JP2016019446A - インバータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータを矩形波制御方式で制御する際に複数のスイッチング素子のスイッチングによる振動や騒音が大きくなるのを抑制する。【解決手段】モータ３２を駆動するインバータ３４を矩形波制御方式で制御するときには、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の各回のオン時間Ｔｏｎおよび各回のオフ時間Ｔｏｆｆが、回転子が電気角の１８０度回転するのに要する１８０度回転所要時間Ｔ１８０を中心とした所定時間範囲内で拡散するように、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、インバータの制御装置に関し、詳しくは、回転子の極対数が値２以上のモータを複数のスイッチング素子のスイッチングにより駆動するインバータの制御装置に関する。

従来、この種のインバータの制御装置としては、三相の電動機の各相に矩形波電圧を印加して電動機を駆動する際には、電動機の各相に電気角の１２０度ずつ異なる矩形波電圧が印加されるように、インバータの各スイッチング素子を電気角の１８０度毎にスイッチングするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−７４９５１号公報

上述のインバータの制御装置では、インバータの各スイッチング素子の各回のオン時間および各回のオフ時間は、モータの回転子が電気角の１８０度回転するのに要する時間となる。このため、モータの各相に流れる電流の、モータの回転子の回転に対する特定の次数の高調波成分が大きくなり、複数のスイッチング素子のスイッチングによる振動や騒音が大きくなることがあった。

本発明のインバータの制御装置は、インバータを矩形波制御方式で制御する際に複数のスイッチング素子のスイッチングによる振動や騒音が大きくなるのを抑制することを主目的とする。

本発明のインバータの制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のインバータの制御装置は、
回転子の極対数が値２以上のモータを複数のスイッチング素子のスイッチングにより駆動するインバータの制御装置であって、
前記インバータを矩形波制御方式で制御するときには、前記各スイッチング素子の各回のオン時間および各回のオフ時間が、前記回転子が電気角の１８０度回転するのに要する前記１８０度回転所要時間を中心とした所定時間範囲内で拡散するように、前記各スイッチング素子をスイッチング制御する、
ことを特徴とする。

この本発明のインバータの制御装置では、回転子の極対数（回転子の１回転当たりの電気角の周期数）が値２以上のモータを駆動するインバータを矩形波制御方式で制御するときには、インバータの各スイッチング素子の各回のオン時間および各回のオフ時間が、回転子が電気角の１８０度回転するのに要する１８０度回転所要時間を中心とした所定時間範囲内で拡散するように、各スイッチング素子をスイッチング制御する。ここで、「矩形波制御方式」は、矩形波電圧をモータに印加する制御方式である。こうした処理により、各スイッチング素子の各回のオン時間および各回のオフ時間が一律に１８０度回転所要時間となるように各スイッチング素子をスイッチング制御するものに比して、モータの各相に流れる電流の周波数成分がより広い周波数領域で発生するようにして、特定の次数の周波数成分（特に高調波成分）が大きくなるのを抑制することができる。この結果、複数のスイッチング素子のスイッチングによる振動や騒音が大きくなるのを抑制することができる。

こうした本発明のインバータの制御装置において、前記各スイッチング素子の、前記回転子の１回転当たりのオン時間の合計およびオフ時間の合計が、前記１８０度回転所要時間と極対数との積となるように、前記各スイッチング素子をスイッチング制御する、ものとすることもできる。こうすれば、回転子の回転変動が悪化することはない。

また、本発明のインバータの制御装置において、前記インバータを矩形波制御方式で制御するときには、前記回転子の回転数と前記極対数との積の２倍に第１乱数を乗じた値の逆数を前記各回のオン時間として設定し、前記回転子の回転数と前記極対数との積の２倍に第２乱数を乗じた値の逆数を前記各回のオフ時間として設定する、ものとすることもできる。この場合、前記第１，第２乱数を、それぞれ、前記極対数個の平均値が値１となるように、値１を中心とした所定乱数範囲（例えば０．９〜１．１など）内でランダムに設定する、ものとすることもできる。

