JP2017208927A - 電動機への電圧供給装置、及び、その制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機への電圧供給装置の制御性の低下を抑制する。
【解決手段】電動機に電圧を供給する電圧供給装置の制御方法によれば、電動機に対するトルク指令値に応じて所定の周期でオンとオフとの切り替えを繰り返す矩形波の電圧指令値を生成し、キャリア波が最大値及び最小値になる毎に電圧指令値に基づいてデューティ指令値を設定し、キャリア波とデューティ指令値との比較結果に応じて矩形波のＰＷＭ電圧を生成し、該ＰＷＭ電圧を電動機に供給する。この電圧供給装置の制御方法は、電圧指令値のオンとオフとの切り替えが行われる場合には、該切り替えの方向、及び、キャリア波の傾きに応じて、デューティ指令値の設定の可否を判定する判定ステップと、判定ステップにおいてデューティ指令値を設定できないと判定される場合には、キャリア波の位相を反転させる反転ステップと、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は電動機への電圧供給装置、及び、その制御方法に関する。

一般に、同期モータ等の電動機に電圧を供給する電圧供給装置においては、トルク要求値に応じた電圧指令値が生成され、その電圧指令値に基づいてデューティ指令値が算出される。そして、三角波のキャリア波とデューティ指令値との大小関係の比較結果に応じてＰＷＭ電圧が生成され、そのＰＷＭ電圧を交流電圧として電動機に印加する。

このような電圧供給装置の中には、誘起電圧が大きくなる高回転領域において、ＰＷＭ電圧の生成に用いられる直流電源の電圧の利用率を最大化するために、電圧位相制御と称される制御が行われるものがある。電圧位相制御においては、電動機の回転子が１回転する間にオンとオフとが１回ずつ切り替えられる矩形波のＰＷＭ電圧（１パルス電圧）が電動機に印加されるとともに、この矩形波の初期位相がトルク指令値に応じて制御されることにより、電動機の回転を制御する（例えば、特許文献１）。

特開２００６−７４９５１号公報

一般に、キャリア波が最大値又は最小値となるタイミングでデューティ指令値が設定されるので、デューティ指令値の設定タイミングから次の設定タイミングまでの区間である制御区間において、キャリア波の傾きは、正又は負のいずれかであり、変化しない。ここで、電圧指令値の切り替えの方向には、オンからオフへの切り替え、又は、オフからオンへの切り替えの２つの方向がある。キャリア波の傾きと電圧指令値の切り替え方向とは対応しており、キャリア波の傾きによっては、電圧指令値の切り替え方向に応じてデューティ指令値を設定できないことがある。

電圧位相制御が行われる場合には、電動機の回転子が１回転する間にＰＷＭ電圧のオンとオフとに１回ずつ切り替えられるように電圧指令値が求められるので、電動機の回転数が変化すると、電圧指令値の切り替え周期が変化する。そのため、キャリア波の周波数が固定されている場合には、デューティ指令値を設定できないことがある。そこで、電動機の回転数に応じてキャリア波の周波数を変更することによって、制御区間の長さを、電圧指令値の切り替え周期に応じて変更する。このようにすることで、いずれの制御区間においても、電圧指令値の切り替えを行えるようなキャリア波の傾きにできるので、電圧指令値の切り替え方向に応じてデューティ指令値を設定することができる。

このようなキャリア波の周波数の変更に伴って、電圧供給装置内では種々の演算における定数や周期などが変更されるので、処理負荷が高くなってしまう。電動機の回転数の変化が頻繁に行われるとキャリア波の周波数の変更頻度が高くなり、電圧供給装置の処理負荷が増加するので、処理遅延などが発生してしまい、応答性や安定性などの制御性が低下するおそれがある。

本発明の目的は、制御性の低下を抑制することができる電動機への電圧供給装置、及び、その制御方法を提供することである。

本発明の一態様の電動機に電圧を供給する電圧供給装置の制御方法によれば、電動機に対するトルク指令値に応じて所定の周期でオンとオフとの切り替えを繰り返す矩形波の電圧指令値を生成し、キャリア波が最大値及び最小値になる毎に電圧指令値に基づいてデューティ指令値を設定し、キャリア波とデューティ指令値との比較結果に応じて矩形波のＰＷＭ電圧を生成し、該ＰＷＭ電圧を電動機に供給する。この電圧供給装置の制御方法は、電圧指令値のオンとオフとの切り替えが行われる場合には、該切り替えの方向、及び、キャリア波の傾きに応じて、デューティ指令値の設定の可否を判定する判定ステップと、判定ステップにおいてデューティ指令値を設定できないと判定される場合には、キャリア波の位相を反転させる反転ステップと、を備える。

本実施形態によれば、デューティ指令値の設定が不可能と判定される場合には、キャリア波の位相を反転させることで、電圧指令値に応じたデューティ指令値を設定できるようになる。したがって、キャリア波の周波数を変更することなくデューティ指令値を設定できるので、応答性や安定性などの電動機の制御性を向上させることができる。

図１は、第１実施形態の電圧供給装置の概略構成図である。 図２は、電流ベクトル制御器のブロック図である。 図３は、電圧位相制御器のブロック図である。 図４Ａは、切り替えを実現できる比較例の説明図である。 図４Ｂは、切り替えを実現できない比較例の説明図である。 図４Ｃは、本実施形態において切り替えを実現する例の説明図である。 図５は、信号処理のフローチャートである。 図６は、パルスパターン表である。 図７は、第１の反転判定表である。 図８は、信号処理の説明図である。 図９Ａは、第１の反転判定表の一例の説明図である。 図９Ｂは、第１の反転判定表の一例の説明図である。 図９Ｃは、第１の反転判定表の一例の説明図である。 図９Ｄは、第１の反転判定表の一例の説明図である。 図１０は、電圧位相指令値の変化の説明図である。 図１１は、第２実施形態の電圧供給装置の概略構成図である。 図１２は、電圧位相制御器のブロック図である。 図１３は、信号処理のフローチャートである。 図１４Ａは、第２の反転判定表である。 図１４Ｂは、符号判定表である。 図１５Ａは、チョッピングとキャリア波の傾きの関係の説明図である。 図１５Ｂは、チョッピングとキャリア波の傾きの関係の説明図である。 図１６Ａは、第２の反転判定表の一例の説明図である。 図１６Ｂは、第２の反転判定表の一例の説明図である。 図１６Ｃは、第２の反転判定表の一例の説明図である。 図１７Ａは、符号判定表の一例の説明図である。 図１７Ｂは、符号判定表の一例の説明図である。 図１７Ｃは、符号判定表の一例の説明図である。 図１７Ｄは、符号判定表の一例の説明図である。 図１８は、信号処理の説明図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における電圧供給装置の概略構成図である。このような電圧供給装置１００は、電動車両に搭載されるモータ２００の回転駆動を制御する装置である。

電圧供給装置１００は、例えばアクセル開度に応じで定まるトルク指令値である目標トルクＴ^*に応じたＰＷＭ電圧ｖ_u、ｖ_v、ｖ_wをモータ２００に供給する装置である。このようにすることで、モータ２００の回転駆動が制御される。なお、モータ２００は、車両の駆動輪に接続された多相電動機の一例であり、本実施形態では３相で動作する。

なお、この電圧供給装置１００は、電流ベクトル制御器２による電流ベクトル制御、および、電圧位相制御器１４による電圧位相制御のいずれかの方法で、モータ２００の回転駆動を制御する。なお、電流ベクトル制御と電圧位相制御との切り替えは、制御切替判定器１５により行われる。

まず、電流ベクトル制御に関連する構成について説明する。

ＣＶＣ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ＭＡＰ１には、電圧供給装置１００外から目標トルクＴ^*が入力されるとともに、電圧センサ７から直流電源６の電圧検出値Ｖ_dc、及び、回転数演算器１０からモータ２００の電気角周波数検出値ω_reが入力される。ＣＶＣＭＡＰ１は、ルックアップテーブルを備えており、これらの入力に応じてｄ軸電流指令値ｉ_d ^*、ｑ軸電流指令値ｉ_q ^*、ｄ軸非干渉化電圧指令値ｖ_d__dcpl ^*、及び、ｑ軸非干渉化電圧指令値ｖ_q__dcpl ^*を求めて電流ベクトル制御器２に出力する。

電流ベクトル制御器２には、ＣＶＣＭＡＰ１から、ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*、及び、ｑ軸電流指令値ｉ_q ^*、及び、ｄ軸非干渉化電圧指令値ｖ_d__dcpl ^*、ｑ軸非干渉化電圧指令値ｖ_q__dcpl ^*が入力されるとともに、座標変換器１１から、ｄ軸電流値ｉ_d、及び、ｑ軸電流値ｉ_qが入力される。そして、電流ベクトル制御器２は、これらの入力に応じて公知の電流ベクトル制御演算を行い、ｄ軸電圧指令値ｖ_d1 ^*、及び、ｑ軸電圧指令値ｖ_q1 ^*を出力する。なお、電流ベクトル制御器２の詳細な構成については、後に、図２を用いて説明する。

座標変換器３は、電流ベクトル制御器２から出力されるｄ軸電圧指令値ｖ_d1 ^*、及び、ｑ軸電圧指令値ｖ_q1 ^*に対して、回転センサ９から出力されるモータ２００の電気角θに基づく座標変換を実施し、三相の電圧指令値ｖ_u ^*、ｖ_v ^*、ｖ_w ^*を求める。そして、座標変換器３は、三相の電圧指令値ｖ_u ^*、ｖ_v ^*、ｖ_w ^*をＰＷＭ変換器４に出力する。なお、座標変換器３にて行われる座標変換処理は、次の式で示される。

ＰＷＭ変換器（ＰＷＭ電圧生成部）４は、電流ベクトル制御が行われている場合には、三角波であるキャリア波と、座標変換器３から出力される電圧指令値ｖ_u ^*、ｖ_v ^*、ｖ_w ^*を変換して求めたデューティ指令値との大小関係を比較する。そして、ＰＷＭ変換器４は、その比較結果に基づいてインバータ装置５が備える複数のスイッチング素子に対する駆動信号Ｄ_uu ^*、Ｄ_ul ^*、Ｄ_vu ^*、Ｄ_vl ^*、Ｄ_wu ^*、Ｄ_wl ^*を生成し、これらの駆動信号をインバータ装置５に出力する。なお、電圧位相制御が行われている場合のＰＷＭ変換器４の動作については、後に説明する。

インバータ装置５は、３相６アームで構成され、各相ごとに２つずつ計６つのスイッチング素子を備えている。また、インバータ装置５には、直流電源６から直流電圧が供給される。インバータ装置５は、ＰＷＭ変換器４から出力される駆動信号に基づいてスイッチング素子のそれぞれを駆動させることで、ＰＷＭ電圧ｖ_u、ｖ_v、ｖ_wを生成して、これらのＰＷＭ電圧ｖ_u、ｖ_v、ｖ_wをモータ２００に供給する。すなわち、駆動信号Ｄ_uu ^*、Ｄ_ul ^*によりｕ相のＰＷＭ電圧ｖ_uが生成され、駆動信号Ｄ_vu ^*、Ｄ_vl ^*によりｖ相のＰＷＭ電圧ｖ_vが生成され、駆動信号Ｄ_wu ^*、Ｄ_wl ^*によりｗ相のＰＷＭ電圧ｖ_wが生成される。

なお、インバータ装置５から出力されるＰＷＭ電圧ｖ_u、ｖ_v、ｖ_wは、それぞれ、電圧指令値ｖ_u ^*、ｖ_v ^*、ｖ_w ^*と同じ変化をする。また、ＰＷＭ電圧ｖ_u、ｖ_v、ｖ_wにおけるハイレベルとローレベルとの差は、直流電源６の電圧となる。

電圧センサ７は、直流電源６の電圧を検出し、その検出した電圧検出値Ｖ_dcを、ＣＶＣＭＡＰ１、ＰＷＭ変換器４、ＶＰＣＭＡＰ１３に出力する。

なお、モータ２００は三相で駆動しているため、インバータ装置５とモータ２００とは三相と対応する３つの配線で接続されている。モータ２００には、ｕ相配線を介してＰＷＭ電圧ｖ_uが入力され、ｖ相配線を介してＰＷＭ電圧ｖ_vが入力され、ｗ相配線を介してＰＷＭ電圧ｖ_wが入力される。なお、ｕ相配線には電流センサ８ｕが設けられ、ｖ相配線には電流センサ８ｖが設けられている。電流センサ８ｕにより検出された電流検出値ｉ_u、及び、電流センサ８ｖにより検出された電流検出値ｉ_vは、座標変換器１１に入力される。

