９０の詳細な処理内容は、後述する。
さらに、インバータ制御装置１６０は、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で算出した３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊と、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶを第２のスイッチング信号生成部２１０に入力し、第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２を生成する。
第２のスイッチング信号生成部２１０の詳細な処理内容は、後述する。
そして、インバータ制御装置１６０は、第１のスイッチング信号生成部２００で生成した第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１と、第２のスイッチング信号生成部２１０で生成した第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２と、モータ回転数演算部１７０で算出したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍをスイッチング信号切替部２２０に入力し、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを生成する。
スイッチング信号切替部２２０の詳細な処理内容は、後述する。
（モータ回転数演算部１７０の処理内容の説明）
モータ回転数演算部１７０は、モータ６０の極対数Ｐｐと、磁極位置センサ７０で検出したモータ６０の回転子６４の磁極位置θｅを（１）式に代入し、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍを算出する。
そして、モータ回転数演算部１７０は、算出したモータ回転数ωｍを、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０と、３相交流方形波電圧指令生成部１９０と、スイッチング信号切替部２２０に入力する。
また、モータ回転数演算部１７０は、予め定めた演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。


（３相交流正弦波電圧指令生成部１８０の処理内容の説明）
図２は、本実施例の第１の実施形態にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０の処理手順を説明する図である。
まず、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ１において、上位コントローラから送信されたモータ６０のトルク指令Ｔ＊を取得する。
次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ２において、電流センサ５０で検出したモータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを取得する。
次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ３において、電圧センサ３０で検出したインバータ４０の入力電圧Ｖｉｎを取得する。
次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ４において、磁極位置センサ７０で検出したモータ６０の回転子６４の磁極位置θｅを取得する。
次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ５において、モータ回転数演算部１７０で算出したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍを取得する。
次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ６において、モータ６０のトルク指令Ｔ＊とモータ６０の回転子６４の回転数ωｍの組み合わせに対応したｄ軸電流指令ｉｄ＊とｑ軸電流指令ｉｑ＊を決定する。
ｄ−ｑ軸電流指令ｉｄ＊、ｉｑ＊の値は、予めモータ６０のトルク指令Ｔ＊とモータ６０の回転子６４の回転数ωｍの組み合わせに対応させて、マイコンのメモリに記憶されている。
すなわち、ステップａ６では、予めマイコンのメモリに記憶しておいたモータ６０のトルク指令Ｔ＊とモータ６０の回転子６４の回転数ωｍの組み合わせに対応したｄ−ｑ軸電流指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を呼び出す処理を実施している。
次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ７において、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗとモータ６０の回転子６４の磁極位置θｅを（２）式に代入し、モータ６０のｄ軸に流れるｄ軸電流ｉｄとｑ軸に流れるｑ軸電流ｉｑを算出する。

次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ８において、ステップａ７で算出したｄ−ｑ軸電流ｉｄ、ｉｑを、ステップａ６で決定したｄ−ｑ軸電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊と一致するように比例積分制御し、ｄ−ｑ軸電圧指令ｖｄ＊、ｖｑ＊を生成する。
比例積分制御の詳細な処理内容は、後述する。
次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ９において、ステップａ３で取得したインバータ４０の入力電圧Ｖｉｎと、ステップａ８で生成したｄ−ｑ軸電圧指令ｖｄ＊、ｖｑ＊を（３）式に代入し、変調率ｍを算出する。

次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ１０において、モータ６０の回転子６４の磁極位置θｅと、ステップａ８で生成したｄ−ｑ軸電圧指令ｖｄ＊、ｖｑ＊を（４）式に代入し、基準電圧位相角θｖを算出する。
なお、基準電圧位相角θｖは、０（零）［ｒａｄ］以上で２π［ｒａｄ］未満の値となるように算出している。

次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ１１において、ステップａ９で算出した変調率ｍと、ステップａ１０で算出した基準電圧位相角θｖを（５）式に代入し、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊と３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｕ、θｖｖ、θｖｗを生成する。

なお、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕと、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖと、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗは、０（零）[ｒａｄ]以上で２π[ｒａｄ]未満の値となるように算出している。
また、（５）式で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊は、変調率ｍを用いて算出されており、インバータ４０の入力電圧Ｖｉｎで規格化された値である。
具体的には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値を出力する場合には、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の大きさは１となり、インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値を出力する場合には、第１の３相交流電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の大きさは−１となる。
このように、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の大きさを、インバータ４０の入力電圧Ｖｉｎで規格化することにより、キャリアｃａｒｒｉｅｒのピーク値Ｃｐｋとボトム値Ｃｂｔを、それぞれ１と−１に固定することができるため、予めマイコンのメモリに、キャリアｃａｒｒｉｅｒのピーク値Ｃｐｋとボトム値Ｃｂｔを固定値として記憶させておくことができる。
ここでは、変調率ｍを用いて、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊をインバータ４０の入力電圧Ｖｉｎで規格化する方法で説明したが、キャリアｃａｒｒｉｅｒのピーク値Ｃｐｋとボトム値Ｃｂｔを、インバータ４０の入力電圧Ｖｉｎで規格化する方法を用いても問題ない。
そして、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ９で算出した変調率ｍと、ステップａ１１で算出した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｕ、θｖｖ、θｖｗを３相交流方形波電圧指令生成部１９０に入力する。
さらに、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、ステップａ１１で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊を第１のスイッチング信号生成部２００に入力する。
また、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０は、予め定めた演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
（ｄ軸電圧指令生成用の比例積分制御器の構成要素の説明）
図３は、第１の実施形態にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０のステップａ８の処理で用いたｄ軸電圧指令ｖｄ＊生成用の比例積分制御器３００を説明する図である。
ｄ軸電圧指令ｖｄ＊生成用の比例積分制御器３００は、減算器３１０と、乗算器３２０、３３０と、加算器３４０と、積分器３５０を有する。
（ｄ軸電圧指令生成用の比例積分制御器の機能の説明）
ｄ軸電圧指令ｖｄ＊生成用の比例積分制御器３００は、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０のステップａ６で決定したｄ軸電流指令ｉｄ＊と、ステップａ７で算出したｄ軸電流ｉｄと、予めマイコンのメモリに記憶させておいたｄ軸用比例ゲインＫｐｄとｄ軸用積分ゲインＫｉｄを取得し、取得したｄ軸電流指令ｉｄ＊とｄ軸電流ｉｄとｄ軸用比例ゲインＫｐｄとｄ軸用積分ゲインＫｉｄに基づいて、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊を生成する。
（ｄ軸電圧指令生成用の比例積分制御器の処理内容の説明）
まず、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊生成用の比例積分制御器３００は、取得したｄ軸電流指令ｉｄ＊とｄ軸電流ｉｄを減算器３１０に入力し、ｄ軸電流指令ｉｄ＊からｄ軸電流ｉｄを減算した差分値Δｉｄを算出する。
次に、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊生成用の比例積分制御器３００は、取得したｄ軸用比例ゲインＫｐｄと減算器３１０で算出した差分値Δｉｄを乗算器３２０に入力し、ｄ軸用比例ゲインＫｐｄと差分値Δｉｄを乗算した乗算値ｖｐｄ＊を算出する。
次に、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊生成用の比例積分制御器３００は、取得したｄ軸用積分ゲインＫｉｄと減算器３１０で算出した差分値Δｉｄを乗算器３３０に入力し、ｄ軸用積分ゲインＫｉｄと差分値Δｉｄを乗算した乗算値Δｖｉｄ＊を算出する。
次に、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊生成用の比例積分制御器３００は、乗算器３３０で算出した乗算値Δｖｉｄ＊を積分器３５０に入力し、乗算値Δｖｉｄ＊を積分した積分値ｖｉｄ＊を算出する。
そして、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊生成用の比例積分制御器３００は、乗算器３２０で算出した乗算値ｖｐｄ＊と積分器３５０で算出した積分値ｖｉｄ＊を加算器３４０に入力し、乗算値ｖｐｄ＊と積分値ｖｉｄ＊を加算し、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊を生成する。
（ｑ軸電圧指令生成用の比例積分制御器の構成要素の説明）
図４は、本実施例の第１の実施形態にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０のステップａ８の処理で用いたｑ軸電圧指令ｖｑ＊生成用の比例積分制御器３６０を説明する図である。
ｑ軸電圧指令ｖｑ＊生成用の比例積分制御器３６０は、減算器３７０と、乗算器３８０、３９０と、加算器４００と、積分器４１０を有する。
（ｑ軸電圧指令生成用の比例積分制御器の機能の説明）
ｑ軸電圧指令ｖｑ＊生成用の比例積分制御器３６０は、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０のステップａ６で決定したｑ軸電流指令ｉｑ＊と、ステップａ７で算出したｑ軸電流ｉｑと、予めマイコンのメモリに記憶させておいたｑ軸用比例ゲインＫｐｑとｑ軸用積分ゲインＫｉｑを取得し、取得したｑ軸電流指令ｉｑ＊とｑ軸電流ｉｑとｑ軸用比例ゲインＫｐｑとｑ軸用積分ゲインＫｉｑに基づいて、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊を生成する。
（ｑ軸電圧指令生成用の比例積分制御器の処理内容の説明）
まず、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊生成用の比例積分制御器３６０は、取得したｑ軸電流指令ｉｑ＊とｑ軸電流ｉｑを減算器３７０に入力し、ｑ軸電流指令ｉｑ＊からｑ軸電流ｉｑを減算した差分値Δｉｑを算出する。
次に、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊生成用の比例積分制御器３６０は、取得したｑ軸用比例ゲインＫｐｑと減算器３７０で算出した差分値Δｉｑを乗算器３８０に入力し、ｑ軸用比例ゲインＫｐｑと差分値Δｉｑを乗算した乗算値ｖｐｑ＊を算出する。
次に、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊生成用の比例積分制御器３６０は、取得したｑ軸用積分ゲインＫｉｑと減算器３７０で算出した差分値Δｉｑを乗算器３９０に入力し、ｑ軸用積分ゲインＫｉｑと差分値Δｉｑを乗算した乗算値Δｖｉｑ＊を算出する。
次に、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊生成用の比例積分制御器３６０は、乗算器３９０で算出した乗算値Δｖｉｑ＊を積分器４１０に入力し、乗算値Δｖｉｑ＊を積分した積分値ｖｉｑ＊を算出する。
そして、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊生成用の比例積分制御器３６０は、乗算器３８０で算出した乗算値ｖｐｑ＊と積分器４１０で算出した積分値ｖｉｑ＊を加算器４００に入力し、乗算値ｖｐｑ＊と積分値ｖｉｑ＊を加算し、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊を生成する。
このように、ｄ−ｑ軸電圧指令ｖｄ＊、ｖｑ＊を生成することにより、モータ６０のトルク指令Ｔ＊に一致するモータ６０のトルクＴを出力するために必要なモータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流す３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを得ることができる。
（第１のスイッチング信号生成部２００の処理内容の説明）
図５は、本実施例の第１の実施形態にかかる第１のスイッチング信号生成部２００の処理手順を説明する図である。
インバータ４０のＵ相上アームのスイッチング素子４１のＩＧＢＴとＵ相下アームのスイッチング素子４２のＩＧＢＴの短絡と、Ｖ相上アームのスイッチング素子４３のＩＧＢＴとＶ相下アームのスイッチング素子４４のＩＧＢＴの短絡と、Ｗ相上アームのスイッチング素子４５のＩＧＢＴとＷ相下アームのスイッチング素子４６のＩＧＢＴの短絡を防止するために、インバータ４０のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１とＵ相下アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｎ１にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、Ｖ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｖｐ１とＶ相下アームの第１のスイッチング信号Ｓｖｎ１にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、Ｗ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｗｐ１とＷ相下アームの第１のスイッチング信号Ｓｗｎ１にデッドタイムを設けることが望ましいが、本実施例では、デッドタイムを省略して説明する。
まず、第１のスイッチング信号生成部２００は、ステップｂ１において、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊を取得する。
次に、第１のスイッチング信号生成部２００は、ステップｂ２において、予めマイコンのメモリに記憶させておいたキャリアｃａｒｒｉｅｒのピーク値Ｃｐｋとボトム値Ｃｂｔとキャリア周波数ｆｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成されたキャリアｃａｒｒｉｅｒを取得する。
次に、第１のスイッチング信号生成部２００は、ステップｂ３において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上であるか否かを判定する。
ステップｂ３において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上である場合には、第１のスイッチング信号生成部２００は、ステップｂ４において、Ｕ相下アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｎ１をオフに設定した後、ステップｂ５において、Ｕ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１をオンに設定する。
一方、ステップｂ３において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上ではない場合には、第１のスイッチング信号生成部２００は、ステップｂ６において、Ｕ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１をオフに設定した後、ステップｂ７において、Ｕ相下アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｎ１をオンに設定する。
次に、第１のスイッチング信号生成部２００は、ステップｂ８において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上であるか否かを判定する。
ステップｂ８において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上である場合には、第１のスイッチング信号生成部２００は、ステップｂ９において、Ｖ相下アームの第１のスイッチング信号Ｓｖｎ１をオフに設定した後、ステップｂ１０において、Ｖ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｖｐ１をオンに設定する。
一方、ステップｂ８において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上ではない場合には、第１のスイッチング信号生成部２００は、ステップｂ１１において、Ｖ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｖｐ１をオフに設定した後、ステップｂ１２において、Ｖ相下アームの第１のスイッチング信号Ｓｖｎ１をオンに設定する。
次に、第１のスイッチング信号生成部２００は、ステップｂ１３において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上であるか否かを判定する。
ステップｂ１３において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上である場合には、第１のスイッチング信号生成部２００は、ステップｂ１４において、Ｗ相下アームの第１のスイッチング信号Ｓｗｎ１をオフに設定した後、ステップｂ１５において、Ｗ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｗｐ１をオンに設定する。
一方、ステップｂ１３において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上ではない場合には、第１のスイッチング信号生成部２００は、ステップｂ１６において、Ｗ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｗｐ１をオフに設定した後、ステップｂ１７において、Ｗ相下アームの第１のスイッチング信号Ｓｗｎ１をオンに設定する。
そして、第１のスイッチング信号生成部２００は、生成した各相上下アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１をスイッチング信号切替部２２０に入力する。
また、第１のスイッチング信号生成部２００は、予め定めた演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて、第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１を生成することにより、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、低回転領域と中回転領域にある場合には、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの高調波成分を抑制することができる。
すなわち、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが低回転領域と中回転領域である場合には、第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１を用いて、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御することにより、モータ６０の鉄損と銅損を低減することができるため、モータ６０の効率を向上させることができる。
（３相交流方形波電圧指令生成部１９０の処理内容の説明）
図６と図７は、本実施例の第１の実施形態にかかる３相交流方形波電圧指令生成部１９０の処理手順を説明する図である。
まず、図６を用いて、本実施例の第１の実施形態にかかる３相交流正弦波電圧指令部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３以上である場合の処理内容を説明する。
（変調率ｍ≧１．２７３における処理内容の説明）
図６は、本実施例の第１の実施形態にかかる３相交流方形波電圧指令生成部１９０において、３相交流正弦波電圧指令部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３以上である場合の処理内容を説明する図である。