さらに、本発明のインバータの制御装置において、前記各回のオン時間および前記各回のオフ時間のパターンを複数予め準備しておいて、前記インバータを矩形波制御方式で制御するときには、前記複数のパターンを組み合わせて前記各スイッチング素子をスイッチング制御する、ものとすることもできる。

本発明の一実施例としてのインバータの制御装置を備える駆動装置２０の構成の概略を示す構成図である。 インバータ３４を矩形波制御方式で制御するときのモータ３２の回転子の１回転当たりのモータ３２のＵ−Ｖ相間電圧，トランジスタＴ１１，Ｔ１４，Ｔ１２，Ｔ１５の電気角θｅとの関係の一例を示す説明図である。 変形例の手法を用いてインバータ３４を矩形波制御方式で制御するときのモータ３２の回転子の１回転当たりのモータ３２のＵ−Ｖ相間電圧，トランジスタＴ１１，Ｔ１４，Ｔ１２，Ｔ１５の電気角θｅとの関係の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのインバータの制御装置を備える駆動装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の駆動装置２０は、電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載され、図示するように、モータ３２と、モータ３２を駆動するためのインバータ３４と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ３６と、インバータ３４が接続された電力ライン（以下、駆動電圧系電力ラインという）４２とバッテリ３６が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ラインという）４４とに接続されて駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを調節すると共に駆動電圧系電力ライン４２と電池電圧系電力ライン４４との間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ４０と、駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ４６と、電池電圧系電力ライン４４の正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ４８と、駆動装置全体をコントロールする電子制御ユニット５０と、を備える。

モータ３２は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを備える周知の同期発電電動機として構成されている。なお、実施例では、モータ３２の回転子の極対数は４とし、固定子に巻回されるコイルのスロット数は１２とした。

インバータ３４は、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側となるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用している状態でトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合を調節することにより、三相コイルに回転磁界を形成でき、モータ３２を回転駆動することができる。駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ４６が接続されている。以下、トランジスタＴ１１〜Ｔ１３をＵ相，Ｖ相，Ｗ相の上アームと称し、トランジスタＴ１４〜Ｔ１６をＵ相，Ｖ相，Ｗ相の下アームと称することがある。

電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６と、図示しない入出力ポートと、を備える。電子制御ユニット５０には、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍや、モータ３２の三相コイルの各相に流れる相電流を検出する電流センサからの相電流，バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ３６に取り付けられた温度センサからの電池温度Ｔｂ，コンデンサ４６の端子間に取り付けられた電圧センサからのコンデンサ４６の電圧（駆動電圧系電力ライン４２の電圧）ＶＨ，コンデンサ４８の端子間に取り付けられた電圧センサからのコンデンサ４８の電圧（電池電圧系電力ライン４４の電圧）ＶＬ，その他、車両の駆動制御に必要な信号、例えば、イグニッションスイッチからのイグニッション信号，シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサからのシフトポジション，アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサからのアクセル開度，ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサからのブレーキペダルポジション，車速センサからの車速などが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット５０からは、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ４０の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３２ａにより検出されたモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の回転子の電気角θｅや回転角速度ωｍ，回転数Ｎｍを演算している。

こうして構成された実施例の駆動装置２０では、電子制御ユニット５０は、アクセル開度と車速とに応じてモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ＊でモータ３２が駆動されるようにインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御する。また、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨがモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍに応じた目標電圧ＶＨｔａｇとなるように昇圧コンバータ４０の複数のスイッチング素子をスイッチング制御する。

ここで、インバータ３４は、正弦波制御方式，過変調制御方式，矩形波制御方式のいずれかで制御するものとした。正弦波制御方式は、モータ３２の電圧指令と三角波（搬送波）電圧との比較によってトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合を調節するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御方式のうち、三角波電圧の振幅以下の振幅の正弦波状の電圧指令を変換して得られる擬似的三相交流電圧をモータ３２に印加する制御方式である。また、過変調制御方式は、パルス幅変調制御方式のうち、三角波電圧の振幅より大きな振幅の正弦波状の電圧指令を変換して得られる過変調電圧をモータ３２に印加する制御方式である。さらに、矩形波制御方式は、三相の矩形波電圧をモータ３２に印加する制御方式である。

