JP2023172786A - ３レベルインバータの制御装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】中性点の電圧の制御性を高めることができる３レベルインバータの制御装置を提供する。【解決手段】制御装置４０は、第１コンデンサ２１及び第２コンデンサ２２と、３相の回転電機１０と、インバータ３０と、を備えるシステムに適用される。制御装置４０は、中性点情報及び指令電圧ベクトルを取得する取得部と、指令電圧ベクトルに基づいて、出力パターンを設定する設定部と、出力パターンに含まれる出力電圧ベクトルに基づいて、各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷをオンオフする制御部と、を備える。制御部は、同一の出力電圧ベクトルに対して２つの駆動状態が存在する第１出力電圧ベクトルが出力される場合に、中性点情報に基づいて、２つの駆動状態のうちいずれか一方を選択する。設定部は、中性点Ｏと、回転電機１０の１相とが接続される駆動状態とされる第２出力電圧ベクトルを、出力パターンに含むことを制限する。【選択図】 図１

Description

本発明は、３レベルインバータの制御装置及びプログラムに関する。

従来、特許文献１に記載されているように、３レベルインバータが有するスイッチをオンオフする制御装置が知られている。この制御装置は、空間ベクトル変調制御により、スイッチをオンオフする。

３レベルインバータの直流側には、直列接続されている第１蓄電部及び第２蓄電部が接続される。制御装置は、第１蓄電部の負極側及び第２蓄電部の正極側の間の中性点の電圧を制御することにより、スイッチに過電圧が印加されることを抑制する制御を行っている。

特開平９－３７５９２号公報

３レベルインバータの駆動条件によっては、中性点の電圧の制御性が低下する懸念がある。そのため、中性点の電圧を制御する技術については、未だ改善の余地がある。

本発明は、上記事情に鑑みたものであり、中性点の電圧の制御性を高めることができる３レベルインバータの制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、直列接続された第１蓄電部及び第２蓄電部と、
３相交流電圧が印加されることにより駆動される駆動対象と、
前記駆動対象の各相を、前記第１蓄電部の正極側、前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側の間の中性点、及び前記第２蓄電部の負極側のうちいずれかに接続する３相分のスイッチを有する３レベルインバータと、を備えるシステムに適用される３レベルインバータの制御装置において、
前記第１，第２蓄電部の電圧及び前記駆動対象の各相に流れる電流のうち少なくとも一方の情報である中性点情報を取得する中性点情報取得部と、
前記駆動対象の制御量を指令値に制御するための指令電圧ベクトルを取得する指令電圧取得部と、
前記指令電圧ベクトルに基づいて、前記３レベルインバータが出力可能な出力電圧ベクトルの組み合わせである出力パターンを設定する設定部と、
前記出力パターンに含まれる前記出力電圧ベクトルに基づいて、前記スイッチをオンオフする制御部と、を備え、
前記スイッチの駆動状態が、前記駆動対象の各相のうちいずれか１相又は２相と、前記中性点とを接続する駆動状態となり、かつ、同一の前記出力電圧ベクトルに対して異なる前記スイッチの駆動状態が２つ存在する前記出力電圧ベクトルを第１出力電圧ベクトルとし、
前記スイッチの駆動状態が、前記駆動対象の各相のうちいずれか１相と、前記中性点とを接続する駆動状態となり、かつ、前記第１出力電圧ベクトルの大きさよりも大きな前記出力電圧ベクトルを第２出力電圧ベクトルとし、
前記制御部は、前記第１出力電圧ベクトルが出力される場合に、前記中性点情報に基づいて、２つの前記スイッチの駆動状態のうちいずれか一方を選択し、
前記設定部は、前記第２出力電圧ベクトルを、前記出力パターンに含むことを制限する。

駆動対象の各相のうち少なくとも１相と、中性点とが接続されるスイッチの駆動状態において、電流が中性点に流入又は流出することにより、中性点の電圧が変化し得る。第１出力電圧ベクトルが出力される期間では、駆動対象の各相のうちのいずれか１相又は２相と、中性点とが接続される。そのため、第１出力電圧ベクトルが出力される期間において、中性点の電圧が変化する可能性がある。

この点、第１出力電圧ベクトルには、駆動対象の各相に印加される電圧が同じとなる各スイッチの駆動状態が２つ存在する。２つのスイッチの駆動状態のうちいずれを選択するかに応じて中性点の電圧の変化方向が反対となるため、中性点の電圧又は中性点に流れる電流である中性点情報に基づいて、２つの駆動状態のうちいずれか一方を選択することが考えられる。この場合、第１出力電圧ベクトルの出力期間において、中性点の電圧の変化が抑制されるように、中性点情報に基づいてスイッチの駆動状態が適切に選択されることにより、中性点の電圧を制御できる。

しかしながら、指令電圧ベクトルの大きさが大きい場合、指令電圧ベクトルの大きさが小さい場合に比べて、第１出力電圧ベクトルが出力される期間が短くなるとともに、第１出力電圧ベクトルの大きさよりも大きな第２出力電圧ベクトルが出力される期間が長くなり得る。第２出力電圧ベクトルの出力期間では、駆動対象のいずれか１相と、中性点とが接続されるように、スイッチが駆動される。この場合に、中性点の電圧の制御性が低下することが懸念される。

そこで、本発明では、指令電圧ベクトルに基づいて、出力電圧ベクトルの組み合わせである出力パターンを設定する際に、第２出力電圧ベクトルが出力パターンに含まれることが制限される。これにより、第２出力電圧ベクトルが出力される期間の発生が抑制される。また、第１出力電圧ベクトルが出力される期間では、中性点情報に基づいて、２つの駆動状態のうちいずれか一方が選択される。これにより、第１出力電圧ベクトルが出力される期間において、中性点の電圧を制御できる。そのため、第１出力電圧ベクトル及び第２出力電圧ベクトルが出力される期間において、中性点の電圧が変化することを抑制できる。つまり、本発明によれば、中性点の電圧が変化する懸念のある第１出力電圧ベクトル及び第２出力電圧ベクトルの出力期間に対して、中性点の電圧の変化を抑制する対策を講じることができる。その結果、中性点の電圧の制御性を高めることができる。

モータ制御システムの構成図。 指令電圧ベクトルの説明に用いる図。 指令電圧ベクトルの説明に用いる図。 出力電圧ベクトルＨＭＭが出力される期間の電流経路を示す図。 出力電圧ベクトルＭＬＬが出力される期間の電流経路を示す図。 制限制御の分割領域を示す図。 出力パターンの設定方法を示す図。 制限制御における各相電圧の推移の一例を示すタイムチャート。 制限制御における各相電圧の推移の一例を示すタイムチャート。 制限制御における各相電圧の推移の一例を示すタイムチャート。 制限制御における各相電圧の推移の一例を示すタイムチャート。 制限制御における各相電圧の推移の一例を示すタイムチャート。 制限制御における各相電圧の推移の一例を示すタイムチャート。 制御装置が行う制御の手順を示すフローチャート。 第２実施形態に係る制御装置が行う制御の手順を示すフローチャート。 制限制御における各相電圧の推移の一例を示すタイムチャート。 制限制御における各相電圧の推移の一例を示すタイムチャート。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において制御装置は、電気自動車に搭載されている。

図１に示すように、モータ制御システムは、回転電機１０、バッテリ２０、インバータ３０、及び制御装置４０を備えている。回転電機１０は、車載主機であり、図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。本実施形態では、回転電機１０は、３相の同期機であり、ステータ巻線として星形結線されたＵ相巻線１１Ｕ、Ｖ相巻線１１Ｖ、Ｗ相巻線１１Ｗを備えている。各相巻線１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗは、電気角で１２０°ずつずれて配置されている。回転電機１０は、例えば永久磁石同期機である。なお、本実施形態において、回転電機１０が「駆動対象」に相当する。

バッテリ２０は、インバータ３０を介して回転電機１０に電気的に接続されている。本実施形態では、バッテリ２０は、例えば単電池としての電池セルの直列接続体として構成された組電池である。電池セルとしては、例えば、リチウムイオン電池等の２次電池を用いることができる。バッテリ２０の端子間電圧ＶＨは、例えば百Ｖ以上である。

インバータ３０は、スイッチング操作により、バッテリ２０から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、変換した交流電力を回転電機１０へと供給する電力変換回路である。インバータ３０のバッテリ２０側には、蓄電部としての第１コンデンサ２１及び第２コンデンサ２２が設けられている。第１コンデンサ２１及び第２コンデンサ２２は、直列接続されている。第１，第２コンデンサ２１，２２の直列接続体には、バッテリ２０が並列接続されている。本実施形態では、第１コンデンサ２１の静電容量と、第２コンデンサの静電容量とは同一の値とされている。なお、第１コンデンサ２１及び第２コンデンサ２２はインバータ３０の外部に設けられてもよいし、インバータ３０に内蔵されていてもよい。