回転センサ９は、モータ２００に隣接して設けられており、モータ２００の回転子の電気角θを検出する。回転センサ９は、検出した電気角θを、座標変換器３及び１１と、ＰＷＭ変換器４と、回転数演算器１０とに出力する。

座標変換器１１は、電流センサ８ｕ、８ｖから出力されるｕ軸電流値ｉ_u、ｖ軸電流値ｉ_vに対して、回転センサ９から出力される電気角θに基づいて、ｄｑ軸への座標変換を行う。そして、座標変換器１１は、変換結果であるｄ軸電流値ｉ_d、及び、ｑ軸電流値ｉ_qを、電流ベクトル制御器２、トルク推定器１２、及び、制御切替判定器１５に出力する。なお、座標変換器１１にて行われる座標変換処理は、次の式で示される。また、三相電流であるｉ_u、ｉ_v、及び、ｉ_wの和はゼロになるため、ｗ相電流ｉ_wは、「−ｉ_u−ｉ_v」と示すことができる。

次に、電圧位相制御に関連する構成について説明する。

トルク推定器１２は、予め記憶しているテーブルなどを参照してｄ軸電流値ｉ_d、及び、ｑ軸電流値ｉ_qに基づき現在のモータ２００のトルクをトルク推定値Ｔ_calとして算出する。そして、トルク推定器１２は、算出したトルク推定値Ｔ_calを電圧位相制御器１４に出力する。

ＶＰＣ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｐｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ＭＡＰ１３は、ルックアップテーブルを備えており、入力される目標トルクＴ^*、電圧検出値Ｖ_dc、及び、電気角周波数検出値ω_reに対応する電圧位相指令値α^* _ffを求める。そしで、ＶＰＣＭＡＰ１３は、電圧位相指令値α^* _ffを電圧位相制御器１４に出力する。

電圧位相制御器１４は、トルク推定器１２から出力されるトルク推定値Ｔ_calが目標トルクＴ^*に一致するように、電圧位相指令値α^* _ffを変更する。そして、電圧位相制御器１４は、変更後の電圧位相指令値に対して、電流応答が振動的になるのを抑制するフィルタ処理を行い、最終電圧位相指令値α^* _finを算出する。なお、電圧位相制御器１４の詳細な構成については、後に、図３を用いて説明する。

ＰＷＭ変換器４は、電圧位相制御が行われている場合には、まず、回転センサ９から出力されるモータ２００の回転子の電気角θと、電圧位相制御器１４から出力される最終電圧位相指令値α^* _finとの和を算出する。そして、ＰＷＭ変換器４は、後述の方法によって、その和に応じて矩形波の電圧指令値を決定し、電圧指令値に基づいてデューティ指令値を算出する。そして、ＰＷＭ変換器４は、キャリア波とデューティ指令値との大小関係に基づいて、駆動信号Ｄ_uu ^*、Ｄ_ul ^*、Ｄ_vu ^*、Ｄ_vl ^*、Ｄ_wu ^*、Ｄ_wl ^*を生成すると、これらの駆動信号をインバータ装置５に出力する。このように、電圧位相制御が行われている場合には、ＰＷＭ変換器４は、電圧指令値を生成する指令値生成部として機能する。なお、電圧位相制御が行われている場合のＰＷＭ変換器４における処理の詳細は、後に、図４などを用いて説明する。

インバータ装置５は、電圧位相制御が行われる場合においても、入力された駆動信号に応じてＰＷＭ電圧ｖ_u、ｖ_v、ｖ_wを生成して、これらのＰＷＭ電圧をモータ２００に出力する。なお、電圧位相制御が行われる場合には、ＰＷＭ変換器４内で生成される電圧指令値は矩形波であるため、インバータ装置５から出力されるＰＷＭ電圧ｖ_u、ｖ_v、ｖ_wは電圧指令値と一致するような矩形波となる。

制御切替判定器１５には、電流ベクトル制御器２から出力されるｄ軸電圧指令値ｖ_d1 ^*、ｑ軸電圧指令値ｖ_q1 ^*、及び、座標変換器１１から出力されるｄ軸電流値ｉ_d、及び、ｑ軸電流値ｉ_qが入力される。そして、制御切替判定器１５は、これらの入力に基づいて、電流ベクトル制御、又は、電圧位相制御のいずれかの制御方法を選択して、ＰＷＭ変換器４にその制御方法を示す信号を出力する。ＰＷＭ変換器４は、制御切替判定器１５により選択された制御方法に基づいて、電流ベクトル制御、又は、電圧位相制御のいずれかを行う。

モータ２００の回転数が大きい場合には、モータ２００に印加されるＰＷＭ電圧ｖ_u、ｖ_v、ｖ_wが直流電源６によって印加可能な電圧の上限値を上回るおそれがある。そのため、制御切替判定器１５は、目標トルクＴ^*が所定の閾値を上回る場合には、電圧位相制御を選択する。一方、モータ２００に供給される電流が大きい場合には、逆起電力を抑制する弱め界磁電流が大きくなりすぎるおそれがある。そのため、制御切替判定器１５は、ｄ軸電流値ｉ_d、及び、ｑ軸電流値ｉ_qが所定の閾値を上回る場合には、電流ベクトル制御を選択する。

次に、電流ベクトル制御器２の詳細な構成について図２を用いて説明する。

図２は、電流ベクトル制御器２の詳細な構成を示すブロック図である。なお、図２においてはｄ軸の指令値の処理を行うブロックのみが示されているが、電流ベクトル制御器２はｑ軸の指令値の処理を行うブロックも備えており、q軸に関してもｄ軸と同様の処理が行われる。

電流ベクトル制御器２は、減算器２Ａと、ＰＩ増幅器２Ｂと、フィルタ２Ｃと、加算器２Ｄとを有する。

減算器２Ａは、電流ベクトル制御器２に入力されるｄ軸電流指令値ｉ_d ^*からｄ軸電流値ｉ_dを減じ、その減算結果をＰＩ増幅器２Ｂに出力する。

ＰＩ増幅器２Ｂは、減算器２Ａでの減算結果に基づいたＰＩ演算を行い、補償電圧ｖ_d’を算出する。

フィルタ２Ｃは、入力されたｄ軸非干渉化電圧指令値ｖ_d__dcpl ^*に対してフィルタ処理を行う。そして、フィルタ処理後のｄ軸非干渉化電圧指令値ｖ_d__dcpl__flt ^*を加算器２Ｄに出力する。なお、フィルタ２Ｃにおいては、次式の伝達関数で示される処理が行われる。ただし、τ_mｓは、ｄ軸電流値ｉ_dの規範応答時定数である。

加算器２Ｄは、ＰＩ増幅器２Ｂから出力される補償電圧ｖ_d’と、フィルタ２Ｃから出力されるフィルタ処理後の非干渉化電圧指令値ｖ_d__dcpl__fltとの和を、ｄ軸電圧指令値ｖ_d1 ^*として出力する。

次に、電圧位相制御器１４の詳細な構成について図３を用いて説明する。

図３は、電圧位相制御器１４の詳細な構成を示すブロック図である。

電圧位相制御器１４は、フィルタ１４Ａ及び１４Ｅと、減算器１４Ｂと、ＰＩ増幅器１４Ｃと、加算器１４Ｄとを有する。なお、フィルタ１４Ａ及び１４Ｅにおいては、図２のフィルタ２Ｃと同じ伝達関数の処理が行われる。また、ＰＩ増幅器１４Ｃは、図２のＰＩ増幅器２Ｂと同様のＰＩ演算を行う。

フィルタ１４Ａは、入力された目標トルクＴ^*に対してフィルタ処理を行い、規範ベクトル応答値Ｔ_refとして減算器１４Ｂに出力する。

減算器１４Ｂは、フィルタ１４Ａから出力される規範ベクトル応答値Ｔ_refから、トルク推定値Ｔ_calを減算し、その減算結果をＰＩ増幅器１４Ｃに出力する。

ＰＩ増幅器１４Ｃは、減算器１４Ｂでの減算結果に基づいたＰＩ演算を行い、補償位相指令値α’を算出し、加算器１４Ｄに出力する。

加算器１４Ｄは、ＶＰＣＭＡＰ１３から出力される電圧位相指令値α^* _ffと、ＰＩ増幅器１４Ｃから出力される補償位相指令値α’とを加算し、その加算結果を電圧位相指令値α^* _fin ^'としてフィルタ１４Ｅに出力する。

フィルタ１４Ｅは、電圧位相指令値α^* _fin ^'に対してフィルタ処理を行い、最終電圧位相指令値α^* _finとして出力する。

このような構成の電圧供給装置１００が電圧位相制御を行う時に、本実施形態の信号処理が行われる。この信号処理が行われることにより、キャリア波の周波数を変更することなくデューティ指令値を設定できることについて、図４Ａから図４Ｃまでを用いて説明する。

なお、電圧位相制御が行われる場合には、ＰＷＭ変換器４の内部において、最終電圧位相指令値α^* _finに応じて電圧指令値ｖ_u ^*、ｖ_v ^*、ｖ_w ^*が算出されると、電圧指令値ｖ_u ^*、ｖ_v ^*、ｖ_w ^*に基づいてデューティ指令値Ｄ_u ^*、Ｄ_v ^*、Ｄ_w ^*が算出される。そして、デューティ指令値とキャリア波との比較結果に応じて、駆動信号Ｄ_uu ^*、Ｄ_ul ^*、Ｄ_vu ^*、Ｄ_vl ^*、Ｄ_wu ^*、Ｄ_wl ^*が生成される。インバータ装置５は、これらの駆動信号に応じてスイッチング素子が操作されることで、ＰＷＭ電圧ｖ_u、ｖ_v、ｖ_wを生成して出力する。

図４Ａ、及び、図４Ｂに示される場合においては、本実施形態の信号処理が行われておらず、図４Ｃに示される場合においては、本実施形態の信号処理が行われている。また、図４Ａから図４Ｃまでのそれぞれには、（ａ）電圧位相指令値φ、（ｂ）電圧指令値ｖ_u ^*、及び、（ｃ）デューティ指令値Ｄ_u ^*が示されている。なお、（ａ）電圧位相指令値φは、モータ２００の電気角θと、最終電圧位相指令値α^* _finとの和である。

図４Ａは、本実施形態の信号処理が行われていないが、キャリア波の周波数を変更しなくても、デューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できる場合について示されている。

図４Ａ（ａ）に示されているように、電圧位相指令値φは、モータ２００の電気角θの変化に伴って、０°から３６０°まで単調に増加する。なお、電圧位相制御が行われる場合には、モータ２００の回転子が１回転する間、すなわち、電気角θが０°から３６０°まで変化する間に、モータ２００に供給されるＰＷＭ電圧は、オン（ハイレベル）からオフ（ローレベル）への切り替え、及び、オフからオンへの切り替えが行われる。

そのため、図４Ａ（ａ）、（ｂ）を参照すれば、電圧位相指令値φが１８０°から３６０°までの間は電圧指令値ｖ_u ^*がオンとなり、電圧位相指令値φが０°から１８０°までの間は電圧指令値ｖ_u ^*がオフとなる。したがって、電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンへの切り替え、及び、オフからオンへの切り替えが繰り返される周期は、電圧位相指令値φが０°から３６０°までの期間と等しい。

図４Ａ（ｃ）においては、細い線で三角波であるキャリア波が示されるとともに、太い線でデューティ指令値Ｄ_u ^*が示されている。デューティ指令値Ｄ_u ^*は、図４Ａ（ｂ）に示される電圧指令値ｖ_u ^*に応じて設定される。以下では、この設定方法について説明する。

デューティ指令値Ｄ_u ^*は、キャリア波が最大値及び最小値となるタイミング毎に、すなわち、キャリア波の半周期毎に、電圧指令値ｖ_u ^*に応じた値に更新される。したがって、このキャリア波の半周期が、デューティ指令値Ｄ_u ^*の設定周期となる。ここで、説明の便宜上、以下では、デューティ指令値が設定されてから次に設定されるまでの区間を、制御区間と称する。すなわち、例えば、時刻ｔ０からｔ１までの区間のように、キャリア波が単調に変化している区間を、制御区間と称する。なお、電圧指令値ｖ_u ^*のオン（ハイレベル）とオフ（ローレベル）との電位差は、直流電源６の電圧検出値Ｖ_dcである。