インバータ３４の制御方式は、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の目標駆動点（回転数Ｎｍおよびトルク指令Ｔｍ＊）とインバータ３４の制御方式との関係を予め定めて制御方式設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の目標駆動点とが与えられると記憶したマップから対応するインバータ３４の制御方式を導出して設定するものとした。インバータ３４の制御方式は、モータ３２の回転数Ｎｍやトルク指令Ｔｍ＊が小さい側から大きい側に向けて正弦波制御方式，過変調制御方式，矩形波制御方式となるよう定められており、且つ、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが高いほど矩形波制御方式と過変調制御方式との境界や過変調制御方式と正弦波制御方式との境界がモータ３２の回転数Ｎｍやトルク指令Ｔｍ＊が大きい側に移行するように定められる。モータ３２やインバータ３４の特性として、矩形波制御方式，過変調制御方式，正弦波制御方式の順で、モータ３２の出力応答性や制御性がよくなり、出力が小さくなり、インバータ３４のスイッチング損失などの損失が大きくなることが分かっている。したがって、モータ３２の目標駆動点が低回転数低トルクのときには、正弦波制御方式でインバータ３４を制御することにより、モータ３２の出力応答性や制御性を良くすることができる。また、モータ３２の目標駆動点が高回転数高トルクのときには、矩形波制御方式でインバータ３４を制御することにより、大出力を可能とすると共にインバータ３４のスイッチング損失などの損失を低減することができる。正弦波制御方式や過変調制御方式については、本発明の中核をなさないため、これ以上の詳細な説明は省略する。

インバータ３４を矩形波制御方式で制御するときには、モータ３２の各相の相電流などを用いて推定されるモータ３２の出力トルクＴｍｅｓｔとモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊との差分が打ち消されるように電圧位相指令θｓ＊を設定し、設定した電圧位相指令θｓ＊に基づいて、モータ３２に三相の矩形波電圧が印加されるように各トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング用電気角を設定し、設定した各トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング用電気角でトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチングする。なお、各相の上アームと下アームとは、同時にオンしないようにペアでスイッチングされる。即ち、Ｕ相で見れば、上アーム（トランジスタＴ１１）がオンのときには、下アーム（トランジスタＴ１４）がオフとなり、下アームがオンのときには、上アームがオンとなる。したがって、スイッチング用電気角は、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のそれぞれについて設定するものとしてもよいし、上アーム（トランジスタＴ１１〜Ｔ１３）と下アーム（Ｔ１４〜Ｔ１６）とのうち一方だけについて設定するものとしてもよい。

ここで、各トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング用電気角は、実施例では、以下の手順で設定するものとした。以下、回転子の１回転（電気角の４周期）毎に、回転子の次の１回転におけるトランジスタＴ１１の各スイッチング用電気角（オンからオフへの切替用が４つおよびオフからオンへの切替用が４つ）を設定する場合について説明する。なお、トランジスタＴ１２，Ｔ１３の各スイッチング用電気角は、トランジスタＴ１１の各スイッチング用電気角と同様に設定することができ、トランジスタＴ１４，Ｔ１５，Ｔ１６の各スイッチング用電気角は、それぞれ、トランジスタＴ１１，Ｔ１２，Ｔ１３の各スイッチング用電気角を用いることができる。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の各スイッチング用電気角を設定する間隔やタイミングは、これに限定されるものではなく、例えば、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうち対となる２つ（例えばトランジスタＴ１１，Ｔ１４）のスイッチングを行なったときに、スイッチングを行なった２つのトランジスタの次回のスイッチング用電気角を設定するものなどとしてもよい。

トランジスタＴ１１の各スイッチング用電気角の設定では、まず、次式（１）に示すように、モータ３２の回転子の回転数Ｎｍ［ｒｐｓ］と極対数４（回転子の１回転当たりの電気角の周期数）との積の２倍を、回転子の次の１回転におけるトランジスタＴ１１の各回のオン時用やオフ時用の中心周波数Ｆｃｔ［Ｈｚ］として設定する。この中心周波数Ｆｃｔは、回転子が電気角の１８０度回転するのに要する時間としての１８０度回転所要時間Ｔ１８０の逆数に相当する。