本実施形態において、インバータ３０は、Ｔ型の３レベルインバータである。インバータ３０は、上アームスイッチＳＵＨ，ＳＶＨ，ＳＷＨと、下アームスイッチＳＵＬ，ＳＶＬ，ＳＷＬとの直列接続体を３相分備えている。各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、具体的にはＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。このため、各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬの高電位側端子はドレインであり、低電位側端子はソースである。各スイッチＳＵＨ，ＳＶＨ，ＳＷＨ，ＳＵＬ，ＳＶＬ，ＳＷＬは、対応するボディダイオードＤＵＨ，ＤＶＨ，ＤＷＨ，ＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬを有している。

Ｕ相上アームスイッチＳＵＨのソースは、Ｕ相下アームスイッチＳＵＬのドレインに接続されている。Ｕ相上アームスイッチＳＵＨとＵ相下アームスイッチＳＵＬとの接続点は、回転電機１０のＵ相の入力端子に接続されている。Ｖ相上アームスイッチＳＶＨのソースは、Ｖ相下アームスイッチＳＶＬのドレインに接続されている。Ｖ相上アームスイッチＳＶＨとＶ相下アームスイッチＳＶＬとの接続点は、回転電機１０のＶ相の入力端子に接続されている。Ｗ相上アームスイッチＳＷＨのソースは、Ｗ相下アームスイッチＳＷＬのドレインに接続されている。Ｗ相上アームスイッチＳＷＨとＷ相下アームスイッチＳＷＬとの接続点は、回転電機１０のＷ相の入力端子に接続されている。

各上アームスイッチＳＵＨ～ＳＷＨのドレインは、バスバー等の正極側母線３１により接続されている。正極側母線３１は、バッテリ２０の正極端子及び第１コンデンサの第１端に接続されている。第１コンデンサ２１の第２端は、中性点Ｏを介して第２コンデンサ２２の第１端に接続されている。各下アームスイッチＳＵＬ～ＳＷＬのソースは、バスバー等の負極側母線３２により接続されている。負極側母線３２は、バッテリ２０の負極端子及び第２コンデンサの第２端に接続されている。

インバータ３０は、双方向での電流の導通及び遮断を行うクランプスイッチＱＵ，ＱＶ，ＱＷを備えている。本実施形態では、各クランプスイッチＱＵ～ＱＷを構成するスイッチとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、具体的にはＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。各クランプスイッチＱＵ～ＱＷを構成する各スイッチは、対応するボディダイオードＤＵ，ＤＶ，ＤＷを有している。

具体的には、Ｕ相クランプスイッチＱＵを構成する各スイッチは、互いのソースが接続されている。Ｕ相クランプスイッチＱＵを構成する各スイッチのうち、一方のドレインは、Ｕ相上アームスイッチＳＵＨとＵ相下アームスイッチＳＵＬとの接続点に接続され、他方のドレインは、中性点Ｏに接続されている。Ｖ相クランプスイッチＱＶを構成する各スイッチは、互いのソースが接続されている。Ｖ相クランプスイッチＱＶを構成する各スイッチのうち、一方のドレインは、Ｖ相上アームスイッチＳＶＨとＶ相下アームスイッチＳＶＬとの接続点に接続され、他方のドレインは、中性点に接続されている。Ｗ相クランプスイッチＱＷを構成する各スイッチは、互いのソースが接続されている。Ｗ相クランプスイッチＱＷを構成する各スイッチのうち、一方のドレインは、Ｗ相上アームスイッチＳＷＨとＷ相下アームスイッチＳＷＬとの接続点に接続され、他方のドレインは、中性点に接続されている。

モータ制御システムは、第１電圧センサ４１、第２電圧センサ４２、相電流センサ４３及び回転角センサ４４を備えている。第１電圧センサ４１は、第１コンデンサ２１の端子間電圧を検出する。第２電圧センサ４２は、第２コンデンサ２２の端子間電圧を検出する。相電流センサ４３は、回転電機１０に流れるＵ，Ｖ，Ｗ相電流を検出する。なお、相電流センサ４３は、３相の電流のうち少なくとも２相の電流を検出できればよい。回転角センサ４４は、例えばレゾルバであり、回転電機１０の回転角を検出する。各センサ４１～４４の検出値は、制御装置４０に入力される。

制御装置４０は、マイコン４０ａ（「コンピュータ」に相当）を主体として構成され、マイコン４０ａは、ＣＰＵを備えている。マイコン４０ａが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン４０ａがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコン４０ａは、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、図１４，１５等に示す処理のプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。

制御装置４０は、空間ベクトル変調制御により、インバータ３０の各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷをオンオフさせる駆動指令を生成する。制御装置４０は、生成した駆動指令に基づいて、対応する各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷをオンオフする。以下、制御装置４０による各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷの駆動指令を生成する処理について説明する。

制御装置４０は、駆動対象の制御量を指令値に制御するための指令電圧ベクトルを取得する。本実施形態では、制御装置４０は、回転電機１０のトルクを指令トルクに制御するための指令電圧ベクトルＶｍを取得する。なお、制御装置４０は、回転電機１０のロータの回転速度を、算出した指令回転速度にフィードバック制御するための操作量として指令トルクを算出する。回転電機１０のロータの回転速度は、回転角センサ４４の検出値に基づいて算出される。

次に、図２及び図３を用いつつ、指令電圧ベクトルＶｍについて説明する。図２に示すように、指令電圧ベクトルＶｍは、回転電機１０に印加されるＵ，Ｖ，Ｗ相電圧を成分とする空間電圧ベクトルとして表される。Ｕ，Ｖ，Ｗ相の軸線は、電気角で１２０°ずつずれて配置されている。

図２では、空間電圧ベクトルのうちインバータ３０が出力可能な出力電圧ベクトルを、各相電圧の組により成分表示している。出力電圧ベクトルの各相電圧は、３段階のレベルＨ，Ｍ，Ｌにより表される。レベルＨの相電圧は、各相の入力端子と、対応する上アームスイッチＳＵＨ～ＳＷＨとが接続された場合に出力される相電圧である。レベルＭの相電圧は、各相の入力端子と、対応するクランプスイッチＱＵ～ＱＷとが接続された場合に出力される相電圧である。レベルＬの相電圧は、各相の入力端子と、対応する下アームスイッチＳＵＬ～ＳＷＬとが接続された場合に出力される相電圧である。例えば、出力電圧ベクトルＨＭＬは、Ｕ相電圧がレベルＨであり、Ｖ相電圧がレベルＭであり、Ｗ相電圧がレベルＬであることを表す。

なお、中性点Ｏの電圧の変化がない場合では、レベルＨの相電圧はＶＨであり、レベルＭの相電圧はＶＨ／２であり、レベルＬの相電圧は０である。各相電圧は、バッテリ２０の負極端子の電位を基準電位（０Ｖ）とした場合における各相の入力端子の電位である。

制御装置４０は、指令電圧ベクトルＶｍの存在領域を特定する。本実施形態では、制御装置４０は、指令電圧ベクトルＶｍが存在するセクタ及び分割領域を特定する。セクタ及び分割領域は、後述する出力パターンの設定に用いられる。

制御装置４０は、指令電圧ベクトルＶｍの電気角θｅに基づいて、指令電圧ベクトルＶｍが存在するセクタを特定する。ここで、電気角θｅは、指令電圧ベクトルＶｍと、Ｕ相軸線とがなす角であり、０°～３６０°の値をとる。電気角θｅの符号は、左回り（反時計回り）を正とする。指令電圧ベクトルＶｍが存在し得るベクトル空間は、電気角θｅに関して６つのセクタに分けられている。制御装置４０は、０°≦θｅ＜６０°の場合、指令電圧ベクトルＶｍが第１セクタに存在すると特定し、６０°≦θｅ＜１２０°の場合、指令電圧ベクトルＶｍが第２セクタに存在すると特定する。制御装置４０は、１２０°≦θｅ＜１８０°の場合、指令電圧ベクトルＶｍが第３セクタに存在すると特定し、１８０°≦θｅ＜２４０°の場合、指令電圧ベクトルＶｍが第４セクタに存在すると特定する。制御装置４０は、２４０°≦θｅ＜３００°の場合、指令電圧ベクトルＶｍが第５セクタに存在すると特定し、３００°≦θｅ＜３６０°の場合、指令電圧ベクトルＶｍが第６セクタに存在すると特定する。なお、図２では例示的に、第１セクタを示す範囲に、ドットハッチを施している。

第１～第６セクタは正三角形状をしており、各セクタには、各制御点Ａ，Ｂ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑが設けられる。制御点Ｐは、先の図２における原点であり、指令電圧ベクトルＶｍの始点となる点である。制御点Ａ，Ｂは、各セクタの頂点に設けられる点である。制御点Ｍは、制御点Ａ及び制御点Ｐの中点に設けられる点である。制御点Ｎは、制御点Ｂ及び制御点Ｐの中点に設けられる点である。制御点Ｑは、制御点Ａ及び制御点Ｂの中点に設けられる点である。