まず、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ１において、モータ回転数演算部１７０で算出したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍを取得する。
次に、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ２において、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で算出した変調率ｍを取得する。
次に、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ３において、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で算出した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｕ、θｖｖ、θｖｗを取得する。
次に、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ４において、ステップｃ１で取得したモータ回転数ωｍが、予め定めておいた所定の回転数ωｍｐｒｅ以上であるか否かを判定する。
なお、所定の回転数ωｍｐｒｅは、後述するスイッチング信号切替部２２０において、インバータ４０の各スイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴに入力するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎとして、第１のスイッチング信号生成部２００で生成した第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１から第２のスイッチング信号生成部２１０で生成した第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２へ切り替えた時と、第２のスイッチング信号生成部２１０で生成した第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２から第１のスイッチング信号生成部２００で生成した第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１へ切り替えた時に、モータ６０のトルク変動が増大しないように、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの周波数とキャリア周波数ｆｃａｒｒｉｅｒとの差が比較的小さくなり、かつ、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３のインピーダンスが高くなる高回転領域の値に設定し、予めマイコンのメモリに記憶させている。
次に、ステップｃ４において、モータ回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上であるならば、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ５において、ステップｃ２で取得した変調率ｍが、１．２７３以上であるか否かを判定する。
ステップｃ５において、変調率ｍが、１．２７３以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ６において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、π／２以上であるか否かを判定する。
ステップｃ６において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、π／２以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、３π／２以上であるか否かを判定する。ステップｃ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、３π／２以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ８において、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値に設定する。インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値は、インバータ４０の入力電圧Ｖｉｎで規格化されている。具体的には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値の大きさは、１となるように規格化されている。
また、ステップｃ６において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、π／２以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｃ８の処理を実施する。
一方、ステップｃ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、３π／２以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ９において、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値に設定する。
インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値は、インバータ４０の入力電圧Ｖｉｎで規格化されている。
具体的には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値の大きさは、−１となるように規格化されている。
次に、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ１０において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、π／２以上であるか否かを判定する。
ステップｃ１０において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、π／２以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ１１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、３π／２以上であるか否かを判定する。
ステップｃ１１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、３π／２以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ１２において、Ｖ相交流方形波電圧指令ｖｖ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に設定する。
また、ステップｃ１０において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、π／２以上ではない場合には、３相方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｃ１２の処理を実施する。
一方、ステップｃ１１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、３π／２以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ１３において、Ｖ相交流方形波電圧指令ｖｖ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に設定する。
次に、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ１４において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、π／２以上であるか否かを判定する。
ステップｃ１４において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、π／２以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ１５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、３π／２以上であるか否かを判定する。
ステップｃ１５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、３π／２以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ１６において、Ｗ相交流方形波電圧指令ｖｗ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に設定する。
また、ステップｃ１４において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、π／２以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｃ１６の処理を実施する。
一方、ステップｃ１５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、３π／２以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｃ１７において、Ｗ相交流方形波電圧指令ｖｗ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に設定する。
また、ステップｃ４において、モータ回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊を新たに更新することなく、前回値を保持する。
また、ステップｃ５において、変調率ｍが、１．２７３以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、後述する変調率ｍが１．２７３未満の処理を実施する。
また、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが、１．２７３以上の時に、上述した方法で、３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊を生成することにより、３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊の基本波を、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に一致させることができる。
したがって、３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊をモータ６０の３相巻線６１、６２、６３に印加した場合においても、モータ６０のトルクＴをモータ６０のトルク指令Ｔ＊に一致させることができる。
さらに、３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊の基本波成分の大きさは１．２７３となるため、インバータ４０の電圧利用率を向上させることもできる。
これにより、モータ６０の出力を向上させることができる。
（変調率ｍ＜１．２７３における処理内容の説明）
次に、図７を用いて、本実施例の第１の実施形態にかかる３相交流正弦波電圧指令部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３未満である場合の処理内容を説明する。
図７は、本実施例の第１の実施形態にかかる３相交流方形波電圧指令生成部１９０において、３相交流正弦波電圧指令部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３未満である場合の処理内容を説明する図である。
まず、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ１において、変調率ｍに対応する所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０を設定する。
なお、所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０は、予め変調率ｍの大きさに対応させてマイコンのメモリに記憶させている。
さらに、所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０は、後述する処理を用いて生成される３相交流方形波電圧ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊の基本波が、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊と一致するように、予め設定されている。
さらに、所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０は、後述する処理を用いて生成される３相交流方形波電圧ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊が、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の正と負の期間で対称波形となるように、予め設定されている。
また、本実施例では、１０個の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０を用いた場合について説明するが、３相交流方形波電圧ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊の基本波が、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊と一致するように、所定の電圧位相角に設定する個数を増減させても問題ない。
次に、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ２において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上であるか否かを判定する。
ステップｄ２において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ３において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上であるか否かを判定する。
ステップｄ３において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ４において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上であるか否かを判定する。
ステップｄ４において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ５において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上であるか否かを判定する。
ステップｄ５において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ６において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上であるか否かを判定する。
ステップｄ６において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上であるか否かを判定する。
ステップｄ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ８において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上であるか否かを判定する。
ステップｄ８において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ９において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上であるか否かを判定する。
ステップｄ９において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ１０において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上であるか否かを判定する。
ステップｄ１０において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ１１において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上であるか否かを判定する。
ステップｄ１１において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ１２において、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に設定する。
また、ステップｄ２において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ１２の処理を実施する。
また、ステップｄ４において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ１２の処理を実施する。
また、ステップｄ６において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ１２の処理を実施する。
また、ステップｄ８において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ１２の処理を実施する。
また、ステップｄ１０において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ１２の処理を実施する。
一方、ステップｄ３において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ１３において、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に設定する。
また、ステップｄ５において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ１３の処理を実施する。
また、ステップｄ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ１３の処理を実施する。
また、ステップｄ９において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ１３の処理を実施する。
また、ステップｄ１１において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ１３の処理を実施する。
次に、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ１４において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上であるか否かを判定する。
ステップｄ１４において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ１５において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上であるか否かを判定する。
ステップｄ１５において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ１６において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上であるか否かを判定する。
ステップｄ１６において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ１７において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上であるか否かを判定する。
ステップｄ１７において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ１８において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上であるか否かを判定する。
ステップｄ１８において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ１９において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上であるか否かを判定する。
ステップｄ１９において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ２０において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上であるか否かを判定する。
ステップｄ２０において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ２１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上であるか否かを判定する。
ステップｄ２１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ２２において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上であるか否かを判定する。
ステップｄ２２において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ２３において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上であるか否かを判定する。
ステップｄ２３において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ２４において、Ｖ相交流方形波電圧指令ｖｖ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に設定する。
また、ステップｄ１４において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ２４の処理を実施する。
また、ステップｄ１６において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ２４の処理を実施する。
また、ステップｄ１８において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ２４の処理を実施する。
また、ステップｄ２０において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ２４の処理を実施する。
また、ステップｄ２２において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ２４の処理を実施する。
一方、ステップｄ１５において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ２５において、Ｖ相交流方形波電圧指令ｖｖ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に設定する。
また、ステップｄ１７において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ２５の処理を実施する。
また、ステップｄ１９において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ２５の処理を実施する。
また、ステップｄ２１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ２５の処理を実施する。