そして、電圧指令値ｖ_u ^*がオフである間は、デューティ指令値Ｄ_u ^*はキャリア波よりも小さくなるように設定される。一方、電圧指令値ｖ_u ^*がオンである間は、デューティ指令値Ｄ_u ^*はキャリア波よりも大きくなるように設定される。

そのため、制御区間において電圧指令値ｖ_u ^*が常にオンである場合には、デューティ指令値Ｄ_u ^*は１００％が設定される。一方、制御区間において電圧指令値ｖ_u ^*が常にオフである場合には、デューティ指令値Ｄ_u ^*は０％が設定される。また、制御区間の途中で電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えが行われる場合には、その切り替えタイミングに応じてデューティ指令値Ｄ_u ^*が設定される。具体的には、デューティ指令値Ｄ_u ^*は、制御区間の全区間に対する制御区間の開始タイミングから切り替えタイミングまでの区間の割合に応じて、設定される。

ここで、図４Ａ（ｂ）を参照すると、時刻ｔ０からｔ１までの制御区間における時刻ｔ０ｃ、及び、時刻ｔ６からｔ７までの制御区間における時刻ｔ６ｃにおいて、電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンの切り替えが行われる。図４Ａ（ｃ）を参照すれば、これらの制御区間では、キャリア波は時間経過に伴って減少する（傾きが下り）。そこで、電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンの切り替えが行われるタイミング（時刻ｔ０ｃ、ｔ６ｃ）に応じて、デューティ指令値Ｄ_u ^*が設定される。

また、時刻ｔ３からｔ４までの制御区間における時刻ｔ３ｃ、及び、時刻ｔ９からｔ１０までの制御区間における時刻ｔ９ｃにおいて、電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフの切り替えが行われる。これらの制御区間においては、キャリア波は、時間経過に伴って増加する（傾きが上り）。そこで、電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフの切り替えが行われるタイミング（時刻ｔ３ｃ、ｔ９ｃ）に応じて、デューティ指令値Ｄ_u ^*が設定される。

なお、時刻ｔ１からｔ３までの間、及び、時刻ｔ７からｔ９までの間では、電圧指令値ｖ_u ^*はオンであるため、デューティ指令値Ｄ_u ^*は１００％が設定される。一方、時刻ｔ４からｔ６までの間は、電圧指令値ｖ_u ^*がオフであるため、デューティ指令値Ｄ_u ^*は０％が設定される。

次に、図４Ｂを用いて、本実施形態の信号処理が行われていないため、デューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できない場合について説明する。なお、図４Ｂにおいては、図４Ａにおける場合と比較すると、矩形波である電圧指令値ｖ_u ^*の周期が異なる。

図４Ｂ（ｂ）を参照すれば、時刻ｔ０からｔ１までの制御区間における時刻ｔ０ｃ、及び、時刻ｔ９からｔ１０までの制御区間における時刻ｔ９ｃにおいて、電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンの切り替えが行われる。これらの制御区間のうち時刻ｔ９からｔ１０までの制御区間においては、電圧指令値ｖ_u ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できない。

この制御区間の開始タイミングである時刻ｔ９においては、電圧指令値ｖ_u ^*がオフであるので、デューティ指令値Ｄ_u ^*がキャリア波を下回らなければならない。しかしながら、この制御区間のキャリア波が上りであり、時刻ｔ９におけるキャリア波の値は０％であるので、キャリア波を下回るデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できない。

一方、制御区間の終了タイミングである時刻ｔ１０においては、電圧指令値ｖ_u ^*がオンであるので、デューティ指令値Ｄ_u ^*がキャリア波を上回らなければならない。しかしながら、この制御区間のキャリア波が上りであり、時刻ｔ１０におけるキャリア波の値は１００％であるので、キャリア波を上回るデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できない。

また、時刻ｔ４からｔ５までの制御区間における時刻ｔ４ｃおいて、電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフの切り替えが行われる。この制御区間においては、電圧指令値ｖ_u ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できない。

この制御区間の開始タイミングである時刻ｔ４においては、電圧指令値ｖ_u ^*がオンであるので、デューティ指令値Ｄ_u ^*がキャリア波を上回らなければならない。しかしながら、この制御区間のキャリア波が下りであり、時刻ｔ４におけるキャリア波の値は１００％であるので、キャリア波を上回るデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できない。

一方、制御区間の終了タイミングである時刻ｔ５においては、電圧指令値ｖ_u ^*がオフであるので、デューティ指令値Ｄ_u ^*がキャリア波を下回らなければならない。しかしながら、この制御区間のキャリア波が下りであり、時刻ｔ５におけるキャリア波の値は０％であるので、キャリア波を下回るデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できない。

このように、電圧指令値ｖ_u ^*の周期によっては、電圧指令値ｖ_u ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できないことがある。

図４Ｃには、本実施形態の信号処理が行われる場合について示されている。なお、図４Ｃにおいては、図４Ｂにおける場合と電圧指令値ｖ_u ^*の周期が同じである。

図４Ｃ（ｂ）に示されるように、時刻ｔ４からｔ５までの制御区間における時刻ｔ４ｃにおいては、電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替えが行われる。しかしながら、一点鎖線で示されているようにキャリア波が下りである場合には、デューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できない。

そこで、本実施形態においては、この制御区間において、キャリア波の位相を１８０°反転させる。このようにすることで、時刻ｔ４からｔ５までの制御区間では、キャリア波の傾きが上りに変更されるので、電圧指令値ｖ_u ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できるようになる。

このように、本実施形態では、ある制御区間で電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えの方向（オンからオフへの方向、又は、オフからオンへの方向）、及び、キャリア波の傾きに応じて、デューティ指令値Ｄ_u ^*の設定の可否を判定する。そして、デューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できないと判定した場合には、キャリア波の位相反転を実施することで、デューティ指令値Ｄ_u ^*の設定を可能にする。

図５には、本実施形態の信号処理の詳細がフローチャートで示されている。なお、この信号処理は、ＰＷＭ変換器４によって行われる。また、ｕ、ｖ、ｗ相をまとめてｘ相として示しており、各相の電圧指令値はｖ_x ^*と示され、デューティ指令値はＤ_x ^*と示される。

なお、この信号処理は、キャリア波が最大値及び最小値となるタイミング毎に、すなわち、キャリア波の半周期である制御区間毎に行われる。ある制御区間でこの信号処理が行われることにより、次の制御区間（次区間）のデューティ指令値Ｄ_x ^*が設定されるとともに、次区間のキャリア波の位相反転の実施の要否が判断される。

まず、ステップＳ５１においては、次の式を用いてキャリア波の周波数が所定の基準を満たすか否かが判定される。ただし、ｆ_cは、キャリア波の周波数を示す。また、ω_re／２πは、モータ２００の回転速度を示しており、式中の「３」は、モータ２００の相数に相当する。

ここで、キャリア波の半周期に相当する１つの制御区間に、インバータ装置５内の１つのスイッチング素子の切り替えが行われる。また、モータ２００の回転子が１回転する間、すなわち、モータ２００の１回転周期の間に、３相６アームを構成する６つのスイッチング素子の全てが制御される必要がある。そのため、モータ２００の１回転周期は、キャリア波の半周期の６倍以上の長さ、すなわち、キャリア波の３周期以上の長さとなる必要がある。すなわち、キャリア波の周波数は、モータ２００の回転数の３倍以上になる必要があるので、（４）式が求められる。

キャリア波の周波数が（４）式を満たさない場合には（Ｓ５１：Ｎｏ）、キャリア波の周波数を変更する必要があると判断して、ステップＳ５２の処理に進む。一方、キャリア波の周波数が（４）式を満たす場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、ステップＳ５３の処理に進む。

ステップＳ５２においては、キャリア周波数が（４）式を満たす周波数に変更されると、信号処理を終了する。

一方、ステップＳ５３においては、次区間での電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えの有無が判定される。なお、ステップＳ５３では、次区間での電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えの方向（オンからオフへの切り替え、又は、オフからオンへの切り替え）も判定される。

具体的には、次の式を用いて、次区間の開始時刻での電圧位相指令値ａ、及び、次区間の終了時刻での電圧位相指令値ｂを求める。ただし、ｔは、制御区間の時間長、すなわち、キャリア波の半周期の長さを示すものとする。

まず、（５）式について説明する。信号処理が開始される現在の制御区間（現区間）の開始時刻においては、電圧位相指令値φは、モータ２００の電気角θと最終電圧位相指令値α^* _finとの和（α^* _fin＋θ）となる。そして、電気角周波数検出値ω_reと制御区間の長さｔとの積（ω_reｔ）は、現区間の開始時刻から次区間の開始時刻までの間の電圧位相指令値の増加量を示す。したがって、現区間の開始時刻の電圧位相指令値φ（＝α^* _fin＋θ）に、電圧位相指令値の増加量（ω_reｔ）を加算することで、次区間の開始時刻での電圧位相指令値ａを求めることができる。

さらに、（６）式について説明する。次区間の開始時刻から次区間の終了時刻までの間の電圧位相指令値の増加量は、電気角周波数検出値ω_reと制御区間の長さｔとの積（ω_reｔ）である。そのため、現区間の開始時刻の電圧位相指令値φに２ω_reｔを加えることで、次区間の終了時刻での電圧位相指令値ｂを求めることができる。

（５）式、（６）式を用いて電圧位相指令値ａ、ｂを算出した後に、図６に示されたパルスパターン表を用いて、次区間での電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えの有無を判定する。

図６を参照すると、各相のそれぞれについて、電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われる電圧位相指令値φにおいて、上向き矢印（↑）、又は、下向き矢印（↓）が示されている。上向き矢印（↑）は、オフからオンへの切り替えが行われることを示し、下向き矢印（↓）は、オンからオフへの切り替えが行われることを示す。

すなわち、Ｕ相の電圧指令値ｖ_u ^*は、電圧位相指令値φが０°（３６０°）になる時にオンからオフへの切り替え（↓）が行われ、１８０°になる時にオフからオンへの切り替え（↑）が行われる。Ｖ相の電圧指令値ｖ_v ^*は、電圧位相指令値φが１２０°になる時にオンからオフへの切り替え（↓）が行われ、電圧位相指令値φが３００°になる時にオフからオンへの切り替え（↑）が行われる。Ｗ相の電圧指令値ｖ_w ^*は、電圧位相指令値φが６０°になる時にオフからオンへの切り替え（↑）が行われ、電圧位相指令値φが２４０°になる時にオンからオフへの切り替え（↓）が行われる。

また、上向き矢印（↑）及び下向き矢印（↓）のいずれもが入力されていない箇所には、電圧位相指令値φと対応するデューティ指令値Ｄ_x ^*の設定値が示されている。この設定値は、後のデューティ指令値Ｄ_x ^*の決定処理（Ｓ５５）で用いられる。

したがって、このパルスパターン表を参照して、次区間における電圧位相指令値の範囲（ａからｂまで）内に、上向き矢印（↑）又は下向き矢印（↓）が存在するか否かが判定される。そして、上向き矢印（↑）が存在する場合には、次区間において電圧指令値ｖ_x ^*のオフからオンへの切り替えが行われると判定される。一方、下向き矢印（↓）が存在する場合には、次区間において電圧指令値ｖ_x ^*のオンからオフへの切り替えが行われると判定される。また、矢印が存在しない場合には、次区間において電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われないと判定される。

このように、次区間において電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えの有無が判定されると、ステップＳ５４の処理に進む。

次に、ステップＳ５４においては、ステップＳ５３において判定された次区間での電圧指令値ｖ_x ^*の切り替え有無に応じて、処理を分岐させる。次区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われないと判定される場合（Ｓ５４：Ｎｏ）には、ステップＳ５５の処理に進む。一方、切り替えが行われると判定される場合には（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５６の処理に進む。

ステップＳ５５においては、図６のパルスパターン表を参照して、次区間の開始タイミングでの電圧位相指令値ａと対応する値が、次区間のデューティ指令値Ｄ_x ^*として設定されて、信号処理を終了する。