図３に、第１セクタに対して設けられる各制御点Ａ，Ｂ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑと、各出力電圧ベクトルとの関係を示す。始点及び終点を制御点Ｐとする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＨＨ，ＭＭＭ，ＬＬＬであり、無効電圧ベクトルに対応する。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｑを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＭＬである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ａを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＨＬである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｂを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＬＬである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｍを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＨＭ，ＭＭＬである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｎを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＭＭ，ＭＬＬである。

また、第１セクタの場合と同様に、第２～第６セクタに対して設けられる各制御点Ａ，Ｂ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑと、各出力電圧ベクトルとの関係が定められる。具体的には、第２セクタでは、制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｑを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＭＨＬである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ａを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＬＨＬである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｂを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＨＬである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｍを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＭＨＭ，ＬＭＬである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｎを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＨＭ，ＭＭＬである。

第３セクタでは、制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｑを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＬＨＭである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ａを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＬＨＨである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｂを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＬＨＬである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｍを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＭＨＨ，ＬＭＭである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｎを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＭＨＭ，ＬＭＬである。

第４セクタでは、制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｑを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＬＭＨである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ａを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＬＬＨである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｂを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＬＨＨである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｍを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＭＭＨ，ＬＬＭである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｎを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＭＨＨ，ＬＭＭである。

第５セクタでは、制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｑを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＭＬＨである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ａを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＬＨである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｂを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＬＬＨである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｍを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＭＨ，ＭＬＭである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｎを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＭＭＨ，ＬＬＭである。

第６セクタでは、制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｑを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＬＭである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ａを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＬＬである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｂを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＬＨである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｍを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＭＭ，ＭＬＬである。制御点Ｐを始点とするとともに、制御点Ｎを終点とする出力電圧ベクトルが、出力電圧ベクトルＨＭＨ，ＭＬＭである。

制御装置４０は、指令電圧ベクトルＶｍの大きさ及び電気角θｅに基づいて、指令電圧ベクトルＶｍが存在しているセクタ内の分割領域を特定する。分割領域は、第１～第６セクタに対して設けられた各制御点Ａ，Ｂ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑに基づいて定められる領域である。

第１～第６セクタの第１分割領域Ｒ１は、各制御点Ｐ，Ｍ，Ｎを頂点する正三角形により囲まれた領域であり、第１～第６セクタの第２分割領域Ｒ２は、各制御点Ｍ，Ｎ，Ｑを頂点とする正三角形により囲まれた領域である。第１～第６セクタの第３分割領域Ｒ３は、各制御点Ａ，Ｍ，Ｑを頂点とする正三角形により囲まれた領域であり、第１～第６セクタの第４分割領域Ｒ４は、各制御点Ｂ，Ｎ，Ｑを頂点とする正三角形により囲まれた領域である。

例えば、制御装置４０は、指令電圧ベクトルＶｍの大きさ及び電気角θｅと、第１～第６セクタに対する各分割領域Ｒ１～Ｒ４とが対応付けられた情報（具体的には、マップ情報又は数式情報）を用いて、指令電圧ベクトルＶｍが存在する分割領域を特定すればよい。

制御装置４０は、指令電圧ベクトルＶｍが存在する分割領域に基づいて、出力電圧ベクトルの組み合わせである出力パターンを設定する。ここでは、制御装置４０は、指令電圧ベクトルＶｍが存在する分割領域の頂点の制御点に対応する出力電圧ベクトルを、出力パターンに含める。例えば図３に示すように、制御装置４０は、指令電圧ベクトルＶｍが第１分割領域Ｒ１に存在すると特定した場合、出力パターンに、各制御点Ｐ，Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルを含める。

制御装置４０は、指令電圧ベクトルＶｍを、出力パターンに含まれる出力電圧ベクトルに分解する。制御装置４０は、分解された出力電圧ベクトルの大きさに基づいて、対応する出力電圧ベクトルの１変調周期に占める出力期間を算出する。制御装置４０は、算出した出力期間に基づいて、インバータ３０の各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷをオンオフさせる駆動指令を生成する。

例えば図３に示すように、指令電圧ベクトルＶｍが第１分割領域Ｒ１に存在すると特定された場合では、指令電圧ベクトルＶｍは、各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルに分解される。図３において、Ｖｍ１は、制御点Ｍに対応する出力電圧ベクトルがα倍（０＜α＜１）されたベクトルであり、Ｖｍ２は、制御点Ｎに対応する出力電圧ベクトルがβ倍（０＜β＜１）されたベクトルである。係数αが大きいほど、１変調周期において、制御点Ｍに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が長くされる。係数βが大きいほど、１変調周期において、制御点Ｎに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が長くされる。１変調周期のうち、係数αに対応する期間及び係数βに対応する期間以外は、無効電圧ベクトルの出力期間とされる。

ところで、中性点Ｏと、回転電機１０の各相入力端子のうち少なくとも１相とが接続される場合において、電流が中性点Ｏに流入する又は電流が中性点Ｏから流出することにより、中性点Ｏの電圧が変化し得る。そのため、各制御点Ｍ，Ｎ，Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間では、中性点Ｏの電圧が変化する可能性がある。

各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルには、各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷの駆動状態が２つ存在する。詳しくは、各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルには、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が存在する。Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態は、各上アームスイッチＳＵＨ～ＳＷＨと、各クランプスイッチＱＵ～ＱＷとのうちいずれかのスイッチがオンされるとともに、各下アームスイッチＳＵＬ～ＳＷＬがオフされる駆動状態である。Ｍｉｄ－Ｌｏ駆動状態は、各下アームスイッチＳＵＬ～ＳＷＬと、各クランプスイッチＱＵ～ＱＷとのうちいずれかのスイッチがオンされるとともに、各上アームスイッチＳＵＨ～ＳＷＨがオフされる駆動状態である。

例えば図３に示すように、第１セクタの制御点Ｎに対応する出力電圧ベクトルは、出力電圧ベクトルＨＭＭ，ＭＬＬである。出力電圧ベクトルＨＭＭが出力される期間では、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態として、Ｕ相上アームスイッチＳＵＨ及びＶ，Ｗ相クランプスイッチＱＶ，ＱＷがオンされるとともに、Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＶＨ，ＳＷＨ、各相下アームスイッチＳＵＬ～ＳＷＬ及びＵ相クランプスイッチＱＵがオフされる。

一方、出力電圧ベクトルＭＬＬが出力される期間では、Ｍｉｄ－Ｌｏ駆動状態として、Ｕ相クランプスイッチＱＵ及びＶ，Ｗ相下アームスイッチＳＶＬ，ＳＷＬがオンされるとともに、各相上アームスイッチＳＵＨ～ＳＷＨ、Ｕ相下アームスイッチＳＵＬ及びＶ，Ｗ相クランプスイッチＱＶ，ＱＷがオフされる。なお、本実施形態において、各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルが「第１出力電圧ベクトル」に相当する。

Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態と、Ｍｉｄ－Ｌｏ駆動状態とでは、中性点Ｏの電圧が変化する方向が反対となる。例えば、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態とされる出力電圧ベクトルＨＭＭの出力期間と、Ｍｉｄ－Ｌｏ駆動状態とされる出力電圧ベクトルＭＬＬの出力期間とでは、中性点Ｏの電圧が変化する方向が反対となる。

具体的には、図４に示すように、出力電圧ベクトルＨＭＭが出力される期間の電流経路は、第１コンデンサ２１→正極側母線３１→Ｕ相上アームスイッチＳＵＨ→Ｕ相巻線１１Ｕ→Ｖ，Ｗ相巻線１１Ｖ，１１Ｗ→Ｖ，Ｗ相クランプスイッチＱＶ，ＱＷ→中性点Ｏとなる。これにより、電流が中性点Ｏに流入するため、中性点Ｏの電圧が上昇する。

図５に示すように、出力電圧ベクトルＭＬＬが出力される期間の電流経路は、中性点Ｏ→Ｕ相クランプスイッチＱＵ→Ｕ相巻線１１Ｕ→Ｖ，Ｗ相巻線１１Ｖ，１１Ｗ→Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＶＬ，ＳＷＬ→負極側母線３２→第２コンデンサ２２となる。これにより、電流が中性点Ｏから流出するため、中性点Ｏの電圧が低下する。

各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルが出力される期間では、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のうちいずれか一方を適切に選択することにより、中性点の電圧を制御することが考えられる。そこで、制御装置４０は、第１，第２電圧センサ４１，４２の検出値及び相電流センサ４３の検出値のうち少なくとも一方の情報である中性点情報を取得する。本実施形態では、中性点情報は、第１，第２電圧センサ４１，４２の検出値及び相電流センサ４３の検出値である。