Fct=Nm・4・2 (1)

続いて、次式（２）に示すように、回転子の次の１回転（電気角の４周期）におけるトランジスタＴ１１の各回のオン時用の乱数Ｚｏｎ（１）〜Ｚｏｎ（４）を中心周波数Ｆｃｔにそれぞれ乗じて、各回のオン時用の制御周波数Ｆｏｎ（１）〜Ｆｏｎ（４）を設定し、式（３）に示すように、制御用周波数Ｆｏｎ（１）〜Ｆｏｎ（４）のそれぞれの逆数を、各回のオン時間Ｔｏｎ（１）〜Ｔｏｎ（４）に設定する。ここで、各回のオン時用の乱数Ｚｏｎ（１）〜Ｚｏｎ（４）は、回転子の１回転当たりの平均即ち４つの平均が値１となるように、値１を中心とした所定乱数範囲（例えば、０．９〜１．１）内でランダムに設定される。したがって、各回のオン時間Ｔｏｎ（１）〜Ｔｏｎ（４）は、１８０度回転所要時間Ｔ１８０を中心とした所定時間範囲（所定乱数範囲に対応する時間範囲）内でランダムに設定され、各回のオン時間Ｔｏｎ（１）〜Ｔｏｎ（４）の合計としての合計オン時間Ｔｏｎｓｕｍは、１８０度回転所要時間Ｔ１８０と極対数４との積（回転子の０．５回転に相当する時間）となる。

Fon(i)=Fct・Zon(i)：(i=1〜4） (2)
Ton(i)=1/Fon(i)：(i=1〜4） (3)

また、次式（４）に示すように、回転子の次の１回転におけるトランジスタＴ１１の各回のオフ時用の乱数Ｚｏｆｆ（１）〜Ｚｏｆｆ（４）を中心周波数Ｆｃｔにそれぞれ乗じて、各回のオフ時用の制御周波数Ｆｏｆｆ（１）〜Ｆｏｆｆ（４）を設定し、式（５）に示すように、制御用周波数Ｆｏｆｆ（１）〜Ｆｏｆｆ（４）のそれぞれの逆数を、各回のオフ時間Ｔｏｆｆ（１）〜Ｔｏｆｆ（４）に設定する。ここで、各回のオフ時用の乱数Ｚｏｆｆ（１）〜Ｚｏｆｆ（４）は、回転子の１回転当たりの平均即ち４つの平均が値１となるように、値１を中心とした所定乱数範囲（例えば、０．９〜１．１）内でランダムに設定される。したがって、各回のオフ時間Ｔｏｆｆ（１）〜Ｔｏｆｆ（４）は、１８０度回転所要時間Ｔ１８０を中心とした所定時間範囲内でランダムに設定され、各回のオフ時間Ｔｏｆｆ（１）〜Ｔｏｆｆ（４）の合計としての合計オフ時間Ｔｏｆｆｓｕｍは、１８０度回転所要時間Ｔ１８０と極対数４との積となる。

Foff(j)=Fct・Zoff(j)：(j=1〜4） (4)
Toff(j)=1/Foff(j)：(j=1〜4） (5)

こうしてオン時間Ｔｏｎ（１）〜Ｔｏｎ（４）およびオフ時間Ｔｏｆｆ（１）〜Ｔｏｆｆ（４）を設定すると、この演算の直前のスイッチング用電気角とトランジスタＴ１１が現在オンかオフかと各回のオン時間Ｔｏｎ（１）〜Ｔｏｎ（４）および各回のオフ時間Ｔｏｆｆ（１）〜Ｔｏｆｆ（４）とを用いて、トランジスタＴ１１が現在オンのときには、オン時間Ｔｏｎ（１），オフ時間Ｔｏｆｆ（１），・・・，オフ時間Ｔｏｆｆ（４）となるように、回転子の次の１回転におけるトランジスタＴ１１の各スイッチング用電気角を設定する。また、トランジスタＴ１１が現在オフのときには、オフ時間Ｔｏｆｆ（１），オン時間Ｔｏｎ（１），・・・，オン時間Ｔｏｎ（４）となるように、回転子の次の１回転におけるトランジスタＴ１１の各スイッチング用電気角を設定する。