一方、ステップＳ５６においては、現区間のキャリア波の傾きが検出される。具体的には、制御区間よりもはるかに短い間隔で、２回以上、キャリア波の値が取得される。そして、それらの値が時間経過に伴って増加しているか減少しているかが判定される。これにより、キャリア波の傾きが上りであるか下りであるかを判断することができる。なお、ＰＷＭ変換器４に現区間でのキャリア波の傾きを記憶するフラグなどが存在する場合には、そのフラグの値を読み込むことでキャリア波の傾きを取得することができる。このようにキャリア波の傾きが取得されると、ステップＳ５７の処理に進む。

ステップＳ５７においては、図７に示された第１の反転判定表を用いて、次区間でのデューティ指令値Ｄ_x ^*の設定の可否が判断され、その判断結果に応じてキャリア波の位相反転の実施の要否が判定される。

図７の第１の反転判定表によれば、ステップＳ５６にて取得された現区間のキャリア波の傾きと、ステップＳ５３にて判定された次区間の電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えの方向とに応じて、次区間でのキャリア波の位相反転の要否が判断される。

（ｉ）現区間のキャリア波が上り、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる場合、及び、（ｉｖ）現区間のキャリア波が下り、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる場合には、次区間でキャリア波の位相反転は必要であると判断される。一方、（ｉｉ）現区間のキャリア波が下り、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる場合、及び、（ｉｉｉ）現区間のキャリア波が上り、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる場合には、次区間でキャリア波の位相反転は必要ないと判断される。

次区間でキャリア波の位相反転が必要と判定される場合（Ｓ５７：Ｙｅｓ）には、ステップＳ５８の処理に進む。一方、次区間でキャリア波の位相反転は不要と判定される場合（Ｓ５７：Ｎｏ）には、ステップＳ５９の処理に進む。

ステップＳ５８においては、次区間でキャリア波の位相を１８０°反転させるために、例えば、ＰＷＭ変換器４内に設けられている位相反転フラグがオンに設定される。このようにすることで、次区間でキャリア波の位相を１８０°反転させる設定が行われると、ステップＳ５９の処理に進む。

ステップＳ５９においては、次区間のデューティ指令値Ｄ_x ^*が設定される。

具体的には、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる場合には、次の式を用いて、デューティ指令値Ｄ_x ^*が設定される。例えば、ｕ相の場合には、ａは（５）式を用いて求められ、ｂは（６）式の算出結果に０°が加算された補正値が用いられる。また、ｃは、図６のパルスパターン表に示された、Ｕ相の電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる場合の電圧位相指令値であり、０°ではなく３６０°が用いられる。

一方、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる場合には、次の式を用いて、デューティ指令値Ｄ_x ^*が設定される。例えば、ｕ相の場合には、ａは（５）式を用いて求められ、ｂは（６）式を用いて求められる。また、ｃは、図６のパルスパターン表に示された、Ｕ相の電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる場合の電圧位相指令値であり、１８０°である。

このようにして、次区間でのデューティ指令値Ｄ_x ^*が設定されるとともに（Ｓ５５、Ｓ５９）、次区間でのキャリア波の位相反転の要否が判断され（Ｓ５７）、位相反転が必要な場合には（Ｓ５７：Ｙｅｓ）、次区間で位相反転を実施する設定を行い（Ｓ５８）、信号処理を終了する。

次に、図８を用いて、図７の信号処理が行われる現区間と、デューティ指令値の決定及びキャリア波の位相反転の要否判断が行われる次区間との関係について説明する。図８には、（ａ）電圧位相指令値φ、（ｂ）電圧指令値ｖ_u ^*、及び、（ｃ）デューティ指令値Ｄ_u ^*が示されている。

図５の信号処理のフローチャートに従って、キャリア波の周波数が（４）式の基準を満たす場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、次区間での切り替えの有無が判定される（Ｓ５３）。この処理においては、（５）式を用いて次区間の開始時刻ｔａでの電圧位相指令値ａが求められ、（６）式を用いて次区間の終了時刻ｔｂでの電圧位相指令値ｂが求められる。なお、この図８においては、ｂの算出値は括弧を付した「ｂ’」として示し、算出値に３６０°を加えた補正値を「ｂ」と示している。そして、図６のパルスパターン表を用いて、次区間で電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われると判定される。

次区間で電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えが行われると判定されると（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、現区間のキャリア波の傾きを取得し、傾きが上りであることがわかる（Ｓ５６）。具体的には、図８（ｃ）に示すように、所定の間隔で２回キャリア波の大きさを測定し、その測定値が時間の経過とともに大きくなるため、キャリア波の傾きは上りと判断される。

そして、図７の第１の反転判定表を用いて、ステップＳ５６において判定された現区間のキャリア波の傾き（上り）、及び、ステップＳ５３において判定された次区間での電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えの方向（オンからオフへの切り替え（↓））に基づいて、次区間でキャリア波の位相反転が必要と判定される（Ｓ５７：Ｙｅｓ）。そのため、次区間でキャリア波の位相反転が実施されるように、ＰＷＭ変換器４内の位相反転フラグがオンに設定される（Ｓ５８）。そして、ステップＳ５３にて（５）式及び（６）式により算出された電圧位相指令値ａ、ｂを用いて、（７）式に基づいて次区間でのデューティ指令値Ｄ_u ^*が算出され（Ｓ５９）、信号処理が終了する。

このように現区間で信号処理が終了すると、次区間では、ステップＳ５８での設定に基づいてキャリア波の位相反転が実施され、ステップＳ５９において算出されたデューティ指令値Ｄ_u ^*が設定される。

ここで、図９Ａから図９Ｄまでを用いて、図７の第１の反転判定表に示された（ｉ）から（ｉｖ）までの場合の各ケースにおける動作を説明する。これらの図においては、（ａ）電圧位相指令値φ、（ｂ）電圧指令値ｖ_u ^*、及び、（ｃ）デューティ指令値Ｄ_u ^*のそれぞれが示されている。なお、現区間の信号処理によって、次区間（時刻ｔａ〜ｔｂ）のキャリア波の位相反転の要否の判定、及び、デューティ指令値Ｄ_u ^*の設定が行われる。

（ａ）には、時刻ｔａと対応する電圧位相指令値ａ、時刻ｔｂと対応する電圧位相指令値ｂが示されている。また、電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えが行われる時刻ｔｃと対応する電圧位相指令値ｃが示されている。なお、図９Ａ（ａ）、図９Ｂ（ａ）に示されるように、次区間で電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる場合には、電圧位相指令値ｂとして、３６０°が加えられた補正値が示されている。なお、補正前の電圧位相指令値は、括弧を付して「ｂ’」と記されている。

また、（ｃ）には、キャリア波が示されている。キャリア波の位相が反転する場合には、位相反転前のキャリア波が一点鎖線で、位相反転後のキャリア波が実線で示されている。

図９Ａにおいては、図７の第１の反転判定表の（ｉ）の場合、すなわち、現区間のキャリア波が上りであり、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる場合について示されている。このような場合には、第１の反転判定表に従って、次区間ではキャリア波の位相反転が実施される。このようにすることで、次区間においては、（７）式を用いることで、電圧指令値ｖ_u ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できる。

図９Ｂにおいては、図７の第１の反転判定表の（ｉｉ）の場合、すなわち、現区間のキャリア波が下りであり、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる場合について示されている。このような場合には、第１の反転判定表に従って、次区間ではキャリア波の位相反転が実施されない。次区間においては、位相反転が行われなくても、（７）式を用いることで、電圧指令値ｖ_u ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できる。

図９Ｃにおいては、図７の第１の反転判定表の（ｉｉｉ）の場合、すなわち、現区間のキャリア波が上りであり、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる場合について示されている。このような場合には、第１の反転判定表に従って、次区間ではキャリア波の位相反転が実施されない。次区間においては、位相反転が行われなくても、（８）式を用いることで、電圧指令値ｖ_u ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できる。

図９Ｄにおいては、図７の第１の反転判定表の（ｉｖ）の場合、すなわち、現区間のキャリア波が下りであり、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる場合について示されている。このような場合には、第１の反転判定表に従って、次区間ではキャリア波の位相反転が実施される。このようにすることで、次区間においては、（８）式を用いることで、電圧指令値ｖ_u ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_u ^*を設定できる。

なお、本実施形態では、電圧指令値ｖ_x ^*が矩形波となる例として、電圧位相制御が行われる場合について説明したがこれに限らない。電圧位相制御が行われる場合には、電圧指令値ｖ_x ^*の矩形波の周期は、モータ２００の回転周期と同じになる。しかしながら、電圧指令値ｖ_x ^*の矩形波の周期がモータ２００の回転周期と一致しないような場合であっても、本実施形態の信号処理の位相反転処理（Ｓ５７、Ｓ５８）を実施することで、モータ２００の回転周期によらず、電圧指令値ｖ_x ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_x ^*を設定できる。

また、１つのＰＷＭ換器４が、判定ステップ（Ｓ５７）と、反転ステップ（５８）を実施したが、これに限らない。例えば、ＰＷＭ変換部４は、判定ステップ（Ｓ５７）を行う判定部と、反転ステップ（５８）を行う判定部とを備えていてもよい。

第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

電圧指令値ｖ_x ^*に基づいてデューティ指令値Ｄ_x ^*を算出し、キャリア波とデューティ指令値Ｄ_x ^*との比較結果に応じてＰＷＭ電圧ｖ_xを生成する場合には、制御区間でのキャリア波の傾きによっては、電圧指令値ｖ_x ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_x ^*を設定できないことがある。具体的には、キャリア波の傾きが正（上り）であり、かつ、電圧指令値ｖ_x ^*のオフからオンの方向への切り替え（↑）が行われる場合や、キャリア波の傾きが負（下り）、かつ、電圧指令値ｖ_x ^*のオンからオフの方向への切り替え（↓）が行われる場合などには、電圧指令値ｖ_x ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_x ^*を設定できない。

そこで、次の制御区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われる場合には（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、キャリア波の傾き、及び、電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えの方向に応じた判定ステップを実行する（Ｓ５７）。この判定ステップにおいては、キャリア波の傾き及び電圧指令値ｖ_x ^*の切り替え方向に応じて、次の制御区間でのデューティ指令値Ｄ_x ^*の設定可否が判断され、その判断結果に応じてキャリア波の位相反転の要否が判定される。そして、キャリア波の位相反転が必要と判定される場合には（Ｓ５７：Ｙｅｓ）、次の制御区間でキャリア波の位相反転を実施する反転ステップ（Ｓ５８）が行われる。

このように、次の制御区間では、必要に応じてキャリア波の位相反転が実施されるので、電圧指令値ｖ_x ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_x ^*を設定できるようになる。そのため、電圧指令値ｖ_x ^*の切り替え周期が変更されても、キャリア周波数を変更することなく、電圧指令値ｖ_x ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_x ^*の設定ができる。したがって、キャリア波の周波数の変更に伴う電圧供給装置の処理負荷の増加が抑制されて、処理遅延などの発生が抑制されることにより、応答性や安定性などのモータ２００の制御性を向上させることができる。

また、第１実施形態の制御方法によれば、電圧位相制御が行われている場合に、信号処理が行われる。電流ベクトル制御が行われている場合には、電圧指令値ｖ_x ^*は矩形波となり、その周期はモータ２００の回転周期と同じ周期となる。そのため、モータ２００の回転数の変化に伴って電圧指令値ｖ_x ^*の切り替え周期が変更されても、キャリア周波数を変更することなく、電圧指令値ｖ_x ^*に応じたデューティ指令値Ｄ_x ^*の設定ができる。したがって、モータ２００の回転数に伴ってキャリア波の周波数を変更する必要がなくなるので、応答性や安定性などのモータ２００の制御性を向上させることができる。

また、第１実施形態の制御方法によれば、（４）式に示したように、キャリア波の周波数は、モータ２００の回転速度（ω_re／２π）に、モータ２００の相数（３）を乗じた数よりも大きくなるように設定される。このようにすることで、モータ２００の１周期は、キャリア波の１周期に相数を乗じた値より大きくなる。