制御装置４０は、各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルが出力される場合に、中性点情報に基づいて、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のうちいずれか一方を選択する。例えば、制御装置４０は、第１電圧センサ４１により検出された第１コンデンサ２１の端子間電圧が、第２電圧センサ４２により検出された第２コンデンサ２２の端子間電圧よりも低い場合に、中性点Ｏの電圧が上昇していると判定する。この場合、制御装置４０は、各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルが出力される場合に、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のうち中性点Ｏの電圧を低下させる方の駆動状態を選択する。一方、制御装置４０は、第１電圧センサ４１により検出された第１コンデンサ２１の端子間電圧が、第２電圧センサ４２により検出された第２コンデンサ２２の端子間電圧よりも高い場合に、中性点Ｏの電圧が低下していると判定する。この場合、制御装置４０は、各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルが出力される場合に、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のうち中性点Ｏの電圧を上昇させる方の駆動状態を選択する。

また、例えば、制御装置４０は、各相電流センサ４３の検出値に基づいて、中性点Ｏの電圧を算出する。制御装置４０は、算出した中性点Ｏの電圧に基づいて、中性点Ｏの電圧が上昇又は低下していることを判定するとともに、その判定結果に応じてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のうちいずれか一方を選択する。なお、制御装置４０は、相電流センサ４３の検出値を積算することにより中性点Ｏに流入する又は流出する電荷量を算出する。制御装置４０は、算出した中性点Ｏに流入又は流出する電荷と、第１，第２コンデンサ２１，２２の静電容量とに基づいて、中性点Ｏの電圧を算出する。

しかしながら、指令電圧ベクトルＶｍの大きさが大きい場合、指令電圧ベクトルＶｍの大きさが小さい場合に比べて、各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が短くなるとともに、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が長くなり得る。ここで、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルは、各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの大きさよりも大きな出力電圧ベクトルである。制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが出力される期間では、中性点Ｏと回転電機１０の各相入力端子のうちいずれかとが接続される。この場合に、中性点Ｏの電圧の制御性が低下することが懸念される。なお、本実施形態において、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが「第２出力電圧ベクトル」に相当する。

そこで、本実施形態では、制御装置４０は、通常制御及び制限制御のうちいずれか一方を選択して実施する。通常制御は、上述したように、第１～第４分割領域Ｒ１～Ｒ４の頂点の制御点に対応する出力電圧ベクトルが、出力パターンとして設定される制御である。制限制御は、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが、出力パターンとして設定されることが制限される制御である。以下、制限制御について詳しく説明する。

制限制御では、通常制御における第２～第４分割領域Ｒ２～Ｒ４に相当する領域の分割方法が変更される。図６に、制限制御の分割領域を示す。制限制御では、第１～第６セクタに対して第１，第５～第９分割領域Ｒ１，Ｒ５～Ｒ９が定められている。図６において、便宜上、各制御点Ｐ，Ａ，Ｂで囲まれる正三角形の重心を点Ｇとして示す。言い換えると、点Ｇは、線分ＰＱを２：１に内分する点である。なお、図６において、先の図３に示した構成については、便宜上、同一の符号を付している。

第１～第６セクタの第５分割領域Ｒ５は、各制御点Ｍ，Ｎ及び点Ｇを頂点とする三角形により囲まれた領域である。第１～第６セクタの第６分割領域Ｒ６は、各制御点Ｂ，Ｎ及び点Ｇを頂点とする三角形により囲まれた領域であり、第１～第６セクタの第７分割領域Ｒ７は、各制御点Ａ，Ｍ及び点Ｇを頂点とする三角形により囲まれた領域である。第１～第６セクタの第８分割領域Ｒ８は、各制御点Ｂ，Ｑ及び点Ｇを頂点とする三角形により囲まれた領域であり、第１～第６セクタの第９分割領域Ｒ９は、各制御点Ａ，Ｑ及び点Ｇを頂点とする三角形により囲まれた領域である。

制御装置４０は、制限制御を実施する場合において、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルを、出力パターンに含むことを制限する。詳しくは、第１，第５～第９分割領域Ｒ１，Ｒ５～Ｒ９に対して、図７に示すように出力パターンを設定する。指令電圧ベクトルＶｍが第１分割領域Ｒ１に存在すると特定された場合、出力パターンには、各制御点Ｐ，Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルが含まれる。指令電圧ベクトルＶｍが第５分割領域Ｒ５に存在すると特定された場合、出力パターンには、各制御点Ｍ，Ｎ，Ｑに対応する出力電圧ベクトルが含まれる。

第６～第９分割領域Ｒ６～Ｒ９は、各制御点Ａ，Ｂのうちいずれか一方に接する領域である。ここで、各制御点Ａ，Ｂに対応する出力電圧ベクトルは、各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの大きさよりも大きな出力電圧ベクトルである。また、各制御点Ａ，Ｂに対応する出力電圧ベクトルの出力期間では、各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷの駆動状態が、中性点Ｏ及び回転電機１０の各相入力端子が接続されない駆動状態とされる。指令電圧ベクトルＶｍが第６～第９分割領域Ｒ６～Ｒ９のうちいずれかに存在すると特定された場合、出力パターンには、各制御点Ａ，Ｂ，Ｍ，Ｎのうちいずれか３つに対応する出力電圧ベクトルが含まれる。これにより、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが、出力パターンに含まれることが制限される。なお、本実施形態において、各制御点Ａ，Ｂに対応する出力電圧ベクトルが「第３出力電圧ベクトル」に相当する。

ところで、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力制限が行われる場合において、指令電圧ベクトルＶｍの大きさが増大する際におけるインバータ３０の制御性の低下を抑制するには、各制御点Ａ，Ｂに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が長くされることが望ましい。一方、中性点Ｏの電圧の変化を抑制するには、各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が長くされることが望ましい。

そこで、本実施形態では、指令電圧ベクトルＶｍの存在領域が第６～第９分割領域Ｒ６～Ｒ９のうちいずれであるかに応じて、各制御点Ａ，Ｂ，Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルのうち、いずれか３つの出力電圧ベクトルを含む出力パターンの設定方法を変える。詳しくは、指令電圧ベクトルＶｍが第６，第７分割領域Ｒ６，Ｒ７に存在すると特定された場合では、指令電圧ベクトルＶｍが第８，第９分割領域Ｒ８，Ｒ９存在すると特定された場合に比べて、回転電機１０の出力が低出力とされ得る。この場合、各制御点Ａ，Ｂのうちいずれか一方に対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｍに対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｎに対応する出力電圧ベクトルとの組み合わせである出力パターンが設定される。また、指令電圧ベクトルＶｍが第８，第９分割領域Ｒ８，Ｒ９存在すると特定された場合では、指令電圧ベクトルＶｍが第６，第７分割領域Ｒ６，Ｒ７に存在すると特定された場合に比べて、回転電機１０の出力が高出力とされ得る。この場合、各制御点Ｍ，Ｎのうちいずれか一方に対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ａに対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｂに対応する出力電圧ベクトルとの組み合わせである出力パターンが設定される。

具体的には、指令電圧ベクトルＶｍが第６分割領域Ｒ６に存在すると特定された場合、各制御点Ｂ，Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの組み合わせである出力パターンが設定される。指令電圧ベクトルＶｍが第７分割領域Ｒ７に存在すると特定された場合、各制御点Ａ，Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの組み合わせである出力パターンが設定される。指令電圧ベクトルＶｍが第８分割領域Ｒ８に存在すると特定された場合、各制御点Ａ，Ｂ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの組み合わせである出力パターンが設定される。指令電圧ベクトルＶｍが第９分割領域Ｒ９に存在すると特定された場合、各制御点Ａ，Ｂ，Ｍに対応する出力電圧ベクトルの組み合わせである出力パターンが設定される。本実施形態において、第６，第７分割領域Ｒ６，Ｒ７が「低出力領域」に相当し、第８，第９分割領域Ｒ８，Ｒ９が「高出力領域」に相当する。

図８～図１３に、制限制御における各相電圧の推移の一例を示す。図８～図１３において、（ａ）はＵ相電圧レベルの推移を示し、（ｂ）はＶ相電圧レベルの推移を示し、（ｃ）はＷ相電圧レベルの推移を示す。なお、図８～図１３では、１変調周期Ｔｃにおける各相電圧レベルの推移を示す。図８～図１３に示す各相電圧レベルの推移では、１変調周期Ｔｃの後半における各相電圧レベルの推移は、１変調周期Ｔｃの前半における各相電圧レベルの推移を反転させた推移とされる。

指令電圧ベクトルＶｍが第１，第２セクタの第１分割領域Ｒ１に存在する場合、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のいずれが選択されるかに応じて、１変調周期Ｔｃの前半において出力電圧ベクトルが以下の順で出力される。第１セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＭＭ→ＨＭＭ→ＨＨＭ→ＨＨＨの順に出力される。第２セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＭＭ→ＭＨＭ→ＨＨＭ→ＨＨＨの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図８の実線に示すような推移となる。また、第１セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＭＭ→ＭＭＬ→→ＭＬＬ→ＬＬＬの順に出力される。第２セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＭＭ→ＭＭＬ→ＬＭＬ→ＬＬＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図８の破線に示すような推移となる。