図２は、インバータ３４を矩形波制御方式で制御するときのモータ３２の回転子の１回転当たりのモータ３２のＵ−Ｖ相間電圧，トランジスタＴ１１，Ｔ１４，Ｔ１２，Ｔ１５の電気角θｅとの関係の一例を示す説明図である。図中、実線は、実施例の場合を示し、点線は比較例の場合を示す。ここで、比較例としては、モータ３２の三相に電気角の１２０度ずつ異なる矩形波電圧が供給されるようにトランジスタＴ１１〜Ｔ１６を電気角の１８０度毎にスイッチングする場合を考えるものとした。図２から、実施例の場合には、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の各回のオン時の電気角幅（以下、オン電気角幅という）や各回のオフ時の電気角幅（以下、オフ電気角幅という）を電気角の１８０度を中心に拡散させる、即ち、各回のオン時間Ｔｏｎや各回のオフ時間Ｔｏｆｆを１８０度所要時間を中心に拡散させることにより、Ｕ−Ｖ相間電圧Ｖｕｖが正の値となる時間や０となる時間，負の値となる時間が拡散することが分かる。これにより、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の各回のオン電気角幅や各回のオフ電気角幅を一律に１８０度とする、即ち、各回のオン時間Ｔｏｎや各回のオフ時間Ｔｏｆｆを一律に１８０度回転所要時間Ｔ１８０とする比較例に比して、モータ３２の各相に流れる電流の周波数成分がより広い周波数領域で発生するようにして、特定の次数の周波数成分（特に高調波成分）が大きくなるのを抑制することができる。この結果、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングによる振動や騒音が大きくなるのを抑制することができる。

実施例では、回転子の極対数が４で且つ固定子に巻回されるコイルのスロット数が１２のときを考えている。この場合、モータ３２の各相に流れる電流の周波数成分としては、回転４次の基本波周波数（回転数Ｎｍと極対数４との積）の成分と、モータ３２の相数３の倍数を除く５以上の奇数（５，７，１１，１３，・・・）の４倍（極対数倍）の次数、即ち、回転２０次，２８次，４４次，５２次，・・・の高調波周波数の成分と、が大きくなりやすいことが分かっている。また、騒音レベルで見たときには、極対数４の２倍の８とスロット数１２との公倍数の次数、即ち、回転２４次や４８次の成分が大きくなりやすいことが分かっている。さらに、騒音の加振力となる回転子−固定子間の電磁力Ｆは、磁束密度Ｂの２乗と磁路の断面積Ｓとの積を空気の透磁率μ０の２倍で除して求めることができるが、この電磁力Ｆの高調波成分は、電流の高調波周波数（回転２０次，２８次，４４次，５２次，・・・）プラスマイナス基本波周波数（回転４次）で大きくなりやすいことが分かっている。実施例では、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の各回のオン電気角幅や各回のオフ電気角幅を拡散させる、即ち、各回のオン時間Ｔｏｎや各回のオフ時間Ｔｏｆｆを拡散させることにより、電流で見たときに大きくなりやすい電流の高調波周波数（回転２０次，２８次，４４次，５２次，・・・）の成分を低減することができ、これにより、騒音や電磁力で見たときに大きくなりやすい高調波周波数の成分を低減することができる。この結果、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングによる振動や騒音が大きくなるのを抑制することができる。

以上説明した実施例の駆動装置２０が備えるインバータの制御装置によれば、インバータ３４を矩形波制御方式で制御するときには、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の各回のオン時間Ｔｏｎおよび各回のオフ時間Ｔｏｆｆが、回転子が電気角の１８０度回転するのに要する１８０度回転所要時間Ｔ１８０を中心とした所定時間範囲内で拡散するように、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御するから、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングによる振動や騒音が大きくなるのを抑制することができる。しかも、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の、回転子の１回転当たりの合計オン時間Ｔｏｎｓｕｍおよび合計オフ時間Ｔｏｆｆｓｕｍが、１８０度回転所要時間Ｔ１８０と極対数との積となるように、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御するから、回転子の回転変動が悪化することはない。