ここで、キャリア波の半周期の間においては、１つの電圧指令値ｖ_x ^*が切り替わる場合しか、デューティ指令値Ｄ_x ^*を設定だけない。すなわち、キャリア波の半周期の間に、１つのスイッチング素子しか操作できない。本実施形態では、モータ２００の１周期が、キャリア波の１周期に相数を乗じた値より大きくなることで、モータ２００の１周期の間に、相数の２倍の個数のスイッチング素子を操作することができる。

通常、ＰＷＭ電圧制御が行われる場合には、例えば、インバータ装置５は３相６アームのように、相数の２倍の個数のスイッチング素子により構成されている。したがって、（４）式を満たすことにより、モータ２００の１周期の間に、インバータ装置５が備えるスイッチング素子の全てを制御できるので、モータ２００を適切に制御することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、矩形波のＰＷＭ電圧を生成する例について説明した。しかしながら、ＰＷＭ電圧が矩形波である場合には、常にＰＷＭ電圧の基本波ベクトルの振幅が変わらないため、最終電圧位相指令値α^* _finの変化の仕方によっては、必要以上に電流が流れてしまうという課題がある。この対策として、ＰＷＭ電圧の矩形波の一部のオンとオフとを反転するチョッピングと称される処理を行うことにより、ＰＷＭ電圧により実現される交流電圧である基本波ベクトルの振幅が擬似的に小さくなるので、必要以上に電流が流れることを抑制することができる。本実施形態では、このような対策の一例について説明する。

まず、本実施形態の信号処理が行われることにより、ＰＷＭ電圧の基本波ベクトルの振幅が小さくなることにより、電流を抑制できることについて、図１０を用いて説明する。

図１０は、モータ２００に印加されるＰＷＭ電圧の基本波ベクトルの変化を、ｄｑ座標で示した図である。この図には、変化前の基本波ベクトルがＡ点に示されており、変化後の基本波ベクトルがＢ点に示されている。

また、基本波ベクトルの取りうる範囲が、「Ｖ_dc×１．１／√２」を半径とする円で示されている。このように示される理由は、電圧位相制御が行われる場合には、モータ２００に印加されるＰＷＭ電圧の基本波ベクトルの振幅の最大値が、電圧検出値Ｖ_dcの概ね「１．１／√２」倍の電圧となるためである。

第１実施形態においては、最終電圧位相指令値α^* _finのみを変化させるので、基本波ベクトルの振幅は変わらない。そのため、基本波ベクトルは、経路（１）を経て変化することになる。

一方、本実施形態においては、最終電圧位相指令値α^* _finだけでなく、基本波ベクトルの振幅が擬似的に小さくなるので、基本波ベクトルが経路（２）を通って変化させることができる。そのため、経路（１）を通って変化する場合と比較すると、変化の途中で基本波ベクトルの振幅が小さくなるので、電流を抑制してエネルギー損失を小さくすることができる。

以下では、このように基本波ベクトルの振幅を小さくするために、ＰＷＭ電圧をチョッピングする方法について、具体的に説明する。

図１１は、本実施形態の電圧供給装置１００の概略構成図である。この電圧供給装置１００は、図１に示した第１実施形態の電圧供給装置１００と比較すると、電圧センサ７から電圧位相制御器１４に電圧検出値Ｖ_dcが出力される点と、電圧位相制御器１４からＰＷＭ変換器４にさらに電圧ベクトルノルム値Ｖ_a ^*が出力される点が異なる。

図１２は、本実施形態の電圧位相制御器１４の詳細な構成が示されている。

本実施形態の電圧位相制御器１４は、図３に示した第１実施形態の電圧位相制御器１４と比較すると、フィルタ１４Ｆ、ベクトル変換器１４Ｇ及び１４Ｈが追加されている。さらに、ベクトル変換器１４Ｇと１４Ｈとの間に２つのフィルタ１４Ｅが設けられている。なお、図１２中に示されているフィルタ１４Ｅは、図３に示されたフィルタ１４Ｅと同じ機能を有する。以下では、図３に示した第１実施形態の電圧位相制御器１４との相違点についてのみ説明する。

フィルタ１４Ｆにおいては、電圧検出値Ｖ_dcに対して「１．１／√２」が乗じられて、電圧ベクトルノルム規定値Ｖ_a ^*'が算出される。このようにする理由は、上述のように、ＰＷＭ電圧の基本波ベクトルの振幅の最大値が、電圧検出値Ｖ_dcの概ね「１．１／√２」倍の電圧となるためである。

そして、ベクトル変換器１４Ｇにおいては、ｘｙ座標からｄｑ座標への変換が行われる。具体的には、ｄ軸電圧指令値ｖ_d2 ^*'、及び、ｑ軸電圧指令値ｖ_q2 ^*'は、それぞれ、電圧ベクトルノルム規定値Ｖ_a ^*'、及び、電圧位相指令値α^* _fin ^'を用いて次式により求められる。

そして、２つのフィルタ１４Ｅのうちの一方においては、ｄ軸電圧指令値ｖ_d2 ^*'に対してフィルタ処理が行われてｄ軸電圧指令値ｖ_d2 ^*が算出される。また、他方においては、ｑ軸電圧指令値ｖ_q2 ^*'に対してフィルタ処理が行われてｑ軸電圧指令値ｖ_q2 ^*が算出される。

ベクトル変換器１４Ｈにおいては、ｄｑ座標からｘｙ座標への変換が行われる。具体的には、ｄ軸電圧指令値ｖ_d2 ^*、及び、ｑ軸電圧指令値ｖ_q2 ^*に対してベクトル変換を行うことにより、電圧ベクトルノルム値Ｖ_a ^*、及び、最終電圧位相指令値α^* _finが算出される。そして、これらの値がＰＷＭ変換器４へ出力される。なお、ベクトル変換器１４Ｈにおけるベクトル変換は、次式を用いて行われる。

電圧位相制御器１４への入力に着目すれば、電圧検出値Ｖ_dcは一定の値であり、電圧位相指令値α^* _ffは、モータ２００の回転状態及び目標トルクＴ^*に応じて変化し、トルク推定値Ｔ_calは、モータ２００の回転状態に応じて変化する。そのため、電圧位相制御器１４から出力される電圧ベクトルノルム値Ｖ_a ^*、及び、最終電圧位相指令値α^* _finは、モータ２００の回転状態及び目標トルクＴ^*に応じて変化する。

さらに、電圧位相制御器１４は、ベクトル変換器１４Ｇを用いてｘｙ座標からｄｑ座標へのベクトル変換後に、２つのフィルタ１４Ｅによるフィルタ処理を行い、そして、ベクトル変換器１４Ｈによるｄｑ座標からｘｙ座標へのベクトル変換を行う。このようなフィルタ処理が行われることで、ＰＷＭ電圧の基本波ベクトルの振幅の変化を滑らかにすることができる。

図１３には、本実施形態の信号処理のフローチャートが示されている。本実施形態の信号処理は、図５に示した第１実施形態の信号処理と比較すると、ステップＳ１３１からステップＳ１３９までの処理が追加されている。以下では、ステップＳ１３１からステップＳ１３９までの処理のそれぞれについて説明する。

ステップＳ５３において、次区間での電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えの有無を判定した後に、ステップＳ１３１の処理が行われる。

ステップＳ１３１においては、次区間でのチョッピングの実施の有無が判定される。本実施形態では、制御区間ごとに交互にチョッピングの実施の有無が変更される。そのため、現区間でチョッピングが実施されている場合には、次区間でチョッピングを実施しない。一方、現区間でチョッピングが実施されていない場合には、次区間でチョッピングを実施する。なお、制御区間ごとに交互にチョッピングの実施の有無が変更される効果については、後に、図１５Ａ、図１５Ｂを用いて説明する。

このように次区間でのチョッピングの実施の有無の判定を終えると、ステップＳ５４の処理に進む。なお、チョッピングの実施方法は、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われる場合（Ｓ５４：Ｙｅｓ）と、切り替えが行われない場合（Ｓ５４：Ｎｏ）とでは異なる。

まず、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われない場合について説明する。次区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われない場合には（Ｓ５４：Ｎｏ）、チョッピングが行われる前に、まず、ステップＳ１３２の処理が行われる。

ステップＳ１３２においては、図１４Ａに示された第２の反転判定表を用いて、次区間の位相反転の要否が判定される。

図１４Ａの第２の反転判定表を参照すると、（ｉ）現区間において、電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われ、かつ、キャリア波の位相反転が実施されていない場合に、次区間でのキャリア波の位相反転が必要と判定される。一方、（ｉｉ）現区間において、電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われ、かつ、キャリア波の位相反転が実施されている場合、及び、（ｉｉｉ）現区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われていない場合には、次区間でのキャリア波の位相反転が不要と判定される。

次区間でのキャリア波の位相反転が必要と判定される場合には（Ｓ１３２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３３に進む。一方、次区間でのキャリア波の位相反転が不要と判定される場合には（Ｓ１３２：Ｎｏ）、ステップＳ５５の処理に進む。

ステップＳ１３３においては、次区間でのキャリア波の位相反転を実施するために、位相反転フラグがオンに設定される。なお、本ステップの処理は、ステップＳ５８の処理と同じである。この設定を終えると、ステップＳ５５の処理に進む。

なお、ステップＳ１３２の判定処理、及び、ステップＳ１３３の位相反転処理については、後に、図１６Ａから図１６Ｃの各図を用いて詳細に説明する。

そして、ステップＳ５５でデューティ指令値Ｄ_x ^*が決定された後には、ステップＳ１３４の処理が行われる。

ステップＳ１３４においては、ステップＳ１３１の判定結果に基づいて、次区間でのチョッピングの実施の有無が判定される。次区間でチョッピングを実施する場合には（Ｓ１３４：Ｙｅｓ）、デューティ指令値Ｄ_x ^*を補正するために、ステップＳ１３５に進む。一方、次区間でチョッピングを実施しない場合には（Ｓ１３４：Ｎｏ）、信号処理を終了する。

ステップＳ１３５においては、まず、次の式に基づいて、電圧ベクトルノルム値Ｖ_a ^*に応じた補正量ΔＤが算出される。

そして、ステップＳ５５で決定されたデューティ指令値Ｄ_x ^*に対して補正処理が行われる。

デューティ指令値Ｄ_x ^*が１００％の場合には、次式のようにデューティ指令値Ｄ_x ^*が補正される。

一方、デューティ指令値Ｄ_x ^*が０％の場合には、次式のようにデューティ指令値Ｄ_x ^*が補正される。

このようにして、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われない場合（Ｓ５４：Ｎｏ）の信号処理を終了する。

次に、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われる場合について説明する。

次区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われる場合（Ｓ５４：Ｙｅｓ）には、次区間の位相反転の要否の判断（Ｓ５７）が行われた後に、デューティ指令値Ｄ_x ^*が算出され（Ｓ５９）、ステップＳ１３６の処理に進む。

ステップＳ１３６においては、ステップＳ１３１の判定結果に基づいて、次区間でのチョッピングの実施の有無が判定される。次区間でチョッピングを実施する場合には（Ｓ１３６：Ｙｅｓ）、デューティ指令値Ｄ_x ^*を補正するために、ステップＳ１３７に進む。一方、次区間でチョッピングを実施しない場合には（Ｓ１３６：Ｎｏ）、信号処理を終了する。

ステップＳ１３７においては、デューティ指令値Ｄ_x ^*の補正処理が行われる。具体的には、まず、（１３）式を用いて、補正量ΔＤが設定される。そして、図１４Ｂに示された符号判定表に応じて、補正量ΔＤに付される符号が決定される。

図１４Ｂの符号判定表には、前の制御区間（前区間）のキャリア波の傾き、及び、次区間の電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えの方向に応じて、補正量ΔＤに付す符号が示されている。

（ｉ）前区間のキャリア波が上り、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる場合、及び、（ｉｉｉ）前区間のキャリア波が上り、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる場合には、プラス（＋）の符号が付される。一方、（ｉｉ）前区間のキャリア波が下り、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる場合、及び、（ｉｖ）前区間のキャリア波が下り、かつ、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる場合には、マイナス（−）の符号が付される。

このように図１４Ｂの符号判定表にて示される符号が付された補正量ΔＤが、ステップＳ５９で算出されたデューティ指令値Ｄ_x ^*に加算される。そのため、デューティ指令値Ｄ_x ^*は次のように求められる。