指令電圧ベクトルＶｍが第１，第２セクタの第５分割領域Ｒ５に存在する場合、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のいずれが選択されるかに応じて、１変調周期Ｔｃの前半において出力電圧ベクトルが以下の順で出力される。第１セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＭＬ→ＨＭＭ→ＨＨＭの順に出力される。第２セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＨＬ→ＭＨＭ→ＨＨＭの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図９の実線に示すような推移となる。また、第１セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＭＬ→ＭＭＬ→ＭＬＬの順に出力される。第２セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＨＬ→ＭＭＬ→ＬＭＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図９の破線に示すような推移となる。

指令電圧ベクトルＶｍが第１，第２セクタの第６分割領域Ｒ６に存在する場合、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のいずれが選択されるかに応じて、１変調周期Ｔｃの前半において出力電圧ベクトルが以下の順で出力される。第１セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＬＬ→ＨＭＭ→ＨＨＭの順に出力される。第２セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＨＬ→ＨＨＭ→ＭＨＭの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１０の実線に示すような推移となる。また、第１セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＬＬ→ＭＬＬ→ＭＭＬの順に出力される。第２セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＨＬ→ＭＭＬ→ＬＭＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１０の破線に示すような推移となる。

指令電圧ベクトルＶｍが第１，第２セクタの第７分割領域Ｒ７に存在する場合、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のいずれが選択されるかに応じて、１変調周期Ｔｃの前半において出力電圧ベクトルが以下の順で出力される。第１セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＨＬ→ＨＨＭ→ＨＭＭの順に出力される。第２セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＬＨＬ→ＭＨＭ→ＨＨＭの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１１の実線に示すような推移となる。また、第１セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＨＬ→ＭＭＬ→ＭＬＬの順に出力される。第２セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＬＨＬ→ＬＭＬ→ＭＭＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１１の破線に示すような推移となる。

指令電圧ベクトルＶｍが第１，第２セクタの第８分割領域Ｒ８に存在する場合、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のいずれが選択されるかに応じて、１変調周期Ｔｃの前半において出力電圧ベクトルが以下の順で出力される。第１セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＭＭ→ＨＬＬ→ＨＨＬの順に出力される。第２セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＨＭ→ＨＨＬ→ＬＨＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１２の実線に示すような推移となる。また、第１セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＬＬ→ＨＬＬ→ＨＨＬの順に出力される。第２セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＭＬ→ＨＨＬ→ＬＨＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１２の破線に示すような推移となる。

指令電圧ベクトルＶｍが第１，第２セクタの第９分割領域Ｒ９に存在する場合、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のいずれが選択されるかに応じて、１変調周期Ｔｃの前半において出力電圧ベクトルが以下の順で出力される。第１セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＨＭ→ＨＨＬ→ＨＬＬの順に出力される。第２セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＨＭ→ＬＨＬ→ＨＨＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１３の実線に示すような推移となる。また、第１セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＭＬ→ＨＨＬ→ＨＬＬの順に出力される。第２セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＬＭＬ→ＬＨＬ→ＨＨＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１３の破線に示すような推移となる。

図１４に、制御装置４０が行う制御の手順を示す。この制御は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１０では、指令電圧ベクトルＶｍを取得する。ステップＳ１１では、中性点情報を取得する。本実施形態では、中性点情報として、第１電圧センサ４１の検出値、第２電圧センサ４２の検出値及び相電流センサ４３の検出値を取得する。なお、ステップＳ１０が「指令電圧取得部」に相当し、ステップＳ１１が「中性点情報取得部」に相当する。

ステップＳ１２では、中性点情報に基づいて、制限制御を行うか否かを判定する。本実施形態では、中性点Ｏの電圧が許容範囲を超えていると判定した場合、制限制御を行うと判定する一方、中性点Ｏの電圧が許容範囲を超えていると判定しない場合、制限制御を行うと判定しない。例えば、中性点Ｏの電圧は、相電流センサ４３の検出値及び第１，第２コンデンサ２１，２２の静電容量に基づいて算出される。また、例えば、第１，第２コンデンサ２１，２２の端子間電圧のうちいずれか一方が許容電圧値を超えている場合、中性点Ｏの電圧が許容範囲を超えていると判定する。第１コンデンサ２１の端子間電圧は、第１電圧センサ４１の検出値を用いる。第２コンデンサ２２端子間電圧は、第２電圧センサ４２の検出値を用いる。許容範囲及び許容電圧値は、例えばスイッチの耐圧等に基づいて設定される。なお、本実施形態において、ステップＳ１２が「判定部」に相当する。

ステップＳ１２において否定判定した場合、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、通常制御を行う。通常制御では、指令電圧ベクトルＶｍが第１～第６セクタのいずれに存在するかを特定するとともに、特定したセクタ内に対して設けられた第１～第４分割領域Ｒ１～Ｒ４のうち、指令電圧ベクトルＶｍの存在領域がいずれであるかを特定する。ステップＳ１４では、指令電圧ベクトルＶｍが存在する分割領域の頂点の制御点に対応する出力電圧ベクトルの組を、出力パターンとして設定する。

ステップＳ１５では、出力パターンに含まれる各出力電圧ベクトルの出力期間を算出する。詳しくは、指令電圧ベクトルＶｍを、出力パターンに含まれる出力電圧ベクトルに分解する。この際、各制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルが含まれる場合、中性点情報に基づいて、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のうちいずれか一方を選択し、選択した駆動状態に対応する出力電圧ベクトルを用いて、指令電圧ベクトルを分解する。分解された出力電圧ベクトルの大きさに基づいて、対応する出力電圧ベクトルの１変調周期に占める出力期間を算出する。ステップＳ１６では、算出した各出力電圧ベクトルの出力期間に基づいて、各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷをオンオフさせる駆動指令を生成する。本実施形態において、ステップＳ１５，Ｓ１６が「制御部」に相当する。

一方、ステップＳ１２において肯定判定した場合、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、指令電圧ベクトルＶｍの電気角θｅに基づいて、指令電圧ベクトルＶｍが存在するセクタを特定する。なお、以下のステップＳ１８～Ｓ３５の処理では、ステップＳ１７において特定したセクタ内における指令電圧ベクトルＶｍの角度θｓを用いる。セクタ内の角度θｓは、指令電圧ベクトルＶｍと、先の図６における線分ＰＢとがなす角度であり、０°～６０°の値をとる。セクタ内の角度θｓは、指令電圧ベクトルＶｍの電気角θｅと、指令電圧ベクトルＶｍが存在するセクタ番号の情報とから算出される。

ステップＳ１８では、指令電圧ベクトルＶｍが第１分割領域Ｒ１に存在するか否かを判定する。指令電圧ベクトルＶｍが第１分割領域Ｒ１に存在するか否かの判定は、指令電圧ベクトルＶｍの大きさ及びセクタ内の角度θｓと、第１分割領域Ｒ１とが対応付けられた情報（具体的には、マップ情報又は数式情報）を用いればよい。ステップＳ１８において肯定判定した場合、ステップＳ１３に進む。一方、ステップＳ１８において否定判定した場合、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９では、セクタ内の角度θｓが３０°より小さいか否かを判定する。ステップＳ１９の処理は、指令電圧ベクトルＶｍの終点が、先の図６における線分ＰＱに対して各制御点Ｂ，Ｎ側の領域に存在するか否かを判定する処理である。ステップＳ１９において肯定判定した場合、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、|Ｖｍ|×ｃｏｓ（６０°－θｓ）＞ＶＨ／３が成立するか否かを判定する。ここで、|Ｖｍ|は、指令電圧ベクトルＶｍの大きさである。ＶＨ／３は、各相電圧として出力可能な電圧値の半分である。ステップＳ２０の処理は、指令電圧ベクトルＶｍの終点が、先の図６における線分ＢＭに対して各制御点Ａ，Ｑ側の領域に存在するか否かを判定する処理である。ステップＳ２０において肯定判定した場合、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、指令電圧ベクトルＶｍが、第８分割領域Ｒ８に存在すると特定する。一方、ステップＳ２０において否定判定した場合、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、|Ｖｍ|×ｃｏｓ（θｓ）＜ＶＨ／３が成立するか否かを判定する。ステップＳ２２の処理は、指令電圧ベクトルＶｍの終点が、先の図６における線分ＡＮに対して各制御点Ｍ，Ｐ側の領域に存在するか否かを判定する処理である。ステップＳ２２において肯定判定した場合、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、指令電圧ベクトルＶｍが第５分割領域Ｒ５に存在すると特定する。一方、ステップＳ２２において否定判定した場合、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、指令電圧ベクトルＶｍが第６分割領域Ｒ６に存在すると特定する。