また、ステップｄ２３において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ２５の処理を実施する。
次に、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ２６において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上であるか否かを判定する。
ステップｄ２６において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ２７において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上であるか否かを判定する。
ステップｄ２７において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ２８において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上であるか否かを判定する。
ステップｄ２８において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ２９において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上であるか否かを判定する。
ステップｄ２９において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ３０において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上であるか否かを判定する。
ステップｄ３０において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ３１において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上であるか否かを判定する。
ステップｄ３１において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ３２において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上であるか否かを判定する。
ステップｄ３２において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ３３において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上であるか否かを判定する。
ステップｄ３３において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ３４において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上であるか否かを判定する。
ステップｄ３４において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ３５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上であるか否かを判定する。
ステップｄ３５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上である場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ３６において、Ｗ相交流方形波電圧指令ｖｗ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に設定する。
また、ステップｄ２６において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ３６の処理を実施する。
また、ステップｄ２８において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ３６の処理を実施する。
また、ステップｄ３０において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ３６の処理を実施する。
また、ステップｄ３２において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ３６の処理を実施する。
また、ステップｄ３４において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ３６の処理を実施する。
一方、ステップｄ２７において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、ステップｄ３７において、Ｗ相交流方形波電圧指令ｖｗ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に設定する。
また、ステップｄ２９において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ３７の処理を実施する。
また、ステップｄ３１において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ３７の処理を実施する。
また、ステップｄ３３において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ３７の処理を実施する。
また、ステップｄ３５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上ではない場合には、３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、上述したステップｄ３７の処理を実施する。
３相交流方形波電圧指令生成部１９０は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが、１．２７３未満の時には、上述した方法で、３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊を生成することにより、３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊の基本波を、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊と一致させることができる。
したがって、３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊をモータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に印加した場合においても、モータ６０のトルクＴをモータ６０のトルク指令Ｔ＊に一致させることができる。
また、上述したように、３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊は、３相交流正弦波電圧指令のｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍの大きさに応じて予め定められた電圧位相角で、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定するだけで良いため、マイコンの演算量を低減することができる。
（第２のスイッチング信号生成部２１０の処理内容の説明）
図８は、本実施例の第１の実施形態にかかる第２のスイッチング信号生成部２１０の処理手順を説明する図である。
インバータ４０のＵ相上アームのスイッチング素子４１のＩＧＢＴとＵ相下アームのスイッチング素子４２のＩＧＢＴの短絡と、Ｖ相上アームのスイッチング素子４３のＩＧＢＴとＶ相下アームのスイッチング素子４４のＩＧＢＴの短絡と、Ｗ相上アームのスイッチング素子４５のＩＧＢＴとＷ相下アームのスイッチング素子４６のＩＧＢＴの短絡を防止するために、インバータ４０のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２とＵ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｎ２にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、Ｖ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｖｐ２とＶ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｖｎ２にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、Ｗ相上アームの第２のスイッチング信号ＳｗｐとＷ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｗｎにデッドタイムを設けることが望ましいが、本実施例では、デッドタイムを省略して説明する。
まず、第２のスイッチング信号生成部２１０は、ステップｅ１において、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で生成した３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊を取得する。
次に、第２のスイッチング信号生成部２１０は、ステップｅ２において、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶを取得する。
なお、基準値ＳＶの値は０（零）である。
次に、第２のスイッチング信号生成部２１０は、ステップｅ３において、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の値が、基準値ＳＶの値以上であるか否かを判定する。
ステップｅ３において、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の値が、基準値ＳＶの値以上である場合には、第２のスイッチング信号生成部２１０は、ステップｅ４において、Ｕ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｎ２をオフに設定した後、ステップｅ５において、Ｕ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２をオンに設定する。
一方、ステップｅ３において、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の値が、基準値ＳＶの値以上ではない場合には、第２のスイッチング信号生成部２１０は、ステップｅ６において、Ｕ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２をオフに設定した後、ステップｅ７において、Ｕ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｎ２をオンに設定する。
次に、第２のスイッチング信号生成部２１０は、ステップｅ８において、Ｖ相交流方形波電圧指令ｖｖ２＊の値が、基準値ＳＶの値以上であるか否かを判定する。
ステップｅ８において、Ｖ相交流方形波電圧指令ｖｖ２＊の値が、基準値ＳＶの値以上である場合には、第２のスイッチング信号生成部２１０は、ステップｅ９において、Ｖ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｖｎ２をオフに設定した後、ステップｅ１０において、Ｖ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｖｐ２をオンに設定する。
一方、ステップｅ８において、Ｖ相交流方形波電圧指令ｖｖ２＊の値が、基準値ＳＶの値以上ではない場合には、第２のスイッチング信号生成部２１０は、ステップｅ１１において、Ｖ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｖｐ２をオフに設定した後、ステップｅ１２において、Ｖ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｖｎ２をオンに設定する。
次に、第２のスイッチング信号生成部２１０は、ステップｅ１３において、Ｗ相交流方形波電圧指令ｖｗ２＊の値が、基準値ＳＶの値以上であるか否かを判定する。
ステップｅ１３において、Ｗ相交流方形波電圧指令ｖｗ２＊の値が、基準値ＳＶの値以上である場合には、第２のスイッチング信号生成部２１０は、ステップｅ１４において、Ｗ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｗｎ２をオフに設定した後、ステップｅ１５において、Ｗ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｗｐ２をオンに設定する。
一方、ステップｅ１３において、Ｗ相交流方形波電圧指令ｖｗ２＊の値が、基準値ＳＶの値以上ではない場合には、第２のスイッチング信号生成部２１０は、ステップｅ１６において、Ｗ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｗｐ２をオフに設定した後、ステップｅ１７において、Ｗ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｗｎ２をオンに設定する。
そして、第２のスイッチング信号生成部２１０は、生成した各相上下アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２をスイッチング信号切替部２２０に入力する。
また、第２のスイッチング信号生成部２１０は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、３相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊と基準値ＳＶに基づいて生成した第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２は、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成した第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１に比べて、オンとオフの切り替わり回数が少ない。
したがって、第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２を用いて、インバータ４０の各スイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御することにより、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのスイッチング時に伴う損失を低減することができる。
これにより、インバータ４０の効率を向上させることができる。
さらに、Ｕ相上下アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の正と負の期間で対称となり、Ｖ相上下アームの第２のスイッチング信号Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２は、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊の正と負の期間で対称とになり、Ｗ相上下アームの第２のスイッチング信号Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２は、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊の正と負の期間で対称となる。
すなわち、モータ６０の回転数ωｍが高回転領域である時に、第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２を用いて、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御することにより、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に正負対称の電圧を印加することできる。
これにより、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に正負対称の電流を流すことができるため、モータ６０の回転数ωｍが高回転である時に課題となっていたモータ６０のトルク変動を低減することができる。
（スイッチング信号切替部２２０の処理内容の説明）
図９は、本実施例の第１の実施形態にかかるスイッチング信号切替部２２０の処理手順を説明する図である。
まず、スイッチング信号切替部２２０は、ステップｆ１において、第１のスイッチング信号生成部２００で生成した第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１を取得する。
次に、スイッチング信号切替部２２０は、ステップｆ２において、第２のスイッチング信号生成部２１０で生成した第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２を取得する。
次に、スイッチング信号切替部２２０は、ステップｆ３において、モータ回転数演算部１７０で演算したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍを取得する。
そして、スイッチング信号切替部２２０は、ステップｆ４において、ステップｆ３で取得したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍに応じて、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎとして、ステップｆ１で取得した第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１とステップｆ２で取得した第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２のいずれかを設定する。
また、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎとして、第２のスイッチング信号生成部２１０で生成した第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２を設定する場合には、少なくとも、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍは、所定のモータ回転数ωｍｐｒｅ以上である。
また、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎとして、第１のスイッチング信号生成部２００で生成した第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１を設定する場合には、少なくとも、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍは、所定のモータ回転数ωｍｐｒｅ未満である。
なお、所定のモータ回転数ωｍｐｒｅの値は、予めマイコンのメモリに記憶されている。
このように、少なくとも、所定のモータ回転数ωｍｐｒｅ以上の時に、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎの設定を、第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１から第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２へ切り替えることにより、モータ６０の回転子６４が高回転である時においても、モータ６０の固定子に巻かれた三相巻線６１、６２、６３に正負対称の電流を流すことができるため、モータ６０のトルク変動を低減することができる
さらに、インバータ４０のスイッチング回数を低減できるため、高効率化することもできる。
また、少なくとも、所定のモータ回転数ωｍｐｒｅ未満の時に、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎの設定を、第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２から第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１へ切り替えることにより、モータ６０の回転子６４の低回転領域と中回転領域においても、モータ６０の固定子に巻かれた三相巻線６１、６２、６３に正負対称の電流を流すことができるため、モータ６０のトルク変動を低減することができるとともに、３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの高調波成分を抑制することができるため、モータ６０の鉄損と銅損を低減することができる。
すなわち、モータの効率を向上させることができる。
また、上述したように、モータ回転数演算部１７０で演算したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍに応じて、第１のスイッチング信号生成部２００で生成した第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１と第２のスイッチング信号生成部２１０で生成した第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２を切り替えるだけで、正弦波制御と矩形波制御とを切り替えることができるため、少ない演算量で正弦波制御と矩形波制御とを切り替えることができる。
（Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性の説明）
図１０から図１３は、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で生成したＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を説明する図である。
まず、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で生成したＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を説明する。
図１０は、本実施例の第１の実施形態にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で生成したＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を説明する図である。
Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、上述したように、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上で第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上で第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上で第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上で第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上で第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上で第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上で第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上で第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上で第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に固定される。