次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる場合には、デューティ指令値Ｄ_x ^*は次式により求められる。なお、補正量ΔＤに付される符号は、図１４Ｂの符号判定表を用いて決定される。ただし、この式における、ａ、ｂ、ｃは(７)式における値と同じである。

一方、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる場合には、デューティ指令値Ｄ_x ^*は次式により求められる。なお、補正量ΔＤに付される符号は、図１４Ｂの符号判定表を用いて決定される。ただし、この式における、ａ、ｂ、ｃは(８)式における値と同じである。

そして、ステップＳ１３８においては、（１６）式又は（１７）式により求められるデューティ指令値Ｄ_x ^*が適正範囲内にあるか否かが判定される。具体的には、以下の式が満たされるか否かが判定される。

デューティ指令値Ｄ_x ^*が（１８）式を満たしており、デューティ指令値Ｄ_x ^*が適正範囲内にあると判断される場合（Ｓ１３８：Ｙｅｓ）には、信号処理を終了する。一方、デューティ指令値Ｄ_x ^*が（１８）式を満たさず、デューティ指令値Ｄ_x ^*が適正範囲内にないと判断される場合には（Ｓ１３８：Ｎｏ）、デューティ指令値Ｄ_x ^*のさらなる補正が必要であると判断して、ステップＳ１３９の処理に進む。

ステップＳ１３９においては、デューティ指令値Ｄ_x ^*が次のようにさらに補正される。

デューティ指令値Ｄ_x ^*が１００％より大きい場合には、デューティ指令値Ｄ_x ^*は、次式のように補正される。なお、Ｄ_x__before ^*は補正前のデューティ指令値であり、Ｄ_x ^*は補正後のデューティ指令値である。

デューティ指令値Ｄ_x ^*が０％より小さい場合には、デューティ指令値Ｄ_x ^*は、次式のように補正される。

デューティ指令値Ｄ_x ^*が（１８）式を満たさない場合には、生成されるＰＷＭ電圧ｖ_xはオン状態又はオフ状態のいずれか一方になってしまうので、チョッピングを実施できない。しかしながら、制御区間内においてＰＷＭ電圧ｖ_xの切り替えが行われさえすれば、全制御区間を平均すれば、概ね所望のチョッピングが実施されているとみなせる。そこで、本実施形態においては、ＰＷＭ電圧ｖ_xの切り替えが行われるように、（１９）式、（２０）式に示したさらなる補正を行う。そして、信号処理を終了する。

このようにして、次区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われない場合のデューティ指令値Ｄ_x ^*が設定される。

ここで、図１５Ａ、１５Ｂを用いて、ステップＳ１３４及びステップＳ１３６の分岐処理により定まるチョッピングの実施タイミングについて説明する。図１５Ａは、ｕ相の電圧指令値ｖ_u ^*がオンのまま変化しない場合に、キャリア波が下りの制御区間でチョッピングが行われる場合を示す図である。図１５Ａは、電圧指令値ｖ_u ^*がオンのまま変化しない場合に、キャリア波が上りの制御区間でチョッピングが行われる場合を示す図である。

図１５Ａ、図１５Ｂのそれぞれには、（ａ）電圧位相指令値φ、（ｂ）電圧指令値ｖ_u ^*、（ｃ）デューティ指令値Ｄ_u ^*、及び、（ｄ）ＰＷＭ電圧ｖ_uが示されている。

また、各図の（ｂ）に示されるように、全区間（時刻ｔ０〜ｔ５）において電圧指令値ｖ_u ^*はオンである。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの制御区間、及び、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの制御区間においてチョッピングが実施される。なお、図１５Ａに示される場合と図１５Ｂに示される場合とでは、制御区間でのキャリア波の傾きの正負が逆である。

なお、図１５Ａ（ｄ）及び図１５Ｂ（ｄ）においては、ＰＷＭ電圧ｖ_uが太い線で示されており、比較のために電圧指令値ｖ_u ^*が細い点線で示されている。図１５Ａ（ｃ）及び図１５Ｂ（ｃ）に示されるようにデューティ指令値Ｄ_u ^*が補正量ΔＤだけ補正されることにより、矩形波の一部がチョッピングされたＰＷＭ電圧ｖ_uが生成される。

なお、説明の便宜上、以下では、図１５Ａ（ｄ）及び図１５Ｂ（ｄ）には示さるように、電圧指令値ｖ_u ^*がオンであるにも関わらずＰＷＭ電圧ｖ_uをオフとするチョッピングを、「オン区間でのオフのチョッピング」と称し、図中では下向き矢印（↓）を用いて示すものとする。一方、図１５Ａ（ｄ）及び図１５Ｂ（ｄ）には示されていないが、電圧指令値ｖ_u ^*がオフであるにも関わらずＰＷＭ電圧ｖ_uをオンとするチョッピングを、「オフ区間でのオンのチョッピング」と称し、図中では上向き矢印（↑）を用いて示すものとする。

まず、図１５Ａの場合について説明する。図１５Ａ（ｃ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの制御区間、及び、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの制御区間でチョッピングが実施される。これらの制御区間では、電圧指令値ｖ_u ^*がオンであるので（１４）式に従いデューティ指令値Ｄ_u ^*は「１００−ΔＤ％」となる。このとき、キャリア波が下りである。そのため、制御区間の開始タイミング（時刻ｔ１〜ｔ１ｘ、時刻ｔ３〜ｔ３ｘ）でチョッピングが実施される。したがって、チョッピングは、制御区間の２倍の時間ごとに、一定間隔で実施されることになる。

次に、図１５Ｂの場合について説明する。図１５Ｂ（ｃ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの制御区間、及び、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの制御区間でチョッピングが実施される。これらの制御区間では、電圧指令値ｖ_u ^*がオンであるので（１４）式に従いデューティ指令値Ｄ_u ^*は「１００−ΔＤ％」となる。このとき、キャリア波が上りである。そのため、制御区間の終了タイミング（時刻ｔ１ｘ〜ｔ２、時刻ｔ３ｘ〜ｔ４）でチョッピングが実施される。したがって、チョッピングは、制御区間の２倍の時間ごとに、一定間隔で実施されることになる。

このように制御区間ごとに交互にチョッピングの実施の有無を変更することにより、チョッピングの実施間隔を一定にすることができる。そのため、チョッピングされることにより小さくなるＰＷＭ電圧ｖ_xの基本波ベクトルの振幅を、安定させることができる。

次に、次区間で切り替えが行われない場合（Ｓ５４：Ｎｏ）の、キャリア波の位相反転の処理（Ｓ１３２、Ｓ１３３）を、図１６Ａから図１６Ｃまでの各図を用いて説明する。なお、図１６Ａ、１６Ｂ、及び、１６Ｃには、それぞれ、ステップＳ１３２の判定処理に用いられる図１４Ａの第２の反転判定表の（ｉ）、（ｉｉ）、及び、（ｉｉｉ）の各ケースが示されている。また、全ての図には、（ａ）電圧位相指令値φ、（ｂ）電圧指令値ｖ_u ^*、（ｃ）デューティ指令値Ｄ_u ^*、及び、（ｄ）ＰＷＭ電圧ｖ_uが示されている。

なお、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの制御区間が現区間であるものとする。そのため、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの制御区間が前区間となり、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの制御区間が次区間となる。また、現区間（時刻ｔ１〜ｔ２）ではチョッピングが実施されておらず、前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）及び次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）でチョッピングが実施されるものとする。

図１６Ａにおいては、図１４Ａの第２の反転判定表の（ｉ）の場合の一例が示されている。この図では、現区間（時刻ｔ１〜ｔ２）の時刻ｔ１ｃにおいて、電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われ、かつ、キャリア波の位相反転が実施されない。このような場合には、第２の反転判定表に基づいて、次区間でキャリア波の位相反転が実施される（Ｓ１３２：Ｙｅｓ、Ｓ１３３）。

まず、チョッピングが実施される前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）の動作について説明する。

図１６Ａ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*はオンである。そのため、図１６Ａ（ｃ）に示されるように、（１４）式に従ってデューティ指令値Ｄ_u ^*は「１００−ΔＤ％」となる。このとき、キャリア波が下りである。したがって、図１６Ａ（ｄ）に示されるように、前区間の開始タイミング（時刻ｔ０〜ｔ０ｘ）で、「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」が実施される。

そして、次にチョッピングが実施される次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）の動作について説明する。

図１６Ａ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*はオフである。そのため、図１６Ａ（ｃ）に示されるように、（１５）式に従ってデューティ指令値Ｄ_u ^*は「０＋ΔＤ％」となる。このとき、次区間ではキャリア波の位相反転が実施されるので、キャリア波が上りである。したがって、図１６Ａ（ｄ）に示されるように、次区間の開始タイミング（時刻ｔ２〜ｔ２ｘ）で「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が実施される。

このように、前区間及び次区間では、共に区間の開始タイミングでチョッピングが実施されるため、チョッピングの実施間隔が一定となる。そのため、チョッピングされることにより小さくなるＰＷＭ電圧ｖ_xの基本波ベクトルの振幅を、安定させることができる。

図１６Ｂにおいては、図１４Ａの第２の反転判定表の（ｉｉ）の場合の一例が示されている。現区間（時刻ｔ１〜ｔ２）の時刻ｔ１ｃにおいて、電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われ、かつ、キャリア波の位相反転が実施されている。

ここで、図７に示した第１の反転判定表を参照すれば、図１６Ｂにおける前区間及び現区間を、それぞれ、第１の反転判定表における現区間及び次区間とみなせば、（ｉ）の場合に相当するため、現区間でキャリア波の位相反転が実施される。このような場合には、第２の反転判定表に基づいて、次区間でキャリア波の位相反転を実施しない（Ｓ１３２：Ｎｏ）。

チョッピングが実施される前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）においては、図１６Ｂ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*はオンである。そのため、図１６Ｂ（ｃ）に示されるように、（１４）式に従ってデューティ指令値Ｄ_u ^*は「１００−ΔＤ％」となる。このとき、キャリア波が上りである。したがって、図１６Ｂ（ｄ）に示されるように、前区間の終了タイミング（時刻ｔ０ｘ〜ｔ１）で「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」が実施される。

そして、次にチョッピングが実施される次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）においては、図１６Ｂ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*はオフである。そのため、図１６Ｂ（ｃ）に示されるように、（１５）式に従ってデューティ指令値Ｄ_u ^*は「０＋ΔＤ％」となる。このとき、位相反転が実施されないので、キャリア波は下りである。したがって、図１６Ｂ（ｄ）に示されるように、前区間の終了タイミング（時刻ｔ２ｘ〜ｔ３）で「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が実施される。

このように、前区間及び次区間の終了タイミングにおいて、チョッピングが実施されており、チョッピングの実施間隔が一定となる。

図１６Ｃには、図１４Ｂの第２の反転判定表の（ｉｉｉ）の場合の一例が示されている。現区間（時刻ｔ１〜ｔ２）においては、電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えは行われない。また、次区間でも電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えは行われない（Ｓ５４：Ｎｏ）。なお、説明の便宜上、前区間でも電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えは行われないものとする。このような場合には、第２の反転判定表に基づいて、次区間でキャリア波の位相反転が実施されない（Ｓ１３２：Ｎｏ）。

前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）、及び、次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）のいずれにおいても、図１６Ｃ（ｂ）に示されるように、前区間では電圧指令値ｖ_u ^*はオフである。そのため、図１６Ｃ（ｃ）に示されるように、（１５）式に従ってデューティ指令値Ｄ_u ^*が「０＋ΔＤ％」となる。このとき、次区間でキャリア波の位相反転が実施されないので、前区間及び次区間のいずれにおいてもキャリア波が上りである。したがって、どちらの制御区間でも、区間の開始タイミング（時刻ｔ０〜ｔ０ｘ、時刻ｔ２〜ｔ２ｘ）で「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が実施されるので、チョッピングの実施間隔が一定となる。

このように、現区間で電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えが行われる時には、図１６Ａに示した第２の反転判定表の（ｉ）の場合のように、現区間でキャリア波の位相反転が実施されるか、又は、図１６Ｂに示した（ｉｉ）の場合のように、次区間でキャリア波の位相反転が実施される。いずれの場合においても、制御区間内の同じタイミング（開始タイミング）でチョッピングが実施されるので、チョッピングの実施間隔を一定に保つことができる。そのため、チョッピングされることにより小さくなるＰＷＭ電圧ｖ_xの基本波ベクトルの振幅を、安定させることができる。