ステップＳ１９において否定判定した場合、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、|Ｖｍ|×ｃｏｓ（θｓ）＞ＶＨ／３が成立するか否かを判定する。ステップＳ２５の処理は、指令電圧ベクトルＶｍの終点が、先の図６における線分ＡＮに対して制御点Ｂ，Ｑ側の領域に存在するか否かを判定する処理である。ステップＳ２５において肯定判定した場合、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、指令電圧ベクトルＶｍが、第９分割領域Ｒ９に存在すると特定する。一方、ステップＳ２５において否定判定した場合、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、|Ｖｍ|×ｃｏｓ（６０°－θｓ）＜ＶＨ／３が成立するか否かを判定する。ステップＳ２７の処理は、指令電圧ベクトルＶｍの終点が、先の図６における線分ＢＭに対して各制御点Ｎ，Ｐ側の領域に存在するか否かを判定する処理である。ステップＳ２７において肯定判定した場合、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、指令電圧ベクトルＶｍが、第５分割領域Ｒ５に存在すると特定する。一方、ステップＳ２７において、否定判定した場合、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、指令電圧ベクトルＶｍが、第７分割領域Ｒ７に存在すると特定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１７～Ｓ２９の処理が「領域特定部」に相当する。

ステップＳ２１において指令電圧ベクトルＶｍが第８分割領域Ｒ８に存在すると特定した場合、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、第８分割領域Ｒ８に対応する出力電圧ベクトルの組を、出力パターンとして設定する。具体的には、各制御点Ａ，Ｂ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの組を、出力パターンとして設定する。この場合、出力パターンに、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが含まれることが制限される。

ステップＳ２３において指令電圧ベクトルＶｍが第５分割領域Ｒ５に存在すると特定した場合、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、第５分割領域Ｒ５に対応する出力電圧ベクトルの組を、出力パターンとして設定する。具体的には、各制御点Ｍ，Ｎ，Ｑに対応する出力電圧ベクトルの組を、出力パターンとして設定する。

ステップＳ２４において指令電圧ベクトルＶｍが第６分割領域Ｒ６に存在すると特定した場合、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、第６分割領域Ｒ６に対応する出力電圧ベクトルの組を、出力パターンとして設定する。具体的には、各制御点Ｂ，Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの組を、出力パターンとして設定する。この場合、出力パターンに、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが含まれることが制限される。

ステップＳ２６において指令電圧ベクトルＶｍが第９分割領域Ｒ９に存在すると特定した場合、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３では、第９分割領域Ｒ９に対応する出力電圧ベクトルの組を、出力パターンとして設定する。具体的には、各制御点Ａ，Ｂ，Ｍに対応する出力電圧ベクトルの組を、出力パターンとして設定する。この場合、出力パターンに、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが含まれることが制限される。

ステップＳ２８において指令電圧ベクトルＶｍが第５分割領域Ｒ５に存在すると特定した場合、ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４の処理は、ステップＳ３１の処理と同様である。

ステップＳ２９において指令電圧ベクトルＶｍが第７分割領域Ｒ７に存在すると特定した場合、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、第７分割領域Ｒ７に対応する出力電圧ベクトルの組を、出力パターンとして設定する。具体的には、各制御点Ａ，Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの組を、出力パターンとして設定する。この場合、出力パターンに、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが含まれることが制限される。ステップＳ３０～Ｓ３５の後、ステップＳ１５に進む。なお、本実施形態において、ステップＳ３０～Ｓ３５の処理が「設定部」に相当する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

中性点Ｏと、回転電機１０の各相入力端子のうち少なくとも１相とが接続される場合において、電流が中性点Ｏに流入又は流出することにより、中性点Ｏの電圧が変化し得る。そのため、制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルが出力される期間では、中性点Ｏと、回転電機１０の各相入力端子のうちのいずれか１相又は２相とが接続されるため、中性点Ｏの電圧が変化する可能性がある。

この点、制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルには、回転電機１０の各相入力端子に印加される電圧が同じであり、かつ、中性点Ｏの電圧の変化方向が反対となるＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態に対応する出力電圧ベクトルが存在する。そのため、中性点情報に基づいて、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のうちいずれか一方を適切に選択することにより、中性点Ｏの電圧を制御することが考えられる。

しかしながら、指令電圧ベクトルＶｍの大きさが大きい場合、指令電圧ベクトルＶｍの大きさが小さい場合に比べて、制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルが出力される期間が短くなるとともに、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが出力される期間が長くなり得る。ここで、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルは、制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの大きさよりも大きな出力電圧ベクトルである。制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間では、中性点Ｏと、回転電機１０の各相入力端子のうちいずれか１相とが接続されるため、中性点Ｏの電圧の制御性が低下する懸念がある。

そこで、本実施形態では、指令電圧ベクトルＶｍに基づいて、各出力電圧ベクトルの組み合わせである出力パターンを設定する際に、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが出力パターンに含まれることが制限される。これにより、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが出力される期間の発生が抑制される。また、制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルが出力される期間では、中性点情報に基づいて、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のうちいずれか一方が選択されることにより、中性点Ｏの電圧を制御できる。そのため、各制御点Ｍ，Ｎ，Ｑに対応する出力電圧ベクトルが出力される期間において、中性点Ｏの電圧が変化することを抑制できる。つまり、本実施形態によれば、中性点Ｏの電圧が変化する懸念のある各制御点Ｍ，Ｎ，Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間において、中性点Ｏの電圧の変化を抑制する対策を講じることができる。その結果、中性点Ｏの電圧の制御性を高めることができる。

制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが出力パターンに含まれることが制限される場合では、制御点Ａ，Ｂ，Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの組み合わせである出力パターンが設定される。この場合、中性点Ｏの電圧の制御性を高めるには、制御点Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が長くされることが望ましい一方、指令電圧ベクトルＶｍの大きさが増大する場合には、インバータ３０の制御性の低下が懸念される。

そこで、本実施形態によれば、指令電圧ベクトルＶｍの大きさ及び電気角θｅに基づいて、指令電圧ベクトルＶｍの存在領域が特定される。存在領域には、制御点Ａに接する第７，第９分割領域Ｒ７，Ｒ９、及び制御点Ｂに接する第６，第８分割領域Ｒ６，Ｒ８が含まれている。そして、指令電圧ベクトルＶｍの存在領域が第６～第９分割領域Ｒ６～Ｒ９のうちいずれであるかに応じて、各制御点Ａ，Ｂ，Ｍ，Ｎに対応する出力電圧ベクトルを含む出力パターンの設定方法を変える。

詳しくは、指令電圧ベクトルＶｍが第６，第７分割領域Ｒ６，Ｒ７に存在することが特定された場合、制御点Ｍに対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｎに対応する出力電圧ベクトルと、各制御点Ａ，Ｂのうちいずれか一方に対応する出力電圧ベクトルとの組み合わせである出力パターンが設定される。この場合、各制御点Ｍ，Ｎのうちいずれか一方に対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ａに対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｂに対応する出力電圧ベクトルとを含む出力パターンが設定される場合に比べて、１変調周期におけるＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態を選択可能な期間が長くされる。これにより、中性点Ｏの電圧の制御性を高めることができる。

一方、指令電圧ベクトルＶｍが第８，第９分割領域Ｒ８，Ｒ９に存在することが特定された場合、各制御点Ｍ，Ｎのうちいずれか一方に対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ａに対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｂに対応する出力電圧ベクトルとの組み合わせである出力パターンが設定される。この場合、各制御点Ａ，Ｂのうちいずれか一方に対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｍに対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｎに対応する出力電圧ベクトルとを含む出力パターンが設定される場合に比べて、１変調周期における平均的な出力電圧ベクトルの大きさを大きくすることができる。これにより、指令電圧ベクトルＶｍの大きさの増大に対応することができる。そのため、インバータ３０の制御性の低下を抑制することができる。以上により、本実施形態によれば、インバータ３０の制御性の低下を抑制しつつ、中性点Ｏの電圧の制御性を高めることができる。

中性点Ｏの電圧に問題が生じていない状況において制限制御が行われる等、制限制御が過剰に行われることに起因して、インバータ３０の制御性が低下することが懸念される。この点、本実施形態では、中性点情報に基づいて、制限制御を行うか否かが判定される。具体的には、中性点Ｏの電圧が許容範囲を超えていると判定された場合、制限制御が実施される。一方、中性点Ｏの電圧が許容範囲を超えていると判定されない場合、通常制御が実施される。これにより、中性点Ｏの電圧の変化を抑制することが必要となる状況において、制限制御が行われる。そのため、インバータ３０の制御性が低下することを抑制しつつ、中性点の電圧の制御性を高めることができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