このように生成されたＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊のピーク前後では、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に固定される期間が比較的長く、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊のボトム前後では、インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に固定される期間が比較的長く、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊のゼロクロス前後では、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１と最小値である−１に固定される期間が比較的短い。
さらに、このように生成されたＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の基本波は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と一致する。
ここでは、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を例にして説明したが、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊とＶ相交流方形波電圧指令ｖｖ２＊の関係性についても同様であり、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊とＷ相交流方形波電圧指令ｖｗ２＊の関係性についても同様である。
次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で生成したＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を説明する。
図１１は、本実施例の第１の実施形態にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で生成したＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を説明する図である。
Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１とインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に固定する方法は、上述したので説明を省略する。
Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時の第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時の第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１（図１０参照）と比べて大きな値となる。
さらに、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時の第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１と第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２の間隔（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時の第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１と第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２の間隔（図１０参照）と比べて小さくなる。
さらに、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時の第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２と第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３の間隔（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時の第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２と第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３の間隔（図１０参照）と比べて小さくなる。
さらに、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時の第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３と第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４の間隔（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時の第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３と第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４の間隔（図１０参照）と比べて小さくなる。
さらに、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時の第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４と第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５の間隔（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時の第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４と第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５の間隔（図１０参照）と比べて小さくなる。
さらに、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時の第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５と第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６の間隔（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時の第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５と第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６の間隔（図１０参照）と比べて大きくなる。
さらに、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時の第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６と第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７の間隔（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時の第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６と第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７の間隔（図１０参照）と比べて小さくなる。
さらに、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時の第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７と第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８の間隔（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時の第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７と第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８の間隔（図１０参照）と比べて小さくなる。
さらに、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時の第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８と第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９の間隔（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時の第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８と第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９の間隔（図１０参照）と比べて小さくなる。
さらに、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時の第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９と第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０の間隔（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時の第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９と第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０の間隔（図１０参照）と比べて小さくなる。
さらに、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時の第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満である時の第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０（図１０参照）と比べて小さな値となる。
すなわち、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０以上で１．２７３未満の時に生成されたＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊（図１１参照）は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０未満の時に生成されたＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊（図１０参照）と比較して、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊のピーク前後では、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に固定する期間を長くし、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊のボトム前後では、インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に固定する期間を長くし、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊のゼロクロス前後では、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１と最小値である−１に固定する期間を短くする。
このように生成したＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の基本波は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と一致する。
つまり、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の基本波が、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と一致するように、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍに応じて、所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０を予め上述したように設定し、マイコンのメモリに記憶させている。
ここでは、変調率ｍの変化に伴うＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を例にして説明したが、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊とＶ相交流方形波電圧指令ｖｖ２＊の関係性についても同様であり、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊とＷ相交流方形波電圧指令ｖｗ２＊の関係性についても同様である。
次に、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．２７３である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で生成したＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を説明する。
図１２は、本実施例の第１の実施形態にかかる３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．２７３である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と、３相交流方形波電圧指令生成部１９０で生成したＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を説明する図である。
Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．２７３である時には、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、上述したように、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、π／２未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、π／２以上で３π／２未満の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に固定される。
さらに、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の電圧位相角θｖｕが、３π／２以上の時には、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に固定される。
このように生成されたＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊が正である期間では、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に固定され、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊が負である期間では、インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に固定される。
このように生成されたＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の基本波は、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊と一致する。
ここでは、変調率ｍが１．２７３である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊の関係性を例にして説明したが、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊とＶ相交流方形波電圧指令ｖｖ２＊の関係性についても同様であり、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊とＷ相交流方形波電圧指令ｖｗ２＊の関係性についても同様である。
（モータ６０の高回転領域において、キャリアと正弦波電圧指令を比較して生成したスイッチング信号に生じる課題の説明）
次に、図１３から図１５を用いて、モータ６０の回転子６４の高回転領域において、キャリアｃａｒｒｉｅｒと正弦波電圧指令を比較して生成したスイッチング信号に生じる課題について説明する。
以下では、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成されるＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１を例に説明する。
図１３は、本実施例の第１の実施形態にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時のＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成したＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形を説明する図である。
Ｕ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、上述したように、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊がキャリアｃａｒｒｉｅｒ以上である時にはオンする信号に設定され、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊がキャリアｃａｒｒｉｅｒ以上ではない時にはオフする信号に設定される。
図１３において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊が、ピーク値から０（零）に低下する期間を期間Ａ１とし、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊が、０（零）からボトム値まで低下する期間を期間Ａ２とし、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊が、ボトム値から０（零）まで上昇する期間を期間Ａ３とし、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊が、０（零）からピーク値まで上昇する期間を期間Ａ４と定義する。
モータ６０のトルク変動を抑制するためには、上述した期間Ａ１と期間Ａ３のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形を対称に生成するとともに、上述した期間Ａ２と期間Ａ４のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形を対称に生成し、モータ６０の固定子のＵ相巻線６１に流すＵ相電流ｉｕの高調波を低減する必要がある。
しかしながら、モータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時には、上述した期間Ａ１と期間Ａ３のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形は非対称になるとともに、上述した期間Ａ２と期間Ａ４のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形は非対称になる。
次に、上述した期間Ａ１と期間Ａ３のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形が非対称であり、上述した期間Ａ２と期間Ａ４のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形が非対称であることを説明する。
図１４は、本実施例の第１の実施形態にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時に、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成したＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形が、上述した期間Ａ１と期間Ａ３とで非対称であることを説明する図である。
期間Ａ１のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１のオンからオフに変化するタイミングでは、期間Ａ３のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オンからオフに変化する状態もしくはオンに固定されている状態である。
さらに、期間Ａ１のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１のオフからオンに変化するタイミングでは、期間Ａ３のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オフに固定されている状態である。
一方、期間Ａ３のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１のオフからオンに変化するタイミングでは、期間Ａ１のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オンに固定されている状態である。
さらに、期間Ａ３のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１のオンからオフに変化するタイミングでは、期間Ａ１のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オンからオフに変化する状態である。
期間Ａ１のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１と期間Ａ３のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形が、対称であるためには、期間Ａ１のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１が、オンからオフに変化するタイミングで、期間Ａ３のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オフからオンに変化する必要があり、さらに、期間Ａ１のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１が、オフからオンに変化するタイミングで、期間Ａ３のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オンからオフに変化する必要がある。
したがって、モータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成したＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形は、上述した期間Ａ１と期間Ａ３とで非対称であることがわかる。
図１５は、本実施例の第１の実施形態にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時に、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成したＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形が、上述した期間Ａ２と期間Ａ４とで非対称であることを説明する図である。