なお、図１６Ａ、図１６Ｂにおいては、電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる例について示したがこれに限らない。オフからオンへの切り替え（↑）が行われてもよい。また、図１６Ｃにおいては、前区間、現区間、及び、次区間のいずれにおいても、電圧指令値ｖ_u ^*がオフである例について示した。しかしながら、これは、現区間で電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えが行われない場合の一例であって、この例に限定されるものではない。

次に、次区間で電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えが行われる場合（Ｓ５４：Ｙｅｓ）における、デューティ指令値Ｄ_u ^*の補正処理（Ｓ１３７）について、図１７Ａから図１７Ｄまでの各図を用いて説明する。

図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃ、及び、図１７Ｄには、図１４Ｂの符号判定表の（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、及び、（ｉｖ）の場合の各ケースについて示されている。また、全ての図には、（ａ）電圧位相指令値φ、（ｂ）電圧指令値ｖ_u ^*、（ｃ）デューティ指令値Ｄ_u ^*、及び、（ｄ）ＰＷＭ電圧ｖ_uが示されている。

これらの図では、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの制御区間が現区間であるものとする。そのため、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの制御区間が前区間となり、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの制御区間が次区間となる。また、現区間（時刻ｔ１〜ｔ２）においてはチョッピングが実施されず、前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）及び次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）でチョッピングが実施されるものとする。

図１７Ａには、図１４Ｂの符号判定表の（ｉ）の場合が示されている。すなわち、前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）のキャリア波が上りであり、かつ、次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）で電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる。

まず、チョッピングが実施される前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）の動作について説明する。

図１７Ａ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*はオンである。そのため、図１７Ａ（ｃ）に示されるように、（１４）式に従ってデューティ指令値Ｄ_u ^*は「１００−ΔＤ％」となる。このとき、キャリア波が上りである。したがって、図１７Ａ（ｄ）に示されるように、終了タイミング（時刻ｔ０ｘ〜ｔ１）で「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」が実施される。

そして、次にチョッピングが実施される次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）の動作について説明する。

図１７Ａ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる。そのため、図１７Ａ（ｃ）に示されるように、（１６）式に従ってデューティ指令値Ｄ_u ^*は補正される。なお、符号判定表に従って補正量ΔＤにはプラス（＋）が付されるので、デューティ指令値Ｄ_u ^*は正方向に補正される。また、キャリア波は上りである。したがって、図１７Ａ（ｄ）に示されるように、時刻ｔ２ｃからｔ２ｘまでの間に、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」実施される。

ここで、本来、次区間においては、前区間と同様のタイミングである制御区間の終了タイミングでチョッピングが実施されるべきである。また、次区間の終了タイミングでチョッピングが実施されると仮定すれば、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が実施されるべきである。なお、このような本来実施されるべきであったチョッピングが、図中では点線の矢印で示されている。

チョッピングが実施されるタイミングについては、次区間の途中で電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えが行われるので、電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えが行われる時刻ｔ２ｃの前後でしかチョッピングを実施できない。したがって、次区間の終了タイミングでチョッピングを実施することはできない。しかしながら、キャリア波が上りである次区間において、デューティ指令値Ｄ_u ^*を正方向に補正することにより、本来実施されるはずである「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」を実施することはできる。

すなわち、次区間では、前区間と同様のタイミングである終了タイミングでチョッピングを実施できないが、終了タイミングで行われるはずである「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」は実施できる。そのため、全体としては、所望のチョッピングが実施されたと見なすことができるので、ＰＷＭ電圧ｖ_uの基本波ベクトルの振幅は小さくすることができる。

図１７Ｂには、図１４Ｂの符号判定表の（ｉｉ）の場合が示されている。すなわち、前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）のキャリア波が下りであり、かつ、次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）で電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる。なお、この場合は、図７の第１の反転判定表の（ｉ）の場合にも該当するため、次区間でキャリア波の位相反転
が実施されている。

チョッピングが行われる前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）においては、図１７Ｂ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*はオンである。そのため、図１７Ｂ（ｃ）に示されるように、（１４）式に従ってデューティ指令値Ｄ_u ^*は「１００−ΔＤ％」となる。このとき、キャリア波は上りである。したがって、図１７Ｂ（ｄ）に示されるように、開始タイミング（時刻ｔ０〜ｔ０ｘ）で、「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」が実施される。

そして、次にチョッピングが行われる次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）においては、図１７Ｂ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフへの切り替え（↓）が行われる。そのため、図１７Ｂ（ｃ）に示されるように、符号判定表に従って補正量ΔＤにマイナス（−）が付されるので、デューティ指令値Ｄ_u ^*は負方向に補正される。また、キャリア波は上りである。したがって、図１７Ｂ（ｄ）に示されるように、時刻ｔ２ｘからｔ２ｃまでの間に、「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」が実施される。

本来、次区間においては、前区間と同様のタイミングである制御区間の開始タイミングで、「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」が実施されるべきである。次区間では、前区間と同様のタイミングである開始タイミングでチョッピングを実施できないが、本来実施されるはずである「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」を実施することはできる。そのため、全体としては所望のチョッピングが実施されたと見なすことができる。

図１７Ｃには、図１４Ｂの符号判定表の（ｉｉｉ）の場合が示されている。すなわち、前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）のキャリア波が上りであり、かつ、次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）で電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる。なお、この場合は、図７の第１の反転判定表の（ｉｖ）の場合にも該当するため、次区間でキャリア波の位相反転が実施される。

チョッピングが行われる前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）においては、図１７Ｃ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*はオフである。そのため、図１７Ｃ（ｃ）に示されるように、（１５）式に従ってデューティ指令値Ｄ_u ^*は「０＋ΔＤ％」となる。このとき、キャリア波は上りである。したがって、図１７Ｃ（ｄ）に示されるように、前区間の開始タイミング（時刻ｔ０〜ｔ０ｘ）で、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が実施される。

そして、次にチョッピングが行われる次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）においては、図１７Ｃ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる。そのため、図１７Ｃ（ｃ）に示されるように、符号判定表に従って補正量ΔＤにはプラス（＋）が付されるので、デューティ指令値Ｄ_u ^*は正方向に補正される。また、キャリア波は下りである。したがって、図１７Ｃ（ｄ）に示されるように、時刻ｔ２ｘからｔ２ｃまでの間に、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が実施される。

本来、次区間においては、前区間と同様のタイミングである制御区間の開始タイミングで、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が実施されるべきである。次区間では、前区間と同様のタイミングである開始タイミングでチョッピングを実施できないが、本来実施されるはずである「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」を実施することはできる。そのため、全体としては所望のチョッピングが実施されたと見なすことができる。

図１７Ｄには、図１４Ｂの符号判定表の（ｉｖ）の場合が示されている。すなわち、前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）のキャリア波が下りであり、かつ、次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）で電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる。

チョッピングが行われる前区間（時刻ｔ０〜ｔ１）においては、図１７Ｄ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*はオフである。そのため、図１７Ｄ（ｃ）に示されるように、（１５）式に従ってデューティ指令値Ｄ_u ^*は「０＋ΔＤ％」となる。このとき、キャリア波は下りである。したがって、図１７Ｄ（ｄ）に示されるように、前区間の終了タイミング（時刻ｔ０ｘ〜ｔ１）で、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が実施される。

そして、次にチョッピングが行われる次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）においては、図１７Ｄ（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる。そのため、図１７Ｄ（ｃ）に示されるように、符号判定表に従って、補正量ΔＤにはマイナス（−）が付されるので、デューティ指令値Ｄ_u ^*は負方向に補正される。また、キャリア波は下りである。したがって、図１７Ｄ（ｄ）に示されるように、時刻ｔ２ｃからｔ２ｘまでの間に、「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」が実施されることになる。

本来、次区間においては、前区間と同様のタイミングである制御区間の終了タイミングで、「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」が実施されるべきである。次区間では、前区間と同様のタイミングである終了タイミングでチョッピングを実施できないが、本来実施されるはずである「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」を実施することはできる。そのため、全体としては所望のチョッピングが実施されたと見なすことができる。

次に、図１８を用いて、本実施形態による一連の信号処理について説明する。なお、図１８には、（ａ）電圧位相指令値φ、（ｂ）電圧指令値ｖ_u ^*、（ｃ）デューティ指令値Ｄ_u ^*、及び、（ｄ）ＰＷＭ電圧ｖ_uが示されている。

この図では、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、時刻ｔ４から時刻ｔ５まで、時刻ｔ６から時刻ｔ７まで、時刻ｔ８から時刻ｔ９まで、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの制御区間でチョッピングが実施されるものとする。

時刻ｔ０から時刻ｔ１までの制御区間では、図１８（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*がオフのままで切り替えが行われない（Ｓ５４：Ｎｏ）。そのため、図１８（ｃ）に示されるように、デューティ指令値Ｄ_u ^*は、図６のパルスパターン表に従って０％が設定され（Ｓ５５）、その後、チョッピングが行われる（Ｓ１３４：Ｙｅｓ）ので、（１５）式に従って「０＋ΔＤ％」に補正される（Ｓ１３５）。したがって、図１８（ｄ）に示されるように、キャリア波が上りであるので、ＰＷＭ電圧ｖ_uは、区間の開始タイミング（時刻ｔ０〜ｔ０ｘ）で、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が行われる。

時刻ｔ１から時刻ｔ２までの制御区間では、図１８（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる（Ｓ５４：Ｙｅｓ）。そのため、図１８（ｃ）に示されるように、デューティ指令値Ｄ_u ^*は、（８）式を用いて算出される値（Ｓ５９）が用いられる。なお、この制御区間では、チョッピングが行われないので（Ｓ１３６：Ｎｏ）、デューティ指令値Ｄ_u ^*の補正は行われない。したがって、図１８（ｄ）に示されるように、キャリア波が下りであるので、ＰＷＭ電圧ｖ_uは、電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えタイミング（時刻ｔ１ｃ）で、オフからオンへの切り替え（↑）が行われる。

なお、この制御区間では、デューティ指令値Ｄ_u ^*の切り替えが行われており、キャリア波の位相反転が行われていない。そのため、図１４Ａの第２の反転判定表の（ｉ）の場合に相当するので（Ｓ１３２：Ｙｅｓ）、次区間（時刻ｔ２〜ｔ３）でキャリア波の位相反転が実施される（Ｓ１３３）。

時刻ｔ２から時刻ｔ３までの制御区間では、図１８（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*がオンのままで切り替えが行われない（Ｓ５４：Ｎｏ）。そのため、図１８（ｃ）に示されるように、デューティ指令値Ｄ_u ^*は、図６のパルスパターン表に従って１００％が設定され（Ｓ５５）、その後、チョッピングが行われる（Ｓ１３４：Ｙｅｓ）ので、（１４）式に従って、「１００−ΔＤ％」に補正される（Ｓ１３５）。したがって、図１８（ｄ）に示されるように、キャリア波が下りであるので、ＰＷＭ電圧ｖ_uは、区間の開始タイミング（時刻ｔ２〜ｔ２ｘ）で、「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」が行われる。

時刻ｔ３から時刻ｔ４までの制御区間では、図１８（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*がオンのままで切り替えが行われない（Ｓ５４：Ｎｏ）。そのため、図１８（ｃ）に示されるように、図６のパルスパターン表に従って、デューティ指令値Ｄ_u ^*として１００％が設定される（Ｓ５５）。なお、この制御区間では、チョッピングが行われないので（Ｓ１３４：Ｎｏ）、デューティ指令値Ｄ_u ^*の補正は行われない。したがって、図１８（ｄ）に示されるように、ＰＷＭ電圧ｖ_uはオンのまま変化しない。

時刻ｔ４から時刻ｔ５までの制御区間では、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの制御区間と同様の処理が行われる。したがって、図１８（ｄ）に示されるように、ＰＷＭ電圧ｖ_uは、区間の開始タイミング（時刻ｔ４〜ｔ４ｘ）で、「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」が行われる。