指令電圧ベクトルＶｍが第８，第９分割領域Ｒ８，Ｒ９に存在することが特定された場合では、各制御点Ｍ，Ｎのうちいずれか一方に対応する出力電圧ベクトルを１つと、制御点Ａに対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｂに対応する出力電圧ベクトルとの組み合わせである出力パターンが設定される。

制御点Ａに対応する出力電圧ベクトル及び制御点Ｂに対応する出力電圧ベクトルが出力される期間では、回転電機１０の各相入力端子には、レベルＨ又はレベルＬの相電圧が印加される。言い換えると、制御点Ａに対応する出力電圧ベクトル及び制御点Ｂに対応する出力電圧ベクトルが出力される期間では、回転電機１０の各相入力端子にレベルＭの相電圧が印加されない。そのため、制御点Ａに対応する出力電圧ベクトル及び制御点Ｂに対応する出力電圧ベクトルのうち、いずれか一方に対応する駆動状態から、他方に対応する駆動状態へと切り替えられる際に、レベルＭの相電圧が印加される期間を介さずに、各上，下アームスイッチＳＵＨ～ＳＷＬがオンオフされる。この場合に、各上，下アームスイッチＳＵＨ～ＳＷＬのオンオフを切り替える際に発生するサージ電圧が増大する懸念がある。

そこで、本実施形態では、指令電圧ベクトルＶｍが第８，第９分割領域Ｒ８，Ｒ９に存在することが特定された場合の制御を変更する。図１５に、制御装置４０が行う制御の手順を示す。この制御は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。

ステップＳ３０，Ｓ３３の処理の後、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルを、出力パターンに追加する。ステップＳ４１では、各クランプスイッチＱＵ～ＱＷがオンオフされるのに要する時間に関するスイッチ情報を取得する。スイッチ情報は、各クランプスイッチＱＵ～ＱＷの電気的特性を示す情報であり、具体的には、ゲート閾値電圧、ターンオン遅延時間及びターンオフ遅延時間等である。例えば、ステップＳ４１では、制御装置４０が有する記憶部に記憶されているスイッチ情報を取得すればよい。本実施形態において、ステップＳ３０～Ｓ３５及びステップＳ４０が「設定部」に相当し、ステップＳ４１が「スイッチ情報取得部」に相当する。

ステップＳ４２では、出力パターンに含まれる各出力電圧ベクトルの出力期間を算出する。ここでは、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間の算出方法について説明する。中性点Ｏの電圧の変化を抑制する観点から、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が短くされることが望ましい。しかしながら、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が、各クランプスイッチＱＵ～ＱＷのオンオフに要する時間よりも短い場合、各クランプスイッチＱＵ，ＱＷが実際にオンオフされるよりも前に、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が終了してしまう。この場合に、各上，下アームスイッチＳＵＨ～ＳＷＬをオンオフする際に発生するサージ電圧の抑制効果が低減される懸念がある。

そこで、本実施形態では、取得したスイッチ情報に基づいて、各クランプスイッチＱＵ～ＱＷのオンオフに要する時間よりも長くなるように、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間を算出する。制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間の上限は、１変調周期Ｔｃの半分以内であればよい。例えば、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間の上限は、１変調周期Ｔｃの１／６、１／１２又は１／２４等であるとよい。本実施形態において、ステップＳ４２が「算出部」に相当する。

ステップＳ４３では、制御点Ａに対応する出力電圧ベクトル及び制御点Ｂに対応する出力電圧ベクトルのうち、いずれか一方に対応する出力期間から、他方に対応する出力期間へと切り替える間において、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間を挟むように、各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷをオンオフさせる駆動指令を生成する。本実施形態において、ステップＳ４３が「制御部」に相当する。

図１６に、指令電圧ベクトルＶｍが第８分割領域Ｒ８に存在すると特定された場合の各相電圧レベルの推移の一例を示し、図１７に、指令電圧ベクトルＶｍが第９分割領域Ｒ９に存在すると特定された場合の各相電圧レベルの推移の一例を示す。図１６（ａ）～（ｃ）は、先の図１２（ａ）～（ｃ）に対応し、図１７（ａ）～（ｃ）は、先の図１３（ａ）～（ｃ）に対応している。

指令電圧ベクトルＶｍが第１，第２セクタの第８分割領域Ｒ８に存在する場合、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のいずれが選択されるかに応じて、１変調周期Ｔｃの前半において出力電圧ベクトルが以下の順で出力される。第１セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＭＭ→ＨＬＬ→ＨＭＬ→ＨＨＬの順に出力される。第２セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＨＭ→ＨＨＬ→ＭＨＬ→ＬＨＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１６の実線に示すような推移となる。また、第１セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＬＬ→ＨＬＬ→ＨＭＬ→ＨＨＬの順に出力される。第２セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＭＬ→ＨＨＬ→ＭＨＬ→ＬＨＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１６の破線に示すような推移となる。

指令電圧ベクトルＶｍが第１，第２セクタの第９分割領域Ｒ９に存在する場合、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態のいずれが選択されるかに応じて、１変調周期Ｔｃの前半において出力電圧ベクトルが以下の順で出力される。第１セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＨＨＭ→ＨＨＬ→ＨＭＬ→ＨＬＬの順に出力される。第２セクタにおいてＨｉ－Ｍｉｄ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＨＭ→ＬＨＬ→ＭＨＬ→ＨＨＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１７の実線に示すような推移となる。また、第１セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＭＭＬ→ＨＨＬ→ＨＭＬ→ＨＬＬの順に出力される。第２セクタにおいてＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態が選択される場合では、出力電圧ベクトルは、ＬＭＬ→ＬＨＬ→ＭＨＬ→ＨＨＬの順に出力される。これらの場合に、各相電圧の推移は、図１７の破線に示すような推移となる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

指令電圧ベクトルＶｍが第８，第９分割領域Ｒ８，Ｒ９に存在すると特定された場合に、出力パターンに、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが追加される。つまり、出力パターンには、制御点Ｍ，Ｎのうちいずれか一方に対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ａに対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｂに対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルとが含まれる。

上述した出力パターンでは、制御点Ａに対応する出力電圧ベクトル及び制御点Ｂに対応する出力電圧ベクトルのうち、いずれか一方に対応する出力期間から、他方に対応する出力期間へと切り替える間において、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間を挟むことが可能となる。この場合では、制御点Ａに対応する出力電圧ベクトル及び制御点Ｂに対応する出力電圧ベクトルのうち、いずれか一方に対応する出力期間から、他方に対応する出力期間へと切り替えられる際に、レベルＭの相電圧が印加される期間を設けることができる。そのため、各上，下アームスイッチＳＵＨ～ＳＷＬをオンオフする際に発生するサージ電圧が増大することを抑制できる。

各クランプスイッチＱＵ～ＱＷのオンオフに要する時間に関するスイッチ情報が取得される。スイッチ情報に基づいて、各クランプスイッチＱＵ～ＱＷのオンオフに要する時間よりも、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が長くなるように、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルの出力期間が算出される。これにより、制御点Ｑに対応する出力電圧ベクトルが出力されてから、各スイッチＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷが実際にオンオフされるまでの期間を的確に確保することができる。そのため、各上，下アームスイッチＳＵＨ～ＳＷＬをオンオフする際に発生するサージ電圧を的確に低減することができる。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・制御装置４０は、中性点情報として、第１，第２電圧センサ４１，４２の検出値及び相電流センサ４３の検出値の双方を取得することに代えて、いずれか一方のみを取得してもよい。例えば、制御装置４０は、第１，第２電圧センサ４１，４２の検出値及び相電流センサ４３の検出値のうち、第１，第２電圧センサ４１，４２の検出値のみを取得してもよい。この場合に、制御装置４０は、第１，第２電圧センサ４１，４２の検出値に基づいて、各相電流を算出してもよい。制御装置４０は、第１，第２電圧センサ４１，４２の検出値を用いて算出した各相電流と、第１，第２コンデンサ２１，２２の静電容量とに基づいて、中性点Ｏの電圧を算出してもよい。これにより、相電流センサ４３の検出値を用いることなく、ステップＳ１０，Ｓ１５の処理を行うことができる。

・制限制御の分割領域は、先の図６に示した第１，第５～第９分割領域Ｒ１，Ｒ５～Ｒ９に限られない。例えば、点Ｇによる線分ＰＱを内分する比率を変更することにより、分割領域を変更してもよい。具体的には、点Ｇを、線分ＰＱを２：１に内分する点であることに代えて、線分ＰＱを３：１に内分する点に変更してもよい。この場合、第８，第９分割領域Ｒ８，Ｒ９が、第１実施形態に比べて縮小されるとともに、第６，第７分割領域Ｒ６，Ｒ７が、第１実施形態に比べて拡大される。これにより、制御点Ｍに対応する出力電圧ベクトルと、制御点Ｎに対応する出力電圧ベクトルと、各制御点Ａ，Ｂのうちいずれか一方に対応する出力電圧ベクトルとの組み合わせである出力パターンが設定される分割領域が広くされる。そのため、指令電圧ベクトルＶｍの大きさが大きい場合であっても、第１実施形態に比べて、Ｈｉ－Ｍｉｄ駆動状態及びＭｉｄ－Ｌｏ駆動状態を選択可能な期間を長くすることができる。