期間Ａ２のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１のオフからオンに変化するタイミングでは、期間Ａ４のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オフに固定されている状態である。
期間Ａ２のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１のオンからオフに変化するタイミングでは、期間Ａ４のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オンに固定されている状態である。
一方、期間Ａ４のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１のオンからオフに変化するタイミングでは、期間Ａ２のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オフに固定されている状態である。
さらに、期間Ａ４のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１のオフからオンに変化するタイミングでは、期間Ａ２のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オンに固定されている状態である。
期間Ａ２のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１と期間Ａ４のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形が、対称であるためには、期間Ａ２のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１が、オンからオフに変化するタイミングで、期間Ａ４のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オフからオンに変化する必要があり、さらに、期間Ａ２のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１が、オフからオンに変化するタイミングで、期間Ａ４のＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１は、オンからオフに変化する必要がある。
したがって、モータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成したＵ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１の波形は、上述した期間Ａ２と期間Ａ４とで非対称であることがわかる。
ここでは、Ｕ相上アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１を例に説明したが、Ｕ相下アームの第１のスイッチング信号Ｓｕｎ１とＶ相上下アームの第１のスイッチング信号Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１とＷ相上下アームの第１のスイッチング信号Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１についても同様である。
したがって、モータ６０の回転子６４の高回転領域において、固定周波数のキャリアと３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊を比較して生成したスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１を、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎに適用した場合には、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに高調波が発生し、モータ６０のトルク変動が増大する課題がある。
次に、図１６から図１８を用いて、モータ６０の回転子６４の高回転領域において、第２のスイッチング信号生成部２１０で生成した第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２を、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎに適用することにより、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの高調波を低減し、モータ６０のトルク変動を低減できることを説明する。
以下では、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶに基づいて生成されるＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２を例に説明する。
図１６は、本実施例の第１の実施形態にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時のＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶに基づいて生成したＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形を説明する図である。
Ｕ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、上述したように、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊がインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶ以上である時にはオンする信号に設定され、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊がインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶ以上ではない時にはオフする信号に設定される。
図１６において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊が、ピーク値から０（零）に低下する期間を期間Ｂ１とし、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊が、０（零）からボトム値まで低下する期間を期間Ｂ２とし、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊が、ボトム値から０（零）まで上昇する期間を期間Ｂ３とし、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊が、０（零）からピーク値まで上昇する期間を期間Ｂ４と定義する。
モータ６０のトルク変動を抑制するためには、上述した期間Ｂ１と期間Ｂ３のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形を対称に生成するとともに、上述した期間Ｂ２と期間Ｂ４のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形を対称に生成し、モータ６０の固定子のＵ相巻線６１に流すＵ相電流ｉｕの高調波を低減する必要がある。
上述したように、所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０は、Ｕ相交流方形波電圧ｖｕ２＊が、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の正と負の期間で対称波形となるように予め設定されているため、上述した期間Ｂ１と期間Ｂ３のＵ相交流方形波電圧ｖｕ２＊は対称波形となり、上述した期間Ｂ２と期間Ｂ４のＵ相交流方形波電圧ｖｕ２＊は対称波形となる。
インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値ＳＶの値は、０（零）であるため、Ｕ相交流方形波電圧ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値ＳＶとを比較して生成したＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、期間Ｂ１と期間Ｂ３で対称波形となり、期間Ｂ２と期間Ｂ４で対称波形になる。
次に、上述した期間Ｂ１と期間Ｂ３のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形が対称であり、上述した期間Ｂ２と期間Ｂ４のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形が対称であることを説明する。
図１７は、本実施例の第１の実施形態にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時に、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値ＳＶに基づいて生成したＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形が、上述した期間Ｂ１と期間Ｂ３とで対称であることを説明する図である。
期間Ｂ１のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２のオンからオフに変化するタイミングでは、期間Ｂ３のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オフからオンに変化する状態である。
さらに、期間Ｂ１のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２のオフからオンに変化するタイミングでは、期間Ｂ３のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オンからオフに変化する状態である。
一方、期間Ｂ３のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２のオフからオンに変化するタイミングでは、期間Ｂ１のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オンからオフに変化する状態である。
さらに、期間Ｂ３のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２のオンからオフに変化するタイミングでは、期間Ｂ１のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オフからオンに変化する状態である。
期間Ｂ１のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２と期間Ｂ３のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形が、対称であるためには、期間Ｂ１のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２が、オンからオフに変化するタイミングで、期間Ｂ３のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オフからオンに変化する必要があり、さらに、期間Ｂ１のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２が、オフからオンに変化するタイミングで、期間Ｂ３のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オンからオフに変化する必要がある。
これらより、モータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域において、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値ＳＶに基づいて生成したＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形は、上述した期間Ｂ１と期間Ｂ３とで対称であることがわかる。
図１８は、本実施例の第１の実施形態にかかるモータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域である時に、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値ＳＶに基づいて生成したＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形が、上述した期間Ｂ２と期間Ｂ４とで対称であることを説明する図である。
期間Ｂ２のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２のオフからオンに変化するタイミングでは、期間Ｂ４のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オンからオフに変化する状態である。
さらに、期間Ｂ２のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２のオンからオフに変化するタイミングでは、期間Ｂ４のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オフからオンに変化する状態である。
一方、期間Ｂ４のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２のオンからオフに変化するタイミングでは、期間Ｂ２のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オフからオンに変化する状態である。
さらに、期間Ｂ４のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２のオフからオンに変化するタイミングでは、期間Ｂ２のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オンからオフに変化する状態である。
期間Ｂ２のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２と期間Ｂ４のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形が、対称であるためには、期間Ｂ２のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２が、オンからオフに変化するタイミングで、期間Ｂ４のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オフからオンに変化する必要があり、さらに、期間Ｂ２のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２が、オフからオンに変化するタイミングで、期間Ｂ４のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２は、オンからオフに変化する必要がある。
これらより、モータ６０の回転子６４が、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の高回転領域において、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値ＳＶに基づいて生成したＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２の波形は、上述した期間Ｂ２と期間Ｂ４とで対称であることがわかる。
したがって、モータ６０の回転子６４の高回転領域において、Ｕ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値である基準値ＳＶに基づいて生成したスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２を、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎに適用することにより、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの高調波を低減することができる。
これにより、モータ６０の回転子６４の高回転領域において、モータ６０のトルク変動を低減することができる。
(第１のスイッチング信号と第２のスイッチング信号の適用領域の説明)
図１９は、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎに設定するスイッチング信号を説明する図である。
上述したように、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の時には、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎとして、第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２が適用される。
また、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ未満の時には、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎとして、第１のスイッチング信号Ｓｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１が適用される。
このように、インバータ４０のスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを生成することにより、マイコンの演算量を増大させることなく、正弦波制御と矩形波制御とを切り替えることができるとともに、モータ高回転領域のトルク変動を抑制することができる。
〔第２の実施形態〕
（インバータ制御装置５００の構成要素の説明）
図２０は、本実施例の第２の実施形態にかかる車両システムを説明する図である。
インバータ制御装置５００を除いた車両システムの構成は、上述した本実施例の第１の実施形態と同じ構成であるため、説明を省略する。
本実施例の第２の実施形態にかかるインバータ制御装置５００は、モータ回転数演算部１７０、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０、３相交流電圧指令変形部５１０、スイッチング信号生成部５２０を有する。
（インバータ制御装置５００の機能の説明）
インバータ制御装置５００は、磁極位置センサ７０で検出したモータ６０の回転子６４の磁極位置θｅをモータ回転数演算部１７０に入力し、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍを算出する。
モータ回転数演算部１７０の処理内容は、上述した本実施例の第１の実施形態と同じ処理内容であるため、説明を省略する。
さらに、インバータ制御装置５００は、上位コントローラ（不図示）から受信したモータ６０のトルク指令Ｔ＊と、電流センサ５０で検出したモータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと、電圧センサ３０で検出したインバータ４０の入力電圧Ｖｉｎと、磁極位置センサ７０で検出したモータ６０の回転子６４の磁極位置θｅと、モータ回転数演算部１７０で算出したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍを３相交流正弦波電圧指令生成部１８０に入力し、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊と、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍと、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｕ、θｖｖ、θｖｗを算出する。
３相交流正弦波電圧指令生成部１８０の処理内容は、上述した本実施例の第１の実施形態と同じ処理内容であるため、説明を省略する。
さらに、インバータ制御装置５００は、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で算出した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊と、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍと、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｕ、θｖｖ、θｖｗと、モータ回転数演算部１７０で算出したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍを３相交流電圧指令変形部５１０に入力し、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊を算出する。
３相交流電圧指令変形部５１０の詳細な処理内容は、後述する。
そして、インバータ制御装置５００は、３相交流電圧指令変形部５１０で算出した３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊と、三角波や鋸波などのキャリア信号ｃａｒｒｉｅｒと、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶと、モータ回転数演算部１７０で算出したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍをスイッチング信号生成部５２０に入力し、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御するスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを生成する。
スイッチング信号生成部５２０の詳細な処理内容は、後述する。
（３相交流電圧指令変形部５１０の処理内容の説明）
図２１と図２２は、本実施例の第２の実施形態にかかる３相交流電圧指令変形部５１０の処理手順を説明する図である。
まず、図２１を用いて、本実施例の第２の実施形態にかかる３相交流正弦波電圧指令部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３以上である場合の処理内容を説明する。
（変調率ｍ≧１．２７３における処理内容の説明）
図２１は、本実施例の第２の実施形態にかかる３相交流電圧指令変形部５１０において、３相交流正弦波電圧指令部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３以上である場合の処理内容を説明する図である。
まず、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ１において、モータ回転数演算部１７０で算出したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍを取得する。
次に、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ２において、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成した変調率ｍを取得する。
次に、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ３において、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊を取得する。
次に、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ４において、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に対応する電圧位相角をθｖｕ、θｖｖ、θｖｗ取得する。
次に、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ５において、ステップｇ１で取得したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上であるか否かを判定する。