時刻ｔ５から時刻ｔ６までの制御区間では、図１８（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*のオンからオフの切り替え（↓）が行われる（Ｓ５４：Ｙｅｓ）。そのため、図１８（ｃ）に示されるように、デューティ指令値Ｄ_u ^*は、式（７）を用いて算出される値（Ｓ５９）が用いられる。なお、この制御区間では、チョッピングが行われないので（Ｓ１３６：Ｎｏ）、デューティ指令値Ｄ_u ^*の補正は行われない。したがって、図１８（ｄ）に示されるように、キャリア波が上りであるので、ＰＷＭ電圧ｖ_uは、電圧指令値ｖ_u ^*の切り替えタイミング（時刻ｔ５ｃ）で、オンからオフへの切り替え（↑）が行われる。

なお、この制御区間では、デューティ指令値Ｄ_u ^*の切り替えが行われており、かつ、キャリア波の位相反転が行われていない。そのため、図１４Ａの第２の反転判定表の（ｉ）の場合に相当するので（Ｓ１３２：Ｙｅｓ）、次区間（時刻ｔ６〜ｔ７）でキャリア波の位相反転が実施される（Ｓ１３３）。

時刻ｔ６から時刻ｔ７までの制御区間では、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの制御区間と同様の処理が行われる。したがって、図１８（ｄ）に示されるように、ＰＷＭ電圧ｖ_uは、区間の開始タイミング（時刻ｔ６〜ｔ６ｘ）で、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が行われる。

時刻ｔ７からｔ８までの制御区間では、図１８（ｂ）に示されるように、電圧指令値ｖ_u ^*がオフのままで切り替えが行われない（Ｓ５４：Ｎｏ）。そのため、図１８（ｃ）に示されるように、図６のパルスパターン表に従って、デューティ指令値Ｄ_u ^*として０％が設定される（Ｓ５５）。なお、この制御区間では、チョッピングが行われないので（Ｓ１３４：Ｎｏ）、デューティ指令値Ｄ_u ^*の補正は行われない。したがって、図１８（ｄ）に示されるように、ＰＷＭ電圧ｖ_uはオフのまま変化しない。

時刻ｔ８からｔ９までの制御区間では、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの制御区間、及び、時刻ｔ６からｔ７までの制御区間と同様の処理が行われる。したがって、図１８（ｄ）に示されるように、ＰＷＭ電圧ｖ_uは、区間の開始タイミング（時刻ｔ８〜ｔ８ｘ）で、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が行われる。

時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの制御区間においては、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの制御区間と同様の処理が行われる。したがって、図１８（ｄ）に示されるように、ＰＷＭ電圧ｖ_uはオフのまま変化しない。

なお、この制御区間ではキャリア波が下りであり、かつ、次区間（時刻ｔ１０〜ｔ１１）ではデューティ指令値Ｄ_u ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる。そのため、図７Ａの第１の反転判定表の（ｉ）の場合に相当するので（Ｓ５７：Ｙｅｓ）、次区間（時刻ｔ１０〜ｔ１１）でキャリア波の位相反転が実施される（Ｓ５８）。

時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの制御区間では、電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われる（Ｓ５４：Ｙｅｓ）。そのため、図１８（ｃ）に示されるように、デューティ指令値Ｄ_u ^*は、（８）式に従って設定され（Ｓ５９）、その後、チョッピングが行われる（Ｓ１３６：Ｙｅｓ）ので、（１７）式に従って補正される（Ｓ１３７）。なお、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までを現区間とすれば、前区間（時刻ｔ８〜ｔ９）のキャリア波が上りであり、次区間（時刻ｔ１０〜ｔ１１）で電圧指令値ｖ_u ^*のオフからオンへの切り替え（↑）が行われるため、図１４Ｂの符号判定表の（ｉｉｉ）の場合に相当するので、デューティ指令値Ｄ_u ^*は、正方向に補正される。

したがって、図１８（ｃ）に示されるように、時刻ｔ１０ｘから時刻ｔ１０ｃまでにおいて、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が実施される。本来は、開始タイミングで、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」が実施されるはずであるので、本来のタイミングではないが、本来実施されるはずのチョッピングが実施されることになる。そのため、全体としては、所望のチョッピングが実施されたと見なすことができるので、ＰＷＭ電圧ｖ_uの基本波ベクトルの振幅は小さくすることができる。

時刻ｔ１１からｔ１２までに制御区間においては、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの制御区間と同様の処理が行われる。したがって、図１８（ｄ）に示されるように、ＰＷＭ電圧ｖ_uはオンのまま変化しない。

このように、本実施形態の信号処理が行われることにより、略等しい間隔でチョッピングを実施できるとともに、全体としては所望のチョッピングが行われたと見なすことができる。そのため、チョッピングされることにより小さくなるＰＷＭ電圧ｖ_xの基本波ベクトルの振幅を、安定させることができる。

第２実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

第２実施形態の制御方法によれば、電圧ベクトルノルム値Ｖ_a ^*に応じてデューティ指令値Ｄ_x ^*を補正する補正ステップ（Ｓ１３５、Ｓ１３７）をさらに備える。補正ステップが実行されることによって、モータ２００に印加されるＰＷＭ電圧の制御区間におけるオン区間とオフ区間の比率が変化するチョッピングが実行される。そのため、ＰＷＭ電圧の基本波ベクトルの振幅を電圧ベクトルノルム値Ｖ_a ^*に応じて小さくすることができる。したがって、最終電圧位相指令値α^* _finが変化する場合には、図１２の経路（２）のような最短の経路で変化することが可能になり、無駄な電流が流れずに損失を抑制することができる。

また、第２実施形態の制御方法によれば、制御区間ごとに交互に補正ステップの実施の有無が変更される（Ｓ１３１）。このようにすることで、補正ステップ（Ｓ１３５、Ｓ１３７）が行われる制御区間でのキャリア波の傾きが同じになるため、チョッピングが行われるタイミングを、その制御区間の開始タイミング又は終了タイミングのいずれか一方に統一することができる。したがって、チョッピングの実施間隔が一定になることにより、モータ２００に印加されるＰＷＭ電圧の基本波ベクトルの振幅が安定するため、モータ２００の制御性を高めることができる。

また、第２実施形態の制御方法によれば、次の制御区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われない時（Ｓ５４：Ｙｅｓ）には、図１４Ａの第２の反転判定表を用いて、次の制御区間でのキャリア波の位相反転の要否を判定する第２反転ステップが実施される（Ｓ１３２）。具体的には、現在の制御区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われ、かつ、キャリア波の位相反転が実施されていない場合には、次の制御区間でキャリア波の位相反転を実施する（Ｓ１３３）。このようにすることで、ある制御区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われる場合には、その制御区間、及び、次の制御区間のいずれか一方で、キャリア波の位相反転が実施されることになる。

ここで、ある制御区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われる場合には、その制御区間の前後で、デューティ指令値Ｄ_x ^*が０％及び１００％のうちの一方から他方に変化する。キャリア波の位相反転が実施されなければ、電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われる制御区間の前後でキャリア波の傾きは同じになってしまう。したがって、制御区間内でのチョッピングの実施タイミングは、その制御区間の開始タイミング及び終了タイミングの一方から他方に変化してしまい、チョッピングの実施間隔が一定とならない。

そこで、本実施形態では、ある制御区間で電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われる場合には、その制御区間、及び、次の制御区間のいずれか一方で、キャリア波の位相反転を実施する。このようにすることで、チョッピングの実施タイミングは、その制御区間の開始タイミング及び終了タイミングのいずれか一方に統一されるので、チョッピングの実施間隔を一定にすることができる。したがって、モータ２００に印加されるＰＷＭ電圧の基本波ベクトルの振幅が安定するため、モータ２００の制御性を高めることができる。

また、第２実施形態の制御方法によれば、次区間において電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えが行われ、かつ、チョッピングが実施される場合には、図１４Ｂの符号判定表を用いて補正量ΔＤに付す符号が決定される。具体的には、次区間の電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えの方向、及び、前区間のキャリア波の傾きに応じて符号が決定される。

図１７Ａから図１７Ｄまでに示したように、前区間のキャリア波の傾き、及び、次区間の電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えの方向に応じて、前区間におけるチョッピングの実施タイミング（開始タイミング、又は、終了タイミング）が定まる。そのため、次区間において、前区間と同様のタイミングでチョッピングが行われると仮定した場合の、チョッピングの種類（「オン区間でのオフのチョッピング（↓）」、又は、「オフ区間でのオンのチョッピング（↑）」）も定まる。

そこで、図１４Ｂの符号判定表に従って、前区間のキャリア波の傾き、及び、次区間の電圧指令値ｖ_x ^*の切り替えの方向に応じた符号を補正値に付すことにより、次区間で本来実施されるべき種類のチョッピングを実施できる。したがって、全体としては所望のチョッピングが行われたと見なすことができるため、基本波ベクトルの振幅の変化が安定するので、モータ２００の回転制御の精度を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。また、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。

１ ＣＶＣＭＡＰ
２ 電流ベクトル制御器
４ ＰＷＭ変換器
５ インバータ装置
１０ 回転数演算器
１１ 座標変換器
１２ トルク推定器
１３ ＶＰＣＭＡＰ
１４ 電圧位相制御器
１５ 制御切替判定器
１００ 電圧供給装置
２００ モータ

Claims (8)

1. 電動機に対するトルク指令値に応じて所定の周期でオンとオフとの切り替えを繰り返す矩形波の電圧指令値を生成し、キャリア波が最大値及び最小値になる毎に前記電圧指令値に基づいてデューティ指令値を設定し、前記キャリア波と前記デューティ指令値との比較結果に応じて矩形波のＰＷＭ電圧を生成し、該ＰＷＭ電圧を前記電動機に供給する電圧供給装置の制御方法であって、
   前記電圧指令値のオンとオフとの切り替えが行われる場合には、該切り替えの方向、及び、前記キャリア波の傾きに応じて、前記デューティ指令値の設定の可否を判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおいて前記デューティ指令値を設定できないと判定される場合には、前記キャリア波の位相を反転させる反転ステップと、
   を備える電圧供給装置の制御方法。
2. 請求項１に記載の電圧供給装置の制御方法であって、
   前記電圧指令値の切り替え周期は、前記電動機の回転周期と同じ、
   電圧供給装置の制御方法。
3. 請求項２に記載の電圧供給装置の制御方法であって、
   前記ＰＷＭ電圧の基本波ベクトルの振幅を変化させる電圧ベクトルノルム値に応じて、前記デューティ指令値を補正する補正ステップを、
   さらに備える電圧供給装置の制御方法。
4. 請求項３に記載の電圧供給装置の制御方法であって、
   前記補正ステップは、前記デューティ指令値の設定周期の２倍の周期で行われる、
   電圧供給装置の制御方法。
5. 請求項４に記載の電圧供給装置の制御方法であって、
   前記電圧指令値の切り替えが行われる時に、前記補正ステップが実行されていない場合には、該切り替えが行われた後に前記キャリア波の位相の反転を行う第２反転ステップを、
   さらに備える電圧供給装置の制御方法。
6. 請求項４又は５に記載の電圧供給装置の制御方法であって、
   前記電圧指令値の切り替えが行われる時に前記補正ステップが実行される場合には、前記電圧ベクトルノルム値に基づいて補正量を算出し、当該切り替えの方向、及び、前記デューティ指令値の傾きに応じて、前記補正量を前記デューティ指令値に加算又は減算する、
   電圧供給装置の制御方法。
7. 請求項２から６のいずれか１項に記載の電圧供給装置の制御方法であって、
   前記電動機は、多相電動機であり、
   前記キャリア波の周波数は、前記電動機の回転速度に前記電動機の相数を乗じた値よりも大きい、
   電圧供給装置の制御方法。
8. 電動機に対するトルク指令値に応じて所定の周期でオンとオフとの切り替えを繰り返す矩形波の電圧指令値を生成する指令値生成部と、
   キャリア波が最大値及び最小値になる毎に前記電圧指令値に基づいてデューティ指令値を設定し、前記キャリア波と前記デューティ指令値との比較結果に応じて矩形波のＰＷＭ電圧を生成し、該ＰＷＭ電圧を前記電動機に供給するＰＷＭ電圧生成部と、
   を備える電圧供給装置であって、
   前記ＰＷＭ電圧生成部は、
   前記電圧指令値の切り替えが行われる場合には、該切り替えの方向、及び、前記キャリア波の傾きに応じて、前記デューティ指令値の設定の可否を判定する判定部と、
   前記判定ステップにおいて前記デューティ指令値を設定できないと判定される場合には、前記キャリア波の位相を反転させる反転部と、
   を備える電圧供給装置。

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