この場合、ステップＳ１９，Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２５，Ｓ２７の処理を変更するとよい。例えば、指令電圧ベクトルＶｍの大きさ及び電気角θｅと、第１～第６セクタに対する各分割領域Ｒ１，Ｒ５～Ｒ９とが対応付けられた情報（例えば、マップ情報）を用いて、指令電圧ベクトルＶｍが存在する分割領域を特定する処理を行うとよい。

・インバータ３０の駆動対象としては、各相巻線１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗが星形結線された回転電機１０に限られず、各相巻線１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗがデルタ結線された回転電機であってよい。また、駆動対象としては、回転電機に限られず、３相巻線を有する他の負荷であってよい。

・インバータ３０は、Ｔ型の３レベルインバータに代えて、中性点クランプ型の３レベルインバータであってもよい。

・インバータを構成する半導体スイッチとしては、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限らず、例えば、ＩＧＢＴであってもよい。この場合、スイッチの高電位側端子がコレクタであり、低電位側端子がエミッタである。また、各スイッチには、フリーホイールダイオードが逆並列に接続されていればよい。

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０…回転電機、２１，２２…第１，第２コンデンサ、３０…インバータ、４０…制御装置、ＳＵＨ～ＳＷＬ…Ｕ，Ｖ，Ｗ相上，下アームスイッチ、ＱＵ，ＱＶ，ＱＷ…Ｕ，Ｖ，Ｗ相クランプスイッチ。

Claims (6)

1. 直列接続された第１蓄電部（２１）及び第２蓄電部（２２）と、
   ３相交流電圧が印加されることにより駆動される駆動対象（１０）と、
   前記駆動対象の各相を、前記第１蓄電部の正極側、前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側の間の中性点、及び前記第２蓄電部の負極側のうちいずれかに接続する３相分のスイッチ（ＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷ）を有する３レベルインバータ（３０）と、を備えるシステムに適用される３レベルインバータの制御装置（４０）において、
   前記第１，第２蓄電部の電圧及び前記駆動対象の各相に流れる電流のうち少なくとも一方の情報である中性点情報を取得する中性点情報取得部と、
   前記駆動対象の制御量を指令値に制御するための指令電圧ベクトルを取得する指令電圧取得部と、
   前記指令電圧ベクトルに基づいて、前記３レベルインバータが出力可能な出力電圧ベクトルの組み合わせである出力パターンを設定する設定部と、
   前記出力パターンに含まれる前記出力電圧ベクトルに基づいて、前記スイッチをオンオフする制御部と、を備え、
   前記スイッチの駆動状態が、前記駆動対象の各相のうちいずれか１相又は２相と、前記中性点とを接続する駆動状態となり、かつ、同一の前記出力電圧ベクトルに対して異なる前記スイッチの駆動状態が２つ存在する前記出力電圧ベクトルを第１出力電圧ベクトルとし、
   前記スイッチの駆動状態が、前記駆動対象の各相のうちいずれか１相と、前記中性点とを接続する駆動状態となり、かつ、前記第１出力電圧ベクトルの大きさよりも大きな前記出力電圧ベクトルを第２出力電圧ベクトルとし、
   前記制御部は、前記第１出力電圧ベクトルが出力される場合に、前記中性点情報に基づいて、２つの前記スイッチの駆動状態のうちいずれか一方を選択し、
   前記設定部は、前記第２出力電圧ベクトルを、前記出力パターンに含むことを制限する３レベルインバータの制御装置。
2. 前記駆動対象は、前記３レベルインバータに電気的に接続される巻線（１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗ）を有する回転電機（１０）であり、
   前記指令電圧ベクトルの大きさ及び電気角に基づいて、前記指令電圧ベクトルの存在領域を特定する領域特定部を備え、
   前記スイッチの駆動状態が、前記駆動対象の各相と、前記中性点とが接続されない駆動状態となり、かつ、前記第１出力電圧ベクトルの大きさよりも大きな前記出力電圧ベクトルを第３出力電圧ベクトルとし、
   前記存在領域には、前記第３出力電圧ベクトルの終点に接する高出力領域及び低出力領域が含まれており、
   前記設定部は、
   前記指令電圧ベクトルが前記高出力領域に存在すると特定された場合に、１つの前記第１出力電圧ベクトルと、２つの前記第３出力電圧ベクトルとの組み合わせである前記出力パターンを設定し、
   前記指令電圧ベクトルが前記低出力領域に存在すると特定された場合に、２つの前記第１出力電圧ベクトルと、１つの前記第３出力電圧ベクトルとの組み合わせである前記出力パターンを設定する請求項１に記載の３レベルインバータの制御装置。
3. 前記設定部は、前記指令電圧ベクトルが前記高出力領域に存在すると特定された場合に、前記出力パターンに前記第２出力電圧ベクトルを追加し、
   前記制御部は、
   前記第３出力電圧ベクトルが出力される期間では、前記スイッチの駆動状態を、前記駆動対象の各相と、前記第１蓄電部の正極側又は前記第２蓄電部の負極側とが接続される駆動状態とし、
   前記出力パターンに前記第２出力電圧ベクトルが追加された場合、２つの前記第３出力電圧ベクトルのうち、一方に対応する前記スイッチの駆動状態から、他方に対応する前記スイッチの駆動状態へと前記スイッチをオンオフする間において、前記第２出力電圧ベクトルに対応する前記スイッチの駆動状態を挟むように、前記スイッチをオンオフする請求項２に記載の３レベルインバータの制御装置。
4. 前記スイッチのゲート閾値電圧、ターンオン遅延時間及びターンオフ遅延時間のうち少なくとも１つであるスイッチ情報を取得するスイッチ情報取得部と、
   前記スイッチ情報に基づいて、前記第２出力電圧ベクトルの出力期間が前記スイッチのオンオフに要する時間よりも長くなるように、前記第２出力電圧ベクトルの出力期間を算出する算出部と、を備える請求項３に記載の３レベルインバータの制御装置。
5. 前記中性点情報に基づいて、前記中性点の電圧が許容範囲を超えているか否かを判定する判定部を備え、
   前記設定部は、前記中性点の電圧が許容範囲を超えていると判定された場合に、前記第２出力電圧ベクトルが前記出力パターンに含まれることを制限するとともに、前記中性点の電圧が許容範囲を超えていると判定されない場合に、前記第２出力電圧ベクトルが前記出力パターンに含まれることを制限しない請求項１～４のいずれか１項に記載の３レベルインバータの制御装置。
6. 直列接続された第１蓄電部（２１）及び第２蓄電部（２２）と、
   ３相交流電圧が印加されることにより駆動される駆動対象（１０）と、
   前記駆動対象の各相を、前記第１蓄電部の正極側、前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側の間の中性点、及び前記第２蓄電部の負極側のうちいずれかに接続する３相分のスイッチ（ＳＵＨ～ＳＷＬ，ＱＵ～ＱＷ）を有する３レベルインバータ（３０）と、
   コンピュータ（４０ａ）と、を備えるシステムに適用されるプログラムにおいて、
   前記第１，第２蓄電部の電圧及び前記駆動対象の各相に流れる電流のうち少なくとも一方の情報である中性点情報を取得する中性点情報取得ステップと、
   前記駆動対象の制御量を指令値に制御するための指令電圧ベクトルを取得する指令電圧取得ステップと、
   前記指令電圧ベクトルに基づいて、前記３レベルインバータが出力可能な出力電圧ベクトルの組み合わせである出力パターンを設定する設定ステップと、
   前記出力パターンに含まれる前記出力電圧ベクトルに基づいて、前記スイッチをオンオフする制御ステップと、を前記コンピュータに実行させ、
   前記スイッチの駆動状態が、前記駆動対象の各相のうちいずれか１相又は２相と、前記中性点とを接続する駆動状態となり、かつ、同一の前記出力電圧ベクトルに対して異なる前記スイッチの駆動状態が２つ存在する前記出力電圧ベクトルを第１出力電圧ベクトルとし、
   前記スイッチの駆動状態が、前記駆動対象の各相のうちいずれか１相と、前記中性点とを接続する駆動状態となり、かつ、前記第１出力電圧ベクトルの大きさよりも大きな前記出力電圧ベクトルを第２出力電圧ベクトルとし、
   前記制御ステップは、前記第１出力電圧ベクトルが出力される場合に、前記中性点情報に基づいて、２つの前記スイッチの駆動状態のうちいずれか一方を選択する処理を含み、
   前記設定ステップは、前記第２出力電圧ベクトルを、前記出力パターンに含むことを制限する処理を含むプログラム。

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