ステップｇ５において、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ６において、ステップｇ２で取得した変調率ｍが、１．２７３以上であるか否かを判定する。
ステップｇ６において、変調率ｍが１．２７３以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕがπ／２以上であるか否かを判定する。
ステップｇ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕがπ／２以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ８において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、３π／２以上であるか否かを判定する。
ステップｇ８において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、３π／２以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ９において、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値に設定する。インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値は、上述した本実施例の第１の実施形態と同様に、１となるように規格化されている。
また、ステップｇ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、π／２以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｇ９の処理を実施する。
一方、ステップｇ８において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、３π／２以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ１０において、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値に設定する。インバータ４０の出力可能な相電圧の最小値は、上述した本実施例の第１の実施形態と同様に、−１となるように規格化されている。
次に、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ１１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、π／２以上であるか否かを判定する。
ステップｇ１１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、π／２以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ１２において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、３π／２以上であるか否かを判定する。
ステップ１２において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、３π／２以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ１３において、Ｖ相交流変形波電圧指令ｖｖ１＊＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に設定する。
また、ステップｇ１１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、π／２以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｇ１３の処理を実施する。
一方、ステップｇ１２において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、３π／２以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ１４において、Ｖ相交流変形波電圧指令ｖｖ１＊＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に設定する。
次に、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ１５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、π／２以上であるか否かを判定する。
ステップｇ１５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、π／２以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ１６において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、３π／２以上であるか否かを判定する。
ステップ１６において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、３π／２以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ１７において、Ｗ相交流変形波電圧指令ｖｗ１＊＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に設定する。
また、ステップｇ１５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、π／２以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｇ１７の処理を実施する。
一方、ステップｇ１６において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、３π／２以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ１８において、Ｗ相交流変形波電圧指令ｖｗ１＊＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に設定する。
また、ステップｇ５において、モータ回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｇ１９において、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊に、ステップｇ３で取得した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊を設定する。
また、ステップｇ６において、変調率ｍが、１．２７３以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、後述する変調率ｍが１．２７３未満の処理を実施する。
また、３相交流電圧指令変形部５１０は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが、１．２７３以上の時に、上述した方法で、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊を生成することにより、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊の基本波を、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に一致させることができる。
したがって、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊をモータ６０の３相巻線６１、６２、６３に印加した場合においても、モータ６０のトルクＴをモータ６０のトルク指令Ｔ＊に一致させることができる。
さらに、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊の基本波成分の大きさは１．２７３となるため、インバータ４０の電圧利用率を向上させることもできる。
これにより、モータ６０の出力を向上させることができる。
（変調率ｍ＜１．２７３における処理内容の説明）
次に、図２２を用いて、本実施例の第２の実施形態にかかる３相交流正弦波電圧指令部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３未満である場合の処理内容を説明する。
図２２は、本実施例の第２の実施形態にかかる３相交流電圧指令変形部５１０において、３相交流正弦波電圧指令部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが１．２７３未満である場合の処理内容を説明する図である。
まず、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ１において、変調率ｍに対応する所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０を設定する。
所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０の設定方法は、上述した本実施例の第１の実施形態で説明した設定方法と同様である。
また、本実施例では、１０個の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０を用いた場合について説明するが、３相交流変形波電圧ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊の基本波が、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊と一致するように、所定の電圧位相角に設定する個数を増減させても問題ない。
次に、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ２において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上であるか否かを判定する。
ステップｈ２において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ３において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上であるか否かを判定する。
ステップｈ３において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ４において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上であるか否かを判定する。
ステップｈ４において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、は、ステップｈ５において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上であるか否かを判定する。
ステップｈ５において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ６において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上であるか否かを判定する。
ステップｈ６において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上であるか否かを判定する。
ステップｈ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ８において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上であるか否かを判定する。
ステップｈ８において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ９において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上であるか否かを判定する。
ステップｈ９において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ１０において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上であるか否かを判定する。
ステップｈ１０において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ１１において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上であるか否かを判定する。
ステップｈ１１において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ１２において、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に設定する。
また、ステップｈ２において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ１２の処理を実施する。
また、ステップｈ４において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ１２の処理を実施する。
また、ステップｈ６において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ１２の処理を実施する。
また、ステップｈ８において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ１２の処理を実施する。
また、ステップｈ１０において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ１２の処理を実施する。
一方、ステップｈ３において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ１３において、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に設定する。
また、ステップｈ５において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ１３の処理を実施する。
また、ステップｈ７において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ１３の処理を実施する。
また、ステップｈ９において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ１３の処理を実施する。
また、ステップｈ１１において、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角θｖｕが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ１３の処理を実施する。
次に、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ１４において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上であるか否かを判定する。
ステップｈ１４において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ１５において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上であるか否かを判定する。
ステップｄ１５において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ１６において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上であるか否かを判定する。
ステップｈ１６において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ１７において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上であるか否かを判定する。
ステップｈ１７において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ１８において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上であるか否かを判定する。
ステップｈ１８において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ１９において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上であるか否かを判定する。
ステップｈ１９において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ２０において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上であるか否かを判定する。
ステップｈ２０において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ２１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上であるか否かを判定する。
ステップｈ２１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ２２において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上であるか否かを判定する。
ステップｈ２２において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ２３において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上であるか否かを判定する。
ステップｈ２３において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ２４において、Ｖ相交流変形波電圧指令ｖｖ１＊＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に設定する。
また、ステップｈ１４において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ２４の処理を実施する。
また、ステップｈ１６において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ２４の処理を実施する。
また、ステップｈ１８において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ２４の処理を実施する。
また、ステップｈ２０において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ２４の処理を実施する。
また、ステップｈ２２において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ２４の処理を実施する。
一方、ステップｈ１５において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ２５において、Ｖ相交流方形波電圧指令ｖｖ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に設定する。
また、ステップｈ１７において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ２５の処理を実施する。
また、ステップｈ１９において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ２５の処理を実施する。
また、ステップｈ２１において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ２５の処理を実施する。
また、ステップｈ２３において、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角θｖｖが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ２５の処理を実施する。
次に、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ２６において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上であるか否かを判定する。
ステップｈ２６において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ２７において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上であるか否かを判定する。
ステップｈ２７において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ２８において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上であるか否かを判定する。
ステップｈ２８において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ２９において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上であるか否かを判定する。
ステップｈ２９において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ３０において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上であるか否かを判定する。
ステップｈ３０において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ３１において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上であるか否かを判定する。
ステップｈ３１において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ３２において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上であるか否かを判定する。
ステップｈ３２において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ３３において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上であるか否かを判定する。
ステップｈ３３において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ３４において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上であるか否かを判定する。
ステップｈ３４において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ３５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上であるか否かを判定する。
ステップｈ３５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上である場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ３６において、Ｗ相交流方形波電圧指令ｖｗ２＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値である１に設定する。
また、ステップｈ２６において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ３６の処理を実施する。