実施例の駆動装置２０が備えるインバータの制御装置では、インバータ３４を矩形波制御方式で制御するときにおいて、各回のオン時用の乱数Ｚｏｎ（１）〜Ｚｏｎ（４）は、回転子の１回転当たりの平均が値１となるように値１を中心とした所定乱数範囲内でランダムに設定されるものとしたが、単に、値１を中心とした所定乱数範囲内でランダムに設定されるものとしてもよい。同様に、実施例では、各回のオフ時用の乱数Ｚｏｆｆ（１）〜Ｚｏｆｆ（４）は、回転子の１回転当たりの平均が値１となるように値１を中心とした所定乱数範囲内でランダムに設定されるものとしたが、単に、値１を中心とした所定乱数範囲内でランダムに設定されるものとしてもよい。

実施例の駆動装置２０が備えるインバータの制御装置では、インバータ３４を矩形波制御方式で制御するときのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６の各回のオン時間Ｔｏｎおよびオフ時間Ｔｏｆｆは、回転子の回転数Ｎｍと極対数と乱数Ｚｏｎ，Ｚｏｆｆとを用いて設定することによって拡散させるものとしたが、各回のオン時間Ｔｏｎおよび各回のオフ時間Ｔｏｆｆのパターンを複数（例えば、３〜７程度）予め準備しておいて、この複数のパターンをランダムの順番で組み合わせることによって拡散させるものとしてもよい。図３は、この変形例の手法によりインバータ３４を矩形波制御方式で制御するときのモータ３２の回転子の１回転当たりのモータ３２のＵ−Ｖ相間電圧，トランジスタＴ１１，Ｔ１４，Ｔ１２，Ｔ１５の電気角θｅとの関係の一例を示す説明図である。この図３では、Ｕ−Ｖ相間電圧の周期を３６０度とする（トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン電気角幅およびオフ電気角幅を１８０度とする）パターン１と、Ｕ−Ｖ相間電圧の周期を３４０度とする（トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン電気角幅およびオフ電気角幅を１７０度とする）パターン２と、Ｕ−Ｖ相間電圧の周期を３８０度とする（トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン電気角幅およびオフ電気角幅を１９０度とする）パターン３と、を組み合わせた場合を示す。このパターン１〜３を用いる場合には、２つのパターン１と１つのパターン２と１つのパターン３とをランダムの順番で組み合わせることにより、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の各回のオン時間Ｔｏｎおよび各回のオフ時間Ｔｏｆｆを、１８０度回転所要時間Ｔ１８０を中心として拡散させることができる。これにより、実施例と同様の効果を奏することができる。

実施例の駆動装置２０では、モータ３２の回転子の極対数は４としたが、これに限定されるものではなく、２以上であればよい。また、実施例では、固定子に巻回されるコイルのスロット数は１２としたが、これに限定されるものではなく、１８や２４などとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６とダイオードＤ１１〜Ｄ１６とを有するインバータ３４が「インバータ」に相当し、電子制御ユニット５０が「インバータの制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、インバータの制御装置の製造産業などに利用可能である。

２０ 駆動装置、３２ モータ、３２ａ 回転位置検出センサ、３４ インバータ、３６ バッテリ、４０ 昇圧コンバータ、４２ 駆動電圧系電力ライン、４４ 電池電圧系電力ライン、４６，４８ コンデンサ、５０ 電子制御ユニット、５２ ＣＰＵ，５４ ＲＯＭ、５６ ＲＡＭ、Ｄ１１〜Ｄ１６ ダイオード、Ｔ１１〜Ｔ１６ トランジスタ。

Claims (1)

1. 回転子の極対数が値２以上のモータを複数のスイッチング素子のスイッチングにより駆動するインバータの制御装置であって、
   前記インバータを矩形波制御方式で制御するときには、前記各スイッチング素子の各回のオン時間および各回のオフ時間が、前記回転子が電気角の１８０度回転するのに要する前記１８０度回転所要時間を中心とした所定時間範囲内で拡散するように、前記各スイッチング素子をスイッチング制御する、
   ことを特徴とするインバータの制御装置。

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