また、ステップｈ２８において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ３６の処理を実施する。
また、ステップｈ３０において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ３６の処理を実施する。
また、ステップｈ３２において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ３６の処理を実施する。
また、ステップｈ３４において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ３６の処理を実施する。
一方、ステップｈ２７において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、ステップｈ３７において、Ｗ相交流変形波電圧指令ｖｗ１＊＊をインバータ４０の出力可能な相電圧の最小値である−１に設定する。
また、ステップｈ２９において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ３７の処理を実施する。
また、ステップｈ３１において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ３７の処理を実施する。
また、ステップｈ３３において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ３７の処理を実施する。
また、ステップｈ３５において、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角θｖｗが、第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０以上ではない場合には、３相交流電圧指令変形部５１０は、上述したステップｈ３７の処理を実施する。
３相交流電圧指令変形部５１０は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍが、１．２７３未満の時には、上述した方法で、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊を生成することにより、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊の基本波を、３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊と一致させることができる。
したがって、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊をモータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に印加した場合においても、モータ６０のトルクＴをモータ６０のトルク指令Ｔ＊に一致させることができる。
また、上述したように、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊は、３相交流正弦波電圧指令のｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍの大きさに応じて予め定められた電圧位相角で、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定するだけで良いため、マイコンの演算量を低減することができる。
（スイッチング信号生成部５２０の処理内容の説明）
図２３は、本実施例の第２の実施形態にかかるスイッチング信号生成部５２０の処理手順を説明する図である。
インバータ４０のＵ相上アームのスイッチング素子４１のＩＧＢＴとＵ相下アームのスイッチング素子４２のＩＧＢＴの短絡と、Ｖ相上アームのスイッチング素子４３のＩＧＢＴとＶ相下アームのスイッチング素子４４のＩＧＢＴの短絡と、Ｗ相上アームのスイッチング素子４５のＩＧＢＴとＷ相下アームのスイッチング素子４６のＩＧＢＴの短絡を防止するために、インバータ４０のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２とＵ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｎ２にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、Ｖ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｖｐ２とＶ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｖｎ２にデッドタイムを設けることが望ましく、さらに、Ｗ相上アームの第２のスイッチング信号ＳｗｐとＷ相下アームの第２のスイッチング信号Ｓｗｎにデッドタイムを設けることが望ましいが、本実施例では、デッドタイムを省略して説明する。
まず、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ１において、３相交流電圧指令変形部５１０で生成した３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊を取得する。
次に、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ２において、予めマイコンのメモリに記憶させておいたキャリアｃａｒｒｉｅｒのピーク値Ｃｐｋとボトム値Ｃｂｔとキャリア周波数ｆｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成されたキャリアｃａｒｒｉｅｒを取得する。
次に、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ３において、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶを取得する。
なお、基準値ＳＶの値は０（零）である。
次に、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ４において、モータ回転数演算部１７０で算出したモータ６０の回転子６４の回転数ωｍを取得する。
次に、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ５において、ステップｉ４で取得したモータ回転数ωｍが、所定の回転数以上であるか否かを判定する。
ステップｉ５において、モータ回転数ωｍが、所定の回転数以上である場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ６において、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が、ステップｉ３で取得した基準値ＳＶ以上であるか否かを判定する。
ステップｉ６において、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が、ステップｉ３で取得した基準値ＳＶ以上である場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ７において、Ｕ相下アームのスイッチング信号Ｓｕｎをオフに設定したのち、ステップｉ８において、Ｕ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐをオンに設定する。
一方、ステップｉ６において、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が、基準値ＳＶ以上ではない場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ９において、Ｕ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐをオフに設定したのち、ステップｉ１０において、Ｕ相下アームのスイッチング信号Ｓｕｎをオンに設定する。
次に、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ１１において、Ｖ相交流変形波電圧指令ｖｖ１＊＊が、基準値ＳＶ以上であるか否かを判定する。
ステップｉ１１において、Ｖ相交流変形波電圧指令ｖｖ１＊＊が、基準値ＳＶ以上である場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ１２において、Ｖ相下アームのスイッチング信号Ｓｖｎをオフに設定したのち、ステップｉ１３において、Ｖ相上アームのスイッチング信号Ｓｖｐをオンに設定する。
一方、ステップｉ１１において、Ｖ相交流変形波電圧指令ｖｖ１＊＊が、基準値ＳＶ以上ではない場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ１４において、Ｖ相上アームのスイッチング信号Ｓｖｐをオフに設定したのち、ステップｉ１５において、Ｖ相下アームのスイッチング信号Ｓｖｎをオンに設定する。
次に、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ１６において、Ｗ相交流変形波電圧指令ｖｗ１＊＊が、基準値ＳＶ以上であるか否かを判定する。
ステップｉ１６において、Ｗ相交流変形波電圧指令ｖｗ１＊＊が、基準値ＳＶ以上である場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ１７において、Ｗ相下アームのスイッチング信号Ｓｖｎをオフに設定したのち、ステップｉ１８において、Ｗ相上アームのスイッチング信号Ｓｖｐをオンに設定する。
一方、ステップｉ１６において、Ｗ相交流変形波電圧指令ｖｗ１＊＊が、基準値ＳＶ以上ではない場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ１９において、Ｗ相上アームのスイッチング信号Ｓｗｐをオフに設定したのち、ステップｉ２０において、Ｗ相下アームのスイッチング信号Ｓｗｎをオンに設定する。
また、ステップｉ５において、モータ回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上ではない場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ２１において、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上であるか否かを判定する。
ステップｉ２１において、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上である場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ２２において、Ｕ相下アームのスイッチング信号Ｓｕｎをオフに設定したのち、ステップｉ２３において、Ｕ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐをオンに設定する。
一方、ステップｉ２１において、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上ではない場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ２４において、Ｕ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐをオフに設定したのち、ステップｉ２５において、Ｕ相下アームのスイッチング信号Ｓｕｎをオンに設定する。
次に、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ２６において、Ｖ相交流変形波電圧指令ｖｖ１＊＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上であるか否かを判定する。
ステップｉ２６において、Ｖ相交流変形波電圧指令ｖｖ１＊＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上である場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ２７において、Ｖ相下アームのスイッチング信号Ｓｖｎをオフに設定したのち、ステップｉ２８において、Ｖ相上アームのスイッチング信号Ｓｖｐをオンに設定する。
一方、ステップｉ２６において、Ｖ相交流変形波電圧指令ｖｖ１＊＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上ではない場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ２９において、Ｖ相上アームのスイッチング信号Ｓｖｐをオフに設定したのち、ステップｉ３０において、Ｖ相下アームのスイッチング信号Ｓｖｎをオンに設定する。
次に、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ３１において、Ｗ相交流変形波電圧指令ｖｗ１＊＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上であるか否かを判定する。
ステップｉ３１において、Ｗ相交流変形波電圧指令ｖｗ１＊＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上である場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ３２において、Ｗ相下アームのスイッチング信号Ｓｗｎをオフに設定したのち、Ｗ相上アームのスイッチング信号Ｓｗｐをオンに設定する。
一方、ステップｉ３１において、Ｗ相交流変形波電圧指令ｖｗ１＊＊の値が、キャリアｃａｒｒｉｅｒの値以上ではない場合には、スイッチング信号生成部５２０は、ステップｉ３４において、Ｗ相上アームのスイッチング信号Ｓｗｐをオフに設定したのち、ステップｉ３５において、Ｗ相下アームのスイッチング信号Ｓｗｎをオンに設定する。
スイッチング信号生成部５２０は、予め定めたマイコンの演算周期ごとに、上述した処理を繰り返し実施する。
このように、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊とキャリアｃａｒｒｉｅｒと基準値ＳＶに基づいて生成したスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを用いて、インバータ４０の各スイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御することにより、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのスイッチング回数を低減することができるため、スイッチング時に伴う損失を低減することができる。
これにより、インバータ４０の効率を向上させることができる。
さらに、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊と基準値ＳＶに基づいて生成したＵ相上下アームのスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎは、Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の正と負の期間で対称となり、Ｖ相上下アームのスイッチング信号Ｓｖｐ、Ｓｖｎは、Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊の正と負の期間で対称とになり、Ｗ相上下アームのスイッチング信号Ｓｗｐ、Ｓｗｎは、Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊の正と負の期間で対称となる。
すなわち、モータ６０の回転数ωｍが高回転領域である時に、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊と基準値ＳＶに基づいて生成したスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを用いて、インバータ４０のスイッチング素子４１、４２、４３、４４、４５、４６のＩＧＢＴのオンとオフを制御することにより、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に正負対称の電圧を印加することできる。
これにより、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に正負対称の電流を流すことができるため、モータ６０の回転数ωｍが高回転領域にある場合に課題となっていたモータ６０のトルク変動を低減することができる。
さらに、上述したように、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの周波数とキャリア周波数ｆｃａｒｒｉｅｒとの差が比較的小さくなり、かつ、モータ６０の固定子に巻かれた３相巻線６１、６２、６３のインピーダンスが高くなるモータ６０の回転子６４の高回転領域で、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊を、３相交流正弦波電圧指令と３相交流方形波電圧指令とで切り替えることにより、正弦波制御と矩形波制御との切り替え時に生じるモータ６０のトルク変動を抑制することができる。
（３相交流変形波電圧指令とスイッチング信号の波形の説明）
図２４は、本実施例の第２の実施形態にかかる３相交流電圧指令変形部５１０で生成したＵ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊とスイッチング信号生成部５２０で生成したＵ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐの波形を説明する図である。
図２４において、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ未満で、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０００未満である期間を期間Ｃ１とし、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上で、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０００未満である期間を期間Ｃ２とし、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上で、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．０００以上で１．２７３未満である期間を期間Ｃ３とし、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上で、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍが、１．２７３以上である期間を期間Ｃ４と定義する。
期間Ｃ１は、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ未満であるため、上述したように、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊には、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊が設定される。
さらに、期間Ｃ１は、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ未満であるため、上述したように、Ｕ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐは、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が、キャリアｃａｒｒｉｅｒ以上である時にはオンする信号に設定され、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が、キャリアｃａｒｒｉｅｒ以上ではない時にはオフする信号に設定される。
期間Ｃ２は、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上であるため、上述したように、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍの大きさに応じて予め定められた電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０で、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定された方形波状のＵ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が生成される。
さらに、期間Ｃ２は、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ未満であるため、上述したように、Ｕ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐは、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶ以上である時にはオンする信号に設定され、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶ以上ではない時にはオフする信号に設定される。
また、期間Ｃ２で生成されたＵ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐは、本実施例の第１の実施形態で説明した図１６のＵ相上アームの第２のスイッチング信号Ｓｕｐ２と同様の波形となる。
期間Ｃ３は、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上であるため、上述したように、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍの大きさに応じて予め定めた電圧位相角θｖｕｖｗ１〜θｖｕｖｗ１０で、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定された方形波状のＵ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が生成される。
さらに、期間Ｃ３は、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ未満であるため、上述したように、Ｕ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐは、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶ以上である時にはオンする信号に設定され、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶ以上ではない時にはオフする信号に設定される。
さらに、期間Ｃ３の３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍは、１．０００以上で１．２７３未満であり、期間Ｃ２の３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍよりも大きいため、期間Ｃ３の第１の電圧位相角θｖｕｖｗ１は、期間Ｃ２の第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１と比べて大きな値となる。
さらに、期間Ｃ３の第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１と第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２の間隔は、期間Ｃ２の第１の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１と第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間Ｃ３の第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２と第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３の間隔は、期間Ｃ２の第２の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ２と第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間Ｃ３の第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３と第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４の間隔は、期間Ｃ２の第３の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ３と第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間Ｃ３の第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４と第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５の間隔は、期間Ｃ２の第４の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ４と第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間Ｃ３の第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５と第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６の間隔は、期間Ｃ２の第５の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ５と第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６の間隔と比べて大きくなる。
さらに、期間Ｃ３の第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６と第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７の間隔は、期間Ｃ２の第６の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ６と第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間Ｃ３の第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７と第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８の間隔は、期間Ｃ２の第７の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ７と第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間Ｃ３の第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８と第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９の間隔は、期間Ｃ２の第８の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ８と第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間Ｃ３の第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９と第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０の間隔は、期間Ｃ２の第９の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ９と第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０の間隔と比べて小さくなる。
さらに、期間Ｃ３の第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０は、期間Ｃ２の第１０の所定の電圧位相角θｖｕｖｗ１０と比べて小さな値となる。
また、期間Ｃ３で生成されたＵ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐは、本実施例の第１の実施形態で説明した図１１のＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶに基づいて生成されたスイッチング信号Ｓｕｐ２と同様の波形となる。
期間Ｃ４は、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上であり、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成したＵ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊の変調率ｍの大きさが、１．２７３以上であるため、上述したように、予め定めた電圧位相角π／２、３π／２で、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定された方形波状のＵ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が生成される。
さらに、期間Ｃ４は、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ未満であるため、上述したように、Ｕ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐは、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶ以上である時にはオンする信号に設定され、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊が、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶ以上ではない時にはオフする信号に設定される。
また、期間Ｃ４で生成されたＵ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐは、本実施例の第１の実施形態で説明した図１２のＵ相交流方形波電圧指令ｖｕ２＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶに基づいて生成されたスイッチング信号Ｓｕｐ２と同様の波形となる。
ここでは、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊とＵ相上アームのスイッチング信号Ｓｕｐの波形を例にして説明したが、Ｕ相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊とＵ相下アームのスイッチング信号Ｓｕｎと、Ｖ相交流変形波電圧指令ｖｖ１＊＊とＶ相上下アームのスイッチング信号Ｓｖｐ、Ｓｖｎと、Ｗ相交流変形波電圧指令ｖｗ１＊＊とＷ相上下アームのスイッチング信号Ｓｗｐ、Ｓｗｎについても同様である。
(３相交流電圧指令変形部５１０で生成した３相交流変形波電圧指令の波形形状とその適用領域の説明)
図２５は、３相交流電圧指令変形部５１０で生成した３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊の波形形状とその適用領域を説明する図である。
上述したように、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ以上の時には、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊は、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率ｍに応じて予め定められた所定の電圧位相角で、インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定された方形波状の３相交流電圧指令となる。
また、モータ６０の回転子６４の回転数ωｍが、所定の回転数ωｍｐｒｅ未満の時には、３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊は、３相交流正弦波電圧指令生成部１８０で生成した３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊が設定されるため、正弦波状の３相交流電圧指令となる。
このように設定された３相交流変形波電圧指令ｖｕ１＊＊、ｖｖ１＊＊、ｖｗ１＊＊とインバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値ＳＶとキャリアｃａｒｒｉｅｒに基づいて生成されたスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎは、本実施例の第１の実施形態で説明したスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎと同じ波形となる。
したがって、このように、インバータ４０のスイッチング信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを生成することにより、マイコンの演算量を増大させることなく、正弦波制御と矩形波制御とを切り替えることができるとともに、モータ高回転領域のトルク変動を抑制することができる。
１０ バッテリ
２０ 平滑キャパシタ
３０ 電圧センサ
４０ インバータ
４１ インバータ４０のＵ相上アームのスイッチング素子
４２ インバータ４０のＵ相下アームのスイッチング素子
４３ インバータ４０のＶ相上アームのスイッチング素子
４４ インバータ４０のＶ相下アームのスイッチング素子
４５ インバータ４０のＷ相上アームのスイッチング素子
４６ インバータ４０のＷ相下アームのスイッチング素子
５０ 電流センサ
６０ モータ
６１ モータ６０の固定子に巻かれたＵ相巻線
６２ モータ６０の固定子に巻かれたＶ相巻線
６３ モータ６０の固定子に巻かれたＷ相巻線
６４ 回転子
７０ 磁極位置センサ
８０ モータの出力軸
９０ トランスミッション
１００ クランクシャフト
１１０ エンジン
１２０ プロペラシャフト
１３０ ディファレンシャルギア
１４０ ドライブシャフト
１５０ 駆動輪
１６０ インバータ制御装置
５００ インバータ制御装置
１７０ モータ回転数演算部
１８０ ３相交流正弦波電圧指令生成部
１９０ ３相交流方形波電圧指令生成部
２００ 第１のスイッチング信号生成部
２１０ 第２のスイッチング信号生成部
２２０ スイッチング信号切替部
３００ ｄ軸電圧指令ｖｄ＊生成用の比例積分制御器
３２０ 乗算器
３３０ 乗算器
３８０ 乗算器
３９０ 乗算器
３４０ 加算器
４００ 加算器
３１０ 減算器
３７０ 減算器
３５０ 積分器
４１０ 積分器
３６０ ｑ軸電圧指令ｖｑ＊生成用の比例積分制御器
５１０ ３相交流電圧指令変形部
５２０ スイッチング信号生成部
ｍ ３相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊の変調率
Ｔ モータ６０のトルク
ｉｄ ｄ軸電流
ｉｑ ｑ軸電流
ｉｕ Ｕ相交流電流
ｉｖ Ｖ相交流電流
ｉｗ Ｗ相交流電流
θｖ 基準電圧位相角
θｅ モータ６０の回転子６４の磁極位置
ωｍ モータ６０の回転子６４の回転数
Ｔ＊ モータ６０のトルク指令
Ｐｐ モータ６０の極対数
ＳＶ インバータ４０の出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値
ｖｄ＊ ｄ軸電圧指令
ｖｑ＊ ｑ軸電圧指令
ｉｄ＊ ｄ軸電流指令
ｉｑ＊ ｑ軸電流指令
Ｖｉｎ インバータ４０の入力電圧
Ｃｐｋ キャリアｃａｒｒｉｅｒのピーク値
Ｃｂｔ キャリアｃａｒｒｉｅｒのボトム値
Ｋｐｄ ｄ軸用比例ゲイン
Ｋｉｄ ｄ軸用積分ゲイン
Ｋｐｑ ｑ軸用比例ゲイン
Ｋｉｑ ｑ軸用積分ゲイン
Δｉｄ ｄ軸電流指令ｉｄ＊からｄ軸電流ｉｄを減算した差分値
Δｉｑ ｑ軸電流指令ｉｑ＊からｑ軸電流ｉｑを減算した差分値
Ｓｕｐ インバータ４０のスイッチング素子４１のＩＧＢＴのスイッチング信号
Ｓｕｎ インバータ４０のスイッチング素子４２のＩＧＢＴのスイッチング信号
Ｓｖｐ インバータ４０のスイッチング素子４３のＩＧＢＴのスイッチング信号
Ｓｖｎ インバータ４０のスイッチング素子４４のＩＧＢＴのスイッチング信号
Ｓｗｐ インバータ４０のスイッチング素子４５のＩＧＢＴのスイッチング信号
Ｓｗｎ インバータ４０のスイッチング素子４６のＩＧＢＴのスイッチング信号
θｖｕ Ｕ相交流正弦波電圧指令ｖｕ１＊に対応する電圧位相角
θｖｖ Ｖ相交流正弦波電圧指令ｖｖ１＊に対応する電圧位相角
θｖｗ Ｗ相交流正弦波電圧指令ｖｗ１＊に対応する電圧位相角
ｖｕ１＊ Ｕ相交流正弦波電圧指令
ｖｖ１＊ Ｖ相交流正弦波電圧指令
ｖｗ１＊ Ｗ相交流正弦波電圧指令
ｖｕ２＊ Ｕ相交流方形波電圧指令
ｖｖ２＊ Ｖ相交流方形波電圧指令
ｖｗ２＊ Ｗ相交流方形波電圧指令
ｖｐｄ＊ ｄ軸用比例ゲインＫｐｄと差分値Δｉｄを乗算した乗算値
ｖｐｑ＊ ｑ軸用比例ゲインＫｐｑと差分値Δｉｑを乗算した乗算値
ｖｉｄ＊ 乗算値Δｖｉｄ＊を積分した積分値
ｖｉｑ＊ 乗算値Δｖｉｑ＊を積分した積分値
Ｓｕｐ１ インバータ４０のＵ相上アームの第１のスイッチング信号
Ｓｕｎ１ インバータ４０のＵ相下アームの第１のスイッチング信号
Ｓｖｐ１ インバータ４０のＶ相上アームの第１のスイッチング信号
Ｓｖｎ１ インバータ４０のＶ相下アームの第１のスイッチング信号
Ｓｗｐ１ インバータ４０のＷ相上アームの第１のスイッチング信号
Ｓｗｎ１ インバータ４０のＷ相下アームの第１のスイッチング信号
Ｓｕｐ２ インバータ４０のＵ相上アームの第２のスイッチング信号
Ｓｕｎ２ インバータ４０のＵ相下アームの第２のスイッチング信号
Ｓｖｐ２ インバータ４０のＶ相上アームの第２のスイッチング信号
Ｓｖｎ２ インバータ４０のＶ相下アームの第２のスイッチング信号
Ｓｗｐ２ インバータ４０のＷ相上アームの第２のスイッチング信号
Ｓｗｎ２ インバータ４０のＷ相下アームの第２のスイッチング信号
Δｖｉｄ＊ ｄ軸用積分ゲインＫｉｄと差分値Δｉｄを乗算した乗算値
Δｖｉｑ＊ ｑ軸用積分ゲインＫｉｑと差分値Δｉｑを乗算した乗算値
ωｍｐｒｅ 所定の回転数
ｖｕ１＊＊ Ｕ相交流変形波電圧指令
ｖｖ１＊＊ Ｖ相交流変形波電圧指令
ｖｗ１＊＊ Ｗ相交流変形波電圧指令
θｖｕｖｗ１ 第１の所定の電圧位相角
θｖｕｖｗ２ 第２の所定の電圧位相角
θｖｕｖｗ３ 第３の所定の電圧位相角
θｖｕｖｗ４ 第４の所定の電圧位相角
θｖｕｖｗ５ 第５の所定の電圧位相角
θｖｕｖｗ６ 第６の所定の電圧位相角
θｖｕｖｗ７ 第７の所定の電圧位相角
θｖｕｖｗ８ 第８の所定の電圧位相角
θｖｕｖｗ９ 第９の所定の電圧位相角
θｖｕｖｗ１０ 第１０の所定の電圧位相角
ｃａｒｒｉｅｒ キャリア
ｆｃａｒｒｉｅｒ キャリア周波数

Claims (6)

  1. インバータのスイッチング信号を生成する制御装置は、インバータの変調率が１．２７３未満で、モータの回転数が所定値以上である時に、インバータが出力する３相交流電圧の各相交流電圧波形の１周期において、インバータの各相上アームのスイッチング信号を、オンからオフに変化させる回数と、オフからオンに変化させる回数を、それぞれ５回以上に設定するとともに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれピーク値から０（零）に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオン（オフ）からオフ（オン）に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれボトム値から０（零）に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオフ（オン）からオン（オフ）に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ０（零）からボトム値に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオン（オフ）からオフ（オン）に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ０（零）からピーク値に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相上アームのスイッチング信号のオフ（オン）からオン（オフ）に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値前後のインバータの各相上アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オンからオフに変化させることなくオンに固定するとともに、前記各相交流電圧の基本波のボトム値前後のインバータの各相上アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オフからオンに変化させることなくオフに固定し、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値もしくはボトム値を中心として、インバータの各相上アームのスイッチング信号が左右対称波形となるように生成されることを特徴とする。
  2. 請求項１に記載の制御装置は、インバータの変調率が１．２７３未満で、モータの回転数が所定値以上である時に、インバータが出力する３相交流電圧の各相交流電圧波形の１周期において、インバータの各相下アームのスイッチング信号を、オフからオンに変化させる回数と、オンからオフに変化させる回数を、それぞれ５回以上に設定するとともに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれピーク値から０（零）に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相下アームのスイッチング信号のオフ（オン）からオン（オフ）に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれボトム値から０（零）に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相下アームのスイッチング信号のオン（オフ）からオフ（オン）に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ０（零）からボトム値に向かって下降する期間に生成されるインバータの各相下アームのスイッチング信号のオフ（オン）からオン（オフ）に変化するタイミングと、前記各相交流電圧の基本波が、それぞれ０（零）からピーク値に向かって上昇する期間に生成されるインバータの各相下アームのスイッチング信号のオン（オフ）からオフ（オン）に変化するタイミングとが同じになり、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値前後のインバータの各相下アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オフからオンに変化させることなくオフに固定するとともに、前記各相交流電圧の基本波のボトム値前後のインバータの各相下アームのスイッチング信号を、インバータの変調率に応じてあらかじめ定められた期間内では、オンからオフに変化させることなくオンに固定し、さらに、前記各相交流電圧の基本波のピーク値もしくはボトム値を中心として、インバータの各相下アームのスイッチング信号が左右対称波形となるように生成されることを特徴とする。
  3. 請求項１に記載の制御装置は、少なくとも、モータの回転数が所定値以上の時に、前記モータのトルク指令と前記モータの磁極位置から算出された前記モータの回転数に基づいて生成された前記モータの電流指令に、電流センサで検出した前記モータに流れる電流を一致させるように生成した３相交流正弦波電圧指令の変調率に応じて予め定めた電圧位相角で、前記インバータの３相交流方形波電圧指令の各相交流方形波電圧指令を、前記インバータの出力可能な相電圧の最大値あるいは最小値に固定し、前記３相交流方形波電圧指令の各相交流方形波電圧指令と、前記インバータの出力可能な相電圧の最大値と最小値の中間値である基準値とを比較して、前記インバータの各相上下アームのスイッチング信号を生成し、生成した前記インバータの各相上下アームのスイッチング信号に基づいて、前記インバータの各相上下アームのスイッチング素子のオンとオフを制御することを特徴とする。
  4. 請求項３に記載の電圧位相角は、前記３相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令が、それぞれピーク値から０（零）に向かって下降する期間に生成される前記３相交流方形波電圧指令の各相方形波電圧指令の最大値（最小値）に固定されるタイミングと、前記３相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令が、それぞれボトム値から０（零）に向かって上昇する期間に生成される前記３相交流方形波電圧指令の各相方形波電圧指令の最小値（最大値）に固定されるタイミングとが同じになり、さらに、前記３相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令が、それぞれ０（零）からボトム値に向かって下降する期間に生成される前記３相交流方形波電圧指令の各相方形波電圧指令の最大値（最小値）に固定されるタイミングと、前記３相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令が、それぞれ０（零）からピーク値に向かって上昇する期間に生成される前記３相交流方形波電圧指令の各相方形波電圧指令の最小値（最大値）に固定されるタイミングとが同じになり、さらに、前記３相交流方形波電圧指令の各相交流方形波電圧指令の基本波が、前記３相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令に、それぞれ一致するように予め設定されていることを特徴とする。
  5. 請求項１に記載の制御装置は、前記３相交流方形波電圧指令の各相交流方形波電圧指令と前記基準値とをそれぞれ比較し、前記各相方形波電圧指令が、前記基準値以上である場合には、前記インバータの各相下アームのスイッチング信号を、それぞれオフする信号に設定するとともに、前記インバータの各相上アームのスイッチング信号を、それぞれオンする信号に設定し、前記各相方形波電圧指令が、前記基準値未満である場合には、前記インバータの各相上アームのスイッチング信号を、それぞれオフする信号に設定するとともに、前記インバータの各相下アームのスイッチング信号を、それぞれオンする信号に設定し、少なくとも、モータの回転数が所定値以上の時に、前記スイッチング信号に基づいて、前記インバータの各相上下アームのスイッチング素子のオンとオフを制御することを特徴とする。
  6. 請求項１に記載の制御装置は、前記３相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令と固定キャリア周波数の鋸波や三角波などのキャリアとをそれぞれ比較し、前記３相交流正弦波電圧指令の各相交流正弦波電圧指令の値が、前記キャリアの値以上である場合には、前記インバータの各相下アームのスイッチング信号を、それぞれオフする信号に設定するとともに、前記インバータの各相上アームのスイッチング信号を、それぞれオンする信号に設定し、前記各相交流正弦波電圧指令の値が、前記キャリアの値未満である場合には、前記インバータの各相上アームのスイッチング信号を、それぞれオフする信号に設定するとともに、前記インバータの各相下アームのスイッチング信号を、それぞれオンする信号に設定し、少なくとも、モータの回転数が所定値未満の時に、前記スイッチング信号に基づいて、前記インバータの各相上下アームのスイッチング素子のオンとオフを制御することを特徴とする。
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